东方红2型柴油机车

開發背景

根據中共中央關於集中力量進行三線建設的方針，鐵道部開始將沿海地區一些重要的鐵路工業搬遷到西南、西北地區。1964年9月，鐵道部決定將戚墅堰機車車輛廠的內燃機車製造部分，青島四方機車車輛廠的液力傳動和齒輪裝置製造部分、戚墅堰、大連、天津、南口四家工廠的柴油機配件製造部分遷往西南，在四川省廣元縣建立內燃機車生產基地。1965年8月，鐵道部決定將工廠選址改為資陽縣，建立資陽內燃機車廠。1966年下半年，資陽內燃機車廠正式動工。
1971年，資陽內燃機車廠廠房逐步建成投產，為了選定工廠上馬試製第一種車型，當時在廠內就有「200」與「180」之爭。「200」是指堅持按照建廠設計任務書，試製裝用16V200系列柴油機的東方紅4型液力傳動柴油機車；「180」是指試製裝用12V180系列柴油機的東方紅2型液力傳動柴油機車。由於當時工廠廠房和車間尚未全部建成，交通部及工業總局考慮到工廠狀況和客觀條件，決定將四方機車車輛廠設計的東方紅2型調車機車，作為練兵產品轉交資陽內燃機車廠試製，以便工廠調試生產能力和培養技術工人，為以後試製東方紅4型柴油機車累積經驗。

研製過程

東方紅2型柴油機車是在援外的DFH系列柴油機車基礎上進行設計。1970年，四方機車車輛工廠設計了用於坦贊鐵路的DFH1型、DFH2型液力傳動柴油機車，其中DFH1型機車（1150馬力）為調車及小運轉作業用柴油機車，而DFH2型機車（2300馬力）為幹線客貨運用柴油機車，按原定設計兩者均裝用四方機車車輛廠設計的12V180ZL型柴油機。在該型柴油機進行試製和試驗期間，為了滿足坦贊鐵路建設施工的需要，四方機車車輛廠於1970年先行提供了17台裝用異型柴油機的DFH1型柴油機車，這批機車於1976年坦贊鐵路建成後運返中國並改作他用。
1971年末，四方機車車輛廠與資陽內燃機車廠開始合作設計供中國國內使用的東方紅2型調車機車，該型機車的設計原則是以援外的DFH1型機車為基礎，按照重大部件、機電產品、零配件儘可能通用和統一的要求，並根據中國鐵路使用條件作相應修改。1972年，資陽內燃機車廠在加快廠房基本建設的同時，完成了試製柴油機所需配件的生產準備工作。1973年8月19日，資陽內燃機車廠成功試製第一台12V180ZL型柴油機。同年9月12日，資陽內燃機車廠成功試製第一台SF2010-2型液力變速箱。1973年9月18日，第一台東方紅2型柴油機車在資陽內燃機車廠誕生，時任交通部副部長李克非為機車剪彩，這也是資陽內燃機車廠製造的第一台機車。

衍生車型

東方紅2型機車最初並非按照鐵路幹線的調車需要而設計，原本僅打算作為供應地方廠礦企業的輕型調車機車使用，但大部分後來卻配屬各地的鐵路局擔當幹線車站的調車任務，包括北京鐵路局北京機務段、豐臺機務段、天津機務段、石家莊機務段、南口機務段、保定機務段、太原機務段、哈爾濱鐵路局哈爾濱機務段、牡丹江機務段、瀋陽鐵路局瀋陽機務段、鄭州鐵路局安康機務段等。經過一段時間運用，機務部門普遍反映東方紅2型機車執行調車作業時「拉不動、停不住、跑不快」，主要原因的機車的設計性能參數沒有按照幹線調車的要求而制定，設計構造速度較高（62公里/小時），但機車粘著重量不足（60噸）。1975年，資陽內燃機車廠根據這些意見對機車進行改進設計，包括提高整備重量、增設工況齒輪箱、改善設備布置等，於1976年研製了東方紅5型柴油機車，大幅提升了機車的調車性能。
1970年代後期，雲南省境內的昆河鐵路、昆石鐵路等米軌鐵路開始向內燃化過渡。1977年，四方機車車輛工廠在東方紅2型柴油機車的基礎上，研製成適用於1000毫米軌距的東方紅21型柴油機車。機車裝用一台12V180ZJA型柴油機和SF2010Z-2型液力變速箱，柴油機裝車功率為1100馬力。東方紅21型柴油機車於1978年開始投入昆河鐵路運用，KD55、JF51、DK51型等米軌蒸汽機車亦逐步退出歷史舞台。

