北京型內燃機車是中國鐵路使用的液力傳動內燃機車車型之一，也是中國鐵路史上最成功的液力傳動內燃機車車型。北京型內燃機車的研制過程時值文革，北京二七機車車輛工廠（現(xiàn)北京中車長客二七軌道交通裝備有限責任公司）于1968年起醞釀研制大功率內燃機車，1969年成功試制出12V240ZJ型柴油機后，決定了采用兩臺柴油機裝車的6000馬力液力傳動干線貨運內燃機車的設計方案。1970年，北京二七機車車輛工廠研制成北京型6001號干線貨運機車，成為迄今為止世界上單節(jié)功率最大的液力傳動內燃機車。1970年10月開始研制3000馬力液力傳動干線客運內燃機車。1971年，北京型3001號干線客運機車落成出廠，但試驗結果反映出機車和柴油機還存在著較多問題。從1971年至1975年，北京型機車經(jīng)歷了大量試驗和改進，12V240ZJ型柴油機亦突破了重重技術難關，并于1974年9月通過了部級鑒定。1975年6月，北京型客運機車正式定型并投入批量生產。

1970年代至1980年代期間，北京型內燃機車曾經(jīng)是華北、華中地區(qū)的主力客運機車，蹤影遍及京廣、京滬、隴海、京包、京山、京原鐵路等眾多鐵路干線。1980年代，北京二七機車車輛工廠還開發(fā)了改變齒輪傳動比的北京型重聯(lián)貨運機車、用于中蘇邊境鐵路口岸的北京型寬軌口岸機車、雙節(jié)重聯(lián)用于專運的北京型專運機車等同系列車型。至1991年停產為止，北京二七機車車輛工廠共生產了各種北京型機車共374臺。中國鐵路迷常將單節(jié)的北京型客運機車稱為“小北京”，雙節(jié)重聯(lián)的北京型專運機車則被稱為“大北京?！?/p>

早在上世紀50年代末的大躍進運動期間，長辛店機車車輛廠已經(jīng)提出研制大功率內燃機車的計劃。1959年8月，長辛店機車車輛廠、鐵道部科學研究院、天津動力機廠共同組成柴油機設計組，同年9月底完成了16V240Z型柴油機的初步圖紙設計（不應與大連機車車輛廠研制的16V240ZJ型柴油機混淆），技術指標為V型結構、16氣缸、氣缸內徑240毫米、活塞行程270毫米、標定功率3000馬力（2200千瓦）。1960年初，長辛店機車車輛廠成立大功率內燃機車領導小組，并提出了3000馬力電傳動干線貨運內燃機車的設計建議書，同年4月完成設計圖紙并準備投入試制。1961年，時值三年困難時期，根據(jù)中共中央“調整、鞏固、充實、提高”和鐵道部“先修后造，以修為主，質量第一”的方針，該型機車在鐵道部于南口召開的內燃機車設計研究會議上被要求下馬。

1966年，文革的風暴刮到了北京二七機車廠（長辛店機車車輛廠于1966年9月改稱北京二七機車車輛廠），工廠的生產秩序受到嚴重沖擊。1968年9月，由解放軍8341部隊（即中國人民解放軍中央警衛(wèi)團）組成的軍宣隊對二七機車廠實施軍管，工廠各方面逐步恢復正常。同時，根據(jù)鐵道部“高速柴油機和中速柴油機并舉，電傳動和液力傳動并舉”的方針，二七工廠再度醞釀設計第二代國產內燃機車。1968年10月，二七機車車輛工廠以ND1型內燃機車修理車間為主體，與鐵科院機輛所組成臨時設計小組，開始對16V240Z型柴油機全面修改設計。隨著國際上機車柴油機的技術進步和功率提升，16V240Z型柴油機與國外同類型柴油機相比已相對落后，設計小組決定將16氣缸機型改為12氣缸，缸徑仍保持240毫米，活塞行程改為260毫米，功率等級仍然為3000馬力（2200千瓦），額定轉速由每分鐘1000轉提高至1100轉，修改設計后的機型稱之為12V240ZJ型柴油機。

