在規(guī)劃第九個(gè)五年計(jì)劃(1996年至2000年)期間,鐵道部將鐵路的發(fā)展方向定義為四個(gè)字“提速”和“重載”,為了滿足這四個(gè)字的要求,鐵道部決定研發(fā)下一代以交流傳動(dòng)技術(shù)為主要特征的高速重載內(nèi)燃機(jī)車,因?yàn)楫?dāng)時(shí)國(guó)際上電力傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車發(fā)展的必然趨勢(shì)就是交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車,美國(guó)、德國(guó)、瑞士、日本等國(guó)均在批量生產(chǎn)交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車。
1995年12月18日,時(shí)任中國(guó)鐵道部部長(zhǎng)韓杼濱到大連機(jī)車車輛廠視察時(shí)指出:“京廣線、京滬線要開(kāi)通5000噸重載列車,要一通到底……引進(jìn)交直交技術(shù)勢(shì)在必行,內(nèi)燃、電力要同步上。”
當(dāng)時(shí)的交流傳動(dòng)技術(shù)主要經(jīng)歷三個(gè)發(fā)展階段:快速晶閘管(KK)、可關(guān)斷晶閘管(GTO)和絕緣柵雙極晶體管(IGBT),當(dāng)時(shí)中國(guó)現(xiàn)掌握的還是第一階段——快速晶閘管技術(shù)。為了盡快縮短中國(guó)與國(guó)際先進(jìn)水平的差距,鐵道部決定跳過(guò)第二階段——可關(guān)斷晶閘管技術(shù),直接上馬最新的絕緣柵雙極晶體管技術(shù)來(lái)發(fā)展新一代內(nèi)燃機(jī)車。
但鑒于國(guó)內(nèi)絕緣柵雙極晶體管交流傳動(dòng)技術(shù)的關(guān)鍵——交流異步牽引電動(dòng)機(jī)及牽引逆變器技術(shù)尚未成熟。因此在1997年,鐵道部向研發(fā)內(nèi)燃機(jī)車實(shí)力最為雄厚的大連機(jī)車車輛廠下達(dá)第四代交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車的研制任務(wù)時(shí),大連廠毫不猶豫的選擇了和國(guó)外廠商合作這條“彎道”,希望實(shí)現(xiàn)彎道超車。
經(jīng)過(guò)反復(fù)斟酌,大連機(jī)車車輛廠在1999年初選定和德國(guó)人進(jìn)行合作,當(dāng)時(shí)的德國(guó)可不是現(xiàn)在“工業(yè)404”的德國(guó),還是有相當(dāng)?shù)墓I(yè)技術(shù)底(老)蘊(yùn)(本)可用(敗),在交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)方面可還是有兩把刷子的!
1999年4月1日,大連機(jī)車車輛廠與德國(guó)西子交通集團(tuán)簽訂技術(shù)合作協(xié)議,決定以東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車為基礎(chǔ),共同開(kāi)發(fā)和試制兩臺(tái)新型交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車,稱為東風(fēng)4DAC型。合同規(guī)定由西門(mén)子公司提供交流傳動(dòng)技術(shù),包括德國(guó)鐵路152型電力機(jī)車(ES64F型電力機(jī)車)的IGBT元件牽引逆變器、1TB2630型交流異步牽引電動(dòng)機(jī)、交流輔助發(fā)電機(jī)以及“SIBAS 32”微機(jī)控制系統(tǒng)等部件。大連機(jī)車車輛廠負(fù)責(zé)總體設(shè)計(jì),提供機(jī)車車體、機(jī)械裝置、轉(zhuǎn)向架及16V240ZJD型柴油機(jī)。永濟(jì)電機(jī)廠和西門(mén)子共同研發(fā)制造主發(fā)電機(jī)。
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德國(guó)鐵路152型電力機(jī)車(ES64F型電力機(jī)車)
1999年7月,中德合作的新型內(nèi)燃機(jī)車技術(shù)設(shè)計(jì)方案通過(guò)大連廠廠內(nèi)設(shè)計(jì)評(píng)審,從8月開(kāi)始,大連廠正式開(kāi)始進(jìn)行試制工作。2002年2月機(jī)車車體主體結(jié)構(gòu)成型,隨后開(kāi)始安裝設(shè)備,期間德國(guó)提供的各種設(shè)備陸續(xù)運(yùn)到大連廠裝車。2000年5月時(shí)第一臺(tái)試制機(jī)車基本完工,開(kāi)始進(jìn)行出廠前的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)調(diào)試。
