? 上世紀60年代初期,隨著鐵路貨運運量的逐漸上升以及牽引動力內(nèi)燃化的需要,大功率內(nèi)燃機車數(shù)量極度缺乏的問題十分棘手。但當時中國鐵路尚未確立未來以發(fā)展液傳內(nèi)燃機車還是電傳內(nèi)燃機車為主,于是鐵道部在1964年制定了“高速柴油機和中速柴油機并舉”、“電傳動和液力傳動并舉”的發(fā)展方針。同年,鐵道部向大連機車車輛廠下達了研制我國第二代大功率內(nèi)燃機車的設(shè)計任務書。這,便是本集故事的主角—東風4型內(nèi)燃機車。

故事的開始

? 要想研制大功率內(nèi)燃機車,首先要解決的問題就是大功率中速柴油機的研制。

? 1965年初,大連機車車輛廠與大連熱力機車研究所、大同機車廠、鐵道科學研究院等單位組成研究小組共同研制新型大功率中速柴油機。但當時有關(guān)大功率中速柴油機的資料極為匱乏,研究小組只能在國內(nèi)外雜志文獻中尋找相關(guān)資訊,將國外同類型柴油機及機車的數(shù)據(jù)、圖片以及使用中情況等作為設(shè)計參考。

? 1965年7月,鐵道部內(nèi)燃機車會戰(zhàn)指揮小組在青島召開會議,批準下達新中速柴油機設(shè)計任務書,主要技術(shù)指標為缸徑240毫米、行程275毫米、小時功率4000馬力、額定功率3600馬力、額定轉(zhuǎn)速為每分鐘1100轉(zhuǎn)、四沖程、16缸、渦輪增壓。

? 1966年7月,大連機車車輛廠成功試制了首臺16缸中速柴油機的雙缸樣機并命名為16V240Z型柴油機,同年完成了機車車體的試制。

??正當所有人都期待著中國第二代大功率內(nèi)燃機車馬上就要誕生的時候,一些不可言說的原因籠罩在各個科研單位的上空,機車的研制工作被迫放緩。

? 1967年,湘潭電機廠為我國第二代大功率內(nèi)燃機車研制了配套的電氣設(shè)備。

? 1969年,為給國慶20周年獻禮。大連機車車輛廠對原有的設(shè)計進行了局部修改,于同年9月26日試制出首臺東風4型內(nèi)燃機車,編號2001。

2001號機車出廠后立即在沈大線大連至大石橋間試運行2萬公里。但由于機車倉促制造且關(guān)鍵部件未經(jīng)必要的試驗及考核,機車故障率很高。在試運行中,柴油機出現(xiàn)了功率不足、燃燒不良、排氣溫度過高、機油稀釋、運行時振動大等問題。

? 1971年,大連機車車輛廠針對柴油機在測試中出現(xiàn)的問題進行改進并先后試制了5臺16V240Z型柴油機的改進型—16V240ZJ型柴油機。這5臺柴油機累計進行了2265小時22分的臺架試驗,同時這批柴油機的功率由4000馬力下調(diào)至3600馬力,裝車功率下調(diào)為3300馬力。

? 針對機車牽引電機出現(xiàn)的問題,大連機車車輛廠早在1970年就聯(lián)合田心機車車輛工廠（現(xiàn)株洲電力機車廠）、株洲電力機車研究所、張店電機廠、永濟電機廠、大連熱力機車研究所在1973年為機車設(shè)計出新的牽引電機組。

? 針對當時我國缺乏大功率內(nèi)燃機車且東風4型內(nèi)燃機車遲遲未能定型的局面,我國不得已從法國阿爾斯通公司進口了50臺ND4型內(nèi)燃機車投入運用（詳見如下）。

? 1972年,東風4-2001號機車交付北京鐵路局北京內(nèi)燃機務段進行運用考核。

?1973年,大連機車車輛廠試制了第二臺東風4型內(nèi)燃機車,編號2002,同年5月交付北京鐵路局北京內(nèi)燃機務段進行運用考核。

? 2002號機車抵達北京內(nèi)燃機務段后與2001號機車一起在八達嶺進行了大坡道停車再起動試驗、在京廣線進行了正線牽引試驗、在京原線進行了牽引性能試驗并與NY6、NY7型內(nèi)燃機車進行了對比試驗。試驗結(jié)束后,兩臺機車開始擔當京山線旅客列車牽引任務。

