运用中的DF4B改进型机车

运用中的DF4B改进型机车

1 概述

根据沈阳铁路局(以下简称沈局)与大连机车车辆厂(以下简称连厂)关于DF4B改进型机车合同，利用机车大修的有利时机，由连厂负责，于1999年11月对原配属给沈局锦州机务段的DF4B型1691和1723号两台机车进行了技术改进。这两台机车分别于1989年10月和1989年12月由连厂制造，又分别于1994年11月和1994年4月进行第一次大修，并于1999年11月的第二次大修期间在连厂进行了技术改进。改进后的两台机车，分别走行246192km和248398km后，于2001年11月和2001年9月由连厂进行第一次中修，中修后均转配给沈局叶柏寿机务段，从2002年初开始担当锦承线叶柏寿至平泉间118km的客货列车牵引任务。

DF4B改进犁机车是在DF4B型机车的基础上通过翻新改造而成的。为适应目前铁路提速和增加机车牵引定数的现状与需求，以提高机车的功率等级、改善机车牵引性能为目的，将原DF4B型机车进行技术改进。通过翻新改造，使其成为具有与DF4D型机车相同功率等级及相近牵引性能的机车，无疑是一种与时俱进的探索和具有指导意义的尝试，为我国铁路目前数千台正在担负牵引任务的DF4A,B型机车技术改造工作的全面推进，起到了抛砖引玉的作用。

2 主要改造项目及目的

2．1更换柴油机

将原车装用的16V240ZJB型柴油机更换为16V240ZJD型柴油机，以提高机车的功

率等级、经济性和可靠性。

2．2改造主发电机

将原车装用的TQFR-3000型主发电机改造为TQFR-3000-ZG型主发电机，以提高主发电机的容量．电流和电压参数，满足16V240ZJD型柴油机输出功率要求，进而提高机车的牵引性能。

2．3 改造牵引电动机

将原车装用的ZQDR-410型牵引电动机改造为ZQDR-410-ZG型牵引电动机，以提高牵引电动机的电流、电压参数及速率特性，满足16V240ZJD型柴油机输出功率要求，提高机车的牵引力及恒功速度，进而提高机车的牵引性能。伴随改造，同时消除原电机存在的环火、接地、刷架刚度差等缺陷以及导致电机故障率高的惯性质量问题。

2．4更换空气压缩机电动机

将原车装用的ZTP-82型他励直流电动机改为ZI?-82A(zD303型)串励直流电动机，并取消降压电阻，由原车降压起动变为全压起动，以提高机车运用的可靠性。

2．5 更换两组燃油泵电机组

将原车装用的o．6kW直流电动机改造为1．1kW的直流电动机，将原车装用的27L/min燃油泵改造为40L/min的燃油泵。改造后，除满足16V2407JD型柴油机对燃油系统的工作要求以外，还具有结构简单、重量轻和可靠性高的优点。

2．6 加装LTQII型电子恒功励磁调节系统

加装LTQII型电子恒功励磁调节装置，由于装置具有电阻制动及过渡控制的功能，从而取代原车电阻制动控制柜及过渡装置，以改善机车的起动牵引性能和低档位功率控制，充分利用柴油机功率，保持柴油机的功率恒定。

2．7 改造柴油机低油压卸载保护装置

将原车装用的机械式UK改造为电子式UK，以提高柴油机低油压卸载保护的稳定性和可靠性。

2．8硅整流柜进行二次绝缘改造

由于伴随改进型机车主发电机最大输出电压的提高，对原车整流柜进行二次绝缘改造，以提高整流元件对地的绝缘性能。

2．9 改造机车高温冷却水系统

将原车装用的开式冷却系统改为闭式冷却系统，高温冷却水工作温度提高到98℃。因此，将原车装州的B型车水温保护继电器更换为D型车水温保扩继电器；将原车的56节普通型散热器改造为44节铜管肋片式强化散热器；将原车的膨胀水箱更换为高、低温水隔离，并高温加装带压力调节阀和水表的水箱；将原车装用的作用温度为74～82℃的感温元件，更换成作用温度为86～94℃的感温元件。由于高温冷却水系统冷却能力的提高，使冷却水平均温度时的冷却风扇的转速降低，从而降低了机车辅助功率的消耗，提高了机车的效率。

2．10更换空气滤清器

将原车装用的旋风筒-钢板网式两级空气滤清器，更换为带负压自动除尘装置的纸芯空气滤清器，以提高空气的过滤精度，同时降低空气阻力和维护保养工作量，进而提高柴油机的经济性、可靠性和耐久性。

