东风4D型内燃机车
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DF4D全悬挂型机车（照片：黑色飓风）
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DF4D货运型机车（照片：夜行列车）
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采用径向转向架的DF4D（照片：歪屁）
一、简 介
1996年12月15日，首台东风4D型客运机车在大连厂落成，并通过出厂验收。为适应铁路干线旅客列车提速的要求，在东风4B和东风4c型机车基础上，东风4D型客运机车主要作了下列改进:
(1)大功率机车柴油机
选用了大连厂与英国里卡多公司合作开发的16V240ZJD型柴油机。其标定功率为3240kW(4400马力)，标定转速为l000r/min。装车功率为2940kW(4000马力)。当机车牵引加辆客车(1100t)时，在平直道上平衡速度为132km/h，最高试验速度为157.5km/h。
(2)机车走行部
为了适应列车提速要求，在东风4B型客运机车基础上，对走行部进行了重要改进。首先改进了牵引电动机悬挂装置。在牵引电动机的一端，采用了滚动抱轴承替代滑动抱轴承(抱轴瓦)结构，并且选用了进口高档轴承。在牵引电动机的另一端，通过橡胶垫以吊杆悬挂在构架横梁上。这样，既保证了机车运行安全，也使牵引齿轮的齿隙得到保证，能最大限度地吸收来自轮对的振动。
(3)高温冷却系统
采用了经东风6型机车验证的高温冷却系统和密闭压力水箱;采用了新型机油热交换器，将冷却水和机油的最高允许温度提高到98度。
(4)牵引发电机和牵引电动机
东风4D型机车采用了由永济厂专门开发的TQFR-3000E型交流同步牵弓1发电机。其额定功率为2911kW，额定电压为425/770V,额定电流为3955/2183A，额定转速lOOOr/min,采用H/H级绝缘。
机车采用由永济厂开发的ZD109B型直流牵引电动机。其额定功率530kW，额定电压670V，额定电流845A，额定转速770r/min,最高转速2385r/min，采用H/H级绝缘。
二、设计特点
1、机车总体布置
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东风4D型客运内燃机车，是在东风4B和东风4C型内燃机车基础上进一步开发而成的新一代提速客运内燃机车。机车采用内走廊栅式车体，两端司机室，采用交直流电传动，轴式为C0-C0，轴重23t，最高运行速度为132km/h。
机车上部结构共分为七个部分:依次为第I司机室、电气室、传动室、动力室、冷却室、辅助室和第II司机室。
机车车体为内走廊式侧壁承载全焊钢结构。
机车采用JZ-7型空气制动机。
为适应提速运行的需要，牵引电动机采用了滚动轴承抱轴的轴悬式悬挂装置。
2、机车动力装置
东风4D型机车装用16V240ZJD型柴油机。
3、机车电传动
与东风4B、东风4C型机车相比，东风4D型机车电传动装置的主要特点有:
(1)东风4D型机车柴油机的最大运用功率提高到2940kW，相应地东风4D型机车的标称功率提高到2425kW，分别提高了22.5%和 12.2%。
(2)为适应机车功率的提高和扩大机车恒功率速度范围，东风。D型机车装用了由永济厂专门开发的提高了容量的TQFR-3000E型交流同步主发电机和ZD109B型直流牵引电动机。
(3)牵引电动机的励磁率(磁场削弱)由B型、C型机车的两级改为一级。客运机车的励磁率为66%;货运机车的励磁率为60%;调车机车的励磁率为71%。
(4)客运机车牵引齿轮传动比为68/24,持续牵引力为214.8kN，持续速度为39km/h,机车恒功率最高速度可达145km/h。
货运机车牵引齿轮传动比为63/14，持续牵引力为341.15kN，持续速度为24.5km/h,恒功率最高速度为92km/h。
(5)电阻制动工况有两级电阻制动，最大制动电流为650A，最大励磁电流为740A。
(6)牵引整流装置改为GTF5100/1250型，额定直流输出电流为5070A，额定直流输出电压为1250V。
(7)装用2台ZTP一22型机油泵电动机，其功率为2.2kW，转速为3000r/min。在机车起动机油泵工况，2台电动机同时工作;在预热锅炉工况，由其中一台电动机作为辅助机油泵工作。
(8)为便于机车在不起动柴油机的情况下移动，增设了动车插座8CZ。当接通地面电源时，机车可以自行移动。
(9)利用增设的电阻制动装置，机车可以进行自负荷试验，可方便地检测各个转速下的柴油机功率。
4、机车走行部
