解放前,四方机厂曾利用进口零部件和原材料制造过少量蒸汽机车。
建国后,在自力更生的方针指引下,该厂1952年试制出中国第一台蒸汽机车,到1958年年底制造出中国第一台液力传动内燃摩托动车,成为中国第一家研制生产液力传动内燃机车的厂家,为全国机车制造行业的发展起到了奠基的作用。后来发展起来的生产液力传动内燃机车的厂家,均以四方机厂的图纸设计、工艺技术为基础。
第一节蒸汽机车
1914～1922年,四方机厂利用进口零部件和主要原材料制造调车蒸汽机车5台。1932年10月至1933年1月,工厂利用破旧车架、配以英国新锅炉和美国新动轮,自制成功1台蒸汽机车,主要零部件系从日本等国进口,共制造25台。1946～1947年,工厂依靠进口部件,制造3台2-8-2蒸汽机车(编号为1969、1970、1971),这种机车最大牵引力为198千牛(20180公斤)。解放前,工厂利用进口零部件和原材料,共生产各种蒸汽机车39台。
建国初期,铁路牵引动力仍是蒸汽机车。四方机厂的蒸汽机车制造经历了从改进旧机型,到自行制造新机车的过程。1949年～1966年,四方机厂共研制生产了4种型号的蒸汽机车,计627台。
“解放”型干线货运蒸汽机车解放初期,中国没有自己制造的蒸汽机车。四方机厂率先在全国铁路机车制造行业中试制“解放”型蒸汽机车。由于工厂职工在1949年10月抢修“中苏友好号”蒸汽机车和1950年修复“国庆周年号”蒸汽机车的成功,积累了较为丰富的生产经验,工人们多次召开“诸葛亮会”,生产了上万个大小零部件。特别是在老工人丁学文等人攻克了月牙板表面渗碳处理之后(其质量达到设计标准,而且赶上了当时的国外先进水平),终于在1952年7月26日成功地试制出新中国第一台自己制造的“解放1”型蒸汽机车,被铁道部命名为“八一”号机车。8月1日,四方机厂举行了隆重的“八一”号蒸汽机车落成典礼。从而宣告了中国不能自己制造机车的历史永远结束,揭开了中国铁路机车车辆工业史上新的一页。随后,该型机车由四方、大连、齐齐哈尔等厂成批生产。“解放”型干线蒸汽机车车轴排列1-4-1,构造速度80公里/小时,模数牵引力236千牛,机车空重92.07吨。至1960年,四方机厂共制造生产该型机车216台。该型机车成为中国50～60年代铁路运输动力的主型货运蒸汽机车。1960年停止生产。
“胜利”型干线客运蒸汽机车1954～1955年,四方机厂对建国前留下的老式干线客运蒸汽机车进行改进设计,改称“胜利”型,代号为SL。1956年试制出中国第一台该型蒸汽机车。该型机车车轴排列2-3-1,构造速度110公里/小时,模数牵引力166千牛,机车空重88.71吨。至1959年,共生产了151台。
“人民”型干线客运蒸汽机车1957年,根据铁道部决定,四方机厂对大连机车车辆厂生产的“人民”型干线客运蒸汽机车图纸进行了四次重大改进,于1958年4月30日试制出中国第一台“人民”型干线客运蒸汽机车,代号为RM。该型机车车轴排列为2-3-1,构造速度110公里/小时,模数牵引力177千牛,机车空重89.79吨。“人民”型机车与“胜利”型机车相比,轮周功率提高了28.9%,单位功率金属消耗量减少了21.4%,单位功率煤耗量降低了11.8%,当机车牵引800吨四轴客车在平道上运行时,速度可达到94.5公里/小时。该型机车成为中国客运50～60年代的主型机车。至1966年,四方机厂共生产该型机车259台。
“上游”型蒸汽机车1961年年底,四方机厂在大连机车车辆厂、唐山机车车辆厂设计的“上游”型蒸汽机车的基础上,进行了重大改进,试制出2台代号为SY的“上游”型蒸汽机车,供调车使用。该型蒸汽机车采用全电焊锅炉和铸钢汽缸,并装有粘着增加器、风动摇炉装置、自动调整楔铁装置。该型机车车轴排列1-4-1,构造速度为80公里/小时,模数牵引力201千牛,机车空重75.5吨。该型机车运行性能良好,结构可靠,后根据铁道部决定,改由唐山机车车辆厂定点生产。
1966年8月,四方机厂根据铁道部决定停止研制生产蒸汽机车,转为制造内燃机车。
第二节内燃机车
1958年7月30日,四方机厂根据铁道部提出的“内燃、电力机车并举,以内燃为主”的机车制造方针,开始试制“东风”型液力传动内燃机车。9月22日,试制出中国第一台液力传动内燃机车。至1990年,四方机厂共设计研制生产了24种不同型号、不同种类的内燃机车,计780台。
液力传动内燃机车
