東風 8BJ 型柴油機車

東風 8BJ 型 “西部之光” 柴油機車（DF8BJ）是中國鐵路的柴油機車車型之一，原名 NJ2 型，由資陽機車廠於 2000 年代初設計製造，採用柴油機電子噴射技術、國產化水冷 GTO 交流傳動系統、非同步牽引電動機、分散式微機控制系統，柴油機裝車功率為 4000 千瓦，最高執行速度為 120 公里 / 小時，可用於牽引 5000 噸過載貨物列車或時速 120 公里的輕型快捷貨物列車。

發展歷史

1.1 背景

機車交流電傳動具有功率大、黏著利用充分等優點。自 1990 年代初起，隨著世界上相關技術的成熟，交流傳動已經逐步成為國際上電力傳動柴油機車發展的必然趨勢，美國、德國、瑞士、日本等國均開始批次生產交流傳動柴油機車。為了滿足中國鐵路 “提速、過載” 的發展需要，中華人民共和國鐵道部決定在第九個五年計劃期間著手開發以交流傳動技術為主要特徵的中國第四代柴油機車；1998 年 12 月，時任中國鐵道部部長傅志寰提出了 “加強自主開發研究，爭取用 10 年左右的時間，完成直流傳動到交流傳動的轉換” 的任務。“九五” 期間，中國國內多家機車製造廠透過與國外合資研發生產、引進技術，開發了一系列交流傳動機車，四方機車車輛廠引進日本三菱 IPM 變流器開發了 NJ1 型調車機車，大連機車車輛廠、株洲電力機車廠分別與德國西門子公司合作，研製了東風 4DJ 型柴油機車、DJ1 型電力機車。

1.2 研製

由於上述幾種機車的交流傳動系統均採用進口產品，機車生產成本較高，成為交流傳動技術產業化發展的最大障礙，也難以大批次生產和使用。為了開發具有中國自主智慧財產權、採用國產交流傳動系統的柴油機車，資陽機車廠於 2000 年 5 月初和株洲電力機車研究所、西南交通大學機車車輛研究所、戚墅堰機車車輛工藝研究所等單位達成協議，決定在東風 8B 型柴油機車基礎上聯合研製新型交流傳動幹線貨運內燃機車，被定型為東風 8BJ 型，並被列為 “2002 年國家重大技術裝備創新研製專案” 之一。

東風 8BJ 型柴油機車按 “過載 5000 噸、最高速度 90 公里 / 小時” 和 “快運貨物 2000 噸、最高速度 120 公里 / 小時” 的牽引要求進行設計，車體和走行部按機車最大速度 140 公里 / 小時設計。機車裝用一臺採用電子噴射技術的 16V280ZJG 型大功率柴油機，標定功率 4200 千瓦，裝車功率 4000 千瓦。機車主傳動系統採用交 — 直 — 交電傳動方式，使用國產化水冷 GTO 牽引變流器。機車軸重按 23 噸和 25 噸兩種裝車方案設計，與東風 8B 型相同，只需在機車車體兩側加裝壓鐵即可將軸重從 23 噸增加到 25 噸。在確保機車可靠性前提下，主要部件均採用國產化，以降低機車製造和運用成本。

1.3 試驗

2001 年 10 月，資陽機車廠成功試製 16V280ZJG 型柴油機；同年 12 月底，首臺東風 8BJ 型機車完成試製，命名為 “西部之光”。2002 年 4 月，機車完成廠內除錯後，被送往中國鐵道科學研究院北京環形鐵道試驗基地進行安全評估和綜合性能試驗，並在北京鐵路局管內京承鐵路雙橋至洞廟河區間進行了動力學效能試驗；同年 6 月 17 日，機車正式透過安全效能評估試驗。完成型式試驗後，機車返回資陽機車廠，根據試驗過程中發現的問題進行調整，並以藍色車身塗裝取代了原來的黃色塗裝。

2002 年 10 月底，東風 8BJ 型 0001 號機車配屬鄭州鐵路局鄭州北機務段，同年 11 月初開始投入隴海鐵路進行運用考核，主要擔當鄭州北至商丘西的貨運交路。2002 年 11 月至 12 月間，鄭州鐵路局使用東風 8BJ 型機車進行了 2 次貨車提速試驗，當機車牽引 30 輛提速貨車（總重 2520 噸）由鄭州北開往開封，途中最高速度仍可達到 120 公里 / 小時，試驗完成後機車繼續被安排擔當牽引行包快運列車。在鄭州北機務段的運用過程中，東風 8BJ 型機車顯示出良好的牽引、制動效能，牽引變流系統、微機控制系統基本穩定，但機車輔助傳動系統、柴油機電子噴射系統也出現一些故障。2005 年 11 月，“西部之光” 號機車完成 30 萬公里的運用考核。然而劉志軍接替傅志寰出任鐵道部部長後，中國鐵路發展政策發生重大改變，東風 8BJ 型機車未獲批准投入批次生產，至 2006 年中被送返資陽機車廠封存。