? 1974年6月,大連機車車輛廠根據(jù)前兩臺機車的試制經(jīng)驗以及運用中的不足,試制出第三臺東風4型內(nèi)燃機車,編號0001。

? 機車功率3300馬力,軸式Co-Co,最高運行時速100km/h,持續(xù)速度21.6km/h。

? 0001號機車出廠后配屬北京鐵路局豐臺機務段（京局豐段）擔當豐臺西至南倉區(qū)間貨運列車牽引任務。1974年8月,0001號機車在湘黔線婁底-金竹山間進行了高溫環(huán)境冷卻裝置性能試驗。1974年9月,0001號機車換裝客運型轉(zhuǎn)向架由鐵道部科研院主持機車動力學試驗,在京廣線豐臺-石家莊區(qū)間進行了兩次130km/h高速牽引試驗,一次不低于120km/h、連續(xù)通過14個車站的長距離高速牽引試驗。試驗結(jié)論是東風4型機車的動力學性能是優(yōu)良的,因此可以投入批量生產(chǎn)。

?量產(chǎn)

? 到1974年底,2001和2002號機車完成了10萬公里運用考核,0001號機車也完成了1.5萬公里的磨合試驗。經(jīng)鐵道部批準,大連機車車輛廠開始批量生產(chǎn)東風4型內(nèi)燃機車并停產(chǎn)東風型內(nèi)燃機車。張店電機廠（今淄博牽引電機集團）和永濟電機廠亦分別于1974年和1975年開始,按照株洲電力機車廠提供的圖紙生產(chǎn)牽引電機組。

? 1975年1月,東風4-0001號機車在北京環(huán)形鐵道由鐵科院主持進行了牽引熱工性能試驗。試驗結(jié)果表明機車主要性能都達到了設(shè)計任務書規(guī)定的指標。

?改進及試驗

? 自1975年開始,隨著機車走行里程的增加,機車柴油機的可靠性問題逐漸暴露出來,主要表現(xiàn)為連桿螺栓斷裂、連桿瓦蓋斷裂、連桿結(jié)合齒斷裂、鍛鋁組合式活塞裂紋、配氣齒輪打牙、凸輪軸剝離、滑油泵斷軸等,最嚴重的是柴油機機體主軸承座裂紋。僅在1975年就有22臺柴油機連桿螺栓折斷。在豐臺機務段中,有老工人這么形容東風4型內(nèi)燃機車：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。這說明機車使用的柴油機急需改進。

? 針對機車柴油機可靠性不高的問題,鐵道部下令組織產(chǎn)品質(zhì)量技術(shù)攻關(guān)并連續(xù)多年召開設(shè)計改進會議。而大連機車車輛廠對柴油機出現(xiàn)的問題進行分析后制定了一系列改良方案并派出技術(shù)人員到各機務段進行現(xiàn)場維修。

?1976年,大連機車車輛廠聯(lián)合多家單位針對16V240ZJ型柴油機進行修改,修改項目包括：

（1）連桿螺栓用全纖維滾壓螺紋代替原來的車制螺紋；連桿螺栓扭緊方法，由力矩法改為間接測量螺紋伸長量的方法,并加大了扭緊力矩。

（2）使用加強型的對稱連桿蓋,蓋體上變截面采用大圓弧過渡,避免應力集中。

（3）改進主軸承結(jié)合面的結(jié)構(gòu),加大齒形斷面模數(shù)。

（4）針對凸輪型面剝離的質(zhì)量問題,將配氣凸輪型線由圓弧切線改為高次方函數(shù)型線,將供油凸輪頂部圓弧曲率半徑由R8增加到R16。

（5）將活塞油環(huán)環(huán)槽回油孔由14個改為8個,并加大活塞內(nèi)壁的過渡圓角,避免應力集中。

（6）改進增壓系統(tǒng),由雙排氣管改為單排氣管,并在V型夾角內(nèi)進氣道上方加裝了進氣穩(wěn)壓箱,增大了進氣容積。

? 為了同16V240ZJ型柴油機區(qū)分,改造后的柴油機定型為16V240ZJA并與1976年6月29日裝在東風4-0109號機車上。使用這種柴油機的機車被稱為東風4A型內(nèi)燃機車（其實國鐵內(nèi)部并沒有東風4A型內(nèi)燃機車,但有些文件將其稱為東風4A）。

