东风10F型柴油机车

背景

1988年，大连机车车辆厂成功试制了一组东风10型双节八轴干线货运内燃机车，其后在黔桂铁路的麻尾至金城江的大坡道、小半径曲线多的区段上试用。运用实践显示，东风10型机车的通过曲线性能良好，但由于东风10型机车只有八轴而粘着重量只有184吨，机车功率和牵引力受机车粘着重量限制而不能充分发挥，容易导致在上坡时轮对空转、坡停后的起动困难等问题。另外，东风10型机车在京沪铁路徐州北至南京东区段进行的5000吨重载牵引试验，也反映出列车起动加速阶段时间太长的问题，原因同样是粘着牵引力不足。
为了解决东风10型机车因粘着重量不足而限制轴功率发挥的缺点，大连机车车辆厂在东风10型、东风10D型机车基础上，于1993年设计了东风10C型机车的技术方案。东风10C型机车为双节十二轴干线客货运内燃机车，由两节Co-Co轴式的六轴机车连接而成，每节机车装用一台12V240ZJD型内燃机，采用东风4C型机车的电传动装置。东风10C型机车可按不同的齿轮传动比和轴重配置而作为客运或货运机车使用。机车标准轴重为21吨，但可根据需要在19~23吨的范围内选择。根据计算，货运机车可牵引5000吨重载列车通过10.5‰的限制坡道；而客运机车可以牵引20辆客车达到140公里/小时的速度。

研制

根据中华人民共和国铁道部关于第九个五年计划（1996年至2000年）期间的铁路发展规划，要求实现“货运重载、客运提速”，提高铁路干线旅客列车的旅行速度，提速区段的快速旅客列车最高速度为140～160公里/小时。1995年初，大连机车车辆厂开始在东风10C型机车的既有设计平台上，研制东风10F型准高速客运机车。由于大连厂实施了以计算机辅助设计（CAD）和标准化、模块化部件为主要内容的开发模式，东风10F型机车从设计到落成仅用了10个月的时间。
1995年3月，机车技术设计方案通过大连厂厂内设计评审；同年4月至7月，进入施工设计阶段；同年8月，机车开始投入试制。1995年12月18日，时任铁道部部长韩杼滨、副部长国林到工厂视察，要求加速开发东风10F型提速机车，强调“要达到160公里时速，准高速不能光靠一家生产，因为能力达不到”。1996年2月27日，首组东风10F型机车竣工并通过出厂验收；同年6月，第二组机车出厂。

试验

同年4月上旬，东风10F型机车在铁道部科学研究院北京环形铁道按有关标准进行了车体静刚度、垂向自振频率、轴重转移、机车阻力、动力学和单机制动性能等试验，最高试验速度达到170公里/小时。
为了对计划于1997年实施的中国铁路第一次大面积提速进行技术准备，铁道部决定在沪宁铁路、京秦铁路、沈山铁路、京广铁路郑州至武昌区段等既有干线上进行提速试验。1996年6月，东风11型、东风10F型准高速机车参加了北京铁路局管内京秦线北京至北戴河间的提速试验，进行对京秦线线路的平顺性、稳定性、安全性综合评估，期间东风10F型机车的最高试验速度达到173.5公里/小时。

专运机车

自1970年代起，中国铁路的专运机车一直采用由联邦德国（西德）进口的NY6型液力传动内燃机车。至1990年代，为了满足专运机车更新换代的需要，大连机车车辆厂在研制东风10F型提速机车的同时也开发了东风10F型专运机车，当时又称“高档客运机车”。1995年12月18日，时任中国铁道部部长韩杼滨到大连厂视察时指出，新型专运机车“原想走整机购进的道路，但每台车需750万美元，经济上难以承受，所以决定叫大连厂引进部分零部件自己制做，大连厂有实力做好”。1998年2月，东风10F型专运机车开始投入试制。
1998年间，大连厂先后生产了4组（8节）东风10F型专运机车，车号为2001～2004，其结构及性能与东风10F型0001、0002号机车基本相同，但车体外观上略有差异，例如以大面积侧墙竖式百叶窗取代了原来的进风窗口，此外部分关键零部件采用了进口产品以提高机车的可靠性。东风10F型专运机车于同年通过了三万公里运用考核以及高温试验和牵引性能试验；经过一段时间试验，由于其故障率相对较高，未被铁道部专运处选为正式专运机车。

