共和国的火车头——那些中国自主生产的铁路机车

soma9 · 发表于 2014-7-13 20:57

东风4C准高速客运型的设计理念是同时满足城际列车和干线长途列车的牵引需要，除了单机主要用于牵引小编组（9节或10节车厢）的城际快速列车，或双机重联牵引大编组（18节车厢或以上）的快速旅客列车，运行速度达到140～160公里/小时；因此该型机车单机牵引9节准高速单层客车在平直道上速度可达160公里/小时，并具有一定剩余加速度，而双机重联可在主要干线上牵引18节（950吨）准高速单层客车。资阳厂于1999年试制了两台样车（车号5274、5275），并于2000年上半年先后在中国铁科院环行铁道试验基地、京承铁路、京秦铁路进行试验，最高试验速度达176公里/小时。试验完毕后，两台机车均出售予三茂铁路公司三水机务段，投入三茂铁路、广三铁路运用；在交付三水机务段前，机车由资阳厂整修并按东风8B型机车涂装重新油漆。网友通常以“DF4CK”称呼这种机车，但“DF4CK”并不是官方正式命名。另有昵称“假蓝猫”，以区别东风8B的真“蓝猫”。

新涂装的DF4CK

soma9 · 发表于 2014-7-13 20:57

另外四方厂1998年制造了一辆DF4C-4466机车，目前为该厂自备机车。该车采用轮对空心轴六连杆传动，低位牵引拉杆，单元式制动，采用整体轮对。机车除具备传统的重联控制功能，辅助电路亦可双机重联。推测建造目的为双机重联客运用，最高速时160km/h。亦有说法该车为径向转向架，但径向机构从外部观察不明显。

soma9 · 发表于 2014-7-13 20:58

东风4C相关的一些事故：
1992年10月11日凌晨2时55分，沈阳铁路局梅河口机务段的东风4C-4031号、4045号机车重联牵引一列货物列车经由沈吉铁路运行，至接近石门岭车站、准备停车会让由天津开往吉林的323次旅客列车时，由于列车其中一个折角塞门被人关闭，列车制动失效。为避免列车相撞，货物列车进入石门岭的安全线后脱轨颠覆。事故造成机车乘务员4人死亡，中断行车10小时25分，两台机车报废。

2003年3月9日上午6时许，沈阳铁路局吉林机务段的东风4C-4119号机车，牵引一列由吉林开往梅河口的货物列车，经由沈吉铁路运行至吉林市永吉县境内的双河镇站以东的无人看守平交道口时，与一辆加长大货车相撞。事故造成机车大破、两名机车乘务员重伤，大货车内五名乘客2死3重伤。机车后来在吉林机务段完成修复，恢复运行。

2012年1月23日下午12时43分，沈阳铁路局锦州机务段的东风4C-4070号机车牵引45261次货物列车，抵达沈阳铁路局通让铁路管内太平川站担当调车作业，以20公里/小时的速度推送一辆棚车至车站南头岔区时，与下行正在进站的83651次煤炭列车侧面冲突，造成推进车辆脱线，担当83651次列车本务机车的白城机务段东风4C型4075号机车车头被撞毁，一名机车乘务员死亡，构成铁路交通一般B类事故。

soma9 · 发表于 2014-7-13 20:59

2010年9月初，首台东风4C型机车（东风4-4001）由沈阳铁路局锦州机务段移送中国铁道博物馆保存展示。

保存于中国铁道博物馆的首台东风4C型机车，首两台机车沿用了东风4B型机车车体外观

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:00

东风4D的背景是九十年代中期，为了提高铁路运输的竞争能力，铁道部于1995年6月召开了部长办公会议，确定铁路提速的原则、目标与实施步骤；根据第九个五年计划（1996年至2000年）期间的铁路发展规划，要求到2000年实现“货运重载、客运提速”，提高铁路干线旅客列车的旅行速度，提速区段的快速旅客列车最高速度为140～160公里/小时；并决定在既有干线上进行提速试验，为未来大面积提速进行技术准备。

1996年9月，铁道部决定在1997年4月1日实施中国铁路第一次大面积提速，在京广、京沪、京哈三大干线的提速旅客列车最高运行时速将达到140公里，并要求大连机车车辆厂在东风4B和东风4C的基础上，立即着手研制东风4D型提速客运柴油机车。由于此时已经距离大提速的实施日期仅余下不足七个月，机车研制进度十分紧迫；同年10月，东风4D型机车设计方案通过了铁道部的技术设计审查，随即开始施工设计和试制。1996年12月15日，首台东风4D型客运机车在大连机车车辆厂落成。

