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東風4型(DF4)柴油內燃機車簡介

來源:未知添加時間:2019/10/08 點擊:
        東風4(DF4)型柴油機車, 是中國鐵路第二代電傳動柴油機車的首型機車,也是中國第一種交—直流電傳動柴油機車。東風4型機車由大連機車車輛廠設計制造,首臺機車于1969年試制成功,但由于初期機車可靠性較差,此后十多年一直處于“一邊生產、一邊改進”的局面,經過在實際運用中不斷改進設計,機車可靠性、耐久性明顯改善,大大降低 了故障率。1982年,大連廠在東風4型的基礎上研制成東風4B型柴油機車,成為中國鐵路上運用最廣泛、技術最成熟的柴油機車車型之一。
        東風4型柴油機車是中國國產干線客、貨運用內燃機車。1960年代起,鑒于當時世界上的大功率柴油機車已經出現了以中速柴油機為動力裝置、采用交—直流電傳動的發 展趨勢,中華人民共和國鐵道部于1964年向大連機車車輛工廠下達研制第二代國產柴油機車的任務。1965年,大連廠與鐵道部科學研究院、大連熱力機車研 究所和大同機車工廠等單位聯合成立了新型大功率中速柴油機設計組,首先著手研制新型柴油機。當時可供參考的國外同類型柴油機機型包括蘇聯的 12D70(12Д70)、法國的AGO240 V12、瑞士蘇爾壽的12LVA24等。經過比較后,決定研制一種16氣缸、缸徑240毫米、行程275毫米、額定轉速每分鐘1100轉、小時功率 4000馬力的大功率四沖程柴油機。1966年2月制成了雙缸試驗機,并在前期試驗達到預期效果;同年8月,大連廠成功試制第一臺16V240ZJ 型柴油機,并于同年基本完成新型機車的設計,但后來由于文化大**期間“奪權”、“批斗”運動干擾,嚴重影響工廠的研制和生產工作。而機車的傳動系統由湘潭電機廠設計制造,于1967年試制了一臺3000千瓦交流同步發電機和6臺410千瓦直流牽引電動機等部件。
        至1969年,大連機車車輛工廠為慶祝中華人民共和國二十周年國慶,對原有的設計方案進行了局部修改,并將1966年至1967年間試制的第一套柴油機、電機機組樣機安裝在機車上,研制成第 一臺東風4型柴油機車,車號2001。機車出廠后在沈大鐵路進行牽引試驗,但由于機車為“國慶獻禮”草率上馬,其零部件未經必要的試驗考核和改進,柴油機和電氣部分以及機車其它一些裝置都未達到設計要求,導致整臺機車的性能和質量未能過關,此后大連廠針對暴露的問題,對柴油機進行一系列改進,而田心電力機 車工廠、株洲電力機車研究所、永濟電機廠、大連熱力機車研究所也聯合對原有的牽引電機組進行改進[2]。1972年,東風4型2001號機車配屬北京鐵路局北京內燃機務段開始進行運用考核。1973年,大連廠又試制了2002號機車,同樣配屬北京內燃機務段試用,完成京包鐵路、京廣鐵路的牽引試驗后,被安 排在京山鐵路牽引旅客列車。與此同時,面對東風4型機車遲遲未能定型、柴油機車產能不足的情況,鐵道部決定從法國阿爾斯通公司進口一批代表著當時世 界第二代電傳動柴油機車最高水平的ND4型柴油機車作為過渡。
        1974年,大連廠試制了東風4型0001號貨運機車,交付北京鐵路局豐臺機務段運用,并于同年8月至9月間赴湘黔鐵路進行高溫冷卻試驗、改裝客運轉向架后在京廣鐵路進行動力學性能試驗,最高試驗速度達130公里/小時。試驗完畢后,同 年年底大連廠正式開始批量生產東風4型柴油機車,同時停產東風3型機車[1]。1975年2月,《中國新聞報》和香港《大公報》均以《4000馬力內燃機 車誕生記》為題對東風4型機車的研制作了長篇報道。惟東風4型機車在零部件、制造工藝不穩定的情況下量產,隨著運行里程增加,機械、電氣部件陸續暴 露出很多問題,柴油機故障率尤其高,大量機車待修,當時豐臺機務段還曾經傳唱著一句順口溜:“東風4,東風4,從東單跑不到西四。京廣線要癱 瘓,東風4要完蛋”。
        大連廠針對柴油機在結構和工藝等方面問題又作了很多改進,在改進過程中柴油機采用了加厚的對稱連桿蓋并加設排氣穩壓箱,為了 區別原有的柴油機,經過上述兩項改進的柴油機定型為16V240ZJA型,裝用該型柴油機的東風4型機車非正式稱為“東風4A型”以示區別,第一臺裝用A 型柴油機的東風4(A)型0109號機車于1976年6月出廠,并于同年下半年開始批量生產首臺東風4貨運型機車——東風4型0001號機車,退役后經涂裝翻新被送到中國鐵道博物館作靜態展示。
        為滿足煤炭重載牽引的需要,大連機車車輛廠于1982年開始對東風4型機車裝用重聯裝置和電阻制動系統進行研制,于1984年在東風4型0642號、 0643號機車上安裝了重聯及電阻制動設備,出廠后配屬北京鐵路局豐臺機務段投入運用,同年7月至8月進行鐵路重載列車運營試驗,選擇了晉煤外運北通道的 京包鐵路、豐沙鐵路(豐臺—沙城—大同線)和京秦鐵路(北京—秦皇島線)為試點,配合中國第一代運煤專用敞車C61型敞車,在大同至秦皇島東之間開行重載 列車,并獲得成功。雙機最大牽引噸位達5000噸(計60節車輛),平直道上的最大平衡速度可達85公里/小時,在9‰坡道上的平衡速度為26公里/小 時,并在7.6‰坡道上進行了雙機坡停起動試驗。隨著重載列車在中國的普及,大多數東風4型機車在此后均進行了重載技術改造。
        此外,絕大多數早期生產的東風4型機車在后來返廠廠修時均按照東風4B型機車的標準進行了改造,包括更換成16V240ZJB型柴油機、聯調切控閥、增壓器和聯軸節等部件,構造速度不變。
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