1、1东风 4B 型(DF4B)内燃机车一、简介东风 4B 型内燃机车是在东风 4 型内燃机车基础上发展的换代产品。其主要特点:(1)装用 16V240ZJB 型柴油机，装车功率 2430kW(3300 马力)，柴油机转速由 500 llOOr/min 调整到 430lOOOr/min，柴油机机体、曲轴、缸盖、连杆、活塞、缸套、高压油泵、主轴瓦等零部件的结构进行了较大改进;装用了步进电机驱动的无级调速器和九节式排气总管。(2)调整主发电机输出功率，由原来的 2059kW 提高到 2125kW;改善了牵引电动机吸、排风方式。(3)装用 56 组强化铜散器;采用 74-82 度的温度控制阀感温元件，控
2、制高温冷却水出口温度。通过上述改进，机车的技术性能和运用可靠性有明显的提高。机车轮周效率达到 33.4%。东风 4B 型货运内燃机车于 1982 年开始批量生产，东风 4B 型客运内燃机车于 1987 年开始生产。东风 4B 型客、货运内燃机车累计生产了 4303 台，相当于 1999 年全路内燃机车保有量的 42.5%。东风 4B 型机车是国产电传动内燃机车的基本型，为发展变型产品和产品系列化奠定了基础。该型机车的批量生产，推动了我国铁路牵引动力内燃化的进程。二、设计特点1、机车总体布置2东风 4B 型机车采用交直流电传动，柴油机的最大运用功率为 2430kW。客运和货运两种机型，除牵引齿轮
3、传动比不同外 (客运机车为 71/21=3.38;货运机车为 63/14= 4.5)，机车的结构基本相同。机车采用框架式侧壁承载车体。它是一个全焊的钢结构，由侧墙、顶棚、底架、4 组内部隔墙和两端司机室组成。4 组内部隔墙将车体分为第 1 司机室、电气室、动力室、冷却室、第司机室 5 个部分。机车走行部为两台可以互换的三轴转向架。2、机车动力装置东风 4B 型机车采用 16V240ZJB 型柴油机。16V240ZJB 型柴油机为 V 型、16 缸、废气涡轮增压、空气中间冷却、直接喷射燃烧室、四冲程大功率中速柴油机。3、机车电传动东风 4B 型机车采用交直流电传动装置。TQFR-3000 型同步
4、牵引发电机(通称主发电机)的转子轴端，通过弹性联轴器与柴油机相联。电机座端与柴油机联接箱连接，电机轴伸为锥度结构。它通过带有橡胶减震装置的万向联轴节，经变速箱增速后带动起动发电机和感应子励磁机以及测速发电机。同步牵引发电机产生的三相交流电，经整流柜三相桥式全波整流后，输送给 6 台并联的 ZQDR 一 410 型牵引电动机。再由牵引电动机通过传动齿轮驱动车轮旋转，从而使机车运行。从整流柜到牵引电动机之间，电路的通断由 6 个主接触器分别控制。另外，还设有两个转换开关，用它转换牵引电动机励磁绕组的电流方向，从而改变牵引电动机的转向 j 控制机车的前进或后退。3机车在电阻制动工况下，两个转换开关将
5、牵引电动机改接成他励直流发电机工况，6 台牵引电动机的励磁绕组被串联在一起，由同步牵引发电机经整流柜制动电空接触器供给励磁，电机转子由轮对驱动，将列车运行的动能转化为电能，并分别输往制动电阻，转化为热量，再由轴流式风机吹风，将热量散到大气中，从而实现电阻制动。 4、机车走行部机车走行部为两台可以互换的三轴转向架，采用拉杆式轴箱、牵引杆机构、全焊接构架。机车整个上部结构通过 8 个弹性摩擦旁承座落在两台转向架上。每台转向架与车体间由一组低位平行四杆牵引杆机构相联，以传递牵引力和制动力。转向架轴箱采用弹性拉杆定位，轴箱内采用滚动轴承。转向架具有二系悬挂，一系是轴箱弹簧，二系由橡胶圆饼串联组成，位于