當12V240ZJ型柴油機試制成功后，北京二七機車車輛廠立即著手研制以該型柴油機裝車的大功率機車。由于二七廠在大躍進期間曾經(jīng)試制過建設型內燃機車，而且也是匈牙利進口ND1型內燃機車的指定廠修工廠，工廠對于電傳動內燃機車有較多的認識和經(jīng)驗，因此開始設計時很自然就首先考慮采用電傳動，當時曾經(jīng)提出仿效法國國鐵CC 70000型柴油機車，研制采用雙柴油機、雙轉子發(fā)電機、單電機轉向架、交—直流電傳動的6000馬力內燃機車。隨后，當二七廠就機車設計方案咨詢大連熱力機車研究所的意見時，大連所認為鑒于中國缺乏銅資源，而且液力傳動裝置的制造加工難度亦相對較小，有利于充分利用現(xiàn)有加工設備，因此推薦6000馬力液力傳動內燃機車的方案，并得到二七廠的采納。實際上早在1966年8月，根據(jù)《鐵道部科技發(fā)展計劃》中提出“集中力量突破大功率高速、中速柴油機、1470千瓦等級液力傳動裝置等技術難關，為發(fā)展更大功率內燃機車鋪平道路”的要求，大連熱力機車研究所已經(jīng)自行開展了5000馬力（3680千瓦）液力傳動內燃機車傳動裝置的研究和設計，同年10月決定將機車功率目標提高至6000馬力（4410千瓦），后因文革的影響而被迫暫停研制。

1969年9月，北京二七機車車輛工廠邀請大連熱力機車研究所、鐵道部鐵道科學研究院、大同機車廠、戚墅堰機車車輛工藝研究所等單位的技術人員協(xié)助機車技術設計。同年10月14日，正式開始6000馬力液力傳動干線貨運內燃機車的總體設計。同年11月，全國人大常委會委員長朱德第五次視察二七廠并勉勵工人：“內燃機車，主席很關心，你們要搞好它”。1970年1月進入生產準備階段，同年7月開始組裝第一臺液力傳動裝置。1970年9月10日，世界上單節(jié)功率最大的液力傳動內燃機車——北京型6001號機車（設計代號EQJ1）在北京二七機車車輛工廠誕生。北京型6001號機車采用雙機組結構，裝用兩臺12V240ZJ型柴油機和兩套EQ2030/Z510型液力傳動裝置，構造速度為100公里/小時。同年9月10日至16日，機車在北京環(huán)形鐵道進行單機組運行試驗和部分負荷牽引試驗。1970年9月17日，北京型6001號機車牽引1784噸貨物列車從豐臺西開往保定，順利完成首次正線牽引運行試驗。機車出廠后交付北京鐵路局豐臺機務段試用，曾在京廣鐵路豐臺西至石家莊間進行牽引貨物列車的試驗，但由于當時柴油機的可靠性存在較多問題，累計走行18334公里后就暫停了牽引試驗。

1970年10月，正當北京型6001號機車剛開始進行試驗之際，北京二七機車車輛廠根據(jù)周恩來總理關于“進京旅客列車不冒煙”的指示，繼續(xù)與大連熱力機車研究所和交通部鐵道科學研究院合作，開始了3000馬力液力傳動干線客運內燃機車的研制。1971年2月，完成了北京型客運機車的全部設計圖紙并開始進行試制。1971年8月26日，北京型3001號客運機車（設計代號EQJ2）完成組裝，并于同年9月初在北京環(huán)形鐵道完成運行試驗。北京型3001號機車是采用單機組設計的液力傳動內燃機車，機車裝用一臺12V240ZJ型柴油機和一套EQ2030型液力傳動裝置，柴油機裝車功率為2700馬力（1990千瓦），并采用單端司機室的車體，以及軸距為2850毫米的兩軸轉向架，構造速度為120公里/小時。北京型3001號機車經(jīng)過一萬多公里的正線牽引試運行，發(fā)現(xiàn)行駛時振動大、軸重分配不均、機車調頭不便等缺點，完成試運行后便送返北京二七機車車輛廠。

除了上述這些機車設計方面的缺點，當時的12V240ZJ型柴油機亦暴露出不少問題，燃燒性能方面的主要問題包括燃燒壓力高、排氣溫度高、排氣冒黑煙的“兩高一黑”，柴油機零部件結構方面亦經(jīng)常發(fā)生氣缸套拉傷、連桿瓦和主軸瓦剝離燒損、氣缸蓋和活塞裂紋、氣閥下陷、機油稀釋等問題[5]。1971年至1974年，北京二七機車車輛工廠與鐵科院機輛所、大連所、戚墅堰所、北京大學等單位合作，針對柴油機的各項問題進行了大量理論研究和改進試驗工作，特別是直接造成“兩高一黑”的燃料噴射系統(tǒng)、配氣系統(tǒng)和增壓系統(tǒng)。同時，亦對噴油泵、噴油器、水泵、機油泵、極限調速器、氣缸蓋流道分別進行性能試驗。1972年元旦，周恩來聽取二七工廠黨委書記匯報柴油機試驗情況后，作出“燃燒狀況要好好試，要集中力量打殲滅戰(zhàn)，要搞好協(xié)作，爭取早日過關”的指示。1973年4月，交通部將瞿赳總工程師從大連所調往二七工廠，肩負柴油機設計改進工作的任務。瞿赳提出柴油機“一步走、兩步用”的設計思想，第一步以小時功率3300馬力為設計目標，并且按2700馬力裝車運用，經(jīng)進一步強化后再按3000馬力裝車運用，在保證柴油機的運用可靠性的前提下，吸收國外同類產品的成熟經(jīng)驗，做到大刀闊斧地修改設計。