2000年6月28日,大連機(jī)車車輛廠舉行隆重的落成剪彩儀式,一輛涂裝鮮艷的嶄新機(jī)車在一陣鑼鼓喧天、鞭炮齊鳴、紅旗招展、人山人海的熱鬧氣氛中緩緩開(kāi)出廠房,這臺(tái)機(jī)車就是中德聯(lián)合研制的第一臺(tái)交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車,被命名為東風(fēng)4DAC型內(nèi)燃機(jī)車,編號(hào)DF4DAC-8001號(hào)。與此同時(shí),第二臺(tái)東風(fēng)4DAC型內(nèi)燃機(jī)車DF4DAC-8002號(hào)也已經(jīng)進(jìn)入總裝階段……
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DF4DAC-8001號(hào)機(jī)車
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DF4DAC-8001號(hào)機(jī)車
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DF4DJ-0002
東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車的車體結(jié)構(gòu)采用雙司機(jī)室、內(nèi)走廊式側(cè)壁承載全焊接鋼結(jié)構(gòu)車體。機(jī)車從前到后分別為第一司機(jī)室、電氣室、傳動(dòng)室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室、第二司機(jī)室。
主動(dòng)力為一臺(tái)大連機(jī)車車輛廠和英國(guó)里卡多咨詢工程公司合作,在16V240ZJB型柴油機(jī)基礎(chǔ)上于1986年開(kāi)發(fā)完成的16汽缸、四沖程、廢氣渦輪增壓的直噴式V型中速柴油機(jī),標(biāo)定功率為3240千瓦(4400馬力),裝車功率為2940千瓦(4000馬力),機(jī)車走行部為兩臺(tái)可互換的三軸轉(zhuǎn)向架,與東風(fēng)4D型提速客運(yùn)機(jī)車的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)大致相同,機(jī)車最大運(yùn)行時(shí)速為每小時(shí)145公里。
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東風(fēng)4DAC型內(nèi)燃機(jī)車的總體布置圖
東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車身上最亮點(diǎn)的“洋玩意兒”莫過(guò)于德國(guó)西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的SIBAS 32型車載微機(jī)系統(tǒng),該系統(tǒng)以32位的英特爾80386微處理器為基礎(chǔ)的牽引控制單元,具有逆變器變頻控制、牽引功率控制、電阻制動(dòng)控制等功能。司機(jī)室的操縱臺(tái)上設(shè)有一臺(tái)彩色液晶顯示屏,司機(jī)可以通過(guò)這塊顯示屏直接了解機(jī)車的運(yùn)行狀態(tài),柴油機(jī)、輔助發(fā)電機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo),一些微小的故障微機(jī)系統(tǒng)可以自行調(diào)節(jié)處理,處理不了的故障也能及時(shí)在液晶顯示屏上顯示出來(lái)。
但是,這套微機(jī)系統(tǒng)的最大問(wèn)題是顯示的語(yǔ)言為英語(yǔ),對(duì)司機(jī)的英語(yǔ)要求很高。不過(guò)此時(shí)畢竟已經(jīng)進(jìn)入二十一世紀(jì),能會(huì)英語(yǔ)的司機(jī)已經(jīng)不少,所以并沒(méi)有出現(xiàn)上世紀(jì)80年代末90年代初東風(fēng)6型內(nèi)燃機(jī)車面世的時(shí)候司機(jī)們?yōu)榱碎_(kāi)上東風(fēng)6機(jī)車而突擊學(xué)習(xí)英語(yǔ)的畫(huà)面。