6、旁承上方，以吸收高频振动。每个车轴上均悬挂一台牵引电动机。在车架与转向架之间，设有弹性侧挡。当机车在曲线上运行时，弹性侧档可与牵引杆杆件系统一起形成一个假想的中心区域，以便转向架绕此申心区域相对车体作回转运动。每个动轮均设有一个闸缸，采用单侧单闸瓦，并带有闸瓦自动调节器。5、车体机车的车体采用框架式承载车体。车体由底架，侧壁、顶棚、隔墙组焊成为一个整体的全钢焊接结构。车体钢结构的主要承载杆件，采用 16Mn 钢材。它具有良好的可焊性能，机械强度优于一般的 A3 钢材。机车车钩采用大连厂通用件 “改进下开式 3 号车钩“，它是在下开式 3号车钩基础上改进而来。其特点是车钩保留了原 3 号钩的良好
7、防跳装置，又利用了货车 13 号车钩的主要零件。钩体和铸钢件与 13 号钩体通用，用时仅将 13号钩体内的下防跳凸台铲去即可。另外，钩尾框、从板均采用货车件，缓冲器为二号缓冲器。6、机车辅助系统(1)燃油系统机车燃油系统由燃油箱、燃油粗滤器、燃油输送泵、安全阀、逆止阀和截止阀、燃油预热器及管路等组成。(2)机油系统东风。型机车机油系统是以机油泵作为迫使机油循环流动，机油经过滤清和冷却后，向柴油机各零部件的摩擦表面供给一定压力和温度的洁净机油，并冷却活塞。机油带出摩擦及部分燃烧的热量，最后流回柴油机油底壳内。整个机油系统，包括柴油机油底壳、恍油泵、机油热交换器、机油滤清器、柴油机内部润滑系统、机
8、油离心精滤器、起动机油泵、油压继电器和仪表、各种阀及管路等。此外，还有对机油进行预热的辅助机油泵。(3)冷却水系统东风 4B 型机车冷却水系统，为兼顾气缸和增压空气不同的冷却要求，分为高、低 (中冷)温两个冷却系统。主要部件有膨胀水箱、冷却水泵、空气冷却器 (中冷器)、机油热交换器、散热器、冷却风扇、静液压油热交换器及逆止阀、管路等。它们按一定的次序由管路和管件连接起来，组成两个循环回路。高温水循环系统，主要冷却柴油机气缸套、气缸盖和涡轮增压器出气壳。低温水循环系统，冷却增压空气和机油。两个水系统共用一个膨胀水箱。4东风 4b 型机车上采用铜管筋片式散热器，总共 56 组。其中高温水用刀组，低
9、温水用 32 组。散热器以 V 形安装在冷却室的钢骨架上。钢架上部装有用静压马达驱动的冷却风扇。(4)空气系统机车采用两台 NPT5 型空气压缩机，为直流 110V 电动机驱动。空气压缩机在额定转速 lOOOr/min 时，供风量为 2400L/min，风压为 650-900kPa。空气压缩机压出的压缩空气，除供 JZ-7 型空气制动机系统应用外，还供给机车自动控制系统和撒砂系统应用。(5)辅助传动系统东风 4B 型机车辅助传动系统，主要由机械传动、静液压传动和由直流电动机直接驱动三种型式组成。由辅助传动装置传递动力的辅助设备，有励磁机、起动发电机、前通风机、测速发电机、后通风机、冷却风扇及由
