东风8B型内燃机车
发展历史 > 径向转向架型机车

1993年6月，国际重载运输协会（英语：）（IHHA）在北京召开第五届国际重载运输大会，会上易安迪公司介绍了刚刚推出市场的SD70MAC型交流传动柴油机车以及与之配套的HTCR径向转向架。与普通转向架相比，径向转向架通过曲线时轮轨之间的冲角较小，有效减少了轮轨磨耗、轮轨噪声和轮轨横向作用力，并使通过曲线时轮轨粘着提升到前所未见的水平。径向转向架的出色性能迅即引起了铁道部和技术专家的兴趣，会议结束当日，中国著名铁路机车车辆专家、刚升任西南交通大学校长的孙翔教授，会同铁道部科技司领导、国内主要机车制造厂领导一起对国外径向转向架的技术进行总结，并写成会议纪要并建议铁道部立项开展机车径向转向架的研究。同年，西南交通大学向铁道部提出进行立项建议报告，并获铁道部科技司批准，由西南交通大学机车车辆研究所的金鼎昌教授和罗世辉教授主持，与株洲电力机车厂合作进行电力机车径向转向架可行性研究，同时与资阳内燃机车厂合作进行工矿内燃机车改装径向转向架的可行性研究。由于当时中国电力机车均采用尺寸较大的直流牵引电动机，转向架内部布置轮对径向机构的可用空间极其有限，而工矿内燃机车方面的研究也因资金原因而被迫中断。虽然这两个研究项目的过程并不顺利，但西南交大对于径向转向架的理论研究并未停步，这些研究成果亦为后来研制的内燃机车径向转向架作出了重要贡献。
1995年，铁道部立项研制25吨轴重的东风8A型内燃机车，其中一项要求便是采用三轴径向转向架，并由戚墅堰机车车辆厂与西南交通大学机辆所合作研制。考虑到首次研制径向转向架的技术难度，铁道部曾向西南交大指出允许失败，以减轻对研究人员的心理压力。1996年夏季，为解铁路提速急需大功率干线货运机车的燃眉之急，铁道部决定允许该型机车先装用三轴常規转向架以加快研制进度，待径向转向架研制成功之后再将其安装在机车上。因此，东风8B型内燃机车的径向转向架设计原则是能够与常規转向架互相替换，轴重、轴距、转向架中心距、车体底架接口等均与常規转向架相同。戚墅堰机车车辆厂与西南交通大学对国外不同形式的径向转向架作出比较之后，于1997年完成径向转向架设计方案和动力学计算。由于东风8B型机车的转向架结构与易安迪公司的HTCR径向转向架比较接近，因此决定将HTCR径向转向架的径向调节结构移植到东风8B型机车径向转向架上，采用了自导向径向调节机构、单拉杆配横向弹性定位装置的轴箱定位结构、滚动轴承抱轴式驱动装置。1998年4月，双方完成径向转向架的技术设计并通过专家组审查。同年12月，戚墅堰机车车辆厂完成径向转向架的施工图纸设计。1999年7月，三轴径向转向架的试制工作正式开始。
2000年2月，第一台径向转向架完成组装。同年4月，该转向架被安装在入厂中修的东风8B型0004号机车上，在工厂内进行行车试验。2000年10月13日，首台装用径向转向架的东风8B型7001号机车完成试制；同年11月，该机车赴北京环行铁道准备进行性能试验，但因环行铁道设备调试原因而延至翌年进行。2001年2月至4月，东风8B型7001号机车根据铁道部安排，与同样配备径向转向架、由大连机车车辆厂试制的东风4D型7001号机车一起，由铁道部产品质量监督检验中心负责进行径向性能及动力学试验。机车称重试验在铁科院机辆所机车称重试验台上进行，动力学性能试验及径向性能试验分别在北京环行铁道及京承铁路双桥至洞庙河间进行，曲线粘着试验分别在北京环行铁道及唐遵铁路上进行。试验结果显示，与相同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的东风8B型机车相比，东风8B型7001号机车的径向转向架冲角大约为前者的一半，轮轨横向力下降了约30%，而轮缘磨耗仅为前者的16%，在半径为300米的曲线上可提高粘着系数约7%。2001年5月下旬，东风8B型7001号机车交付上海铁路局南翔机务段进行运用考核，同年7月开始在沪杭铁路担当货运牵引任务，至2002年7月完成了15万公里运行考核后返厂对转向架进行拆解检验，未发现设计及制造上的重大缺陷。2002年9月，东风8B型机车径向转向架通过了铁道部科技成果鉴定。
