东风4DD型柴油机车

东风4DD型
中国国电南宁发电有限公司配属的0289号东风4DD型内燃机车于柳州机车车辆厂厂内
概览
类型	柴油机车
原产国	中国
生产商	大连机车车辆有限公司
生产型号	DF4DD
序列编号	1001～1029； 0030～0290； 4180～4187
生产年份	1999年—
产量	238台
主要用户	厂矿企业
技术数据
华氏轮式	0-6-6-0
UIC軸式	Co'Co'
轨距	1,435毫米
轮径	1,050毫米
轴重	23±3%／25±3%吨
轴距	1,800*2毫米（转向架轴距）
通过最小曲线半径	100米
机车长度	21,100毫米
机车宽度	3,372毫米
机车高度	4,790毫米
整备重量	138±3%／150±3%吨
燃料储备量	8,200升
传动方式	交—直流電
发动机	16V240ZJD型柴油机
发动机功率	2,940千瓦（装车功率）
牵引发电机	TQFR-3000E／JF213
牵引电动机	ZD109Z／L × 6
最高速度	80公里/小时
持续速度	23.4／24.5公里/小时
牵引功率	2,425千瓦
牵引力	504千牛（起动） 358千牛（持续）

东风4DD型柴油机车（DF4DD）是中国铁路的柴油机车车型之一，属于重型调车机车，主要用於重载调车编组以及小运转作业，由中国北车集团大连机车车辆有限公司生产。

发展历史

东风4DD型

东风4D型干线客、货运柴油机车的研制成功后，为满足地方厂矿企业对大功率调车机车的需求，大连机车车辆厂于1998年决定在东风4D型货运机车基础上，研制开发4000马力重型调车柴油机车，形成东风4D型机车系列化。1998年9月，东风4DD型调车机车技术设计方案通过大连厂厂内设计评审；同年10月6日，大连机车车辆工厂正式下达设计任务书，至1999年2月完成施工设计并投入试制；同年6月，首台东风4DD型调车机车（车号1001）落成，并交付洛阳石化公司（中国石化洛阳分公司）使用。

首29台东风4DD型机车于1998年至2002年间制造，车号为1001～1029；从2003年起生产的东风4DD型机车，车号改为由0030开始。东风4DD型机车是中国国内造价最高的调车机车车型，每台造价超过500万元人民币（2007年价格），比东风7C型、东风5型等普通调车机车高出近一倍多；因此中华人民共和国铁道部为国家铁路的采购数量不多，东风4DD型机车的主要用户均为冶金、煤炭、化工、电力系统等行业的路外工矿企业。截至2010年，大连机车车辆公司累计生产了230台东风4DD型机车（不含改进型机车），车号为1001～1029、0030～0290，主要用户包括天津市铁路集团、广铁集团粤海铁路公司海南机务段、兖矿集团铁路运输处、平顶山煤业集团铁路运输处、连云港港口集团、淮南矿业集团等。

东风4DD改进型

为进一步提高大秦铁路运输能力，满足编组站推送10000吨重载列车驼峰调车作业的需要，大连机车车辆公司根据铁道部关于调车机车实现「系列化、标准化、模块化、信息化」的要求，对东风4DD型调车机车做出了一些改进，于2004年开始研制东风4DD改进型机车；同年12月，机车技术设计方案通过铁道部机务局设计评审，2005年试制成功。

与原东风4DD型机车相比，改进型机车的机车性能和运用可靠性均有所提高。主要差异包括，机车轴重和整备重量分别由23±3%吨、138±3%吨提高到25±3%吨、150±3%吨，起动和持续牵引力分别由422、358千牛改为480、331.8千牛，柴油机以整体铸造机体取代了焊铸组合机体，并改装进口的喷油器、喷油泵、调速器等零部件，而牵引电机、主发电机、硅整流柜、微机控制装置、空气压缩机等均改装性能和可靠性更好的型号，并增加了LKJ2000型监控装置和电阻制动装置。

大连机车车辆公司于2005年间累计生产了8台东风4DD改进型调车机车，车号为4180～4187，分别配属太原铁路局湖东电力机务段秦东运用车间、柳村运用车间使用，担当秦皇岛枢纽内秦皇岛东站、柳村南站的调车及小运转任务。

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  广铁海段使用的DF4DD型内燃机车
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  淮南矿业集团购买的DF4DD型内燃机车
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  国电南宁有限公司使用的DF4DD型内燃机车
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  连云港港使用的DF4DD型内燃机车

