東風2型內燃機車

東風2型內燃機車，原稱ND2型內燃機車，是中國鐵路的內燃機車車型之一，也是中國第一代電傳動柴油機車的代表車型之一，與東風型內燃機車、東風3型內燃機車通稱為“老東風”。東風2型內燃機車是由戚墅堰機車車輛工廠於1964年研製成功的調車柴油機車，裝用一臺1,080馬力的6L207E型二衝程中速柴油機，適用於大型樞紐車站、編組場的調車作業、區間的小運轉作業任務，是中國鐵路牽引動力內燃化初期的主型調車機車，戚墅堰機車車輛工廠和成都機車車輛工廠於1964年至1986年間共生產了148臺該型機車。除此之外，戚墅堰機車車輛工廠於1967年亦試製了一臺1,800馬力的東風2增型機車，採用渦輪增壓的6L207EZ型柴油機作為動力裝置，但沒有投入批次生產。發展歷史.東風2型.1950年代，中國在大躍進形勢的推動下踏上牽引動力內燃化的道路，並開始仿造試製多種形式的柴油機車。1956年，中華人民共和國鐵道部制定了《鐵路十二年科技發展規劃》，提出牽引動力的改造是鐵路技術改造的重點，要逐步由蒸汽機車轉到電力機車和內燃機車。1958年9月，大連機車車輛廠參照蘇聯的TE3型2000馬力柴油機車，成功試製了兩臺巨龍型柴油機車。巨龍型柴油機車是直流電傳動的幹線貨運柴油機車，由兩節結構相同的2000馬力柴油機車聯掛組成，採用仿蘇聯2Д100型二衝程中速柴油機作為動力裝置。1960年底，鐵道部要求大連廠在巨龍型機車的基礎上，改進及試製2Д100型柴油機和ND型柴油機車。1963年12月，大連廠製成了ND型內燃機車，並於1965年投入批次生產，1966年改稱為東風型柴油機車。東風型機車裝用仿蘇聯2Д100型柴油機的10L207E型二衝程柴油機，裝車功率調整為1800馬力，採用直流電力傳動。1961年，在大連機車車輛廠仿製2Д100型柴油機的同時，戚墅堰機車車輛工廠也開始試製柴油機。1963年，鐵道部成立了“大功率牽引動力內燃化、電氣化領導小組”，確定了由戚墅堰工廠生產6L207E柴油機和ND2型調車柴油機車，其中，柴油機由大連機車車輛廠和戚機廠共同設計，主發電機和牽引電動機由上海電機廠等單位協作，整車由戚機廠設計並試製。1964年5月，戚墅堰工廠在10氣缸的10L207E型柴油機第基礎上，研製出第一臺6氣缸的6L207E型直列式二衝程柴油機，裝車功率為1080馬力。1964年10月，首臺ND2型調車柴油機車在戚墅堰機車車輛工廠試製成功。1964年12月，這臺機車交付北京鐵路局北京內燃機務段試用，同年經鐵道部鑑定批准後投入批次生產。1966年9月，ND2型機車正式更名為東風2型機車。東風2型柴油機車總共生產了148臺的運輸需求不斷增長，加上為配合九廣鐵路英段進行現代化及電氣化計劃的過渡期，1981年4月至1982年4月期間，當時的九廣鐵路局曾向廣州鐵路局租用數輛東風2型機車，由香港司機駕駛並牽引本地的旅客列車和貨物列車。東風2增型.1960年代，大連熱力機車研究所、天津機車車輛機械工廠、戚墅堰機車車輛工藝研究所等單位開始聯合研製鐵路機車用渦輪增壓器，並參考了當時國外同類型增壓器的結構方案，例如瑞士勃朗-包維利的VTR系列增壓器，於1965年試製出第一臺65GP100型渦輪增壓器，採用軸流式渦輪增壓器設計，渦輪最高進口溫度為500℃，最高轉速約為每分鐘18000轉。