1996年12月15日，首台東風4D型機車在大連廠落成，並通過出廠驗收。
基本介紹
- 中文名：DF4D型內燃機車
- 外文名：DF4D diesel locomotive
- 軸式 ：Co—Co
- 輪徑 ：1050mm
- 軸重： 23+3%t
- 外號：老虎、東悅晴
- 生產年份：1996年——2003年
機車簡介,設計特點,技術改進,主要技術參數,
機車簡介
全稱:東風4D（DF4D）型客運/貨運內燃機車
哈局牡段的東風4D牽引哈爾濱-牡丹江的K7047駛出橫道河子站
哈局牡段的東風4D牽引哈爾濱-牡丹江的K7047駛出橫道河子站為適應鐵路幹線旅客列車提速的要求，在東風4B和東風4c型機車基礎上，東風4D型客運機車主要作了下列改進:
(1)大功率機車柴油機
選用了大連廠與英國里卡多公司合作開發的16V240ZJD型柴油機。其標定功率為3240kW(4400馬力)，標定轉速為l000r/min。裝車功率為2940kW(4000馬力)。當機車牽引加輛客車(1100t)時，在平直道上平衡速度為132km/h，最高試驗速度為157.5km/h
(2)機車走行部
為了適應列車提速要求，在東風4B型客運機車基礎上，對走行部進行了重要改進。首先改進了牽引電動機懸掛裝置。在牽引電動機的一端，採用了滾動抱軸承替代滑動抱軸承(抱軸瓦)結構，並且選用了進口高檔軸承。在牽引電動機的另一端，通過橡膠墊以吊桿懸掛在構架橫樑上。這樣，既保證了機車運行安全，也使牽引齒輪的齒隙得到保證，能最大限度地吸收來自輪對的振動。
(3)高溫冷卻系統
採用了經東風6型機車驗證的高溫冷卻系統和密閉壓力水箱;採用了新型機油熱交換器，將冷卻水和機油的最高允許溫度提高到98度。
(4)牽引發電機和牽引電動機
東風4D型機車採用了由永濟廠專門開發的TQFR-3000E型交流同步牽弓1發電機。其額定功率為2911kW，額定電壓為425/770V,額定電流為3955/2183A，額定轉速lOOOr/min,採用H/H級絕緣。
機車採用由永濟廠開發的ZD109B型直流牽引電動機。其額定功率530kW，額定電壓670V，額定電流845A，額定轉速770r/min,最高轉速2385r/min，採用H/H級絕緣。
設計特點
1、機車總體布置
東風4D型客運內燃機車，是在東風4B和東風4C型內燃機車基礎上進一步開發而成的新一代提速客運內燃機車。機車採用內走廊柵式車體，兩端司機室，採用交直流電傳動，軸式為C0-C0，軸重23t，最高運行速度為132km/h。
機車上部結構共分為七個部分:依次為第I司機室、電氣室、傳動室、動力室、冷卻室、輔助室和第II司機室
機車車體為內走廊式側壁承載全焊鋼結構。
機車採用JZ-7型空氣制動機。
為適應提速運行的需要，牽引電動機採用了滾動軸承抱軸的軸懸式懸掛裝置。
2、機車動力裝置
東風4D型機車裝用16V240ZJD型柴油機。
3、機車電傳動
與東風4B、東風4C型機車相比，東風4D型機車電傳動裝置的主要特點有:
(1)東風4D型機車柴油機的最大運用功率提高到2940kW，相應地東風4D型機車的標稱功率提高到2425kW，分別提高了22.5%和 12.2%。
(2)為適應機車功率的提高和擴大機車恆功率速度範圍，東風。D型機車裝用了由永濟廠專門開發的提高了容量的TQFR-3000E型交流同步主發電機和ZD109B型直流牽引電動機。
(3)牽引電動機的勵磁率(磁場削弱)由B型、C型機車的兩級改為一級。客運機車的勵磁率為66%;貨運機車的勵磁率為60%;調車機車的勵磁率為71%。
