東方紅 5 型柴油機車

東方紅 5 型柴油機車是中國鐵路使用的柴油機車車型之一。該型機車是在東方紅 2 型柴油機車的基礎上，根據中國鐵路大中型編組站的調車作業特點，採取提高整備重量、增設工況齒輪箱、改善總體佈置等改進措施，由資陽內燃機車廠於 1976 年研製成功並投入批次生產的調車和小運轉用液力傳動柴油機車，至 1995 年停產為止共生產了 710 臺，主要使用者除了中國國家鐵路之外，還包括眾多鋼鐵、石化、港口等路外廠礦企業鐵路。東方紅 5 型柴油機車裝用一臺 12V180ZJ 型高速柴油機和一臺 ZJ2012 型液力變速箱（後來改用 ZJ2011 型液力變速箱），調車工況時機車最高速度為 40 公里 / 小時，小運轉工況時最高速度為 80 公里 / 小時。東方紅 5 型機車的成功也為資陽內燃機車廠的工礦系列柴油機車產品線打下了技術基礎，後繼的東方紅 5B 型、東方紅 5C 型、東方紅 7 型、GK 系列液力傳動柴油機車均是東方紅 5 型機車的技術延伸。

發展歷史

1.1 開發背景

1971 年，青島四方機車車輛廠和資陽內燃機車廠在援外的 DFH 系列柴油機車基礎上，共同設計出供中國國內使用的東方紅 2 型液力傳動調車機車，並於 1973 年由資陽內燃機車廠試製成功和投入批次生產。然而，該型機車原本僅打算作為供應地方廠礦企業的輕型調車機車使用，但大部分後來卻配屬各地的鐵路局擔當幹線車站的調車任務。由於東方紅 2 型機車並非按照幹線編組站的調車需要而設計，經過一段時間運用後機務部門普遍反映該型機車執行調車作業時 “拉不動、停不住、跑不快”，主要原因的機車設計構造速度較高（62 公里 / 小時），但機車粘著重量不足（60 噸）。1975 年，資陽內燃機車廠根據這些意見對機車進行改進設計，包括提高整備重量、增設工況齒輪箱、改善裝置佈置等，於 1976 年 4 月 27 日完成試製第一臺東方紅 5 型柴油機車。

與原來的東方紅 2 型機車相比，東方紅 5 型機車同樣採用一臺 12V180ZJ 型高速柴油機和一套液力傳動裝置，但軸重由 15 噸增加到 21 噸（後來調整為 21.5 噸），整備重量由 60 噸增加到 84 噸（後來調整為 86 噸），機車的起動牽引力和制動力相應提高；又增設工況齒輪箱（中間齒輪箱），透過換檔可實現調車及小運轉兩種工況，從而擴大了機車的使用範圍；同時加大了司機室空間，改為佈置於機車偏中部位，改善乘務員和調車員的工作和瞭望條件。此外，東方紅 5 型機車還加大了油箱容積，亦改善了機車的冷卻、防寒、隔音能力。經改進後，東方紅 5 型機車的起動牽引力、持續牽引力比東方紅 2 型機車分別提高了 43%、67%，解決了東方紅 2 型機車的缺點。

1976 年 5 月，東方紅 5 型 0001 號機車出廠後首先在成都鐵路局管內成都站進行調車作業試驗，又在成汶鐵路成都至灌縣、寶成鐵路成都至德陽區間進行小運轉試驗。同年，第一批東方紅 5 型調車機車正式配屬北京鐵路局天津機務段使用，並在豐臺西、天津等車站，以及津山鐵路塘沽支線等地分別進行了調車作業和小運轉作業試驗。試驗結果顯示機車牽引效能達到了設計要求，與東方紅 2 型調車機車相比有大幅提高，起動牽引力提高了 43%，持續牽引力提高了 67%，解決了東方紅 2 型機車的各種缺點。機車在駝峰的推送能力從 2300 噸提高到 3300 噸；進行調車作業時牽引 2400 噸，最高速度可達 20 公里 / 小時。試驗證明東方紅 5 型機車能夠勝任牽引定數 2400 噸以下大型編組站、牽引定數 3500 噸以下中型編組站的調車作業需要，並可承擔牽引定數不大於 600 噸的客貨小運轉任務。

從 1976 年投入批次生產到 1995 年停產為止，資陽內燃機車廠共生產了 710 臺東方紅 5 型柴油機車，其中有 408 臺機車在中國各地的冶金、石化、水電、港口等 160 多家地方工礦鐵路使用。國家鐵路的東方紅 5 型機車大多數配屬到北京、天津、石家莊、山海關、瀋陽、丹東、三棵樹、勉西等機務段使用。路外廠礦企業使用者的例子有鞍山鋼鐵弓長嶺礦業集團燈塔石灰石礦鐵運車間、寶山鋼鐵、武漢鋼鐵、本溪鋼鐵、沈煤集團、中原特鋼、天津港、寧波港、廣州港等。

