中国最常见的客运机车 东风DF4D型内燃机车
中国最常见的客运机车 东风DF4D型内燃机车
东风4D型内燃机车（DF4D），是中国铁路使用的一款内燃机车。是客、货运用交—直流电传动内燃机车。根据铁道部下达的任务，由大连机车车辆厂在东风4B型、东风4C型内燃机车基础上设计制造，车型代号DF4D。其后又研制出用于不同用途的改进版本。 东风4D型机车亚型包括东风4D准高速型、东风4D机车供电型、东风4D货运型、东风4D调车型、东风4D径向转向架型、东风4DJ交流电传动型等，与东风4D客运提速型（基本型）形成东风4D型内燃机车系列。
中文名
东风4D型内燃机车
外文名
DF4D Diesel Locomotive
类型
内燃机车
生产国
中国
生产厂商
中车大连机车车辆有限公司
生产型号
DF4D
生产年份
1996年至今
产量
1339台
主要用户
国家铁路集团
昵称
老虎、花老虎、柳州虎
技术参数
用途 干线客、货运
轨距 1435mm
限界 GB146.1—83(车限1A、1B)
传动方式 交--直流电传动
轴式 Co—Co
轮径 1050mm
轴重 23+3%t
整备重量 138+3%t
通过最小曲线半径 145m
构造速度 客:145km/h.货:100km/h
持续速度 客:39km/h.货:24.5km/h
起动牵引力 客:302.6kN.货:480.48kN
持续牵引力 客:214.8kN.货:341.15kN
柴油机型号 16V240ZJD柴油机装车功率 2940kW
主发电机型号 TQFR—3000E
硅整流装置型号 GTF5100/1250
牵引电动机型号 ZD109B
车钩型式 TB1595—85下开式
转向架轴距 1800×2mm
机车全轴距 15600mm
机车外形尺寸(长×宽×高) 21100×3309×4755mm[4]
0000系机车
1996年12月15日，首台东风4D型客运机车在大连厂落成，并通过出厂验收。为适应铁路干线旅客列车提速的要求，在东风4B和东风4C型机车基础上，东风4D型客运机车主要作了下列改进:
试验
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、大连机车车辆厂合作，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型机车运行平稳性、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型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型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型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。
运用
从1997年2月开始投入批量生产，至2003年停产，大连机车车辆厂累计生产了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。
特点
(1)大功率机车柴油机
选用了大连厂与英国里卡多公司合作开发的16V240ZJD型柴油机。其标定功率为3240kW(4400马力)，标定转速为l000r/min。装车功率为2940kW(4000马力)。当机车牵引加辆客车(1100t)时，在平直道上平衡速度为132km/h，最高试验速度为157.5km/h
(2)机车走行部
为了适应列车提速要求，在东风4B型客运机车基础上，对走行部进行了重要改进。首先改进了牵引电动机悬挂装置。在牵引电动机的一端，采用了滚动抱轴承替代滑动抱轴承(抱轴瓦)结构，并且选用了进口高档轴承。在牵引电动机的另一端，通过橡胶垫以吊杆悬挂在构架横梁上。这样，既保证了机车运行安全，也使牵引齿轮的齿隙得到保证，能最大限度地吸收来自轮对的振动。
(3)高温冷却系统
采用了经东风6型机车验证的高温冷却系统和密闭压力水箱;采用了新型机油热交换器，将冷却水和机油的最高允许温度提高到98度。
(4)牵引发电机和牵引电动机
东风4D型机车采用了由永济厂专门开发的TQFR-3000E型交流同步牵引发电机。其额定功率为2911kW，额定电压为425/770V，额定电流为3955/2183A，额定转速1000r/min，采用H/H级绝缘。
机车采用由永济厂开发的ZD109B型直流牵引电动机。其额定功率530kW，额定电压670V，额定电流845A，额定转速770r/min,最高转速2385r/min，采用H/H级绝缘。
4000系机车研制
1998年1月，大连机车车辆厂决定在东风4D型提速客运机车的基础上进行了适应货运机车性能的改造，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（现转配于南宁铁路局柳州机务段）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月向大连机车车辆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型机车首次进入地方铁路市场。1998年11月，经铁道部批准，东风4D型货运机车开始批量生产，同时开始启用4000系的机车编号。