历次铁路大提速的情况

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:00

东风4D提速客运机车最高运行速度为145公里/小时，装用了大连厂与英国里卡多公司合作在16V240ZJB/C型柴油机基础上改进开发的16V240ZJD型柴油机，装车功率为2940千瓦，机车标称功率为2425千瓦。走行部牵引电机采用滚动轴承抱轴箱的半悬挂安装方式。当机车牵引大编组客车（1100吨）时，在平直线路上平衡速度为132公里/小时；部分机车上并装有重联装置。早期生产的机车外形类似DF4C，从DF4D 0151机车起采用新的车顶圆弧外形以降低高速运行时的风阻和噪音，早期生产的机车亦陆续回厂改造。

按照铁道部的安排，首台机车出厂后随即赴北京，由铁道部科学研究院、北京铁路局、大连厂合作，先后在京承铁路、京秦铁路进行了机车动力学试验，显示东风4D机车运行平稳性、曲线通过性能、制动性能良好，最高试验速度达到157.7公里/小时。1997年2月，东风4D机车在铁道部质检中心内燃机车检验站进行了定置牵引试验。同月，为了尽快满足铁路大提速的需要，东风4D客运机车在未进行运用考核的情况下迅速投入批量生产。

为了验证东风4D提速客运机车性能与质量，铁道部质检中心对该型机车及主要部件进行了部级鉴定试验。1997年夏季，铁道部对16V240ZJD型柴油机进行了部级鉴定试验，包括UIC100小时性能试验、ORE360小时耐久性试验。此外，铁道部又选定了于1998年12月投入使用、配属济南铁路局济南机务段的0336号机车作为运用考核试验车，至2000年3月完成了30万公里运用考核，期间并没有因机车质量问题造成机破和临修，且燃油经济性优异。但由于柴油机拆解检验后发现其中一个活塞的铝裙出现严重裂纹，因此铁道部决定改用配属哈尔滨铁路局三棵树机务段的0365号机车作为运用考核机车，至2000年8月完成了30万公里运用考核，拆解检验显示机车各主要部件状态良好。

东风4D提速型0471号

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:01

从1997年2月开始投入批量生产，至2003年停产，大连厂累计生产了575台东风4D型提速客运机车，车号为0001～0240、0243～0347、0353～0529、0532～0584。东风4D型提速客运机车是中国铁路第一、二、三次大提速的主型机车之一，于1990年代末大量配属北京、石家庄、天津、上海、长沙、济南、徐州、郑州、沈阳、山海关、三棵树、南京等机务段，并曾经参与陇海铁路、兰新铁路、京广铁路等干线提速试验；例如在1999年8月至9月进行的兰新线提速试验中，时任铁道部副部长刘志军组织带领铁道部、兰州铁路局有关部门，乘坐东风4D型机车牵引的试验列车在张掖至嘉峪关段、嘉峪关至疏勒河段进行运行试验，期间列车最高时速分别达到149公里/小时和153公里/小时。

合肥站的东风4D-0346号，东风4D提速型客车绰号苏.丹.红

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:01

为了适应货运的要求，1998年1月，大连厂决定在东风4D提速客车的基础上进行了货运性能改造，开发东风4D型货运机车。同年4月试制了两台货运型机车（0241、0242），配属北京铁路局石家庄机务段进行运用考核，主要担当石家庄—德州—济南间的货运牵引任务。鉴于货运型机车使用情况良好，陕西省西延铁路公司于1998年7月向大连厂订购了一台货运型机车（0348），同年9月被命名为“延安号”并投入使用，这也是东风4D首次进入地方铁路市场。1998年11月，经铁道部批准，东风4D货运机车开始批量生产，同时开始启用4000系的机车编号。

东风4D-0348号——“延安号”

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:01

货运型与提速客运型主要结构基本相同，主要零部件均能通用互换。根据干线货运的需要，货运型在提速客运型基础上做出了一些改动，包括重新设计了牵引齿轮箱，将牵引齿轮齿数比由68：24改为63：14，最高运行速度调整为100公里/小时，机车起动牵引力、持续牵引力大幅提升到480、341千牛；取消了抗蛇行减振器；加装机车重联装置；牵引电动机的磁场削弱率由客运型的66%改为60%，以扩展机车恒功率速度范围。与东风4B、东风4C货运机车相比，东风4D货运机车的牵引性能有较大提高，柴油机装车功率分别比东风4B、东风4C机车高约20%、10%，起动牵引力分别提高了9.88%和11.1%，但燃油消耗率相对较低，且机车可在一级磁场削弱的条件下，在整个运行速度范围（24.5～100公里/小时）内实现恒功率牵引。