1.4 衍生車型

在東風 8BJ 型機車的基礎上，資陽機車有限公司與南車株洲電力機車研究所又合作研製另一種交流傳動柴油機車，於 2006 年試製成功。機車改為裝用 4800 千瓦的卡特彼勒 CAT3516 型大功率柴油機、EMD 公司的 HTCR 徑向轉向架、國產風冷 IGBT 牽引變流器。資陽機車廠曾經向鐵道部申請將這種機車定型為東風 8DJ 型但未獲批准，其後機車編號只能沿用東風 8B 型機車車號，改為東風 8B 型 5672 號。

技術特點

2.1 總體結構

東風 8BJ 型機車的車體結構與東風 8B 型機車大致相同，採用雙司機室、內走廊式側壁承載全焊接鋼結構車體。機車從前到後分別為第一司機室、電氣室、動力室、冷卻室、輔助室、第二司機室。電氣室內設有牽引變流器櫃、低壓電氣櫃、起動變速箱、牽引電動機通風機等裝置，牽引變流器櫃包括變流裝置、水冷系統、微機控制裝置，電氣室頂部設有制動電阻櫃。動力室位於車體中部，安裝了一套柴油發電機組，以及空氣濾清器、燃油輸送泵、燃油濾清器、機油熱交換器、膨脹水箱等輔助裝置。冷卻室設有油水系統冷卻裝置、冷卻風扇、牽引電動機通風機、兩臺空氣壓縮機等。輔助室內裝有為機車預熱的預熱鍋爐。機車下部兩臺轉向架之間吊掛著燃油箱、總風缸和蓄電池組。

2.2 柴油機

東風 8BJ 型機車裝用一臺 16V280ZJG 型柴油機，是由資陽機車廠在 16V280ZJA 型柴油機基礎上強化設計而成，該型柴油機為 16 氣缸、四衝程、廢氣渦輪增壓的直噴式 V 型中速柴油機，採用了資陽廠與美國伍德沃德公司合作研製的電子噴射系統，並採用整體鑄鋼機體、MIXPC 增壓系統、VTC254 型增壓器。柴油機標定功率為 4200 千瓦（6000 馬力），裝車功率為 4000 千瓦（5400 馬力）。

2.3 傳動系統

東風 8BJ 型機車為交 — 直 — 交流電傳動柴油機車，採用株洲電力機車研究所研製的國產交流傳動系統，主傳動裝置包括 JF220 型無刷勵磁同步牽引發電機、TEP28WG02 型牽引變流器和 JD120 型交流非同步牽引電動機。TEP28WG02 型牽引變流器由矽整流裝置、中間直流電壓、PMW 逆變器三個部分組成，功率控制器件為 GTO 元件（4500V／3000A），中間直流最高輸入電壓為 2600 伏，冷卻介質為乙二醇和高純水的混合物。JD120 型鼠籠式三相非同步牽引電動機額定功率為 600 千瓦，採用直接轉矩控制（DTC）、強迫通風冷卻。

牽引狀態時柴油機直接驅動同步牽引發電機發出三相交流電，分別供給 2 臺主矽整流器整流，轉換成中間直流電壓後供給逆變裝置，再將直流電轉換成頻率、電壓可調節的三相交流電，由微機控制系統向每臺轉向架上的三臺三相非同步牽引電動機實現架控式供電，透過傳動齒輪驅動車輪。而在使用電阻制動時，牽引電動機發出的交流電反饋到整流裝置，將交流電轉換成直流電，經直流聯接電路將電能送到制動電阻。

2.4 控制系統

東風 8BJ 型機車採用多級分散式微機控制系統，由機車控制級、傳動控制級和人機介面級組成，之間透過 “LonWorks” 網路連線。機車控制級微機系統將機車運作工況和牽引力、制動力指令傳送給傳動控制級微機，並從傳動控制級微機獲取逆變器狀態和機車速度等訊號。每端司機室各設有兩塊彩色液晶顯示屏，可分別顯示機車柴油機、牽引變流系統的執行狀態引數和系統的故障資訊等。

2.5 轉向架

機車走行部為兩臺可互換的三軸轉向架，與東風 8B 型機車的轉向架相同。一系懸掛採用獨立軸箱拉桿定位圓彈簧加垂向液壓減震器，二系懸掛採用橡膠堆旁承，機車車體的全部重量透過八個橡膠堆坐落在前、後轉向架上，車體與轉向架之間並裝有橫向減振器和抗蛇行減振器；牽引力或制動力透過轉向架與車體間的低位平行四杆牽引機構傳遞。牽引電動機安裝方式採用滾動軸承抱軸半懸掛結構。