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【科普向】东风系列电传动内燃机车介绍(十二)

2024-06-12 03:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

本文内容来自百度贴吧火车吧,原贴《共和国的火车头--那些中国自主生产的铁路机车》,部分内容会根据已知的最新的实际情况进行修改。

因篇幅限制,本期将介绍东风11准高速客运内燃机车和东风11Z准高速专运内燃机车。

【东风11准高速客运内燃机车】

本来应该说东风10的,不过鉴于东风11是在东风9的基础上设计出来的,为了连贯性,打算先介绍东风11,然后再说大连厂的东风10。

前面说了东风9,作为“七五”的攻关项目,戚墅堰厂为中国第一条准高速铁路——广深铁路设计了两辆最高时速达160公里/小时的东风9机车。在东风9设计和运用经验的技术上,戚墅堰厂又在 “八五”期间立项了东风11,同样也是为广深铁路设计的开行时速160公里级别的新型准高速干线客运用内燃机车。1990年7月,国家计委、国家科学技术委员会、铁道部及广东省委部门在广州召开了“广深线旅客列车最高时速160km行车实施方案论证”,明确要求戚墅堰机车车辆厂在东风9型内燃机车的基础上,立即着手进行160公里/小时客运机车的方案论证和设计;并在1990年11月,将这种新型准高速客运内燃机车定型为东风11型,车型代号DF11。戚墅堰厂于1990年末开始,与铁科院机车车辆研究所、大连内燃机车研究所、株洲电力机车研究所、四方车辆研究所、戚墅堰机车车辆工艺研究所、西南交通大学、上海铁道学院、永济电机厂等单位配合研制。1991年3月,铁道部以《铁科函【1991】99号文》下达“广深线准高速东风11型内燃机车设计任务书”。

东风11准高速客运内燃机车

东风11的技术设计审查于1991年8月在北京二七厂举行,同年年底完成工程设计。在试制东风11之前,戚墅堰厂通过改变东风9-0002号机车的牵引齿轮传动比,将机车最大速度由140公里/小时提高到160公里/小时,在1992年3月至4月在北京环行铁道试验基地进行了“广深线准高速科技攻关项目综合试验”,东风9-0002号机车最高运行速度达到163公里/小时,为东风11的设计研制及准高速列车的运行提供了试验资料。首台东风11(DF11-0001)于1992年4月开始试制,同年12月完成试制并通过铁道部验收,这台机车在1993年3月20日在北京环铁试验基地的试验速度达到了167公里/小时。1993年8月试制完成第二台机车(DF11-0002)。1994年4月11日,东风11-0001号机车牵引7辆25Z型客车,在北京环铁试验时的最高实验速度达到了183公里/小时,创下了当时的“中国铁路第一速”。1993年7月至1994年12月,首两台样车分阶段进行了冷却性能、牵引性能、动力学性能和制动性能等项目的鉴定实验。

东风11第一台样车 DF11-0001号机车

根据1993年12月在广州召开的“广深准高速铁路第三次科技攻关和建设工作会议”,为了满足广深线未电气化改造前牵引准高速旅客列车的需要,决定扩大试制东风11的规模,再制造另外三台机车予广深线使用,戚墅堰厂分别在1994年8月、10月和12月完成了东风11-0003、0004和0005号机车的制造。1994年12月22日,经提速改造后的广深准高速铁路正式开通,首批5台东风11均配属广州铁路集团广州机务段运用,担当牵引25Z型准高速旅客列车投入商业运行,初期每日开行2对广州东—深圳的准高速列车(准高1/2次、准高3/4次),同时开始批量生产。1995年3月28日起,东风11开始牵引广九直通车,运行时间从原来的2小时40分缩短到1小时59分。

