中國內(nèi)燃機車發(fā)展概況(南車集團內(nèi)部資料)

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2第一部分第二部分國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平

第三部分我國內(nèi)燃機車與國際先進水平的差距第四部分

展望我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀我國內(nèi)燃機車經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，經(jīng)過了早期試制、定型生產(chǎn)、自主開發(fā)、采用先進技術(shù)開發(fā)新型內(nèi)燃機車四個階段，累計生產(chǎn)了４代、２００多種型號的18000多臺內(nèi)燃機車（至２００９年末）。內(nèi)燃機車產(chǎn)品，也經(jīng)過了試制產(chǎn)品、第一代產(chǎn)品、第二代產(chǎn)品、第三代產(chǎn)品四個階段。目前正在開發(fā)生產(chǎn)第四代產(chǎn)品。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀1）內(nèi)燃機車早期試制的5年（1958～1963）技術(shù)特征：（1）機車或柴油機基本上是仿制國外的產(chǎn)品；（2）直流電力傳動匹配二沖程中速柴油機和四沖程高速柴油機；（3）液力傳動匹配四沖程高速柴油機；（4）設(shè)計技術(shù)水平低，可靠性差。代表產(chǎn)品：建設(shè)、巨龍、先行、衛(wèi)星等我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀2）國產(chǎn)第一代內(nèi)燃機車設(shè)計生產(chǎn)的5年（1964~1968）技術(shù)特征：同上，但性能有所提高代表產(chǎn)品：東風(fēng)、東風(fēng)2、東風(fēng)3、東風(fēng)2增、東風(fēng)增、東方紅1等我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀3）國產(chǎn)第二代內(nèi)燃機車開發(fā)生產(chǎn)的20年（1966~1988）技術(shù)特征：（1）機車、柴油機及主要部件都是我國自主開發(fā)的；（2）機車技術(shù)性能和可靠性、經(jīng)濟性有大幅度提高；（3）液力傳動既配高速柴油機，也配中速柴油機。代表產(chǎn)品：東風(fēng)4A、B、C、東風(fēng)5、東風(fēng)7、東風(fēng)8、東方紅3、北京等（北京型和東方紅型都是液力傳動內(nèi)燃機車，目前已經(jīng)逐步淘汰）。

我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF4B機車

到1999年停車,DF4B型機車共生產(chǎn)了4000臺左右。最大運用速度：120km/h

柴油機裝車功率：2430kW

。目前裝配有我所的主要產(chǎn)品有：監(jiān)控裝置、空調(diào)電源、電阻制動裝置、軸溫報警裝置、TAX2插件式輪緣噴油控制裝置我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF5機車1974年設(shè)計試制，1985年由大連機車車輛工廠批量生產(chǎn)，適用于編組站和區(qū)段站進行調(diào)車作業(yè)，也可做為小運轉(zhuǎn)及廠礦作業(yè)的牽引動力。機車標(biāo)稱功率1210kW，最大速度60km/h，主要裝配有我所監(jiān)控裝置和空調(diào)電源裝置！我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF7機車北京二七機車廠1982年設(shè)計，1985年正式生產(chǎn)。適用于大型樞紐編組站場調(diào)車及工礦小運轉(zhuǎn)作業(yè)。機車標(biāo)稱功率1470kW，最大速度100km/h，傳動方式為交-直流電傳動。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀4）國產(chǎn)第三代內(nèi)燃機車開發(fā)生產(chǎn)的10年（1989~1998）技術(shù)特征：