東風2增型機車是戚墅堰機車車輛工廠在東風2型調車機車的基礎上，於1965年開始研製、1967年5月試製成功的幹線客貨兩用柴油機車。與東風2型調車機車相比，東風2增型機車採用了加裝65GP100型增壓器的6L207EZ型柴油機，使標定功率由1080馬力提高到1800馬力；機車外形設計改成與東風型機車相同的內走廊棚式車體，車內裝置佈置方面亦作出了相應調整；機車上絕大部分部件和東風2型機車保持相同，個別的部件的尺寸及工作容量有所增大以適應柴油機功率的提升。東風2增型機車僅試製了一臺，機車編號為3251，曾經在寧蕪鐵路南京至蕪湖區段作為客運機車投入試執行，共計執行九個往返合2176公里，此後配屬齊齊哈爾鐵路局加格達奇機務段投入運用。由於65GP100型增壓器的技術原因，東風2增型機車僅試製一臺並未投入批次生產。技術特點.東風2型.總體佈置.東風2型柴油機車是直流電力傳動的調車柴油機車，車體外形及裝置佈置參考了蘇聯的TEM2型柴油機車。為了便於執行調車作業及日常維護，採用單司機室、外走廊式佈置的全鋼電焊結構罩式車體。機車車體為全鋼焊接結構，從前端至後端分為冷卻室、動力室、司機室和後機室四個部分，除動力室外其他各室均直接焊接在車架上。冷卻室兩側設有兩套獨立的迴圈冷卻水散熱器單節，分別用於冷卻來自柴油機和機油熱交換器中的迴圈水；冷卻室頂部裝有一個直徑1.4米的軸流式冷卻風扇，該冷卻風扇採用齒輪箱直接機械傳動。冷卻室與動力室之間設有機油系統和燃油系統的部件，包括起動機油泵、機油濾清器、機油熱交換器等。動力室內安裝了一套柴油發電機組，以及與柴油機輸出軸相連、用於驅動牽引電動機通風機、空氣壓縮機、冷卻風扇的變速箱。司機室內只有往前端方向左側設有一個司機操縱檯，司機室地板下設有包含勵磁機和輔助發電機的雙機組。後機室設有主電路和輔助電路的各種電器裝置和蓄電池。車架下方有兩臺可互換使用的轉向架，之間懸掛著一個可載4000公斤柴油的燃油箱。空氣制動系統採用ET-6型制動機，四個總風缸分別置於車架四角。柴油機.東風2型柴油機車裝用一臺二衝程、直立式、無增壓、對置活塞、燃油直接噴射的6L207E型柴油機，這是在10L207E型柴油機的基礎上，將氣缸數量由10缸改為6缸的變形設計。柴油機採用鋼板焊成的箱形結構機體、合金鑄鐵溼式氣缸套、球墨鑄鐵曲軸、鑄鐵油冷活塞、鍛鋼連桿及凸輪軸。氣缸直徑為207毫米，活塞行程為2×254毫米，額定轉速為每分鐘850轉，額定功率為1080馬力，單位燃油消耗率為175克/有效馬力·小時，柴油機淨重為14,000公斤。傳動系統.傳動系統使用直—直流電傳動裝置，柴油機透過半剛性聯軸器驅動一臺直流牽引發電機，並將發出的直流電供給六臺直流牽引電動機。在首批生產的6臺機車上採用了先行型柴油機車的電機，包括ZFN-650型直流牽引發電機。此後批次生產的機車改為裝用東風型機車的電機，包括ZQFR-1350型牽引發電機及ZQDR-204型牽引電動機。ZQFR-1350型牽引發電機為獨立勵磁的八極他勵直流發電機，持續功率為1350千瓦，額定電壓為550伏特，額定電流為2460安培，額定轉速為每分鐘850轉，冷卻方式為半密閉式自通風。每個轉向架裝有三臺ZQDR-204型四極串勵直流牽引電動機，六臺牽引電動機採用“兩串三並”方式連線，額定功率為204千瓦，額定電壓為275伏特，額定電流為820安培，額定轉速為每分鐘515轉，最高轉速為2200轉，冷卻方式為半密閉式強迫通風。