“东风”型摩托动车四方机厂在北京、上海等有关单位的大力支持下,全体职工努力攻关,于1958年9月22日试制出中国第一台液力传动内燃机车——“东风”型摩托动车,代号为NMI。该型机车每台装2台B2300型高速柴油机,并有配套的传动装置,构造速度120公里/小时,机车功率为441千瓦,适用于短距离高速客运。该型机车由2轴动车(在两端)和四轴双层客车(在中部)编成摩托列车组。虽然结构性能上存在不少问题,未批量生产,但是为研制中国第一代液力传动内燃机车开辟了新路。
“卫星”型液力传动内燃机车1958年10月,四方机厂在“东风”型液力传动内燃机车试制的基础上,开始研制“卫星”型液力传动内燃机车。经过一年的艰苦努力,于1959年9月试制成功中国第一台“卫星”型液力传动内燃机车。10月,该型机车驶向北京,与兄弟工厂制造的“韶山”、“巨龙”、“先行”等机车,向建国十周年献礼,并参加全国工业展览。中央有关部委、各省市负责人以及铁道部先进工作者共600余人前往参观,获得好评。“卫星”型机车是四方机厂与铁道部科学研究院、上海交通大学等单位共同设计研制的。这是中国第一台NY1型2000马力液力传动干线客运内燃机车,构造速度为140公里/小时,起动牵引力270千牛,车重84吨,轴式为BB。该型机车的试制成功,填补了中国没有大马力液力传动内燃机车的空白。虽然该车未能完全达到原设计要求,没有继续生产,但给机车设计制造提供了宝贵的经验教训。
“红星”型液力传动调车内燃机车1962年11月,四方机厂在总结研制“东风”型和“卫星”型机车的经验教训基础上,开始研制中国第一台“红星”型液力传动调车内燃机车,并于1964年1月研制成功,定名为“红星”型,也属于中国第一代内燃机车。该车的牵引性能和运用可靠程度均已达到和超过当时国外同等功率调车内燃机车的先进水平,是专为大型工矿及铁路调车需要而设计制造的。车上装有两台221千瓦B2-300型高速柴油机,前后对称布置,司机室在中部,构造速度为35～73公里/小时,牵引力为78～165千牛,车重64吨,轴式为BB。该型机车至1966年共生产了18台。
“东方红”(1)型液力传动干线客运内燃机车1964年初,四方机厂在“红星”型机车制造成功的基础上开始研制“东方红”型液力传动内燃机车。在试制该型内燃机车时,生产关键问题是“曲轴淬火”。经热处理车间工程师李振寰等人通过三次工艺方案的设计,改进了11次工艺装备,解剖了34根曲轴,割取了132块试样,终于攻克了“中频加热喷油淬火”的关键课题,保证了该型机车的试制顺利进行。该型机车经过长期试运及多次改进,于1964年试制成功,1966年批量生产。该车为双节重联牵引,单功率为1338千瓦,装有2台12V175ZL(后改装用12V180ZJA)型高速柴油机和2套液力传动装置,运行可靠,操作方便,性能良好,构造速度为140公里/小时,车重84吨,轴式为B-B,比较适合于牵引旅客列车,成为中国第一代在干线上运营的内燃机车。
该型机车自成批投入运营以后,除牵引大量普通旅客列车以外,还牵引国际列车、国宾列车和毛泽东主席等党和国家领导人乘坐的专用列车。至1972年,该型机车共生产107台。
援外DFH系列液力传动内燃机车四方机厂于1966年成为批量生产液力传动内燃机车工厂以后,从1968年起承担为坦赞铁路(即坦桑尼亚—赞比亚铁路)设计并制造生产全部客货干线机车(DFH2型)和调车机车(DFH1型)的任务。工厂职工排除“文化大革命”的干扰,派员到坦、赞两国实地考察,查阅了国内外大量与内燃机车生产有关的资料,并吸取本厂1958年以来设计研制生产内燃机车的经验教训,精心设计,精心施工,于1970年9月试制成功中国首批援外液力传动内燃机车。这是中国第一次出口机车,成为中国机车发展史上的一个重要里程碑。在援助坦赞铁路机车的基础上,该厂还为越南、阿尔巴尼亚、巴基斯坦等国生产了DFH3型、DFH4型、DFH5型液力传动内燃机车,以及国内用的SFJ2型、SFJ7型、SFJ8型等机车,从而形成了一套完整的DFH系列机车产品。该系列机车均装有12V180ZJA高速柴油机；车轴轴式除DFH4型为C′-C′外,其余均为B′-B′；构造速度除DFH2型为62公里/小时外,其余均为100～140公里/小时。该系列机车从机车外型、总体布置、主机、传动装置到其他零部件及车内设备各方面均有改进。它是四方机厂生产的中国第二代液力传动内燃机车产品,其特点是:机车外型美观大方,车体结构及车内布局合理,体积小,重量轻,牵引性能良好,操纵检修方便,司机劳动条件好等,而且还适用这些国家地区的地理条件和气候。援外机车到1979年共生产了167台。
