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东风4E型柴油机车

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东风4E型
Chinese Locomotive DF4E 0002 in 2001, Nanxiang Station, Shanghai (34564169946).jpg
东风4E型柴油机车牵引的客运列车进南翔站客场,2001年
概览
类型 柴油机车
原产国  中国
生产商 四方机车车辆厂
生产型号 DF4E
序列编号 0001~0016
生产年份 1994年—1997年
产量 16组(32台)
主要用户 China Railways.svg中华人民共和国铁道部
技术数据
华氏轮式 0-6-6-0+0-6-6-0
UIC軸式 Co-Co+Co-Co
轨距 1,435毫米
轮径 1,050毫米
轴重 23吨
通过最小曲线半径 145米
机车长度 2 × 21,100毫米(车钩中心距)
机车宽度 3,105毫米
机车高度 4,755毫米
整备重量 2 × 138吨
燃料 柴油
燃料储备量 2 × 8,000升
水储备量 2 × 1,200公斤
传动方式 交—直流电
发动机 16V240ZJB型柴油机
发动机功率 2 × 2,650千瓦(标定)
缸径 × 行程 240 × 275 毫米
牵引发电机 TQFR-3000B
牵引电动机 ZD109A × 12
最高速度 100公里/小时
持续速度 22公里/小时
牵引功率 4,000千瓦
牵引力 850千牛(起动)
630千牛(持續)

东风4E型柴油机车(DF4E),是中国铁路使用的柴油机车车型之一,是为满足中国铁路“重载、提速”的需要,由四方机车车辆厂于1994年在东风4B型机车基础上研制成功的双机重联12轴大功率干线货运用柴油机车,机车标称功率5400马力(4000千瓦),是当时中国国内牵引功率最大的柴油机车[1]。1994年至1997年间,四方厂累计生产了16组东风4E型机车,全部配属上海铁路局南翔机务段,运用于沪宁铁路牵引重载货物列车,但随着东风8B型机车的出现,逐渐取代了东风4E型机车原来的功能和任务。2002年,所有东风4E型机车由戚墅堰机车车辆厂改造为普通的东风4B型机车。

概要[编辑]

背景[编辑]

从1990年代初开始,随着中国经济和铁路运输的发展,京沪京广京哈铁路等铁路干线的货物运量迅速增长,为了缓和繁忙干线运输能力紧张的局面,中华人民共和国铁道部决定通过调整机车类型、延长货物列车长度、提高牵引定数,在主要干线开行5000吨级重载混编货物列车。1993年,铁道部为配合“中取华东”的铁路建设战略,向上海铁路局批复了沪宁铁路(京沪铁路沪宁段)的重载牵引扩能工程,并指定使用东风4B型柴油机车双机重联作为重载列车的牵引动力,为此铁道部一方面与上海铁路局合作对南翔机务段的东风4B型机车进行双机重联技术改造[2],另一方面也计划以东风4B型机车为基础,研制固定重联的新型大功率柴油机车。1994年初,铁道部于以《铁机函(1994)177号》文向四方机车车辆厂下达研制东风4E型重联柴油机车的任务要求,车型代号DF4E[3]

试验[编辑]

1994年5月26日,铁道部在北京召开东风4E型机车的设计审查会,通过了机车设计方案,进入试制阶段。1994年12月28日,第一组东风4E型柴油机车(0001)在四方机车车辆厂出厂,随后赴北京环形铁道进行了一系列型式试验。1995年4月19日,东风4E型0001号机车到达所配属的上海铁路局南翔机务段,在沪宁铁路按重载交路投入性能试验和运用考核。

在东风4E型机车投入运用的同时,中国铁路于1995年正式奏响了既有线大提速的前奏。1995年9月16日至22日,沪宁铁路进行了首次货物列车提速试验,试验列车分别由东风8型机车和东风4E型机车牵引,按三种不同的组合方式进行试验,分别为东风8型机车单机牵引4200吨、东风4E型机车牵引4200吨和东风4E型机车牵引5000吨,主要试验项目包括机车启动加速性能,列车紧急制动及常用、调速制动性能。试验结果显示,东风4E型机车牵引4200吨货物列车的运行最高速度达100.4公里/小时;牵引5000吨重载列车时最高速度达96.5公里/小时,南京上海之间的货物列车运行时间缩短到3小时35分,比当时中国国内货物列车的平均速度提高了一倍,能够满足中国第九个五年计划期间铁路高速重载的需求。[4]

生产[编辑]

提速试验结束后,四方机车车辆厂于1996年完成了东风4E型机车的图纸整理工作,并通过了铁道部机务局的审查,开始批量生产东风4E型机车。1994年至1997年间,四方机车车辆厂共生产了16组东风4E型柴油机车(0001~0016),全部均配属上海铁路局南翔机务段,主要用于在沪宁铁路南京东南翔区段牵引5000吨以上的重载货运列车,代替原来双机重联牵引的ND5型柴油机车

改造[编辑]

