NY7型柴油机车

引進背景

1967年，中國為了引進西德液力傳動柴油機車的先進技術，引進四台由亨舍爾公司製造、以德國聯邦鐵路V320型柴油機車為基礎、根據中國方面訂貨要求而設計的4000馬力液力傳動柴油機車，即NY5型柴油機車，作為自主研製大馬力液力傳動柴油機車的技術樣板。NY5型機車投入運用以後由於性能表現良好，同時為了緩解缺乏大功率柴油機車的局面，中國於1970年決定再次向亨舍爾公司訂購一批功率更大的液力傳動柴油機車。1970年夏季，中德雙方進行了為期三個月的貿易和技術談判，確定了機車的技術條件。1970年7月，中國技術進出口總公司代表中華人民共和國鐵道部，與西德亨舍爾公司正式簽訂了30台大功率液力傳動柴油機車的訂單，合同總價值超過8000萬西德馬克，這也是繼1958年埃及向亨舍爾訂購總值1億馬克的柴油機車之後，十二年來西德機車車輛製造業收到的最大一張出口訂單。
根據中國提出的訂貨要求，新機車是以NY5型機車為基礎、設計速度為120公里/小時的幹線貨運機車，在技術條件允許的情況下儘量提高機車功率和牽引力。這批機車號稱當時世界上單機功率最大的液力傳動柴油機車，原計劃全部裝用MTU MA 12V 956系列柴油機，機車標定功率為5400馬力。然而，MTU MA 12V 956 TB10型柴油機雖然是當時西德能夠提供的功率最大的機車用柴油機，但該型柴油機未經詳盡的運用試驗就投入批量生產，並且大量裝用於德國聯邦鐵路218型柴油機車上，因此運用初期柴油機常常發生故障，不能用於出口產品。同時，MTU公司正忙於查找缺陷和作出修改，作為改進型的MTU MA 12V 956 SB10型柴油機遲遲未能定型生產。
鑑於中國要求的交貨時間較為緊迫，經協商後決定先行交付10台裝用MTU MB 16V 652 TB10型柴油機的機車，該型柴油機雖然功率較小但技術成熟可靠，被廣泛裝用於德國聯邦鐵路216型、215型、217型柴油機車。這批機車在中國鐵路系統內被定型為NY6型柴油機車，機車標定功率為4600馬力，在亨舍爾公司的內部設計代號為DHG 4600，機車生產序號為31621～31630。而訂單中的其餘20台機車則仍然裝用MTU  MA 12V 956 SB10型柴油機，機車標定功率為5400馬力，在中國鐵路系統內被定型為NY7型柴油機車，在亨舍爾公司的內部設計代號為DHG 5400，機車生產序號為31631～31650。NY6型機車與NY7型機車相比，除了柴油機型號和相關配件不同之外，其他如車體結構、設備布置、輔助機組、傳動裝置、走行裝置等部分皆完全相同，因此兩者實際上是不同功率等級的同型機車，因此它們亦擁有連續的機車編號，車號分別為0001～0010、0011～0030。

總體布置

NY7型柴油機車是5400馬力的幹線貨運用液力傳動柴油機車，機車採用全鋼焊接結構的框架承載式車體，焊接在一起的車體和車架共同構成一個剛性的整體承載結構。車底架長度為22,000毫米，轉向架中心間距為12,800毫米，車鉤中心線間距為23,610毫米，車架兩端設有裝有排障器、自動車鉤和車鉤緩衝器。車體部分用輕型鋼結構作為骨架，並在外部敷以薄鋼板作為蒙皮。機車採用雙端司機室、雙側對稱結構的布置，可根據行車方向由機車任一端司機室操縱機車。為了便於機車運行過程中司機對動力室的巡檢，兩端司機室通過雙側內走廊通道相連，取代了NY5型機車的單側走廊布置方式。車內設備布局採用雙機組對稱布置，裝有兩套相同而獨立的動力傳動機組，每套機組包括一台柴油機及傳動裝置，可以根據需要使用其中任何一套或兩套同時工作。車體內部從前端至後端分為第一司機室、第一動力室、傳動冷卻室、第二動力室、第二司機室等五個部分。
司機室內設有正副司機操縱台、電氣控制櫃、空氣制軔閥、手制軔器手輪等設備，司機主操縱台設置在機車前進方向的左側，控制器手輪設有按逆時針方向轉動的31位運轉位，而按順時針方向轉動為16位液力制軔位。兩個動力室各裝有一台柴油機，以及燃油及機油的輸送和加熱等配套設備。第二動力室內裝有一台電動的主空氣壓縮機，另外還設有一台輔助柴油機，用於驅動輔助空氣壓縮機和輔助發電機；第一動力室內還設有一台預熱鍋爐。當機車長時間停車待機時，由輔助柴油機供應輔助電源和壓縮空氣，避免主柴油機在無負荷情況下長時間運轉，並且有效節省燃油消耗。傳動冷卻室內下部的車架上裝有兩組液力傳動裝置，每組液力傳動裝置各自設有輔助輸出軸，並通過彈性聯軸節驅動起動發電機和靜液壓泵。
NY7型機車設有兩套彼此獨立的冷卻水系統，兩套V型結構的散熱器組設置在傳動裝置上方。由於NY7型機車的柴油機功率較大，因此冷卻系統的性能亦相應調整，循環水泵、靜液壓泵、靜液壓馬達、冷卻風扇的轉數和功率均比NY6型機車有所提升。每組銅質管片式散熱器由34個冷卻單節組成，散熱器元件採用德國著名冷卻設備製造商貝洱公司（Behr）的產品。每組散熱器各設有兩台軸流式冷卻風扇，分別為柴油機主循環系統（23個冷卻單節）和中冷器次循環系統冷卻（11個冷卻單節）。冷卻空氣從車體側牆上的通風百葉窗口吸入，流經散熱器和吸收熱量之後從車頂排出。車體下方兩台轉向架之間的空間，吊掛著一個容量為10,000升的燃油箱、兩個總風缸和蓄電池組。

