本帖最后由 张治中 于 2013-1-12 20:34 编辑
中国的内燃机车 内燃机车是1920年代发展起来的。由于其优越的性能，首先用于调车。1930年代内燃机车技术得到了大发展，1938年，美国GM公司的EMC公司开发出了567型柴油机，一年后采用该柴油机推出新型货运内燃机车，从此，铁路干线上客货运输开始批量使用内燃机车。二战结束，1945－1956年间世界上诸如美、英、法、德、日、苏等国家相继开始大规模铁路现代化，即大量采用内 燃机车和电力机车代替蒸汽机车。到1961－1977年间这些国家先后停止使用蒸汽机车。 从1930年代起美国的电传动内燃机车一直是世界最先进的，美国的铁路牵引动力现代化，主要是采用内燃机车完成的。1950年代，美国开始批量制造第二代内燃机车。从那时起，美国开发的重点一直是提高功率等级和提高效率。1984年，美国采用微机控制的GM60系列和GE Dash8系列内燃机车开始批量生产。 1980年代，欧洲的一些发达国家电传动内燃机车也有很大发展。但是，液力传动内燃机车一直是西德最先进的，1960—1970年代，西德主要采用液力传动内燃机车。1980年代以后，西德及后来的德国新制造的大功率内燃机车都采用电传动，液力传动内燃机车的功率在1000千瓦以内。美国的内燃机车以重载中速为主，欧洲发达国家的内燃机车以高速轻载为主。 1970年代西德等国家研制出交流传动内燃机车。采用交流传动可以提高机车效率，降低其寿命期费用。1990年代初美国的3家大公司开始批量制造交流传动内燃机车，1996年美国GE公司开始批量制造6000英制马力（4474千瓦）的交流传动内燃机车。 1930年代初，中国开始研制内燃机车。1957年以后，在苏联帮助下中国大力发展内燃机车制造业。1960年代中国内燃机车业得到了比较大的发展。1980年代从美国、英国等等发达国家引进大量内燃机车技术，1980年代末以来中国内燃机车技术得到了快速发展。 中国铁路内燃化的发展过程分为三个阶段： 第一阶段、1925－1963年，是中国铁路内燃机车试运用阶段。1925年中国铁路开始运用内燃机车。从1930年起，中国东北地区铁路开始运用少量进口内燃机车。中国早期的内燃机车来自瑞士、德国和日本。东北地区的大连厂在1930年代，制造过多种内燃动车；在1934年，曾试制过电传动内燃机车。但是在1945年日军投降前夕，把图纸资料烧毁了。中国从1956年起便开始规划发展内燃机车，设置相应的内燃机车科研结构，培养内燃机车技术人才，收集研究国外内燃机车技术资料，探讨和摸索内燃机车发展道路。1958年“大跃进”，中国4个工厂仓促设计拼凑出数台内燃机车。 第二阶段、1964－1983年，是中国铁路内燃化的发展阶段，内燃机车保有量从几十台发展到2734台，内燃机车牵引完成的运量占铁路总运量的从几乎为零发展到23％。直到1960年代初，铁路上运用的内燃机车也只有几十台，均属试验性的。1964年开始批量生产第一代内燃机车。1964年以后，中国铁路内燃机车保有量才开始有了较大提高。1968年已拥有内燃机车327台，1978年增加到1805台。1978年以后，随着铁路运输发展的需要，以及内燃机车技术和发展，内燃机车保有量和铁路内燃化取得了新的重点进展。1983年，内燃机车保有量增加到2734台。 第三阶段、1984－，是中国铁路的大规模内燃化阶段，到1994年底，铁道部管理的国家铁路内燃机车保有量猛增到7664台。1984年，中国国家铁路牵引动力开始大规模现代化，到1988年，内燃机车保有量猛增到4836台，占全部机车总保有量的36.7％。1994年，进一步增加到7664台，占全部机车保有量的53％。2002年末达到10750台，占全部机车保有量的70％。 在中国铁路全路机车完成的总运量中，内燃机车完成的比例，1968年为1.4％，1978年为15.2％，1988年已增加到47.1％，1994年增加到60％左右、2001年末增加到67％。 到2002年，中国内燃机车制造业共经历了三个阶段，开发了四代产品。内燃机车的制造规模和产量也“由小到大”，铁道部建造了大连厂等6个内燃机车生产基地、永济厂等2个主要部件生产基地和大连所一个科研基地，形成了一个内燃机车及其主要零部件的科研生产体系；内燃机车的产量，也由试制性生产，经过小批量制造，发展到大批量制造。生产设备、工艺装备不断现代化，科研技术开发手段和试验装备日益完善和先进，为中国内燃机车的技术进步创造了良好的条件。