1、干線機車采用與國外合作開發(fā)或進一步自主開發(fā)的新型16V240ZJD（及其系列）和16V280ZJA型柴油機

2、干線機車為中速柴油機匹配交直流電傳動；

3、采用微機控制；

4、準(zhǔn)高速機車采用牽引電動機架懸式轉(zhuǎn)向架；

5、機車整體水平有了很大提高。代表產(chǎn)品：DF6、東風(fēng)11、東風(fēng)8B、東風(fēng)4D、東風(fēng)10F等我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF4D機車1996年12月,為滿足1997年4月1日開始的鐵路提速的迫切需要,大連廠專門開發(fā)出DF4D型提速客運內(nèi)燃機車。機車最高速度開始為132kmPh,后來提高到145kmPh和170kmPh。DF4D系列機車約有1200多臺我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF8B機車東風(fēng)8B型內(nèi)燃機車是戚墅堰機車車輛廠產(chǎn)研制，由資陽廠和戚廠共同生產(chǎn)，可滿足繁忙干線貨運重載高速的要求。機車標(biāo)稱功率3100kW，最大速度100km/，傳動方式為交-直流電傳動。DF8B目前是我國貨運干線上的主型內(nèi)燃機車。共生產(chǎn)了1000臺左右。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF11機車東風(fēng)11型機車是大功率、準(zhǔn)高速干線客運內(nèi)燃機車。機車裝用標(biāo)定功率為3860kW，16V2802JA型柴油機、機車功率：3040kW

柴油機裝車功率：3680kW

最高速度：160km/h

傳動方式：交直電傳動

DF11總共生產(chǎn)500多臺。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀5）國產(chǎn)第四代內(nèi)燃機車開發(fā)生產(chǎn)的起步（1999~）技術(shù)特征：

1、采用交直交電傳動（直接采用第三代逆變器IGBT）；

2、輔機交流電傳動；

3、機車微機控制；４、柴油機電子噴射；５、客運機車牽引電動機架懸、貨運機車徑向轉(zhuǎn)向架。代表產(chǎn)品：捷力號（日本三菱公司IPM）、DF8CJ、DF8DJ（西門子IGBT功率模塊）、HXN5（GE）、出口澳大利亞內(nèi)燃機車（SDA1）和4400HP機車等。（DF8BJ牽引變流器采用GTO）我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF8BJ機車2001年11月,資陽廠利用株洲電力機車研究所(以下簡稱株洲所)的GTO功率模塊,研制成4000kW的DF8BJ型交流電傳動內(nèi)燃機車。機車裝用進一步開發(fā)的16V280P285ZJG型柴油機。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF8CJ機車2003年2月,戚墅堰廠利用龐巴迪公司的IGBT功率模塊,研制成4410kW的DF8CJ型貨運交流電傳動內(nèi)燃機車。機車上裝用了與奧地利李斯特公司合作開發(fā)的R16V280ZJ型柴油機。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀DF8DJ機車2006年,利用美國Caterpillar公司Cat3616型中速柴油機,資陽廠制成4780kW的DF8DJ型交流電傳動內(nèi)燃機車。這是世界上功率最大的交流電傳動內(nèi)燃機車。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀HXN5機車由美國通用電氣（GE）研制，透過技術(shù)轉(zhuǎn)移的方式，由南車戚墅堰機車車輛廠制造。和諧5型機車裝用大功率IGBT變流器，額定功率達到4660kW，最大起動牽引力為620kN，最大運用速度和最大恒功率速度為120km/h。到目前為止已經(jīng)生產(chǎn)了570多臺車。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀HXN3機車這款機車由中國北車集團大連機車及美國EMD共同研制，鐵道部于2005年與大連及EMD簽訂合作協(xié)議，研制新一代交流傳動柴油機車。每輛機車均裝有一臺6,000馬力柴油機及6臺交流牽引電動機，可單機牽引5,000噸貨物以最高時速120公里運行。

