編按:
阿里山林業鐵路編號11403柴油機車改裝幾輛?
王弘明
依據阿里山林鐵處最新的車輛調研成果,稱以11403編號的第一批兩輛柴油機車,因為「行駛時上下擺動過大,林務局(2023年8月改制為林業及自然保育署)在1965年根據台鐵局機務段設計圖TRA1001、1002委託台鐵進行改造,前後車架各加長1.6公尺,並加裝導輪。」
(註:11403是機器履歷編號,早期阿里山林場重要機具設備,除依類別有各自編號系統,也習用機器編號稱呼。譬如第一號集材機,昔日集材工人也稱其為10201~1。10201是蒸汽集材機,10202是汽油集材機。)
同文並稱因「山區曲線半徑小,不適合本車款運行,故僅作為嘉義至竹崎的平地段牽引使用。」
另外又稱「因軸距加長,曲線半徑過大,無法行駛登山路線彎道。其中的11403-2後來有將導輪及從輪拆除…」並以車架螺絲孔洞痕跡數量與11403-1相同為證。
下圖:橘色塗裝的11403-1,前後各加一組車輪,共有五組車輪。
先進提出三個問題:
1、為何11403-1只加導輪,未加從輪?
2、台鐵局的改裝圖,為何兩輛同型車,需各以TRA1001、1002兩張圖施工?
3、既然因山區曲線半徑小,不適合本款車運行而改裝,為何後續又因無法行駛登山路線拆除導輪與從論?難道拆除後即可行駛山區,豈不前後矛盾?
下圖:黑色塗裝的11403-2,前後未加裝,仍維持原來三組動輪。一般說法是有改裝但後來拆除,惟並無足夠證據支持此說法。
佩服先進明察秋毫觀察力及條理分明的邏輯思維,發現這些不意察覺的問題。首先第一個問題「為何11403-1只加導輪,未加從輪。」我個人認為只是作者精省文字而已,前後兩個加裝車輪功能均相同,只是在前稱導輪,在後稱為從輪,作者可能因兩者功能相同,撰文時在措詞上求簡約所致。
第二個問題,TRA1001、1002兩張圖不是分別用於11403-1、11403-2,而都只是11403-1壹輛的改裝施工藍圖,目前尚未發現11403-2也有改裝的紀錄。雖然兩輛的車架有相同之螺絲洞,但以11403-1改裝而言,除有1964年(民國53年)3月18日的改裝會議紀錄,尚有合約簽訂、經費核算、完工驗收等多份公文留存,而11403-2則未有片紙隻字證明曾被改裝,或認為是檔案遺失,但此改裝所需經費約30萬元左右,在當時是筆不小經費,來往公文數量必然甚多,所有相關檔案全部消失,機率實在很低。
下圖:合約書明載僅改裝壹輛,依據TRA1001、1002兩張藍圖,改裝工作在嘉義修理工廠進行,此或可解釋為何11403-2也有預留螺絲洞。(圖片來源:林業署及自然保育署嘉義分署)
至於第三個問題,其實所謂「擺動過大」、「不適合山區曲線半徑太小」,或是更早有所謂「因以連桿帶動,故左右車輪轉速一致,行駛彎道時內側車輪轉速無法變慢,致使車身急遽搖晃,林務局乃於機車前後各加一個導輪…因此加長了軸距,無法行駛登山路段……」均非事實,實乃因(一)當時平地段(嘉義至竹崎)所鋪鋼軌規格為每公尺15公斤,無法負荷此車款之軸重、(二)同樣有部份橋梁也無法承擔(三)柴油引擎進入山區後,因空氣密度降低,出力不足。