东风11-0008号机车牵引广九直通车通过罗湖桥

东风11多次担当干线旅客列车提速任务,是牵引准高速旅客列车的主型大功率快速内燃机车。1995年10月至11月,铁道部利用广深线的东风11及准高速客车在沪宁铁路、京秦铁路上进行了既有线提速实验。1996年4月1日,由东风11牵引的中国第一列快速旅客列车“先行号”在沪宁铁路投入商业运行。1996年7月,东风11又在沈山铁路进行了既有线提速实验。列车在沪宁线、京秦线、沈山线的最高实验速度分别达到了173.5公里/小时、175.7公里/小时和183.7公里/小时,为1997年4月展开的中国铁路第一次大提速奠定了技术基础。东风11于1996年2月通过技术鉴定,1997年获国家科技进步一等奖。2002年4月1日,时任铁道部副部长刘志军视察戚墅堰厂时,指出“没有戚墅堰工厂的东风11,就没有中国铁路的四次大提速”。

96年发行的“先行号”快速旅客列车开行镀银纪念车票

和东风9类似,东风11采用低合金钢侧壁承载结构棚式车体,设双侧贯通式内走廊、双端司机室,司机室头部为25°倾角的适度流线型结构。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、辅助室和第二司机室。电气室内设有高低压电器柜、信号系统控制柜、微机控制柜、主整流柜、牵引电机通风机,卧式制动电阻柜设置于靠近动力室的顶部。动力室在机车中部,安装了一套柴油发电机组,以及起动发电机、励磁机、燃油输送泵、空气滤清器等辅助装置。冷却室内设有V型结构的散热器和冷却风扇,此外并设有牵引电机通风机、静液压变速箱、机油热交换器、空气压缩机等设备。辅助室内安装预热锅炉及其控制柜。车底两台转向架之间设有燃油箱、总风缸和蓄电池组。

机车装用一台16V280ZJA型柴油机,为16气缸、四冲程、废气涡轮增压的V型中速柴油机,是在东风8装用的16V280ZJ型柴油机基础上改进设计而成的大功率柴油机,其装车功率提高300千瓦,燃油消耗率也有所降低。气缸直径280毫米,活塞行程285毫米,标定功率3860千瓦,装车功率3610千瓦,并采用了江津增压器厂引进瑞士ABB公司专利生产的高压比、高效率的VTC254-13型增压器和模件式脉冲转换增压系统(MPC)。空气滤清装置为两级滤清系统,分别为惯性滤清器和铝板网式滤清器。

东风11采用交—直流电传动,装用一台额定功率3600千伏安的JF204C型三相交流同步发电机,和六台额定功率530千瓦的ZD106型直流牵引电动机。柴油机通过弹性联轴节直接驱动一台三相交流同步牵引发电机,通过硅整流装置把牵引发电机发出的三相交流电整流为直流电,再将电能输送给两台转向架上的六台并联的直流串励牵引电动机,通过传动齿轮驱动车轮。机车标称功率3040千瓦,最高恒功速度160公里/小时,最高速度为170公里/小时。东风11型机车单机牵引定额640吨的旅客列车(约12节车厢)时,在平直道上的最大平衡速度可达167公里/小时;牵引定额1100吨的大编组旅客列车(约20节)时,在平直道上的最大平衡速度可达143公里/小时。

机车采用基于英特尔80C186微处理器的微机控制系统,具有恒功励磁控制、防空转防滑行控制、故障诊断显示功能,能使机车在任何工况时处于最佳状态下恒功率运行,并具有全功率自负荷试验功能的电阻制动系统,以及电空制动系统、TVM-300机车信号系统、移频机车信号及轴承温度检侧等新技术。

机车走行部为东风9基础上改进而来的准高速架悬式转向架结构,轴式为Co-Co,装有两台三轴转向架;考虑到牵引电动机全悬挂结构及线路不平顺度对准高速的影响,把东风9的圆筒形空心轴改成锥度空心轴全悬挂,增大车轴与空心轴之间的间隙,适应速度提高后车轴跳动量增大的需要,并改变一、二系悬挂系统的刚度和阻尼,以确保机车准高速运行的可靠性。机车使用双节连杆万向节驱动装置、高柔圆弹簧旁承、全加工轮对、拉杆定位轴箱及低位牵引杆结构。