与东风4B、东风4C型机车相比，东风4D型客运机车走行部的主要特点有:
(1)转向架二系悬挂装置为4个橡胶堆旁承，并配有2个横向减振器。橡胶堆旁承的垂向挠度为15mm。在转向架与车体间，安装由荷兰进口的抗蛇行减振器，以提高机车运行的稳定性和机车临界速度。
(2)牵引电动机采用滚动轴承抱轴箱，左右2个滚动轴承为圆锥滚子轴承。用8个M36x3的螺栓，将滚动抱轴箱与牵引电动机连成一体。滚动抱轴箱相对轮对的横动量调整为0.05-0.18mm。
5、车 体
机车车体的主要特点有:
(1)机车采用框架式侧壁承载车体。主要由上部的司机室、侧墙、顶棚、隔墙和下部的底架、端部下骨架、排障器和牵引缓冲装置等组成。6道隔墙将车体分隔成7个工作间:依次为I司机室、电气室、传动室、动力室、冷却室、辅助室和II司机室。除司机室外，各室顶部均设有宽2350mm的开口，以供吊装各室的机组和设备。各开口均用活动顶盖覆盖。钢结构主要承载梁、杆件和板，均采用高强度16Mn低合金钢制成。车体的侧墙、隔墙和顶棚等件与东风。c型机车结构基本相同。
(2)车体的底架主要由2根侧梁、前后端部、前后旁承组梁、柴油机发电机组座梁等组成。侧梁由高度360mn、槽钢和厚10mm钢板组焊成箱形梁。
(3)司机室外形与东风4c型机车相同。司机室内设有空调机、冰箱、半自动遮阳帘，还设有高舒适度座椅、新型可调照明灯、顶吹式风扇等设备，形成了一个舒适、方便、安全的工作环境。
6、机车辅助系统
机车各系统，包括辅助传动系统、燃油系统、机油系统、冷却水系统、预热系统、照明系统、充电系统、机车控制系统、空气制动系统以及检测、诊断和显示系统等。这些系统大多与东风4B型机车相似。
7、机车保护装置
(1)机车保护装置(行车安全监控设备)，是把计算机技术用于铁路行车监测、控制，以确保行车安全的电子装置和屯气装置。机车运行中，该装置引人行车速度、列车制动等行车参数和线路坡度、信号显示状态、信号机间距离等线路参数，经综合分析，计算出允许的运行速度和随时应采取的措施，以保证列车在充分发挥运行效率的情况下，防止机车超速，确保机车能在红色信号灯前停车。
(2)东风4D型机车的行车安全监控设备包括:LKJ-93A型列车运行监控记录装置， JS型(JT1型)数字化通用式机车信号系统 (包括JX1-8型八灯显示机车信号机)，机车速度系统(包括DF-16型光电速度传感器、 EGZ3/8型双针速度表和EGS3/8型双针速度表)，以及机车制动系统(包括JH-6型常用制动继电器箱、CZDF1/8.3型电空阀组、压力传感器和紧急制动电空阀)。
(3)行车安全监控设备的工作系统，还包含机车上原有的各项设备(如牵引、制动转换开关，前进、后退转换开关，柴油机转速显示，列车制动装置和机车运行速度显示等)、车载设备(行车监控主机箱及显示器、信号主机箱及显示器、信号接收线圈、机车常用制动继电器盒等)、转储设备(转储箱、转录电源和电缆等)以及地面设备(微机和相应的地面软件及有关外围设备)。
三、技术改进
东风4D型机车在早期运用中，在机车部分、电气部分和柴油机部分出现过一些问题。对此从设计方面和工艺方面都作了积极的改进，使机车运行质量不断提高。改进的重点在机车走行部和柴油机活塞等方面。
1、机车走行部的技术改进
(1)牵引齿轮箱
机车在运用中，牵引齿轮箱出现焊缝开裂问题，特别是齿轮罩悬挂点附近出现裂纹较多。为此，对牵引齿轮箱作了重新设计。
(2)牵引从动齿轮
机车运用中，牵引从动齿轮出现齿裂、掉牙等问题。为此，采用了突角留磨滚刀，增加轮辅厚度，改进热处理感应器，采用喷丸强化技术，设计制造了新的从动齿轮。
(3)滚动抱轴箱
机车投入运用一段时间后，抱轴箱非齿轮端的端盖螺栓发生脱落或折断，调整垫片脱落，后又出现箱体裂纹。为此又进行了重新设计。
(4)轮对
由于国产轮箍存在重皮和剥离等缺陷，机车运用中，这些缺陷不断扩展，导致崩箍。后决定更换采用乌克兰进口的整体车轮。
2、柴油机部分的技术改进
在东风4D型机车运行到20万km左右时，原来的钢顶铝裙活塞的裙部出现碎裂的严重惯性质量问题。为此，一方面改用作为技术储备的钢顶铁裙活塞，另二方面研制出并采用了新结构的钢顶铝裙活塞。
此外，还研制装用了柴油机断气防飞车保护装置，解决了柴油机主机油泵出口管路振动大、离心精滤器管路和燃油胶管易裂损、气缸盖盖罩漏油等问题。
四、东风4D型内燃机车变型产品
在东风4D型客运机车的基础上，发展了系列化变型产品:1998年8月制成东风4D型货运机车;1999年5月制成东风4D型调车机车;1999年6月制成带列车供电装置的东风4D型客运机车;1999年试制东风4D型准高速客运内燃机车，2000年开始批量生产;2000年6月制成东风4DJ型交流电传动内燃机车。
