Danielle Brant

东风6型机车是干线客货运通用的六轴柴油机车，机车标称功率为3,250马力（2,425千瓦），构造速度为118公 里/小时，运转整备重量为138吨，机车并设有重联装置。 车体结构基本继承自东风4型机车的传统设计，采用双司机室、内走廊式、全钢焊接结构的框架式侧墙承载车体，车体由左右 侧壁、底架、车顶、司机室焊接在一起，车体主要骨架采用16Mn低合金钢材。 车体外形尺寸与东风4型机车大致相同，车体底架长度为20,500毫米，车钩中心线间距为21,100毫米，车体宽度 为3,308毫米，车体高度为4,593毫米。 机车从前到后分别为Ｉ端司机室、电气室、动力室、冷却室、辅助室、Ⅱ端司机室，其中电气室、动力室和冷却室顶部均设计 成活动顶盖，以便拆装车内部件。 车体底架两端装有新设计的23号上开式车钩和大容量橡胶缓冲器（东风4B型机车使用13号下作用车钩和MT-3型缓冲 器）。 在车体底架下面两台转向架之间，吊挂着一个容量为9000升的燃油箱，以及两个总容量为2×625升的主风缸，燃油箱 两侧设有蓄电池组[20]。 根据铁道部于1994年修订及发布的《铁路主要技术政策》，计划在繁忙干线上大量开行5000吨重载货物列车，重载列 车在平直道上最高速度要达到90公里/小时，并提出发展25吨轴重的机车车辆和配套技术。 1989年5月24日，东风6型0001号、0002号机车正式移交沈阳铁路局大连机务段投入运用考核，并将其与ND 5型机车编入同一个车队，担当沈大铁路大连至苏家屯之间的干线货运任务，以便客观比较和评价东风6型机车的性能，至同 年末两台机车已经分别行驶了9.5万公里和7.4万公里。 1989年8月30日至9月11日，铁道部选取了东风6型0002号机车，在大连内燃机车研究所的机车定置试验台上进 行了牵引热工性能、辅助功率、冷却能力、热平衡等试验。 试验结果证明，机车牵引性能已经达到或超过原设计要求，机车各项技术指标均已达到1980年代世界上同类机车的先进水 平。 1995年8月，铁道部科技司下达了东风6型机车和16V240ZJD型柴油机的型式试验安排。 为此，大连机车车辆厂和铁道部科学研究院及铁道部质量检测中心共同拟定了东风6型机车的鉴定大纲，东风6型0003号 机车完成15万公里运用考核后将进行解体检查，而制造中的东风6型0004号机车则将作为部级鉴定试验用车。 东风6型机车采用交—直流电传动装置，柴油机通过法兰盘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连接的直流牵引电动机，通过传动齿轮驱动轮 对（英语：Wheelset (rail BUY RIVOTRIL transport)）。 经过反复比较后，中国最后选定了美国通用电气运输系统分公司（英语：GE Transportation）的产品、属于通用电气Dash-7系列产品之一的C36-7型柴油机车，这种机车按中国铁路机车命名规范定型为ND5型柴油机车。 该型机车配属上海铁路局、济南铁路局、北京铁路局、沈阳铁路局投入运用以后，有效提高了津浦铁路、丰沙铁路、京原铁路 、沈大铁路等主要干线运用区段的牵引定数和铁路货运量，加快中国铁路繁忙干线内燃化的步伐，缓解了铁路运输能力紧张的 情况，产生了可观的社会经济效益。 牵引电动机与转向架构架的连接沿用了东风4型机车的传统形式，但由于通用电气的牵引电动机抱轴轴颈较粗，并配用英制2 5°压力角（英语：Pressure angle）的牵引齿轮，因此牵引电动机抱轴部分、齿轮箱和轮对亦相应改变了设计。 牵引电动机采用单侧齿轮传动的轴悬式驱动方式（滑动抱轴承式半悬挂），即牵引电动机的一侧通过抱轴瓦（滑动轴承）刚性 地支承在车轴上，另一侧通过弹性元件（橡胶垫）和吊杆悬挂在转向架构架上。 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，使牵引电动机相对于转向架构架产生的支反力作用方 向相同，结合弹性旁承产生的支反力矩予以平衡，可以有效地减少轴重转移的幅度。 基础制动方式为带闸瓦间隙自动调节器的单侧踏面制动，每个车轮各配有一个9英寸直径制动缸，当机车施行制动时，制动缸 从空气制动机获得压缩空气，并通过杠杆机构使闸瓦抱轮产生制动作用。 四台东风6型机车完成各种试验之后，仍配属沈阳铁路局大连机务段运用，但由于缺乏配件和维护困难等原因很快就被弃用。 