东风4内燃机车分解图(后破涕为笑的老东风)
东风4内燃机车分解图(后破涕为笑的老东风)为了试验新设计方案的可用性,大连机车车辆厂在ND型内燃机车的生产线上挑选了一台正进入车身总装阶段的内燃机车(车铭牌号在1966年8月改为“东风1278”号,之前ND时期的车体铭牌号不详),按照新的车头司机室的设计方案进行了试制。东风后期型司机室内部正司机席位,可见视野十分通透当然,还有一层上不了台面的理由,就是ND型内燃机车那副“哭丧着的脸”,如此“尊容”实在和新中国积极向上、乐观进取的精神背道而驰(全国人民满怀喜悦的建设社会主义新中国的时候就你哭丧着个脸给谁看,谁爱看?社会主义的火车头,哭怎么能行)。中国铁路人需要一种“不再哭泣”的ND型内燃机车,这样,大家看着都舒服。ND型内燃机车过于粗壮的窗框架严重影响了司机室的部分视野在汇总了基层方面的意见后,1965年春,大连机车车辆厂组织设计部门的骨干全力攻关,在一个月内就拿出了改进型ND型内燃机车的设计方案上呈铁道部审核,与原来的ND型内燃机
本厂长一脚踏入深不可测的火车坑的第四篇,火车画起来比飞机麻烦,今后尽量保证一周一更或者两周一更
1963年12月29日,大连机车车辆厂成功的组装出第一台ND型内燃机车,编号0003。标志着新中国铁路工业诞生了真正合用的内燃机车(ND0001和ND0002“巨龙”号机车因为动力不足的原因以运营型内燃机车的标准并不合格),其可靠的性能,较大的牵引力和较低的故障率在投入使用后不久就获得了有关机务段的好评(具体详情请看本厂长哭并快乐着的“哭脸东风”,NG“东风”型内燃机车早期型的故事一文),老一辈的中国铁路人无一不为祖国拥有了属于中国人自己的、能够批量生产投入运营的干线内燃机车而欣喜不已。
不过,ND型内燃机车在投入各机务段运营了一段时间后,基层方面有关对它的负面评价也随之而来。来自基层的微词主要集中在司机室的视野方面。由于ND型内燃机车的车头采用微折的多面形结构,观察和采光都由正面的两扇大型玻璃窗和侧面的两扇侧窗提供。虽然可以提供广阔的正面视野和足够的两侧视野,但是两侧和中部过于粗壮的窗框影响了司机室内正副司机左前方、右前方和正中方的部分视野,基层机务段干部群众要求改善ND型内燃机车司机室视野的呼声日渐高涨,成为大连机车车辆厂设计部分不得不严肃面对的问题。
其次,ND型内燃机车车头的微折多面形结构使得机车在高速行驶的时候迎风面较大,无形中增加了风阻,对行驶产生了不利影响。
当然,还有一层上不了台面的理由,就是ND型内燃机车那副“哭丧着的脸”,如此“尊容”实在和新中国积极向上、乐观进取的精神背道而驰(全国人民满怀喜悦的建设社会主义新中国的时候就你哭丧着个脸给谁看,谁爱看?社会主义的火车头,哭怎么能行)。中国铁路人需要一种“不再哭泣”的ND型内燃机车,这样,大家看着都舒服。
ND型内燃机车过于粗壮的窗框架严重影响了司机室的部分视野
在汇总了基层方面的意见后,1965年春,大连机车车辆厂组织设计部门的骨干全力攻关,在一个月内就拿出了改进型ND型内燃机车的设计方案上呈铁道部审核,与原来的ND型内燃机车相比,新方案的车头司机室部位重新设计,微折多面形的“平头”结构被全新的圆弧状后倾车头结构取代,正面的两扇大型车窗结构被三大两小的五扇中型平面方窗取代,这五扇方窗以两扇小窗在外夹着三扇大窗、沿着车头外沿的圆弧结构呈直线五面体方式安装,并且紧挨着原有的两扇侧窗,窗和窗之间的窗框支柱较细,构成了一组呈180°通透的采光视野,原有的视野死角被完全消除,至于车头双联装前灯又从ND型内燃机车的“竖装”式样回到了“巨龙”号的“横装”式样(但是安装的大小灯方位由“巨龙”号的“内大外小”式式样改成了“外大内小”式式样),不过将安装位置往车体两侧挪了些许距离,安装位置近乎贴着车体两侧(早期型的双联装车灯是“外大内小”式的一大一小,后期生产型的车辆的双联装前灯改为两个同等大小的式样)。如此改动,ND型内燃机车原有的“哭脸”不见踪影,总算是“破涕为笑”,旧貌换新颜。