东风11-0427号机车的侧面

在生产过程中,戚墅堰厂也对东风11进行了改进。早期的东风11微机控制系统采用黑白显示屏,显示清晰度低,从1998年开始生产的东风11开始采用大屏幕彩色液晶显示屏。东风11原设计空气制动风源系统采用了2台供风量为1.6立方米/分钟的W-1.6/9型空气压缩机,但投入运营后发现提速客车的空气弹簧、塞拉门、集便器等车用设备大量使用压缩空气,使得空气压缩机长期处于工作状态,因而研制了供风量为2.4立方米/分钟的V-2.4/9型空气压缩机,从1999年开始使用。同时空气管路改用双管供风系统,一路供列车制动用风,另一路供客车设备用风,以确保列车制动用风的需要。由0367号机车起,改用标准化司机室。

使用非标驾驶室的东风11-0109和使用标准化驾驶室的东风11-0409

由于铁道部在2000年10月21日开展第三次大提速,兰新铁路特快旅客列车速度提升至最高140公里/小时。兰新铁路具有风沙大、高海拔、温差大、坡道大四大特点,戚墅堰厂对配属乌鲁木齐铁路局、兰州铁路局的东风11高原型作出了相应改进。机车安装完善的双侧进风空气滤清/滤沙装置,柴油机空气滤清器系统2级滤清改为4级滤清,进风口增设了一道防沙网。但由于这些措施增加了进气阻力,故每个增压器改从机车两侧同时进气以加大进气面积,增加空气流量满足柴油机对进气量的要求。另外又修改了柴油机微机控制软件的功率因数修正参数,以保护柴油机和涡轮增压器。由于兰新线长大坡道多,故加大了齿轮传动比,由76:29改至65:22,并加大了增压器的功率,机车最大起动牵引力从原来的245kN提高到277kN,提高了13.1%;持续牵引力从原来的160kN提高到181.5kN,提高了13.5%,但最高运行速度降至153公里/小时。

东风11牵引北京-乌鲁木齐T69次运行在兰新铁路吐鲁番段

东风11的命名:

机车编号 名称 备注

DF11-0039 共青团号 配属 济局济段

DF11-0128 先锋号 配属 京局京段

DF11-0172 共青团号 配属 上局沪段

DF11-1898 周恩来号 配属 上局沪段

DF11-0245 先锋号 配属 郑局郑段

DF11-0428 青年文明号 配属 武局襄段

配属上局沪段的东风11-1898号“周恩来号”机车,现已摘牌

另外,于1996年出厂,配属广铁广段的东风11-0008号机车原拟是被命名为“邓小平号”的,后来没有成事(可能与邓小平反对个人崇拜有关,以及某些政.治原因影响),但仍可见此车两端的车灯位置比其它同款机车要低,另外据说该车按挂牌机车标准运用保养。

东风11-0008号机车,车灯位置比其他同款机车更低

东风11于2005年停产,戚墅堰厂累计生产了459台(车号0001~0458、1898)。其中DF11-1898号机车被命名为“周恩来号”(车号以周恩来生辰年份命名)。

【大连厂的东风11-3000系】

另外2000年8月大连厂也不甘寂寞的设计了一台准高速干线客运用内燃机车——DF11-3001号。此台机车与戚墅堰厂的量产东风11并没有技术联系,是以东风4D为基础研制的,是大连厂产品东风8B-3001号车(编号DF8B-3001,官方正式命名东风8D)在同一平台上开发的客运型机车,官方正式命名为东风11D。机车装用12V280/320ZJ型(活塞行程320 mm)中速柴油机,柴油机装车功率为3820千瓦(5200马力)。机车最大运行速度为170公里/小时。

该型仅生产了一台,及后未有量产。该台机车出厂后配属济南铁路局济南机务段试验运用,主要负责牵引特快列车,但机车在运用过程中故障频生。机车随后被送返大连厂封存,亦有传闻指该台机车已报废拆解。