1973年5月25日，針對3001號機車的缺點而重新設計的北京型3002號機車出廠，該機車改用便于雙向行駛的兩端司機室，轉向架固定軸距縮短為2000毫米。1973年9月，北京型3002號機車交付北京鐵路局北京內燃機務段試用，初期主要用來牽引北京至天津的85/86次旅客列車，同年10月29日起正式擔當京山鐵路北京至山海關間的旅客列車交路。至1975年1月，機車累計運行逾84000公里之后，因車輪踏面擦傷而返廠檢修。北京型3002號機車在試運行過程中發(fā)現(xiàn)了70多項問題，為北京型機車的改良設計提供了大量數(shù)據(jù)和經(jīng)驗。

1974年4月至6月，經(jīng)過改良的第九臺12V240ZJ型柴油機完成試制，并順利通過了100小時連續(xù)運轉試驗和500小時耐久性試驗。試驗結果證明該柴油機的性能比前八臺樣機有了長足的進步，已經(jīng)基本消除了“兩高一黑”現(xiàn)象，使柴油機能夠在標定轉速每分鐘1100轉、持續(xù)功率2700馬力的情況下平穩(wěn)運轉。1974年9月，交通部在二七工廠召開了12V240ZJ型柴油機技術鑒定會，與會代表一致認為柴油機技術參數(shù)的選擇、結構和總體布置是合理的，主要經(jīng)濟技術指標達到了設計任務書的要求，其中燃油消耗等指標達到了國外同類機型的先進水平，同意柴油機定型并進行批量生產。在進行柴油機試驗的同時，二七廠和大連所還參考了從西德購買的NY6、NY7型內燃機車所使用的德制福伊特L820rU型液力傳動裝置，對北京型機車的液力傳動裝置進行改進設計，設計了傳動效率更高的EQ2027型液力傳動箱，并且重量由原來的9噸減少至7.5噸。

1974年12月，根據(jù)3002號機車的缺點而作出大幅改良的北京型3003號機車（設計代號EQJ3）完工出廠，機車除了裝用正式定型的12V240ZJ型柴油機和新的EQ2027型液力傳動箱之外，其他主要變化還有將轉向架固定軸距加大至2350毫米、延長車體長度并增大司機室空間、縮短冷卻室長度并調整冷卻系統(tǒng)布置、借鑒了ND4型內燃機車的冷卻風扇傳動結構、加裝預熱鍋爐和柴油機排氣消聲器等。1975年1月，交通部指示北京鐵路局和鐵科院，安排對北京型3003號機車進行牽引試驗，由于柴油機已于先前完成部級鑒定，因此將運用考核里程定為5萬公里（新型機車一般為10萬公里）。同年9月至10月，北京型3003號機車在京廣鐵路北京至石家莊、京承鐵路北京至承德間進行了動力學性能試驗，最高速度達到130公里/小時。

1975年5月，二七工廠根據(jù)3003號機車的運用經(jīng)驗，將機油熱交換器安裝方式由臥式改為立式，車體長度相應延長，試制了作為定型樣車的北京型3004號機車（設計代號EQJ4），并按該圖紙開始批量生產北京型客運機車。1975年6月18日，北京二七機車車輛工廠舉行轉產慶祝大會，送走工廠最后修理的前進型1625號機車，同時將完成修復后的北京型3002號機車正式交付北京機務段使用，標志著二七工廠停止修理蒸汽機車業(yè)務，轉為專業(yè)內燃機車制造廠。1975年11月，二七工廠接回了已行駛將近10萬公里的北京型3002號機車，按北京型3004號機車的定型圖紙進行改造后交付北京鐵路局北京內燃機務段。1978年3月，在人民大會堂召開的全國科學大會上，北京型液力傳動內燃機車獲得優(yōu)秀科技成果獎。1991年，由于中國鐵路主要技術政策明確干線內燃機車以電傳動為發(fā)展方向，停止發(fā)展液力傳動干線內燃機車，北京二七機車廠停產北京型客運機車。北京型客運機車的早期涂裝為墨綠色車身配黃色帶，1980年代中期以后改為天藍色車身配白色帶的涂裝；而沿用北京型機車外觀的東風7D型內燃機車亦有部分采用與北京型機車早期涂裝相似的綠黃涂裝。