而在戚墅堰机车车辆厂、大连机车车辆厂试制径向转向架机车的同时，资阳内燃机车厂亦决定研制径向转向架与之竞争，但采用了直接与易安迪公司合作、引进HTCR径向转向架技术的“捷径”以缩短研发时间。1999年，资阳内燃机车厂利用铁道部为中车公司投入的技术改造资金，与易安迪公司就引进HTCR径向转向架的设计和加工焊接技术开展技术谈判。2000年，资阳内燃机车厂与铁道部科技教育司签订《采用径向转向架技术的东风8B型机车研制》科技开发合同，并且被列为2001年国家重大技术装备国产化创新研制项目。2001年6月8日，资阳内燃机车厂、中国机械进出口公司与易安迪公司三方在北京签订HTCR径向转向架技术的生产许可证转让合同。合同规定以易安迪公司为主导，资阳内燃机车厂派出设计人员赴美接受培训，双方于2003年共同完成东风8B型机车径向转向架的图纸设计。当时，资阳机车内燃厂曾对径向转向架寄予厚望，为此投资近3000万元人民币，计划用五年左右时间，以东风8B型机车为起点，通过对HTCR径向转向架技术的消化吸收和国产化创新，开发出适合国内内燃机车和电力机车使用径向转向架系列产品。2003年，资阳机车厂完成换装径向转向架之东风8B型机车的设计。同年6月，该项目进入样架试制阶段，美方专家来厂指导试制工作；同年9月，由资阳机车厂焊接的试验构架经过检测，加工尺寸及形位公差均达到易安迪公司设计图纸要求，并于同年10月在铁科院完成疲劳强度试验。同年底，易安迪公司将转向架的全部设计图纸移交资阳机车厂。
2004年5月，资阳机车厂试制出东风8B型5507号、5508号两台装用HTCR径向转向架的机车，并于同年6月通过铁道部科技司主持的技术设计审查。2004年6月底至8月初，该两台机车在北京环形铁道、京秦铁路、京承铁路、唐遵铁路进行了动力学性能安全评估、牵引性能、曲线粘着、制动性能以及冲角测试等试验项目，最高试验速度达132公里/小时。此外，期间该两台机车还参加了铁道部在北京举行第二次新造机车质量展示会。2004年12月起，两台机车配属郑州铁路局新乡机务段，开始进行15万公里运用考核。试验结果显示，与常規转向架（测试时将径向机构锁定来模拟常規转向架）相比，径向转向架的轮轨冲角和曲线粘着下降程度明显减小，机车横向振动和平稳性优于东风8B型7001号机车，但脱轨系数、轮重减载率等指标比东风8B型7001号机车大，而且垂向振动加速度有部分超出了评定标准。为了找出机车震动大的原因，工厂对转向架结构、悬挂参数、振动频谱作详细分析，据此调节了悬挂系统刚度和单元制动器磨耗板间隙，并在成渝铁路和新兖铁路进行了多次调整试验。2005年1月，对转向架经过调整后的东风8B型5508号机车，在京广铁路郑州至广水之间进行径向转向架动力学性能补充试验，机车在各个速度的垂向振动加速度均有所改善，基本解决了机车非正常垂向振动的问题。至2005年11月，两台机车分别完成15万公里运用考核，期间转向架并未发生任何严重故障，平均轮缘磨耗比采用常規转向架的同型机车减少了逾60%。随后，两台机车返回资阳厂拆解检验。2006年4月，采用HTCR径向转向架的东风8B型机车通过铁道部的标准化审查。2006年12月，通过四川省科学技术成果鉴定。
随着铁道部实施“铁路跨越式发展”战略，中国铁路技术政策发生重大转变，对于径向转向架机车的重视程度已不如以往，戚墅堰机车车辆厂、资阳机车厂试制的径向转向架机车均未投入批量生产。当时，戚墅堰机车车辆厂为推广和运用径向转向架技术，曾经提出研制采用径向转向架的东风11C型柴油机车（工厂内部代号）的建议，将东风8B型7001号机车的径向转向架技术移植到东风11型机车的全悬挂转向架上，以满足曲线多且半径小的山区铁路提速的需求，并与西南交通大学共同就140公里/小时架悬式径向转向架进行动力学分析计算。此外，资阳机车厂也曾计划将HTCR径向转向架技术移植到韶山3B型电力机车上，该项目于2005年列入铁道部科技研究开发计划，并与铁道部科技司签订了《径向转向架韶山3B型电力机车的研制》合同。虽然上述两个项目都因技术政策原因而搁置了试制计划，但在东风8B型机车上经过验证的径向转向架技术也在其他车型上得到延续。例如，由四方机车车辆厂于2003年为昆明铁路局研制的东风21型米轨内燃机车，便采用了径向调节机构和东风8B型7001号机车相同的径向转向架。资阳机车厂于2005年研制的东风8DJ型交流传动内燃机车，亦采用了国产化的HTCR径向转向架。东风8B型7001号机车完成运用考核后，配属上海铁路局南翔机务段运用，后来于2007年转配西安铁路局新丰镇机务段，并于2012年转配南宁铁路局柳州机务段。东风8B型5507号、5508号机车完成试验后回厂封存，后来由陕西西延铁路有限责任公司延安北机务段租用到2009年，返厂整修后又被租给阳涉铁路有限责任公司。