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东风8B型内燃机车:修订间差异

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=== 径向转向架型机车 ===
=== 径向转向架型机车 ===
1993年6月,{{tsl|en|International Heavy Haul Association|国际重载运输协会}}(IHHA)在[[北京市|北京]]召开第五届国际重载运输大会,<ref>{{cite journal | author = 赵仁摄 | date = | title = 第五届国际重载运输会议在京召开 | journal = 《铁道学报》 | pages = | volume = 1993 | issue = 3 | publisher = 中国铁道学会 | location = 北京 | issn = 1001-8360 }}</ref>,会上[[易安迪|易安迪公司]]介绍了刚刚推出市场的[[SD70型柴油机车|SD70MAC型]]交流传动柴油机车以及与之配套的HTCR径向转向架<ref>{{cite journal | author = Curt A. Swenson | date = 1993-06 | title = AC Traction Locomotives for Heavy Haul | journal = Proceedungs of the Fifth International Heavy Haul Railway Conference》 | pages = 163-173 | volume = | issue = | publisher = International Heavy Haul Association, Inc. | location = | issn = }}</ref>。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]][[西南交通大学校长列表|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[[會議記錄|会议纪要]]并建议铁道部立项开展机车径向转向架的研究。

1995年,中国铁道部立项进行内燃机车[[径向转向架]]的研制,由戚墅堰机车车辆厂、[[西南交通大学]]机车车辆研究所合作研制<ref>{{cite journal | author = 罗世辉| title = 东风8B型机车径向转向架研究 | journal = 《学术动态》 | volume = | issue = | pages = 33-34 | publisher = 西南交通大学 | location = 成都 | issn = | pmid = | doi = |date=2003年1月}}</ref>。1997年完成方案设计,1998年初完成技术设计并通过专家审查,2000年试制了两台三轴径向转向架并装用于东风8B型机车。2001年初,第一台装用径向转向架的东风8B型7001号机车在戚墅堰机车车辆厂出厂,随后在[[中国国家铁道试验中心(东郊分院)|北京环行铁道]]和北京铁路局管内[[京承铁路]]通过安全评估和粘着、牵引试验。这台机车于2001年5月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。2002年9月通过了铁道部科技成果鉴定<ref name=clgy>{{cite journal | author = 曹兴贵 | title = DF8B型机车径向转向架的研制 | journal = 《機車車輛工藝》 | pages = 1-6 | publisher = 中國南車集團戚墅堰機車車輛廠 | location = 常州 | issn = 1007-6034 |date=2003年1月}}</ref>。目前东风8B型7001号机车配属[[南宁铁路局]]柳州机务段<ref>{{Cite web |url=http://bbs.railcn.net/thread-1010290-1-1.html |title=(2012.)10.8--机车转配协调会结果_铁道论坛 |access-date=2014-08-15 |archive-date=2018-10-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181003092118/http://bbs.railcn.net/thread-1010290-1-1.html }}</ref>。
1995年,中国铁道部立项进行内燃机车[[径向转向架]]的研制,由戚墅堰机车车辆厂、[[西南交通大学]]机车车辆研究所合作研制<ref>{{cite journal | author = 罗世辉| title = 东风8B型机车径向转向架研究 | journal = 《学术动态》 | volume = | issue = | pages = 33-34 | publisher = 西南交通大学 | location = 成都 | issn = | pmid = | doi = |date=2003年1月}}</ref>。1997年完成方案设计,1998年初完成技术设计并通过专家审查,2000年试制了两台三轴径向转向架并装用于东风8B型机车。2001年初,第一台装用径向转向架的东风8B型7001号机车在戚墅堰机车车辆厂出厂,随后在[[中国国家铁道试验中心(东郊分院)|北京环行铁道]]和北京铁路局管内[[京承铁路]]通过安全评估和粘着、牵引试验。这台机车于2001年5月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。2002年9月通过了铁道部科技成果鉴定<ref name=clgy>{{cite journal | author = 曹兴贵 | title = DF8B型机车径向转向架的研制 | journal = 《機車車輛工藝》 | pages = 1-6 | publisher = 中國南車集團戚墅堰機車車輛廠 | location = 常州 | issn = 1007-6034 |date=2003年1月}}</ref>。目前东风8B型7001号机车配属[[南宁铁路局]]柳州机务段<ref>{{Cite web |url=http://bbs.railcn.net/thread-1010290-1-1.html |title=(2012.)10.8--机车转配协调会结果_铁道论坛 |access-date=2014-08-15 |archive-date=2018-10-03 |archive-url=https://web.archive.org/web/20181003092118/http://bbs.railcn.net/thread-1010290-1-1.html }}</ref>。


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资阳机车厂生产的东风8B型5507号、5508号机车使用易安迪“HTCR China”三轴径向转向架,固定轴距为2,000+1,825毫米。有别于在[[北美洲|北美]]常用的整体铸钢构架,易安迪公司按资阳机车厂的要求为该转向架设计了“目”字形焊接式构架。轴箱定位装置采用单拉杆式弹性定位结构,轴箱拉杆位于车轴水平中心线上。为了便于对一系悬挂弹簧的检修,该转向架并不像东风8B型7001号机车般将弹簧埋入构架侧梁,而是采用置于构架下方的传统方式。径向机构的原理与东风8B型7001号机车相同,但导向机构的布置方式有一定差异。两根导向梁分别置于第1、3、4、6轴牵引电动机的后端,并通过中间导柱固定在第一横梁和后端梁上,构架横梁上方设有中间连杆连结两根导向梁,以耦合两端轮对的摇头运动。
资阳机车厂生产的东风8B型5507号、5508号机车使用易安迪“HTCR China”三轴径向转向架,固定轴距为2,000+1,825毫米。有别于在[[北美洲|北美]]常用的整体铸钢构架,易安迪公司按资阳机车厂的要求为该转向架设计了“目”字形焊接式构架。轴箱定位装置采用单拉杆式弹性定位结构,轴箱拉杆位于车轴水平中心线上。为了便于对一系悬挂弹簧的检修,该转向架并不像东风8B型7001号机车般将弹簧埋入构架侧梁,而是采用置于构架下方的传统方式。径向机构的原理与东风8B型7001号机车相同,但导向机构的布置方式有一定差异。两根导向梁分别置于第1、3、4、6轴牵引电动机的后端,并通过中间导柱固定在第一横梁和后端梁上,构架横梁上方设有中间连杆连结两根导向梁,以耦合两端轮对的摇头运动。


一系悬挂为轴箱与构架之间的轴箱螺旋弹簧和橡胶垫,并在第1、3、4、6轴装有垂向液压减震器。二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆,另外还设有横向液压减震器和抗蛇行液压减震器。而在导向梁和构架之间,还设有抗摇头液压减振器。牵引电动机采用滚动轴承抱轴的轴悬式驱动方式,牵引齿轮传动为4.529(77:17)。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。基础制动装置采用单元式踏面制动器,较为特别的是两端车轴的制动缸安装在导向梁而非构架上,因此通过曲线时闸瓦和轮对相对位移较小。
一系悬挂为轴箱与构架之间的轴箱螺旋弹簧和橡胶垫,并在第1、3、4、6轴装有垂向液压减震器。二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆,另外还设有横向液压减震器和抗蛇行液压减震器。而在导向梁和构架之间,还设有抗摇头液压减振器。一系悬挂静挠度为126毫米,二系悬挂静挠度为7.5毫米,总静挠度为133.5毫米。牵引电动机采用滚动轴承抱轴的轴悬式驱动方式,牵引齿轮传动为4.529(77:17)。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。基础制动装置采用单元式踏面制动器,较为特别的是两端车轴的制动缸安装在导向梁而非构架上,因此通过曲线时闸瓦和轮对相对位移较小。


== 出口车型 ==
== 出口车型 ==

2022年6月29日 (三) 05:08的版本

东风8B型
资阳机车厂生产的东风8B型5034号机车
概览
类型柴油机车
原产国 中国
设计戚墅堰机车车辆厂
生产商戚墅堰机车车辆厂资阳机车厂
生产型号DF8B
序列编号
  • 普通型:0001~0273、5001~5506、5509~5671、5673~5932
  • 高原型:9001~9012
  • 径向转向架型:7001、5507~5508
  • 东风8DJ:5672
  • 东风8D:3001~3003
生产年份1997年—
产量
  • 普通型:1,202台
  • 高原型:12台
  • 径向转向架型:3台
  • 东风8DJ:1台
  • 东风8D:4台
主要用户中国国家铁路集团 中国国家铁路集团(原中国铁路总公司铁道部
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+2吨
通过最小曲线半径145米
机车长度20,900毫米
机车宽度3,304毫米
机车高度4,736毫米
整备重量151.6吨(轴重25吨)
143.5吨(轴重23吨)
燃料柴油
燃料储备量9,000升
水储备量1,200公斤
传动方式交—直流电
传动装置16V280ZJA型柴油机
缸径 × 行程280 x 285毫米
牵引发电机JF204D
牵引电动机ZD109C/E/Q × 6
汽缸數量16
最高速度100公里/小时
持续速度31公里/小时
牵引功率3,100千瓦
牵引力480 kN(最大)
340 kN(持续)
制动方式踏面制动、电阻制动

东风8B型内燃机车(DF8B),是中国铁路使用的内燃机车车型之一,绝大部分为柴油动力,但其中的5672号2015年被改装为柴油-液化天然气双燃料机车。由戚墅堰机车车辆厂设计,是东风8型机车的基础上研制的升级换代车型。