大连厂的东风11-3001号机车

【东风11内燃机车相关重大事故】

2004年6月18日晚上6时31分,南昌铁路局南昌机务段的东风11型0274号机车,牵引新乡开往深圳的1539次旅客列车经由京九铁路运行。当列车运行至湖北省境内团风至黄州之间,因湖北省东部降大暴雨,京九铁路下行线K1134+760~+780处左侧路堑边坡坍塌,导致上方一道泄洪槽倒塌并侵入铁路,砸到1539次列车的本务机车和机后一位发电车,列车因惯性驶出出事地点100米后停车,无人员伤亡。事故后列车于晚上11时05分在救援机车牵引下到达黄州站,更换机车和发电车后继续行程,于6月19日20时32分抵达深圳站,晚点9小时。东风11型0274号机车车头严重破损,后返回戚墅堰厂大修,于同年8月修复完毕。

2006年4月11日上午9时24分,南昌铁路局南昌机务段的东风11型0319号机车,牵引青岛开往广州东的T159次列车,运行至广铁集团管内京九铁路下行线林寨至东水间,由于司机在信号故障的情况下违章对监控装置解锁行车并擅自编造调度命令,导致运行监控装置失去安全防护功能,令T159次列车没有在显示红灯的信号机前停车,并越过红灯在京九线K2066+858M处以48公里/小时的速度与前行刚刚起动、由武昌开往汕头的1017次旅客列车追尾相撞,造成1017次列车尾部1~3位车辆颠覆,尾部第4位车辆脱轨;东风11型03******破,后返回戚墅堰厂大修。

2007年4月21日晚上9时30分左右,上海铁路局杭州机务段的东风11型0137号机车,牵引由包头开往宁波的K255次旅客列车经由萧甬铁路运行。当列车运行至萧甬线下行线K33+516处、绍兴境内高桥铁路平交道口时,一辆超载角钢的货车在高桥平交道抛锚,虽然道口员采取紧急措施拦停列车,且司机也施行紧急制动,但制动不及与货车相撞。事故没有造成人员伤亡,东风11型0137号机车返回戚墅堰厂整修后恢复运行。

2008年4月28日,牵引5034次列车的东风11型0400号机车在胶济铁路济南至淄博段与因超速脱轨的T195次列车相撞,是为2008年胶济铁路特别重大交通事故,东风11型0400号机车报废。

发生事故前的东风11-0400号机车

【附-2008年4·28胶济铁路特别重大交通事故】

下面详细介绍一下2008年胶济铁路相撞事故,还是希望大家分析原因,避免再次出现同样的事故!2008年4月28日凌晨4时38分,由北京开往青岛的T195次旅客列车运行至济南铁路局管内胶济下行线王村至周村东间290公里800米处(处位编号K289+610),因超速,机后9至17位车辆脱轨,并侵入上行线。4时41分,由烟台开往徐州的5034次旅客列车运行至上述路段,与侵入限界的T195次列车第15、17位间发生冲突,造成5034次列车机车及机后1至5位车辆脱轨。

事故造成至少72人死亡,416人受伤(其中重伤70人),中断胶济线上下行中断行车21小时22分,构成铁路交通特别重大事故。由于铁路运行中断,济南、青岛都出现了大批旅客被滞留的情况。胶济铁路于2008年4月29日凌晨2时16分恢复运行。

事故现场模拟图

在事故发生后不到10小时,济南铁路局局长陈功、局党委书记柴铁民即被铁道部免职,并对外公布。在4月29日早晨5时召开的全路运输安全紧急电视电话会议上,铁道部党组书记、部长刘志军宣布,由原铁道部副总工程师耿志修和原铁道部总工会副主席徐长安分别担任济南铁路局局长和党委书记的职务。

事故现场

事故发生后,中共中央***胡锦涛、国务院总理***分别作出批示,并派中共中央政治局委员、国务院副总理张德江赶赴现场处理。国家安监总局局长王君担任国务院“4•28”胶济铁路特大交通安全事故调查组组长。铁道部部长刘志军、山东省委书记姜异康、省长姜大明等也赶赴事故现场。淄博市启动34所救护站,130辆救护车,700多医护人员进行抢救。