我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀SDA1機車2010年9月，資機公司與澳大利亞SCT公司簽署了共計12臺SDA1機車交流傳動內(nèi)燃機車購銷合同。2011年由資機公司制造，運用了株洲時代電氣公司成熟的LCS32微機控制系統(tǒng)、模塊化設(shè)計的輔助變流器技術(shù)及在HXD1C機車上成熟運用的牽引變流器和網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)技術(shù)。機車裝車功率3000KW，最大運用速度120km/h。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀我國生產(chǎn)和開發(fā)的四代內(nèi)燃機車的生產(chǎn)運用現(xiàn)狀,大致可以歸納如下:第一代機車已經(jīng)使用到限,淘汰完畢。第二代和第三代國產(chǎn)內(nèi)燃機車是目前國家鐵路非電氣化線路上的主要牽引動力,提速重載內(nèi)燃機車都屬于第三代新型內(nèi)燃機車,窄軌鐵路、非國家鐵路及出口內(nèi)燃機車大多是第三代內(nèi)燃機車。從2004年起,由于國家鐵路內(nèi)燃機車的訂貨量迅速下降,各工廠主要生產(chǎn)自銷到非國家鐵路的機車和出口機車。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀第四代交流電傳動機車已經(jīng)開始批量生產(chǎn)（完全自主設(shè)計生產(chǎn)），2010年9月1日，資機公司與澳大利亞SCT公司簽署了總額超億元的共計12臺交流傳動內(nèi)燃機車購銷合同。首批6臺澳車預(yù)計于2011年12月底全部交付。2011年戚機公司將開始批量生產(chǎn)完全自主設(shè)計的4400HP交流傳動內(nèi)燃機車。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀Page

23第一部分第二部分國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平

第三部分我國內(nèi)燃機車與國際先進水平的差距第四部分

展望國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平(1)當(dāng)代世界先進內(nèi)燃機車的關(guān)鍵技術(shù)隨著世界高新技術(shù)的迅速發(fā)展和成熟,其中一些成果也在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機車產(chǎn)業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用,從而使內(nèi)燃機車的技術(shù)水平有了很大提高。其中主要的有4大關(guān)鍵技術(shù),它們分別是:①電子噴射技術(shù)。利于降低燃油消耗,改善排放。交-直-交電傳動技術(shù)。利于改進牽引性能和動力性能。③徑向轉(zhuǎn)向架和/或適應(yīng)200km/h以上速度的新型高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)。利于改進曲線通過性能、牽引性能和/或高速動力性能。④微機網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)。利于進一步提高監(jiān)控、診斷功能和信息化。國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平(2)世界七大內(nèi)燃機車制造工廠到20世紀(jì)末,包括內(nèi)燃機車在內(nèi)的整個軌道移動裝備的國際市場競爭,主要是在歐洲“五巨頭”和美國“兩巨頭”這兩大地區(qū)、七大公司之間進行的。所謂歐洲“五巨頭”是指阿爾斯通公司運輸部、龐巴迪公司運輸部、西門子公司運輸部、德國的沃斯洛赫(Vossloh)公司和德國福伊特(VoithTurbo)公司;美國“兩巨頭”是指GE公司運輸部和EMD公司。國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平(3)世界交直流電傳動內(nèi)燃機車的技術(shù)水平

Alstom公司、GE公司、GM公司、俄羅斯和中國的交直流電傳動內(nèi)燃機車，都屬于當(dāng)今世界最高技術(shù)水平的交直流電傳動內(nèi)燃機車。當(dāng)然，從不同的角度進行分析，各有不同的特點。

①運行速度最高的批量生產(chǎn)交直流電傳動客運內(nèi)燃機車

1999年由Alstom公司和GM公司為英國開發(fā)制造的67型（GM公司稱為JT42-HWHS型）和68型（Alstom公司稱這兩種機車為DE32B型）內(nèi)燃機車，其最高速度達200km/h。

國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平1992年由中國戚墅堰工廠制造的DF11型機車，軸式為Co-Co，軸重為23t，采用牽引電動機架懸式輪對空心軸驅(qū)動的準(zhǔn)高速轉(zhuǎn)向架，機車最高速度為170km/h單節(jié)功率最大的批量生產(chǎn)客運內(nèi)燃機車。