技术特点

总体布置

基本结构

东风4DD型柴油机车是调车及小运转用的六轴柴油机车，机车标称功率为3,300马力（2,425千瓦），构造速度为80公里/小时。东风4DD型机车的运转整备重量为138吨，轴重为23吨；东风4DD改进型机车的运转整备重量为150吨，轴重为25吨。机车采用外走廊式及中梁承载的罩式车体结构，车体所有载荷均由车体底架承担，机车中部两侧及两端设有露天走台与扶梯。车体底架长度为20,560毫米，车钩中心线间距为21,100毫米，车体宽度为3,200毫米，车体高度为4,580毫米。车体底架两端装有13号上作用车钩、牵引缓冲装置和排障器。车体底架下部两台转向架之间吊挂着一个容量为8,200升的燃油箱，燃油箱左右两侧设有铅酸蓄电池组，燃油箱前后两端各有一个总风缸。为了提高底架结构的强度和刚度，采用了凹式截面形状底架和变截面箱形中梁，车体和牵引装置可以承受双机牵引时的最大牵引力和制动力。机车车体外形应用了计算机辅助设计技术（CAD），司机室、电气室的外观造型设计参考了北美柴油机车，各部分比例尽可能应用黄金分割原理。

设备布置

机车车体从前到后分别为电气室、司机室、传动室、动力室、冷却室和辅助室，其中电气室方向为短罩端（II端），辅助室方向为长罩端（I端）。传动室、动力室及辅助室均设有可拆卸顶盖，以便吊装各室内机组和设备。电气室内设有高低压控制电器柜、微机控制装置和各种用途的接触器开关，电气室并设有前端门和通往司机室的中间走廊，当机车重联时方便司机前往另一台机车。司机室内设有两个功能相同的司机操纵台，在司机室内沿前进（面向短罩端方向的左侧）、后退（面向长罩端方向的左侧）方向对角布置，以便司机选择任意一个方向操纵机车，司机操纵台的形式与东风4D型机车大致相同，设有主控制器、操纵按钮、空气制动阀、仪表和信号显示装置等；司机室内还设有空调装置、电炉、电热壁。

传动室内设有主整流柜、励磁整流柜、行车安全装置（初期曾安装LKJ-93型机车运行监控记录装置，2002年起安装LKJ-2000型列车运行监控记录装置）、起动变速箱及相关的辅助设备。起动变速箱通过万向轴与主发电机端部法兰连接，并通过该变速箱驱动励磁机、起动发电机、前转向架牵引电动机通风机。动力室内安装了一套柴油发电机组，并设有空气滤清器、燃油滤清器、燃油输送泵、机油滤清器、机油热交换器、膨胀水箱等设备。传动室内并预留了电阻制动系统的安装位置。

冷却室设有冷却水系统和散热装置，冷却室顶部装有V形结构的扁管肋片式散热器，以及两个直径为1,600毫米的轴流式冷却风扇，冷却风扇由静液压马达传动，冷却室两侧的百叶窗可随冷却水温度而自动开闭。东风4DD型机车沿用了东风4D型机车的高温冷却系统，设有两套独立的循环冷却水系统，分别为冷却柴油机的高温冷却水系统（12个散热器单节），以及冷却增压空气、机油、静液压传动油的低温冷却水系统（32个散热器单节）。散热器下方设有静液压变速箱、后转向架牵引电动机通风机、两台NPT5型电动空气压缩机等。辅助室内设有预热锅炉和空气干燥器。空气制动装置采用JZ-7型空气制动机。

柴油机

东风4DD型机车装用一台由大连机车车辆工厂制造的16V240ZJD型柴油机。该型柴油机是在16V240ZJB型和16V240ZJC型柴油机的基础上，通过与英国里卡多公司的技术合作对柴油机结构作出改良，于1986年开发完成的大功率柴油机，属于240/275系列柴油机产品之一。16V240ZJD型柴油机是一款16气缸、四冲程、V型结构、直接喷射、废气涡轮增压、增压空气中间冷却的中速柴油机。气缸内径为240毫米，活塞行程为275毫米，气缸夹角为50°，额定转速为每分钟1,000转，最低空载转速为每分钟430转，平均有效压力为1.774兆帕，UIC标定功率为4,400马力（3,240千瓦），装车功率为4,000马力（2,940千瓦），额定满功率运转时的燃油消耗量为152克/有效马力·小时（207克/有效千瓦·小时）。