10、直流电动机直接驱动的空气压缩机等。在柴油机输出端，由柴油机曲轴经牵引发电机电枢轴和弹性法兰、万向轴与起动变速箱相联。起动变速箱共有两个输出轴分成四个输出端;经两个弹性套柱销联轴器分别带动起动发电机和励磁机;经尼龙绳联轴器带动通风机;经三角皮带带动测速发电机。在柴油机自由端，由柴油机曲轴经传动轴直接带动静液压变速箱。通过静液压变速箱两侧输出轴的内花键，直接带动静液压泵，然后由静液压系统管路将泵打出的高压油输送给静液压马达;直接带动冷却风扇。静液压变速箱中间轴下部的输出轴;经尼龙绳联结轴带动后通风机。三、技术改进东风 4B 型机车在运用中作了下列改进:(1)柴油机装用多种新型增压器东风 4B 型机
11、车 16V240ZJB 型柴油机，原来装用 45GP802-IA 和 45GP802-4 型增压器。由于该增压器喘振裕度小、综合效率低、工作性能差等缺点，先后改用过 ZN300、ZN310、ZN290 和 VTC254-13 等新型增压器。前两种增压器的安装尺寸及油、水、气接口位置和尺寸，均与 45GP802 型增压器一致，因此可在柴油机和机车上不作改造即可方便地更换。后两种增压器由于结构尺寸和接口位置及尺寸有较大变化，因此柴油机和机车上需作较大的改动才能装用。(2)增压器采用 YFL-A80x15LW 型高级机油滤清器原装用的肥 5 型机油滤清器的滤芯由 2 幻目的铜丝网圆盘组成，在实际使用
12、中难以保证机油的清洁度，影响了增压器转子与轴承的可靠工作。为此，采用新研制的 YFL-A80x15LW 型机油滤清器。该滤器的滤材采用 51 迸的美国PALL 公司的复合滤材专利，其滤清度可达 15jLim。其外形与接口尺寸与原滤清器相同，便于互换。(3)柴油机自由端中间齿轮支架的改进柴油机中间齿轮支架在运用中发生断裂。经有限元计算分析，加大了支架轴根部过渡圆弧半径，并改进了支架轴端的定位设计。(4)柴油机排气系统小波纹管的改进东风 4B 型机车在运用中发生小波纹管衬筒端边焊缝开裂、破损脱落，打坏增压器。为此将衬筒板适当加厚，并将衬筒端翻边，使其适当高出法兰平面。当连接螺栓把紧时，可将衬筒翻边
13、牢牢压住，从而解决这一造成机破事故的问题。排气总管的大波纹管的衬筒结构也曾作过类似的改进。5(5)柴油机曲轴箱差示压力计的改进差示压力计是柴油机安全保护装置之一。原设计结构在机车运用中经常发生误动作。为保证机车安全运行，将差示压力计 U 彩管的大气端接至与大气相通的车底架横梁空间。(6)机油滤清器的改进东风 4B 型机车机油滤清器原为二级网式。第一级为钢丝缠绕式，钢丝之间的间隙为 50um;第二级为铜丝网盘，尺寸为 200 目，名义空隙为 80um。该滤清器不能满足柴油机对机油滤清度的要求。后引进英国的 VOKES 滤器，将其超细毛毡深式滤芯进行国产化，研制出由无纺布 (化纤毡)制成的滤芯，其
14、滤清度可提高到 1015um。(7)为保障行车安全，从 1986 年开始，机车加装三项设备，即机车自动停车装置、机车信号装置和列车无线调度电话装置。(8)1989 年开始，东风 4B 型机车加装两级电阻制动装置。DF4B 型内燃机车主要技术参数 用途 干线客运、货运 轨距 1435mm 轴式 CoCo 轴径 1050mm 轴重 233% 整备重量 1383% 通过最小曲线半径 145m 最大速度 客运：120km/h 货运：100km/h 持续速度 客运：28.5km/h 货运：21.6km/h 起动牵引力 客运：327.5KN 货运：435KN 持续牵引力 客运：243KN 货运：324KN 外形尺寸(长 x 宽 x 高) 21100x3309x4755mm