一、第一阶段仿制阶段
1930—1964年为中国内燃机车引进学习仿制阶段。 1930年代开始，中国东北地区的大连厂引进学习内燃机车，试制内燃机动车。1933年，满铁的大连厂试制出两种内燃机动车，该机车的电气等部件分别从瑞士和日本进口的。此后大连厂还试制和制造了多种内燃机动车。 1956年起中国开始规划发展内燃机车，设置相应的内燃机车科研结构，培养内燃机车技术人才，收集研究国外内燃机车技术资料。1958年大跃进，中国4个机车工厂仓促设计拼凑出6种内燃机车。这些内燃机车采用的柴油机有高速和中速，传动方式有电传动和液力传动。由于性能不过关都未能成批生产。 1950年代末中国的内燃机车试制。1958年，二七机车厂仿匈牙利Gang mavay 工厂制造的ND1（DVM2－2K）型600马力（441千瓦）直流电传动内燃机车，制造出1台建设型001号内燃机车样车。 中苏两国进一步签订了协助中国研制内燃机车的技术合作协定。根据该协议，大连厂等单位于1956年10月至1957年12月派出两批技术人员去苏联考察和学习内燃机车设计、制造技术。1958年，参照苏联TЭ3型内燃机车的图纸资料在苏联内燃机车设计专家和制造专家指导下，采用了从苏联购买的柴油机等零部件，大连厂仿制出巨龙型内燃机车样车。1960年代初，大连厂、大连所等单位，在巨龙型样车的基础上，按采用国产材料及零部件的要求，参照ТЭ3型内燃机车的全套图纸，设计出了东风型货运内燃机车，1964年开始批量生产。由于采用国产材料、零部件及制造技术等原因，该机车的功率等性能及其可靠性比苏联ТЭ3型机车稍差一些。此后大连工厂等在东风型的基础上研制和批量生产了东风2型调车和东风3型客运内燃机车。这3种机车是中国铁路第一代内燃机车主型机车，在1972－1975年间相继停产。这三种机车的设计制造技术主要来自苏联。铁道部机车工厂的电传动制造技术是从第一机械工业部等部的工厂研究所移植过来的。东风、东风2和东风3型性能上相当于苏联1950年代初的产品，相当于美国1940年代产品。 1957年，大连所从齐厂调拨进了1台1930年代德国制造的700马力ジキィ型2001号内燃机车。对这台机车进行解剖修复，学习内燃机车技术。1957年一机部机车车辆研究所派了一批技术人员到唐山铁道学院，对旧中国留下来的120马力内燃动车上的德国福伊特T2型液力传动装置作了测绘。在此基础上，四方厂在1959年设计试制出卫星（NY1）型干线客运液力传动内燃机车样车，装用了上海柴油机厂的仿西德四冲程12缸12V175Z型高速柴油机。此后对卫星型机车不断改进，1966年开始投入批量生产，并更名为东方红1型，1973年停产。该型机车是中国铁路第一代内燃机车客运主型机车之一。 卫星型机车和后来的东方红1型机车采用的技术主要是德国技术。 第一代内燃机车为中国铁路牵引动力的现代化奠定了基础。第一代内燃机车是仿照外国内燃机车设计制造的，特征为：电传动机车采用直流电传动，液力传动机车采用改进了的多循环圆装置；电传动配二冲程中速柴油机，液力传动主要配四冲程高速柴油机，（也有配二冲程中速柴油机）；电传动机车基本上是仿制的，液力传动机车柴油机是仿制的，液力传动装置是自行设计的，但液力元件大多是类比国外设计的。中国第一代内燃机车，达到苏联、德国等国家1950年代初的水平。 中国铁路采用的第一代内燃机车主要是东风系列机车共1000多台、东方红1型103台、以及少量其它机车，共计1,200多台。这些机车在中国西南、西北、东北北部等高山、陡坡、长大隧道地区，以及华北、华南、中南、华东等平原地区担负着客货运输任务，成为当时全国内燃机车牵引的主力，为中国铁路内燃机牵引动力的改革进行了演练，积累了经验，培养了人才，奠定了物质基础。目前，东风系列机车主要运用于乌鲁木齐、兰州、成都、柳州和哈尔滨铁路局；东方红1型运用于沈阳铁路局。
