東風5型柴油機車

東風5型柴油機車的8240ZJC型柴油機，並採用了鐵道部標準化司機室、無刷勵磁同步發電機、交流輔助傳動系統、以可程式設計控制器為核心的機車控制系統等新技術。至2006年停產為止，唐山機車車輛廠、大連機車車輛廠、四方機車車輛廠共生產了超過1,100臺東風5型柴油機車。發展歷史.開發背景.1970年代初，隨著鐵路運輸量和牽引噸位的提高 , 中國鐵路需要一種功率更大的調車柴油機車。當時，中國鐵路使用的調車機車當中蒸汽機車仍佔絕大多數，調車柴油機車就只有已經停產的東風2型柴油機車，功率等級為1,080馬力，只能適用於牽引定數在2000噸至3000噸以下的中型編組站的調車作業，如過用來推送和牽引3000噸以上的列車則有一定困難。因此，中華人民共和國交通部鐵路工業局和機車車輛局根據鐵路運輸的實際發展需要，在規劃鐵路牽引動力現代化的基礎上，提出研製新一代調車柴油機車以應付未來的需求，滿足牽引定數3000噸至4000噸以下大型編組站駝峰調車作業的要求。1971年5月，唐山機車車輛廠召開計劃工作會議，確立了試製調車內燃機車的目標，並據此對工廠展開技術改造。年內，唐山機車車輛廠在四方機車車輛廠的協助下，成功試製出第一臺12V180ZL型柴油機。1973年，唐山機車車輛廠以試製調車內燃機車、提高上游型蒸汽機車綜合製造能力和客車、熱工系統技術改造為內容，制訂《全面加速工廠技術改造規劃》報交通部。這次技術改造以自制生產柴油機車的專用裝置為重點，並根據實際需要新建和擴建部分廠房。1974年，交通部下達《的電力傳動調車柴油機車列入交通部1975年至1976年科技發展計劃，指示大連機車車輛廠和唐山機車車輛廠分別承擔機車設計和試製的任務。第一代.研製過程.1974年11月，唐山機車車輛廠派員前往大連機車車輛廠參與設計工作。1975年初，大連、唐山兩廠合作完成了《東風5型調車、小運轉交直流電傳動內燃機車設計任務書》並經交通部批准，確定了機車的功率等級和效能要求。1975年5月，完成了東風5型調車機車的所有施工設計圖紙。東風5型柴油機車是由東風4型柴油機車基礎上發展而成的系列產品，主要用途為車站站場調車和幹線小運轉之用，運轉整備重量為120噸，透過最小曲線半徑為80米，最高速度為100公里/小時；動力裝置為一臺8V240ZJ型柴油機，近期裝車功率為1,650馬力；牽引傳動裝置採用與東風4型機車相同的TQFR-3000型同步牽引電動機、ZQDR-410型直流牽引電動機、液壓伺服馬達控制功調電阻勵磁調節裝置。1975年7月，唐山機車車輛廠開始試製第一臺東風5型柴油機車。1975年底，唐山機車車輛廠試製出第一臺8V240ZJ型柴油機，並通過了各種效能試驗和100小時可靠性試驗。同年12月底，第一臺東風5型柴油機車完成總裝。1976年1月，東風5型0001號機車開始進行水電阻試驗和正線牽引試驗，先後在唐遵鐵路和唐山車站周邊進行牽引效能試驗。1976年3月，這臺機車正式出廠並交付北京鐵路局北京內燃機務段試用，被安排在豐臺西站調車場進行運用試驗，為進一步改進與提高機車的效能和可靠性提供試驗資料。1976年7月初，東風5型0002號機車在唐山機車車輛廠落成，這臺機車吸取了第一臺原型車的試製經驗，對電氣系統、車體鋼結構、輔助機組及管路等方面作出了共54項修改。生產情況.1976年7月28日凌晨，唐山市豐南縣一帶發生了矩震級達7.5級的唐山大地震，地處震中區的唐山機車車輛廠遭到嚴重破壞，全廠面積98%的建築物被夷為平地，超過1700名職工遇難。地震前夜，東風5型0002號機車剛剛完成整備，原本準備在地震當天前往京山鐵路試執行。地震發生後，這臺機車被壓在坍塌的車庫內，工廠職工冒著餘震的危險從廢墟中挖出機車，經過修復後於1976年9月出廠並取名為“抗震號”，交付北京鐵路局北京內燃機務段使用。“抗震號”機車成為唐山機車車輛廠在抗震復產期間的第一臺出廠機車，在當時象徵著唐山工人百折不撓的意志和頑強不屈的抗震精神。1976年底，唐山機車車輛廠在一片廢墟上搭起臨時簡易工棚內，使用地震後修復的機械裝置恢復生產。1977年4月8日，工廠在震後新造的東風5型0003號機車試運轉成功。