资阳机车厂生产的东风8B型5191号机车
东风8B型7001号机车
东风8B型7001号机车的径向转向架特写

发展历史

开发背景

1984年,根据当时中国铁路技术政策关于逐步提高列车重量及行车速度的目标,戚墅堰机车车辆厂研制出东风8型干线货运柴油机车。该型机车装用一台功率为4,500马力(3,310千瓦)的16V280ZJ型柴油机,并于1989年投入批量生产。1990年,为提高铁路干线客运列车行车速度、提高铁路客运能力以适应市场需求,戚墅堰机车车辆厂又研制出东风9型干线客运柴油机车,机车采用16V280ZJA型柴油机作为动力装置,装车功率为4,910马力(3,610千瓦),是当时中国国内功率最大的机车柴油机。1992年,因应广深铁路开行时速160公里准高速旅客列车英语Higher-speed rail的需要,戚墅堰机车车辆厂在东风9型机车的基础上,开发研制出东风11型柴油机车,为日后的中国铁路大提速打下了基础。

踏入1990年代以后,随着中国国民经济的发展,铁路货物运输量迅速增长,铁路运输能力与运量增长的矛盾越趋突出。1994年初,中华人民共和国铁道部颁发了新的《铁路主要技术政策》(铁科技〔1993〕166号文),再次强调“大力提高列车重量”和“努力提高列车速度”的方针,明确指出在繁忙干线开行5,000~6,000吨级重载列车是提高货运能力的重要出路,并且货物列车的最高速度应逐步提高到90公里/小时;通过实施将繁忙干线车站站线股道有效长度延长到1,050米、采用大功率电力机车柴油机车牵引、逐步普及60吨及以上大型货车铁路制动新技术等措施,大量开行5,000吨级重载货物列车,达致“重载列车普及化”是使铁路走出瓶颈的重要措施;而在牵引动力改革方面,需要积极提高电力机车、柴油机车的轴功率和总功率,并将电力机车、柴油机车的最大轴重增加到25吨[1]

研制过程

从东风8型机车上得出的一个教训便是粘着重量的重要性。东风8型机车和东风4型机车相比,两者同样是轴重为23吨的六轴机车,但前者的标定功率是后者的1.38倍,因此东风8型机车在高负荷时机车滑行空转的情况较多,导致机车因受粘着限制而未能充分发挥大功率的优势,在大坡度区段保持与东风4型机车相同牵引定数的尴尬局面。1995年,为了验证将内燃机车轴重提高到25吨的可行性,铁道部科技司将“25吨轴重东风8A型内燃机车研制”列入“1995年铁路科学技术发展计划”[2][3]。1995年6月28日,时任铁道部部长韩杼滨主持召开部长办公会议,决定将繁忙干线上的旅客列车最高速度提高到140~160公里,货物列车最高速度提高到85~90公里/小时,并将其作为2000年前中国铁路要实现的重要目标之一;同时,决定尽快在繁忙干线进行提速试验,为未来中国铁路大面积提速做好技术准备[4]。同月,戚墅堰机车车辆厂与铁道部科技司签订了《25吨轴重东风8A型内燃机车研制合同》,要求戚墅堰机车车辆厂在东风8型机车的基础上,与永济电机厂株州电力机车研究所大连内燃机车研究所西安铁路信号工厂铁道部科学研究院合作,开发研制25吨轴重(23+2)的东风8A型内燃机车,该型机车将采用16V280ZJA型柴油机,装车运用功率要达到5,000马力(3,680千瓦),并计划采用微机控制系统、三轴径向转向架、交流辅助传动、柴油机逆变启动等新技术。

1995年9月,铁道部在沪宁铁路组织进行中国铁路史上首次既有线客货列车提速试验,货物列车提速试验采用东风8型柴油机车和东风4E型柴油机车,按三种不同的编组方式在南翔南京东、南京东至常州东之间往返运行,主要试验项目包括机车起动加速性能、列车运行时分、列车常用及紧急制动、调速制动性能等,为繁忙干线客货运提速提供了大量试验数据[4]。1996年4月1日,“先行号”快速旅客列车在沪宁铁路投入营运,开创了中国铁路既有线客运列车提速的先河。在旅客列车实施提速的同时,亦迫切需要货物列车相应提速以提高综合运输能力,为此,铁道部先后两次指示戚墅堰机车车辆厂加快研制进度,希望尽早交付东风8A型机车并投入小批量生产。由于初步设计方案包括一些研制难度较大的新技术,如交流辅助传动、柴油机逆变启动,而且当时中国尚未掌握三轴径向转向架的技术,因此戚墅堰机车车辆厂向铁道部建议暂时搁置该三项技术,待以后条件成熟时再继续进行研制[5]。1996年9月,机车设计方案通过了厂内设计审查,并于年底完成了技术设计工作。1997年1月,铁道部与中车公司北京二七机车厂召开了机车技术设计审查会议。1997年3月,铁道部正式将新机车命名为东风8B型内燃机车[2]。1997年3月至4月,永济电机厂先后试制出为该机车配套的JF204D型同步牵引发电机、ZD109C型牵引电动机、高低压电器柜、主整流柜、司机操纵台等产品,并送往戚墅堰机车车辆厂装车。1997年6月18日,东风8B型0001号机车落成出厂。同年7月,东风8B型0002号机车亦相继出厂。同时,铁道部并以《科技机〔1997〕46号文》向戚墅堰机车车辆厂下达“东风8B型内燃机车及16V280ZJA型柴油机设计任务书”[3]

试验考核

首两台机车出厂后随即交付上海铁路局南翔机务段在沪宁铁路按重载交路进行运用考核。根据铁道部安排,东风8B型0001号机车作为机车性能鉴定型式试验用车,而东风8B型0002号机车则作为15万公里运用考核试验车[6]。1997年8月4日,东风8B型0001号机车在沪宁铁路进行了5000吨重载牵引试验,最高速度达86公里/小时(受线路限速),并在六摆渡镇江间顺利完成坡停起动试验。1997年9月至12月期间,东风8B型0001号机车在完成5万公里磨合试验之后开始各个部级鉴定试验项目,其中司机室噪音测试、单机紧急制动距离试验在沪宁铁路上进行,机车称重试验在铁道部科学研究院北京环形铁道试验基地进行,牵引性能试验在大连内燃机车研究所的定置试验台进行,动力学性能试验在沪杭铁路上海杭州间、金千铁路金华新安江间进行。试验结果显示,机车最大起动牵引力达531.995千牛,持续牵引力达349.5千牛,最大恒功率速度达92.8公里/小时,均高于设计任务书要求。当机车牵引5,000吨货物列车运行时,不仅有足够的功率和粘着利用能力,能满足最高速度80~85公里/小时的要求,而且机车功率尚有一定的储备,柴油机负荷率处于适当水平。

为了满足铁道部门对大功率内燃机车的迫切需求,戚墅堰机车车辆厂在1997年第四季度又生产了6台东风8B型机车。1997年全年生产的8台东风8B型机车当中,首四台机车(0001~0004号)配属上海铁路局南翔机务段,投入沪宁铁路南翔至南京东之间使用;后四台机车配属北京铁路局丰台机务段,投入京山铁路丰台西南仓之间使用[3]。东风8B型0002号机车于1997年8月1日在沪宁铁路投入运用,至1998年6月15日为止已走行157,803公里,期间各主要部件均未发生重大故障。该机车顺利完成了15万公里运用考核后,对其转向架、牵引发电机、牵引电动机、彩色显示屏及双流道铜散热器拆解检验。1998年10月29日,东风8B型内燃机车通过铁道部科技成果鉴定;1999年,获铁道部科技进步二等奖江苏省优秀新产品“金牛奖”[7]

生产情况

九五”初期,中国铁路出现连年亏损,面临着巨大的经营压力。为了尽快实现扭亏为盈,铁道部决定采取加快和深化铁路改革、转换经营机制的措施。由于机车车辆购置费缩减,对于总体生产能力过剩的机车车辆工业,铁道部开始实行机车车辆招标采购制度,提高机车车辆工业的市场化程度。正当中国铁路向重载、提速的方向发展之际,资阳内燃机车厂适用于铁道部投标的产品仅有东风4B型东风4C型柴油机车,工厂亟需推出新产品以跟上时代的步伐[8]。与此同时,戚墅堰机车车辆厂正忙于完成东风11型柴油机车的生产任务,生产能力不足以应付大功率货运机车的需求。有见及此,在铁道部和中车公司的协调下,决定让资阳内燃机车厂和戚墅堰机车车辆厂共同生产东风8B型机车,资阳内燃机车厂为主,戚墅堰机车车辆厂为辅。

1998年1月,在资阳内燃机车厂第七届三次职工代表大会上,厂长范烈星提出了“试制280柴油机及东风8B机车,介入提速重载行列”的目标,计划在同年11月底试制出首台东风8B型机车。1998年2月21日,双方正式签订《戚墅堰机车车辆厂和资阳内燃机车厂关于共同生产280柴油机及东风8B型机车协议》。同年5月30日,资阳内燃机车厂试制的第一台16V280ZJA型柴油机开始总组装。8月1日,该柴油机在工厂新建的280柴油机试验台上一次启动成功。9月1日,工厂铆焊车间开始组焊机车车体、底架、缓冲座等部件。10月22日,完成焊接的车体送到机车总组装线,开始最后阶段各项设备的组装。1998年11月30日,资阳内燃机车厂生产的东风8B型5001号机车正式出厂,时任四川省副省长李进资阳地区行政公署专员陈光志,以及铁道部、中车公司等单位的代表出席了出厂典礼[8]。1998年12月,在铁道部的1999年度第一次招标议标中,资阳内燃机车厂获得了首批25台东风8B型机车的订单。“九五”期间,铁道部对资阳内燃机车厂投入了2.7亿元人民币进行技术改造,以提高东风8B型机车的批量生产能力。1999年2月,首台由资阳内燃机车厂自制的280柴油机机体试制成功,不再需要依赖从戚墅堰机车车辆厂订购的机体。1999年全年,资阳内燃机车厂生产出32台东风8B型机车,形成批量生产能力。2000年,资阳内燃机车厂已经达到了月产10台280柴油机、年产100台东风8B型机车的目标。