?然而,自1976年開始,東風4A型內(nèi)燃機車使用的16V240ZJA型柴油機再次暴露出柴油機機體裂紋這一重大技術(shù)問題,其原因為機體強度和剛度不足，以及柴油機軸系動力性能欠佳所致。大連機車車輛廠針對柴油機機體裂紋的問題作出重大改進：包括加高主軸承座以增加機體的高度、主軸承蓋加設(shè)了水平橫拉螺釘、通過調(diào)整曲軸平衡塊重量和加粗主軸頸來提高曲軸強度、又將鍛鋁活塞改為整體薄壁球鐵活塞,還大膽采用了先進的薄壁球鐵活塞和簧片式彈性聯(lián)軸節(jié)。

? 經(jīng)過改進后的柴油機定型為16V250ZJB型柴油機并在1977年完成了500小時的臺架試驗。

? 1978年3月,鐵道部召開16V240ZJB型柴油機鑒定會議并批準16V240ZJB型柴油機初步定型,可以投入小批量生產(chǎn)。

? 根據(jù)鐵道部在會議上的建議,大連機車車輛廠將第225號16V240ZJB型柴油機裝在東風4-0282號機車上進行實驗,這臺機車于1978年10月至1979年底在豐沙縣豐臺西至張家口區(qū)間牽引貨運列車,累計走行21萬公里,對柴油機的檢查也表明柴油機性能良好。

? 為了使柴油機性能更為可靠,大連機車車輛廠決定按照國外技術(shù)標準對16V240ZJB型柴油機再進行2000小時耐久試驗。1979年7月至1980年6月,大連熱力機車研究所對0503號柴油機進行了2000小時耐久試驗。隨后,設(shè)計部門在單缸機和三臺16缸柴油機進行了三種標定轉(zhuǎn)速的實驗。經(jīng)過比較后,決定在保持裝車功率3300馬力不變的前提下將柴油機轉(zhuǎn)速由每分鐘1100轉(zhuǎn)降低為每分鐘1000轉(zhuǎn),待機轉(zhuǎn)速由每分鐘500轉(zhuǎn)降低為每分鐘430轉(zhuǎn)以降低柴油機零件負荷。

? 1979年6月,為了研究東風4型內(nèi)燃機車隨大氣條件的變化規(guī)律,以便確定柴油機隨大氣條件的功率修正方式,鐵道部選定東風4-0108號機車在不同海拔、不同氣溫的地點進行功率測試。? ? ?1980年9月,大連機車車輛廠選擇東風4-0188號機車進行了三種不同標定轉(zhuǎn)速下的牽引熱工性能試驗。

? 1982年12月,大連機車車輛廠將16V240ZJB型柴油機裝在東風4-0527號機車上并在廠內(nèi)進行了各種型式試驗。采用16V240ZJB型柴油機的機車被稱為東風4B型內(nèi)燃機車。

? 同樣在1982年,鑒于我國大功率內(nèi)燃機車不足的原因,鐵道部指示資陽內(nèi)燃機車廠停止有關(guān)16V200Z型柴油機的改進和東方紅4型內(nèi)燃機車的研制工作,轉(zhuǎn)產(chǎn)東風4型內(nèi)燃機車,結(jié)束了長期以來關(guān)于大功率內(nèi)燃機車發(fā)展電傳或液傳的爭論。