国务院副总理张德江在现场指导救援善后工作

2009年5月7日,造成此次事故的六名相关责任人,在济南铁路运输法院受审。6名被告中郭吉光为原济南铁路局主管运输的副局长,其它5名被告分别为2名调度员、1名车站值班员、1名车站助理值班员和1名火车司机。2009年5月26日,国务院对此次安全事故的调查处理报告作出批复,共37名事故责任人受到追究。济南铁路局常务副局长、局党委常委郭吉光等6名事故责任人被依法追究刑事责任,另外31名相关责任人受到处分,给予时任济南铁路局局长陈功行政撤职、撤销党内职务处分,给予时任济局党委书记柴铁民撤销党内职务处分,给予铁道部副部长胡亚东记大过处分,给予铁道部部长刘志军记过处分。

2009年12月3日,法院做出宣判:原北京机务段机车司机李振江、原王村站助理值班员崔和光、原王村站值班员张法胜、原济南铁路局调度所列车调度员蒲晓军、原济南铁路局调度所施工调度员郑日成、原济南铁路局副局长郭吉光身为铁路职工,违反铁路规章制度,导致发生特别重大交通事故,后果特别严重,均构成铁路运营安全事故罪。 法院根据各被告人在事故中的责任,判处李振江有期徒刑4年6个月;判处崔和光有期徒刑4年;判处张法胜有期徒刑3年6个月;判处蒲晓军有期徒刑3年,缓刑5年;判处郑日成有期徒刑3年;判处郭吉光有期徒刑3年,缓刑3年。

救援现场

事故中严重损毁的25K型客车救援现场

据“国务院‘4•28’胶济铁路特别重大事故调查组”调查的初步结论,此次事故的直接原因是T195次列车超速行驶。

事发地点是一条为了修建胶济客运专线而修建的临时便线上的一个弯度较大的拐弯。该处限速为80km/h,而当时T195次的速度则达到了131km/h。当T195次高速过弯时,机车后面的第9至17位车辆由于离心力过大而脱轨,被甩到了外侧的上行线路上。而此时5034次恰好经过,由于距离太近未能停车,从而导致机车与T195次车辆发生碰撞,第1至5位车辆脱轨倾覆。

据报道,一般机车在行驶时,都需要一张含有调度命令的IC卡,该卡内部存储有地点限速等运行数据。若机车运行速度超过IC卡内记录的该地区限速,则系统自动发出减速指令。济南铁路局4月23日曾印发了《关于实行胶济线施工调整列车运行图的通知》,其中含对该路段限速80km的内容。但在4月26日,该局又发布了一个调度命令,取消了多处限速命令,其中包括事故发生段。各相关单位根据4月26日的调度命令,修改了运行监控器数据,取消了限速条件。4月28日4时02分济南局补发了该段限速每小时80km的调度命令,但该命令没有发给T195次列车。王村站值班员和机车司机也没有尽到车机联控和认真瞭望的责任,从而导致事故的发生。

事故现场还原

据海子网披露的铁道部电报,铁道部对事故原因的初步分析是:

1.济南局对施工文件、调度命令管理混乱,用文件代替临时限速命令极不严肃。济南局《关于实行胶济线施工调整列车运行图的通知》,即154号文件,23日印发,距实施的时间28日0时仅有4天。如此重要的文件,却在局网上发布,对外局及相关单位以普通信件的方式车递,而且把北京机务段作为了抄送单位。文件发布后在没有确认有关单位是否接到的情况下,4月26日又发布了4158号调度命令,取消了多处限速命令,其中包括王村至周村东间便线限速的4240号调度命令(154号文件对该地段限速80km/h的条件并未取消),导致各相关单位在没有收到154号文件的情况下,根据4158号命令,盲目修改了运器数据,取消了限速条件。

2.济南局列车调度员在接到2245次机车反映现场临时限速与运行监控器数据不符时,济南局于4月28日4时02分补发了k293+780--k290+784处限速80km/h的4444号调度命令,但该命令没有发给T195次机车乘务员,漏发了调度命令。

3.王村站值班员对4444号临时限速命令没有与T195次司机进行确认,也未认真执行车机联控。同时,北京局在没有接到154号文件、也未确认限速条件的情况下,就盲目修改运器芯片;机车乘务员没有认真瞭望,失去了防止事故的最后时机。