當時為改善此問題,特別於1955年(民國44年)4月26日、5月3日於阿里山林場召開兩次會議,日本製造原廠商新三菱重工,所屬三原製作所技術部次長宇野端,也特地飛來臺灣參加,當時提出解決方案有:
(一)平地線橋梁無法負荷有三座,加固補強較無問題。
(二) 嘉義與竹崎間軌道全更換為22公斤,原本預計由山地線舊料,及八仙山存料可支援9公里,應可解決。惟所謂9公里是鐵軌總量,非可鋪設長度,實際八仙山的存料僅能鋪設4.5公里,加上舊料仍不敷全部14餘公里。
(三)因缺少更換22公斤鋼軌經費,宇野端乃提出前後各加一組車輪,使軸重由原本的8噸(24÷3),五組車軸的軸重分別為5.4、5.8、5.8、5.8、5.4噸(請注意:後來台鐵改裝後。五組車軸軸重均不一樣,也非此數據。)
(四)至於因空氣密度影響柴油引擎輸出,宇野端認為校正調速器後,至少尚可行駛至奮起湖。此乃因當時對柴油引擎性能欠缺了解所致,引以為鑑後來要採購25號以降的柴油機車,即特別慎重向氣象局索取沿線氣象資料,尤其是高山地區。
下圖:因為編號11403四輛柴油機車性能問題,其後採購柴油機車時,特別注意沿線氣候與平地高山間空氣密度差異問題。(圖片來源:林業署及自然保育署嘉義分署)
所以,可以很篤定的判斷「擺動過大」、「不適合山區曲線半徑太小」、「連桿帶動,故左右車輪轉速一致,行駛彎道時內側車輪轉速無法變慢……」等,都非正確論述,1955年(民國44年)兩份檢討報告紀錄,包括宇野端的之建議書,早已為林鐵處所收藏,進行車輛調研時,似乎未提供給研究者參考,也因而使上述殭屍論述一再流傳無法消失,殊為遺憾!
至於11403-2有預留螺絲洞,需要特殊的絞刀工具等,宇野端表示願以原價提供,顯然以當時技術設備於車架上鑽孔並不容易,因11403-1的改裝工作是在嘉義修理工廠進行,是否有可能當時兩輛均一併進行鑽孔,此恐已難以查證,另外既然民國44年已議決要改裝,為何推延至1964年(民國53年)才改裝(完工日期是1965年6月),是因經費困難,或有其它考量,就如同究竟11403-2是否曾改裝,都可能永久成歷史謎題了。
但是,無論如何,建議解說者要相信證據,勿再因循使用錯誤理由,說明這兩輛車的坎坷歷程,還給歷史真相。
作者簡介:
王弘明老師是農業部林業及自然保育署嘉義分署以及阿里山林鐵文資處資深志工,學識飽滿,文武全才,對阿里山林業及鐵路文史尤有涉獵,是一部活字典。而過往一些謬誤說法或資料解讀,在他深入探討後常有進一步的更正,對幫助阿里山與林鐵解說內容正確性的提升,貢獻良多。
他經常在 Line 群組中提供阿里山林業及林鐵的史實再發現或更正,或是提供導覽解說的正確素材,為了讓更多旅行業領團人員(帶國旅團)或導遊(帶外國旅客團),以及相關解說員不再以訛傳訛,感謝他慨允,讓我以後可以擷取他的文章放在 賴鵬智的野 FUN 特區 部落格「王弘明阿里山亂彈」專欄裡,分享知識。
延伸閱讀:
阿里山國家森林遊樂區日式建築的櫛引、青海波、下麻苧-王弘明撰
阿里山林業鐵路「眠月下線」與「塔山下線」是同一條路線-王弘明撰
阿里山琴山河合博士旌功碑「博」少一點、「功」不出頭玄機何在?
日本時代阿里山開發計畫的濫觴者是「齋藤音作」、「齊藤音作」何者為正確?