? 1983年3月26日,國家計委下達了 “關(guān)于資陽廠轉(zhuǎn)產(chǎn)改造設(shè)計任務書的批復”,資陽內(nèi)燃機車廠從大連機車車輛廠獲得了東風4型內(nèi)燃機車全套技術(shù)資料和設(shè)計圖紙,并在大連機車車輛廠的幫助下新建了16V240ZJ型柴油機試驗臺和東風4型內(nèi)燃機車水阻試驗臺。

? 1983年12月26日,資陽內(nèi)燃機車廠試制出首臺東風4型內(nèi)燃機車,編號3001，資陽內(nèi)燃機車廠為其舉行了隆重的下線儀式。3001號機車出廠后配屬廣鐵集團廣州機務段（廣鐵廣段,現(xiàn)在看到的3001號機車為改號車）。

再次量產(chǎn)

? 1984年底,使用16V240ZJB型柴油機的東風4B型內(nèi)燃機車在大連機車車輛廠投產(chǎn),大連機車車輛廠同時停產(chǎn)東風4型內(nèi)燃機車。到這時,大連機車車輛廠累計生產(chǎn)東風4貨運型機車770臺（編號0001-0770）,客運型機車31臺（編號2001-2031）,總計801臺。新制造的東風4B型內(nèi)燃機車車號開頭為1。

? ? 1985年1月,鐵道部抽調(diào)烏魯木齊鐵路局哈密機務段（烏局哈段）的東風4B-1006和1016號機車分別作為性能試驗車和15萬公里運用考核車。兩臺機車完成測試后,鐵道部在1986年10月召開鑒定會議,批準東風4B型內(nèi)燃機車通過部級鑒定。1987年,東風4B型內(nèi)燃機車獲得1987年度國家金牌優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品獎并被鐵道部選為替代進口產(chǎn)品。自此之后,中國鐵路不再需要大批量進口內(nèi)燃機車。

? 1986年6月,資陽內(nèi)燃機車廠完成生產(chǎn)東風4B型內(nèi)燃機車的技術(shù)改造并停產(chǎn)東風4型內(nèi)燃機車,轉(zhuǎn)產(chǎn)東風4B型內(nèi)燃機車,資陽內(nèi)燃機車廠制造的東風4B型內(nèi)燃機車車號以31開頭。此時,資陽內(nèi)燃機車廠累計生產(chǎn)了42臺東風4型內(nèi)燃機車（編號3001-3042）。

? 1986年9月22日,大同機車廠在大連機車車輛廠提供圖紙的基礎(chǔ)上生產(chǎn)出首臺東風4B型內(nèi)燃機車,編號6001。

?

? 同時,早期生產(chǎn)的東風4型內(nèi)燃機車在返廠大修時全部按東風4B型內(nèi)燃機車的標準進行了改造。

衍生

??1985年12月,大連機車車輛廠成功研制了東風4B高原型機車,編號1127。機車裝用了大連內(nèi)燃機車研究所研制的高壓比高效率的渦輪增壓器,以及美國伍德沃德公司的調(diào)速器。加裝電阻制動并改進了空氣濾清系統(tǒng)使得機車功率可以隨海拔高度自動修正并且在海拔高度為3000米的環(huán)境下,機車輸出功率仍可達到1845千瓦。機車于1986年3月在烏魯木齊鐵路局管內(nèi)的南疆鐵路上順利通過了高原線路牽引試驗。

? 1986年,大連機車車輛廠又試制了第一臺東風4B客運型機車（車號2101）。與東風4B型內(nèi)燃機車結(jié)構(gòu)總體相同,但牽引電機的傳動齒輪比由63：14改為71：21,使得機車最高運行時速可達120km/h以適應旅客列車擴編的需要。東風4B客運型機車于1989年開始批量生產(chǎn)。

??