2000年代初，东风6型0001、0002、0004号机车已经报废，只余下车况较好的0003号机车仍担当运输任 务。 此外，为了使机车在静止状态测定各档位的输出功率和性能，东风6型机车还可以利用制动电阻作为自负荷试验的负载。 司机室内机车运行方向的左侧设有司机操纵台、空气制动机的自动制动阀和单独制动阀，右侧设有副司机座席及工具箱；司机 室后部设有手制动装置（英语：Parking brake）手柄。 与东风4型机车相比，东风6型机车司机室的主要变化为取消二层地板以降低司机室高度，并加大了前窗和侧窗玻璃等。 电气室内设有主硅整流柜、励磁整流柜及行车安全设备箱（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）等 电气设备，顶部装有一台与通用电气Dash 8系列机车相同形式的卧式电阻制动柜。 柴油机空气滤清系统采用与ND5型机车相同的二级空气滤清系统，第一级为离心式旋风惯性空气滤清器，第二级为金属骨架 纸质滤芯空气滤清器。 动力室顶棚两侧设有车体通风机，将柴油机运转时产生的燃气和热风抽出，与东风4型机车的设计相同。 东风6型机车的空气制动和手制动装置亦与东风4型机车大致相同，依然沿用了国产的JZ-7型空气制动机，但根据机车重 联运用的需要作出了一些改动，机车重联时除了需要连接列车管外，机车端部还新增了总风重联管和制动平均管，制动机亦增 设了重联阀。 机车轴式为Co-Co，走行部为两台相同的无导框式三轴转向架，转向架的结构形式与东风4型机车大致相同，除了牵引电动机、齿轮箱、轮对之 外，转向架其他部分均直接沿用东风4型机车的传统设计[20]。 转向架采用钢板组焊成封闭式箱形结构的"目"字形构架，轮对轴箱内装有四列向心圆柱滚子轴承，轴箱定位装置采用拉杆式 弹性定位结构，轴箱通过装有橡胶关节元件的上、下轴箱拉杆与构架相连接，实现轴箱相对于构架的横向和纵向定位。 转向架采用四点支承弹性油浴摩擦旁承装置，车体全部重量通过八个旁承由两台转向架支承，有利于抑制转向架在直线运行时 的蛇行运动（英语：Hunting oscillation）。 一系悬挂采用独立悬挂形式，包括轴箱与构架之间的轴箱圆弹簧、用于衰减吸收来自轨道高频振动的橡胶垫、以及在1、3、 4、6轴装有并列的液压减震器（与东风4B型机车使用的SKF1型液压减震器不同，东风6型改用连接方式不同的TPJ61型液压减震器，与后来的东风4D型货运机车相同）；二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆。 1980年代，中国在实施改革开放以后，国民经济快速发展，铁路客货运量猛增，铁路运输能力全面紧张，货运能力不足导 致各地待运货物物资大量积压，而当时刚刚投入批量生产的东风4型柴油机车，不仅机车数量和生产能力无法满足需求，而且 在柴油机、传动系统以及制造工艺等方面也存在较多问题，机车可靠性和生产质量仍有待改进。 为了缓解机车数量不足的燃眉之急，中华人民共和国铁道部经研究后决定，按技贸结合原则从国外进口一批大功率柴油机车。 东风6型柴油机车（DF6），设计过程中原称为东风4D型柴油机车，中国铁路使用的电力传动柴油机车车型之一，由大连机车车辆厂和美国通用电 气公司合作设计及制造，并被列入铁道部"七五"科技发展规划项目之一[1]。 中国于1985年从通用电气公司订购第二批ND5型柴油机车的同时，亦签订了关于合作改进东风4型柴油机车及机车制造 管理培训的技术转让合同。 1985年起，大连机车车辆厂和通用电气公司开始合作研制东风6型柴油机车，机车设计性能指标是以通用电气Dash 8系列的C39-8型柴油机车为参考对象，通过采用由中美合作设计制造的电力传动系统和微机控制系统，使其牵引性能、 经济性能和运用可靠性达到1980年代世界先进水平。 由于机车选用了调压比极高、恒功运用范围广并且有较高传动效率的牵引发电机和牵引电动机，辅之以精准可靠的微机恒功率 励磁控制系统，从而令机车具有优异的牵引性能，不仅有较大的起动牵引力与持续牵引力，并且有很高的恒功率速度。 故障诊断显示屏则是作为完成人机交互功能的显示终端界面，其核心为英特尔MSC-51系列的8751单片机，并通过R S-232-C串行接口与微机系统主机连接。 微机控制系统的软件系统是一个分时执行的多任务实时操作系统，除了其操作系统和串行端口中断服务（英语：Interr upt handler）子程序采用汇编语言ASM86（英语：x86 assembly language）编写外，其它程序全部采用高级语言PL/M-86（英语：PL/M）编写。 