1976年至1980年，為了摸清北京型客運機車的技術經(jīng)濟性能，鐵道部組織了多次的機車牽引性能試驗。1976年4月，北京型客運機車完成了京廣鐵路長距離直達牽引運行試驗，北京型3002號機車牽引16輛編組客車及備用的北京型3004號機車（總重904噸）運行于北京至廣州間，往返運行共4728公里，連續(xù)運行102小時，并在單機牽引的情況下順利通過信陽至廣水間的長大坡道（上行線雞公山至李家寨，下行線武勝關至孝子店）。1979年3月，北京型客運機車又在京包鐵路北京至大同間進行牽引試驗，北京型3058號和3065號機車雙機重聯(lián)牽引12輛編組的試驗列車（總重600噸），往返運行共760公里，并以23公里/小時的速度通過最大坡度達到33‰、位于南口至康莊之間關溝段的居庸關坡道，并作了坡停起動試驗[7]。兩次試驗證明北京型客運機車具有良好的牽引性能和動力學性能，機車運行可靠、燃油消耗率較低。

從1974年10月起，二七工廠開始對12V240ZJ型柴油機進行第二階段的改進試驗，目的是進一步提高柴油機強化系數(shù)和功率，最終達到小時功率3300馬力、持續(xù)功率3000馬力的設計目標。除了采用大連內燃機車研究所研制的高壓比1102型增壓器，還對噴油裝置的參數(shù)作出調整以降低爆發(fā)壓力。1978年1月，北京型3036號機車的柴油機完成了持續(xù)功率3000馬力工況下的100小時連續(xù)運轉試驗，試驗結果顯示柴油機的技術經(jīng)濟性能得到進一步提升。此后，雖然沒有提高北京型機車的柴油機裝車功率，但柴油機可靠性和機車功率儲備系數(shù)也相應提高。

1981年9月至1982年3月，鐵道部選定了北京鐵路局天津機務段的北京型3142號機車，在大連內燃機車研究所內的機車定置試驗臺上對其進行全面的牽引熱工性能試驗，包括機車牽引性能、柴油機油耗、柴油機起動性能、傳動裝置換檔性能、模擬高原工況等試驗項目，試驗結果顯示機車各項性能均達到設計要求，機車最高輪周效率可達31.32%（司機控制器手柄15位，對應速度為104公里/小時），相應燃油消耗率為274.7克/公里小時。北京型機車的輪周效率在世界上已屬名列前茅，并已經(jīng)超過了由西德進口的NY6型機車（30.4%）。

1977年底，隨著12V240ZJ型柴油機經(jīng)過了較長時間的運用試驗，北京二七機車車輛工廠對北京型6001號貨運機車進行改造，除了液力傳動系統(tǒng)、車體和轉向架仍然保留原來的部件外，柴油機、冷卻裝置、制動系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)等均改用與北京型客運機車相同的部件，并增設了輪緣潤滑裝置。1978年2月，鐵道部安排北京型6001號機車在北京鐵路局豐臺機務段開始分階段進行10萬公里的運行考核，先后在京山鐵路豐臺西至天津南倉、豐沙鐵路張家口南至豐臺西、京原鐵路豐臺西至靈丘之間擔當正常的貨物列車牽引交路，至1979年7月按現(xiàn)行牽引定數(shù)和列車運行圖的要求完成了10萬公里牽引試驗 , 累計走行里程達104935公里。

為了進一步了解機車的牽引制動性能和潛力，北京型6001號機車在完成10萬公里考核后，于1979年7月先后完成了三次牽引性能試驗，包括在京包鐵路北京至康莊間進行的大坡度牽引制動試驗，在京山鐵路豐臺西至南倉間進行的4000噸重載牽引試驗，以及在豐沙鐵路豐臺西至張家口南間進行困難區(qū)段運行試驗。試驗結果顯示，北京型6001號機車牽引能力較大，且尚有一定的功率儲備，能滿足在平原地區(qū)以80公里/小時速度牽引4000噸貨物列車的要求。在京包鐵路南口至青龍橋之間的長大坡道上，牽引721噸旅客列車時的坡頂速度達26公里/小時，在20‰下坡道上使用15檔液力制動，列車速度穩(wěn)定在30公里/小時以下。而在較多小半徑曲線的豐沙鐵路和京原鐵路上，即使其采用固定軸距較大的四軸轉向架，輪緣磨耗量也與運行于相同區(qū)段的ND4型內燃機車相仿。