东风后期型司机室内部正司机席位,可见视野十分通透
为了试验新设计方案的可用性,大连机车车辆厂在ND型内燃机车的生产线上挑选了一台正进入车身总装阶段的内燃机车(车铭牌号在1966年8月改为“东风1278”号,之前ND时期的车体铭牌号不详),按照新的车头司机室的设计方案进行了试制。
1966年初,新车试制成功,在大连先后进行了水电阻调整试验、厂线试运行和干线试运行。结果令人满意,测试结果表明机车司机室的视野较老ND型内燃机车有了本质性的提高,参与试验的司机们对此都觉得十分满意,赞不绝口。眼前没了讨厌的粗大窗框,司机们有种豁然开朗的通透感觉。
另外,优化后的圆弧形车头有效的减少了迎风面,高速行驶中的风阻也较改进前的有所降低,可以说,这次的改进十分成功,铁道部在对改进型ND型内燃机车进行完验收后下令:今后新生产的ND型内燃机车都要按照改进后的图纸进行生产。1966年8月,ND型内燃机车根据铁道部指示更名为“东风型内燃机车”,自此开始了中国铁路以“东风”命名的电传动内燃机车家族的生产历史。按照新改进的方案生产的东风型内燃机车后来者居上,反而坐稳了“东风型内燃机车”名称的正统拥有者,而先于其问世的早期型ND内燃机车被称为“东风早期型内燃机车”,在铁路迷中干脆就直接被称为“哭脸东风”。
大连机车车辆厂的东风型内燃机车总装车间
东风型内燃机车的总体布置在上一篇《哭并快乐着的“哭脸东风”,NG“东风”型内燃机车早期型的故事》中已有介绍,此处略过。
东风型内燃机车内部的柴油机舱
东风型内燃机车的主动力系统采用一台仿制自苏联2D100型柴油机的10L207E型二冲程、10汽缸、直立式、无增压、对置活塞、直接喷射的中速柴油机。净重19400千克,每个汽缸中有两个上下对置的活塞,上下两根曲轴通过垂直传动装置连接在一起,并由下曲轴通过半刚性联轴节输出功率;该型柴油机采用钢板焊成的箱形结构机体、合金铸铁湿式汽缸套、球墨铸铁曲轴、铸铁油冷活塞、锻钢连杆及凸轮轴。汽缸直径为207毫米,活塞行程为2×254毫米,额定转速为每分钟850转,持续功率为1800马力(1320千瓦),单位燃油消耗率为175克/有效马力·小时。
东风型内燃机车的传动系统使用直—直流电传动装置,柴油机通过半刚性联轴器驱动一台直流牵引发电机,并将发出的直流电供给六台直流牵引电动机。机车装用一立励磁的ZQFR-1350型八极他励直流牵引发电机,持续功率为1350千瓦,额定电压为550伏特,额定电流为2460安培,额定转速为每分钟850转,冷却方式为半密闭式自通风。当柴油机启动时牵引发电机变为串励电动机,改由蓄电池供电及作为起动电动机使用。东风型内燃机车上还装有一台双机组,是由一台ZQLR-10型励磁机和一台ZQF-12型辅助发电机组成,励磁机用来供给牵引发电机励磁电流,并使牵引发电机具有恒功率励磁特性,而辅助发电机则用来供给控制电路、照明电源、蓄电池充电、励磁机励磁等用电。
每个转向架装有三台ZQDR-204型四极串励直流牵引电动机,额定功率为204千瓦,额定电压为275伏特,额定电流为820安培,额定转速为每分钟515转,最高转速为2200转,冷却方式为半密闭式强迫通风。为了扩大机车的的恒功率调速范围,还可以在牵引电动机励磁绕组并联分流电阻,对牵引电动机进行二级磁场削弱,磁场削弱率为53%和35%。
东风型内燃机车的轴式为Co-Co,机车走行部为两台三轴转向架;除了后转向架的后端梁上装有一个排障器外,前后两台转向架的其他结构均完全相同。转向架构架采用“目”字形的铸钢件及钢板混合焊接结构。车轴轴承采用四列向心滚柱轴承,车轴轴箱采用导框式定位结构。一系悬挂装置由螺旋弹簧、钢板弹簧、均衡梁、橡胶垫等部件组成。牵引力和制动力则通过心盘传递给车体,作为转向架回转中心的心盘不参与承重。在东风型货运机车上,车体上部重量通过八个带复原装置的旁承传递到转向架构架上,并利用旁承复原装置产生的摩擦力矩来抑制转向架蛇行运动。
东风型内燃机车的转向架特写