(4)客運機車牽引齒輪傳動比為68/24,持續牽引力為214.8kN，持續速度為39km/h,機車恆功率最高速度可達145km/h。貨運機車牽引齒輪傳動比為63/14，持續牽引力為341.15kN，持續速度為24.5km/h,恆功率最高速度為92km/h
(5)電阻制動工況有兩級電阻制動，最大制動電流為650A，最大勵磁電流為740A。
(6)牽引整流裝置改為GTF5100/1250型，額定直流輸出電流為5070A，額定直流輸出電壓為1250V。
(7)裝用2台ZTP一22型機油泵電動機，其功率為2.2kW，轉速為3000r/min。在機車起動機油泵工況，2台電動機同時工作;在預熱鍋爐工況，由其中一台電動機作為輔助機油泵工作。 (8)為便於機車在不起動柴油機的情況下移動，增設了動車插座8CZ。當接通地面電源時，機車可以自行移動
(9)利用增設的電阻制動裝置，機車可以進行自負荷試驗，可方便地檢測各個轉速下的柴油機功率。
4、機車走行部
與東風4B、東風4C型機車相比，東風4D型客運機車走行部的主要特點有:
(1)轉向架二系懸掛裝置為4個橡膠堆旁承，並配有2個橫向減振器。橡膠堆旁承的垂向撓度為15mm。在轉向架與車體間，安裝由荷蘭進口的抗蛇行減振器，以提高機車運行的穩定性和機車臨界速度。
(2)牽引電動機採用滾動軸承抱軸箱，左右2個滾動軸承為圓錐滾子軸承。用8個M36x3的螺栓，將滾動抱軸箱與牽引電動機連成一體。滾動抱軸箱相對輪對的橫動量調整為0.05-0.18mm。
5、車 體
機車車體的主要特點有:
(1)機車採用框架式側壁承載車體。主要由上部的司機室、側牆、頂棚、隔牆和下部的底架、端部下骨架、排障器和牽引緩衝裝置等組成。6道隔牆將車體分隔成7個工作間:依次為I司機室、電氣室、傳動室、動力室、冷卻室、輔助室和II司機室。除司機室外，各室頂部均設有寬2350mm的開口，以供吊裝各室的機組和設備。各開口均用活動頂蓋覆蓋。鋼結構主要承載梁、桿件和板，均採用高強度16Mn低合金鋼製成。車體的側牆、隔牆和頂棚等件與東風。c型機車結構基本相同。
(2)車體的底架主要由2根側梁、前後端部、前後旁承組梁、柴油機發電機組座梁等組成。側梁由高度360mn、槽鋼和厚10mm鋼板組焊成箱形梁
(3)司機室外形與東風4c型機車相同。司機室內設有空調機、冰櫃、半自動遮陽簾，還設有高舒適度座椅、新型可調照明燈、頂吹式風扇等設備，形成了一個舒適、方便、安全的工作環境。
6、機車輔助系統
機車各系統，包括輔助傳動系統、燃油系統、機油系統、冷卻水系統、預熱系統、照明系統、充電系統、機車控制系統、空氣制動系統以及檢測、診斷和顯示系統等。這些系統大多與東風4B型機車相似。
7、機車保護裝置
(1)機車保護裝置(行車安全監控設備)，是把計算機技術用於鐵路行車監測、控制，以確保行車安全的電子裝置和屯氣裝置。機車運行中，該裝置引人行車速度、列車制動等行車參數和線路坡度、信號顯示狀態、信號機間距離等線路參數，經綜合分析，計算出允許的運行速度和隨時應採取的措施，以保證列車在充分發揮運行效率的情況下，防止機車超速，確保機車能在紅色信號燈前停車。
(2)東風4D型機車的行車安全監控設備包括KJ-93A型列車運行監控記錄裝置， JS型(JT1型)數位化通用式機車信號系統 (包括JX1-8型八燈顯示機車信號機)，機車速度系統(包括DF-16型光電速度感測器、 EGZ3/8型雙針速度表和EGS3/8型雙針速度表)，以及機車制動系統(包括JH-6型常用制動繼電器箱、CZDF1/8.3型電空閥組、壓力感測器和緊急制動電空閥)。