由原东风4E型改造而成的东风4B型7709号机车

在东风4E型机车研制成功后仅仅三年,戚墅堰机车车辆厂于1997年成功研制柴油机装车功率3680千瓦、单机标称功率3100千瓦、轴重25吨的东风8B型大功率柴油机车,同样配属南翔机务段运用,单台机车在牵引5000吨重载货物列车时最大速度可达85公里/小时。而由于东风4E型柴油机车属于满足重载牵引需求的过渡性产物,而且固定重联的特点也导致机车整体耗油量较高、运用的灵活性较差;相比之下东风8B型机车具有更好的经济性,仅需一台机车已经能够取代双机重联使用的东风4E型机车,担当相同的重载列车牵引任务[5]

东风4E型机改造为东风4B型机车的原则:在保证机车运用可靠性和零部件威化的通用性前提下,尽可能选用东风4B型机车上成熟、先进的产品;降低改造成本,改造后的一些大部件,如柴油发电机组、牵引电动机、转向架等扔然利用原车型号的部件,主要以车底架与司机室为改造重点。

改造方案:

  • 机车车体:按照东风4B型机车的钢结构进行改造;增设1个司机室;在冷却室和二端司机室之间增加一个隔墙;
  • 柴油机:对原有机车柴油机的燃油系统、机油系统、冷却水系统重新布局;
  • 传动系统,将东风4E型机车采用的静液压变速箱改造为东风4B型机车通用的直齿轮结构变速箱;
  • 辅助系统,冷却水系统重新布局;机油管路重新布局;相关部件及配件更换为东风4B机车通用配件;
  • 电器系统,电气柜按照东风4B型机车进行全面改造;

至2002年,16组东风4E型机车先后在戚墅堰机车车辆厂被改造为32台东风4B型机车,新车号为东风4 7701~7732,而此号段与大连机车车辆厂制造的32台东风4B型机车编号重复,因此每個編號各有两台机车,仅机车出厂铭牌标识有区别。这两批机车外观基本完全相同,较为明显的差异在于驾驶室空调的布置。

技术特性[编辑]

东风4E型机车由两节结构相同的单司机室机车联挂而成,分别为A节和B节机车,机车乘务员在本务机车上可同时操纵两节机车,两车之间有橡胶挡风档和通过台。机车既可双节重联使用,也可单节独立使用。机车标称功率4,000千瓦,最高运行速度100公里/小时,轴重23吨[3]

东风4E型机车以东风4B型为基础,基本结构和零部件与东风4B相同,方便运用部门的使用、维护和保养。机车采用全钢焊接的框架式侧墙承载结构,每节机车均设有司机室、电气室、动力室和冷却室,装用一台由四方机车车辆厂自行制造的16气缸四冲程、带废气涡轮增压的16V240ZJB型直喷柴油机,与大连机车车辆厂生产的同型号柴油机相比,四方机厂的柴油机机体采用高强度球墨铸铁整体铸造、曲轴采用合金钢整体锻造[3],而非大连厂一直采用的铸焊联合结构机体,消除了因机体焊缝疲劳造成板材裂纹的隐患,提高柴油机的可靠性和耐久性。

机车采用直流电传动,柴油机直接驱动一台TQFR-3000B型三相交流同步发电机发电,经硅整流机组整流后,供给六台永济电机制造的ZD-109A型4极串励直流牵引电动机,通过牵引齿轮带动轮对。机车轴式为2×(Co-Co),走行部与东风4B型机车完全相同,一系悬挂为轴箱圆弹簧并带有液压减震器,二系悬挂为橡胶堆;牵引电机采用轴悬式悬挂(滑动抱轴承式半悬挂)。

东风4E型机车配备了由大连内燃机车研究所研制的“电力传动内燃机车简统化重联装置”,两节机车之间的电气、空气连接通过一组重联电气软管和四根重联空气软管来提供。重联控制系统采用单片机技术及串行通讯功能,使用以英特尔8098微控制器为核心通过扩展接口组成控制系统,可以实现同步换向、同步牵引、柴油机同步调速、同步电阻制动等功能[6]

参看[编辑]

参考资料[编辑]

  1. ^ 青岛志鉴:四方机车车辆厂. [2011-10-30]. (原始内容存档于2012-07-26). 
  2. ^ 王金琪. 东风4型机车重联重载牵引技术改造和应用. 《内燃机车》 (大连: 大連機車研究所). 2000年12月, 322 (12): 36–40. ISSN 1003-1820. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 鄭良慶. 東風4E型單司機室重載重聯機車. 《内燃机车》 (大连: 大連機車研究所). 1995年2月. ISSN 1003-1820. 
  4. ^ 甄秀坤. 先行一步 夢想成真——滬寧線開行快速列車. 《铁道知识》 (北京: 中國鐵道學會). 1996年5月: 8–9. ISSN 1000-0372. 
  5. ^ 许人华. 东风8B型内燃机车的试验、运用及其发展前景. 《内燃机车》 (大连: 大連機車研究所). 1999年7月, 305: 4–11. ISSN 1003-1820. 
  6. ^ 田绍恒. 东风4E型机车重联装置. 《内燃机车》 (大连: 大連機車研究所). 1995年8月, 258: 13–18. ISSN 1003-1820.