1977年4月，根據唐山市的重建統一規劃和鐵道部的指示，唐山機車車輛廠決定在豐潤縣新工業區易地重建，設計生產規模為年造東風5型柴油機車100臺，軟臥客車和特種車100輛，廠修客車600輛。在建造新廠的同時，工廠原址重建臨時性簡易廠房，並繼續少量生產東風5型柴油機車，1977年生產5臺。由於第一代的東風5型柴油機車在結構和效能方面存在不少問題，鐵道部於1981年指示唐山機車車輛廠停止生產東風5型機車，並要求增加上游型蒸汽機車的產量。從1976年至1980年，唐山機車車輛廠生產了共32臺東風5型機車，這批初代的東風5型機車被統稱為抗震型機車。第二代.研製過程.1981年，唐山機車車輛廠停產第一代的東風5型機車後，鐵道部指示大連機車車輛廠進行改進設計並重新試製第二代的東風5型機車。大連機車車輛廠於1982年開始進行第二代車型的設計。主要變化.第一代車型的主要問題包括震動大、冒黑煙和起動慢，其中頭兩項與柴油機有關，第三項與恆功率勵磁系統有關。由於8V240ZJ型柴油機採用50°V形夾角，產生的強烈二階振動是其最棘手的難題，雖然在最初設計中已經佈置了兩根-{zh-hans:質量;zh-hant:質量}-和轉向相同的，但平衡效果並不理想。後來又曾經嘗試採用轉向相反的大小平衡軸來平衡二級慣性力，卻產生了更大的附加力矩和機體震動，為解決附加力矩又再加上帶平衡重齒輪，不料卻導致軸承不堪負荷。這些解決方案不但於事無補，反而使結構變得更加複雜。因此，大連機車車輛廠直接放棄對8V240ZJ型柴油機的改良，重新設計了採用形式的8240ZJ型柴油機，這種氣缸佈置不僅在平衡性具有先天優勢，還有利於簡化機體和傳動軸系的結構。第一代的東風5型機車直接沿用了東風4型機車的機車主電路和勵磁電路，在東風4型機車上存在的起動慢問題，同樣在東風5型機車身上發生。功調電阻勵磁調節裝置的主要缺點是在柴油機第8檔以下擋位時無法發揮恆功作用，在機車起動時只能給牽引發電機提供最小勵磁電流，牽引發電機供給牽引電動機的電流偏低，起動電流小而且增長緩慢，導致機車加速效能未如理想。這對於作為幹線機車使用的東風4型機車而言影響相對較小，但對於經常低速運轉的調車機車而言正是致命弱點。為此，大連機車車輛廠為第二代東風5型機車設計了一套電子恆功率勵磁調節裝置，使牽引發電機在柴油機各檔轉速下都能獲得理想外特性。此外，排氣冒黑煙的問題則出自於柴油機增壓器，8V240ZJ型柴油機採用的45GP802型渦輪增壓器，並不適合調車機車柴油機轉速多變的要求，由於增壓器的轉子轉速不能很快跟上柴油機轉速的變化，引致提手柄加速時因空氣供應滯後而產生大量黑煙。第二代的東風5型機車採用經過改良的45GP802-1型增壓器，同時在電子恆功率勵磁調節裝置引入增壓器轉速訊號，使柴油機轉速能按最佳增長率上升。生產情況.東風5型柴油機車由鐵道部安排轉交四方機車車輛廠改進設計和批次生產之後，大連機車車輛廠仍然根據地方廠礦企業的訂單需求，按原來的圖紙生產過為數不多的東風5型機車。當中某些機車的編號與四方機車車輛廠的產品混雜，例如雲南天安化工有限公司的東風5型1068號機車、中國石化勝利油田勝利發電廠的東風5型1090號機車。部分機車則採用獨立的編號號段，例如錦西天然氣化工有限責任公司的東風5型6001號~6005號機車、中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司的東風5型9001號~9003號機車。第二代.研製過程.經過“五五”期間國民經濟三年全面調整時期後，鐵道部意識到機車車輛工業的生產能力已跟不上運輸需要，因此決定在“六五”期間加快對機車車輛工業的技術改造，並對機車車輛按實際需要進行產品結構和生產佈局的調整。1983年9月，鐵道部召開了機車車輛工業會議，制定了《機車車輛工業企業技術改造和生產發展規劃》，確定四方機車車輛廠在完成東方紅3型柴油機車的生產和廠修任務的同時，準備開始生產8240ZJ型柴油機並組裝部分東風5型柴油機車。同年，鐵道部工業局要求四方機車車輛廠在1984年內按大連機車車輛廠提供的圖紙試製一臺東風5型柴油機車。