资阳内燃机车厂初期生产的东风8B型机车在各地投入运用后,运用部门普遍反映机车有不少范围广泛、不严重但频繁出现的质量问题,经工厂方面分析发现大多数是因外购配件引起。2000年3月,资阳内燃机车厂开始实施关于外购配件的品质保证制度。2001年1月,在资阳内燃机车厂第八届一次职工代表大会上,“全面提高机车质量,满足用户需求”一项被列入当年工作重点,要求各部门加强生产及质量控制。尽管如此,资阳机车厂(资阳内燃机车厂于2002年5月更名为资阳机车厂)的机车组装品质问题、惯性质量问题仍然杜之不绝,已经导致各地机务段对资阳工厂的产品产生了负面印象,并引起铁道部运输局装备部和中国南车集团的关注[8]。2003年1月上旬,铁道部在北京二七机车厂首次举办新造机车质量展示会,要求中国北车集团、中国南车集团所属的机车制造厂各自派出新造机车参加品质评测和展示,会上资阳机车厂参展的东风8B型5328号机车名列榜尾,整车综合、车体、管路、电气线路、司机室五个评分范畴有多达106个扣分点,例如车体侧墙蒙皮平直度一项,评审要求为1.5毫米、全长偏差不大于4毫米,而工厂对参展车的标准为6毫米,但测量后发现实际达8毫米、个别部位达到10毫米;在机车淋雨试验中车身多处漏水,车内地板积水甚至带出组装时遗留的工业垃圾。

2003年1月18日,时任资阳机车厂厂长郭炳强向全体职工宣布东风8B型机车参展失利的消息,指出“东风8B型5328号机车是思想观念陈旧、制造理念落后的集中表现”,并将这一天称为工厂的“厂耻日”,要求全厂各部门根据参展车的问题和铁道部的要求,开展机车生产品质整治考核。2003年3月,资阳机车厂确定了质量整改的两大阶段性目标,确保同年4月1日起出厂的机车均达到东风8B型5328号机车在进行整改后的质量水准,同年6月30日必须完成一台“先油漆、后组装”的东风8B型机车作为样板车,同时工厂成立了机车电气线路、车体、管路、转向架四大课题组,对包括技术标准、工艺文件、产品实物、品质检查在内的生产流程作全面控管。2003年4月,铁道部向工厂派驻机车质量改进工作督查组,每月抽查一台出厂的东风8B型机车进行质量评分,提出反馈并交由课题组研究落实。2003年4月10日,首台按照5328号机车整改后质量标准生产的东风8B型5349号机车落成。同年6月4日,严格按照参展标准生产的东风8B型5356号机车完工。同年7月31日,首台采用“先油漆、后组装”生产流程的东风8B型5399号机车通过评审。2004年7月,铁道部在北京举行第二次新造机车质量展示会,资阳机车厂派出参展的东风8B型5467号机车在五个评测项目中,获得整车综合、电气线路两项第一、车体、管路两项第二的佳绩[8]

在2003年之前,戚墅堰机车车辆厂的产能以满足提速客运机车的需求为主,该厂的东风8B型机车年产量一直徘徊在个位数字。到了2003年,由于东风11型机车的订单数量骤减,铁道部给予的东风8B型机车生产任务相应增加,当年戚墅堰、资阳两家工厂的东风8B型机车产量分别为35台、94台。2004年,由于经济发展带来货运需求持续增长,同时中国正面临严重的电力短缺问题,中国铁路货运的压力前所未有;为配合宁西铁路西安合肥段、胶新铁路建成通车及保障发电用煤运输,铁道部大幅增加了货运机车的采购数量,当年戚墅堰、资阳两家工厂分别生产了30台、170台东风8B型机车,创下该型机车年产量的历史最高纪录。2005年,戚墅堰、资阳两家工厂的东风8B型机车产量分别为74台、52台。2006年以后,由于铁路电气化改造加速,铁道部内燃机车购置数量逐步减少,但国铁以外的市场销售机车有所增加。

截至2022年6月,戚墅堰机车车辆厂和资阳机车厂共生产了1214台东风8B型机车(不包括东风8D型、东风8DJ型机车),其中戚墅堰厂生产285台(0001~0285)、资阳厂929台(5001~5671、5673~5930)。 东风8B型机车的生产时间跨度较大,由于新技术的试验和应用、各个用户提出的要求各异,不同制造厂商、不同时期生产、不同制造批次的机车在机械设备或电器控制设备方面都可能有局部差异,例如,司机室有早期的非标准化司机室,以及从2002年下半年开始采用的标准化司机室两种类型;辅助设备控制系统有继电器连锁控制和逻辑控制单元两种;辅助传动系统有机械—静液压传动和交流变频传动两种;重联控制系统有常规线重联和网络重联两种;微机控制系统亦有株洲所、时代电气、武汉正远等厂商的产品。

径向转向架型机车

1993年6月,国际重载运输协会英语International Heavy Haul Association(IHHA)在北京召开第五届国际重载运输大会,[9],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[10]。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。

1995年,中国铁道部立项进行内燃机车径向转向架的研制,由戚墅堰机车车辆厂、西南交通大学机车车辆研究所合作研制[11]。1997年完成方案设计,1998年初完成技术设计并通过专家审查,2000年试制了两台三轴径向转向架并装用于东风8B型机车。2001年初,第一台装用径向转向架的东风8B型7001号机车在戚墅堰机车车辆厂出厂,随后在北京环行铁道和北京铁路局管内京承铁路通过安全评估和粘着、牵引试验。这台机车于2001年5月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。2002年9月通过了铁道部科技成果鉴定[12]。目前东风8B型7001号机车配属南宁铁路局柳州机务段[13]

径向型东风8B型机车是以普通型东风8B型机车为基础,换装径向转向架。戚墅堰机车车辆厂制造的东风8B型7001号机车采用了由戚墅堰厂和西南交通大学机车车辆研究所联合研制的径向转向架,由于东风8B型机车的转向架结构与美国EMD公司SD60MSD70M型柴油机车采用的HTCR径向转向架比较接近,因此戚墅堰厂与西南交大决定将美国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[12]。采用了自导向径向调节机构、滚动轴承抱轴式牵引电机悬挂驱动装置、单拉杆配横向弹性定位装置的轴箱定位结构。径向转向架能够和东风8B型机车的传统转向架互换,拥有相同的车体架接口,轴重、轴距、转向架中心距等技术参数基本相同。试验结果表明,与同轴重、装有传统转向架且带轮轨润滑装置的东风8B型机车相比,装用径向转向架的东风8B型7001号机车的轮缘磨耗仅为前者的16%[14]

继戚墅堰厂之后,资阳机车厂也通过技术合作,投资近3000万元人民币,引进美国EMD公司的HTCR径向转向架技术,由EMD公司供应二套为东风8B型机车配套使用径向转向架专利技术的硬件,资阳厂并派出设计人员赴美进行培训,在2004年设计制造了两台采用径向转向架的东风8B型机车,车号为5507号、5508号,没有批量生产[15]。两台机车于2004年5月完成试制,并于同年6月通过铁道部的技术设计审查,随后又在北京环形铁道、京承铁路、京秦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一系列试验[16]。2004年12月起,两台机车配属郑州铁路局新乡机务段,于新兖铁路京九铁路进行了转向架动力学补充试验,并开始15万公里的运用考核,至2005年底完成考核并返回资阳厂拆解检验。目前东风8B型5507号、5508号机车分别由内蒙古集通铁路公司阳涉铁路租用,配属锡林浩特机务段集通锡段阳涉公司。其技术也被应用于后来制造的东风8DJ型(DF8B-5672)交流传动柴油机车。

高原型机车

2001年6月,青藏铁路二期工程(格尔木拉萨段)正式全面开工建设。由于当时铁道第一勘察设计院等单位在进行青藏铁路格拉段设计时,客、货运机车的初步选型是按戚墅堰机车车辆厂的东风11型、东风8B型机车为基础进行,青藏铁路高原柴油机车的研制任务最终落在戚墅堰厂。早于2001年1月,戚墅堰厂已经开始对高原柴油机车进行调研、设计,并于2002年3月完成了技术设计[17]。2002年4月底,铁道部科技司在北京主持召开了青藏线机车技术方案审查会,通过了戚墅堰厂在东风8B型机车基础上进行改进设计的设计方案。铁道部科技司于2002年5月与戚墅堰厂签订了《青藏线高原内燃机车的研制及线路试验》科研项目合同,要求试制2台青藏线高原柴油机车样车。2002年10月底,戚墅堰厂完成2台样车的试制。同年11月7日,铁道部运输局装备部将这两台机车定型为东风8B型9001、9002号,与此同时戚墅堰厂并将其命名为“雪域神舟”。随后2台“雪域神舟”号机车交由兰州铁路局支配,出租给中铁一局集团南山口机务段,并于2002年12月底开始在青藏铁路格拉段已铺轨的南山口望昆段间投入运用考核,负责牵引运送铁路建设物资的货物列车。2003年1月,“雪域神舟”号在海拔2900米、3500米和4576米等3个高度进行了机车自负荷功率修正、启动牵引力和机车防寒试验[17]。同年8月,根据铁道部要求再次对机车进行高原性能试验,试验地点分别在海拔3575米的纳赤台、4159米的玉珠峰、4771米的昆仑山口和4611米的不冻泉之间,在每个海拔点分别完成柴油机功率修正、冷却试验、机车牵引2300吨性能试验、隧道内柴油机功率调整和电阻制动、电机温升及增压器流量试验,并在100多公里连续20‰长坡道和全长1686米的昆仑山隧道进行运行考核,试验结果表明机车各项数据基本达到设计要求[18]

高原型东风8B型机车是以普通型东风8B型机车为基础,进行高原适应性设计改进,以满足青藏铁路机车运用的需要。机车在装用原有的16V280ZJA型柴油机基础上使用ABB公司生产的TPL61-A30型增压器,满足在海拔5100米机车功率不小于2700千瓦的技术要求;同时,通过微机控制能使柴油机功率随海拔高度自动修正,以充分利用不同海拔下的柴油机功率,并增设双机制动重联和双管供风系统。机车不加装压铁,轴重23吨。蓄电池选用低温性能较好的镍镉碱性蓄电池,保障低温环境下柴油机的启动;冷却水系统采用加压冷却,满足柴油机冷却的需要。机车并借鉴了运用于兰新铁路东风11高原型柴油机车的防风沙结构,使用三级多重空气滤清系统[17]。此外,司机室玻璃还采用防紫外线镀膜玻璃,并在司机室顶部后端设有制氧机,供乘务人员使用。