為了擴大機車的的恆功率調速範圍，還可以對牽引電動機進行二級磁場削弱，磁場削弱率為44%、29%。轉向架.機車走行部為兩臺三軸轉向架，其結構與東風型機車的轉向架基本相同。轉向架構架採用“目”字形的鑄鋼件及鋼板混合焊接結構。車軸軸承採用四列向心滾柱軸承，車軸軸箱採用導框式定位結構。一系懸掛裝置由螺旋彈簧、鋼板彈簧、均衡梁、橡膠墊等部件組成。牽引力和制動力則透過心盤傳遞給車體，作為轉向架迴轉中心的心盤不參與承重。車體上部重量透過四個滾子式旁承傳遞到轉向架構架上。牽引電動機採用滑動抱軸承半懸掛驅動方式，牽引電動機的一側懸掛在轉向架橫樑托架上，而另一側透過抱軸瓦懸掛在車軸上。牽引電動機輸出的扭矩透過一級減速齒輪傳遞給輪對，牽引齒輪傳動比為4.41，構造速度為95.3公里/小時。基礎制動裝置採用單側閘瓦制動，每臺轉向架設有兩個制動缸和六塊閘瓦，制動倍率為11。東風2增型.總體佈置.東風2增型柴油機車是直流電力傳動的幹線客貨運通用柴油機車，機車外形設計方面與東風型機車大致相同，採用單司機室、內走廊式佈置的全鋼焊接結構棚式車體，機車車體由司機室、動力室，冷卻室三部分組成。司機室前端設有五扇大前窗，司機室內機車執行方向的左側設有司機操縱檯，右側設有副司機座席及工具箱；司機室後部為高壓電氣間，設有主電路和輔助電路的各種電器裝置；司機室地板下設有包含勵磁機和輔助發電機的雙機組。動力室內安裝了一套柴油發電機組，另設有機油濾清器、機油熱交換器、燃油輸送泵、燃油預熱器、空氣壓縮機、輔助變速箱、牽引電動機通風機等裝置。冷卻室兩側設有兩套獨立的迴圈冷卻水散熱器單節，分別用於冷卻來自柴油機和機油熱交換器中的迴圈水，冷卻室頂部裝有一個直接機械傳動的軸流式風扇。由於渦輪增壓柴油機的功率和發熱量增大，因此散熱器單節數量由40節增加到60節，冷卻風扇直徑由1.4米增大到1.8米，膨脹水箱、熱交換器、冷卻水泵的工作容量都比東風2型機車有所提升，燃油、機油和冷卻水的儲備量亦相應增加。動力傳動.東風2增型機車裝用一臺經過增壓強化的6L207EZ型柴油機，這是在6L207E型柴油機的原來排氣消音器的位置上，加裝了65GP100型廢氣渦輪增壓器，平均有效壓力由610.95千帕提升至916.92千帕，單位燃油消耗率由175克/有效馬力·小時下降至172克/有效馬力·小時。直—直流電傳動系統與東風2型機車完全相同，柴油機透過半剛性聯軸器驅動一臺ZQFR-1350型直流牽引發電機，並將發出的直流電供給六臺ZQDR-204型四極串勵直流牽引電動機。轉向架.東風2增型機車的走行部為兩臺相同的無導框式三軸轉向架，其結構與同時期研製的東風增型機車大致相同。轉向架採用鋼板組焊成箱形結構的“目”字形構架，輪對軸箱裝置採用拉桿式彈性定位結構，一系懸掛為軸箱圓彈簧並帶有液壓減震器。轉向架採用四點支承的旁承裝置，車體上部重量透過八個帶橡膠墊的平面滾子旁承坐落在兩臺轉向架上，牽引力和制動力透過心盤傳遞。牽引電動機採用滑動抱軸承半懸掛驅動方式，輸出的扭矩透過一級減速齒輪傳遞給輪對，牽引齒輪傳動比為4.41，構造速度為95公里/小時。基礎制動方式為單側槓桿閘瓦制動。牽引電動機順置、無導框軸箱拉桿、無均衡梁獨立彈簧懸掛等新結構，此後亦被沿用到東風4型柴油機車上。