1984年12月，東風5型1002號機車在四方機車車輛廠落成，該車使用之柴油機購自大連機車車輛廠；12月26日，工廠為東風5型柴油機車和RW19型國際聯運客車舉行落成典禮，時任鐵道部副部長張辛泰、山東省副省長兼青島市委書記劉鵬出席了剪彩儀式。1985年1月，東風5型1002號機車交付濟南鐵路局濟南機務段投入運用。1985年，四方機車車輛廠根據國家經委和鐵道部的要求，總結了在機車試製中的發現的問題，在大連機車車輛廠圖紙的基礎上修改進了部分設計，同年內又試製出東風5型1003號及1004號機車。1986年起，四方機車車輛廠開始按該圖紙小批次生產東風5型柴油機車，同時亦開始自行生產8240ZJ型柴油機，並對機體和曲軸材質作出了改進，提高了柴油機的可靠性和耐久性。1987年8月至9月，鐵道部委託大連內燃機車研究所對東風5型機車及8240ZJ型柴油機進行部級鑑定試驗，牽引熱工效能試驗在研究所的機車定置試驗檯上進行，試驗專案包括牽引效能試驗、起動牽引力試驗、空轉油耗試驗、冷卻能力試驗、輔助功率測試、震動水平測量等，而機車執行阻力和制動距離試驗則是在沈大鐵路營口至大石橋間進行。同年11月，四方車輛研究所對東風5型機車進行動力學效能鑑定試驗，試驗是在青島鐵路分局管內膠濟鐵路坊子至譚家坊區間進行，試驗結果顯示東風5型機車具有良好的執行平穩性和安全性。1987年12月28日，東風5型機車正式透過部級鑑定，並在四方機車車輛廠投入批次生產。截至1989年底，四方機車車輛廠廠已生產東風5型機車共68臺。四方機車車輛廠自1986年開始生產8240ZJ型柴油機以來，先後解決了燒瓦、機油壓力低、回手柄停車、機油泵燒套、水泵漏水、增壓器不可靠等慣性質量問題。自1991年起，四方機車車輛廠為了提升8240ZJ型柴油機的經濟性和可靠性，對提升功率和改進部分工況油耗等方面進行了研究，於1991年4月研製出8240ZJC型柴油機，標定功率由1,800馬力。為了與以往裝用8240ZJ型柴油機的車型作出區別，這些裝用C型柴油機的機車或被稱呼為東風5C型機車。口岸型機車.1988年，四方機車車輛廠按照鐵道部提出的要求開始設計東風5型口岸機車，用於中國與蘇聯、蒙古國接壤邊境地區的口岸過境鐵路運輸，至1989年2月完成施工設計並開始試製。1989年11月，四方機車車輛廠試製出首批兩臺東風5型口岸機車，隨後交付哈爾濱鐵路局綏芬河機務段投入運用考核。1990年1月，東風5型4002號口岸機車在哈爾濱鐵路局管內對進行了防寒效能試驗，並在濱綏鐵路牡丹江至綏芬河間完成牽引效能試驗。口岸型機車是根據口岸地區的特殊使用要求而設計，可按需要換裝寬軌或準軌軌距的轉向架，並可以換裝符合蘇聯和蒙古鐵路標準的SA-3型車鉤，或者中國鐵路標準的13號上作用車鉤。因為這些邊境口岸的冬季嚴寒氣候，口岸型機車均採取了強化防寒措施，司機室內額外增加一臺暖風機和電熱器，可保證車外溫度-40℃時的車內溫度不低於20℃；空氣制動系統加裝風源淨化裝置和總風缸自動排水閥，柴油機進氣系統增加防喘振排氣閥，並採用專門研製的耐低溫蓄電池。1989年至1992年，四方機車車輛廠共生產了26臺口岸型機車，其中11臺機車等，擔當口岸車站調車和列車編組，以及部分國際聯運列車的過境牽引任務。防寒型機車.為了確保東風5型機車在嚴寒地區安全運用，鐵道部要求從1991年10月起配屬哈爾濱鐵路局、瀋陽鐵路局、烏魯木齊鐵路局、蘭州鐵路局、呼和浩特鐵路局的機車均需要採取加強防寒措施。防寒型機車的設計參考了口岸型機車的經驗，主要措施包括司機室內額外增加一臺暖風機和電熱器，司機室頂棚和地板鋪設雙層保溫材料，空氣制動系統加裝風源淨化裝置，柴油機進氣系統增加防喘振排氣閥，並採用耐低溫蓄電池和燃油箱防寒層。試裝陝柴柴油機.六機部因應海軍艦艇推進動力的需求，於1978年與生產國產化的PA6系列柴油機。由於當時中國經濟處於轉軌期，中國船舶工業總公司下屬工廠都面臨生產任務不足的局面。而在同一時間，“六五”期間機車車輛工業生產能力與鐵路運輸需求的矛盾越來越大，中國不得不花費大量外匯從國外大批次進口鐵路機車以解燃眉之急。