当时“雪域神舟”号曾经有望成为青藏铁路的主力牵引机车,但从2003年3月刘志军出任中国铁道部部长后,风向开始改变。刘志军上任后就提出铁路要实现“跨越式发展”,不能继续在原有基础上慢慢前进,而应该同其他行业一样,积极引进国外的先进技术,最短时间内提高中国铁路的技术水平。对于青藏铁路这个高标准工程,刘志军明确提出要把它建设成世界一流的高原铁路,实现“三个目标”:“把旅客列车在全线运行时间压缩到最短;全线行车设备实现免维修;沿线基本实现无人管理”[19]。与此同时,中央政府于2004年底决定作出对青藏铁路提前一年通车的要求,更使“可靠性”成为决定青藏铁路设备采购的重要标准,使得铁道部在部分设备的采购上最终放弃了国产设备。对于高原铁路机车的采购,铁道部采取了全部整车进口的方式,由美国的通用电气EMD竞标,最终通用电气于2004年10月获得中国铁道部78台NJ2型柴油机车的订单[20]

2002年至2006年间,戚墅堰机车车辆厂共生产了12台东风8B高原型机车(DF8B-9001~DF8B-9012),目前分别配属青藏铁路公司西宁机务段、乌鲁木齐铁路局乌鲁木齐机务段和呼和浩特铁路局包头西机务段


技术特点

总体布置

车体结构

东风8B型机车转向架,可见压铁凸出于车体中部

东风8B型柴油机车是干线货运用的六轴柴油机车,机车标称功率为4,157马力(3,100千瓦),构造速度为100公里/小时,运转整备重量为150吨(有压铁)或138吨(无压铁),轴重为25吨(有压铁)或23吨(无压铁)[21]。机车采用双端司机室、双侧内走廊式、全钢焊接结构的桁架式侧墙承载车体,取代了东风8型机车车体的框架式侧壁承载结构,以提高车体钢结构的强度刚度。车钩中心线间距为22,000毫米,车架长度为20,900毫米,车体宽度为3,304毫米,车体高度为4,736毫米。车体由左右侧壁、底架、车顶、内部隔墙、两端司机室等部分焊接在一起,共同承受垂直载荷和纵向载荷,车体主要骨架采用Q345高强度低合金钢材,车体侧壁采用全桁架式承载结构,并增加了车体外部蒙皮钢板的厚度。与东风8型机车相比,东风8B型机车的承载车体钢结构重量由21.7吨降低到20.05吨,相当于每延米重量由1.009吨降低到0.933吨,承载车体重量占机车总重的比例由15.7%降至13.4%,但整体强度和刚度都比东风8型机车大为提升[22]

由于在机车内部加压铁会导致重心上移、减少内部空间等缺点,因此东风8B型机车采取了比较独特的加压铁方式,即在机车车体侧梁外部两侧各加一块长条形钢板,既不会增加车体中部负荷,也不参与承载或影响轴重分配,这个方法并由戚墅堰机车车辆厂申请了专利。东风8B型机车可以通过加、减压铁的方法,方便地实现23吨或25吨轴重的转换。机车两端均设有同等功能的司机室英语Cab (locomotive),可双向操纵机车。司机室前窗玻璃后倾角为15°,而司机室正面下部设计成向内侧倾斜的20°后倾角,车头中间部分设有向前突出、高度为300毫米的气动型面,近照灯及标志灯装设在该部分平面内。早期出厂机车均带有棱角分明的司机室顶盖,整个前照灯置于顶盖内部;而后期配备标准化司机室的机车改用带有圆弧过渡的司机室顶盖,前照灯凸出于车顶前缘的圆弧过渡段。车体底架两端装有13号下作用车钩、MT-3型牵引缓冲装置和排障器[21]。为了便于检修柴油机和拆装车内部件,电气室、动力室、辅助室均采用活动式顶盖,动力室顶盖上另外还设有八个小盖,其大小足以吊装柴油机气缸盖和活塞组。 车体底架下部两台转向架之间吊挂着一个可拆式燃油箱(0001号~0012号机车的燃油箱容量为8,500升,从0013号机车起加大到9,000升);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。而高原型机车当中只有9001号、9002号机车使用容量为8,000升的承载式燃油箱,且两个总风缸均置于燃油箱的后端,并使用低温性能较好的阀控式镍镉碱性蓄电池[17],而后续生产的9003号~9017号机车则仍然使用容量为9,000升的可拆式燃油箱,蓄电池组和总风缸的形式均与一般的东风8B型机车相同。

资阳机车厂生产的东风8B型5507号、5508号机车因使用了易安迪HTCR径向转向架,故车体结构设计与一般的东风8B型机车有所不同。由于采用径向转向架之后转向架中心距离增大,转向架旁承结构也和常规转向架不同,需要提高车体底架的承载能力以满足强度和刚度的要求,因此对底架各部分均作出了强化,车体钢结构骨架亦改用屈服强度较高的Q345C低合金钢材[23]。车体侧墙由桁架式承载结构改为桁架—框架组合式承载结构,以便在车体侧墙安装单元式空气滤清装置。车钩中心线间距保持为22,000毫米,车体宽度为3,100毫米,车体高度为4,520毫米,牵引座间距离则由12,300毫米加大到13,820毫米。由于转向架自重和车体底架结构重量增加,在满足轴重25吨的前提下无需再于车体两侧安装压铁。

设备布置

机车车体从前到后依次为第一司机室、电气室、动力室、冷却室、辅助室、第二司机室。

司机室内设备布置引入了人机工程学的设计原理,增强了操纵台上各类仪表、显示、控制装置的可接近性,在机车运行方向的左侧设有包含司机控制器英语Control stand、换向手柄、各种操纵按钮、空气制动阀、仪表信号显示装置等设备的司机操纵台,右侧设有副司机座席。东风8B型0001号~0012号机车采用沙尔特宝德语SchaltbauTKS11型圆盘式有档无级、电位器型司机控制器,从东风8B型0013号起到实施标准化司机室之前的机车采用沙尔特宝TKS10型圆盘式有档有级、编码型司机控制器,而标准化司机室的东风8B型机车则改为使用QS1-04型手柄式有档有级、编码型司机控制器。司机室内还设有供乘务人员使用的电暖器电炉电冰箱等设施,第一司机室后壁另设有手制动英语Parking brake装置手柄,司机室内壁填充玻璃棉吸音材料英语Absorption (acoustics)复合多孔铝板英语Perforated metal[21]。从1999年生产的东风8B型0009号机车开始,在司机室顶盖上加装了空调装置。从2002年下半年起,由戚墅堰机车车辆厂生产的东风8B型0020号机车、资阳机车厂生产的东风8B型5275号机车开始改为采用标准化司机室,司机操纵台的各项设备布置均按照铁道部的标准化规定。除此之外,用于青藏铁路格拉段的东风8B型9001号、9002号机车还在司机室上部安装有变压吸附式英语Pressure swing adsorption制氧机,有面罩供氧和整仓供氧两种方式供司机选择。

电气室内设有高压电器控制柜、低压电器控制柜、主整流柜、行车安全设备、微机控制柜,电气室下部设有主发电机及主整流柜通风机、前转向架牵引电动机通风机,隔墙上部设有空调电源装置和制动控制装置,电气室两侧车身上均设有百叶窗口供上述设备通风;而东风8B型9001号、9002号机车的电气室则采用车顶夹层独立通风系统,顶盖内设有夹层风道和空气滤清装置,直接从车外抽气供主整流柜通风机、前转向架牵引电动机通风机使用[24]。位于机车中部的动力室安装了一套柴油发电机组,并设有空气滤清器燃油滤清器英语Fuel filter燃油输送泵英语Fuel pump、燃油预热器等辅助设备;动力室内靠近电气室的一端设有励磁整流柜、前变速箱和相关设备,前变速箱通过万向轴与主发电机输出端连接,并通过该变速箱驱动励磁机英语Excitation (magnetic)起动发电机英语Starter (engine)、测速发电机、前转向架牵引电动机通风机。两台电阻制动柜并列于电气室与动力室之间隔墙的顶部。动力室内靠近冷却室的隔墙上设有膨胀水箱英语Expansion tank。此外,作为交流辅助传动技术验证平台的东风8B型0074号、0075号机车,在动力室的两侧设有一对侧门以便设备安装及检修,但以后生产的东风8B型机车并未延续这一设计。

冷却室设有冷却水系统散热装置,冷却室顶部装有V形结构的双流道制散热器,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。机车设有两套独立的循环冷却水系统,分别为冷却柴油机、增压器的高温冷却水系统,以及冷却增压空气机油静液压传动油的低温冷却水系统,高、低温循环冷却水系统共用48个双流道铜散热器单节。由于高原低气压环境降低了沸点,因此高原型机车采用全封闭的加压冷却系统,确保在最高海拔5,100米的条件下冷却水系统内压力不低于1个大气压,冷却水的沸点不低于100℃。散热器下方设有一台由柴油机自由端经万向轴驱动的后变速箱,以及由后变速箱带动的静液压泵、后转向架牵引电动机通风机。此外,冷却室内并设有机油热交换器机油滤清器英语Oil filter空气压缩机、静液压油热交换器、静液压系统油箱等,静液压油采用油—空气散热器冷却。辅助室内装有预热锅炉、风源净化装置、第二司机室的空调控制装置[21]

