東方紅21型內燃機車(米軌內燃機車車型之一)

東方紅21型內燃機車是中國鐵路使用的米軌內燃機車車型之一，適用於軌距為1000毫米的米軌鐵路，由青島四方機車車輛廠於1977年研製成功。

發展歷史

背景

自從由法國殖民者在中國雲南修建的滇越鐵路於1910年通車，中國雲南境內在歷史上曾經先後有滇越鐵路、敘昆鐵路、滇緬鐵路、蒙寶鐵路支線等數條軌距1000毫米的法制米軌鐵路出現。雲南米軌鐵路並曾經使用過十多種由各國製造的蒸汽機車，至1970年代初，蒸汽機車仍然是雲南米軌鐵路的主要牽引動力，但已逐漸淘汰到僅余幾種型號，包括解放51型、KD52型、KD55型、DK51型等，這些米軌蒸汽機車大部分都已經使用數十年並嚴重老化，因危及行車安全而不宜繼續使用，迫切需要替代車型。

1970年代初，青島四方機車車輛廠先後設計生產了援助坦贊鐵路、軌距為1067毫米（英制米軌）的DFH1、DFH2型窄軌內燃機車，以及援助越南的DFH3型米軌內燃機車，同時又在DFH1型機車基礎上研製了軸重僅有15噸的東方紅2型內燃機車。由於四方機車車輛廠在液力傳動窄軌內燃機車方面累計了較多經驗，因此中華人民共和國鐵道部於1976年決定將雲南米軌鐵路內燃機車的研製任務交給四方廠，並將其定型為東方紅21型。

運用及改進

1977年，四方機車車輛廠試製了首兩台東方紅21型機車（001、002），交付昆明鐵路局宜良機務段試用。經過一段時間的試運行，四方廠對機車在運用過程中發現的問題進行改進之後，東方紅21型機車於1979年投入批量生產，設計圖號為SFJ8；同年首批50台東方紅21型機車，首先對當時宜良機務段的蒸汽機車全部進行了更換，開啟了雲南米軌鐵路牽引動力內燃化進程。至1982年，四方機車車輛廠根據運用部門的意見以及昆河鐵路南段坡度大、氣候炎熱的特點，再次對機車進行了改進，包括取消其中一個司機操縱台、增加兩組中冷散熱器、加裝液力制動器等；同年開始生產設計圖號為SFJ11的東方紅21型機車，第二批50台機車於1982年至1984年間配屬開遠機務段，替換了所有蒸汽機車。至1984年，四方機車車輛廠累計生產了102台東方紅21型機車。

1988年，雲南鋼鐵廠（后更名為昆明鋼鐵控股有限公司）向四方機車車輛工廠訂購兩台採用准軌轉向架的東方紅21型機車，編號為1001、1002。

自1980年代起，東方紅21型機車一直是昆河鐵路（原滇越鐵路昆明至河口段）、昆石鐵路（原滇緬鐵路昆明至石咀的殘餘段）、蒙寶鐵路的主力機車，擔當所有客運、貨運、調車任務。該型機車在雲南米軌鐵路運用情況良好，但仍然一直存在一些技術問題，包括車輪輪緣磨耗較大、柴油機穴蝕嚴重等。隨著機車逐步老化，至1999年後陸續有20台東方紅21型機車報廢。由於東方紅21型機車功率較小，成為提高米軌鐵路運能的最大障礙之一，因此四方機車車輛廠根據鐵道部要求，於2001年開始研製新一代採用電力傳動的東風21型內燃機車；鐵道部原打算生產80台東風21型機車來替換所有東方紅21型機車，但由於昆河鐵路的存廢去留懸而未決，昆明鐵路局最終僅接收了12台東風21型機車。

隨著昆河鐵路運量逐年萎縮，同時中國將大批二手的米軌機車車輛出口至越南及緬甸，至2010年代初昆明鐵路局僅餘下十多台東方紅21型機車尚在運用。2010年3月，滇越米軌鐵路通車100周年；同年10月30日，中國大陸最後一個米軌鐵路機務段——開遠機務段，被合併到昆明機務段。

出口

2006年，越南鐵路部門向昆明鐵路局購置了30台東方紅21型機車，在越南鐵路系統內定型為D10H型，其中「D」代表內燃機車、「10」代表1000馬力、「H」代表液力傳動；這批機車主要配屬安沛機務段和河內機務段。在2009年，有10台東方紅21型機車換裝卡特彼勒公司的3512B型柴油機。

2009年8月，中國向緬甸鐵路部門贈送了5台東方紅21型機車、20輛客車車廂和200輛貨車車廂。2010年9月，中國再次向緬甸贈送了30台東方紅21型機車和21輛貨車車廂。

技術特點

總體布置

東方紅21型內燃機車是1100馬力液力傳動米軌內燃機車，車體結構和總體布置與東方紅2型准軌機車大致相同，但車體限界根據米軌鐵路的要求作出了調整。機車採用外走廊式、主車架承載的機車車體，由前到後分別為司機室、動力室和冷卻制動室三個部分。動力室內裝有柴油機、空氣濾清器、燃油泵等裝置；冷卻制動室內有一台兩端輸出的液力傳動箱，並設有起動發電機、預熱鍋爐、空氣壓縮機、風缸等設備。東方紅2型機車採用單機組結構，機車軸式Bo-Bo，最高運行速度50公里/小時，軸重15噸，總重60噸。

柴油機

機車裝用一台12V180ZJA型柴油機，是在DFH系列、東方紅2型、東方紅3型內燃機車所使用的12V180ZJ型柴油機基礎上，根據高原米軌鐵路使用條件加裝高壓增壓器的改進型，為12氣缸、四衝程、廢氣渦輪增壓的V型高速柴油機，額定轉速為每分鐘1500轉，標定功率為1340馬力（990千瓦），裝車功率為1100馬力（810千瓦）。

傳動系統

東方紅21型內燃機車的液力傳動系統，主要包括液力傳動箱、車軸齒輪箱、輔助傳動裝置、萬向軸等。液力傳動箱位於車體中部、機車冷卻室下方，並通過四個彈性支座固定在機車車架上。柴油機通過萬向軸將功率傳遞到液力傳動箱，再從液力變速箱的兩端輸出法蘭，以萬向軸傳給前後轉向架上的車軸齒輪箱，從而驅動輪對。第一批機車裝用SF2010Z-2A型液力變速箱，第二批機車裝用SF2010-2A型液力變速箱，除後者加裝了液力制動器外其餘部分完全相同。液力變速箱為多循環圓結構，內裝一個BI型起動變扭器和一個BII型運轉變扭器；其中起動變扭器適用於機車起動和低速工況，而運轉變扭器適用於機車中、高速運轉工況；機車運行過程中通過充排油換檔；傳動裝置設計功率為1050馬力（770千瓦）。

轉向架

機車走行部為兩台二軸轉向架，採用鋼板焊接箱型結構構架、軸箱拉杆式定位。一系懸挂為軸箱兩側螺旋彈簧配油壓減振器，不設二系懸挂，轉向架以滑動摩擦旁承承載車體重量。牽引力和制動力通過中心銷傳遞。

車輛保存

東方紅21型001號機車，2014年5月交付位於雲南省昆明市的雲南鐵路博物館保存展示（該機車為改號機車，原車號不明）。

東方紅21型046號機車，退役后，由昆明鐵路局轉贈予蘭州交通大學。

東方紅21型089號機車，退役后，於2013年10月由昆明鐵路局轉贈予西南交通大學，作為教學機車。

技術數據