“东方红”(4)型大功率液力传动内燃机车1969年9月,四方机厂设计试制成功中国第一台3675千瓦大功率液力传动内燃机车,定名为“东方红”(4)型,供干线客货两用。该型机车与当时国外同类机车比较,其结构功率3675千瓦、机车总长21000毫米、燃油储备量7000公斤等指标均赶上或超过了世界先进水平。该型机车的诞生,标志着中国内燃机车制造工业水平已跃入世界先进水平的行列。
“东方红”(2)型液力传动调车内燃机车1971年,四方机厂设计出“东方红”(2)型920千瓦液力传动调车内燃机车。该型机车装有1台12V180ZL型高速柴油机和1套SF2010型液力传动装置,构造速度为62公里/小时,车重60吨,轴式为B-B。1973年,根据铁道部统一安排,该型机车转由资阳内燃机工厂生产。
“东方红”(3)型液力传动干线客运内燃机车1976年,四方机厂设计试制成功中国第二代液力传动内燃机车——“东方红”(3)型1985千瓦液力传动干线客运内燃机车。1976年批量生产。该型机车装有2台12V180ZJB型高速柴油机和2套SF2010型液力传动装置,有2台两轴转向架,构造速度125公里/小时,起动牵引力230千牛。至1988年,该型机车共生产了268台。
“东方红”(21)型液力传动内燃机车1977年,四方机厂为云南省米轨铁路设计制造了装车功率为809千瓦的“东方红”(21)型液力传动客货通用调车内燃机车,在开远铁路分局投入使用。该型机车车轴为B′-B′,车重60吨,构造速度为50公里/小时,起动牵引力为194千牛,装有1台12V180ZJA型柴油机。至1985年,该型机车共生产了105台。
矿山、油田用液力传动内燃机车1983年以来,四方机厂先后为部分矿山、油田以及昆明钢铁公司、重庆特殊钢铁厂、本溪钢铁厂、青岛钢厂、烟台合成革厂、江西华昌公司等单位,研制开发了J21型等多种不同类型的内燃机车新产品,成为这些厂家的铁路运输主力。至1990年,共生产了23台。
电传动内燃机车1984年,四方机厂在大连机车车辆厂原“东风”5型机车的基础上改进设计,生产出“东风”5型电传动调车内燃机车。该型机车传动方式为交—直流,用途为调车。该型机车装有1台8240ZJ型高速柴油机,机车功率为1213千瓦,车重138吨,轴式为-,构造速度为100公里/小时,起动牵引力为349千牛。该型机车获1985～1987年国家技术开发优秀成果奖,1988年获铁道部科技进步一等奖,1989年获国家科技进步二等奖,1991年4月8日,获铁道部优质产品称号。这是铁道部第一个内燃机车直接创部优的产品。至1990年,该型机车共生产了97台。
1989年8月,四方机厂根据铁道部安排,研制生产出“东风”5型电传动宽轨口岸机车。该机车技术参数与“东风”5型电传动内燃机车相同。是年9月30日,该车在中苏边境绥芬河机务段投入运营,结束了该段建段73年无内燃机车的历史,为该口岸段实现运输作业内燃化发挥了积极作用。该型机车在绥芬河机务段使用后,受到了俄罗斯重工业界的好评。
此外,四方机厂还承担了深圳至香港、中朝、中越等铁路9个口岸过境运输任务的机车生产任务,主要产品为“东风”5型、“东方红”(21)型内燃机车。
内燃机车主要部件的生产柴油机是内燃机车上的重要部件。四方机厂于1958年开始研制,1965年批量生产。其主要型号有12V175ZJ型、16V200ZJ型、12V180ZJ型、8240ZJ型等,而又以12V180ZJ型柴油机为重点。
12V180ZJ型柴油机是机车用高速、四冲程、预燃式燃烧室、废气涡轮增压、空气中间冷却的大功率柴油机。它具有结构可靠、重量轻(49吨)、外型尺寸小(2812.5×1382.6×2170毫米)、运用和维修方便等特点,适合于液力传动内燃机车之用。
为提高12V180ZJ柴油机性能,适应工矿用车及国内市场之需要,从1987年起,四方机厂与奥地利李斯特研究所合作试制新型12V180JC型柴油机,标定持续功率由992千瓦提高到1324千瓦,耗油量由224克/千瓦·小时降为210.7克/千瓦·小时以下,大修寿命由12000小时延长至不少于26000小时。1989年制造出的第一台样机,已达到80年代国际先进水平。
