漫谈国铁机车(8)-东方红4型内燃机车
中国铁路很多机车型号只对应个位数产量。但从未有过这样一款机车,仅仅生产了6台,却被赋予3个号段和4个相貌......
—前言
故事开始的地方
上世纪60年代初期,随着中国铁路货运运量的上升,原有的蒸汽机车已不堪重负。但当时我国缺少大功率内燃机车来缓解这一状况。然而,当时我国尚未确立未来内燃机车发展方向是以液传还是电传为主。1965年,铁道部制定了“高速柴油机和中速柴油机并举,电力传动和液力传动并举”的发展方针。
1964年6月,铁道部向所属机车车辆工业下达了《1964-1965年科学技术发展计划》,同年大连热力机车研究所开展了大功率液力传动内燃机车用高速柴油机的研究。大连所对当时国内外同类型大功率柴油机的发展趋势进行了调查之后,向铁道部上报了关于高速柴油机选型和技术参数的建议书,提出研制四冲程、水冷式、涡轮增压、中间冷却的高速柴油机,气缸内径200毫米、活塞行程230毫米,近期目标为单缸功率130马力、额定转速每分钟1300转,远期目标为单缸功率190马力、额定转速每分钟1500转。该方案随后交由四方机车车辆厂和戚墅堰机车车辆厂继续进行研究和设计,为日后出现的16V200系列柴油机打下了基础。1965年12月,我国从西德引入4台NY5型内燃机车用于作为自主研制大马力液力传动内燃机车的技术样板。原计划通过引进国外先进技术用发展自己的液传内燃机车。这就引出了本集故事的主角-东方红4型内燃机车。
四方机车车辆厂时期
1966年3月,铁道部放弃引进国外高速柴油机技术专利的打算,确定将四方机车车辆厂设计的16V200ZL型柴油机作为资阳内燃机车厂的代表产品。
1966年年底,四方机车车辆厂成功试制出首台16V200ZL型高速柴油机。
1969年国庆,为庆祝建国20周年,四方机车车辆厂生产出首台东方红4型内燃机车,机车设计代号“SFJ4”,机车编号为东方红4-4001.


或许由于制造仓促,机车外形直接使用了东方红1型内燃机车的外观。

机车设计用途为客货两用干线内燃机车,采用两台16V200ZL型高速柴油机和两套SF2122型液力变速箱。机车功率5000马力,轴式C-C,作为客运机车时最高运行时速160km/h,作为货运机车时最高运行时速100km/h。
但受到“特殊时期”的影响以及当时机车制造水平的限制,机车故障率及油耗都很高。因此机车仅试制1台。同时由于年代久远,UP未能找到有关4001号机车测试时的文件。而东方红4-4001号机车也消失在历史的长河中。而四方机车车辆厂在这之后也没有继续进行机车的改进和研制工作。
虽然4001号机车没有成功。但三轴转向架、双机组、液力传动成为东方红4型内燃机车的三大定式。
戚墅堰机车车辆厂时期
1970年,铁道部指示四方机车车辆厂将有关东方红4-4001号机车全部试制及测试资料交给戚墅堰机车车辆厂,同时由戚墅堰机车车辆厂接替四方机车车辆厂进行东方红4型内燃机车的研制与改进。
1970年,戚墅堰机车车辆厂对16V200ZL型柴油机进行改进,研制出气缸尺寸相同但夹角为70°的16V200ZL-1型柴油机。1971年10月,戚墅堰机车车辆厂生产出第二台东方红4型内燃机车,车号0001,机车设计代号为“QSJ3”。这时,机车作为客运机车的最高时速下降为140km/h,作为货运机车的最高时速不变。

