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改革開(kāi)放后,中國(guó)經(jīng)濟(jì)得到長(zhǎng)足且快速的發(fā)展,最直觀的體現(xiàn)就是鐵路的貨運(yùn)量持續(xù)攀升,所以大編組的重載貨物列車成為鐵路貨運(yùn)下一步發(fā)展的“剛需”。
進(jìn)入了上世紀(jì)九十年代后,由東風(fēng)4\東風(fēng)4B和東風(fēng)4C型內(nèi)燃機(jī)車雙機(jī)重聯(lián)牽引的重載貨物列車已經(jīng)成了鐵路運(yùn)輸?shù)某B(tài),可是兩臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車的雙機(jī)重聯(lián)牽引雖然保證了牽引力,但是犧牲了燃油經(jīng)濟(jì)性和高速適應(yīng)性,所以導(dǎo)致當(dāng)時(shí)的重載貨物列車車速普遍不快,時(shí)速往往不超過(guò)每小時(shí)60公里。所以鐵路部門反映需要一型大功率、高可靠性的內(nèi)燃機(jī)車,不過(guò)當(dāng)時(shí)由于鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的落后,60公里的時(shí)速在當(dāng)時(shí)并不是很慢的運(yùn)行時(shí)速,所以對(duì)新型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的需求并不是特別強(qiáng)烈。
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東風(fēng)4型內(nèi)燃機(jī)車
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東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車
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東風(fēng)4C型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車
1998年10月1日零時(shí),中國(guó)鐵路第二次大面積提速調(diào)圖開(kāi)始實(shí)施。相比1997年4月10日實(shí)施的第一次大提速全部集中在客運(yùn)方面,第二次大提速將提速的范圍擴(kuò)大到了貨運(yùn)列車方面。
第二次大提速的重點(diǎn)線路和第一次大提速一樣,都是以京廣線、京滬線和京哈線為重點(diǎn),提速線路進(jìn)一步延長(zhǎng),列車速度進(jìn)一步提高。快速列車最高運(yùn)行速度達(dá)到了每小時(shí)160公里,非提速區(qū)段快速列車最高速度達(dá)到了每小時(shí)120公里,貨運(yùn)列車的最高速度允許達(dá)到每小時(shí)100公里。此舉進(jìn)一步擴(kuò)大了提速范圍,提高了列車速度,優(yōu)化了運(yùn)輸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和運(yùn)力資源配置,為重載貨物列車提升運(yùn)行時(shí)速提供了技術(shù)保證。
此外,鐵道部借第二次大提速提升的貨物列車運(yùn)行時(shí)速的“東風(fēng)”,根據(jù)行包運(yùn)輸需求不斷增長(zhǎng)的實(shí)際情況開(kāi)通了八對(duì)行包專列,實(shí)現(xiàn)了行包運(yùn)輸由廣州、福州、滬杭等地區(qū)向?yàn)豸斈君R、成都、北京、哈爾濱、沈陽(yáng)等地區(qū)輻射的快速通道并且大受歡迎,使得鐵路行包運(yùn)輸收入大幅度增加。根據(jù)這一成功經(jīng)驗(yàn),鐵道部為滿足較大企業(yè)貨主對(duì)大宗物資的運(yùn)輸需求而進(jìn)一步開(kāi)行了119趟大宗貨物直達(dá)列車,由于這些列車采取定點(diǎn)、定線、定車次、定時(shí)、定價(jià)的運(yùn)輸方式,因此被稱為“五定”班列。
以上貨列無(wú)一例外全部都是大編組的重載貨物列車,且隨著運(yùn)行時(shí)速的提高,由東風(fēng)4B和東風(fēng)4C雙機(jī)重聯(lián)來(lái)牽引的重載貨物列車的燃油經(jīng)濟(jì)性、高速適應(yīng)性方面難以滿足重載貨物列車的提速要求。且鐵道部已經(jīng)明確提出在“九五”計(jì)劃(1996~2000年)期間發(fā)展下一代貨運(yùn)型內(nèi)燃機(jī)車的發(fā)展方向就是四個(gè)字“提速”和“重載”,因此對(duì)高可靠性的大功率內(nèi)燃機(jī)車的需求陡然就變得迫切了起來(lái)。
不過(guò)好在當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)研發(fā)內(nèi)燃機(jī)車經(jīng)驗(yàn)最豐富的大連機(jī)車車輛廠已經(jīng)研發(fā)成功了東風(fēng)4D型提速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車,而且經(jīng)過(guò)1997年和1998年的兩次鐵路大提速的磨合考驗(yàn),已經(jīng)成了一型非常成熟可靠的車型。