二、第二阶段发展阶段
1965—1982年，是中国内燃机车的发展阶段。批量仿制生产第一代内燃机车；独立研制并批量生产水平较高的第二代内燃机车。 1965年起开发第二代内燃机车，1970年代开始批量生产。这一代机车是独立设计制造的大功率内燃机车：干线货运机车有十几种，主型机车有东风4系列的东风4、东风4B、东风4 C型。干线客运机车有6种，主型机车有东风4系列的东风4、东风4B型、东方红系列的东方红3型和北京型客运机车；调车和窄轨机车有十几种，其典型代表有东风4系列的东风5型、东方红系列的东方红5型和东风7系列的东风7型机车。这些机车型谱比较齐全，基本能满足铁路运输的需要。 1965年，参照世界上已经出现的以中速柴油机为动力装置的大功率交－直流电传动内燃机车，大连厂成立了由铁道部科学研究院、大连所和大同厂等单位参加的新型大功率内燃机车东风4型设计组。 开始设计东风4型大功率内燃机车，1969年试制出样车，1974年下半年投入批量生产。由于机车没有得到大量试运用，没有暴露出应该暴露的问题，就开始批量生产，结果批量生产的机车出现了大量问题。参照法国阿尔斯通公司功率为2683千瓦的ND4型交－直流电传动内燃机车等机车，对东风4型机车经过攻关改进，1982年生产出性能和可靠性合格的机车，开始大批量生产。在东风4型机车的基础上，设计制造了东风4B型、东风4C型、东风5型和东风10A型等机车。这些机车是中国第二代内燃机车的主型机车。 东风4系列（包括东风5型）、东风7系列和东风8系列采用新型四冲程中速柴油机，交直流电传动方式。东风4系列机车，占中国内燃机车总保有量的一半以上，遍布全国各铁路线上，成为中国主型内燃机车。这几种机车到1990年代还批量生产。性能上相当于美国、法国等发达国家1960年代的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有一定差距，在使用的经济性上也有一定差距，如在检修周期、部件解体范围、检修率上都有差距；再如燃油消耗率上也有一定差距。 1969年开始，四方厂和大连所等合作参照国内外柴油机及液力传动部件开发制造了DFH1型、DFH2型和DFH3型等DFH系列液力传动内燃机车，同时开始批量生产。1971年，四方厂在DFH2型基础上研制出东方红3型，此后开始批量生产。1973年，四方厂和资阳厂合作在DFH1型基础上研制出东方红2型机车，同年开始批量生产。1975年，在东方红2型基础上研制出东方红5型，此后开始批量生产。东方红3型机车是中国第二代客运内燃机车主型机车。这些机车在1989年以前陆续停产。这些机车性能上相当于西德等发达国家1950年代末的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有一定差距，在使用的经济性上也有一定差距，如在检修周期、部件解体范围、检修率上都有差距；再如燃油消耗率上也有一定差距。 1971年，参照西德进口的NY5等型液力传动内燃机车，二七机车厂在铁科院、大连所等协助下试制出北京型内燃机车样车，1975年开始批量生产，1990年代停产。北京型机车是中国第二代客运内燃机车主型机车。东方红系列液力传动内燃机车采用新型四冲程高速柴油机，北京型液力传动内燃机车采用新型四冲程中速柴油机机车的，液力传动则全部采用先进的多循环圆传动装置。性能上相当于西德等发达国家1960年代初的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有一定差距，在使用的经济性上也有一定差距，如在检修周期、部件解体范围、检修率上都有差距；再如燃油消耗率上也有一定差距。 由于国家铁路牵引动力政策的调整，1991年起中国停产干线液力传动内燃机车和高速柴油机。
三、第三阶段快速发展阶段