动力装置

柴油机

东风8B型机车装用一台由戚墅堰机车车辆厂制造的16V280ZJA型柴油机,属于280/285系列柴油机产品之一[25]。16V280ZJA型柴油机是一款16气缸英语V16 engine四冲程V型结构直接喷射开式燃烧室废气涡轮增压增压空气中间冷却的中速柴油机。气缸内径英语Bore (engine)为280毫米,活塞行程为285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400转,标定工况下的平均有效压力英语Mean effective pressure为1.65兆帕(每平方厘米16.82公斤),UIC标定功率为5,250马力(3,860千瓦),装车运用功率为5,000马力(3,680千瓦),额定满功率运转时的燃油消耗率为153克/有效马力·小时(208克/有效千瓦·小时)[25]

16V280ZJA型柴油机的基本结构与16V280ZJ型柴油机大致相同,同样采用了由球墨铸铁整体铸造而成的机体,消除了因机体焊缝疲劳造成板材裂纹的隐患。机体由气缸体曲轴箱英语Crankcase共同构成,机体的横截面形状为六边形,并采用了悬挂式曲轴支承结构和半隧道式曲轴箱英语Crankcase。柴油机采用由42CrMo高强度合金钢锻坯全纤维挤压成形的全加工氮化曲轴、带内冷油腔振荡冷却的钢顶铝裙组合式活塞、合金钢锻造全加工并列式连杆、高强度合金铸铁气缸盖、合金硼铸铁湿式气缸套[25]燃油喷射系统采用了单体式喷油泵和多孔闭式喷油器。在左右两列气缸之间的V形夹角空间内,设有机油主油道、冷却水进水道和空气腔,在其上方装有与空气腔相通的空气稳压箱英语Airbox;两台增压器分别装在空气腔上方的两端,中间设有两台铝制中冷器。气缸排出的废气通过排气管英语Exhaust manifold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,然后通过空气稳压箱和进气支管英语Inlet manifold进入各个气缸[26]

柴油机调速系统采用伍德沃德PGMV调速器英语Governor (device),由司机控制器主手柄控制调速器驱动装置,以控制柴油机调速器中的步进电机,实现对柴油机的有档无级调速控制。柴油机由ZQF-80型或ZQF-412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。

增压器

柴油机的涡轮增压采用模件式串接脉冲转换器增压系统(MPC),将每个气缸的排气管设计成相同的脉冲转换器,通过过渡管将气流引入增压器。东风8B型机车可选用江津增压器厂引进ABB公司专利生产的VTC254-13G型增压器,或者由大连机车研究所专门为16V280ZJA型柴油机研制的ZN310-LSA4型增压器。与VTC254-13G型增压器相比,ZN310-LSA4型增压器在柴油机转速为每分钟1,000转、标定功率为5,500马力(4,044千瓦)的测试条件下,燃油消耗率下降了2.13克/有效千瓦·小时,气缸排气温度下降了22°C[27]。高原型机车因应空气稀薄的高原环境,必须提高涡轮增压器的压比英语Overall pressure ratio,以确保有足够空气进入气缸。根据东风11型柴油机车于2000年进行的高原功率修正试验数据,如果采用原来的VTC254-13G型增压器,推算在海拔5,000米的柴油机输出功率只能达到约3,400马力(2,500千瓦)[28]。因此,首两台高原型机车选用高效率区更为广阔的ABB TPL 61-A30型涡轮增压器。与VTC254-13G型增压器相比,该增压器的最高转速由每分钟32,100转提升至33,600转,压比由2.82提高到4.5,在海拔2,800米的柴油机装车功率可达4,620马力(3,400千瓦),在海拔5,100米的柴油机装车功率可达3,670马力(2,700千瓦);高原型机车并设有海拔高度仪,通过微机控制使柴油机功率随海拔高度自动修正,以充分利用不同海拔下的柴油机功率[17]。至于在2006年小批量生产的高原型机车(9003~9012)则因价格因素,改为使用由大连机车研究所专门为青藏铁路研制的ZN310-LSA4QG型增压器。

空气滤清器

东风8B型机车的柴油机进气装置早期曾采用二级空气滤清系统,第一级为借鉴自ND5型柴油机车多旋流管式惯性过滤器,第二级为与东风8型柴油机车相同的铝板网空气滤清器;而使用于大风沙地区的机车则使用四级空气滤清装置,分别为车身外侧防沙网、多旋流管式惯性过滤器、纸质滤芯细滤器、钢板网滤清器[29]。2002年,为了提高空气滤清系统的防风沙能力,资阳机车厂为东风8B型机车研制出单元式空气滤清装置,车身左右两侧各安装了6个单元式空气滤清装置,每个滤清单元由一个多旋流管式空气滤清器和与之额定流量匹配的三个纸质滤清器安装在一个密封箱体内,与车身外侧防沙网、油浸式钢板网构成四级滤清系统[30]。而在戚墅堰机车车辆厂于2002年制造的东风8B型9001号、9002号机车上,则使用由四层钢丝网、多旋流管式空气滤清器、纸质滤清器组成的三级空气滤清系统,车身左右两侧各安装了5个进风口。2010年,南车戚墅堰机车公司借鉴NJ2型柴油机车HXN5型柴油机车的滤清器设计,为东风8B型机车研制了采用袋式滤清器的单元式空气滤清装置,以玻璃纤维袋式滤清器代替原来的纸质滤清器[31]

传动系统

东风8B型机车采用交—直流电传动装置,柴油机曲轴通过大圆盘薄板联轴节与同步发电机联接。从交流同步发电机发出的三相交流电,经由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并联连接的直流牵引电动机,通过传动齿轮驱动轮对英语Wheelset (rail transport)

牵引发电机

牵引发电机采用由永济电机厂研制的JF204D型三相交流同步发电机,它是在东风11型机车使用之JF204C型同步发电机的基础上改进而成,同样吸收了通用电气GTA24A3型主发电机的部分技术。额定容量为3,700千伏安,额定电压为540/770伏特,额定电流为3,955/2,775安培,额定转速为每分钟1,000转,定子转子绝缘等级英语Insulation system均为H级,冷却方式为轴向强迫通风,主发电机净重为6,032公斤。牵引发电机的励磁电流英语Excitation (magnetic)由一台三相感应子交流发电机英语Induction generator供给。东风8B型机车与东风11型机车均使用永济电机厂制造之JGL-405B型励磁机,它是在东风9型机车使用之JGL-405A型励磁机的基础上取消了去磁绕组,并将励磁绕组和电枢绕组改为安装在定子上。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[21]

除此之外,考虑到高原低气压、低温环境对电气绝缘效能和电机绕组温升的影响,永济电机厂于2002年研制出JF204G型同步发电机,供东风8B型9001号、9002号机车配套使用。2004年,根据机车应用交流辅助传动系统的配套需要,永济电机厂在JF204D型同步发电机的基础上,研制出无刷励磁的JF204J型同步发电机,并在部分东风8B型机车上装车试用,其性能参数和外形尺寸均与前者相同。同年, 永济电机厂还为阳涉铁路有限责任公司订购的东风8B型机车研制了JF204K型同步发电机,该型发电机根据用户要求稍微加大了额定电压和电流,其额定容量为3,700千伏安,额定电压为515/780伏特,额定电流为4,155/2,738安培[32]

整流装置

牵引发电机发出的三相交流电由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8B型机车装有一台GTF-5100/1000型主整流柜。整流装置有六个串联的整流桥臂,每一桥臂有四个并联的ZP2000-28型风冷平板式整流二极管,每台整流柜共24个二极管元件。整流装置的最大直流输出电压为1,000伏特,额定直流输出电流为5,100安培。

牵引电动机

牵引电动机采用由永济电机厂研制的ZD109C型四极串励直流电动机,它是在东风4E型机车使用之ZD109A型牵引电动机的基础上改进而成,主要特点是采用抱轴瓦焊接机座,换向器端轴头装有测速齿盘,电枢绕组采用Nomex英语Nomex纸包槽形绝缘结构,主、附极线圈采用压型的一体化结构,定子、转子采用真空压力浸漆处理。额定功率为530千瓦,额定电压为670伏特,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,最大恒功率转速为每分钟2,190转,定子及电枢绝缘等级均为H级,冷却方式为强迫通风。为扩大机车的恒功率速度范围,可以在牵引电动机励磁绕组接入并联分流电阻,对牵引电动机使用一级磁场削弱,磁场削弱率为54%。

2002年,考虑到低气压、低温环境对电气绝缘效能和电机绕组温升的影响,永济电机厂为东风8B型9001号、9002号机车研制了ZD125型直流牵引电动机。2004年,永济电机厂为阳涉铁路有限责任公司订购的东风8B型机车研制了ZD109K型直流牵引电动机,该型发电机根据用户要求加大了额定电压和电流,其额定功率为630千瓦,额定电压为750伏特,额定电流为900安培,额定转速为每分钟846转[32]

电阻制动装置

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两台T733B型卧式制动电阻柜,将电能通过电阻器转化为热能消耗掉。每台电阻柜的制动功率为2,350马力(1,750千瓦),机车轮周制动持续功率可达4,080马力(3,000千瓦),最大制动电流限制为650安培。最大制动力可达280.5千牛,对应机车速度为38.5公里/小时。励磁电流和制动电流是由微机控制系统所控制,当牵引电动机转速超过每分钟1,768转时(对应车速超过75公里/小时),牵引电动机电枢电流从最大值开始呈线性减小。为了使机车在低速状态下也能发挥较大的制动力,东风8B型机车还可采用二级电阻制动,当车速降至25公里/小时(对应牵引电动机转速为每分钟509转)自动短接一半电阻,当车速达到30公里/小时(对应牵引电动机转速为每分钟707转)则恢复一级电阻制动。此外,机车还可以利用制动电阻作为负载来进行柴油机全功率自负荷试验。