北京型6001號貨運機車在完成10萬公里考核和牽引性能試驗后，返回二七工廠更換成與北京型客運機車相同的液力傳動箱，隨后于1981年6月正式配屬石家莊機務段并投入石德鐵路運用[。至此，北京型6001號機車的柴油機、傳動裝置、輔助系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)基本上均與客運型機車相同。由于當時貨物列車牽引定數(shù)較小，導致機車功率利用系數(shù)較低、相對燃油消耗率較高，未能充分發(fā)揮該型大功率機車的性能，而且四軸轉向架的檢修亦較為困難，因此石家莊機務段提出將其改造成客運機車的建議。1983年，北京型6001號機車被送返二七機車工廠，改造成北京型3211號及3212號客運機車，于1984年1月出廠并交付石家莊機務段。

北京型客運機車從1975年下半年開始批量生產，并首先配屬北京鐵路局北京內燃機務段和天津機務段投入運用，逐步替換原來的人民型蒸汽機車。至1979年9月，北京機務段已配屬31臺，天津機務段配屬59臺，主要肩負京廣鐵路北京至安陽、京滬鐵路北京至濟南、京山鐵路北京至山海關、京包鐵路北京至大同、京原鐵路北京至靈丘等區(qū)段的旅客列車牽引任務。1980年代初，石家莊機務段開始配屬北京型客運機車，擔當京廣鐵路石家莊至北京、安陽、鄭州間的客運牽引。1986年，保定機務段從蒸汽機務段向內燃機務段過渡，并開始配屬北京型客運機車。1990年代初，隨著北京、天津、石家莊機務段增配東風4B型客運機車，部分調整出來的北京型客運機車陸續(xù)調往大同機務段、太原機務段、洞廟河機務段、滄州機務段、臨汾機務段等地，投入大秦鐵路、南同蒲鐵路、錦承鐵路、津浦鐵路、邯長鐵路運用。1995年，北京西機務段成立并配屬北京型客運機車，擔當北京西至聊城間的旅客列車牽引任務。1996年1月22日凌晨5時47分，北京型3240號機車牽引由北京西開往洛陽的231次列車，成為北京西站開通運營后正式發(fā)出的首趟旅客列車

由于改革開放后鐵路客運量增長迅速，為了提高鐵路運輸能力、增加旅客列車編組輛數(shù)，鄭州鐵路局鄭州南機務段于1982年2月開始配屬北京型客運機車，逐步替換原來使用的東風3型內燃機車，擔當京廣鐵路鄭州至信陽、安陽間的旅客列車牽引任務。1982年2月15日，鐵道部組織進行了47/48次特快列車（北京至廣州）擴大編組牽引運行試驗，并由北京型機車擔當北京至信陽間的牽引任務。同年底，47/48次特快列車擴編為17輛并納入正式運行圖。1984年3月29日，鐵道部在京廣鐵路北京至武昌間進行37/38次特快列車擴大編組至20輛的牽引試驗，試驗列車是在37/38次列車原16輛編組的基礎上，加掛三節(jié)軟臥車和一輛試驗車，包括機車在內列車全長506.5米，牽引重量為1066噸，由北京型客運機車單機牽引；試驗取得圓滿成功，列車在京武之間往返均能正點到達，列車通過雞公山坡道時坡頂速度達35公里/小時。1984年9月27日起，37/38次特快列車正式擴編為20輛。1985年4月1日起，北京至深圳的15/16次特快列車、北京至廣州的47/48次特快列車亦擴編至20輛。

為了緩解機車運用緊張的局面，鄭州鐵路局于1984年開始在京廣鐵路和隴海鐵路實行長交路輪乘制。1984年4月1日起，拉通了信陽至安陽間的客運交路。1985年4月1日起，機車交路從信陽延長至武昌，全程由鄭州機務南段的北京型客運機車擔當，鄭州南、武昌南乘務員在信陽站換乘，交路運行距離為721公里。1984年11月10日起，拉通了鄭州至西安間的客運交路。1985年10月1日起，機車交路從西安延長至寶雞，同樣由鄭州機務南段的北京型機車牽引，鄭州南、西安乘務員在三門峽西站換乘。當時，鄭州機務南段的北京型機車以鄭州為中心，擔當北到安陽、南到武昌、西到寶雞、東到蚌埠的絕大多數(shù)客運列車牽引任務。1992年，鄭州鐵路局襄樊鐵路分局襄樊北機務段（現(xiàn)中國鐵路武漢局集團有限公司襄陽北機務段）開始客運機車換型，原本使用的東風型內燃機車被更換為北京型內燃機車，主要用于牽引焦柳鐵路洛陽至襄樊間的旅客列車。

