漫谈国铁机车（12）-北京型内燃机车

2023-07-04 21:38 作者:怀念成局的韶山3 0人读过 | 我要投稿

“特殊时期”,毛主席对我国铁路内燃化的发展极为关心。

1969年3月31日,毛主席会见了当时北京二七机车厂军管会代表贾汀(周家鼎之化名,曾担任过周总理的军事秘书,被周总理安排到二七工厂"支工")并就二七厂是否立即开始内燃机车的研制作出重要批示。主席强调“二七厂的生产问题,当前以修为主,制造为次,可以搞点制造,多搞几次试验,方向要往这上走 ”。

毛主席的指示在当时有着绝对权威性。

早在1968年10月,北京二七机车厂就在消化吸收匈牙利进口的ND1型内燃机车先进技术的基础上开始研制16V240Z型柴油机。但当时随着国际上机车柴油机的技术进步和功率提升,16V240Z型柴油机与国外同类型柴油机相比已相对落后,设计小组决定将16气缸机型改为12气缸，缸径仍保持240毫米、活塞行程改为260毫米、功率等级仍然为3000马力(2200千瓦)，额定转速由每分钟1000转提高至1100转,修改设计后的机型称之为12V240ZJ型柴油机。

北京6001型内燃机车

1969年7月5日,北京二七机车厂成功生产出首台12V240ZJ型柴油机,不久后又生产出第二台柴油机并送往北京环形铁道进行测试。

1969年9月,北京二七机车厂邀请大连热力机车研究所、铁道部科学技术研究院、大同机车厂、戚墅堰机车车辆工艺研究所来厂共同策划内燃机车的研制。

1969年10月14日,北京二七机车厂开始6000马力液传内燃机车的设计工作。

1969年11月,朱老总视察北京二七机车厂并勉励工人:"内燃机车，主席很关心，你们要搞好它"。

1970年1月,二七机车厂开始准备机车的制造并在同年7月开始组装首套液力传动系统。

1970年9月10日,世界上功率最大的液传内燃机车-北京6001号机车（设计代号“EQJ1”）在北京二七机车厂下线。

机车采用两台12V240ZJ型柴油机和两套EQ2030/Z510型液力扭矩器,功率6000马力。最高运行时速100km/h,机车采用全钢焊接的框架式侧壁承载车体，主车架采用由牵引梁、边梁、横梁等部分焊接而成的无中梁结构，车架两端设有装有排障器、自动车钩和车钩缓冲器;转向架回转中心间距为14927毫米，车钩中心线间距为24500毫米。机车采用双端司机室、双侧对称结构的布置，可根据行车方向由机车任一端司机室操纵机车。为了便于机车运行过程中司机对动力室的巡检，两端司机室通过双侧内走廊通道相连。车内装有两套相同而又独立的动力传动机组，每套机组包括一台柴油机及传动装置，可以根据需要使用其中任何一套或两套同时工作。机车轴式D-D，轴重23吨，机车整备重量为183.5吨。

北京6001号机车出厂后于1970年9月10日至16日在北京环形铁道进行了单机组运行试验和部分负荷牵引试验。

1970年9月17日,北京6001号机车牵引1784吨货运列车由丰台西开往保定，顺利完成首次正线牵引运行试验。

机车完成测试后交付北京铁路局丰台机务段试用,曾在京广铁路丰台西至石家庄间进行牵引货物列车的试验，但由于当时柴油机的可靠性存在较多问题,累计走行18334公里后就暂停了牵引试验。在10万公里运行考验期间,共发生机破2件,临修14件。其中传动箱速度反应器传动轴折断3次,供油泵传动齿轮打坏2次,柴油机活塞裙裂导致主连杆折断1次,以及辅助传动2次,调速器2次,风泵1次等。

由于北京6001号机车是中国铁路唯一一款D-D轴式机车,因此北京铁路局安排机车在京原线、丰沙线、京山线等小半径线路较多的区段就轮缘磨损情况进行运用测试。

北京6001号机车完成10万公里运用考核后返回北京二七机车厂更换为同北京客运型机车一样的液力扭矩器。并于1981年6月配属北京铁路局承德机务段担当石德线货运列车牵引任务。