2．11 更换柴油机排气烟囱

由于16V240ZID型柴油机采用VTC254—13型(ZN290型)增压器，代替原车16V240ZJB型柴油机装用的ZN310型(45GP802-4型)增压器，加之改进后采用带负压自动除尘装置的纸芯空气滤清器，因此相应更换和改造柴油机排气烟囱及车体的开孔。

2．12更换传动轴

由于16V2407JB划柴油机自由端输出形式为机内万向节的花键套叉与传动轴的花键轴端连接，驱动传动轴，而16V2407JD型柴油机的自由端输出形式为机外法兰输出，机车的传动轴要用万向轴，因此，将柴油机与静液压变速箱之间连接的传动轴更换为万向轴。

2．13 加装JKG2型双塔风源净化装置

加装JKG2型双塔风源净化装置，有效改善机车空气制动系统的工作条件，以提高该系统工作的可靠性和耐久性。

2．14更换机油滤清器

将原车装用的三筒体机油滤清器改为两筒体机油滤清器；将原车缝隙—网片式并联的

滤芯，改为化纤毡式串联的滤芯。改造后，对机油具有过滤精度高、阻力小、纳污能力大、结构简单、生产成本赞用低及维护保养简便等特点，以满足16V240ZJD型柴油机的工作要求。

2．15 改造机车管系连接胶管

将原车燃油系统、机油系统、冷却水系统和预热系统等管路上装用的胶管，全部改成扣压胶管。为此，不仅方便了检修安装，而且提高了管系连接后工作的可靠性。

2．16 改造抱轴瓦及牵引齿轮箱安装螺栓

将原车走行部抱轴瓦及牵引齿轮箱的普通式安装螺栓，全部改造为防缓式安装螺栓，以消除原车运用中安装螺栓松动和丢失的惯性质量问题，进而提高了机车走行部工作的可靠性。

3 机车改进前后主要技术参数对比分析

3．1 机车牵引特性曲线

机车改进前后的牵引特性曲线示于图1，改进后与DF4D型机车牵引特性曲线比较示于图2。由图1和图2可以看出：改进后与改进前机车的牵引特性产生丁较大的变化，在相同机车牵引力的条件下，机车速度显著提高；在相同机车速度的条件下，机车牵引力显著增大，致使牵引力与速度的范围更加宽广，从而明显提高了机车的牵引性能，使其真正成为具有与DF4D型相同功率等级的机车。

3．2 机车主要技术参数

机车改进前后的主要技术参数比较列于表l。由表]可以看出：改进后与改进前机车的主要技术参数产生了较大的变化，在基本保持DF4B型机车原貌的基础上，通过部分翻新改造，便将机车的动力性、经济性、耐久性和运用性等主要指标均上升了档次，使其真正成为具有与DF4D型相近牵引性能的机车。

4 改进后实际运用效果

两台DF4B1691和1723号改进型机车转配沈局叶柏寿机务段以后，于2002年初开始投入运用牵引，截至2002年11月31日，历经整整一年的时间，分别走行140774km和139696km，并均历经了第3次小修，致使翻新改造后已累计走行达到386966km和388094km。我段为了进一步考察和总结改进型机车的实际运用效果，在相同牵引区段内选择了7318、7319和7321号三台DF4B型机车，与其进行实际运用比较。

4．1 改进后机车的功率高

改进型机车的柴油—发电机组比改进前后在满负荷工况下的功率输出提高了510kW，部分负荷工况下的功率输出也有相应的提高，加之改进型机车辅助功率消耗的降低部分相应转移到机车牵引力的增加，致使操纵过该型车的乘务人员和与其补机重联牵引时B型车的乘务人员普遍反映，真比B型机车有劲。改进型机车功率和牵引力的明显提高，对缓和机车处在牵引条件苛刻区段长期满负荷工作的被动状态，以及解决目前铁路运量与运能之间的矛盾，将会起到积极的促进作用。

4．2 改进后机车的经济性好

改进型与DF4B型机车2002年度的经济指标对比情况列于表2。由表2可以看到：改进型比B型的机车年度平均燃油单耗降低了4．4kg／万t·km，下降幅度为6．8％；年度机油消耗降低了47．6kg／干机公里，下降幅度为78．4％。凡操纵过改进型机车的乘务员一致反映，较之B型机车省油多。尽管影响机车燃油和机油消耗的因素较多，但宏观数据的长期统计结果说明，改进型机车具有良好的热力技术状态和改进后的实际效果。诸

