东风7D型柴油机车

背景

1990年代初，位於中國西南地區的黔桂鐵路急需一種牽引性能更好的新型機車。在南昆鐵路通車之前，黔桂鐵路一直是連接貴州省和廣西自治區的唯一鐵路通道，尤其金城江至麻尾區段，以彎道多、曲線半徑小、坡度大而著名，成為黔桂鐵路最大的瓶頸區段，制約了鐵路運輸能力。從1970年代開始，黔桂鐵路長期以來使用東風型柴油機車作為主力，與東風4型等新型機車相比，不但功率小、油耗大，而且故障率隨著機車老化而提高，因此成都鐵路局與柳州鐵路局從1990年就開始為黔桂鐵路尋找替代車型。
1990年，成都鐵路局、柳州鐵路局分別在黔桂鐵路都勻至麻尾、金城江至麻尾區段，使用東風4型機車進行雙機牽引試驗。試驗結果顯示，東風4型機車雖然牽引能力較大，但由於其採用軸距較大的Co-Co軸式，在小曲線半徑的鐵路上對路線損害及機車輪緣磨耗嚴重，甚至出現軌距被擴寬的情況1991年至1993年，柳州鐵路局又使用大連機車車輛廠的東風10型機車進行牽引試驗，雖然其牽引、制軔性能、曲線通過性能和經濟性等方面均優於東風型和東風4型機車，但黏著牽引力不足成為其最主要的問題。
與此同時，北京二七機車廠於1992年對東風7B型調車機車轉向架的旁承結構作了改進，並採用了磨耗型踏面，試製了適應小半徑曲線路線的東風7B型3025、3026號兩台機車，隨後交付北京鐵路局陽泉機務段試用。為了加快黔桂鐵路機車換型，根據鐵道部機務局安排，這兩台機車於1994年8月轉交柳州鐵路局金城江機務段進行雙機牽引試驗。試驗結果顯示，東風7B型機車的牽引、制軔、起動、爬坡性能均可滿足黔桂鐵路的運輸需要，但在運用過程中也發現一些應進一步改進的方面。例如，由於東風7B型機車最初設計用途為調車和小運轉作業，因此採用了外走廊、單司機室車體，造成在黔桂鐵路某些路段運行時出現嘹望「死角」；東風7B型機車裝用由二七廠設計生產的12V240/260系列柴油機，零部件無法與東風4型、東風4B型機車的16V240/275系列柴油機通用等。
此外，為了令東風7B型機車能適應中國東北高寒地區運用需要，二七廠於1994年生產了12台東風7B型防寒機車，並配屬哈爾濱鐵路局加格達奇機務段使用。這種防寒型機車使用效果良好，但由於東風7B型機車採用了外走廊車體，列車運行途中不便司機巡視機組。

研製

1995年1月，鐵道部正式向北京二七機車廠下達了東風7D型柴油機車設計任務書，要求二七廠在東風7B型機車基礎上，針對機車在黔桂鐵路和加格達奇運用過程中發現的問題進行改進設計，研製採用內走廊式車體、採用12V240/275系列柴油機的東風7D型機車。
東風7D型機車是東風7系列柴油機車之中唯一按幹線運用設計的車型，採用單端司機室、內走廊車體，裝用一台240/275系列的12V240ZJ6A型柴油機，柴油機裝車功率由東風7B型機車的2000馬力提高到2500馬力，並設有電氣和空氣重聯裝置。根據運用地區的路線情況和氣候特點，二七廠分別開發了山區型和防寒型東風7D型機車，兩者總體結構基本相同，僅部分設備略有差異。山區型機車適用於坡度大、曲線多的山區鐵路，採用油浴滾動摩擦式旁承轉向架，軸重22噸，司機室加裝空調裝置。而防寒型機車適用於高寒地區，採用與其他東風7系列調車機車相同的油浴滑動摩擦式旁承轉向架，軸重23噸，車體加強防寒措施並不設空調裝置。此外，由於交付時間緊迫，為縮短設計時間，東風7D型機車沿用了北京型機車的車體外觀設計，並在車頭正面帶有天安門的標誌，成為其一大特色。
1995年7月，北京二七機車廠試製出首台山區型機車，並於同年8月9日舉行了出廠儀式，隨即投入批量生產；同年9月，又試製了首台防寒型機車。至1995年底，共生產了山區型和防寒型機車各20台並交付使用，實現「當年設計、當年試製、當年批量生產」的目標。根據鐵道部安排，東風7D型機車於1996年4月在黔桂鐵路金城江至麻尾、湘桂鐵路柳州至黎塘區段進行了動力學性能試驗，同年7月至8月在鐵道部科學研究院北京環形鐵道進行各項型式試驗。