(3)行車安全監控設備的工作系統，還包含機車上原有的各項設備(如牽引、制動轉換開關，前進、後退轉換開關，柴油機轉速顯示，列車制動裝置和機車運行速度顯示等)、車載設備(行車監控主機箱及顯示器、信號主機箱及顯示器、信號接收線圈、機車常用制動繼電器盒等)、轉儲設備(轉儲箱、轉錄電源和電纜等)以及地面設備(微機和相應的地面軟體及有關外圍設備)。
技術改進
東風4D型機車在早期運用中，在機車部分、電氣部分和柴油機部分出現過一些問題。對此從設計方面和工藝方面都作了積極的改進，使機車運行質量不斷提高。改進的重點在機車走行部和柴油機活塞等方面。
1、機車走行部的技術改進
(1)牽引齒輪箱
機車在運用中，牽引齒輪箱出現焊縫開裂問題，特別是齒輪罩懸掛點附近出現裂紋較多。為此，對牽引齒輪箱作了重新設計。
(2)牽引從動齒輪
機車運用中，牽引從動齒輪出現齒裂、掉牙等問題。為此，採用了突角留磨滾刀，增加輪輔厚度，改進熱處理感應器，採用噴丸強化技術，設計製造了新的從動齒輪。
(3)滾動抱軸箱
機車投入運用一段時間後，抱軸箱非齒輪端的端蓋螺栓發生脫落或折斷，調整墊片脫落，後又出現箱體裂紋。為此又進行了重新設計。
(4)輪對
由於國產輪箍存在重皮和剝離等缺陷，機車運用中，這些缺陷不斷擴展，導致崩箍。後決定更換採用烏克蘭進口的整體車輪。
2、柴油機部分的技術改進
在東風4D型機車運行到20萬km左右時，原來的鋼頂鋁裙活塞的裙部出現碎裂的嚴重慣性質量問題。為此，一方面改用作為技術儲備的鋼頂鐵裙活塞，另二方面研製出並採用了新結構的鋼頂鋁裙活塞。
此外，還研製裝用了柴油機斷氣防飛車保護裝置，解決了柴油機主機油泵出口管路振動大、離心精濾器管路和燃油膠管易裂損、氣缸蓋蓋罩漏油等問題。
普通型DF4D共481台{480台普通型+1台領袖號(毛澤東號)
主要技術參數
用途 幹線客、貨運 軌距 1435mm
限界 GB146.1—83(車限1A、1B)
傳動方式 交--直流電傳動
整備重量 138+3%t
通過最小曲線半徑 145m
構造速度 客:145km/h.貨:100km/h
持續速度 客:39km/h.貨:24.5km/h
起動牽引力 客:302.6kN.貨:480.48kN
持續牽引力 客:214.8kN.貨:341.15kN
柴油機型號 16V240ZJD
柴油機裝車功率 2940kW
主發電機型號 TQFR—3000E
矽整流裝置型號 GTF5100/1250
牽引電動機型號 ZD109B
車鉤型式 TB1595—85下開式
轉向架軸距 1800×2mm
機車全軸距 15600mm
機車外形尺寸(長×寬×高) 21100×3309×4755mm
缸徑×行程 240×320mm
現在DF4D內燃機車在客運方面主要套用於牽引快速列車和普快列車，少數會牽引特快列車。DF4D 4000系（貨運型）最高運行速度為100km/h，部分DF4D貨運型也由重載貨運轉行做了客運。
徑向轉向架的運用：
DF4D型內燃機車還有一種7000系型號的徑向轉向架型內燃機車，這種內燃機車的每一個輪軸都是獨立的，徑向轉向架的最小通過曲線半徑更小，只有100m。這種機車更適合于山區運行，最小通過曲線半徑比Bo-Bo轉向架的機車都要小，但是後來因為轉向架出現問題又改回了普通轉向架。
