东风9型内燃机车的发展历史

为了提高厂家开发机车的效率和积极性,客运内燃机车的开发采用招标选择的方法。主要技术指标包括:机车车轮周功率4000马力,可满足旅客列车扩能至20节、最高运行时速140公里的运营需要,并要求在1990年底前完成两辆样车的试制。中国许多国内机车制造商,包括戚墅堰机车车辆厂、大连机车车辆厂、青岛四方机车车辆厂、北京二七机车车辆厂和资阳内燃机车厂,都参加了比赛。经过评标过程,戚墅堰机车车辆厂被铁道部选定为中标单位,并于7月1987签订了科技攻关合同。

戚墅堰机车车辆厂确定中标后,立即研制新型机车。1988年3月,机车设计方案通过技术设计审查;1989年初开始进入试生产阶段;同年,该型客运内燃机车正式定型为东风9。经过三年多的时间,戚墅堰机车车辆厂与10科研单位、5所高校、30多家工厂合作,于1990+0年底完成了首台东风9型机车(0001)的总装,并于当年通过。

同时,铁道部决定以较少的投资和较短的时间,将广深铁路既有线改造为时速160公里的准高速铁路,为未来高速铁路的发展进行探索和试验。1990年,铁道部发布“铁机1901号”,正式将“广深铁路实现旅客列车最高时速技术方案研究”列为1990年铁道部科技发展项目。1990年7月,国家计委、国家科委、铁道部、广东省委在广州召开“广深旅客列车最高时速160 km/h实施方案论证会”,明确要求戚墅堰机车车辆厂在东风9型机车的基础上,立即启动160km/h旅客机车方案论证设计工作。同时要求对正在试制的东风9号0002型机车改变牵引齿轮的传动比,使机车最高速度由140km/h提高到160km/h,以配合广深准高速铁路的科研项目试验,成为中国铁路史上第一台准高速客运机车。第一辆东风9型机车试制完成后,戚墅堰工厂进行了水阻试验、厂线试运行和沪宁铁路正线试运行。1990二月初,1990,机车离开戚墅堰厂,前往北京。同时,在铁道部科学研究院的北京环线上用韶山5型电力机车进行了初步的性能调整试验。试验结果表明,东风9型机车的主要性能参数满足设计要求。当牵引20辆编组25A客车时,列车运行速度可达145 km/h..东风9型机车完成调整试验后,于1991 1结束返回戚墅堰厂,机车各部状态良好。同月0001机车投产3万公里。同年,东风9型内燃机车获得国家“七五”科技攻关重大成果奖。

1991年4月,建造速度160 km/h的东风9号0002号机车出厂。为了全面检验机车性能,0002机车于同年6月至8月在大连内燃机车研究所完成了热家试验,在环境温度40℃左右的条件下,最高试验速度达到170 km/h。1992年3月至6月,北京绕城铁路以160 km/h的速度进行了国内首次准高速试验,期间0002号机车牵引了5辆25A客车,最高运行速度达到163 km/h,这次试验也为广深准高速铁路建设提供了大量的线路、道岔、桥梁、信号、母线等实测数据。

根据铁道部安排,0001和0002机车分别作为鉴定试验和运用考核的样车。1992年6月至1年2月,0001机车在北京环线进行试验,8月在南昌进行高温降温试验。0002型机车自10月起在广深铁路投入运营1992 11.5万公里。两台东风9型机车于1993分配给广铁集团广深铁路总公司(现广深铁路有限公司),在广深铁路投入运营,担负广深城际列车牵引任务。2003年初,东风9型机车曾作为广九进港的牵引直通车。

2005年,两台东风9型机车的运行公里已经到了大修期。为了提高零部件的通用性,方便日常维护和检修,东风9型机车通过返回戚墅堰机车车辆厂进行大修,进行了大规模改造。除柴油机、转向架、主发电机和车体仍使用原车部件外,其余部件与东风11型机车一样通用,并根据东风11型机车运用中发现的问题进行改进。主要改造部分包括:高低压电气柜、主整流柜全部改为东风11机车使用的型号;原电控装置更换为32位微机控制系统,并安装了以摩托罗拉MC68332微处理器为核心的南车时代电气公司开发的LCS32微机系统,增加了各种传感器。实验用的ZD106s牵引电机被ZD 106牵引电机取代。变速器传动比改为与东风11机车相同;更新整车驾驶室、辅助系统、电气线路、空气管路。改造后东风9型机车性能与东风11型机车基本相同,最高运行速度为170 km/h,2005年6月5438+10月初,两台东风9型机车交付广深铁路有限公司。

2008年6月,广铁集团对广广铁路广州至长沙段客运交路进行调整,两台东风9型机车被分配到广州机务段韶关作业车间,担任广州至韶关至衡阳段客运交路。机车采用交流DC传动,采用TQFR-3000C-1三相交流同步发电机和ZD106 DC牵引电机。柴油机通过弹性联轴器直接驱动三相交流同步牵引发电机,通过硅整流器将牵引发电机产生的三相交流电整流成DC电力,然后输送到两个转向架上的六个并联的DC串励牵引电机,通过传动齿轮驱动车轮。

东风9型机车的电控系统借鉴了美国引进的ND5型机车的恒功率励磁控制系统和粘着控制系统。柴油发电机组恒功率控制系统能保证柴油机在各种转速下运行,整流柜输出在机车牵引工况下具有恒功率特性;但在制动条件下,电阻制动具有励磁电流恒定的特点。此外,该装置还具有轮对防转防滑功能,提高了机车的附着系数。机车走行部为两个相同的三轴转向架,轴箱拉杆定位、一系独立悬挂、低牵引杆等都沿用了我国国产内燃机车普遍采用的结构。为满足机车高速时的动力学性能要求,东风9型机车在国内首次采用双面六连杆轮对空心轴牵引电机全悬挂和高弹性圆弹簧二系悬挂。带轮对的空心轴牵引电机全悬挂的特点是牵引电机的全部重量悬挂在转向架构架上,牵引电机的扭矩通过牵引齿轮、弹性六连杆机构和空心轴汇集,从而驱动轮对。与抱轴转向架结构相比,空心轴式轮对各轴簧下重量可减轻近50%,大大降低了高速运行时的轮轨力。两侧六连杆轮对的空心轴结构也被后来的东风11、韶山8等准高速客运机车所采用。

此外,车体与转向架之间的二系悬挂也采用高弹性圆弹簧结构,四个独立的圆弹簧布置在转向架两侧的旁承上,垂向静挠度大,横向刚度小,能改善机车高速通过曲线的性能;二系悬挂还配备了垂直和水平油压减振器和防蛇行减振器,均由吕慧仪制造。