事故救援现场光明网发表评论指出“一条铁路线,在三、四个月的时间内,发生两次重大人为安全事故,绝不是偶然的,是管理存在重大漏洞所致,是安全制度不落实所致。”

新华社认为该事故的发生是“基层安全意识薄弱,现场管理存在严重漏洞,安全生产责任没有得到真正落实”导致的。

2008年4月29日上午八时许,中共中央政治局委员、国务院副总理张德江接受了中外记者的采访。张德江在向海内外记者介绍情况并代表党中央和国务院感谢参加抢险救援的解放军、武警官兵、公安干警、医务人员、铁路员工。

事故中严重损毁的东风11-0400号机车,已报废【东风11Z准高速专运内燃机车】

东风11Z是为满足铁路专运及特殊客运列车牵引任务的需要研发的双节组合式准高速专运内燃机车,之前中国的专列主要为七十年代从联邦德国(西德)进口的NY6牵引。至二十世纪初,由于NY6日渐老化,与此同时最高设计速度达到160公里/小时(2008年8月31日前25K型客车最高速度标记为160km/h)的25K型专运客车陆续取代25B型和RW9型专运车辆,需要相应的准高速列车牵引。由于当时戚墅堰刚研制成功东风9和东风11等具有较高可靠性的提速主型客运内燃机车,中国铁道部于2001年5月向戚墅堰厂下达任务,要求在东风11的基础上研制新型专运机车。

先前担当专运任务的NY6型液力传动内燃机车

东风11Z车型代号DF11Z,其中“Z”代表“专用”。2001年8月下达机车设计任务书,戚墅堰厂根据设计任务书要求,以可靠性为首要,尽量采用东风11的成熟技术与部件,部分关键部件采用进口部件。2002年4月1日,首组东风11Z在戚墅堰厂下线,当日时任铁道部副部长刘志军、江苏省副省长吴瑞林出席了下线仪式。2002年5月,首组机车交付北京铁路局进行运用考核。由于初期东风11Z某些部件可靠性尚无法超过NY6型机车,机车在早期仅执行一般客运任务,少数情况下执行专运任务。2004年东风11Z正式加入专运车队,NY6则改为备用机车,并于2009年6月正式退出专运队并报废。

东风11Z-0002号

为确保机车运用的高可靠性,东风11Z为是两节机车固定重联组合式机车。每组机车由两台结构相同的单节机车重联牵引。每节机车设单司机室,取消II端司机室改为辅助室,两节机车之间设通过台,连接处采用密闭风挡。司机室内饰参考了“新曙光”号内燃动车司机室设计。机车装用16V280ZJA型柴油机,最大运用功率3610 kW,最大运行速度为每小时160公里。

东风11Z驾驶室

为提高机车的可靠性,东风11Z的柴油机、燃油系统、冷却水系统、空气滤清系统、车体、制动系统、电传系统、微机控制系统均在东风11的基础上进行改进设计,关键元件均按军用产品设计、选型,也是中国最早采用LKJ-2000型监控记录装置的机车。机车采用许多进口零部件,如柴油机喷油泵及喷油器采用奥地利BOSCH公司产品,调速器采用了美国Woodward公司的PGEV调速器等,柴油机采用的涡轮增压器由瑞士ABB公司进口。

东风11Z内燃机车双机重联处

东风11Z在2002年共生产了4组,每组车分A/B两节重联,每组造价达3,200万元人民币,全部配属铁道部专运处,平日由北京机务段维护。

北京机务段,可以看到三台NY6和两组东风11Z东风11Z-0001号机车厂牌东风11Z-0003号机车厂牌

2015年,戚墅堰厂制造的东风11Z-0005A/B下线并交付;2016年6月,东风11Z-0006A/B交付专运处并投入运营。

东风11Z-0005号机车,图源见水印东风11Z-0006号机车,图源见水印

下期将对东风11G型准高速客运内燃机车和东风10型内燃机车进行介绍,欢迎继续关注。



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