从1998年11月起投入批量生产，截至2011年大连机车车辆厂累计生产了405台东风4D型货运机车，车号为0241、0242、0348、1893、4001～4033、4036～4056、4063～4073、4078～4079、4082～4090、4093～4166、4170～4420；其中于2000年落成的1893号机车为“毛泽东号”，是以毛泽东的诞生年份命名，配属丰台机务段；而从2003年下半年生产的4094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、下开式侧窗、车门无玻璃窗等；此外，根据集通铁路公司的要求，大连厂于2006年为其研制了25吨轴重的货运型机车，通过在车体中部两侧加装压铁来提高粘着重量。货运型机车主要配属于北京铁路局、乌鲁木齐铁路局、南宁铁路局、上海铁路局、南昌铁路局，以及集通铁路公司、西延铁路公司、金温铁路公司、天津市铁路公司等地方铁路公司和少数厂矿企业。货运型机车一般采用奶黄色和天蓝色的车身涂装，以和客运型机车区别。中国的铁路爱好者通常对东风4D货运型俗称为“DF4DH”，但“DF4DH”并不是官方正式命名。
运行在湘桂线的宁局柳段东风4D4007号机车
特点
货运型机车与提速客运型机车车主要结构基本相同，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型、东风4C型货运机车相比，东风4D型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型、东风4C型机车高约20%、10%，起动牵引力分别提高了11.1%和9.88%，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。
3000系机车研制
为满足中国铁路对准高速客运柴油机车的需求，大连机车车辆厂于1998年与西南交通大学等单位合作，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，中国铁道部正式向大连机车车辆厂下达了研制任务，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型准高速客运机车（3001）竣工。试验
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[6]。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。
运用
2000年5月，东风4D型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。在铁路机务系统里DF4D3000系通常被称为“DF4DZ”，而一些铁路爱好者或者火车迷称为“DF4DK”，事实上在铁路机务系统里“DF4DK”是对DF4D0000系的称呼。
特点
东风4D型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）。准高速客运型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。
7000系机车
研制
为了适应中国西南地区山区铁路的货运需要，大连机车车辆厂于2000年在东风4D型货运机车的基础上，研制了东风4D型径向转向架干线货运机车。机车主要结构和性能都与货运型机车大致相同，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。
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。
试验
首台径向转向架货运型机车（7001）于2000年7月完成试制。按铁道部要求，2001年2月至3月间由铁道部质检中心对东风4D型7001号机车，在北京环行铁道、京承铁路北京东至洞庙河区段进行了径向性能及动力学试验。2001年10月起，7001号机车配属北京铁路局丰台机务段，在京原铁路丰台西至灵丘段投入运用考核；至2002年9月又调至柳州铁路局金城江机务段，2003年7月完成15万公里运用考核。在近两年的实际使用中，机车体现出良好的动力学性能和曲线通过能力，轮缘磨损较小，司机普遍认为该车在山区路段行驶稳定性好，在山区坡道速度提升快，轮轨冲角有明显减小。
运用
2003年，中国铁道部正式向大连机车车辆厂订购20台东风4D型径向转向架货运机车，于2003年6月30日起陆续配属柳州铁路局柳州机务段，担任焦柳铁路柳州至怀化区段的客、货列车牵引任务。大连机车车辆厂累计生产了21台径向转向架货运型机车，车号为7001～7021。根据柳州机务段的统计，径向转向架机车的轮缘磨耗率比普通转向架机车大幅减少74%。但在使用过程中也发现径向转向架存在转动机构磨耗大、构架裂纹、制动单元杠杆折断、闸瓦磨偏、轴承容易故障、转向架维修困难等问题，对机车可靠性造成不利影响。2006年，径向转向架在检修时均被发现存在不同程度的构架裂纹，严重危及行车安全；同年9月，铁道部要求所有装用径向转向架的东风4D型机车分批送返大连机车车辆厂进行大修并更换为普通转向架，改造工程于2007年初完成。
衍生车型东风4DF型
东风4DF型机车是在东风4D型提速客运机车基础上开发研制的干线客货运通用内燃机车，具有向旅客列车供电的功能并采用了微机控制系统，既能牵引列车又可以取代客运列车中的发电车向列车空调、电加热器和照明等供电。大连机车车辆厂于1999年至2004年间共生产了25台该型机车，交付达成铁路公司、石长铁路公司和沿海铁路公司使用。[5] [6]
东风4DD型
主条目：东风4DD型内燃机车
为满足地方厂矿企业对大功率调车机车的需求，大连机车车辆厂于1999年在东风4D型机车基础上研制了东风4DD型调车机车，主要用于重载调车编组以及小运转作业，是至今中国国内功率最大的调车机车。
东风4DJ型
主条目：东风4DJ型内燃机车
东风4DJ型0001号机车（原编号东风4DAC-8001）
2000年，大连厂与德国西门子公司共同在东风4D型基础上研制的试验型交流电力传动内燃机车。只制造了两台，原本编号东风4DAC 8001/8002，同年两台机车变更编号为东风4DJ 0001/0002。
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