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DF4D-0001號(hào)車
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配屬呼和浩特機(jī)務(wù)段的DF4D-0549號(hào)
因此,鐵道部在1998年1月指示大連機(jī)車車輛廠在東風(fēng)4D型提速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的基礎(chǔ)上研發(fā)一型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車,使用成熟車型為基礎(chǔ)進(jìn)行研發(fā)最大的好處就是能最大幅度降低研發(fā)風(fēng)險(xiǎn)和成本,縮短研發(fā)時(shí)間,快速形成貨運(yùn)能力。
新式提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的核心訴求就是要能單機(jī)牽引重載貨物列車,以及雙機(jī)重聯(lián)牽引超長(zhǎng)重載貨物列車并且強(qiáng)化運(yùn)行的可靠性,并且要兼顧平原與山區(qū)線路需求,要能牽引重載貨列達(dá)到每小時(shí)100公里的最高時(shí)速。
1998年4月,大連機(jī)車車輛廠在東風(fēng)4D型提速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的生產(chǎn)線上抽取了0241號(hào)和0242號(hào)機(jī)車改造而成的東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的樣車完成了試制,從接到研制命令到完成試制,僅僅只用了三個(gè)月,可見(jiàn)是時(shí)間緊任務(wù)重,也體現(xiàn)了大連機(jī)車車輛廠雄厚的研發(fā)實(shí)力。
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DF4D-0241號(hào)車
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DF4D-0242號(hào)車
DF4D-0241和DF4D-0242號(hào)車在試制成功并完成跑車試驗(yàn)后立即配屬給北京鐵路局石家莊機(jī)務(wù)段進(jìn)行30萬(wàn)公里的運(yùn)用考核,主要擔(dān)當(dāng)石家莊—德州—濟(jì)南間的重載貨列的牽引任務(wù)。期間兩臺(tái)機(jī)車表現(xiàn)非常良好,沒(méi)有發(fā)生任何可值得一提的故障,考核完畢后拆檢發(fā)現(xiàn)各主要部件都顯示正常。
1998年7月,陜西省西延鐵路公司向大連機(jī)車車輛廠訂購(gòu)了一臺(tái)提速型貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車,大連機(jī)車車輛廠又直接利用東風(fēng)4D型提速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的生產(chǎn)線上的DF4D-0348號(hào)車進(jìn)行改裝,同年9月該車下線交付給西延鐵路公司并被命名為“延安”號(hào),這成為地方鐵路公司接收的第一臺(tái)東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車。
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“延安”號(hào)機(jī)車
鑒于DF4-0241、0242和0348號(hào)車的良好表現(xiàn),鐵道部于1998年11月批準(zhǔn)了東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的批量生產(chǎn),并正式開(kāi)啟4000~4999號(hào)段,所以東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)機(jī)車也被稱為東風(fēng)4D4000系機(jī)車。
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的主體結(jié)構(gòu)和東風(fēng)4D型提速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車完全一樣,都采用雙司機(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端司機(jī)室、電氣室、傳動(dòng)室、動(dòng)力室、冷卻室、輔助室、第二端司機(jī)室。
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東風(fēng)4D型內(nèi)燃機(jī)車總布置圖