运用

东风10F型客运机车完成试验后，于1996年7月配属北京内燃机务段投入运用，主要担当“北戴河号”快速旅客列车、京秦线旅游列车、京沪线快速列车的客运牵引任务。2001年，六组东风10F型机车陆续转配属北京西机务段，投入京九铁路运用，担当北京西至聊城（北）、衡水、阜阳的客运列车牵引任务。2005年3月，铁道部决定实施铁路局直接管理站段的体制改革，北京西机务段与北京内燃机务段合并，改称北京机务段，东风10F型机车随之改配属为北京机务段北京西运用车间。2006年底，北京西运用车间陆续向北京运用车间调出东风10F型机车，改为牵引京原铁路的客运列车，用以替代原来的双节重联北京型机车。 2014年4月，DF10F-0001、0002两组机车分别于天津机务段和北京机务段报废拆解。同年12月，DF10F-2001~2004四组专运机车无限期停用，封存于京局石家庄机务段保定运用车间。一年后的2015年12月，DF10F-2001~2004四组专运机车报废拆解。自此，DF10F彻底成为历史。

总体结构

东风10F型机车由两节结构相同的单司机室机车联挂而成，分别为A节和B节机车，机车乘务员在本务机车上可同时操纵两节机车，两车之间有风挡和通过台。机车既可双节重联使用，也可单节独立使用。车体结构及设备布局大致继承了东风10D型、东风4C型机车的设计，采用全焊接钢结构框架式侧壁承载车体，设双侧内走廊。机车从前到后分别为司机室、电气室、传动室、动力室和冷却辅助室。电气室内设有主整流柜、高低压电器柜、制动电阻柜等；传动室内设有辅助传动机构、牵引电机通风机等设备；动力室在机车中部，安装了一套内燃发电机组以及主发电机通风机、车体通风机等；冷却辅助室内设有V型结构的扁管肋片式强化铜散热器和风扇、辅助内燃机发电机组、牵引电动机通风机、空气压缩机和总风缸等。机车下部两台转向架之间吊挂着燃油箱和蓄电池组，结构与东风10D型机车相同。

内燃机

每节机车装用一台12V240ZJD型内燃机，是在东风6型机车使用的16V240ZJD型内燃机基础上改进设计而成，同样应用了与英国里卡多咨询工程公司技术合作成果，属于240/275系列产品之一。该型内燃机为12气缸、四冲程、废气涡轮增压的直喷式V型中速内燃机，与16V240ZJD型内燃机相比主要改进为缩小了内燃机尺寸以减轻重量，并应用了部分16V240ZJE型内燃机新型零部件。内燃机标定功率为2400千瓦，装车功率为2200千瓦。

传动系统

传动装置为交—直流电传动。内燃机通过法兰盘直接驱动一台三相交流同步牵引发电机，通过硅整流装置把牵引发电机发出的三相交流电整流为直流电，再经过一套控制系统将电能输送给两台转向架上的六台直流串励牵引电动机，通过传动齿轮驱动车轮。东风10F型机车的电传动系统大部分电气设备可与东风4C型机车通用互换，采用了TQFR-3000B型同步牵引发电机、ZD109D型直流牵引电动机。
东风10F型机车的控制系统是在东风4C型机车所采用的无级调速和励磁调节器基础上改进而成，安装了微机控制的励磁调节器，以及集内燃机调速器无级调节、辅助发电机电压控制、磁场削弱控制三种功能于一体的多功能控制器。

转向架

每节机车的走行部为两台相同的三轴转向架，除牵引电机悬挂方式不同外，其结构大致沿用了东风4系列机车三轴转向架的设计。一系悬挂采用独立轴箱拉杆定位圆弹簧加液压减震器，二系悬挂采用橡胶堆旁承加横向减振器和抗蛇行减振器，牵引力和制动力通过低位四连杆机构牵引装置传递。为了满足机车高速运行时动力学性能要求，东风10F型机车是中国国内首次使用牵引电动机滚动轴承抱轴半悬挂结构的准高速机车，取代了滑动轴承抱轴悬挂，而结构上亦比空心轴全悬挂简单。基础制动装置采用带闸瓦间隙自动调整器的单元制动装置（包括弹簧停车装置）和粉末冶金闸瓦。