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東風(fēng)6型內(nèi)燃機(jī)車
2000年7月,鐵道部正式將東風(fēng)4DAC型內(nèi)燃機(jī)車定型為東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車,編號(hào)也依次改為DF4DJ-0001和DF4DJ-0002。同年8月,兩臺(tái)東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車前往北京,在北京環(huán)形鐵路進(jìn)行了安全性能、牽引性能、制動(dòng)性能、防空轉(zhuǎn)性能等測(cè)試,在測(cè)試中兩臺(tái)機(jī)車顯示了優(yōu)異的性能,測(cè)試結(jié)果均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
通過(guò)測(cè)試后,兩臺(tái)東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車在京承鐵路北京至洞廟河區(qū)段、京秦鐵路北京至秦皇島區(qū)段進(jìn)行了小曲線和高速動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn),試驗(yàn)期間取得了每小時(shí)158公里的最高運(yùn)行時(shí)速。完成測(cè)試后,兩臺(tái)機(jī)車于2001年5月配屬給北京鐵路局豐臺(tái)機(jī)務(wù)段進(jìn)行15萬(wàn)公里運(yùn)用考核,擔(dān)當(dāng)京原鐵路豐臺(tái)西至靈丘、京滬鐵路豐臺(tái)西至南倉(cāng)間的貨運(yùn)交路,負(fù)責(zé)重載貨運(yùn)列車的牽引工作。
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牽引重載運(yùn)煤列車的DF4DJ-0001號(hào)機(jī)車
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牽引重載運(yùn)煤列車的DF4DJ-0002號(hào)機(jī)車
至2003年7月,兩臺(tái)機(jī)車順利完成了15萬(wàn)公里運(yùn)用考核,顯示了非常優(yōu)異的牽引性能和可靠性,完成考核后兩臺(tái)機(jī)車正式擔(dān)當(dāng)起京山鐵路的貨運(yùn)交路任務(wù),豐臺(tái)機(jī)務(wù)段對(duì)東風(fēng)4DJ型機(jī)車的評(píng)價(jià)相當(dāng)高,認(rèn)為其牽引力大、黏著性高,柴油機(jī)故障很低,牽引電機(jī)運(yùn)作可靠,微機(jī)系統(tǒng)的出現(xiàn)大大減輕了司機(jī)的負(fù)擔(dān),相較當(dāng)時(shí)豐臺(tái)機(jī)務(wù)段大量配備的東風(fēng)4D4000型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車在性能上有明顯提高。
到此時(shí)為止,東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車的前途似乎一片光明、一片坦途。
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本廠長(zhǎng)繪制的東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車二視圖
然而并沒(méi)有。
就在這個(gè)時(shí)候,德國(guó)人的“傲嬌”勁頭上來(lái)了,以“知識(shí)產(chǎn)權(quán)”為借口拿著架子,掌握著東風(fēng)4DJ型機(jī)車的微機(jī)控制系統(tǒng)的密鑰不放,維修的時(shí)候也不讓中方技術(shù)人員接近,中方任何對(duì)微機(jī)系統(tǒng)的改動(dòng)要求都需要請(qǐng)示德國(guó)西門(mén)子公司,同意后才能由德國(guó)技術(shù)人員實(shí)施,期間也不準(zhǔn)任何中方人員靠近,引起中方極大地不滿。
且德方在隨后的東風(fēng)4DJ型機(jī)車投入量產(chǎn)的談判中獅子大開(kāi)口,對(duì)德方制造的設(shè)備索要高額的價(jià)碼,且拒絕履行之前合約規(guī)定的技術(shù)轉(zhuǎn)讓條款,不允許中方對(duì)德方的微機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化。