? 同時東風4B型內(nèi)燃機車也會按照各鐵路局、機務段的需要來更改齒輪傳動比,進行客運型改貨運型、或者貨運型改客運型的改造（不過一些老工人說客運型改貨運型的東風4B型內(nèi)燃機車不如原廠貨運型好用）。

? 1999年,北京鐵路局南口機務段（京局南段）為提升京包線貨運列車牽引定數(shù)以及懷柔北機務段原配屬的東風4B型內(nèi)燃機車已經(jīng)開始逐漸老化。南口機務段為節(jié)約購置新機車的資金,決定將部分東風4B貨運型機車按照東風4DH型內(nèi)燃機車的標準進行大規(guī)模翻新改造。除車體鋼架結(jié)構(gòu)及轉(zhuǎn)向架仍使用原車配件外,像柴油機、主發(fā)電機、牽引電動機、冷卻裝置等零部件全部換裝東風4DH型內(nèi)燃機車的配件,同時機車總體布置、輔助系統(tǒng)及輔助傳動裝置等部分重新設(shè)計。改造后的機車被稱為東風4BD型內(nèi)燃機車或東風4B改D型內(nèi)燃機車。其涂裝為上奶黃色、下天藍色。但機車分類又歸入東風4D型內(nèi)燃機車。經(jīng)過改造后的東風4BD型內(nèi)燃機車,牽引性能與東風4DH型內(nèi)燃機車基本相同,柴油機裝車功率由2426千瓦提升至2940千瓦,機車最大輪周功率由1985千瓦提升至2425千瓦,比東風4B型貨運機車提高了超過20%。在相同運用條件下,改造后的機車在平直線路上牽引4000噸貨物列車運行的最高平衡速度為89公里/小時,比東風4B型貨運機車提高16公里/小時。

? 東風4BD型內(nèi)燃機車曾配屬過北京鐵路局懷柔北機務段（京局懷段）、烏魯木齊鐵路局庫爾勒機務段（烏局庫段）和太原鐵路局侯馬北機務段（太局侯段）擔當貨運列車牽引任務。

榮譽加身

1977年,豐臺機務段舉行“毛澤東號”機車換型儀式。

??大連機車車輛廠生產(chǎn)的東風4-0002號機車替代原來的解放1型304號蒸汽機車成為第二代毛澤東號。

? 2000年12月26日,東風4B-1893號機車接替東風4-0002號機車成為第三代“毛澤東號”機車。

1991年8月31日,經(jīng)鐵道部批準,“朱德號”機車換型為東風4B-1886號機車.

? 1984年,“周恩來號”機車在上海鐵路局由東風3-0058號機車換型為東風4B-2106號機車。

輝煌的一生

自東風4型內(nèi)燃機車的量產(chǎn)開始,中國鐵路最偉大的內(nèi)燃機車就此拉開了序幕。

? 到1998年,大連機車車輛廠、四方機車車輛廠、資陽內(nèi)燃機車廠、大同機車廠累計生產(chǎn)了4303臺東風4（B）型內(nèi)燃機車,占當時全國鐵路機車保有量的42.5%。至1990年代末,雖鐵道部已經(jīng)停止采購東風4B型內(nèi)燃機車,但大連機車車輛廠、資陽內(nèi)燃機車廠至今仍然會根據(jù)地方鐵路、工礦企業(yè)、海外鐵路公司等的需求生產(chǎn)東風4B型內(nèi)燃機車。

逐步落幕

? 隨著鐵路電氣化進程的加快以及更大功率內(nèi)燃機車的出現(xiàn),東風4B型內(nèi)燃機車開始逐漸退役封存。

? 而一些機車已經(jīng)被拆解。

幸存仍在

? 雖然有些機車已經(jīng)被拆解,但還有機車會替他們活下去（篇幅有限,不全介紹）。

? 東風4-0002號機車于2008年12月28日退役后一直封存在豐臺機務段內(nèi)。2012年豐臺機務段使用東風4B-6223號機車的零件將其修復后,機車被保存在豐臺機務段毛澤東號機車展室。

東風4B-1893號機車在2014年退役后保存在豐臺機務段毛澤東號機車展室。

東風4-0001號機車在2002年退役后被征集到中國鐵道博物館并評為國家一級文物。

結(jié)語

? 如今,東風4（B）型內(nèi)燃機車已經(jīng)在鐵路上奔馳了半個多世紀了。作為中國鐵路的最成功的內(nèi)燃機車以及中國鐵路的象征,東風4（B）型內(nèi)燃機車就像一棵常青樹一樣,成為了一代代車迷心中揮之不去的形象。

——（完）——