改進

東風7D型機車投入運用後，不久就暴露了機車在設計、製造、運用、維護保養方面諸多質量問題，例如柴油機排氣管墊漏、增壓器故障、靜液壓系統泄漏、車體漏雨等，令二七廠的聲譽受到嚴重影響。為了提高機車質量和可靠性，二七廠通過走訪配屬東風7D型機車的四個機務段，了解用戶的意見和改進建議後，列出十項技術改進、質量攻關課題，對機車進行全面質量整改。1996年底至1997年初，二七廠對金城江機務段的四台山區型機車進行技術改造和運用考核，試驗結果良好，此後開始對已出廠的機車進行改造。同時，為了改善柴油機燃燒質量、減少增壓器故障，二七廠又研製了採用定壓增壓柴油機的東風7D型機車，柴油機機型為12V240ZJ6C型。1997年7月至9月，在鐵道部機務局的安排下，選取了麻尾機務段的東風7D型0101號機車進行牽引熱工試驗。
此外，由於東北地區部分鐵路支線運量較小，通常採用單台機車牽引已能滿足需要；而東風7D型機車原設計為重聯運用的單端司機室機車，當單機運用時給機車乘務員造成不便。根據齊齊哈爾鐵路分局的要求，二七廠於1997年研製了設有雙端司機室的防寒型機車。
至1999年停產，北京二七機車廠累計生產了150台東風7D型山區型機車（0001～0150），以及64台東風7D型防寒型機車（3001～3064）。

運用

東風7D型山區型機車從1995年8月開始配屬在柳州鐵路局（今南寧鐵路局）金城江機務段、成都鐵路局麻尾機務段，投入黔桂鐵路運用，其中金城江機務段的機車採用綠色塗裝，而麻尾機務段的機車採用橘紅色塗裝；主要擔當黔桂鐵路金城江至貴定區段的客貨列車牽引任務，其中金城江至麻尾由金城江機務段擔當，麻尾至貴定由麻尾機務段擔當。
東風7D型防寒型機車從1995年10月開始先後配屬哈爾濱鐵路局讓湖路機務段、加格達奇機務段、塔河機務段，替代原來的蒸汽機車投入濱洲鐵路、富西鐵路、牙林鐵路、伊加鐵路、林碧鐵路等干支線運用。2005年至2006年間，為了緩解柳州機務段運力不足的問題，哈爾濱鐵路局向柳州鐵路局調出約30台防寒型機車，代之以經過防寒改造的東風4B型機車，並於2005年11月停止使用東風7D型機車，將其封存於加格達奇、塔河等地。而轉配柳州機務段的防寒型機車，部分曾經一度投入黔桂鐵路、焦柳鐵路試運行，但這批機車因缺乏維護而狀態欠佳，且防寒型機車並不適應南方的山區路線和氣候條件，同時柳州機務段也增配了東風4B型、東風4D型7000系機車，因此這批防寒型機車不久之後大多被封存於桂林北折返段。
隨著中國鐵路進行鐵路局生產力布局調整的體制改革，柳州鐵路局於2003年11月撤銷了金城江機務段，原建制併入柳州機務段；同年哈爾濱鐵路局撤銷了讓湖路、哈爾濱南、綏化、北安機務段，將其合併到哈爾濱機務段。至2006年3月，成都鐵路局撤銷了麻尾機務段，併入貴陽機務段；原金城江、麻尾機務段的東風7D型山區型機車隨之分別改配屬貴陽、柳州機務段；同月，哈爾濱鐵路局撤銷了原齊齊哈爾機務段，將客運機務部分併入三棵樹機務段，貨運及調小部分劃歸原昂昂溪機務段，同時又將博克圖、海拉爾、滿洲里、伊圖里河、塔河、加格達奇等機務段合併到原昂昂溪機務段，合併完成後原昂昂溪機務段改稱齊齊哈爾機務段。
2008年春運期間，貴州、湖南等地因遇上大範圍凝凍災害，造成電氣化鐵路高壓接觸網結冰、電網輸電線垮塌，鐵路供電中斷、電力機車無法運行；為了疏通滬昆鐵路懷化至貴陽區段（原湘黔鐵路），成都鐵路局緊急調集了一批東風7D型機車，投入滬昆鐵路擺渡運行。
歷時3年的黔桂鐵路改造擴能工程於2008年12月完工，全線電氣化的黔桂鐵路新線於2009年1月10日正式開通營運。隨著黔桂鐵路上的列車開始改用電力機車牽引，東風7D型機車也完成了其在黔桂鐵路的使命。2009年1月起，南寧鐵路局的所有東風7D型機車均被封存於柳州機務段金城江運用車間（原金城江機務段）；同時，成都鐵路局貴陽機務段都勻運用車間隨之撤銷，固定設備就地廢棄，成都鐵路局的70餘台東風7D型機車，除部分轉配成都機務段並執行廣旺鐵路支線的小運轉任務，其餘均分布於貴陽機務段各車間，包括六盤水、遵義、貴陽等地，擔當水大鐵路、湖林鐵路等支線的調車及小運轉任務，同時作為凍雨天氣時的應急儲備機車。