东方红4-0001号机车出厂后在上海铁路局沪宁线管内进行了运用考核,机车累计走行2万多公里。期间机车最高运行时速在119-121km/h之间。


1971年3月,根据交通部内燃机车及船用柴油机会战会议的决定,大连热力机车研究所、四方机车车辆厂、资阳内燃机车厂、戚墅堰机车车辆工艺研究所、兰州铁道学院等单位开始对16V200ZL、16V200ZL-1型柴油机进行改进,设计试制气缸夹角为45°的16V200ZL-2型柴油机。与前者相比,16V200ZL-2型柴油机采用了经重新设计的曲轴、活塞和机体结构,装用无锡动力机厂制造的40GP-4型涡轮增压器,通过改变轴系部件解决了柴油机振动与曲轴扭振问题,并且调整了燃油和燃烧系统参数以降低排气温度和燃油消耗率 。1973年至1974年期间16V200ZL-2型柴油机先后完成了100小时连续运转试验、500小时耐久性试验和增压配套试验 。1974年7月,16V200ZL-2型柴油机在交通部技术鉴定会议上通过部级鉴定,会议讨论认为该型柴油机的性能指标基本上达到了设计要求,可以初步定型。



1974年年底,戚墅堰机车车辆厂设计生产出第三台东方红4型内燃机车,设计代号“QSJ5”,机车编号2001。此时有关东方红4型内燃机车的文件资料才大量涌现。此时,东方红4型内燃机车基本完成定型。




东方红4-2001号机车出厂后随即开始进行10万公里运用考核,首先在上海铁路局管内的沪杭铁路、沪宁铁路、萧甬铁路、浙赣铁路等投入线路运行试验,并完成了机车振动试验,牵引性能试验和机车噪音测量,至1976年转往北京铁路局灵丘机务段,与NY7型内燃机车一同在京原铁路进行货物列车牵引试验 。东方红4型机车在平道上牵引3970吨的货物列车时,最大平衡速度可达85公里/小时;在牵引定数1500吨、12‰长大坡道的情况下,平衡速度只比5000马力的NY7型机车低5公里/小时。

2001号机车完成运用考核后回厂进行了拆检。

机车的拆检结果表明机车各项指标都达到了设计要求,在某些方面取得的成就甚至超过了德制NY5型内燃机车。虽然没有什么大问题,但机车故障率高和油耗大的问题迟迟得不到解决。最终戚墅堰机车车辆厂生产的两台东方红4型内燃机车于1984年在杭州拆解。而戚墅堰机车车辆厂也和四方机车车辆厂一样,在这之后也没有继续进行东方红4型内燃机车的改进和研制工作。



资阳内燃机车厂时期
1975年初,铁道部指示戚墅堰机车车辆厂将东方红4型内燃机车全部技术和试验资料以及机车研制任务交给资阳内燃机车厂。
1975年至1976年,资阳内燃机车厂在大连内燃机车研究所和西南交通大学等的协助下,对东方红4型机车的总体布置和传动系统重新设计,同时对16V200ZL-2型柴油机进行局部修改,并按照国家标准规定将型号变更为16V200Z型。1977年7月,资阳内燃机车厂先后成功试制首台16V200Z型柴油机和首台ZJ2122型液力传动装置。



1977年9月29日,资阳内燃机车厂生产的第四台东方红4型内燃机车(车号0003)下线。此时机车设备布局发生了较大变化,最典型的就是两台16V200Z型柴油机从机车中部移至司机室后方。转向架也发生了一定变化。机车用途由客货两用变为单一货运,最高运行时速下降为100km/h。





0002号车出厂后于同年的11月开始进行10万公里运用考核,在成都铁路局西昌铁路分局和成都铁路分局管内进行正线牵引试验,试验区间包括成昆铁路西昌至金江、西昌至普雄、成渝铁路资阳至资中、资阳至成都等地。1978年6月至7月,东方红4型0002号机车完成了粘着性能试验。1978年11月,0002号机车转往北京铁路局丰台机务段,在京原铁路丰台西至灵丘、丰沙铁路丰台至沙城区间继续进行试验。