柴油機

NY7型柴油機車裝用兩台由MTU公司製造的MTU MA 12V 956 SB10型柴油機，該型柴油機是一款四行程、12氣缸、V型結構、直接噴射、廢氣渦輪增壓、中間冷卻的高速柴油機，氣缸內徑為230毫米，活塞行程為230毫米，單缸排量為9.56升，氣缸夾角為50°，UIC標定功率為2,700馬力，裝車功率為2,500馬力，標定轉速為每分鐘1,500轉。在輸出端V型夾角上面布置著兩台AGL-340型渦輪增壓器，而另一端設有用於冷卻增壓空氣的中冷器，其排氣管與柴油機進氣管相連。柴油機採用整體鑄鐵機體、特種鑄鐵濕式氣缸套、鋼頂鋁裙組合式油冷活塞、合金鋼整體鍛造曲軸、單體式鑄鐵氣缸蓋、合金鋼模鍛並列式連杆組、博世合成式高壓噴油泵、圓片彈簧式減震器。

傳動系統

NY7型柴油機車是採用雙機組設計的液力傳動柴油機車，車上裝有兩套相同而又互相獨立的動力傳動機組，分別驅動兩個三軸轉向架。液力傳動系統包括液力變速箱、分配齒輪箱、車軸齒輪箱、中間支承、萬向軸等部分組成。主傳動路線與NY5、NY6型機車基本相同，液力變速箱的安裝位置靠近車體中部，而柴油機則安裝在司機室之後，分配齒輪箱安裝在轉向架構架上。柴油機輸出的功率經第一萬向軸傳給液力變速箱，然後從液力變速箱輸出的扭矩經第二萬向軸、中間支承裝置、第三萬向軸傳入分配齒輪箱，最後從分配齒輪箱經過第四、第五、第六萬向軸分別傳給前後三個車軸齒輪箱。
NY7型柴油機車採用多循環圓結構型式的福伊特L820rU型液力變速箱，變速箱內裝有兩個結構參數不同的液力變扭器，包括一個起動變扭器、一個運轉變扭器，以及一對機械式換向齒輪和兩個液力制軔耦合器。起動變扭器和運轉變扭器均為單級離心式渦輪。液力傳動裝置根據機車速度和柴油機功率的變化，利用充排油使變扭器自動接入或退出工作來實現自動換擋，換檔時牽引力無級變化。與NY6型機車的液力傳動裝置相比，泵輪轉速由每分鐘3115轉提高到3260轉，當額定輸入轉速為每分鐘1500轉時，液力變速箱最大輸入功率提高至2300馬力。換向機構採用帶有變扭器微量充油功能的風動齒輪離合器。傳動裝置並設有KB510/41型液力制軔器，機車運行於長大下坡道或減速時，使用液力制軔可減少閘瓦磨耗，最大制軔功率為2×1840馬力。
雖然NY6型和NY7型機車原本計劃作為貨運機車，但投入運用以後基本上只用於客運牽引，這是由於機車設計方面的原因所致。這兩種車型均採用兩變扭器的福伊特L820rU型液力變速箱，該變速箱在較高速度範圍有較佳的性能，低速性能反而比不上設有三個變扭器、用於NY5型機車的福伊特L830rU型液力變速箱。國外使用福伊特L820rU型液力變速箱的柴油機車，例如德國聯邦鐵路210型、215型、217型、218型柴油機車，都設有工況齒輪箱以便滿足客貨運通用的需要。而中國訂購機車時不僅不要工況齒輪箱，並將設計最高速度定為較高的120公里/小時，進一步削弱了機車的低速起動性能，因此NY6、NY7型機車的設計從本質上就是客運機車。雖然NY7型機車功率比較大，但只有138噸的粘著重量又限制了其牽引定數。NY7型機車在京原鐵路大坡道區段上進行貨物列車牽引試驗期間，就發現起動緩慢、輪對空轉嚴重等問題，所以此後該型機車只作為客運機車使用。

轉向架

機車走行部為兩台三軸轉向架，其結構與NY5型機車轉向架基本相同。構架採用鋼板焊接箱型結構，車軸軸箱採用導框式定位，並裝有錐形橡膠軸端緩衝裝置。每台轉向架側樑上設有兩個油浴式摩擦旁承，車體重量便通過四點旁承支承在轉向架上，轉向架相對於車體的橫向彈性位移依靠二系彈簧的橫向剛度來實現，而最大橫向位移則以側承加以限制。機車設有二系懸掛裝置，一系懸掛為軸箱兩側的螺旋彈簧，以及並聯的垂向油壓減震器。二系懸掛為車體和旁承裝置之間的螺旋彈簧組，車體和轉向架之間亦有橫向油壓減震器以抑制橫向高頻振動。所有垂向和橫向油壓減震器均採用荷蘭科尼公司（KONI）產品。靠近車體中部的兩個輪對之間還設有均衡樑聯接。牽引力和制軔力通過車體和轉向架間的中心低位牽引拉杆傳遞。機車採用克諾爾空氣軔機，每個輪對設有一個制軔缸，施行雙側閘瓦制軔；分配閥有一次緩解和階段緩解兩個位置，並帶有緊急制軔加速器。和NY5、NY6型機車一樣，NY7型機車同樣設有防空轉裝置、防滑調節器、輪緣給油潤滑裝置。