1.2 衍生車型

1981 年，資陽內燃機車廠應廣州黃埔港務管理局的訂貨要求，在東方紅 4 型、東方紅 5 型柴油機車的基礎上，於 1981 年設計試製了用於調車和小運轉的 2000 馬力液力傳動調車機車，並將其命名為東方紅 6 型柴油機車。該型柴油機車採用了大量與東方紅 4 型機車通用的零部件，機車裝用一臺 16V200Z 型柴油機及 ZJ2020/G 型液力傳動箱，柴油機裝車功率為 2000 馬力，是迄今為止中國國內功率最大的液力傳動調車柴油機車。

1985 年，資陽內燃機車廠對東方紅 5 型機車進行設計改進，在保持總體佈置大體不變和主要零部件互換通用的原則下，先後研製了東方紅 5B 型（3000 系）和東方紅 5C 型（4000 系）機車，其中東方紅 5C 型機車是專為冶金企業設計的。與東方紅 5 型機車相比，東方紅 5B、東方紅 5C 型機車的主要改進包括，將柴油機裝車功率由 1075 馬力（790 千瓦）提高到 1250 馬力（920 千瓦）；機車整備重量由 86 噸增加到 92 噸，軸重相應提高到 23 噸；換用了效率更高的液力變扭器和加強型車軸齒輪箱；並進一步改進了機車的空氣濾清系統、冷卻系統、轉向架等，使機車整體的牽引效能、經濟性和可靠性均有所提高。為了適應機車在冶金、化工工廠惡劣環境下使用的需要，機車採用了耐高溫、防腐蝕材料，能夠在 50℃環境溫度正常工作。東方紅 5B、5C 型機車並可以根據使用者需要，加裝重聯裝置。

技術特點

2.1 總體佈置

東方紅 5 型柴油機車是 1250 馬力液力傳動調車柴油機車，機車軸式 B-B，軸重 21.5 噸，總重 86 噸。機車採用全鋼電焊、單司機室、雙側外走廊、主車架承載的罩式車體，在主車架心盤橫樑一側和牽引樑上部兩側裝有壓鐵。車體從前端至後端分為制動室、傳動冷卻室、動力室、司機室、後機室五個部分。制動室內裝有空氣壓縮機和總風缸等空氣制動裝置。傳動冷卻室的下方設有一臺液力變速箱，上方設有 V 型結構的散熱器組，以及一個經由液力偶合器驅動的冷卻風扇，傳動冷卻室的側面和頂部均設有通風百葉窗。動力室內裝有一臺柴油機，以及燃油系統、機油系統、進排氣裝置、空氣濾清器、起動發電機、液力傳動油熱交換器、膨脹水箱等附屬裝置。司機室內在機車執行方向（I 端）左側設有一個司機操縱檯，後側中間設有副操縱檯，司機室內還設有電子控制櫃和外部電源裝置等裝置。後機室內設有預熱鍋爐、手制動裝置等裝置。車體下方兩臺轉向架之間的空間，吊掛著一個容量為 3200 公斤的燃油箱。主車架兩側中部位置設有鉛酸蓄電池箱。

2.2 柴油機

東方紅 5 型柴油機車裝用一臺 12V180ZJ 型柴油機，與 DFH 系列、東方紅 3 型柴油機車相同。12V180ZJ 型柴油機為四衝程、V 型結構、12 氣缸、預燃室式、渦輪增壓、增壓空氣中間冷卻的高速柴油機，氣缸直徑 180 毫米，活塞行程 205 毫米，額定轉速為每分鐘 1500 轉，標定功率為 1250 馬力。在早期生產的 0001～0094 號機車上，柴油機裝車功率為 1250 馬力（920 千瓦）。從 1978 年生產的 0095 號機車開始，柴油機裝車功率改為 1075 馬力（790 千瓦），機車的起動牽引力和持續牽引力相應改變。柴油機採用合金鑄鐵鑄造機體、隧道式曲軸箱體、溼式氣缸套、合金鑄鐵氣缸蓋、合金鋼鍛壓曲軸、鋁合金整體鑄造活塞和組合式噴油泵。柴油機設有廢氣渦輪脈衝增壓裝置，裝用一臺 45GP804A 型渦輪增壓器，採用單級軸流式渦輪和離心式壓氣機，最高轉速為每分鐘 23000 轉，渦輪進口最高溫度為 650°C。