由于当时我国货运列车牵引定数不高,无法发挥大功率机车的优势。这就造成北京6001号机车的油耗相对较高。

鉴于机车使用的四轴转向架检修困难,石家庄机务段提议将机车改造为两台北京客运型机车并获得准。

1983年,北京6001号机车返回北京二七机车厂改造为两台北京客运型机车,编号3211和3212。改造完成后两台机车配属石家庄机务段使用。

或许北京6001号机车的谢幕有一些戏剧,但在即车的实验中证明了四轴转向架具有一定的前途并为后来研制大功率机车积累了一定的经验。

北京客运型机车

1970年,北京二七机车厂根据周总理“进京旅客列车不冒烟”的指示并根据北京6001号机车的制造经验继续与大连热力机车研究所和交通部铁道科学研究院合作,开始了3000马力液力传动干线客运内燃机车的研制。

1971年2月,北京二七机车厂完成了北京型3000马力客运机车图纸的绘制。

1971年8月26日,首台北京客运型机车—北京3001号机车在北京二七机车厂下线。

机车采用一台12V240ZJ型柴油机,最高运行时速120KM/h并采用单司机室（现在看到用双司机室的3001号机车都是后改的）。

机车出厂后在北京环形铁道进行了测试并进行了1万公里的牵引测试。

在1万公里的牵引测试中发现机车运行中存在振动过大、轴重分配不均、掉头不便的情况。除了上述这些机车设计方面的缺点,当时的12V240ZJ型柴油机亦暴露出不少问题,燃烧性能方面的主要问题包括:燃烧压力高、排气温度高、排气冒黑烟的"两高一黑"，柴油机零部件结构方面亦经常发生气缸套拉伤、连杆瓦和主轴瓦剥离烧损、气缸盖和活塞裂纹、气阀下陷、机油稀释等。

针对这些问题,北京二七机车厂与铁科院机辆所、大连所、戚墅堰所、北京大学等单位合作,针对柴油机的各项问题进行了大量理论研究和改进试验工作,特别是直接造成"两高一黑"的燃料喷射系统、配气系统和增压系统。同时,亦对喷油泵、喷油器、水泵、机油泵、极限调速器、气缸盖流道分别进行性能试验。

1973年5月,针对北京3001号机车问题做出改进的北京3002号机车在北京二七机车厂下线。

1973年9月,北京3002号机车交付北京铁路局北京内燃机务段使用。初期主要用来牵引北京至天津的85/86次旅客列车,同年10月29日起正式担当京山铁路北京至山海关间的旅客列车交路。至1975年1月,机车累计运行逾84000公里之后,因车轮踏面擦伤而返厂检修。北京型3002号机车在试运行过程中发现了70多项问题,为北京型机车的改良设计提供了大量数据和经验。

1974年4月至6月,经过改良的第九台12V240ZJ型柴油机完成试制,并顺利通过了100小时连续运转试验和500小时耐久性试验。试验结果证明该柴油机的性能比前八台样机有了长足的进步,已经基本消除了"两高一黑"现象,使柴油机能够在标定转速每分钟1100转、持续功率2700马力的情况下平稳运转。同时,北京二七机车厂和大连热力机车研究所还参考了NY6、NY7型内燃机车所使用的福伊特L820rU型液力传动装置,对北京型机车的液力传动装置进行改进设计,设计了传动效率更高的EQ2027型液力传动箱,并且重量由原来的9吨减少至7.5吨。

1974年12月,根据北京3002号机车缺点改进而来的北京3003号机车在北京二七机车厂下线。

1975年9月至10月,北京型3003号机车在京广铁路北京至石家庄、京承铁路北京至承德间进行了动力学性能试验,最高速度达到130公里/小时。

1975年5月,北京二七机车厂根据北京3003号机车的运用经验,将机油热交换器安装方式由卧式改为立式，车体长度相应延长，试制了作为定型样车的北京型3004号机车(设计代号EQJ4),并按该图纸开始批量生产北京型客运机车用于替代过去牵引客车的人民型蒸汽机车。1975年6月18日,北京二七机车车辆工厂举行转产庆祝大会,送走工厂最后修理的前进型1625号机车,同时将完成修复后的北京型3002号机车正式交付北京机务段使用,标志着二七工厂停止修理蒸汽机车业务,转为内燃机车专业制造厂。1978年3月,在北京人民大会堂召开全国科学大会上,北京型液力传动内燃机车获得优秀科技成果奖。