有鑑及此，陝西省政府、陝西柴油機廠、中船總公司曾多次向上級主管部門建議，讓陝西柴油機廠為鐵道部門生產大功率柴油機。1985年6月19日，國家計委召集鐵道部和中船總公司共同研究將PA6系列柴油機用於柴油機車的問題。同年，9月7日，鐵道部發出通知表示同意中船總公司無償提供一臺PA6型柴油機以供試用。1986年9月，陝西柴油機廠和四方機車車輛廠合作完成了6PA6L-280型柴油機的效能試驗和驗收試驗。1986年12月，四方機車車輛廠將一臺6PA6L-280型柴油機裝上東風5型1007號機車，並於1987年1月配屬濟南鐵路局青島機務段，在青島西站調車場投入運用。同年6月18日，東風5型1007號機車轉配屬濟南西機務段，7月1日起在濟南西編組站投入運用。同年8月，為了與裝用8240ZJ型柴油機的東風5型機車作對比試驗，濟南鐵路局將原配屬濟南機務段的東風5型1005號機車調入濟南西機務段。東風5型1007號機車在使用一年零四個月共10126小時後因缺少修復配件而暫停使用，柴油機經拆缸檢查後軸瓦、曲軸、活塞等部分均沒有發現明顯磨損。儘管中船總公司和陝西柴油機廠對該計劃抱有很大期望，鐵道部對此的反應則相對謹慎和冷淡，其中一個原因是PA6系列柴油機尚未完全國產化，截至1987年底國產化率仍只有約75%，與鐵道部要求的百分之百國產化有一段距離。6PA6L-280型柴油機的價格約為每臺59萬元人民幣供鐵道部門試用，但最終亦和試裝6PA6L-280型柴油機的東風5型機車一樣不了了之。第三代.2001年，四方機車車輛廠應鐵道部的要求開始設計採用標準化司機室的東風5型柴油機車，並於2002年起從東風5型1952號機車開始投入批次生產。第三代的東風5型柴油機車又被稱為東風5改進型機車，採用了通用化、系列化、模組化、標準化的設計理念，並在零部件與生產工藝等方面作出了多項改進，解決了原來東風5型機車存在的慣性質量問題。第三代的東風5型柴油機車應用了NJ1型柴油機車的模組化設計，並按鐵道部規定改為採用標準化司機室。升級後的牽引傳動系統使用無刷勵磁的JF208C型交流同步發電機，以及由可程式設計控制器，最後一臺東風5型2083號機車同年交付中國石油蘭州石化公司。2002年12月，南車四方機車車輛股份有限公司在東風5改進型機車的基礎上，開發出裝用12V240ZJ型柴油機的東風7G型柴油機車，並從2003年起投入批次生產。該型機車所採用的各系統技術設計方案和裝置佈置，均與經鐵道部定型的東風5改進型調車機車完全相同。與東風5改型機車相比，東風7G型機車的柴油機裝車功率由1,800馬力。援助朝鮮.2006年至2008年間，中華人民共和國鐵道部曾經將國內淘汰的東風5型機車無償援助朝鮮民主主義人民共和國。在朝鮮民主主義人民共和國鐵路系統中，這些機車被定型為朝鮮鐵道100型柴油機車，機車編號為--”意為“內燃”）。該型機車也被用於擔當中朝國際聯運旅客列車的牽引任務，包括95/85次列車和K27/28次列車在丹東至新義州之間的機車交路。技術特點.總體佈置.基本結構.東風5型柴油機車是調車及小運轉用的六軸柴油機車。第一代車型，構造速度為100公里/小時，運轉整備重量為138噸，軸重為23噸。機車採用外走廊式及中梁承載的罩式車體結構，車體所有載荷均由車體底架承擔。第一代車型的車體底架長度為14,800毫米，車鉤中心線間距為16,900毫米，車體寬度為3,300毫米，車體高度為4,550毫米。第二代車型的車體底架長度為18,000毫米，車鉤中心線間距為18,800毫米，車體寬度為3,285毫米，車體高度為4,752毫米。第三代車型的車體底架長度為18,400毫米，車鉤中心線間距為19,400毫米，車體寬度為3,285毫米，車體高度為4,648.5毫米。車身兩側和兩端設有行走通道，車體兩側設有供乘務人員檢修裝置的拉門。車體底架兩端裝有13號上作用車鉤、牽引緩衝裝置和排障器。車體底架下部兩臺轉向架之間吊掛著一個。裝置佈置.第一代車型.機車從前到後分別為冷卻室、動力室、司機室和電氣室，其中電氣室方向為短罩端，冷卻室方向為長罩端。