從1990年代中期開始，隨著京廣鐵路及隴海鐵路完成電氣化改造，以及中國鐵路客運提速的開展，曾經(jīng)雄踞京廣、隴海、京山、京滬等干線的北京型機車逐步退居二線，其地位逐漸被功率更大、速度更高的東風4B型、東風4D型、東風11型、韶山8型機車所取代。而這些從干線上替換下來的北京型機車，部分轉到南同蒲鐵路、邯長鐵路等次級干線牽引旅客列車，也有部分轉到京承鐵路用于雙機牽引貨物列車，其余大多調往唐山、古冶、豐潤、磁山、月山、侯馬北等機務段，擔當各地的調車作業(yè)和小運轉列車牽引任務。除此之外，一些地方鐵路和工礦企業(yè)也從北京鐵路局和鄭州鐵路局購置了二手的北京型機車，例如周口漯阜鐵路、濮陽地方鐵路、遼寧南票煤業(yè)集團、中國中鐵屬下工程局等，直到2000年代以后才被逐步淘汰。

北京型客運機車是中國國產液力傳動內燃機車的代表作，雖然早期生產的北京型機車曾經(jīng)存在較多質量問題，但隨著工廠設備條件和工藝水平的提高，北京型機車歷年的機破及臨修件數(shù)逐年下降，可靠性更是遠高于當時使用的東風型、東風4型、ND2型、ND4型等電力傳動內燃機車。北京型機車的液力傳動裝置一般極少發(fā)生故障，到了1980年后期基本上已達到了一個廠修期不開箱檢修（72萬公里）的目標，大修期平均走行里程高達87萬公里，接近德國同類液力傳動裝置的水平。由于北京型客運機車為單機組機車，加上自重較輕、運行阻力較小，機車燃油消耗指標一直優(yōu)于當時中國國內其他所有干線客運內燃機車。除此之外，北京型客運機車還以結構簡單、布置緊湊、易于操縱、保養(yǎng)方便的優(yōu)點而贏得了機務部門的贊譽，司機甚至傳誦“拔油尺、看油位、轉一周、回家睡”的順口溜來形容該型機車

2000年代初，中華人民共和國鐵道部曾經(jīng)將部分已被淘汰的北京型客運機車無償援助朝鮮鐵道省。在朝鮮鐵路系統(tǒng)中，北京型機車被定型為朝鮮鐵道300型柴油機車，機車編號為??3XX（“??”意為“內燃”）。根據(jù)非正式統(tǒng)計，朝鮮鐵道省從中國接收了至少33臺北京型內燃機車，主要用于平壤周邊的調車作業(yè)和貨物列車牽引任務。

衍生型

北京型重聯(lián)貨運機車

1980年代初，中國實行改革開放后，鐵路貨運量不斷增長，鑒于北京型客運機車在制造和運用上已經(jīng)積累了很多經(jīng)驗，北京二七機車工廠提出在北京型客運機車的基礎上，通過適當改造使其可以雙機重聯(lián)用于貨運，滿足貨物列車重量和速度提高之后的牽引需要。1980年，北京二七機車工廠開始設計北京型重聯(lián)貨運機車，至1981年12月完成試制兩組（四臺）重聯(lián)貨運機車，機車編號按北京型客運機車順延（3147～3150）。該型機車除了改變車軸齒輪箱中的一對圓柱齒輪傳動比、增加總風管及電氣線路重聯(lián)裝置、增加一臺空氣壓縮機和取消預熱鍋爐外，機車其他部分均與客運型機車完全相同。重聯(lián)貨運型機車仍裝用12V240ZJ型柴油機，但裝車功率及相應的控制系統(tǒng)按2500馬力調整，機車最高運行速度降為90公里/小時，雙機重聯(lián)時起動牽引力達到595千牛，持續(xù)牽引力達到429.5千牛。根據(jù)牽引計算，當牽引4000噸時在平直道上的最高平衡速度可達81公里/小時，并且能在8‰坡道上起動列車。

1982年11月2日至7日，根據(jù)鐵道部《關于布置北京型3147號～3150號機車牽引性能試驗的通知》，北京二七機車工廠聯(lián)同北京鐵路局對北京型重聯(lián)貨運機車進行了雙機牽引試驗，試驗機車采用北京型3147號及3150號機車，在通坨鐵路豐臺西至秦皇島之間牽引煤炭列車往返。試驗結果顯示，機車牽引性能良好，雙機牽引3900噸時最大平衡速度可達78公里/小時。四臺北京型重聯(lián)貨運機車后配屬天津機務段使用，代替建設型蒸汽機車擔當小運轉任務。