總體布置

東方紅2型柴油機車是1250馬力液力傳動調車柴油機車，機車軸式B-B，最高運行速度62公里/小時，軸重15噸，總重60噸。機車採用全鋼電焊、單司機室、雙側外走廊、主車架承載的罩式車體，車體從前端至後端分為司機室、動力室和冷卻傳動室三個部分。司機室內在機車運行方向左側設有一個司機操縱台，右側設有電子控制櫃、外部電源裝置、手制軔裝置等設備。動力室內裝有一台柴油機，以及燃油系統、機油系統、空氣濾清器等附屬設備。傳動冷卻室的下方設有一台液力變速箱，上方設有V型結構的散熱器組，以及一個經由液力偶合器驅動的冷卻風扇，冷卻室內還設有起動發電機、液力傳動油熱交換器、預熱鍋爐、膨脹水箱、空氣壓縮機、總風缸等設備。車體下方兩台轉向架之間的空間，吊掛著兩個容量總共為2400升的燃油箱。主車架兩側中部位置設有鉛酸蓄電池箱。

柴油機

東方紅2型柴油機車裝用一台12V180ZL型柴油機（後來根據中華人民共和國國家標準GB725-82《內燃機產品名稱和型號編制規則》更名為12V180ZJ型柴油機），該型柴油機是因應援助坦贊鐵路的需要，由四方機車車輛廠自1968年開始研製，以上海柴油機廠生產的12V180GC型船用柴油機為基礎，結合內燃機車的牽引特性和技術要求，於1969年試製成功的高速柴油機。1969年，四方機車車輛廠試製了兩台標定功率1150馬力的原型機，首先安裝在援助坦贊鐵路的DFH1型、DFH2型機車上使用，不久發現柴油機功率偏小，且結構亦存在一些缺陷，主要是曲軸主軸頸與機體主軸孔之間採用軸瓦形式，使柴油機時常發生「燒瓦」現象，平均每副軸瓦的壽命只有200小時。後來，四方機車車輛廠參考東方紅1型機車使用之12V175Z型柴油機，將原來的曲軸主軸瓦改成軸承形式，成功試製出12V180ZL型柴油機，並於1973年投入批量生產。該型柴油機還被用於東方紅3型柴油機車。
12V180ZL型柴油機為四行程、V型結構、12氣缸、預燃室式、渦輪增壓、增壓空氣中間冷卻的高速柴油機，氣缸直徑180毫米，活塞行程205毫米，額定轉速為每分鐘1500轉，標定功率為1250馬力，裝車功率為1075馬力。柴油機採用合金鑄鐵鑄造機體、隧道式曲軸箱體、濕式氣缸套、合金鑄鐵氣缸蓋、合金鋼鍛壓曲軸、鋁合金整體鑄造活塞和組合式噴油泵。柴油機設有廢氣渦輪脈衝增壓裝置，裝用一台45GP804A型渦輪增壓器，採用單級軸流式渦輪和離心式壓氣機，最高轉速為每分鐘23000轉，渦輪進口最高溫度為650°C。

傳動系統

東方紅2型柴油機車是單機組設計的液力傳動四軸柴油機車，液力傳動系統主要包括液力傳動箱、車軸齒輪箱、輔助傳動裝置、萬向軸等。液力傳動箱位於車體中部、機車冷卻室下方，並通過四個彈性支座固定在機車車架上。柴油機通過萬向軸將功率傳遞到液力傳動箱，再從液力變速箱的兩端輸出法蘭，以萬向軸傳給前後轉向架上的車軸齒輪箱，從而驅動輪對。機車採用了四方機車車輛廠設計的SF2010-2型液力變速箱，該液力變速箱是採用多循環圓結構的液力傳動裝置，內裝有一個B8-III型起動變扭器和一個B10型運轉變扭器，其中起動變扭器適用於機車起動和低速工況，而運轉變扭器適用於機車中、高速運轉工況，機車運行過程中通過變扭器充排油實現自動換檔；傳動裝置採用換向離合器進行機械換向，可選用自動或手動換向。當輸入轉速為每分鐘1500轉時，變速箱最大輸入功率為1120馬力。

轉向架

機車走行部為兩台二軸轉向架。轉向架構架採用鋼板焊接箱型結構。車軸軸箱採用雙拉杆定位結構，軸箱通過裝有橡膠關節元件的上、下軸箱拉杆與構架相連接，實現軸箱相對於構架的橫向和縱向定位。軸箱內裝有兩列滾柱軸承，並設有軸向橡膠緩衝支承。轉向架構架側梁中部上設有油浴式平面滑動摩擦旁承裝置，車體全部重量通過四個旁承由兩台轉向架支承。一系彈簧懸掛裝置為軸箱與構架之間的軸箱圓彈簧，另外還裝有垂向液壓減震器。機車採用中心銷來傳遞牽引力和制軔力。基礎制軔方式為雙側鑄鐵閘瓦踏面制軔，每個車輪各自有一套獨立制軔缸和槓桿傳動機構。