然而,东方红4-0002号机车在到达丰台机务段并于1978年11月10日首次出车运行时就因为调速器故障而机破。同年11月19日再出车时又因为预燃室喷嘴断裂掉落打坏缸盖与活塞的故障,导致修理停运半个月。0002号机车在丰台机务段牵引运行近2万公里后又发现8个活塞头部裂纹,机车遂返厂修理。九个月后返回丰台机务段,回到丰台机务段后第一次出车又因为调速器游车、犯卡而机破 。
到1980年8月0002号车因车轴齿轮箱故障而返厂为止,结束了历时两年零九个月的试运行,期间累计走行99009公里,最终仍未能完成10万公里运用考核。而0003号机车于1979年12月到达丰台机务段并开始试验,至1980年12月因柴油机故障而返厂。
1981年,最后一台东方红4型内燃机车在资阳内燃机车厂下线(车号0004)。这台机车没有留下任何有关其测试的文件,连照片都没有留下。目前有两张疑似东方红4-0004号机车的照片,如下图所示:


这台车仔细看车体侧墙的百叶窗和车窗布置,可以看到资阳机车厂版本的东方红4的特征,靠近司机室的冷却间与靠近机车中部的机械间,但牵引杆与转向架又似乎有一些戚墅堰东方红4的感觉。照片中配属上局沪段,应该是在进行试验。但也有一说是这是基于东方红4型的一种最终并未成形的试验型号,无正式型号名,且仅此一台样车。
谢幕之时
1982年8月,面对我国铁路货运运量的上升以及内燃机车产能不足,铁道部指示资阳内燃机车厂停止有关东方红4型内燃机车的研制和对16V200Z型高速柴油机的改进工作,转产已经成熟的东风4B型内燃机车。至此,东方红4型内燃机车结束了18年(1964-1982)的研制历程,成为我国研制时间最长的机车。
结局
资阳内燃机车厂制造的三台东方红4型内燃机车配属成都铁路局贵阳铁路分局遵义机务段运用(成局遵段),担当川黔铁路遵义至贵阳南间的货物列车牵引任务,其中两台机车一直在遵义机务段运用至1988年。在川黔铁路上一台东方红4型内燃机车可以顶替两台东风型内燃机车,能够牵引1050吨以27公里/小时通过20‰长大坡道,燃油消耗率约为62公斤/万吨公里,比双机重联的东风型机车低10~14% ;但由于机车粘着重量比双机重联的东风型机车轻114吨,当牵引列车在坡道起动时也较容易发生空转。据一位资阳内燃机车厂的工人子弟曾描述过一台报废后的东方红4型内燃机车:
我就是资阳厂子弟,002(或者003车)我小时候(大概1986、87年的样子)在一厂(总装厂)看过,当时已经废弃在厂房外的股道上,破旧不堪。虽然我那时候还在上小学,但那台车给我印象太深了:第一是涂装,上白下蓝(或者上黄下蓝,时间太久记忆不清了),和当时厂子里清一色的绿色涂装机车(东风4和东方红5)完全不一样;第二是各种车窗、百叶窗全都丢失了,可以清晰地看到里面的一前一后两台柴油机……
点评
东方红4型机车的试验过程一波三折,主要原因是柴油机可靠性问题。东方红4型机车在成昆铁路和京原铁路等地试运行时,多次发生因柴油机故障而机破停车的状况,机务部门对该型机车的印象亦不甚理想 。除此之外,东方红4型内燃机车所使用的预燃室式高速柴油机,燃油及机油消耗率高、零部件磨损大寿命短等问题始终未能得到妥善解决 。相较之下,北京型内燃机车和东风4型内燃机车所使用的12V240ZJ型、16V240ZJ型中速柴油机,经历多年改良之后可靠性已有大幅提高,各项性能指标也接近世界先进水平。同时,随着电传动内燃机车的技术进步,双机组大功率液力传动内燃机车大势已去 。这些因素综合在一起,最终导致东方红4型内燃机车没有获得定型。
后继
·1981年,为满足黄埔港日益增长的货运吞吐量,黄埔港务局向资阳内燃机车厂订购了一台大功率液传调机。这就是东方红6型内燃机车。


结语
总有一些东西会散落在整个历史的角角落落里面,如果想要凑齐它们真的很难,但是也只是很难,如果真的有一些可能性被点亮,让它们可以有一个机会聚集起来的话,也许很多的事都会变得不一样。虽然它们中的绝大多数都不太可能会是一些多么有影响力的东西,但是很多事记在笔头上终归还是件好事。
——(完)——