1983—2002年间，是中国内燃机车快速发展阶段。大批量开发生产第二代机车。1980年代以后，引进大量先进技术，采用引进技术研制并批量生产的微机控制的第三代内燃机车，2000年以来研制出交流传动微机控制的第四代内燃机车。 从1980年以后，特别是1983－1987年间中国铁道部对机车工业实行了倾斜投资政策，加速了各机车生产和修理厂的扩能强化改造，使内燃机车的生产出现了飞速发展。内燃机车年产量发展到1988年的443台，1994年达到733台。到1994年底，在国家铁路机车保有量中，第二代内燃机车已拥有6,500多台，占内燃机车保有量的85%左右。 1983年GE公司向中国铁道部转让C36－7型内燃机车7大类（12项）设计、制造技术，包括大量图纸和制造技术文件。铁道部组织消化、吸收，开展对进口内燃机车配件的国产化工作，推动了内燃机车重要部件的研制和新产品开发，进而推动了中国内燃机车的更新换代。其中，永济厂引进美国GE公司的GT A24A3型同步主发电机；GE752AF型牵引电动机；由辅助发电机、励磁机组成的GY27型辅助电机；以及由高压控制柜、低压控制柜、硅整流箱、司机控制器、电控接触器、电磁接触器、反向器、转换开关等组成的C36-7型机车电控系统。株洲所引进C36-7型机车恒功励磁屏及防空转装置。戚墅堰厂引进了C36-7型机车7FDL16型柴油机气缸套和活塞组装等关键部件生产技术。天津厂引进了7FDL16型柴油机的7S1616A型增压器。资阳厂引进了C36-7型机车牵引齿轮，C36-7型机车牵引齿轮箱，引进了C36-7型机车空气滤清器。大同厂引进了C36-7型机车7FDL16型柴油机的活塞组装。大连厂引进了C36-7型机车布线技术技术。1984—1985年上述各厂及研究所先后派出大量人员赴美考察并接受培训，掌握了相关的技术。 在引进技术的基础上，1989年起陆续开发制造第三代内燃机车。货运机车向大功率发展，客运机车向高速化发展，均采用中速柴油机、交直流电传动和微机控制。其中有东风6、东风10D、东风4D和东风8B等型货运机车；东风11和东风4D等型客运机车；东风4D等型调车机车。1996年以后，这些机车陆续开始批量生产，是1997年以来，铁路客运提速、货运重载的主要内燃机车。这些机车性能上相当于美国等发达国家1980年代初的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有很大差距，在使用的经济性上也有很大差距。如在检修周期、部件解体范围、检修率上有很大差距；再如美国等国家的机车内优外美，表面平整光滑，装修水平高，司机室舒适度高，而国产机车外形不美，装修水平低，显得质量、档次较低。再如燃油消耗率上也有一定差距。 1982年11月，英国里卡多（Ricardo）咨询工程师公司帮助大连厂改进16V240ZJ型柴油机，1986年12月试制出16V240ZJD型样机。1985年，大连厂与美国GE公司合作改进东风4B型机车。改进机型被命名为东风6型机车。GE公司负责机车电气部分的设计，大连厂负责机车总体及机械部分的改进设计。GE公司负责设计的机车电气部分主要包括：①把恒功率速度高、牵引力大的主发电机与牵引电动机装用于柴油机功率为 4000马力（2940千瓦）的机车上，以提高机车的牵引性能；②引进GE公司最新研制成功的C39—8型直流电传动内燃机车的机车微机控制/诊断装置，该装置以16位微处理器80C186为基础，具有微机恒功率励磁控制、防空转防滑行控制、数据监控、故障诊断显示装置、电阻制动扩展功能以及柴油机电气的各项保护功能。大连厂负责的机械部分包括：①把16V240ZJD型柴油机运用到东风6型机车上；②把东风4B型机车转向架运用到东风6型机车上等。大连厂于1987年10月向GE公司订购了2台份的电机、电器及控制设备，装用于第一、第二台东风6型机车上。 1989年1月大连厂在英国里卡多公司和美国GE公司的帮助下，研制出中国第三代内燃机车东风6型样车， 1991年9月大连厂试制出国产化的东风6型机车。但是该型机车由于大量采用性能先进可靠的零部件，制造成本比较高，现在还未批量生产。该机车燃油消耗率与美国等发达国家的产品相近。 