辅助传动系统

2002年,中国南车集团戚墅堰机车车辆厂、资阳机车厂和株洲南车时代电气股份有限公司与铁道部签订了关于“内燃机车交流辅助传动系统”的科技研究开发计划项目合同,共同为东风8B型机车设计和研制变频交流辅助传动系统,取代传统的静液压传动系统和机械传动装置,以降低辅助传动系统的功率消耗和故障率。使用交流辅助传动系统的东风8B型机车改用无刷励磁的三相交流同步主发电机,取消了主发电机的励磁机和励磁整流柜;前变速箱经重新设计以用来驱动新增的JF417B型无刷励磁交流辅助发电机;后变速箱亦作出变更以驱动从机车前部转移过来的励磁机,并且在冷却室内安装了一台TGF42-4C型辅助变流柜。原本由机械传动装置驱动的主发电机通风机、前转向架牵引电动机通风机、后转向架牵引电动机通风机,以及原本由静液压马达驱动的两台冷却风扇均改用三相鼠笼式异步电动机驱动。该系统由逻辑控制单元自动控制,冷却风扇的启动和调速采用逆变器变频控制,电阻制动时回收的电能亦可作为交流辅助传动系统的电源[33]

2004年10月,戚墅堰机车车辆厂在东风8B型0074号、0075号机车首次配备了变频交流辅助传动系统,配属上海铁路局合肥机务段进行运用试验。同月,资阳机车厂亦试制出采用交流辅助传动系统的东风8B型5474号机车,并配属北京铁路局唐山机务段投入30万公里运用考核。2006年6月,该机车在唐山机务段与未采用交流辅助传动系统的东风8B型5196号机车进行了对比试验,试验结果显示,东风8B型5474号机车的辅助功率消耗和燃油消耗明显低于后者[34]。2006年起,部分新造的东风8B型机车开始应用户要求使用交流辅助传动系统,部分早期生产的机车亦进行了交流辅助传动系统的升级改造(后期改造机车将主发电机通风机改为由前变速箱直接驱动,节省一台交流电动机)[35],乌鲁木齐机务段的东风8B型5177号机车便是第一台进行交流辅助传动改造的机车[33]

控制系统

东风8B型机车采用具有防空转与防滑行控制功能的微机控制系统,在机车运行时综合、分析、比较来自机车各系统的信号并以此对机车进行控制,同时亦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。当微机励磁控制系统发生故障时,可采用油马达励磁维持机车运行。东风8B型机车自面世以来,机车控制系统也随着技术的进步而不断更新及改良,每一批次机车都针对上一批次机车有所改进,经历了从16位微机控制系统升级到32位微机控制系统、从有触点控制电器英语Electrical contact系统发展到逻辑控制单元无触点控制系统、电空接触器逐步被电磁接触器取代的过程。东风8B型机车使用的微机系统也有多种型号,最早采用由株洲电力机车研究所大连内燃机车研究所联合研制的TPW5型微机控制系统,后来亦使用武汉正远铁路电气有限公司开发的ZY5000型、ZY5000-2型、ZY5000-2B型、ZY5000-2C型微机控制系统,株洲南车时代电气股份有限公司开发的LCS32型微机控制系统,以及洛阳恒佳机车电器有限公司生产的HTN2010型微机控制系统。

功调电阻励磁调节装置

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前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。

微机控制系统

东风8B型机车所使用的TPW5型微机控制系统,是在东风11型机车之同型系统的基础上进一步改良而成,其硬件软件分别由株洲电力机车研究所、大连内燃机车研究所研制,系统架构及控制逻辑基本延续自中美合作研制的东风6型柴油机车,同样吸收了从通用电气公司引进的EXP车载微机控制技术。控制系统的硬件部分主要由EXP微机控制柜、两个彩色液晶显示器、各种信号传感器信号处理变换部分、电源及辅助设备控制组件等部分组成[36]。微机控制柜釆用符合EIA标准机架结构,由EXP恒功励磁插件箱、辅助设备及电源插件箱、冷却风扇插箱、电源滤波器等组成。EXP恒功励磁插件箱沿用了通用电气公司的FE总线系统,设有8种类型、共11块插件板,包括中央处理器、传感器输入、频率信号输入、数字信号输入、数字信号输出、励磁控制、外部通信接口等等,微机系统以16位元英特尔80C186微处理器为核心。信号传感器及信号处理部分用于执行各种电压电流温度转速压力信号的数据采集和处理,为微机控制系统提供有关机车行驶状态的信息。与东风11型机车相比,东风8B型机车增加了关闭防空转及油压低卸载保护的功能、牵引电动机转速传感器由有源式改为无源式,微机控制柜高度亦降低了10毫米以便于安装,并采用了10.4英寸、VGA分辨率TFT彩色液晶显示屏,显示屏通过RS-422串行接口与微机控制柜连接。

微机控制系统除了具备恒功率励磁控制、磁场削弱过渡控制、辅助发电机电压调整、电阻制动恒制动电流或恒励磁电流等控制功能外、还具有轮对防空转防滑行、柴油机系统保护(冷却水温、机油压力、超速保护)、电气系统保护(牵引发电机过流、过压保护,牵引电动机超速保护)、柴油机自负荷试验等功能,并能自动诊断、显示、记录故障信息[37]。微机励磁控制系统以司机控制器在各手柄挡位下的柴油机转速作为给定信号,参照对应当前柴油机转速找出系统预设的经济功率输出点,同时对传感器反馈的牵引发电机电压、电流检测信号进行处理后得出功率检测值,并将其与系统预设的功率、限压、限流给定值进行比较后产生的偏差值作为调节信号,通过比例积分运算后由PWM脉宽调制器晶体管斩波器去控制励磁机的励磁电流,从而相应改变牵引发电机的功率。该系统不仅克服了功调电阻励磁调节装置反应时间长、动态性能差的缺点,还可以利用从功调电阻电位器取得的电压信号来修正功率给定值,达到机车牵引功率与辅助功率之间动态转移的目的。而微机系统的辅助设备控制插件则用来控制起动发电机的励磁电流,使起动发电机输出恒定的110伏特电压[38]

LCS32型微机控制系统是由株洲南车时代电气股份有限公司于2003年推出、以摩托罗拉MC68332英语Freescale 683XX微处理器为核心的32位元内燃机车控制系统。硬件架构釆用插件板式结构,CPU插件、频率串口插件、所有的I/O插件安装在机箱内的20个标准插槽上,并通过主板上的FE总线相互连接。软件部分采用VRTX实时多任务操作系统。系统主要功能包括机车牵引特性控制功能、防空转防滑行保护、电阻制动特性控制、磁场削弱控制,以及机车、柴油机、电气等系统的保护功能,并具备机车各系统的故障诊断、记录和显示功能[39][40]

ZY5000系列微机控制系统是由武汉正远铁路电气有限公司研制、发展自TPW5型微机控制系统的内燃机车控制系统。微机控制柜仍采用EXP车载微机标准机箱,但内部采用了CAN总线数据通信方式,取代了以往使用的并行总线。机箱内共有12种类型、15块插件板,系统具有恒功率控制、电阻制动控制、磁场削弱控制、辅助发电机励磁电流调整、柴油机调速控制、防空转保护、机车故障诊断及保护等功能。

HTN2010型微机控制系统是由洛阳恒佳机车电器有限公司研发、以爱特梅尔(Atmel)AT91R40008英语Atmel ARM-based processors微控制器为核心的32位元内燃机车控制系统。微机控制柜不再采用传统的EXP机箱架构,改为采用国际标准的6U机架工控机箱,将所有控制插件、电源装置、冷却风扇集中于该机箱内,控制插件采用AMS总线数据通信方式。

逻辑控制单元

早期东风8B型机车的各种辅助设备仍采用传统的继电器式控制电路,通过大量中间继电器、时间继电器接触器开关等组成的有触点电路来控制机车各种电器。2003年起,株洲电力机车研究所为东风8B型机车开发出逻辑控制单元(LCU)控制系统[41],以无触点控制方式提高机车电气控制线路的可靠性,此后新造的东风8B型机车大多配备了逻辑控制单元,部分早期生产的机车亦在返厂大修时进行了改造。逻辑控制单元由微处理器、I/O接口、通信模块组成,并以32位元的摩托罗拉MPC860英语PowerQUICC微处理器为核心,由微处理器对数字输入信号进行逻辑运算后,将输出结果经MOSFET输出并驱动相应负载,从而对柴油机启停、工况转换开关、方向开关、励磁接触器、电阻制动接触器、磁场削弱开关、辅助发电、空气压缩机、通风百叶窗等进行控制。逻辑控制单元通过控制器局域网(CAN)与微机控制系统通信,并预留了符合多功能车辆总线(MVB)标准的列车通信网络,以便以后与其他装置连结和机车重联控制之用[42]

重联控制装置

2007年,根据大同包头铁路煤运通道增开23对万吨货物列车的要求,戚墅堰机车车辆厂应铁道部的要求为部分东风8B型柴油机车进行重联改造,以便司机在其中一个司机室内同时操纵两台机车。呼和浩特铁路局集宁机务段的东风8B型0192号、0193号机车便是最早接受重联改造的两台机车,在机车的两端加装了重联插座、总风管和平均管的折角塞门英语Stopcock,当机车重联运行时使用重联线连接两台机车的微机控制系统,而空气制动系统的总风管、平均管和制动管也分别连接。2007年3月14日至15日,经过重联改造的东风8B型0192号、0193号机车参与了铁道部在京包铁路包西站丰镇站之间进行的万吨列车编组牵引试验,完成了启动试验、牵引试验、联合制动试验、紧急制动试验、拉压力测试等项目,最高运行速度达到101.5公里/小时[43]。2007年下半年,戚墅堰机车车辆厂对该段另外32台机车进行了重联改造,这批机车与之前不同的是采用了网络重联控制,两台机车的微机控制系统使用屏蔽双绞线互相连接。2008年初,南车戚墅堰机车有限公司又为集宁机务段的56台东风8B型机车进行了重联改造[44]。此后,部分新造或大修的机车亦会根据用户要求和微机系统型号,选用常規控制线重联或者网络重联的控制系统。

