東風4E型內燃機車

從1990年代初開始，隨著中國經濟和鐵路運輸的發展，京滬、京廣、京哈鐵路等鐵路幹線的貨物運量迅速增長，為了緩和繁忙幹線運輸能力緊張的局面，中華人民共和國鐵道部決定通過調整機車類型、延長貨物列車長度、提高牽引定數，在主要幹線開行5000噸級重載混編貨物列車。1993年，鐵道部為配合“中取華東”的鐵路建設戰略，向上海鐵路局批複了滬寧鐵路（京滬鐵路滬寧段）的重載牽引擴能工程，並指定使用東風4B型內燃機車雙機重聯作為重載列車的牽引動力，為此鐵道部一方面與上海鐵路局合作對南翔機務段的東風4B型機車進行雙機重聯技術改造，另一方面也計劃以東風4B型機車為基礎，研製固定重聯的新型大功率內燃機車。1994年初，鐵道部於以《鐵機函（1994）177號》文向四方機車車輛廠下達研製東風4E型重聯內燃機車的任務要求，車型代號DF4E。

1994年5月26日，鐵道部在北京召開東風4E型機車的設計審查會，通過了機車設計方案，進入試製階段。1994年12月28日，第一組東風4E型內燃機車（0001）在四方機車車輛廠出廠，隨後赴北京環形鐵道進行了一系列型式試驗。1995年4月19日，東風4E型0001號機車到達所配屬的上海鐵路局南翔機務段，在滬寧鐵路按重載交路投入性能試驗和運用考核。

在東風4E型機車投入運用的同時，中國鐵路於1995年正式奏響了既有線大提速的前奏。1995年9月16日至22日，滬寧鐵路進行了首次貨物列車提速試驗，試驗列車分別由東風8型內燃機車和東風4E型機車牽引，按三種不同的組合方式進行試驗，分別為東風8型機車單機牽引4200噸、東風4E型機車牽引4200噸和東風4E型機車牽引5000噸，主要試驗項目包括機車啟動加速性能，列車緊急制動及常用、調速制動性能。試驗結果顯示，東風4E型機車牽引4200噸貨物列車的運行最高速度達100.4公里/小時；牽引5000噸重載列車時最高速度達96.5公里/小時，南京、上海之間的貨物列車運行時間縮短到3小時35分，比當時中國國內貨物列車的平均速度提高了一倍，能夠滿足中國第九個五年計劃期間鐵路高速重載的需求。

提速試驗結束后，四方機車車輛廠於1996年完成了東風4E型機車的圖紙整理工作，並通過了鐵道部機務局的審查，開始批量生產東風4E型機車。1994年至1997年間，四方機車車輛廠共生產了16組東風4E型內燃機車（0001～0016），全部均配屬上海鐵路局南翔機務段，主要用於在滬寧鐵路南京東至南翔區段牽引5000噸以上的重載貨運列車，代替原來雙機重聯牽引的ND5型內燃機車。

在東風4E型機車研製成功后僅僅三年，戚墅堰機車車輛廠於1997年成功研製柴油機裝車功率3680千瓦、單機標稱功率3100千瓦、軸重25噸的東風8B型內燃機車，同樣配屬南翔機務段運用，單台機車在牽引5000噸重載貨物列車時最大速度可達85公里/小時。而由於東風4E型內燃機車屬於滿足重載牽引需求的過渡性產物，而且固定重聯的特點也導致機車整體耗油量較高、運用的靈活性較差；相比之下東風8B型機車具有更好的經濟性，僅需一台機車已經能夠取代雙機重聯使用的東風4E型機車，擔當相同的重載列車牽引任務。

東風4E型機車改造為東風4B型機車的原則：在保證機車運用可靠性和零部件威化的通用性前提下，儘可能選用東風4B型機車上成熟、先進的產品；降低改造成本，改造后的一些大部件，如柴油發電機組、牽引電動機、轉向架等扔然利用原車型號的部件，主要以車底架與司機室為改造重點。

改造方案：

機車車體：按照東風4B型機車的鋼結構進行改造；增設1個司機室；在冷卻室和二端司機室之間增加一個隔牆；

柴油機：對原有機車柴油機的燃油系統、機油系統、冷卻水系統重新布局；

傳動系統：將東風4E型機車採用的靜液壓變速箱改造為東風4B型機車通用的直齒輪結構變速箱；

輔助系統：冷卻水系統重新布局；機油管路重新布局；相關部件及配件更換為東風4B機車通用配件；

電氣系統：電氣櫃按照東風4B型機車進行全面改造。

至2002年，16組東風4E型機車先後在戚墅堰機車車輛廠被改造為32台東風4B型內燃機車，新車號為東風7701～7732，而此號段與大連機車車輛廠製造的32台東風4B型機車編號重複，因此每個編號各有兩台機車，僅機車出廠銘牌標識有區別。這兩批機車外觀基本完全相同，較為明顯的差異在於駕駛室空調的布置。

東風4E型機車由兩節結構相同的單司機室機車聯掛而成，分別為A節和B節機車，機車乘務員在本務機車上可同時操縱兩節機車，兩車之間有橡膠風檔和通過台。機車既可雙節重聯使用，也可單節獨立使用。機車標稱功率4000千瓦，最高運行速度100公里/小時，軸重23噸。東風4E型機車以東風4B型為基礎，基本結構和零部件與東風4B相同，方便運用部門的使用、維護和保養。機車採用全鋼焊接的框架式側牆承載結構，每節機車均設有司機室、電氣室、動力室和冷卻室，裝用一台由四方機車車輛廠自行製造的16汽缸、四衝程、帶廢氣渦輪增壓的16V240ZJB型直噴柴油機，與大連機車車輛廠生產的同型號柴油機相比，四方機廠的柴油機機體採用高強度球墨鑄鐵整體鑄造、曲軸採用合金鋼整體鍛造，而非大連廠一直採用的鑄焊聯合結構機體，消除了因機體焊縫疲勞造成板材裂紋的隱患，提高柴油機的可靠性和耐久性。

機車採用交—直流電傳動，柴油機直接驅動一台TQFR-3000B型三相交流同步發電機發電，經硅整流機組整流后，供給六台永濟電機製造的ZD109A型4極串勵直流牽引電動機，通過牽引齒輪帶動輪對。機車軸式為2×（Co-Co），走行部與東風4B型機車完全相同，一系懸掛為軸箱圓彈簧並帶有液壓減震器，二系懸掛為橡膠堆；牽引電機採用軸懸式懸掛（滑動抱軸承式半懸掛）。

東風4E型機車配備了由大連內燃機車研究所研製的“電力傳動內燃機車簡統化重聯裝置”，兩節機車之間的電氣、空氣連接通過一組重聯電氣軟管和四根重聯空氣軟管來提供。重聯控制系統採用單片機技術及串列通訊功能，使用以英特爾8098單片機為核心通過擴展介面組成控制系統，可以實現同步換向、同步牽引、柴油機同步調速、同步電阻制動等功能。