冷卻室內設有冷卻水系統和散熱裝置，冷卻室頂部裝有一個由靜液壓馬達傳動的軸流式冷卻風扇，冷卻風扇直徑為1,600毫米，冷卻室兩側共設有30個銅管帶式散熱器單節，冷卻室內還裝有、、機油熱交換器和預熱迴圈水泵。機車設有兩套獨立的迴圈冷卻水系統，分別為冷卻柴油機的高溫冷卻水系統，以及冷卻增壓空氣、機油、靜液壓傳動油的低溫冷卻水系統。位於機車中部的動力室內安裝了一套柴油發電機組，柴油機輸出端透過牽引發電機連線起動變速箱，並透過該變速箱驅動、、後轉向架牽引電動機通風機，動力室內並設有空氣濾清器、、、矽整流櫃、勵磁整流櫃等裝置。司機室內在機車正反兩個執行方向分別設有主、副操縱檯，均安裝了主控制器、操縱按鈕、空氣制動機、儀表和訊號顯示裝置等裝置，可滿足機車正向和逆向執行時的操縱需要。電氣室內設有高低壓控制電器櫃，手制動機安裝在電氣室外的車體後端。空氣制動裝置採用EL-14型空氣制動機，並配備一臺NPT5型電動空氣壓縮機。第二代車型.機車從前到後分別為輔助室、冷卻室、動力室、司機室和電氣室，其中電氣室方向為短罩端，輔助室方向為長罩端。輔助室內設有預熱鍋爐、空氣壓縮機、總風缸、等裝置。冷卻室內設有冷卻水系統和散熱裝置，冷卻室頂部裝有一個由靜液壓馬達傳動的軸流式風扇，冷卻風扇直徑為1,600毫米，冷卻室兩側共設有28個銅管帶式散熱器單節，包括高溫冷卻水系統，冷卻室下部設有靜液壓變速箱和前轉向架牽引電動機通風機。動力室內安裝了一套柴油發電機組，柴油機輸出端透過牽引發電機連線起動變速箱，並透過該變速箱驅動勵磁機、起動發電機、後轉向架牽引電動機通風機，動力室內並設有空氣濾清器、燃油濾清器、燃油輸送泵、機油濾清器、機油熱交換器、膨脹水箱、矽整流櫃、勵磁整流櫃等裝置。在大連機車車輛廠和四方機車車輛廠製造的第二代東風5型機車上，司機室內只有在面向長罩端方向的左側設有司機操縱檯。電氣室內設有高低壓控制電器櫃。空氣制動裝置採用JZ-7型空氣制動機，並配備兩臺NPT5型電動空氣壓縮機。第三代車型.第三代的東風5型柴油機車採用了模組化設計，裝置佈置參考了NJ1型柴油機車的經驗，同以往的第一代及第二代車型相比有很大變化。機車從前到後分別為冷卻室、動力室、輔助室、電氣室、司機室和制動室六個模組，其中制動室方向為短罩端，冷卻室方向為長罩端，每個模組使用螺栓與車架連線。冷卻室內設有冷卻水系統和散熱裝置，冷卻風扇改為驅動，冷卻風扇直徑為1,450毫米，另外還有空氣壓縮機、壓縮空氣乾燥器、前轉向架牽引電動機通風機及輔助電器櫃等裝置，原本放置在車內的兩個總風缸被移至車架下部燃油箱的前後兩端。動力室內安裝了柴油發電機組、預熱鍋爐和燃油輸送泵。輔助室內設有空氣濾清器、起動發電機、輔助交流發電機、輔助傳動箱、牽引整流櫃和後轉向架牽引電動機通風機。電氣室內設有高低壓控制電器櫃和PLC控制裝置。制動室內設有手制動裝置、行車安全裝置和空氣制動裝置。第三代的東風5型機車並開始採用標準化司機室和鋁合金門窗，司機室內只有在面向長罩端方向設有司機操縱檯，操縱檯的各項裝置佈置均按照鐵道部的標準化規定。空氣制動裝置採用JZ-7型空氣制動機，並配備兩臺NPT5型電動空氣壓縮機。柴油機.8V240ZJ.由唐山機車車輛廠製造的第一代東風5型柴油機車，裝用一臺由大連機車車輛廠設計、唐山機車車輛廠試製的8V240ZJ型柴油機。8V240ZJ型柴油機的結構與16V240ZJ型柴油機基本相同。機體採用由整體鑄鋼懸掛式和板件組焊成的鑄焊組合結構，並採用內外縱分隔的箱形結構和半隧道式的拱形。柴油機氣缸由氣缸套和冷卻水套組成，活塞採用鍛鋁組合式內油冷活塞，氣缸蓋由耐熱合金鑄鐵製成，並採用合金曲軸和鍛鋼並列。柴油機採用定壓增壓系統，配備一臺45GP802型渦輪增壓器，左右兩側氣缸排出的廢氣透過和總管，分別進入渦輪增壓器推動渦輪後排出，而新鮮空氣由安裝在車體上的空氣濾清器吸入，經增壓器增壓後流經中冷器進行冷卻，然後透過和進入各個氣缸。柴油機採用具有16個檔位的轉速和功率聯合調節器。1976年至1981年期間，為了改善柴油機的低負荷效能和起動加速效能，鐵道部指示大連機車車輛廠和大連內燃機車研究所等單位組成了結合攻關小組，在8V240ZJ型柴油機上進行了多種方案的脈衝增壓系統試驗，包括多脈衝增壓系統和雙脈衝增壓系統，其脈衝能量轉換器的結構並曾於16V240ZJ型柴油機上進行試驗。