西瓜/现实原型

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东风4

东风4型内燃机车（DF4）是中国铁路第二代电力传动柴油机车的首款车型，也是中国首次设计研制的交—直流电传动柴油机车，该型机车从研制到成熟亦经历了一段曲折的历程。1960年代中期，大连机车车辆厂与大连热力机车研究所等单位开始研制240/275系列中速柴油机，并开始研制采用交—直流电传动装置的4000马力电力传动柴油机车。1969年，大连机车车辆厂试制成首台东风4型柴油机车，但由于受到文化大革命的影响，机车的性能和质量均未达到设计要求[1]。1974年，随着对柴油机的改进和试验考核取得进展，加上当时中国铁路对大功率柴油机车的迫切需求，东风4型柴油机车尚未进行全面的耐久性试验就忙于投入批量生产，致使机车投入使用之后不久就出现大量问题，此后多年一直处于一边生产、一边改进的局面。在历经大量设计改进和试验研究之后，柴油机的可靠性和耐久性得到大幅提高，从1980年起机车品质有了明显改善。此后，作为东风4型机车的升级产品的东风4B型柴油机车于1982年面世，并于1984年投入批量生产，成为中国铁路史上生产数量最多、运用最广泛的柴油机车车型。

东风4型0127号机车牵引旅客列车（拍摄于1984年）

东风4型内燃机车可根据齿轮传动比的不同而作为货运机车（构造速度为100公里/小时）或客运机车（构造速度为120公里/小时）使用，动力来源为一台装车功率3,300马力的16V240ZJ型四冲程柴油机（后期改为使用16V240ZJA型或16V240ZJB型柴油机），传动系统采用由TQFR-3000型牵引发电机、ZQDR-410型牵引电动机、GTF-4800/770型硅整流装置组成的交—直流电传动装置，走行部采用具有拉杆式轴箱定位装置和二系弹簧悬挂的转向架。

设计与发展

设计背景

1956年，根据当时对国际上铁路牵引动力发展趋势的研究，中华人民共和国铁道部制定了《铁路十二年科技发展规划》，提出了“技术政策的中心环节是牵引动力的改造，要迅速地有步骤地由蒸汽机车转到电力机车和内燃机车上去”的方针。1958年，中国铁路在大跃进形势的推动下踏上了牵引动力改革的道路，铁道部属下的机车车辆工厂相继开始设计试制柴油机车和电力机车。1958年3月，大连机车车辆厂在苏联专家协助下，仿照苏联铁路TE3型柴油机车，开始进行双节4000马力柴油机车的设计试制工作。1958年9月，大连机车车辆厂制造出两台巨龙型柴油机车，但由于制造工艺和可靠性仍然存在不少问题，尚未具备投入批量生产的条件，随后工厂对这种机车进行了大量的试验和改进。1962年，铁道部确定了动力改革“内燃、电力机车并重，以内燃为主”的方针，在发展内燃机车方面确定了“高速柴油机和中速柴油机并举，电力传动和液力传动并举”的方针，并确定以大连、四方、戚墅堰三个工厂为主力，加强柴油机车的试制工作。1963年8月，为了使第一代国产柴油机车和电力机车能够尽快定型及投入批量生产，经国务院批准成立了“国家大功率牵引动力内燃化、电气化领导小组”，组织内燃机车和电力机车试制大会战。1963年12月，大连机车车辆厂试制出第一台ND型柴油机车。1965年，铁道部批准ND型柴油机车投入批量生产（1966年8月改称为东风型柴油机车）。正当中国第一代柴油机车刚刚形成生产能力的同时，铁道部已经开始计划研制第二代柴油机车。随着柴油机车不断向提升单机功率的方向发展，柴油机和传动装置的功率也相应提高。电力传动柴油机车自问世以来，一直采用直流牵引发电机配合直流牵引电动机的直—直流电传动系统，但受到直流发电机之整流子换向条件和电机尺寸的技术限制，3000马力以上直流电力传动装置的设计和制造面临很大困难，成为进一步提升直—直流电传动柴油机车单机功率的制约因素。1964年，法国成功研制了世界上第一台采用交—直流电传动装置的BB 67036号柴油机车。交—直流电传动装置采用交流牵引发电机，通过整流器使交流电变为直流电，然后再供给直流牵引电动机，交流发电机具有结构简单、减轻重量、维护简便的优点，使交—直流电传动柴油机车得到迅速发展，当时世界上的大功率柴油机车已经出现了采用中速柴油机和交—直流电传动的发展趋势。

