东风4E型柴油机车（DF4E）是中国铁路使用的一种电力传动柴油机车。该型机车是为满足中国铁路货运“重载、提速”的需要，由四方机车车辆厂于1994年设计制造的双机重联干线货运用柴油机车，同年年底完成首台样车试制。东风4E型机车是在东风4B型柴油机车的基础上设计而成，实质上相当于两节固定联挂的东风4B型机车，两节单司机室机车通过微机控制重联装置实现同步控制，机车标称功率为2×2,700马力（2,000千瓦），是当时中国国内牵引功率最大的柴油机车。机车动力装置采用由四方机车车辆厂自行制造的16V240ZJB型柴油机，机车还采用了永济电机厂引进美国通用电气技术生产的ZD109A型牵引电动机，有效扩大了机车恒功率调速范围，并使牵引电动机的可靠性得到提高。1994年至1997年，四方机车车辆厂共生产了16台东风4E型机车，全部配属上海铁路局南翔机务段运用，担当沪宁铁路的重载货物列车牵引任务。1990年代末，随着新一代大功率重载货运柴油机车——东风8B型柴油机车面世，逐渐取代了燃油消耗率较高及运用灵活性较差的东风4E型机车。2002年，全部东风4E型机车由戚墅堰机车车辆厂改造为32台东风4B型货运机车。
发展历史
开发背景
从1980年代起，中国实行改革开放后随着国民经济的发展，中国铁路货物运输量迅速增长，铁路运输能力与运量增长的矛盾越趋突出。“六五”及“七五”期间，中华人民共和国铁道部确定了以“货运重载、客运高速”、提高运输能力为方针的铁路科技发展规划，并将铁路货运重载配套技术列入研究开发的主攻方向之一，致力提高机车牵引功率和货车装载重量。为了缓和繁忙干线运输能力紧张的局面，铁道部决定通过调整机车类型、延长货物列车长度、提高牵引定数的办法，在京沪、京广、京哈铁路等主要干线开行5000吨级重载混编货物列车。“七五”期间根据铁道部“中取华东”的铁路建设战略，对沪宁铁路（京沪铁路沪宁段）进行了提速扩能改造，并扩建了南翔及南京东编组站。为了满足沪宁铁路提高列车重量后的牵引需要，大连机车车辆厂于1993年8月根据铁道部的指示，试制了两台具有重联装置的东风4B型柴油机车，配属上海铁路局南翔机务段使用，并向南翔机务段提交了重联机车的改造图纸，由机务段自行对该段配属的东风4B型机车进行加装重联装置的改造。
研制过程
1994年初，铁道部颁发了新的《铁路主要技术政策》（铁科技〔1993〕166号文），再次强调“大力提高列车重量”和“努力提高列车速度”的方针，明确指出在繁忙干线开行5000～6000吨级重载列车是提高货运能力的重要出路，并且货物列车的最高速度应逐步提高到90公里/小时。在南翔机务段加紧对东风4B型机车进行双机重联技术改造的同时，铁道部机务局于以《铁机函（1994）177号》文向四方机车车辆厂下达关于研制东风4E型重联柴油机车的设计任务书，并要求在1994年内完成试制及交付第一组机车。为了便于铁路机务部门的运用、维护和保养，东风4E型机车是在东风4B型机车的基础上设计而成，实质上相当于两节固定联挂的东风4B型机车，两节单司机室机车通过微机控制重联装置实现同步控制。1994年2月，铁道部科教司批准大连内燃机车研究所立项研制“电传动内燃机车重联装置”。1994年5月26日，铁道部在北京召开东风4E型机车设计审查会议，通过了机车设计方案并进入试制阶段。1994年12月，大连内燃机车研究所研制的重联装置完成实验室模拟试验后，发往四方机车车辆厂装车。1994年12月28日，第一组东风4E型0001号机车在四方机车车辆厂完成组装。1995年1月至3月，开始在厂内进行单机水阻试验和静态重联功能试验，随后在胶济铁路青岛至潍坊东之间进行了正线重联运行试验和出厂验收运行试验。1995年4月19日，东风4E型0001号机车到达所配属的上海铁路局南翔机务段，在沪宁铁路按重载交路投入性能试验和运用考核。
提速试验
1995年，中国铁路正式奏响了既有线大提速的前奏，关于繁忙干线提速的研究与试验全面展开。1995年9月16日至22日，沪宁铁路进行了首次货物列车提速试验，试验列车分别由东风8型柴油机车和东风4E型柴油机车牵引，按三种不同的编组方式在南翔至南京东、南京东至常州东之间往返运行，分别为东风8型机车单机牵引4200吨、东风4E型机车牵引4200吨、东风4E型机车牵引5000吨，列车编组以C62A型及C64型敞车为主，并加挂SY 97050牵引动力试验车以收集测试数据，主要试验项目包括机车起动加速性能、列车运行时分、列车常用及紧急制动、调速制动性能等。试验结果显示，东风4E型机车的起动加速能力远优于东风8型机车。当东风4E型机车牵引4200吨列车时，平直道起动加速到80公里/小时的所需时间和距离为8分16秒和7.32公里，加速到90公里/小时的所需时间和距离为11分21秒和11.75公里，最高速度可达100.4公里/小时。当东风4E型机车牵引5000吨列车时，平直道起动加速到80公里/小时的所需时间和距离为9分21秒和8.52公里，最高速度可达96.5公里/小时，沪宁之间的全程运行时间为3小时46分钟，比当时中国国内货物列车的平均速度提高了一倍，证明其能够满足“九五”期间铁路高速重载的需求。。