东风型内燃机车的牵引电动机采用滑动抱轴承半悬挂驱动方式,牵引电动机的一侧悬挂在转向架横梁托架上,而另一侧通过抱轴瓦悬挂在车轴上;牵引电动机输出的扭矩通过一级减速齿轮传递给轮轴,牵引齿轮传动比为4.41(17:75),构造速度为100公里/小时。基础制动装置采用单侧闸瓦制动,每台转向架设有两个制动缸和六块闸瓦,制动倍率为11。
东风型内燃机车的正前方和正后方
由于东风型内燃机车的设计十分成功,也为了更新亟需更换的老旧的人民型蒸汽客运牵引机车。大连机车车辆厂在东风型内燃机车的基础上修改牵引齿轮传动比,将最高时速从每小时100公里提升至每小时120公里。在很短的时间内改进出了东风3型客运型内燃机车,迅速填补了因人民型蒸汽客运机车老化退营后产生的客运运力空白,壮大了东风型内燃机车家族的队伍(具体详情请看本厂长一干就是十几年的“临时替补队员”,东风3客运型内燃机车的故事一文)。值得一提的是,80年代后期,绝大多数从客运干线上退下来的东风3型内燃机车均修改了传动齿轮比,改回为东风型机车投入货运运营(机车编号也由客运型的“东风3-0XXX”改成货运型的“东风XXXX”,由东风3型改装的东风型机车主要占用“东风18XX”至“东风21XX”之间的号段,因而造成机车编号混乱的情况),令东风型机车在全国铁路的保有量在1990年达到886台的历史顶峰。
早期生产的东风型内燃机车采用红黄涂装
东风型内燃机车于1966年开始投入批量生产,除了大连机车车辆厂以外、成都机车车辆厂和戚墅堰机车车辆厂也都投入到该型内燃机车的生产中,至1974年停产为止,包括早期型的“哭脸东风”ND型内燃机车在内,总共有704台东风型内燃机车出厂(包括大同机车厂于1965年12月试制的1台ND型内燃机车)。这批被中国铁路人亲切的称为“老东风”的内燃机车在投入各机务段使用后,不仅投入到货运车皮牵引任务中,也时长“客串”客运列车的牵引,和堂兄弟东风3型客运内燃机车“不分你我”,你中有我,我中有你。如不是仔细查看铭牌,东风型内燃机车和东风3型客运内燃机车还真不好从外观上分别开来。
本厂长绘制的ND0041号内燃机车四视图
新的东风型内燃机车投入批量生产并下线后,除了配属北京铁路局北京机务段、成都铁路局遵义机务段、乌鲁木齐铁路局柳园机务段、成都铁路局水城机务段、昆明铁路局昆明机务段外,并开始大量配属给随新开通的铁路线而成立的新机务段。
1967年,柳州铁路局麻尾机务段开始配属东风型机车,投入到以坡陡弯急而著称的黔桂铁路使用,自此黔桂铁路的牵引动力逐渐改用内燃机车,取代了以往使用的解放1型蒸汽机车。麻尾机务段的机车配属数量至1973年初达到历史顶峰,当年该段配属的东风型机车多达128台,但之后有近半数的机车被改配到同年成立的金城江机务段。1969年,嫩林铁路(今富西铁路)嫩江至加格达奇段建成通车,齐齐哈尔铁路局加格达奇机务段随之成立,并配属东风型内燃机车。1970年,嫩林铁路加格达奇至樟岭段建成通车,齐齐哈尔铁路局塔河机务段随之成立并配属东风型机车。同年,成都至昆明的成昆铁路全线建成通车,昆明铁路局广通机务段、成都铁路局峨嵋机务段、成都铁路局西昌机务段同时成立,并大量配属东风型内燃机车,负担成昆铁路全线的客货列车牵引任务。
东风型2102号机车牵引旅客列车在桂林站
1973年,武汉铁路局桐树店机务段(后改称为襄阳机务段) 开始配属东风型机车,投入汉丹铁路、襄渝铁路的客货运运营,代替FD型和前进型蒸汽机车。同年,兰州铁路局兰州西机务段开始配属东风型机车,承担包兰铁路兰州至干塘间的客货列车牵引任务。1974年,成都铁路局贵阳机务段开始配属东风型机车,终于开启了贵阳机务段由蒸汽机务段向内燃机务段的过渡进程。1975年,柳州铁路局柳州机务段开始配属东风型机车,承担湘桂铁路柳州到冷水滩间的旅客列车牵引任务。1978年,贵阳机务段的东风型机车开始投入湘黔铁路运用。
东风型机车重联牵引旅客列车运行在兰新铁路
东风型机车牵引旅客列车通过武汉长江大桥