研发过程

1964年11月，铁道部机务局在株洲召开总工程师会议，有意选定一家部属工厂开展新型中速大功率柴油机的研制。1965年初，大连机车车辆厂、大连热力机车研究所、大同机车厂、铁道科学研究院、北京铁道学院等机构联合组成新中速柴油机设计组。由于当时同类型柴油机的设计参考资料十分匮乏，设计组只能从国内外杂志文献中寻找相关资讯，将国外同类型柴油机及机车的数据、图片以及使用中情况等作为设计参考，例如苏联哈尔科夫运输机械制造厂的Д70系列柴油机、法国阿尔萨斯机械制造公司的AGO 240系列柴油机、瑞士苏尔寿公司的LVA24系列柴油机等。1965年7月，铁道部内燃机车、电力机车会战指挥小组在青岛召开会议，听取了大连机车车辆厂提交的方案汇报，铁道部机辆局总工程师郎钟騋表示同意这个方案，但提出活塞行程要区别于国外同类型柴油机，因此最终决定将活塞行程定为275毫米，随后铁道部向大连机车车辆厂下达新中速柴油机设计任务书，主要技术指标为缸径240毫米、行程275毫米、小时功率4000马力、额定功率3600马力、额定转速为每分钟1100转、平均有效压力1.6兆帕、四冲程、涡轮增压。

1965年，大连机车车辆厂开始新中速柴油机的施工设计，并开展4000马力电力传动柴油机车的初步草图技术设计，提出拿下新中速柴油机、3000马力以上柴油机车（东风增型柴油机车、东风4型柴油机车）和2000马力液力传动柴油机车（飞龙型柴油机车）这三大的目标，力争在结构、性能、使用、维修、寿命等方面超过世界先进水平。同年，大连机车车辆厂建成双缸机试验台，并开始设计16缸的16V240ZJ型柴油机。1966年2月17日，大连机车车辆厂试制成双缸试验机，随后开始在试验台上进行燃烧系统技术参数试验、轴瓦剥离试验、机油选型试验、气缸套磨损试验等研究，时任铁道部部长吕正操并曾到工厂观看试验；同年6月30日，双缸机最大输出功率突破500马力，证明16缸机可达到4000马力的预期目标。1965年8月，工厂组装成首台16V240ZJ型柴油机，并完成了无增压器情况下的运转试验，柴油机试验功率达到3000马力。由于配套的增压器研制进度落后，柴油机试验工作随后暂停。

1966年，文化大革命在全国范围内爆发，受到“夺权”和“批斗”政治运动干扰，各地科研机构首当其冲的遭到巨大的冲击，研制工作只能在断断续续的情况下进行。1967年，湘潭电机厂试制了首批为第二代大功率柴油机车配套的牵引电机组，包括3000千伏安三相交流同步牵引发电机、410千瓦牵引电动机、80千瓦起动发电机、45千伏安三相交流同步励磁发电机。1968年是大连机车车辆厂受文革冲击最严重的一年，工厂干部和技术人员被下放车间“劳动改造”，工厂生产和机车研制工作近乎瘫痪。1969年初，天津机车车辆机械工厂试制出45GP801型增压器，由于增压器在试验期间出现一系列问题，因此决定设计新的45GP802型增压器。

1969年5月，为庆祝中华人民共和国二十周年国庆，大连机车车辆厂提出试制4000马力电力传动柴油机车。工厂对原来的设计方案进行局部修改，将之前试制的第一台柴油机和牵引电机组样机安装在机车上。同年9月，天津机车车辆机械工厂研制出45GP802型增压器。1969年9月26日，大连机车车辆厂试制出东风4型0001号机车（0001号机车出厂时为货运机车，后来改装客运传动比转向架，并将机车编号改为2001号），出厂后在沈大铁路大连至大石桥区间进行牵引试验，但由于这台机车为“国庆献礼”草率上马，其零部件未经必要的试验考核和改进，柴油机和电气部分以及机车其它一些装置未达到设计要求，导致整台机车的性能和质量都未能过关。

第一台16V240ZJ型柴油机

实验改进

1970年末至1971年初，交通部召开了内燃机车、船用柴油机会战会议，决定将大连机车车辆厂试制的16V240ZJ型柴油机列入的四种新型柴油机攻关项目之一，并决定在1971年组织一场内燃机车试制生产大会战。根据会议决定，大连机车车辆厂继续进行东风4型柴油机车和16V240ZJ型柴油机的试验及改进工作，针对2001号机车试运行过程中发现的各种问题作攻关改进。在柴油机方面，机务局在审批东风4型柴油机车设计任务书时，提出改变柴油机装车功率数值以提高可靠性和耐久性的建议。16V240ZJ型柴油机原本是按照小时功率4,000马力、持续功率3,600马力设计，并且安装到东风4型机车上之后也是按照3,600马力的最大运用功率使用，但机车实际使用环境温度和海拔高度一般都比柴油机标定功率规定的标准高，因此提出将柴油机装车功率下调至3,300马力，避免柴油机在最高档位时超负荷运转。从1971年到1974年间，大连机车车辆厂又生产了0002～0006号五台柴油机进行试验考核，先后改进了曲轴、缸盖、活塞、增压系统、调速器、排气系统等零部件的结构，基本解决了柴油机功率不足、燃烧不良、排气温度高、机油稀释和柴油机振动等几大关键问题，这五台柴油机进行总计2265小时22分钟的各种台架试验。