在唐山機車車輛廠生產第三臺8V240ZJ型柴油機上應用了多脈衝增壓系統，並完成了100小時可靠性試驗後裝車運用，試驗結果顯示機車起動牽引力和加速度有所改善，且裝拆檢修也較方便。8240ZJ.由於8V240ZJ型柴油機的震動問題無法找到妥善的解決辦法，由大連機車車輛廠和四方機車車輛廠改進的第二代東風5型機車，改為使用經過重新設計、的8240ZJ型柴油機。8240ZJ型柴油機還吸取了16V240ZJ型柴油機歷年來的改進經驗，例如降低空轉轉速和標定轉速、採用單螺旋柱塞噴油泵、由步進電機驅動的無級調速聯合調節器等，使其燃油經濟性有了顯著提高。柴油機採用定壓增壓系統，配備一臺由天津機車車輛機械廠生產的45GP802-1型或45GP802-3型渦輪增壓器。部分在高原地區運用的東風5型機車選用大連內燃機車研究所設計的ZN300-LSDC型增壓器。空氣過濾裝置採用兩級空氣濾清，第一級為旋風筒式慣性濾清器，第二級為鋼板網式濾清器。柴油機由ZQF-80型起動發電機起動，其電源由蓄電池供給。柴油機完成起動後，起動發電機由直流串勵電動機變為直流他勵發電機，並透過電壓調整器輸出110伏直流電，作為輔助發電機使用，用來給蓄電池充電並和向輔助電路及控制電路供電。8240ZJC.由四方機車車輛廠自1999年起生產的東風5型機車，裝用一臺經過改良設計的8240ZJC型柴油機。這是一款、四衝程、直接噴射、廢氣渦輪增壓、增壓空氣中間冷卻的高增壓中速柴油機。氣缸內徑為240毫米，活塞行程為275毫米，額定轉速為每分鐘1,000轉，最低空載轉速為每分鐘430轉，標定工況下的平均有效壓力為1.775兆帕。柴油機採用球墨鑄鐵整體鑄造的矩形機體、鋼頂鋁裙組合式活塞、機油震盪冷卻方式、合金鋼鍛壓曲軸、蓋斯林格聯軸節。柴油機採用定壓增壓系統，配備一臺由大連內燃機車研究所研製的ZN300型增壓器。柴油機採用無級調速的全制式液壓聯合調節器。空氣過濾裝置採用V型波浪濾網、多旋流管式慣性濾清器、紙質濾清器組成三級空氣濾清器。柴油機由ZQF412型起動發電機起動。此外，8240ZJC型柴油機亦被應用於NJ1型柴油機車。此外，為了使8240ZJ型柴油機的萬有特性更適合調車機車使用，部分東風5型機車曾試用四方機車車輛廠研製的8240ZJD型和8240ZJS型柴油機，除了增壓系統和燃油噴射裝置略有差異外，兩者的基本結構均與8240ZJC型柴油機大同小異。8240ZJD型柴油機採用MPC增壓系統。6PA6L-280.由四方機車車輛廠生產的東風5型1007號機車，試裝一臺由陝西柴油機廠裝車運用。柴油機採用球墨鑄鐵整體鑄造機體、鋼頂鋁裙組合式活塞、合金鋼鍛壓曲軸、鑄鐵溼式氣缸套。柴油機採用MPC增壓系統，配備一臺ABB VTC 254型增壓器。同型柴油機亦被應用於大同機車廠在1989年試製的大同型柴油機車。傳動系統.東風5型機車採用交—直流電傳動裝置，柴油機曲軸透過聯軸節驅動一臺交流同步發電機發出三相交流電，經由矽二極體組成的三相橋式整流裝置整流為直流電後，再將電能輸送給兩臺轉向架上的六臺直流牽引電動機，透過傳動齒輪驅動。柴油機與主發電機之間採用半剛性連線。對於第一代和第二代的東風5型機車，其主發電機、牽引電動機、起動發電機和勵磁機型號均與東風4型柴油機車相同。牽引發電機.第一代及第二代車型採用TQFR-3000型三相交流同步發電機，額定容量為2,985千伏安，額定電壓為438／613伏特，額定電流為3,936／2,805安培，額定轉速為每分鐘1,100轉，定子及轉子均為F級，冷卻方式為徑向自通風式，主發電機淨重為4,985公斤。牽引發電機的由一臺專門的勵磁機供給，勵磁機由柴油機透過啟動變速箱驅動，其發出的交流電經勵磁整流器轉換為直流電後，給發電機的轉子勵磁繞組勵磁。第三代車型採用無刷勵磁的JF208C型三相凸極式交流同步發電機，利用內建式旋轉整流裝置及勵磁機代替了外接式勵磁機，發電機轉子上設有主發電機的勵磁繞組和勵磁機的三相繞組，而勵磁機的勵磁繞組則設在主發電機定子上。