如柴油机标定平均有效压力的提高、LTQ-Ⅱ型励磁调节器的应用和机车辅助系统主要部件的改进提高等等，有效地降低了机车自身的能量消耗，对省油具有明显的作用。

4．3 改进后机车的故障少

两台改进型机车2002年度在我段实际运用牵引的过程中，机破和临修的发生件数为零，机车工作具有良好的可靠性。两台改进型机车2002年度在我段分别历经了三次辅修和三次小修，从调阅“机统-28'’的原始记录和实际检修过程中看，均没有发现超过辅小修范围的扩大修现象。较之DF4B型机车，改进型机车：具有故障少，检修工作量小和运用效率高等特点。

4．4 改进后机车的结构好

改进型机车由于提高冷却水温度，散热单节由原来的56节减少到现在的44节，并在第Ⅱ司机室增设丁一个隔间，过去乘务人员一致反映的第Ⅱ司机室噪音大的问题得到了解决；由于机车内部部件组装位置的重新布置，使机车轴重分配得到进一步调整，过去乘务人员普遍反映的两端司机室操纵力不均的现象得到了改善，机车的空转现象没有发生；由于采用了LTQ－Ⅱ型励磁调节器，便于迅速准确地调整机车功率，过去技术人员和检修人员一致反映的油马达不好调整、机车水阻时间长和油耗高的问题得到了解决。上述等等部件和结构的改进，既克服了原B型机车的一些惯性质量故障，同时又方便了机车检修。

总之，比较结果表明：改进型机车的牵引动力性能、柴油机的热力状态、机车的经济性、运用的可靠性和机车的整体结构的布置等等，较之B型机车均有较明显的改善和提高。

5结论和建议

5．1 DF4B改进型机车的方案是可行的

DF4B改进型机车的实际运用结果表明：改进型机车的翻新改造方案是可行的。利用DF4B型机车大修的有利时机，按照《DF4B改进型内·燃机车技术规范》进行翻新改造，可有效提高数千台既有机车的动力性、经济性、可靠性、耐久性和运用性水平，从而适应目前铁路提速和列车重载牵弓I动力的新要求。

5．2 DF4B改进型机车的成效是显著的

DF4B改进型机车的实际运用结果表明：较之DF4B型机车，具有功率大、油耗低、结构好和故障少等优点，实践证明了改进型机车的改进成效是显著的。机车改进后的有效性，深受机务段的欢迎，对提高我国铁路运输能力，发挥着重要的作用和产生着明显的经济效益。

5．3 DF4B改进型机车应直接装用ZDl09型牵引电动机

DF4B型机车装用的ZQDR-410型牵引电动机，由于已不再适应改进型机车恒功率速度的要求，因此应直接采用DF4D型机车装用的ZDl09型牵引电动机。然而沈局既要坚持该电机改造，又要降低成本，从两者兼顾的角度出发，在两台改进型机车上采用了ZQDR-410-ZG型牵引电机的折衷方案。该型电机是按照ZDl09型电机的结构形式，对ZQDR-410型电机的定子铁芯做了适应改进，以提高电机的速率特性，因此而产生了介于两者之间的异型电机。该型电机由于受到本身额定电流的限制，一是造成改进型机车的持续牵引力较之B型车略有下降，二是造成电机的通用性和检修的互换性较差。基于上述原因，建议改进型机车应直接装用ZDl09型牵引电机，不仅可与D型车通用互换，而且可将替换下来的ZQDR-410型电机作为DF4B型机车的大、中修备品使用，这种方案无疑是一

种明智的选择。

5．4 DF4B改进型机车应批量推广 。

内燃机车的大修只能作为恢复机车基本性能的手段，然而利用机车大修的有利时机，开展翻新改造工作，不仅改进的投资少、时间短，而且见效快，这才是全面提高既有机车基本性能的有效途径。D乩D改进型机车与时俱进的探索，已被运用实践的有效性充分证明，因此建议扩大改进数量。据全路的不完全统计，在短短的两三年时间内，除沈局改造两台外，乌局也改造了5台，京局还改造了12台。DF4B型机车的小批量改进已成趋势，因此建议部局领导应组织总结改进经验，并统一制定改进的技术标准和实施方案，以推动改进的程序化和规范化工作。伴随机车批量改进和集中配属，必将会解除机务段的运用检修工作因改进型机车数量少所带来的困扰，又将会使DF4B型机车的升级换代工作尽快跃上一个新的台阶。