东风4D型4103号货运机车

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:02

东风4B改D型
从1999年起，部分铁路局有鉴于东风4B型机车的牵引能力已不能满足运输的需要，但又缺乏资金购置新车型，为了节省成本而决定将部分东风4B货运型机车按照东风4D货运型的标准进行大规模翻新改造。按2000年代初的价格标准，一台东风4B型机车返厂大修价格约为130万元人民币，而改造为东风4D货运型只需260万元人民币。这类机车主要配属于乌鲁木齐铁路局和北京铁路局。

经过改造后，机车的总体布置情况基本上与东风4D货运型机车相同，除了以16V240ZJD型柴油机代替原车的16V240ZJB型柴油机，主发电机采用改造后的TQFR-3000ZG型，同时也对牵引电机、冷却装置、空气滤清系统等进行更新或改造，其余仍沿用东风4B型机车原件，维持相同的车体外观和机车车号，而涂装变成了与东风4D货运型的蓝色和黄色相间的色调。东风4B改D型机车的柴油机最大运用功率、机车最大轮周功率为2940千瓦、2425千瓦，比东风4B型机车提高了超过20%，改造后的机车在平直线路上牵引4000吨货物列车运行的最高平衡速度为89公里/小时。

按东风4D货运型标准翻新改造后的东风4B型1757号机车

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:02

在中国将要开始的第三次铁路大提速的背景下，为满足对准高速客运柴油机车的需求，大连厂于1998年与西南交大等单位合作，在东风4D型提速客运机车的半悬挂转向架基础上，研制了准高速全悬挂转向架。1999年初，铁道部正式向大连厂下达了研制任务，要求开发装用全悬挂转向架的东风4D型准高速客运机车。同年5月，准高速客运型机车设计方案通过了铁道部的技术设计审查，随即开始施工设计和试制。1999年10月13日，首台东风4D准高速客运机车（3001）完成。

东风4D准高速客运机车主要用于牵引快速客运列车，最高运行速度为170公里/小时。首两台机车（3001、3002）试验装用大连厂与英国里卡多公司进行技术合作和研制开发的16V240ZJE型高强化、大功率柴油机，装车功率提高到3310千瓦（4555马力）并采用了电子喷射技术；但由于16V240ZJE型柴油机耗油量相对较高，且机车冷却能力不足，因此后来3001、3002号机车和批量生产的机车都改装16V240ZJD型柴油机，装车功率下降至2940千瓦（4000马力）。准高速客运机车装用轮对空心轴全悬挂转向架、电空制动系统和全封闭电器柜，采用ZD106型牵引电动机，并改变了齿轮传动比。此外，制动系统、通风系统、车体结构均作出了改进。

东风4D型准高速客运内燃机车(全悬挂转向架)第一辆3001号

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:02

准高速客运型和提速客运型机车在技术和结构上的主要区别包括：

1. 准高速型的牵引电机悬挂系统使用架悬式轮对空心轴全悬挂方式；而提速型使用半悬挂方式，高速运行时对钢轨的冲击较大。
2. 准高速型的牵引齿轮传动比改为76：29，提速型为68：24。
3. 准高速型的基础制动装置为单元制动方式，单侧单闸瓦；而提速型为单侧杠杆制动方式，单侧双闸瓦。停车制动形式由手制动改为储能制动。
4. 牵引电动机改为ZD106型四极直流牵引电动机。
5. 准高速型增加了原提速型机车没有的多机重联操纵系统和显示重联机车信息的仪表、信号灯系统和通信装置。
6. 提速型使用JZ-7型空气制动机；准高速型使用JZ-7型空气/电空制动机。
7. 油箱容量由提速型的9000升减少至6500升。
8. 在电器柜和主整流柜的冷却方式方面，提速型使用开放式自通风；准高速型使用封闭式强迫通风冷却。
9. 准高速型的二系悬挂使用高圆簧和垂直油压减震器；提速型使用橡胶堆。

东风4D准高速型机车牵引客车通过秦皇岛站

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:03

3001号机车落成后随即赴北京，在北京环行铁道试验基地进行牵引、制动试验，并在沈山铁路、沈大铁路上进行了动力学性能试验，最高试验速度达到190公里/小时。同年11月，3001号机车配属沈阳铁路局沈阳机务段投入运用考核，担当牵引沈阳至大连的快速列车。2000年6月，中国铁科院机车车辆研究所对准高速全悬挂转向架构架进行静强度试验和疲劳强度试验，均符合要求。2001年4月，东风4D系列机车（包括提速客运机车、货运机车、准高速客运机车）通过铁道部科技成果鉴定；2003年，东风4D系列机车获国家科技进步二等奖。