額定容量為2,570千伏安，額定電壓為386／606伏特，額定電流為3,840／2,444安培，額定轉速為每分鐘1,000轉，定子及轉子絕緣等級均為H級，冷卻方式為徑向自通風式，主發電機淨重為5,500公斤。同系列的JF208S型同步發電機亦被應用於NJ1型柴油機車。整流裝置.牽引發電機發出的三相交流電由矽整流裝置轉換成直流電，整流裝置是由矽二極體元件組成的三相橋式全波整流電路。第一代東風5型機車的整流櫃是由牽引整流部分組成。第二代東風5型機車採用與東風4型柴油機車相同的GTF-4800/770型矽整流裝置，由六個串聯的整流橋臂組成，每一橋臂有六個並聯的ZP500-20型風冷平板式整流二極體，每臺整流櫃共有36個二極體元件，矽整流裝置的最大直流輸出電壓為770伏特，額定直流輸出電流為4,800安培。第三代東風5型機車採用GZTD70型矽整流裝置，由兩組橋式全波整流電路並聯組成，每組整流橋內設有6個ZPA2500-20型二極體元件，每組整流橋向一個轉向架的三臺牽引電動機供電，最大直流輸出電壓為770伏特，額定直流輸出電流為2×2,400安培。牽引電動機.東風5型機車採用ZQDR-410型四極串勵牽引電動機，額定功率為410千瓦，額定電壓為550伏特，額定電流為800安培，額定轉速為每分鐘640轉，最高轉速為每分鐘2,365轉，定子及電樞絕緣等級分別為H級和F級，冷卻方式為強迫通風。在最初試製的東風5型0001號機車上，原始設計為六臺牽引電動機全部並聯連線、無磁場削弱，但因為恆功率勵磁系統。控制系統.功調電阻勵磁調節裝置.第一代的東風5型機車採用與東風4型機車完全相同的勵磁控制系統，恆功率勵磁調節主要是依靠柴油機聯合調節器來完成。聯合調節器對應於每一檔柴油機轉速都有恆定的給油量，使柴油機的扭矩保持恆定，從而使柴油機保持恆功率。自動調節勵磁系統採用由聯合調節器伺服油壓馬達帶動變阻器的方式，整個系統主要由測速發電機、勵磁機、勵磁整流櫃和聯合調節器的功率調節滑閥等環節組成。勵磁機勵磁電流是由柴油機經啟動變速箱驅動的測速發電機供電。測速發電機是一臺他勵直流發電機，測速發電機的勵磁電流是由110伏直流電經一個功率調節電阻供給，功率調節電阻的滑動觸點由聯合調節器上的功率伺服油壓馬達帶動，它根據柴油機工作狀況自動地調節可變電阻器的阻值，從而改變測速發電機的勵磁電流，並經測速發電機和勵磁機二級放大後，間接地改變了牽引發電機的輸出功率。這種勵磁系統的最大缺陷是在低檔位無法產生作用，致使機車的起動加速效能強差人意，而且該系統反應時間長、動態效能差，當牽引負載突變時往往未能及時調整牽引發電機的勵磁。由於該系統是以司機控制器手柄在第8檔、功率調節電阻從短路到全部接入時，獲得完整的牽引發電機外特性作為基準來確定功率調節電阻的阻值，因而產生了第8檔以下低檔位時功調電阻調節量不足、牽引發電機處於最小勵磁電流狀況下轉運的問題，導致機車在柴油機低轉速時的輸出功率太低。這對於起動頻繁的調車機車無疑是致命缺陷，因此從東風5型0002號機車開始只好將牽引電動機全並聯改為“兩串三並”作為暫時對策，其低速效能始能勉強滿足調車作業的要求。電子恆功率勵磁調節裝置.1976年，為了利用電力電子技術改善東風5型機車的牽引效能，鐵道部科學研究院機車車輛研究所應唐山機車車輛廠的要求，為東風5型機車設計了電子恆功率勵磁控制系統。鐵科院的電子恆功率系統方案採用柴油機轉速作為牽引發電機的功率給定訊號，並採用霍爾感測器作為牽引發電機的電壓、電流和功率訊號檢測器，透過由運算放大器組成的比例積分調節器和定寬變頻式閘流體斬波器則作為執行元件，用來改變勵磁機的勵磁電流，繼而調節牽引發電機的輸出功率。1977年，先後安裝在東風5型0001號機車和東風4型0113號機車上進行試驗。1982年，大連內燃機車研究所和大連機車車輛廠為東風5型柴油機車研製出DHL-II型電子恆功率勵磁調節器，該電子恆功率系統是由、訊號檢測、基準給定、增壓器轉速檢測變換、綜合比較、斬波器等元件構成。牽引發電機的電壓、電流訊號由牽引整流櫃交流側透過電壓互感器、取得，並傳送給由運算放大器組成的乘法器得出發電機功率訊號。