同时，因应初期试制配套牵引电机组存在的一些问题，由田心电力机车工厂、永济电机厂、株洲电力机车研究所、大连热力机车研究所等单位组成联合设计组，对牵引电机组的设计作出改良。1972年至1973年间，田心电力机车厂先后完成ZQDR-410型牵引电动机、TQFR-3000型牵引发电机、TQL-45型同步励磁机、ZQF-80型起动发电机的试制和投产。与此同时，面对东风4型机车迟迟未能定型投产、大功率内燃机车产能不足的情况，铁道部决定从法国阿尔斯通公司订购一批技术较先进的内燃机车作为过渡，也就是代表着当时世界上电传动柴油机车先进水平的ND4型柴油机车，以解决当时中国铁路运输急需大功率柴油机车的问题。

1969年的东风4型内燃机车样车

1969年9月26日，首台东风4型柴油机车在大连机车车辆厂出厂

运用考核

1972年初，东风4型2001号机车已经走行12,000余公里，随后交付北京铁路局北京内燃机务段开始进行运用考核。1973年，大连机车车辆厂又试制了东风4型2002号机车，同年5月交付北京内燃机务段进行运用试验。两台原型车在京原铁路北京至灵丘间进行了牵引性能试验，并与同期从西德引进的NY6型柴油机车进行对比试验，然后又在京包铁路南口至康庄间进行了八达岭大坡道上停车再起动试验，以及在京广铁路完成旅客列车长距离牵引试验。随后，东风4型2001号和2002号机车被安排在京山铁路牵引旅客列车，分别完成8万公里和10万公里运行试验后返厂，整修后配属北京内燃机务段运用

1974年5月11日，大连机车车辆厂试制了东风4型0001号货运机车，同年6月交付北京铁路局丰台机务段投入运用考核，从6月25日开始京山铁路丰台西至南仓间担当货物列车牵引任务。1974年8月，这台机车赴湘黔铁路娄底至金竹山区间进行夏季高温冷却性能试验。1974年9月，这台机车又改装客运传动比的转向架，在京广铁路丰台至石家庄之间、京承铁路丰台至洞庙河间进行动力学性能试验，期间在京广线先后进行了两次最高速度达136公里/小时的高速行车试验，以及一次速度不低于120公里/小时、连续通过14个车站的长距离高速试验。同年9月23日，东风4型0001号机车返厂安装货运传动比的转向架，至11月初回到丰台机务段，并继续在京山铁路进行运用考核。至同年底，0001号机车已完成1.5万公里的磨合试验

1975年1月9日至2月5日，东风4型0001号机车在北京环形铁道由铁科院主持进行了牵引热工性能试验，试验项目包括柴油机起动性能、调速器性能、柴油发电机组负载性能、机车阻力、牵引性能、燃油消耗特性、电阻制动性能等。试验结果显示机车主要性能都达到了设计任务书规定的指标，建议东风4型机车可以投入批量生产。1975年2月，《中国新闻报》和香港《大公报》均以《4000马力内燃机车诞生记》为题对东风4型机车的研制作了长篇报道

东风4型2001号内燃机车

投入生产

1972年3月，大连机车车辆厂提出转产4000马力柴油机车的技术改造任务书，同年8月交通部以《（72）交计字第1413号》文批复，同意工厂转产改造计划任务书所确定的生产纲领，年产4000马力柴油机车150台、16V240ZJ型柴油机180台，总投资450万元人民币，并要求在1974年完成改造工程。1972年10月，工厂扩大初步设计方案上报，同年12月铁道部以《（72）交铁工字第2566号》文批复。1973年至1974年，大连机车车辆厂大量扩建厂房和改造设备，重点是生产柴油机和柴油机车的九个车间，并自制了柴油机机体加工数控组合机床、柴油机摇臂轴座自动生产线、曲轴氮化电阻炉、二氧化碳气体保护焊机等加工设备。1974年下半年，为了满足中国铁路对大功率柴油机车的急切需求，东风4型柴油机车正式投入批量生产，同时停产东风型柴油机车。张店电机厂（今淄博牵引电机集团）和永济电机厂亦分别于1974年和1975年开始，按照株洲电力机车厂提供的图纸生产牵引电机组。

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立绘细节

在西瓜的立绘中左侧装备有一座搭载100mm线膛炮的59式炮塔，右侧为一挺12.7mm口径的高射机枪。改造后左侧的主炮换装为了105mm的线膛炮，一般将换装105炮的59称为59-I，其高机的口径没有改变。因为换装了更大威力的火炮，所以在炮管上也多了一个炮管抽烟器。同时也在炮根上部增加了一具激光测距仪。

在立绘中的体现是在炮塔的细节上多了一些东西，在改造中并没有体现出炮管抽烟器的存在，所以推测画师将抽烟器画在了炮塔顶部。

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