初期机车采用墨绿色车身配黄色带，1980年代中期以后改为天蓝色车身配白色带的涂装。

北京客运型机车主要肩负京广铁路北京至安阳、京沪铁路北京至济南、京山铁路北京至山海关、京包铁路北京至大同、京原铁路北京至灵丘等区段的旅客列车牵引任务。1980年代初,石家庄机务段开始配属北京型客运机车,担当京广铁路石家庄至北京、安阳、郑州间的客运牵引任务。1986年,保定机务段从蒸汽机务段向内燃机务段过渡,并开始配属北京型客运机车。1990年代初,随着北京、天津、石家庄机务段增配东风4B型客运机车,部分调整出来的北京型客运机车陆续调往大同机务段、太原机务段、洞庙河机务段、沧州机务段、临汾机务段等地,投入大秦铁路、南同蒲铁路、锦承铁路、津浦铁路、邯长铁路运用。1995年,北京西机务段成立并配属北京型客运机车,担当北京西至聊城间的旅客列车牵引任务。1996年1月22日凌晨5时47分,北京型3240号机车牵引由北京西开往洛阳的231次列车,成为北京西站开通运营后正式发出的首趟旅客列车。

北京专运型机车

1984年初,北京铁路局向铁道部提交《关于北京型内燃机车担当专运任务、改造建议的报告》,提出使用北京型机车牵引专运列车以补充专运车队（当时专运队只有4台NY6型内燃机车且由于零件短缺难以维护）。1985年6月,铁道部机务局和工业总局在北京二七机车厂进行专运机车设计方案审查,设计任务书确定了专运机车以北京型客运机车为基础,改成由两节单司机室机车重联连挂的八轴机车,司机能够在任何一个司机室内操纵两节机车,必要时也能够以单节机车独立运行;每节机车装用一台12V240ZJ-2型柴油机和EQ2027A型液力传动装置,同时增加辅助柴油发电机组和液力制动装置,并加强防寒措施使其适应各种使用环境.要求机车最高运行速度达120公里/小时,起动牵引力达到490千牛。

1986年3月,北京二七机车厂开始试制北京专运型机车。

1986年6月,首组北京专运型机车北京2001/2002下线。第二组专运型机车（北京2003/2004）于1986年9月下线。

1986年12月至1987年1月,北京2003/2004号机车在哈尔滨铁路局管内的富西铁路塔河至盘古之间完成了牵引试验和耐寒实验。

1987年6月11日至14日,北京型专运机车首次牵引北京至上海的21/22次直达特快旅客列车,顺利完成了中途不换机车不加油的直达牵引试验(中途仅按正常时刻表在济南和蚌埠技术停车,算是早期的东风11G了)。

1987年6月16日,北京型专运机车开始进行特种列车长距离牵引试验。试验列车从北京出发,经由京广、湘桂、黔桂、川黔、成渝、宝成、陇海铁路运行,至6月26日返回北京,全程运行近6000公里。

1987年9月,铁道部铁道科学研究院选用北京2001/2002号机车,在京承铁路洞庙河至密云、津浦铁路沧州至德州间进行了动力学性能试验。由于试验期间的机车性能表现令人满意,铁道部又于1987年和1989年分别订购了共4组专运机车(2005/2006、2007/2008、2009/2010、2011/2012)。而他们也仅被生产了这12台,组成重联后只有6组。这6组机车全部配属北京铁路局北京内燃机务段使用。

1988年开始,北京内燃机务段开始使用北京专运型机车担当京沪线13/14次（后来大名鼎鼎的“京沪十三猪东方号”,现交路为广州-沈阳北）、21/22次（后来京沪十三猪中的“新世纪号”,现交路为北京西-拉萨）京沪直达特快列车在北京至济南区段的牵引任务,要求列车在5小时15分内不停站运行495公里,平均速度达到94公里/小时。

但不到四个月后,两组机车的八台涡轮增压器全部发生故障.主要是涡轮叶片和喷嘴环叶片损坏和磨损。由于北京型专运机车在设计时略为超重,因此采用了同类产品中体积小、重量轻的无锡动力机厂261P-13A型增压器,但其组装式喷嘴环叶片的设计存在不足之处,导致增压器在长期高负荷工作情况下使用寿命大幅缩短.喷嘴环结构经改进后问题获得解决。