转向架

常規转向架

机车轴式Co-Co,走行部为两台无导框式三轴转向架。东风8B型机车的转向架是在东风8型机车的基础上进一步改良而成。转向架采用钢板组焊成封闭式箱形结构的“目”字形构架,固定轴距为2×1,800毫米。为保证25吨轴重条件下的轮对轴承寿命,采用经贝氏体淬火100CrMo7碳钢制造的双列圆柱滚子轴承英语Rolling-element bearing。轴箱双拉杆式弹性定位装置改为采用东风11型机车的轴箱拉杆,以提高机车在直线上运行时的横向平稳性。机车采用带轮箍的组合式车轮(东风8B型9001号、9002号机车采用整体辗钢轮对),为防止高速行车时施行制动而引起轮箍弛缓的事故,因此在轮对内侧增设了扣环[21]。除此之外,为保证机车在青藏高原地区雷电频繁时的安全,东风8B型9001号、9002号机车在车体与转向架、转向架与轴箱之间用电缆相连,车轴端部设有接地电刷,当遭遇雷击时可将雷电瞬时大电流直接传到钢轨上。

弹簧悬挂装置分为一系和二系悬挂两部分,其结构和性能参数与东风8型机车基本相同。一系悬挂装置采用独立悬挂形式,包括轴箱与构架之间的轴箱圆弹簧及橡胶垫,以及在1、3、4、6轴装有并列的垂向液压减震器。二系悬挂为转向架构架与车体之间的金属夹层橡胶堆旁承,其较大的垂向刚度有利于减少轴重转移,而较小的横向刚度使转向架相对于车体的横动和转动变得更灵活。一系及二系悬挂静挠度分别为105毫米和9毫米。转向架采用四点支承结构,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横向液压减震器、橡胶缓冲侧挡装置。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。

牵引电动机采用单侧齿轮传动的轴悬式驱动方式,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,可以有效减少轴重转移的幅度。牵引传动装置有滑动轴承式滚动轴承式英语Rolling-element bearing两种方案,当采用滑动轴承时的牵引齿轮传动比为4.470(76:17);当采用滚动轴承时因轮对与电动机的中心距略微加大,牵引齿轮传动比改为4.529(77:17),于1999年落成的东风8B型0013号机车是首台使用滚动抱轴式驱动装置的东风8B型机车。基础制动装置为踏面制动方式,采用带闸瓦间隙自动调节器、粉末冶金闸瓦的单元制动装置,每台转向架共有6个制动单元器。戚墅堰机车车辆厂制造的机车采用单侧双闸瓦方式,而资阳机车厂制造的机车则采用单侧单闸瓦方式。东风8B型机车采用QB-2型和QB-2S型单元制动装置(后期改用QB-4型和QB-4S型单元制动装置),分别在于后者能够与手制动装置或蓄能停车制动装置相连接。停放制动英语Parking brake为手制动装置。

径向转向架

7001号机车

戚墅堰机车车辆厂生产的东风8B型7001号机车采用三轴自导向式径向转向架,固定轴距为2×1,800毫米,最小通过曲线半径为120米。转向架采用铸焊式结构的“目”字形构架,由两根侧梁、两根横梁、前后端梁组焊而成。为了便于安装径向装置,侧梁底部内凹处预留了安装一系悬挂弹簧的空间,横梁的设计亦经修改以布置径向装置的支座及连杆机构。轴箱定位装置采用单拉杆式弹性定位结构,轴箱拉杆位于车轴水平中心线上,并用具有橡胶球铰英语Ball joint的轴箱拉杆将第1、3、4、6轴的轴箱体与径向装置的导向梁连接起来,使轮对能够沿曲线半径方向作径向转动。轮对与构架之间设有由轴箱拉杆、前后牵引梁、中间连杆、转臂、支座等组成的径向机构,以固定于构架横梁上的立柱作为导向梁的支点,并通过一根连杆使转向架前后导向梁同步转动[45]

一系悬挂为轴箱与构架之间的轴箱螺旋弹簧和橡胶垫,在第1、3、4、6轴装有垂向液压减震器、一系抗摇头液压减振器,所有车轴在轴箱体与构架间并设有橡胶弹性横向定位机构,以解决因使用单轴箱拉杆而导致轮对横向定位刚度下降的问题。二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆,另外还设有抑制机车摇摆的横向液压减震器,以及提高直线稳定性的抗蛇行液压减震器。一系悬挂静挠度为110+10毫米,二系悬挂静挠度为8+1毫米,总静挠度为118+11毫米。牵引电动机采用滚动轴承抱轴的轴悬式驱动方式,牵引齿轮传动为4.529(77:17)。基础制动装置仍采用相同的单元制动器,但加大了闸瓦间隙和制动缸行程,以免轮对通过曲线时因径向调节而触碰闸瓦。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。

5507号、5508号机车

资阳机车厂生产的东风8B型5507号、5508号机车使用易安迪“HTCR China”三轴径向转向架,固定轴距为2,000+1,825毫米。有别于在北美常用的整体铸钢构架,易安迪公司按资阳机车厂的要求为该转向架设计了“目”字形焊接式构架。轴箱定位装置采用单拉杆式弹性定位结构,轴箱拉杆位于车轴水平中心线上。为了便于对一系悬挂弹簧的检修,该转向架并不像东风8B型7001号机车般将弹簧埋入构架侧梁,而是采用置于构架下方的传统方式。径向机构的原理与东风8B型7001号机车相同,但导向机构的布置方式有一定差异。两根导向梁分别置于第1、3、4、6轴牵引电动机的后端,并通过中间导柱固定在第一横梁和后端梁上,构架横梁上方设有中间连杆连结两根导向梁,以耦合两端轮对的摇头运动。

一系悬挂为轴箱与构架之间的轴箱螺旋弹簧和橡胶垫,并在第1、3、4、6轴装有垂向液压减震器。二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆,另外还设有横向液压减震器和抗蛇行液压减震器。而在导向梁和构架之间,还设有抗摇头液压减振器。一系悬挂静挠度为126毫米,二系悬挂静挠度为7.5毫米,总静挠度为133.5毫米。牵引电动机采用滚动轴承抱轴的轴悬式驱动方式,牵引齿轮传动为4.529(77:17)。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。基础制动装置采用单元式踏面制动器,较为特别的是两端车轴的制动缸安装在导向梁而非构架上,因此通过曲线时闸瓦和轮对相对位移较小。

出口车型

东风8B型机车作为中国一款较成熟的国产柴油机车车型,一些出口其他国家的柴油机车也以东风8B型为原型。

2004年10月,土库曼斯坦铁道交通部向资阳机车厂订购了16台CKD9A型客运柴油机车,机车总体结构与东风8B型机车相同,装用16V280ZJA型柴油机、JF204D型同步主发电机及ZD109C型牵引电机,最高运行速度为120公里/小时。

2005年3月,委内瑞拉国家铁路自治局兗矿集团博洋对外经济贸易公司向南车戚墅堰机车有限公司订购12台CKD4C型货运柴油机车,又名DF8BVEN[46]。CKD4C型机车在东风8B型的基础上针对委内瑞拉的使用环境和要求进行改进,机车装用16V280ZJA型柴油机、JF204D型同步主发电机及ZD109E型牵引电机,轴重25吨,采用符合国际铁路联盟UIC标准的司机室。全数12台机车于2006年年底出厂及付运。

2008年,伊朗国家铁路向南车戚墅堰公司订购了20台DF8BI型机车。DF8BI型是在东风8B高原型机车和出口委内瑞拉的CKD4C型机车的基础上,针对中东地区铁路和环境进行了适应性改进,主要提供了机车防风沙能力、防高温性能、小曲线通过能力。机车装用16V280ZJA型柴油机、JF204D型同步主发电机及ZD109E型牵引电机,轴重23吨,采用符合国际铁路联盟UIC标准的司机室。DF8BI机车自2008年9月运抵伊朗后,经过2年30多万公里的运用考核,运用表现良好,伊朗国家铁路于2010年追加40台DF8BI型机车的订单,2011年再次采购20台,所有DF8BI型机车预计将于2012年底之前全部交付[47][48]

2009年底,几内亚国家铁路中国国际基金公司向南车戚墅堰机车有限公司订购5台SDD16型柴油机车,与出口伊朗的DF8BI型机车基本相同,最高运行时速100公里/小时[47]。5台机车于2010年4月连同几内亚向南车南京浦镇车辆订购的22辆25G型客车一同交付,用于开行首都科納克里康康(Kankan)的“科納克里特快”(Conakry Express)城际列车。

2010年7月,沙特阿拉伯沙特铁路组织(SRO)向南车戚墅堰机车公司签订10台SDD17型机车采购合同。机车采用DF8BI型机车的耐高温、防风沙等技术,首批2台机车已于2011年6月底交付,同年9月完成首次长途重载试验,在达曼利雅得之间的沙漠铁路投入运营;其余8台机车预计将于2012年陆续交付[47][49]

2016年,中车戚墅堰公司与中国路桥公司签订出口肯尼亚56台内燃机车的合约,其中包括43台DF8B型货运机车、5台DF11型干线客运内燃机车(采用与DF11G相同的头型)和8台DF7G型调车内燃机车,这些机车将于2017年用于蒙内铁路蒙巴萨奈洛比)。[50]

特殊车型

东风8B型5672号

DF8B型5672号机车原称为东风8DJ型(DF8DJ),是继东风8BJ型柴油机车之后,资阳机车有限公司与南车株洲电力机车研究所合作研制的另一种大功率交流传动内燃机车,于2006年初试制了一台。虽然东风8DJ型衍生自东风8BJ型,但实际上已经和采用直流电传动的东风8B型没有明显的技术联系。

东风8DJ型机车使用美国卡特彼勒公司的CAT3616型电子燃油喷射柴油机,装车功率4,800千瓦(6,500马力)。机车采用交—直—交流电传动系统,主变流器(包括整流器和逆变器)采用采用模块化结构,并采用南车株机所设计制造的TGA5型风冷IGBT牵引逆变器,和JD120型异步交流牵引电动机。开关元件采用IGBT开关器件;主变流机组的冷却方式采用热管加风冷方式;逆变器集成其控制装置,控制方式采用轴控方式,牵引电动机的控制原理采用直接力矩控制方式。机车车体沿用资阳机车厂向土库曼斯坦出口CKD9A型柴油机车的外观。同时,东风8DJ型机车继续沿用了东风8B型5507、5508号机车使用的EMD公司HTCR三轴径向转向架,是中国国内第一种采用径向转向架的交流传动柴油机车。机车轴式Co-Co,机车最大运行速度120公里/小时,最大轮周牵引功率达3840千瓦,最大轮周制动功率3840千瓦,启动牵引力580千牛,持续牵引力440千牛,恒功速度范围为23.8~120公里/小时[51]