基準給定訊號是由與司機控制器手柄擋位相對應的柴油機轉速而產生。發電機功率訊號、增壓器轉速訊號、基準給定訊號輸入到由整合運算放大器和比例積分調節器構成的綜合比較元件，經比較後得出的調節訊號輸入到電壓—頻率變換器和定寬變頻式閘流體斬波器，從而改變勵磁機的勵磁電流。DHL-II型勵磁調節器先後安裝在東風4型0188號機車和東風5型0029號機車上進行試驗。1989年，DHL-II型勵磁調節器正式透過中車公司技術鑑定，並開始在第二代的東風5型柴油機車上被廣泛使用。由於第二代車型已改用無級調速的聯合調節器，因此功率基準給定訊號改為經由測速發電機和函式發生器得出，而功率檢測乘法器亦改用模擬乘法器以簡化電路。後來，為了提高電子恆功率勵磁調節器的可靠性，將原來調節器直接控制勵磁機勵磁電流的方式，改為控制測速發電機的勵磁電流，並在斬波器中使用高反壓三極體取代閘流體。微機恆功率勵磁控制系統.大連內燃機車研究所於1985年成功為東風4B型柴油機車研製出使用Zilog Z80微處理器的微機勵磁控制裝置之後，於1989年為東風5型柴油機車設計了WKL98-2型微機勵磁控制系統。該系統是以英特爾微控制器為核心，由電源外掛、數字—模擬轉換外掛、計算機外掛、勵磁控制外掛、外接除錯外掛等部分組成。從各個感測器傳送的各種反饋訊號，包括柴油機轉速、發電機輸出電壓及電流、車外大氣壓力等，經模擬—數字轉換後從I/O埠輸入系統，電腦程式將發電機電壓、電流、功率反饋值，與對應於某個柴油機轉速下的預設值進行反覆比較及得出誤差訊號，經過比例積分運算後輸出一組數字調整訊號，再經由數字—模擬轉換器將之轉換成模擬訊號電壓，並由斬波器來控制測速發電機之勵磁電流。1994年起，WKL98-2型微機勵磁控制系統開始在四方機車車輛廠生產的第二代東風5型機車上應用。後來，東風5型機車還先後使用過四方機車車輛廠生產的JWK-1S型微機控制系統，以及大連機車研究所和四方機車車輛廠合作研製的WK-1L型、WK-2型簡統化微機控制系統，其架構和原理皆與WKL98-2類似。PLC控制系統.第三代的東風5型柴油機車使用以日本歐姆龍CQM1H型可程式設計控制器作為核心的控制系統。控制系統具有柴油機恆功率控制、機車低恆速控制、輔助電機控制、機車邏輯控制、機車各系統保護、高原修正設定，以及故障檢測、保護及顯示紀錄等多種功能，司機操作檯上並設有彩色液晶顯示器顯示機車狀況。PLC對柴油機轉速、牽引發電機的電壓和電流進行比較，並透過斬波器控制勵磁機的勵磁電流，由此達到恆功率控制的目的。PLC控制系統後來亦被沿用到東風7G型柴油機車。部分早期生產的第二代東風5型機車在大修時也改裝可程式設計控制器，取代原來的電子恆功率勵磁控制系統以提高可靠性。轉向架.機車軸式為Co-Co，走行部為兩臺相同的無導框式三軸轉向架。轉向架的主要結構與東風4型柴油機車大致相同，但根據調車機車的特點作出了一些改動。轉向架採用鋼板組焊成封閉式箱形結構的“目”字形構架，由箱形截面的兩根側梁、兩根橫樑、前後端梁組焊而成。輪對軸箱內裝有四列，軸箱定位裝置採用拉桿式彈性定位結構，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。轉向架採用四點支承的旁承裝置，車體全部重量透過八個旁承由兩臺轉向架支承，轉向架與車體間還設有緩衝側擋裝置。彈簧懸掛裝置分為一系和二系懸掛兩部分。一系懸掛採用獨立懸掛形式，包括軸箱與構架之間的軸箱圓彈簧，以及用於衰減吸收來自軌道高頻振動的橡膠墊，以及在1、3、4、6軸裝有並列的液壓減震器；二系懸掛為轉向架構架與車體之間的旁承橡膠堆。第一代車型的一系及二系懸掛靜撓度為114毫米和13毫米，第二代及第三代車型為120毫米和16毫米。牽引力和制動力透過低位平行四杆牽引杆機構傳遞，牽引點至軌面距離725毫米。牽引電動機採用單側齒輪傳動的軸懸式驅動方式。基礎制動方式為帶閘瓦間隙自動調節器的單側踏面制動，每個車輪各有一套制動裝置，當機車施行制動時，制動缸從空氣制動機獲得壓縮空氣，並透過槓桿機構使閘瓦抱輪產生制動作用。停車制動為手制動裝置。