西門(mén)子公司的這種耍無(wú)賴的表現(xiàn)極大地激怒了中方,作為在早年中外技術(shù)合作方面吃足了苦頭、交足了學(xué)費(fèi)的中國(guó)鐵路人瞬間就想起了90年代初西方對(duì)中國(guó)實(shí)施制裁時(shí)各種技術(shù)斷供和封鎖,導(dǎo)致一大批中外技術(shù)合作下馬的慘痛教訓(xùn),從此之后“權(quán)操自我”始終就是中國(guó)對(duì)外技術(shù)合作中堅(jiān)守的一條不可逾越的底線。
既然不能“權(quán)操自我”,那我寧可不要!再好也不要!再說(shuō)東風(fēng)4D4000型機(jī)車也不是不堪用,雖然性能上不如東風(fēng)4DJ型機(jī)車那樣亮眼,但好歹能完全自主生產(chǎn)(雖然柴油機(jī)里有英國(guó)和瑞士的技術(shù),但這些技術(shù)是簽了專利轉(zhuǎn)讓協(xié)議的,所以說(shuō)中國(guó)有完全的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)),光這一條東風(fēng)4D4000就足夠一票否決掉東風(fēng)4DJ了!
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東風(fēng)4D4000型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車
于是,東風(fēng)4DJ的量產(chǎn)在前景一片大好的局面下被取消,整個(gè)項(xiàng)目也就此摁下了休止符,由于失去了德方的技術(shù)支持,兩臺(tái)東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車于2005年8月停用后封存在豐臺(tái)機(jī)務(wù)段儲(chǔ)備車場(chǎng)內(nèi)接受日曬雨淋。
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停用后的兩臺(tái)東風(fēng)4DJ型機(jī)車
2010年7月初,DF4DJ-0001號(hào)機(jī)車經(jīng)過(guò)外觀修整后被送入中國(guó)鐵道博物館永久收藏并對(duì)外展出。
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保存在中國(guó)鐵道博物館中的DF4DJ-0001號(hào)機(jī)車
相較于DF4DJ-0001號(hào)車,DF4DJ-0002號(hào)機(jī)車就沒(méi)那么幸運(yùn)了,該車于2011年11月底在豐臺(tái)機(jī)務(wù)段儲(chǔ)備場(chǎng)內(nèi)被拆解。
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廢棄后的DF4DJ-0002號(hào)機(jī)車
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拆解中的DF4DJ-0002號(hào)機(jī)車
而如今,在赤大白鐵路上牽引貨物列車的東風(fēng)4D4000型內(nèi)燃機(jī)車刷上了東風(fēng)4DJ型機(jī)車的鮮艷涂裝,似乎是對(duì)當(dāng)年在中德合作下的這型無(wú)疾而終的東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車的一種追憶和感懷。
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運(yùn)行在赤大白鐵路上的DF4D-4316號(hào)機(jī)車
東風(fēng)4DJ型內(nèi)燃機(jī)車性能數(shù)據(jù)
輪式:0-6-6-0
軸式:CO-CO
軌距:1.435米
輪徑:1.05米
軸重:23噸
通過(guò)最小曲線半徑:145米
機(jī)車長(zhǎng)度:21.1米(車鉤中心距)
機(jī)車寬度:3.309米
機(jī)車高度:4.5米
整備重量:138噸
柴油機(jī)型號(hào):16V240ZJCD型
標(biāo)定功率:4000馬力
傳動(dòng)方式:1TB2630-1TA02型牽引電動(dòng)機(jī)+JF216型牽引發(fā)電機(jī)
燃油儲(chǔ)備量:9000公斤
儲(chǔ)水量:1200公斤
儲(chǔ)砂量:1200公斤
最高速度:145公里/小時(shí)
持續(xù)速度:19.9公里/小時(shí)
牽引力:555千牛(起動(dòng))、444千牛(持續(xù))
制動(dòng)方式:電阻制動(dòng)、空氣制動(dòng)
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