1990年，戚墅堰厂与铁道科学研究院机车车辆研究所、株洲所、西南交通大学等合作，在东风8型机车、ND5（C36—7）型机车电传动系统的基础上，改进研制出东风9型内燃机车样车。该机车未批量生产。东风9型性能上相当于美国等发达国家1970年代末的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有一些差距。 1992年，戚墅堰厂、永济厂、株洲所和大连所合作，在东风9型和东风6型机车基础上，研制出东风11型内燃机车样车。1996年，东风11型机车定型批量生产。 东风10D型内燃机车是在东风10A型机车和东风6型机车基础上开发的，从开始研制到出试制样车用了3年左右的时间（1991—1994年）。 东风4D型机车，在东风4C型机车和东风6型机车基础上研制的，从开始研制到批量生产用了1年左右的时间（1996—1997年）。由于东风4D型机车的开发时间太短、样车试制出来没有经过充分试验就迅速批量生产，导致批量运用的机车出现了一些惯性故障， 1998年进行了改进，同年继续批量生产。从开始研制到批量生产出合格产品用了2年时间。 1997年，在东风8型和东风11型机车的基础上，戚墅堰厂、永济厂、株洲所和大连所合作研制出东风8B型内燃机车，1998年10月，东风8B型内燃机车通过铁道部鉴定，开始批量生产。 1997年开始，四方厂、永济厂、株洲所和大连所与日本三菱公司合作研制交直交电传动调车内燃机车， 1999年底试制出样车。2000年起开始试运用。该机车综合性能相当于日本、德国等发达国家1980年初的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有一些差距，在使用的经济性上也有很大差距。 2000年6月，大连厂与德国SIEMENS公司合作，在东风4D型机车的基础上，研制出东风4DJ型交流传动内燃机车0001号，装车功率2940千瓦。机车主传动采用交流传动技术和微机控制技术。该机车综合性能相当于德国、法国等发达国家1980年末的产品。但是，机车及其零部件的可靠性、耐久性和质量方面有一些差距，在使用的经济性上也有一定差距。 将来的内燃机车发展趋势应是: 1、 内燃机车所用主要部件（特别是柴油机组和传动装置）等零部件进一步简统化与系列化，以适应多种车型的快速设计制造，便于运用和维修。为了遵循“以机车车辆适应线路”“以移动设备适应固定设备”的原则，在研制好基本车型的基础上，多开发制造适应不同环境、不同线路的各种派生车型的机车。2、 机车产品升级换代方面应走在原产品的基础上不断改进之路，尽量少的另起炉灶。这对设计生产、运用维修都是一条捷径的道路，事半功倍。例如：东风4系列产品中的东风4B、东风6、东风10D型机车的开发，DFH系列及东方红系列机车的研制生产。大连厂在1949年以前生产的密卡杜（MK）系列和太平洋（PF）系列蒸汽机车，都是走不断改进之路。再如美国GE公司的内燃机车发展也是走不断改进之路的。中国进口的C36-7型机车是GE公司1977年开发成功的，是其第7代产品，然而从随机车带来的图纸看，这种机车上很多零部件是对1940—1950年代的设计经过不断改进发展到现在的样子的。3、 中国内燃机车的发展应该紧跟和大量引进世界内燃机车的先进技术和经验，跟踪学习和引进的主体应放在美国，而不在欧洲或其它地方。这是因为，从19世纪末以后，中国进口的美欧各国的许多蒸汽机车来看，只有美国机车最适合在中国运用。从1949年以前东北进口的许多美国蒸气机车，以及大连厂仿制美国机车密卡杜系列和太平洋系列都取得了极大的成功。中国1950年代以后进口的许多国家多种型号的内燃机车中，运用效果最好、最成功的机车就是美国的ND5型机车。总之，100多年来，特别是近30多年来，进口的机车（包括蒸汽机车和内燃机车）在中国条件下运行效果迥异的反映，重载中速的美国机车比轻载高速的西欧机车更适合中国的国情。 摘自《中国铁路机车史》(张治中著 山东教育出版社，2007年出版) | 
发表于 2013-1-12 20:20:21
楼主
学习、学习、再学习！