③運用可靠性最高的內(nèi)燃機車根據(jù)各國鐵路用戶的反映，1998年起由美國GM公司為英國和其他歐洲國家制造的66系列機車的運用可靠性最好，運用率最高，平均故障周期至少為180天。國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平（4）國外交流電傳動內(nèi)燃機車的技術(shù)水平第一代逆變器——是普通晶閘管逆變器；第二代逆變器——是GTO晶閘管逆變器；第三代逆變器——是IGBT絕緣柵極雙極晶體管逆變器；Alstom公司從1999年就開始批量生產(chǎn)第三代交流電傳動內(nèi)燃機車；GM公司則從2002年才開始改造試驗第三代交流電傳動內(nèi)燃機車。雖然GE公司和GM公司的機車裝車功率較大（分別為3281kW和3207kW），而Alstom公司機車的最大裝車功率為2880kW，但是從第三代交流電傳動內(nèi)燃機車的技術(shù)水平和可靠性而言，目前世界上水平最高的交流電傳動內(nèi)燃機車，應(yīng)屬Alstom公司的PrimaTM系族的為伊朗制造的DE43CAC（AD43C）型內(nèi)燃機車。國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平①世界最高水平的交流傳動內(nèi)燃機車

2002年由Alstom公司為伊朗生產(chǎn)的DE43CAC（AD43C）型內(nèi)燃機車。采用軸控式直交電傳動系統(tǒng)、IGBT/ONIX逆變器和Alstom公司的Agate微機控制系統(tǒng)。

單節(jié)功率最大的批量生產(chǎn)貨運交流電傳動內(nèi)燃機車

1995年起美國GE公司生產(chǎn)的AC6000CW型內(nèi)燃機車和1996年起美國GM公司生產(chǎn)的SD90MAC型內(nèi)燃機車。其柴油機裝車功率分別達到4660kW和4476kW。機車采用的是GTO晶閘管逆變器。國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平

運行速度最高的批量生產(chǎn)交流電傳動內(nèi)燃機車

1997年由原Adtranz公司為希臘國鐵制造的26臺A480AC型（DE2000型）雙柴油機組內(nèi)燃機車。該機車軸式為Bo-Bo，軸重20.5t，機車功率2100kW，設(shè)計速度為200km/h，運營速度為160km/h，裝用2臺MTU12V396TC13型高速柴油機，機車采用柔性浮動轉(zhuǎn)向架，采用GTO晶閘管逆變器我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀Page

31第一部分第二部分國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平

第三部分我國內(nèi)燃機車與國際先進水平的差距第四部分

展望我國內(nèi)燃機車與國際先進水平的差距

我國內(nèi)燃機車經(jīng)過50多年，取得了長足的進步，也為中國鐵路的發(fā)展、特別是為中國鐵路的四次大提速作出了重要貢獻。然而,在當(dāng)代最先進技術(shù)的應(yīng)用(如上述“四大關(guān)鍵技術(shù)”)和機車的可靠性、經(jīng)濟性、耐久性和對環(huán)保要求適應(yīng)性等方面,與世界先進水平尚有一定差距。與國際先進水平的差距主要體現(xiàn)在機車柴油機、電傳動系統(tǒng)、機車轉(zhuǎn)向架、微機網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、液力傳動系統(tǒng)和機車性能等幾個方面。我國內(nèi)燃機車與國際先進水平的差距1）運輸安全可靠性難以滿足要求，設(shè)備故障時有發(fā)生，給運輸安全帶來不少隱患；2）機車整體技術(shù)檔次不高，許多關(guān)鍵技術(shù)落后于發(fā)達國家；國外交流傳動機車已大批量生產(chǎn)，而我國才剛剛起步；3）設(shè)備運用和維修成本較高，由于設(shè)計生產(chǎn)質(zhì)量不高，運用中需要大量的人力、物力和財力支撐；4）功能上不適應(yīng)運輸發(fā)展需要，尤其是在標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化、信息化方面與發(fā)達國家相比存在明顯的差距，也滿足不了我國鐵路發(fā)展對機車高速和重載的要求。我國內(nèi)燃機車的現(xiàn)狀Page

34第一部分第二部分國外內(nèi)燃機車技術(shù)水平