90年代初,随着贵昆、湘黔、川黔、成昆铁路相继完成电气化改造,西南地区的东风型机车也逐步从一线退了下来,由干线牵引转为担当干线小运转或调车任务。1994年,成都铁路局广安机务段开始配属退居二线的东风型机车,承担襄渝铁路广安至重庆西的货物列车牵引任务;同年,内江机务段也调入东风型机车,承担内江站的调车作业。
此外,部分铁路局为应付短途客运的需求,又将部分东风型机车改变齿轮传动比,改造成客运型机车及用于牵引短途客车和通勤车。至二十世纪九十年代后期,仅存的东风型内燃机车除了用于调车作业外,仍然有少数用于西南地区的铁路干线,例如重庆南机务段一直使用东风型机车牵引襄渝铁路的旅客列车,直到襄渝铁路全线于1998年完成电气化为止。
1994年至1995年间,成都机车车辆厂先后翻新了一批从成都铁路局收集的东风型机车共10台,经铁道部同意将翻新后的车号改为东风2201号至东风2210号,其中7台(2201~2206、2210)出售予三茂铁路公司三水机务段,采用客运齿轮比和蓝色车身涂装,担当三茂铁路的旅客列车牵引任务;其余3台采用货运齿轮比的机车被出售予路外厂矿企业使用,2207号机车由深圳市韶峰水泥公司使用,而2208、2209号机车则去向不明。
配属三水机务段的东风型2201号机车
本厂长绘制的东风2201号内燃机车四视图
1995年,黑河铁路集团公司购进了首批东风型内燃机车,配属孙吴机务段担当北黑铁路的客货列车牵引任务,至1996年已全部淘汰了原有的建设型蒸汽机车。
一些从干线退营后的东风型内燃机车进入了一部分重工企业充当厂区内调牵引任务,比如云南冶炼厂就曾经拥有三台购自昆明铁路局的东风型机车,其中东风型2026号机车于1972年由戚墅堰机车车辆厂制造,东风型2012号机车于1971年由戚墅堰机车车辆厂制造,东风型1683号机车于1971年由大连机车车辆厂制造,这三台机车在云南冶炼厂一直使用至2000年。
2002年,东风型内燃机车被中国国家经贸委列入《淘汰落后生产能力、工艺和产品的目录(第三批)》,要求尽快淘汰。2003年,黑河地方铁路购进东风4B型内燃机车,并淘汰了所有东风型机车。同年,三茂铁路公司引进了GK1CB型内燃机车,所有东风型机车停运报废。
1998年8月,越南铁路向昆明铁路局购买了三台二手的东风型内燃机车,在越南铁路系统内东风型机车(越南语:Đông Phong)被更名为D16E型柴油机车(越南语:Đầu máy D16E),其中“D”代表“内燃机车”,“16”代表“1600马力”,“E”代表“电力传动”,三台机车车号分别为2006、2007、2008。涂装和国内的涂装基本相同,除了将车头下方的护板下半部分涂成了红色,正面改涂了越南铁路局的标志而已。
D16E型柴油机车全部配属于河内的安园机务段,投入嘉林至同登的河同铁路运用,曾于2000年9月送往中国铁道部柳州铁路局金城江机务段进行中修,随后继续使用至2010年初停运报废。
越南铁路的东风型内燃机车,编号D16E-2008
作为一型在中国铁路驰骋了四十多年的内燃机车,东风型内燃机车也经历了数次重大的、伴有惨重人员伤亡和财产损失的铁路事故:
1971年4月28日上午9时08分,装载砂石的4302次路用小运转列车在成昆铁路普雄站停车时,折角塞门被人关闭,当列车开车后因制动失效导致列车溜逸,于成昆铁路下普雄站至铁西站之间,与9013次军用列车迎头相撞,导致26人死亡、105人受伤,货车报废14辆,东风型机车报废3台,中断行车80小时34分。
1976年6月6日,齐齐哈尔铁路局加格达奇机务段的东风型1634号机车,牵引1614次货物列车经由嫩林铁路运行,当列车运行至哈力图站至哈达阳站间K19 800M处,机车乘务员发现机车着火,并停车请求救援。事故造成机车大破、损坏若干钢轨和枕木、中断正线行车2小时15分。