北京型口岸機車

1980年代以前，在中國與蘇聯(lián)接壤邊境的鐵路口岸，中國一直使用蒸汽機車承擔過境列車的牽引任務，而蘇聯(lián)則早已使用M62型柴油機車牽引列車入境中國，并多次就蒸汽機車牽引問題向中方提出異議。因此，中華人民共和國鐵道部將實現(xiàn)口岸機車內燃化列入第七個五年計劃期間的其中一個重點項目。1983年12月，北京二七機車工廠接到鐵道部關于滿洲里站擬定采用北京型機車的通知，據(jù)此工廠提出以北京型重聯(lián)貨運機車為基礎及設計新一代口岸用內燃機車的建議。1986年2月，鐵道部機車車輛工業(yè)總公司向北京二七機車工廠下達了北京型口岸內燃機車的設計任務書，要求在1986年11月底前試制出兩臺準軌口岸機車，1987年上半年試制出兩臺寬軌口岸機車。

北京型口岸機車與北京型重聯(lián)貨運機車大致相同，柴油機裝車功率降為2500馬力（1840千瓦），最高運行速度為90公里/小時，起動牽引力提高到280千牛?？诎稒C車特別具有加強防寒型車體及防寒保溫裝置，適合在中國北方冬季嚴寒地區(qū)使用，能夠在零下47°C的環(huán)境正常運轉。為了滿足中蘇邊境口岸的過境鐵路運輸需要，口岸型機車有準軌（1435毫米）和寬軌（1520毫米）兩種車型，其中準軌機車用于口岸鐵路車站或干線小運轉作業(yè)，并設有空氣管路及電氣線路重聯(lián)裝置，兩臺機車可重聯(lián)運行；而寬軌機車則用于國內寬軌調車站場作業(yè)，不設重聯(lián)裝置，但能夠按需要換裝準軌轉向架以及蘇式SA-3車鉤。

1986年10月25日，首兩臺北京型準軌口岸機車（1001～1002號）于北京二七機車廠完成試制，同年底交付哈爾濱鐵路局滿洲里機務段進行防寒運用考核。1987年4月，鐵道部機車車輛工業(yè)總公司與鐵道部機務局召開北京型口岸機車運用考核座談會，滿洲里機務段代表認為北京型口岸機車經(jīng)過一個冬天的運用，證明機車各項性能均達到了預期要求，并對正在試制的寬軌口岸機車提供了一些意見。1987年6月1日起，北京型準軌口岸機車正式承擔中蘇邊境準軌線路過境客貨列車的牽引任務。1987年7月，首臺北京型寬軌口岸機車（1101號）出廠，同樣配屬哈爾濱鐵路局滿洲里機務段。1986年至1991年間，北京二七機車廠共生產了16臺北京型口岸機車，其中準軌型12臺（1001～1012）、寬軌型4臺（1101～1104），全部均配屬滿洲里機務段。

北京型口岸機車在滿洲里投入運用后，替代了原來的解放型蒸汽機車，使牽引噸位由1700噸提高到3500噸，提高了口岸車站的運輸能力和作業(yè)效率。1988年9月，從巴黎里昂車站出發(fā)的“東方快車'88”特別列車到達西伯利亞鐵路后貝加爾斯克站之后，便是由北京型1003號機車從后貝加爾斯克牽引至滿洲里進入中國。1989年10月，北京型口岸機車通過鐵道部主持的技術鑒定，同年獲鐵道部科技進步二等獎和北京市技術開發(fā)優(yōu)秀項目二等獎。2000年起，因應滿洲里口岸進出口貨物運輸量的增長，滿洲里機務段開始配屬新造的東風7C口岸型內燃機車，北京型口岸機車亦隨之退居二線并逐漸淘汰。

北京型專運機車

從1970年代起，中國國家領導人和國外貴賓的專列牽引任務，一直主要是由西德進口的NY6型內燃機車執(zhí)行。到了1980年代，NY6型機車已經(jīng)將近十年未曾進行過廠修，而且配件供應也越來越困難。1984年初，北京鐵路局向鐵道部提交《關于北京型內燃機車擔當專運任務、改造建議的報告》，提出使用北京型機車牽引專運列車以補充專運車隊。1985年6月，鐵道部機務局和工業(yè)總局在北京二七機車廠進行專運機車設計方案審查，設計任務書確定了專運機車以北京型客運機車為基礎，改成由兩節(jié)單司機室機車重聯(lián)連掛的八軸機車，司機能夠在任何一個司機室內操縱兩節(jié)機車，必要時也能夠以單節(jié)機車獨立運行；每節(jié)機車裝用一臺12V240ZJ-2型柴油機和EQ2027A型液力傳動裝置，同時增加輔助柴油發(fā)電機組和液力制動裝置，并加強防寒措施使其適應各種使用環(huán)境，最高運行速度120公里/小時，起動牽引力達到490千牛。1986年3月，北京二七機車廠正式開始試制北京型專運機車，第一組機車（2001+2002）于1986年6月出廠，第二組機車（2003+2004）于1986年9月出廠。