牵引发电机采用十极、三相、他励的通用电气GTA32A1型同步交流发电机（国产化型号为JF202型），该发电机的电气结构与通用电气Dash 8系列机车所使用的GMG187型牵引发电机完全相同，但机械结构上取消了后者的同步交流辅助发电机，并根据与16V 240ZJD型柴油机的联接要求作改进设计。 牵引发电机的额定容量为2880千伏安，额定电压为375伏特，额定电流为7080安培，最大电压为1250伏特，额 定转速为每分钟1000转，定子和转子绕组绝缘等级均为H级，冷却方式为强迫通风，主发电机净重为7914公斤。 牵引发电机的励磁电流由一台GQL-45D型三相感应子交流发电机（英语：Induction generator）供给，其产生的交流电经励磁整流装置三相桥式全波整流后，供给牵引发电机转子的励磁绕组。 冷却室设有冷却水系统和散热装置，油水冷却系统的设计参考自ND5型机车，柴油机采用封闭加压循环的高温冷却水系统， 通过增大换热温差来提升散热性能，柴油机出口冷却水温度可达98±3℃；而机油热交换器和中冷器则共用开式循环的低温 冷却水系统。 冷却室顶部装有V型结构的肋片扁管式铜散热器，包括12个高温冷却水系统散热器单节和32个低温冷却水系统散热器单节 ，以及两个直径为1,600毫米的轴流式冷却风扇。 冷却室下方设有静液压变速箱、后转向架牵引电动机通风机、空气压缩机等，冷却风扇由静液压马达传动，牵引电动机通风机 采用机械传动。 东风6型机车装用一台16V240ZJD型柴油机，装车功率为4000马力（2940千瓦），传动系统采用三相交流同 步发电机、硅二极管整流装置、直流牵引电动机组成的交—直流电传动装置，该型机车也是中国第一款采用微机控制装置的柴 油机车，微机系统负责机车恒功率励磁控制、轮对防空转防滑行、电阻制动与制动扩展控制、以及机电保护和故障诊断显示装 置等功能。 虽然东风6型机车在试验中表现了非常出色的性能，但在六四事件后随着中美关系十年蜜月期的结束，加上机车零部件的国产 化遇到了种种困难，东风6型机车最终仍无法投入批量生产，但其部分成熟技术后来被应用到多种型号的国产机车上。 东风6型机车微机控制系统的主要功能，第一是机车运行控制与柴油机控制，例如机车运行工况及运行方向的转换、主电路的 切换及柴油机转速和功率的控制。 第二是机车牵引时柴油机恒功率与经济特性的控制，它是由励磁控制板上的大功率场效应管及相应的控制电路负责执行，在微 机控制下自动调节牵引发电机励磁电流以满足不同情况下的控制要求，使电传动系统能够充分吸收柴油机的输出功率。 第三是机车轮对防空转防滑行保护功能，机车采用了速差控制和轮对蠕滑控制相结合的粘着控制系统，微机系统的励磁调节环 节持续监控着轮轨蠕滑状态，并根据空转或滑行的程度自动采取相应的粘着修正措施，包括撤砂、比例降功率、部分降功率、 切除励磁这四种方式。 因此，东风6型机车并不需要像东风4B型机车那样对牵引电动机进行磁场削弱，也不需要像ND5型机车那样在牵引发电机 设两套独立的电枢绕组进行串并联转换，电传动装置就能充分吸收柴油机的输出功率；与机车最高运用速度相对应的牵引电动 机转速，即为牵引电动机的最高允许转速。 在柴油机装车功率为4000马力（2940千瓦）的情况下，东风6型机车的标称功率可达到3,250马力（2,425 千瓦），从持续速度（22.2公里/小时）到最高设计速度（118公里/小时）范围内都能实现范围内恒功率牵引特性控 制[21]。 相比之下，同时期的东风4B型柴油机车的恒功率速度范围只有21.6～73.1公里/小时，一旦超过这个速度后传动装 置就无法充分利用柴油机发出的功率，导致牵引功率急剧下降。 ND5型柴油机车作为一种通过技贸结合方式引进的机车，中国与通用电气签订机车销售合同的同时，还签订了多份技术转让 合同。 技术引进的重点为通用电气的机车电传动系统，ND5型机车上这些产品的优点恰恰就是当时中国国产机车的技术薄弱环节[ 2]。 当时中国国产柴油机车与国际先进水平的最大差距，表现在机车持续牵引力和最大恒功率速度两个方面。 以东风4型为代表的国产电传动柴油机车，最大的不足在于恒功率速度范围狭窄，柴油机功率无法被充分利用，影响高速区持 续牵引力的发挥，而通用电气柴油机车的主要特色，便是较大的恒功率调速范围以及完善的恒功率励磁控制系统。