2006年阿里山國家風景區社區志工導覽訓練解說資源調查報告掃描檔,兼談我訓練解說員的基本理念
本網誌「王弘明阿里山亂彈」、「導覽解說」、「阿里山森林遊樂區解說員訓練」專欄各文
關於內容的一些看法。
(1) 11403-2 號機車是否有改裝,在《阿里山森林鐵道》(蘇昭旭著,第94頁,ISBN 957-30400-0-X)車輛篇一書中顯示有改裝為五軸的照片,雖然不大張但車號可辨認;況且考量軸重問題,不改裝無法通過當時的限制,有改裝為較合理推測。
(2) 前後加裝的車輪,若沒有真正的轉向功能(隨軌道改變方向),會使車輛的「固定軸距」會加長,這是不利於通過小曲率半徑的彎道與道岔,就算是有真正的轉向功能的轉向架(與臺鐵北廠合約中所提),仍然需要考慮中間三軸過彎時偏移的問題。
(3) 鐵路車輛的軸距有「全軸距」和「固定軸距」之分,「全軸距」是同車輛最前軸與最後軸的距離,「固定軸距」是同車架或同轉向架上最前軸與最後軸的距離。以改裝前的機車 11403-1 號與 11403-2 號而言全軸距等於固定軸距,但之後引進的機車 11403-3 號與 11403-5 號全軸距不等於固定軸距(轉向架);因此有轉向架車輛與無轉向架車輛的「軸距」,在沒指明是「全軸距」或「固定軸距」時是不能直接比較的。
(4) 以無轉向架車輛固定車軸數超過二軸以上(即三軸以上)若固定軸距過長在過彎道時,中間部份車軸的輪緣(彎道內側車輪)會加大對軌道內側的擠壓,最外兩固定車軸的輪緣(彎道外側車輪)會加大對軌道外側的擠壓,如此超過軌道設計的容許量,則會造成車輛出軌。相同的原因三軸以上的轉向架、或是同一車架上有超過三個轉向架,也會發生一樣的問題,差別只是程度的輕重。
(5) 五車軸軸重不一樣是有必要的,中間三動輪的軸重要比前後兩軸的非動輪重,不然機車容易發生動輪打滑導致空轉。
謝謝提供精湛分析,讓阿里山第一代柴油機車的歷史更清晰浮現。
這兩輛柴油機車,無法在平地線行駛,在改善會議記錄中明白指出兩個原因:
1、15公斤軌條無法承負軸重。當時阿里山鐵路,平地線是15公斤軌條,山地線為19.8及22公斤,由民國59年6月台灣省交通處對阿里山及太平山森林鐵道的監理報告中,可知仍然是這種規格。
2、平地線有三座橋梁不堪負荷軸重。
至於無法行駛山地線,同樣會議記錄中指出,是因柴油引擎調速器的功能,無法同時提供平地及高海拔不同空氣密度的混合比,雖然三原製作所技術部次長宇野端表示可嘗試調校,應該至少也可行駛到奮起湖,不過與會專家認為仍有疑慮,故未採納。
因此,這兩輛除了柴油機械式的操作困難(可以精進人員技巧克服)外,橋梁也可加固,最主要問題是軌條無法承受軸重過重,以今日眼光而言,更換較重之軌條即可解決,但在當時鐵軌屬於貴重物資,無力大量購買,且是一用再用,山地線換下給平地線,平地線淘汰給林場線,林場線拆換下來,移給太平山,將磨耗嚴重部分切除,以致太平山竟然有一段鐵軌僅15公分的窘境。
因此,問題癥結似乎不在於軸距部份,後來之德製機車軸距過大,修理工廠退休主任楊瓊猛先生說,逼得監工區將曲率半徑都改成最小40,所以應是當時環境無力更換新軌條,以處理軸重過重問題。
另外,加裝前後導輪後之軸重分布,台鐵完工後之數據與宇野端計算結果並不同,因該車為增加黏著力,有約一噸之配重,配重與電池造成該車之重量分布不平均,因此改裝後各軸軸重未統一。
按理11403-2也應該有改裝,惟很離奇地為何無相關紀錄,我們清查檔案是民國81年以前,將近50萬份檔案,逐筆以人工一一檢視翻閱,卻僅有11403-1相關資料,此車輛改裝屬於重大項目,按理從規劃、簽約、施工到驗收,會有相當數量檔案,當然也有可能檔案因某種原因遺失,不過研判機率甚微,基於孤證不證原則,我們仍對11403-2有改裝存疑保留,繼續努力期待有更堅實證據足資證明。