东风4D准高速第二辆3002号

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:03

2000年5月，东风4D准高速客运机车开始批量生产，至2007年累计生产了340台，车号为3001～3340，主要配属南昌、上海、哈尔滨、沈阳、北京、呼和浩特、南宁、郑州等铁路局，以及广铁集团、青藏铁路公司、集通铁路公司；其中，从2003年下半年生产的3213号机车开始改为采用标准化司机室，设有标准化操纵台，而外观上较显著的区别包括：标志灯无金属外框、雨刷下置、车门无玻璃窗等；亦有部分编号为31XX以后的机车采用了铸造机体的16V240ZJF型柴油机；此外，集通铁路公司于2007年订购的11台准高速客运机车（3323～3333），改用了最大运用速度为150公里/小时的牵引齿轮传动比，以适应集通铁路部分区段坡度较大的情况，这批机车均配属大板机务段，担当集宁南—大板—通辽之间的客运交路。

一般情况下准高速客运型的车身涂装和提速客运型有着明显差别，准高速型的车身两端有红色和奶黄色条状相间而提速型没有，但配属青藏铁路公司西宁机务段的东风4D型提速型和准高速型机车均采用相同涂装，所以只能依靠编号分辨。铁路网友通常对东风4D型准高速客运冠以绰号“花老虎”或“DF4DK”的俗称称呼，但“DF4DK”并不是官方正规命名。

两台分别采用标准化（3307）和非标准化司机室（3055）的东风4D型准高速客运机车

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:04

这里顺便介绍一下英国的里卡多公司（Ricardo plc），他是英国一家著名的工程机械技术公司，主要提供工程咨询、产品创新、洁净科技的解决方案，服务范围涵盖汽车产业、铁路机车车辆、海洋工程以及国防科技等，总部位于英国西萨塞克斯郡埃德区。他对大连厂在改进东风柴油机性能上功不可没。

该公司的创始人是哈里•里卡多爵士（Sir Harry Ricardo），里卡多爵士于1885年出生于伦敦，在拉格比学院（Rugby）和剑桥大学三一学院（Trinity College ）接受教育。里卡多爵士凭借研究发动机爆震问题闻名于世；他针对燃油以及如何降低油耗的研究成果帮助Alcock和Brown首次驾驶飞机飞越大西洋。多年来，他在多项应用中推动了活塞发动机的显着发展，以哈里爵士原创设计为基础的多种产品目前仍在生产之中
。
1906年，他提交了首项发动机设计专利。1908年，二冲程发动机公司（Two-Stroke Engine Company）开始制造并销售Dolphin汽车，这种车型装备了里卡多爵士设计的新型发动机。这种发动机还被用于索尔海姆地区制造的多种渔船，直至几乎所有渔夫的渔船都配有一部Dolphin发动机；这种发动机能够长时间处于低速运转，在实际使用中表现出了出色的可靠性。

在第一次世界大战期间，哈里•里卡多爵士（Sir Harry Ricardo）于1915年创立了发动机专利有限公司（Engine Patents Ltd.），为里卡多公司的前身，当时主要生产用于坦克的汽油机。1927年，公司更名为里卡多工程师咨询公司（Ricardo Consulting Engineers Ltd.）。三十年代，里卡多公司开始涉足汽车用柴油机的研发。

哈里•里卡多爵士(左起第三个)和使用他制造的发动机的马克B中型坦克

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:04

再发一张花老虎的照片——东风4DK牵引K7005次运行在层林尽染的山间

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:05

DF4D非标准化驾驶室

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:05

DF4D标准化驾驶室

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:06

另外大连厂的“大力”牌只是针对大连产的东风系列内燃机车，其他的机车没有“大力”的商标。这里贴一个“大力”的图片，个人觉得牌子挺搞的，好像卖大力丸的江湖郎中。

DLoco 大力牌

soma9 · 发表于 2014-7-13 21:06

随着东风4D的广泛应用，为了适应西南地区山区铁路的货运需要，大连厂于2000年在东风4D货运机车的基础上，研制了东风4D径向转向架干线货运机车。机车主要结构和性能都与货运机车大致相同，最大运行速度为100公里/小时，但转向架换装了更为适合山区小半径曲线线路的两台三轴自导向径向转向架。大连厂早于1995年就开始联合上海铁道大学、西南交通大学，进行径向转向架研制，原计划用于东风6A货运机车但并未投入试制，其设计于数年之后被移植到东风4D机车。

径向转向架增加了帮助轮对径向调整的蠕滑自导向、两端轴耦合转动机构，转向架两端第一轴和第三轴可以在车辆通过曲线的时候和轨道平行，每个轮对都可以根据线路实际情况做左右转向运动，当机车通过曲线时能自动减小轮轨冲角，适用于山区曲线多、半径小线路上的重载货运列车牵引。由于每台径向转向架比普通转向架重2.6吨，因此车体根据准高速客运型机车的结构进行了轻量化设计，以满足轴重23吨的要求。此外，又重新设计了牵引座、排障器、燃油箱等。

DF4D径向转向架

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