柴油机采用铸焊组合结构机体（改进型机车采用整体铸造机体）、稀土合金球墨铸铁曲轴、全加工厚壁气缸套、钢顶铝裙组合式活塞。柴油机采用定压增压系统，配备两台由天津机辆轨道交通装备公司制造的ZN290D型增压器。在V形夹角上方布置有排气总管和进气道，左右两侧气缸排出的废气通过排气支管和总管，分别进入两台涡轮增压器推动涡轮后排出，而新鲜空气由安装在车体上的空气滤清器吸入，经增压器增压后流经中冷器进行冷却，然后通过进气稳压箱和进气支管进入各个气缸。

柴油机进气空气滤清器采用三级空气滤清系统，第一级为波纹状滤网，第二级为离心式旋风惯性过滤器，第三级为纸质滤芯过滤器。柴油机转速控制采用C3X型调速器（改进型机车使用伍德沃德PGMV调速器）和无级调速装置，通过控制联合调节器配速机构上的步进电机，实现对柴油机的有档无级调速控制。柴油机由ZQF-80型起动发电机起动，其电源由蓄电池供给。柴油机完成起动后，启动发电机由直流串励电动机变为直流他励发电机，并通过电压调整器输出110伏特直流电，作为辅助发电机使用，用来给蓄电池充电并和向辅助电路及控制电路供电。

传动系统

东风4DD型机车采用交—直流电传动装置，柴油机曲轴通过联轴节驱动一台交流同步发电机发出三相交流电，经由硅二极管组成的三相桥式整流装置整流为直流电后，再将电能输送给两台转向架上的六台直流牵引电动机，通过传动齿轮驱动轮对。东风4DD型机车的主发电机、硅整流机组、起动发电机和励磁机型号均与东风4D型机车相同。

牵引发电机

东风4DD型机车的牵引发电机采用永济电机厂制造的TQFR-3000E型三相交流同步发电机，额定容量为2,911千伏安，额定电压为425／770伏特，额定电流为3,955／2,183安培，额定转速为每分钟1,000转，定子及转子绝缘等级均为H级，冷却方式为径向自通风式，主发电机净重为5,100公斤。与东风4B型柴油机车采用的TQFR-3000型同步牵引发电机相比，TQFR-3000E型牵引发电机具有较大的恒功调压比，可以有效降低牵引电动机的磁场削弱深度。牵引发电机由一台GQL-45型三相感应子交流发电机励磁，励磁机由柴油机通过启动变速箱驱动，其发出的交流电经励磁整流器转换为直流电后，给发电机的转子励磁绕组励磁。

东风4DD改进型机车则改为使用容量更大的JF213型三相交流同步发电机。发电机额定容量为4,200千伏安，额定电压为578／800伏特，额定电流为4,210／3,020安培，额定转速为每分钟1,000转，定子及转子绝缘等级均为H级，冷却方式为径向自通风式，主发电机净重为5,120公斤。在1999年面世的东风4D型3001号准高速客运机车亦曾经使用该型发电机。

整流装置

牵引发电机发出的三相交流电由硅整流装置转换成直流电，由风冷式硅二极管元件组成三相桥式全波整流电路。东风4DD型机车使用GTF-5100/1250-A型硅整流装置，整流装置有六个串联的整流桥臂，每一桥臂有三个并联的ZP2500-28型整流二极管，每个整流柜共有18个整流二极管元件。硅整流装置的最大直流输出电压为1,250伏，额定直流输出电流为5,100安培。

东风4DD改进型机车则采用容量更大的GTF-5700/1250型硅整流装置，整流装置有六个串联的整流桥臂，每一桥臂有五个并联的ZP2000-28型整流二极管，每个整流柜共有30个整流二极管元件。硅整流装置的最大直流输出电压为1,250伏，额定直流输出电流为5,700安培。

牵引电动机

东风4DD型机车采用ZD109Z型四极直流串励牵引电动机，额定功率为530千瓦，额定电压为670伏，额定电流为845安培，额定转速为每分钟770转，最高转速为每分钟2,385转，定子及电枢绝缘等级均为H级，冷却方式为强迫通风。为了扩大机车的的恒功率调速范围，还可以对牵引电动机进行一级磁场削弱，磁场削弱率为54%。

东风4DD改进型机车改为使用转速较低但扭矩更大的ZD109L型四极直流串励牵引电动机，额定功率为530千瓦，额定电压为630伏，额定电流为900安培，额定转速为每分钟710转，定子及电枢绝缘等级均为H级，冷却方式为强迫通风，该型牵引电动机并采用了进口轴承。牵引电动机具备一级磁场削弱功能，磁场削弱率为78%。