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的主動(dòng)力依然是一臺(tái)大連機(jī)車車輛廠和英國(guó)里卡多咨詢工程公司于1986年開(kāi)始在東風(fēng)4型機(jī)車的主動(dòng)力16V240ZJB型柴油機(jī)基礎(chǔ)上合作研發(fā)的16V240ZJD型16汽缸、四沖程、廢氣渦輪增壓的直噴式V型中速柴油機(jī),最大功率4400馬力,裝車功率4000馬力。傳動(dòng)裝置為交—直流電傳動(dòng),采用TQFR-3000E型同步主發(fā)電機(jī)和ZD109B型牽引電機(jī);行走機(jī)構(gòu)為兩臺(tái)兩臺(tái)三軸轉(zhuǎn)向架,軸式Co-Co。以上方式允許機(jī)車牽引重載貨列時(shí)能達(dá)到每小時(shí)100公里的最大結(jié)構(gòu)時(shí)速。
相比東風(fēng)4D型提速客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車,東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的主要結(jié)構(gòu)基本相同,主要零部件均能互換,最大的改動(dòng)在于重新設(shè)計(jì)了牽引齒輪箱,將牽引齒輪齒數(shù)比由68:24改為63:14,最高運(yùn)行時(shí)速?gòu)拿啃r(shí)145公里調(diào)整為每小時(shí)100公里,并將機(jī)車的啟動(dòng)牽引力從302千牛提升至480千牛,持續(xù)牽引力從214千牛提升至341千牛;同時(shí)取消了抗蛇行減振器、加裝機(jī)車重聯(lián)裝置、牽引電動(dòng)機(jī)的磁場(chǎng)削弱率修改為60%以擴(kuò)展機(jī)車恒功率速度范圍。
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的柴油機(jī)裝車功率比東風(fēng)4B型內(nèi)燃機(jī)車提高了20%,比東風(fēng)4C型內(nèi)燃機(jī)車提高了10%,啟動(dòng)牽引力分別比東風(fēng)4B型和東風(fēng)4C型提高了11.1%和9.88%,但燃油消耗率降低了20%。
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車于1998年11月開(kāi)始量產(chǎn),至2011年停產(chǎn)時(shí),大連機(jī)車車輛廠總共生產(chǎn)了四百零五臺(tái),除了DF4D-0241\0242\0348三臺(tái)原型車以及用于命名“毛澤東”號(hào)機(jī)車的DF4D-1893號(hào)車外,其余四百零一臺(tái)批量生產(chǎn)型車都使用4000號(hào)段,具體車號(hào)區(qū)段為DF4D-4001~4033號(hào)、DF4D-4036~4056號(hào)、DF4D-4063~4073號(hào)、DF4D-4078~4079號(hào)、DF4D-4082~4090號(hào)、DF4D-4093~4166號(hào)、DF4D-4170~4420號(hào)。
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DF4D-1893“毛澤東”號(hào)機(jī)車
從DF4-4094號(hào)機(jī)車開(kāi)始,東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車開(kāi)始采用標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室,設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)化操縱臺(tái),標(biāo)志燈無(wú)金屬外框、雨刷下置、下開(kāi)式側(cè)窗、車門無(wú)玻璃窗,外觀上較之前的生產(chǎn)型有所區(qū)別。
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第一批次生產(chǎn)型的DF4D-4090號(hào)車
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采用標(biāo)準(zhǔn)化司機(jī)室的DF4D-4094號(hào)車
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車因生產(chǎn)數(shù)量多,因此被廣泛運(yùn)用于北京鐵路局的豐臺(tái)機(jī)務(wù)段、石家莊機(jī)務(wù)段、懷柔北機(jī)務(wù)段;上海鐵路局的杭州機(jī)務(wù)段;南寧鐵路局柳州機(jī)務(wù)段;南昌鐵路局向塘機(jī)務(wù)段、福州機(jī)務(wù)段;烏魯木齊鐵路局庫(kù)爾勒機(jī)務(wù)段等國(guó)鐵單位;天津市鐵路公司;集通鐵路公司;金溫鐵路公司;沿海鐵路公司;威海桃威鐵路公司;西延鐵路公司;滄港鐵路公司;寧?kù)o鐵路公司;寧東鐵路公司;平谷地方鐵路公司;沙蔚鐵路公司;黑河鐵路公司等地方鐵路單位用于牽引貨物列車。另外,還有部分機(jī)車配屬給華北石化公司、西山煤電、國(guó)家能源集團(tuán)、冀中能源、淮北礦業(yè)、南陽(yáng)漢冶特鋼等廠礦企業(yè)用于牽引小運(yùn)轉(zhuǎn)貨物列車。