1986年12月至1987年1月，第二組北京型專運機車于黑龍江省大興安嶺地區(qū)進行冬季防寒性能試驗，并在哈爾濱鐵路局管內的富西鐵路塔河至盤古之間完成了牽引試驗。1987年6月11日至14日，北京型專運機車首次牽引北京至上海的21/22次直達特快旅客列車，順利完成了中途不換機車不加油的直達牽引試驗（中途僅按正常時刻表在濟南和蚌埠技術停車）。1987年6月16日，北京型專運機車開始進行特種列車長距離牽引試驗，試驗列車從北京出發(fā)，經(jīng)由京廣、湘桂、黔桂、川黔、成渝、寶成、隴海鐵路運行，至6月26日返回北京，全程運行近6000公里。1987年9月，鐵道部鐵道科學研究院選用北京型2001號專運機車，在京承鐵路洞廟河至密云、津浦鐵路滄州至德州間進行了動力學性能試驗。由于試驗期間的機車性能表現(xiàn)令人滿意，鐵道部又于1987年和1989年分別訂購了共4組專運機車（2005+2006、2007+2008、2009+2010、2011+2012）。

1986年至1989年間，北京二七機車廠共生產了6組12節(jié)北京型專運機車，全部均配屬北京鐵路局北京機務段。1988年1月起，北京機務段開始使用北京型專運機車擔當13/14次、21/22次兩對京滬直達特快列車在北京至濟南區(qū)段的牽引任務，要求列車在5小時15分內不停站運行495公里，平均速度達到94公里/小時。但不到四個月后，兩組機車的八臺渦輪增壓器全部發(fā)生故障，主要是渦輪葉片和噴嘴環(huán)葉片損壞和磨損。由于北京型專運機車在設計時略為超重，因此采用了同類產品中體積小、重量輕的無錫動力機廠261P-13A型增壓器，但其組裝式噴嘴環(huán)葉片的設計存在不足之處，導致增壓器在長期高負荷工作情況下使用壽命大幅縮短，噴嘴環(huán)結構經(jīng)改進后問題獲得解決。

車輛保存

北京型3003號機車，由北京二七機車車輛廠于1974年制造（但車身上的工廠銘牌標識為1970年），原配屬北京鐵路局北京內燃機務段，至1990年代初轉配太原機務段，曾經(jīng)擔當南同蒲鐵路太原至臨汾間的客車交路，退役后太原鐵路局于2008年將其贈送給中國鐵道博物館永久收藏

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北京型3181號機車，由北京二七機車車輛廠于1983年制造，后期出售給中鐵一局集團有限公司，退役后交付給陜西鐵路工程職業(yè)技術學院，作為教學用車。

北京型3226號機車，由北京二七機車車輛廠于1984年制造，后期作為北京東北環(huán)鐵路望和支線和平里站的調車機車，至2000年代初望和支線改建成北京地鐵13號線之后，該機車便一直存放于北京造紙一廠鐵路專用線，后來改為放置于北京市東城區(qū)東直門外的當代MOMA藝術區(qū)內，作為園區(qū)景觀。

北京型3242號機車，由北京二七機車車輛廠于1986年制造，退役后保存于沈陽鐵路陳列館（該車為改號機車，原車號不明）

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北京型3263號機車，由北京二七機車車輛廠于1985年制造，曾經(jīng)配屬北京鐵路局太原機務段，運用后期作為太原機務段段內的調車機車使用，退役后被存放于太原機務段北區(qū)的儲備場，至2014年太原機務段北區(qū)進行段區(qū)改造后，該機車進入新建的機車展示區(qū)保存展示。

北京型3278號機車，由北京二七機車車輛廠于1985年制造，原配屬鄭州鐵路局鄭州機務南段，退役后由鄭州鐵路局于2004年4月28日贈予鄭州世紀歡樂園作靜態(tài)展覽。

北京型3290號機車，由北京二七機車車輛廠于1986年制造，原配屬北京鐵路局懷柔北機務段，退役后被放置在位于錦州市太和區(qū)凌西大街的南莊里文化創(chuàng)意城