1981年7月9日凌晨,成都铁路局燕岗机务段的东风0171号和东风0172号内燃机车双机牵引由格里坪开往成都的442次旅客列车经由成昆铁路运行。凌晨1时30分,大渡河支流利子依达沟爆发泥石流,冲毁沟口的成昆铁路利子依达沟铁路桥。凌晨1时46分,442次列车经过该路段与泥石流遭遇,两台机车、一辆行李车、一辆邮政车、三辆硬座车从断桥上坠下,造成列车颠覆重大事故,死伤及失踪人数275人,是为1981年成昆铁路列车坠桥事故,也被称为“利子依达事故”。也是中国铁路历史上旅客伤亡最为惨重的事故。
利子依达事故现场
1996年5月22日凌晨4时17分,柳州铁路局金城江机务段的东风型机车,双机牵引1401次货物列车运行至黔桂铁路关东站准备停车交会1422次货物列车时,由于本务机车与补机司机擅自关闭机车自动停车装置并打盹睡觉,列车冒进关东站2道出站信号机,与正在进站的1422次列车机后第一位车辆发生侧面冲突,造成1401次机车及1422次机后1~2位车辆脱轨。两台东风型机车小破,货车大破、中破、小破各1辆,中断行车13小时19分,构成列车冲突重大事故。
作为一型经典的内燃机车,有不少东风型内燃机车有幸被保存了下来:
东风1227号机车,原配属京局京段,曾作为专运牵引机短暂使用,后转交服役于南宁化工厂,原柳州铁路局将其与辖内东风1443号机车对调使用,对调后的车号保持不变,该车退役后于2017年进入南宁市江南公园保存展示,此车真车实为东风1443号机车。
东风1301号机车,1966年12月由大连机车车辆厂制造,出厂后配属乌鲁木齐铁路局柳园机务段。1988年10月转配哈尔滨铁路局伊图里河机务段,2000年初退役报废后一直闲置在伊图里河机务段。2002年10月,伊图里河机务段修复了这台机车的外观,随后按铁道部运装机运电(2002)1156号电报的要求将该车送至北京的中国铁道博物馆永久收藏,成为中华人民共和国国家一级文物。
保存在中国铁道博物馆的东风型1301号机车
本厂长绘制的东风1301号内燃机车四视图
东风2058号机车,1973年由戚墅堰机车车辆厂制造,出厂后配属成都铁路局水城机务段。2000年初退役后长期闲置在昆明机务段内,2014年被送入位于昆明市的云南铁路博物馆保存。
保存在云南铁路博物馆的东风型2058号机车
本厂长绘制的东风2058号内燃机车四视图
东风2207号机车,1967年由大连机车车辆厂制造,1994年由成都机车工厂进行翻新,并转售予深圳韶峰水泥公司,在深圳罗湖区清水河仓库一带作为调车机车。2005年,该机车又被售予拥有清水河铁路支线以及笋岗-清水河片区仓库主要产权的深业集团。2016年,这台东风型机车被露天放置在清水河铁路公园向公众展示。
保存在深圳清水河铁路公园的的东风型2207号机车
桂林市东郊的桂林东站原本存放有东风1846号机车,机车上下所有大小电线、接线柱、接触器、继电器、蓄电池、冷却单节、小电机均拆除,主发电机大线、接线板、磁极线圈均拆除。2017年9月,南宁铁路局通过中国铁路采购网在网上发布了报废机车招标公告,将这台东风型内燃机车按28万元人民币底价出售,同年10月该机车被拆解。
曾经停放在桂林东站内的东风型1846号机车生前遗照
本厂长绘制的东风1846号内燃机车四视图
东风型干线货运内燃机车性能数据
制造厂:大连机车车辆厂/戚墅堰机车车辆厂/成都机车车辆厂
车长:16.92米
车宽:3.335米
车高:4.775米
整备重量:126吨
用途:干线货运
主动力:一台2D100型二冲程中速柴油机,功率2000马力,后改为一台10L207E型柴油机,功率1800马力
主发电机:一台ZQFR-1350型直流牵引发电机,额定功率1350千瓦
牵引电动机:六台NZQD-206型直流牵引电动机,额定功率206千瓦,后改为ZQDR-204型直流牵引电动机,额定功率204千瓦
轴式:Co-Co式
构造时速:100千米/小时
持续时速:23千米/小时
启动牵引力:23500公斤
持续牵引力:15100公斤
最大行程:800千米
轮径:1050毫米
轨距:1435毫米
燃油储量:5400公斤
机油储量:1200公斤
淡水储量:1000公斤
砂储量:800公斤