2.3 傳動系統

東方紅 5 型柴油機車是單機組設計的液力傳動四軸柴油機車，液力傳動系統主要包括液力傳動箱、中間齒輪箱（工況齒輪箱）、車軸齒輪箱、輔助傳動裝置、萬向軸等。液力傳動箱位於車體中部、機車冷卻室下方，並透過四個彈性支座固定在機車車架上。東方紅 5 型和東方紅 2 型機車在傳動系統的主要分別，在於前者增設了可改變機車牽引特性的中間齒輪箱，使機車具有兩檔不同的構造速度。中間齒輪箱安裝在柴油機和液力變速箱之間的主車架地板下，中間齒輪箱內有兩對不同傳動比的齒輪，透過離合器調換齒輪對以獲得不同的轉速和扭矩，調車工況時的最高速度為 40 公里 / 小時，小運轉工況時的最高速度為 80 公里 / 小時。柴油機透過萬向軸將功率傳遞到液力傳動箱，再從液力變速箱的下部輸出法蘭，以萬向軸傳給中間齒輪箱並且兩端輸出，再以萬向軸傳給前後轉向架上的車軸齒輪箱，從而驅動輪對。

早期生產的 0001～0094 號機車採用了資陽內燃機車廠自行設計的 ZJ2012 型液力變速箱，該液力變速箱是採用多迴圈圓結構的液力傳動裝置，內裝有一個 B8-III 型起動變扭器和一個 B10 型運轉變扭器，其中起動變扭器適用於機車起動和低速工況，而運轉變扭器適用於機車中、高速運轉工況，機車執行過程中透過變扭器充排油實現自動換檔；傳動裝置採用換向離合器進行機械換向，可選用自動或手動換向。從 1978 年生產的 0095 號機車開始改用 ZJ2011 型液力變速箱，當輸入轉速為每分鐘 1500 轉時，變矩器泵輪吸收功率由 1080 馬力（795 千瓦）改為 950 馬力（700 千瓦），變矩器泵輪最高轉速由每分鐘 3750 轉改為 3593 轉。

2.4 轉向架

機車走行部為兩臺二軸轉向架。轉向架構架採用鋼板焊接箱型結構。車軸軸箱採用雙拉桿定位結構的無導框滾動軸承軸箱，軸箱透過裝有橡膠關節元件的上、下軸箱拉桿與構架相連線，實現軸箱相對於構架的橫向和縱向定位。軸箱內裝有兩列滾柱軸承，並設有軸向橡膠緩衝支承。轉向架構架側梁中部上設有油浴式平面滑動摩擦旁承裝置，車體全部重量透過四個旁承由兩臺轉向架支承。一系彈簧懸掛裝置為軸箱與構架之間的軸箱圓彈簧，另外還裝有垂向液壓減震器。機車採用具有彈性銷套和耐磨尼龍筒的中心銷來傳遞牽引力和制動力。基礎制動方式為雙側鑄鐵閘瓦踏面制動，每個車輪各自有一套獨立制動缸和槓桿傳動機構。

升級改造

中車資陽公司改造了自備的東方紅 5 型 0411 號機車，改造後此車配備了 200kWH 電池和 100kW 柴油機作為混合動力源，可以直接採用 380 伏工業電接入充電。中車資陽公司同時宣佈搭建起了東方紅 5、GK 系列傳統液傳機車的混合動力改造平臺，可以滿足國內 25% 左右的老舊鐵路機車改造。

重大事故

1989 年 12 月 22 日，哈爾濱機務段三棵樹機務段的東方紅 5 型 0230 號機車，擔當哈爾濱周邊的 3712 次小運轉列車。當列車執行至顧鄉屯站 5 道時，因司機昏迷冒進出發訊號機，與下行正在進站的 3197 次貨物列車發生側面衝突，造成 2 臺機車脫軌，3712 次機車司機當場死亡，機車中破 1 臺、小破 1 臺，客車報廢 1 輛、小破 1 輛，中斷正線行車 1 小時 22 分，直接經濟損失 9 萬元人民幣。

車輛儲存

東方紅 5 型 0001 號機車：由資陽內燃機車廠於 1976 年生產，原配屬北京鐵路局天津北機務段（原滄州機務段），於 2002 年 9 月進入中國鐵道博物館儲存展示，經鑑定後被評定為國家一級文物。
東方紅 5 型 0203 號機車：保存於黑龍江省牡丹江市的牡丹江機務段機車文化園作靜態展示。
東方紅 5 型 0332 號機車：保存於安徽省合肥市的合肥鐵路工程學校作靜態展示。
東方紅 5 型 0371 號機車：於 2009 年進入瀋陽鐵路陳列館儲存展示。
東方紅 5 型 0411 號機車：資陽內燃機車廠於 1989 年生產，用於廠內調車作業，2015 年停用，2020 年中車資陽公司對其混合動力升級改造。