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豐臺(tái)機(jī)務(wù)段配屬的DF4D-1893號(hào)車(原毛澤東號(hào),現(xiàn)工人先鋒號(hào))
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柳州機(jī)務(wù)段配屬的DF4D-4024號(hào)車
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天津市鐵路公司的DF4D-4064號(hào)車
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懷柔北機(jī)務(wù)段的DF4D-4145號(hào)車
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金溫鐵路公司的DF4D-4161號(hào)車
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冀中能源集團(tuán)配屬的DF4D-4263號(hào)車
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寧東鐵路公司配屬的DF4D-4264號(hào)車
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桃威鐵路公司配屬的DF4D-4336號(hào)車
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巴新鐵路公司配屬的DF4D-4353號(hào)車
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黑河鐵路公司配屬的DF4D-4421“青年文明”號(hào)車
由于其和東風(fēng)4D客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的高通用性,所以在春運(yùn)高峰時(shí)期客運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車不夠用的時(shí)候也會(huì)被“抓壯丁”,用于牽引加開(kāi)的臨客旅客列車,所以機(jī)車迷們也會(huì)經(jīng)常拍攝到牽引客車車廂的東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車在鐵路上歡快地奔馳。
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DF4D-4408“秦旅山海”號(hào)機(jī)車
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的標(biāo)準(zhǔn)涂裝采用上奶黃色、下天藍(lán)色的車身涂裝,和客運(yùn)型的區(qū)別在于客運(yùn)型下部車身采用的是深紅色涂裝。由于上奶黃、下天藍(lán)色正好是烏克蘭國(guó)旗的配色,所以中國(guó)鐵路愛(ài)好者將東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車稱為“烏克蘭”。不過(guò)鑒于東風(fēng)4D家族各成員的綽號(hào)都有“虎”,因此個(gè)人認(rèn)為叫它“烏克蘭虎”更加貼切。
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車以其優(yōu)異的性能使得該型機(jī)車成為鐵道部第二次和第三次大提速時(shí)的主力貨運(yùn)機(jī)車,是見(jiàn)證了中國(guó)鐵路貨運(yùn)大提速的重要車型。
隨著更新的大功率客用內(nèi)燃機(jī)車和電力機(jī)車的投入運(yùn)用,東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車逐步從一線干線運(yùn)行中退居二線,根據(jù)國(guó)家鐵路局在2024年9月26日印發(fā)的《老舊型鐵路內(nèi)燃機(jī)車淘汰更新監(jiān)督管理辦法》,東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車在2035年年底全部淘汰,或者改造為新能源動(dòng)力機(jī)車。
東風(fēng)4D型提速貨運(yùn)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:4.755米
整備重量:138噸
柴油機(jī)型號(hào):16V240ZJD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:100公里/小時(shí)
持續(xù)速度:24.5公里/小時(shí)
牽引力:480.48千牛(起動(dòng))、341.15千牛(持續(xù))
制動(dòng)方式:電阻制動(dòng)、空氣制動(dòng)
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