1992年8月至9月,为了提高京广、京沪、京哈三大干线的货物列车牵引定,，铁道部在京广铁路进行了三次5000吨级重载列车牵引试验。1992年8月12日进行第一次牵引试验,使用一组北京型专运机车(2003/2004)牵引5120吨货物列车,在石家庄至郑州北之间往返运行。随后,又分别使用东风4型和东风7B型内燃机车进行了两次双机牵引试验。试验结果证明,虽然北京型专运机车能在4‰坡道上起动5000吨级列车,但列车加速能力和机车功率储备较小,不宜作为重载货物列车的牵引机车。最终,铁道部决定选用经过局部改进设计的东风7B型机车,并于1993年初配属邯郸机务段投入运用,作为京广铁路石郑区段完成电气化改造前的过渡车型。

1990年代初期,北京专运型机车主要用于牵引京沪铁路北京至济南、京广铁路北京至安阳间的特快旅客列车。到了1990年代后期开始中国铁路大提速之后,北京型专运机车改为投入京原铁路运用,担当北京(北京西)至太原之间的客运列车牵引任务。而他们的一生,大都贡献给了京原铁路。

他们在铁路上奔驰了多年,却忘记了总要退去的事实。

2012年3月至4月4日,6组北京专运型机车在北京机务段拆解。

北京口岸型机车

1980年代以前,在中国与苏联接壤边境的铁路口岸,中国一直使用蒸汽机车承担过境列车的牵引任务,而苏联则早已使用M62型柴油机车牵引列车入境中国,并多次就蒸汽机车牵引问题向中方提出异议。因此,铁道部将实现口岸机车内燃化列入七五计划的其中一个重点项目。1983年12月,北京二七机车工厂接到铁道部关于满洲里站拟定采用北京型机车的通知,据此工厂提出以基础及设计新一代口岸用内燃机车的建议。1986年2月,铁道部机车车辆工业总公司向北京二七机车工厂下达了北京型口岸内燃机车的设计任务书,要求在1986年11月底前试制出两台准轨口岸机车,1987年上半年试制出两台宽轨口岸机车。

北京型口岸机车最高运行速度为90公里/小时,起动牵引力提高到280千牛。口岸机车特别具有加强防寒型车体及防寒保温装置,适合在中国北方冬季严寒地区使用,能够在零下47°C的环境正常运转。为了满足中苏边境口岸的过境铁路运输需要,口岸型机车有准轨(1435毫米)和宽轨(1520毫米)两种车型，其中准轨机车用于口岸铁路车站或干线小运转作业,并设有空气管路及电气线路重联插座,两台机车可重联运行;而宽轨机车则用于国内宽轨调车站场作业,不设重联装置,但能够按需要换装准轨转向架以及苏式SA-3车钩。

1986年10月25日,首两台北京型准轨口岸机车(1001~1002号)于北京二七机车厂完成试制,同年底交付哈尔滨铁路局满洲里机务段进行防寒运用考核。1987年4月,铁道部机车车辆工业总公司与铁道部机务局召开北京型口岸机车运用考核座谈会,满洲里机务段代表认为北京型口岸机车经过一个冬天的运用,证明机车各项性能均达到了预期要求,并对正在试制的宽轨口岸机车提供了一些意见。1987年6月1日起,北京型准轨口岸机车正式承担中苏边境准轨线路过境客货列车的牵引任务。1987年7月,首台北京型宽轨口岸机车(1101号)出厂,同样配属哈尔滨铁路局满洲里机务段。1986年至1991年间,北京二七机车厂共生产了16台北京型口岸机车,其中准轨型12台(1001~1012)、宽轨型4台(1101~1104),全部均配属满洲里机务段。

北京型口岸机车在满洲里投入运用后,替代了原来的解放型蒸汽机车,使牵引吨位由1700吨提高到3500吨,提高了口岸车站的运输能力和作业效率。

2000年起,因应满洲里口岸进出口货物运输量的增长,满洲里机务段开始配属新造的东风7C型口岸型机车,北京口岸型机车亦随之退居二线并逐渐淘汰。

北京高原型机车

2001年1月,青藏铁路格尔木至拉萨区段动工修建。为了满足高海拔地区的列车牵引需要,铁道部面向全国各大机车厂发出了研制高原型内燃机车的任务书。

在这一时期,北京二七机车厂拿出了以北京专运型机车为蓝本的北京高原型机车设计方案。