电阻制动装置

东风4DD改进型机车上设有二级电阻制动装置。在电阻制动工况时，牵引电动机变为他励直流发电机工作，六个激磁绕组全部串联并由牵引发电机经硅整流柜供电，牵引电动机发出的电流输入到制动电阻柜，将电能通过电阻器转化为热能消耗掉，最大制动电流为650安培。

控制系统

东风4DD型机车采用由大连机车车辆厂研制的微机控制系统，同时还保留了由联合调节器油马达驱动功调电阻的励磁调节装置，司机可根据实际情况切换励磁控制方式或两者同时使用。

功调电阻励磁调节装置采用由联合调节器伺服油压马达带动变阻器的方式。牵引发电机的励磁电流是由励磁机发出的交流电经励磁整流柜整流后供给，而励磁机的励磁电流则是由柴油机经启动变速箱驱动的测速发电机供电。测速发电机的励磁电流由110伏辅助电源提供，并经过功率调节电阻和励磁调节器控制。功率调节电阻的滑动触点由联合调节器上的功率伺服油压马达带动，它根据柴油机工作状况（欠载或过载）自动地调节可变电阻器的阻值，从而改变测速发电机的励磁电流，并经测速发电机和励磁机二级放大后，间接地改变了牵引发电机的输出功率。

早期生产的东风4DD型机车使用名为“内燃机车控制器”（Diesel Locomotive Controller，DLC）的微机控制系统。该系统是以东风6型柴油机车的车载微机控制系统为基础，由大连机车车辆厂于1996年开始研制的内燃机车多功能实时控制系统。控制系统的硬件部分主要由微机系统主机、信号传感器及信号处理部分、机车状态液晶显示屏及電源供應器部分组成。系统主机釆用插件板式结构，各个控制板通过RS-485串行总线进行网络通讯，并以英特尔80C196微处理器为核心。系统主要控制功能包括恒功率励磁控制、柴油机转速控制、辅助发电励磁控制、磁场削弱控制、故障诊断与保护、机车状态参数的记录和显示等。而后来生产的东风4DD型机车和东风4DD改进型机车则使用名为“先进内燃机车控制器”（Advanced Diese Locomotive Controller，ADLC）的微机控制系统，该系统是由大连机车车辆厂在DLC系统基础上进一步开发和改良的机车微机控制系统，进一步增加了控制系统的功能。

转向架

机车轴式为Co-Co，走行部为两台相同的无导框式三轴转向架，结构形式与东风4D型货运机车大致相同。转向架采用钢板组焊成封闭式箱形结构的“目”字形构架。轮对轴箱采用滚柱轴承和拉杆式弹性定位装置，轴箱通过装有橡胶关节元件的上、下轴箱拉杆与构架相连接，实现轴箱相对于构架的横向和纵向定位。转向架采用四点支承的弹性摩擦式旁承（东风4DD型）或橡胶堆旁承（东风4DD改进型），车体全部重量通过八个旁承由两台转向架支承，转向架与车体间还设有缓冲侧挡装置。

弹簧悬挂装置分为一系和二系悬挂两部分。一系悬挂采用独立悬挂形式，包括轴箱与构架之间的轴箱圆弹簧，以及在1、3、4、6轴装有并列的液压减震器。二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆，改进型机车另设有横向液压减震器。一系及二系悬挂静挠度分别为121毫米和15毫米（改进型为107.6毫米和13.4毫米）。牵引力和制动力通过低位平行四杆牵引杆机构传递，牵引点至轨面距离725毫米（改进型机车为672毫米）。

牵引电动机采用单侧齿轮传动的轴悬式驱动方式（滚动抱轴承式半悬挂），东风4DD型机车的牵引齿轮传动比为4.72（85：18），东风4DD改进型机车的牵引齿轮传动比为4.17（71：17）。全部牵引电动机采用顺置排列方式，即牵引电动机都放在车轴的同一侧，可以有效地减少轴重转移的幅度。标配的踏面制动装置为带闸瓦间隙自动调节器、铸铁闸瓦、停放制动为手制动装置的单侧单闸瓦杠杆制动方案；改进型机车则采用带闸瓦间隙自动调节器、粉末冶金闸瓦的DZD型踏面制动单元。

参看

• 东风4D型柴油机车
• 东风5B型柴油机车
• 东风5D型柴油机车
• 东风10DD型柴油机车

外部链接

• （简体中文）中国北车集团大连机车车辆有限公司：东风4DD调车内燃机车Archive.is的存檔，存档日期2013-04-25