沪宁铁路提速试验结束后，四方机车车辆厂于1996年完成了东风4E型机车的图纸整理工作，并通过了铁道部机务局的审查，开始批量生产东风4E型机车。1994年至1997年间，四方机车车辆厂共生产了16组东风4E型柴油机车（0001～0016），全部均配属上海铁路局南翔机务段使用，主要担当沪宁铁路南翔至南京东区段牵引5000吨以上的重载货运列车，代替了原来双机重联牵引的ND5型柴油机车（配属南京东机务段，南翔机务段支配运用）。
机车改造
1997年，戚墅堰机车车辆厂成功研制出采用16V280ZJA型柴油机的东风8B型柴油机车，该型机车是专门为干线货运提速而设计的大功率重载货运柴油机车，柴油机装车功率为3,680千瓦，单机标称功率为3,100千瓦，机车轴重为25吨，单机在4‰坡道以下区段牵引5000吨重载货物列车时的最大速度可达85公里/小时。1999年，东风8B型柴油机车投入批量生产并大量配属南翔机务段，担当沪宁铁路的重载货物列车牵引任务。由于东风4E型柴油机车属于满足重载牵引需求的过渡性产物，而且双机固定重联也导致机车燃油消耗量较大、运用灵活性较差的缺点，相比之下，东风8B型柴油机车明显具有更好的经济性，仅需一台机车已经能够取代双机重联使用的东风4E型机车，担当相同重量的重载列车牵引任务。
2001年至2002年，戚墅堰机车车辆厂根据上海铁路局的要求，将16组东风4E型柴油机车改造为32台东风4B型柴油机车。在保证机车运用可靠性和零部件通用性前提下，尽可能选用东风4B型机车上成熟的产品，主要部件如柴油发电机组、牵引电动机、转向架等仍然利用原车部件。机车改造范围以车体底架与司机室为主，车体按照东风4B型机车的钢结构进行改造，车体第二端增设一个司机室，冷却室和二端司机室之间增加一个隔墙；对柴油机的燃油系统、机油系统、冷却水系统管路重新布局；将东风4E型机车原来采用的斜齿轮静液压变速箱，改造为东风4B型机车通用的直齿轮结构变速箱。电气控制系统方面，司机操纵台及电器柜结构均按照东风4B型机车的标准进行改造，并加装了LTQ-IIA型励磁调节器。
这批由东风4E型机车改造而成的东风4B型机车，新车号为7701～7732号，而此号段与大连机车车辆厂制造的32台东风4B型机车编号重复，因此该号段的每个编号各有两台机车。这两批机车外观基本完全相同，仅机车出厂铭牌标识和驾驶室空调的布置有所区别。这批机车经改造后全部配属上海铁路局上海机务段，主要负责沪昆铁路货运交路、上海至封浜的8521～8526次通勤列车，以及上海铁路枢纽内铁路支线包括何杨支线、南何支线、新闵支线、金山支线等的小运转任务。截至2020年1月，东风4B型7708、7710、7713、7714、7723、7725、7727、7729号机车仍在运用状态，其余24台机车已经退役并被封存在金卫西站。
技术特点
总体布置
东风4E型机车是干线货运用的双节重联十二轴柴油机车，由两节结构相同的单司机室六轴机车联挂而成，分别为A节和B节机车。机车乘务员在本务机车上可同时操纵两节机车，两车之间有橡胶风挡和。机车既可双节重联使用，也可单节独立使用。机车标称功率为5,400马力（4,000千瓦），构造速度为100公里/小时，运转整备重量为2×138吨。
转向架
机车轴式为2×（Co-Co），每节机车的走行部为两台相同的无导框式三轴转向架。转向架采用钢板组焊成封闭式箱形结构的“目”字形构架，由箱形截面的两根侧梁、两根横梁、前后端梁组焊而成，并分别焊有旁承座、拉杆座、外侧弹簧座、牵引拐臂座、电机吊杆座、水平杠杆座、横向止挡、制动座、制动缸座及砂箱座等。轮对轴箱内装有四列圆柱滚子轴承，轴箱定位装置采用拉杆式弹性定位结构，依靠装有橡胶关节元件的轴箱拉杆来实现轴箱的横向和纵向定位。转向架采用四点支承的尼龙摩擦旁承装置，车体全部重量通过八个旁承由两台转向架支承。此外，转向架与车体间还设有弹性侧挡装置，使转向架进出曲线时能够相对与车体进行回转运动。弹簧悬挂装置分为一系和二系悬挂两部分，一系悬挂为轴箱与构架之间的轴箱圆弹簧和橡胶垫，并在1、3、4、6轴装有并列的垂向液压减震器；二系悬挂为转向架构架与车体之间的旁承橡胶堆。牵引力和制动力通过低位平行四杆牵引杆机构传递，牵引点高度距离轨面725毫米。
牵引电动机采用轴悬式驱动方式（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；牵引电动机采用顺置方式，即电动机都放在车轴的同一侧，有利于减少。牵引齿轮传动比为4.5。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152毫米直径的制动缸，当机车施行制动时，制动缸从空气制动机获得压缩空气，并通过杠杆机构使抱轮产生制动作用。
参看
- 東風4B型柴油機車
- 东风8B型柴油机车
- 2TE116型柴油机车
- ND5型柴油机车
- 沪宁铁路
参考文献
外部链接
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