由于刘志军出任铁道部部长期间提倡中国铁路“跨越式发展”,要求国内机车车辆制造商与国外企业合作,于2005年大连机车车辆、戚墅堰机车已经分别与EMD、通用电气签订协议,联合研制HXN3HXN5型6000马力大功率柴油机车,东风8DJ型机车最终无法批量生产。当时资阳机车厂曾经向铁道部申请将这种机车定型为东风8DJ型,但不获批准,其後机车编号只能沿用普通型东风8B型机车车号,改为东风8B型5672号。这台机车从2006年起由陕西西延铁路有限责任公司租用,配属延安北机务段,2009年至今封存资阳厂内。2015年,DF8B-5672号机车被改装为柴油-液化天然气双燃料机车。

东风8B型3000系

东风8B型3000系(原称为东风8D型)柴油机车由大连机车车辆厂制造,首台机车编号为3001号,属于试制性质的3820千瓦(5200马力)柴油机车,以东风4D型机车为基础研制,与东风8B型机车并没有直接的技术联系。

东风8B型3001号机车是与大连厂同厂产品东风11型3001号(原称为东风11D型)是同期系列产品,是在同一平台上开发的干线货运机车,除转向架外与东风11D型机车基本相同,于2000年8月出厂。机车装用由大连机车车辆厂与美国西南研究院(SwRI)联合开发的12V280ZJ型大功率柴油机,这是在240系列柴油机基础上又开发出的新的柴油机系列,采用电子燃油喷射技术[52],共有12个气缸,缸径280毫米,活塞行程320毫米,功率比东风8B型机车装用的16V280ZJA型柴油机更大,标定功率达到4410千瓦,装车功率为4040千瓦。大连厂于2000年完成了12V280ZJ型柴油机的组装试制,并顺利通过100小时耐久可靠试验,2001年首次装载于东风8B型3001号机车。机车采用交—直流电传动,轴式Co-Co,标称功率3820千瓦,并使用大扭矩的ZD109D型直流牵引电动机。轴重25吨,最大起动牵引力480.5千牛,持续牵引力365.5千牛,最大速度100公里/小时,单机可在6‰坡道上牵引5 000吨货物列车。

2001年11月机车在济南铁路局徐州机务段投入运用考核,至2002年11月完成了15万公里运用考核。测试结果显示,使用12V280ZJ型中速柴油机的3001号比东风8B型机车有更低的燃油消耗率,惟增压器出现故障的次数较多[53]。当时大连机车车辆厂曾经向铁道部申请将这种机车定型为东风8D型,但不获批准,最终东风8D型机车只能沿用东风8B型机车的车型和车号,改称东风8B型3001号。而这台机车完成运行考核后与东风11型3001号机车一同被送返大连机车车辆厂封存。

至2007年,采用经改良的12V280ZJ型柴油机的东风8B型3000系机车开始获得来自地方铁路的订单[54]。同年10月,东风8B型3002、3003号机车分别于2007年10月、2008年初下线,配属山西地方铁路集团有限责任公司[55]。第三辆量产车车号为3001,于2008年底完成,配属内蒙古集通铁路集团公司大板机务段。

重大事故

  • 2007年7月4日凌晨3时50分,由唐港铁路公司租用山西路达地铁公司、雇用北京铁路局唐山机务段司机的东风8B型5647号机车,牵引82003次货物列车运行在太原铁路局管内迁曹铁路,由于两名司机打盹,列车进京唐港站没有停车以时速52公里冒进信号机,与正在出库的东风8B型5649号机车正面冲突,82003次本务机车及机后9-13位车辆脱轨,造成机车乘务员死亡3人、轻伤1人,机车中破2台[56]。机车修复后恢复运行。
  • 2009年11月22日,配属沈阳铁路局吉林机务段DF8B型5138号机车,吉林机务段梅河口运用车间司机担当棋盘至梅河口间46614次货物列车。在石家站担当第5号调车作业计划,作业至冀东水泥厂专用线牵引38辆经6道回站内4道牵出线停车时,全列接管后由于折角塞门关闭未全部贯通,司机在进行制动机简略试验排风仅为9秒的情况下未及时发现,牵出后发现超速的情况下连续追加减压7次并使用紧急制动,在列车速度不降反升的情况下又缓解紧急制动再次实施紧急,制动力不足。导致机车冲出牵出线土挡机车及车辆脱线,构成铁路一般交通B类事故。
  • 2010年6月5日23时29分,配属济南铁路局济南西机务段的DF8B型5467号机车,担当35214次货物列车,运行至京沪线姚村至吴村间。机车主电路发生接地故障,司机在未判明故障原因的情况下盲目切除机车安全保护装置,恢复接地继电器,强迫加载运行,致使主发电机起火,构成铁路一般交通C类事故
  • 2011年2月25日下午1时30分,配属北京铁路局丰台机务段天津北运用车间的东风8B型5023号机车,牵引一列货运列车沿津蓟铁路下行线运行至天津市武清区下朱庄路段时,在一个无人值守的道口与一辆抢道的四轴大货车相撞,机车和5节车厢脱轨。机车在事发地点搁置一个月后于同年3月底拆解报废[57]
  • 2011年3月31日22时54分,配属南宁铁路局柳州机务段DF8B型5240号机车,担当28032次货物列车,运行至焦柳线排楼至中方间,因机车柴油机喷油泵漏油,值乘机班进行甩缸处理时将喷油泵进油扣压软管在第3缸侧,高压燃油通过扣压软管缝隙喷出形成雾状烟雾,高热的柴油机排气总管引燃油气,机车发生火灾,构成铁路一般交通B类事故。
  • 2014年5月13日晚上,青藏铁路公司西宁机务段的东风8B型0041号机车,牵引由柯柯开往西宁的57032次货物列车经由青藏铁路运行。当晚10时47分,因柴油机后增压器转子轴断,造成柴油机突然压转速冒黑烟,列车停于老关角隧道K315+309M处,经检查处理后开车。至晚上11时26分,由于警惕装置动作导致常用制动排风,列车再次停于关角隧道内K313+158M处,随后因为高原长隧道环境加上柴油机冒黑烟的原因,导致机车上四名乘务人员缺氧窒息。14日凌晨0时56分,其中副司机从窒息中醒来并叫醒两名学员,向调度员汇报正司机呼吸困难,请求救援。凌晨1时18分,从关角站调度57001次列车的本务列车(HXD1C型0455号电力机车)担当救援任务;至1时52分从关角隧道内救出四名乘务人员,并送往天峻县医院救治,但司机刘健广送院后抢救无效不治,其余三人情况稳定。
  • 2015年1月25日凌晨2时47分,郑州铁路局洛阳机务段的东风8B型5042号机车,牵引货物列车经由平顶山平煤集团朝川矿铁路专用线运行,当列车运行至一处位于平顶山市汝州市小屯镇时屯村的平交道口,与一辆由北向南方向行驶的重载大货车发生相撞,导致机车脱轨及大货车翻侧,幸未有人员伤亡[58]
  • 2016年4月5日下午5时25分,广西沿海铁路公司的东风8B型5914号机车,在钦防铁路防城港站北咽喉11号道岔處与东风12型0301号机车(防城港站调车机车)发生正面冲突,司机及机车保养员两人经抢救无效死亡。事故原因为机车在防城港机务折返段内进行空载试验时,未断开机控开关2K,未将故障开关任意两个置中立位,未断开励磁开关,造成机车提手柄后带载运行,机车从库内运行至防城港站内与调车机车相撞[59]
  • 2017年8月2日清晨6时24分,兰州铁路局兰州西机务段的东风8B型5077号机车,牵引57131次货物列车运行至红会铁路鹰嘴吴家川间与线路右侧侵限混凝土轨枕发生刮蹭,列车停于区间K41+813处,构成铁路交通一般C类事故。
  • 2022年3月8日晚上21时48分,配属兰州局集团兰州西机务段的东风8B型5078号机车,牵引31024次货物列车经由红会铁路运行。当列车运行至红会线靖远西站吴家川站区间一座铁路桥时,一辆沿341国道行驶的重型卡车车斗撞上铁路桥梁致使桥梁位移,导致机车脱轨坠落桥下、机后第一位车辆脱轨,造成2名机车乘务员与1名学员死亡、1名指导司机重伤,构成铁路交通较大事故。事故后机车报废。

机车命名

东风8B型5066号“青年文明号”机车
东风8B型5458号“共青团号”机车
机车编号 名称 配属
DF8B-0020 青年文明号 北京铁路局唐山机务段
DF8B-0022 共青团 沈阳铁路局吉林机务段
DF8B-0023 先锋号 沈阳铁路局吉林机务段
DF8B-0024 民兵号 沈阳铁路局吉林机务段
DF8B-0028 先锋号 济南铁路局淄博机务段
DF8B-0218 工人先锋号 天津地方铁路
DF8B-5066 青年文明号 北京铁路局丰台机务段
DF8B-5068 青年文明号 北京铁路局丰台机务段
DF8B-5223 青年文明号 天津地方铁路
DF8B-5303 共青团员号 北京铁路局怀柔北机务段
DF8B-5344 共青团员号 济南铁路局济南西机务段(原青岛机务段)
DF8B-5458 共青团 上海铁路局合肥机务段
DF8B-5596 先锋号 呼和浩特铁路局包头西机务段
DF8B-9001 雪域神舟 青藏铁路公司西宁机务段
DF8B-9002 雪域神舟 青藏铁路公司西宁机务段

参看

參考文獻

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外部链接