總體結構

東風7D型機車為六軸幹線貨運柴油機車，採用車體承載內走廊框架結構，有單端司機室和雙端司機室兩種類型。單端司機室機車設有電氣和空氣重聯裝置，尾部設有通過台和橡膠風擋，當重聯牽引時兩台機車尾部對接聯掛，從任一台機車均可同時操縱兩台機車。而雙端司機室機車車體加長，機車增加一個司機室，取消了重聯裝置。
機車車體從前到後依次為司機室、電氣室、動力室、冷卻室。電氣室內設有整流櫃和輔助電器櫃，頂部設置了兩台電阻制軔櫃；動力室在機車中部，安裝了一套柴油發電機組，以及輔助機油泵、燃油預熱器、預熱鍋爐及膨脹水箱等輔助裝置。冷卻室內設有散熱器和風扇，並有靜液壓變速箱、空氣壓縮機、總風缸等設備。電氣室、動力室及冷卻室均設有活動頂蓋，以便部件吊裝。車底兩台轉向架之間設有燃油箱和蓄電池箱。東風7D型機車進行車體設計時以軸重22噸（山區型）為基礎，可以通過加裝壓鐵達到23噸軸重（防寒型），以滿足不同等級鐵路的需要。機車標稱功率為1500千瓦，最高時速為100公里/小時。

柴油機

機車裝用一台由北京二七機車廠研製的12V240ZJ6A型或12V240ZJ6C型柴油機，均為12氣缸、四行程、廢氣渦輪增壓的V型中速柴油機，屬於12V240/275系列柴油機產品之一，主要零部件可與東風4B型機車裝用的16V240/275系列柴油機互換通用。氣缸直徑240毫米，活塞行程275毫米，裝車功率為1840千瓦。空氣濾清裝置為仿ND5型機車的兩級濾清系統，分別為多旋流管式粗濾器和紙質細濾器。

傳動系統

機車採用交—直流電傳動，柴油機通過彈性聯軸節直接驅動一台三相交流同步牽引發電機，通過矽整流裝置把牽引發電機發出的三相交流電整流為直流電，再將電能輸送給兩台轉向架上的六台並聯的直流串勵牽引馬達，通過傳動齒輪驅動車輪。東風7D型機車的電傳動系統與東風7C型機車相同，裝用TQFR-3000型三相交流同步主發電機、ZQDR-410A型直流牽引馬達。為了充分發揮柴油機的輸出功率，機車並設置了電子恆功率勵磁控制、電子防空轉系統、二級電阻制軔控制、牽引電機一級磁場削弱等功能。

轉向架

機車走行部為兩台無導框牽引拉杆式三軸轉向架，軸式Co-Co，其形式和結構與東風7型、東風7B型機車轉向架基本相同。滾動軸承軸箱採用彈性拉杆定位，一系懸掛為軸箱圓彈簧並帶有液壓減震器，二系懸掛為橡膠堆，採用無心盤無導框的四桿機構牽引裝置。防寒型機車採用油浴滑動磨擦板式旁承，山區型機車採用油浴滾動磨擦式旁承。每台轉向架裝用三台牽引馬達，牽引電機為滑動抱軸承式半懸掛方式。基礎制軔方式為單側鑄鐵閘瓦制軔、手制軔停車制軔。此外，每台機車第一、六位輪對並設有輪緣潤滑裝置，以減少輪緣磨耗。

機車拆毀

封存在南寧鐵路局原金城江機務段（今金城江運用車間）和桂林機務段（今桂林運用車間）的DF7D型機車依據鐵道部電令已於2012年12月初被拆毀，原因不明。