1、东风4D型货运内燃机车
1.1、东风4D型货运机车与东风4D型客运机车的区别
(1)改变了牵引齿轮齿数比，由68:24 改为63:14。
(2)取消了抗蛇行减振器。
(3)磁场削弱率由66%改为的60%。
1.2、东风4D型货运内燃机车的主要性能特点(与东风4B型货运机车相比)
(1)机车起动牵引力提高到480kN，提高了10.3%;持续牵引力提高到341kN，提高了7.9%。
(2)柴油机燃油消耗率显著降低，万吨公里油耗降低4.5%，柴油机燃油消耗率降低3g/kWh。
(3)牵引电动机换向性能改善，运用可靠性提高。
(4)机车恒功率速度范围扩大。从 73km/h扩大到lOOkm/h，即可在整个运行速度范围内实现恒功率牵引。
2、东风4D型调车内燃机车
与东风4D型客运机车的区别主要有:
(1)牵引齿轮比改为85:18，机车最高速度降为100km/h(或80km//h)。
(2)机车持续速度降为24.1km/h;起动牵引力提高到435kN，持续牵引力提高到347kN。
(3)可通过的最小曲线半径减小为lOOm。
(4)燃油储量减少为8200L，砂储量增加到1200kg。
(5)牵引电动机由ZD109B型改为ZD109Z型。
3、东风4DF型客运内燃机车
东风DF型客运机车与东风4D型客运机车的主要区别在于，在TQFR-3000E型主发电机的前端，加装了一同轴副发电机绕组。其功率为350kW，用以向所牵引的客车车列供电，用作空调、采暖和照明等装置的电源。因此该机车有下列主要特点:
(1)形成了带同轴副发电机的新型JF210型主发电机。
(2)在进行列车供电时，要利用柴油机发出的一部分功率，因而用于牵引的功率便相应减少。
(3)机车采用DLC控制，对机车在全功率范围内进行恒功率控制，并对辅助发电机、磁场削弱、柴油机转速、电阻制动、列车供电和功率修正进行控制。
(4)机车上装有1台50kW的辅助柴油机发电机组。它可独立运转，也可和主柴油机同时运行。它主要在机车不需向车列空调装置和采暖装置供电时，作为预热能源。
4、东风4D型准高速客运内燃机车
东风4D型准高速客运内燃机车有下列方面的主要改进:
(1)柴油机。曾装用16V240ZJE型柴油机，装车功率3310kW(500马力)。后仍改装 16V240ZJD型柴油机，装车功率仍为2940kW(4000马力)。
(2)转向架。装用两台牵引电动机架悬式的三轴转向架;采用轮对空心轴、双级六连杆驱动装置;一系悬挂采用内外圈圆弹簧与油压减振器并联结构型式，二系悬挂采用两组(每组4个)高圆簧和减振垫，并装有垂直、横向和抗蛇行减振器;采用低牵引点的四杆牵引机构;每台转向架采用6套独立作用的制动单元;转向架轴距改为2x2000mm、;牵引齿轮传动比改为76/29。
(3)牵引电动机。由ZD109B型改为ZD106型。
(4)机车牵引性能。机车最高速度改为170km/h，持续速度为51.8km/h，持续牵引力为160.9kN，起动牵引力为232.7kN。
(5)燃油储量。由9000L减为6500;砂储量:由800kg减为400kg。
DF4D型内燃机车主要技术参数
用途 干线客、货运
轨距 1435mm
限界 GB146.1—83(车限1A、1B)
传动方式 交--直流电传动
轴式 Co—Co
轮径 1050mm
轴重 23+3%t
整备重量 138+3%t
通过最小曲线半径 145m
构造速度 客:145km/h.货:100km/h
持续速度 客:39km/h.货:24.5km/h
起动牵引力 客:302.6km/h.货:480.48km/h
持续牵引力 客:214.8km/h.货:341.15km/h
柴油机型号 16V240ZJD
柴油机装车功率 2940kW
主发电机型号 TQFR—3000E
硅整流装置型号 GTF5100/1250
牵引电动机型号 ZD109B
车钩型式 TB1595—85下开式
转向架轴距 1800×2mm
机车全轴距 15600mm
机车外形尺寸(长×宽×高) 21100×3309×4755mm DF4D-3276配属于武局南段
拍摄地点：武昌折返段 DF4D-0353
配属京局京段
摄于北京东便门 0130 0424 合肥站 K61本务 芜湖站 K68次本务 上局合段DF4DK 合肥西站 N539次本务 上局合段 DF4D 3002 摄于宁芜铁路制药厂道口 我也拍了 df4d 0010 df4d 4018 df4d 1893 df4d 4151 DF4D 0215 挂牌车
配属 沈局沈段
拍摄地点：辽宁 盘锦车站
机车牵引4301次 锦州-大连 拍摄与杭机 普通与准高 两只老虎 DF4D-0458
配属于上局合段
拍摄地点：合肥折返段