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''' 东风4型柴油机车 ''' （DF4），是 [[ 中国铁路 ]] 第二代电传动柴油机车的首型机车，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坎坷的历程。1960年代中期，大连机车车辆厂、 [[大连机车研究所| 大连热力机车研究所 ]] 、大同机车厂开始研制240/275系列中速柴油机，至1969年研制出首台东风4型柴油机车, 此后多年一直处于" “ 一边生产、一边改进" ” 的局面。1974年，东风4型柴油机车初步投入批量 [[ 生产 ]] ，但在运用中柴油机又相继出现大量问题，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。随后，作为东风4型机车的升级产品、装用16V240ZJB型柴油机的东风4B型柴油机车于1982年面世，并于1985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。

1950年代，中国在大跃进形势的推动下踏上牵引动力内燃化的道路，并开始仿造试制多种形式的柴油机车。1956年， [[ 中华人民共和国铁道部 ]] 制定了《铁路十二年科技发展规划》，提出牵引动力的改造是铁路 [[ 技术 ]] 改造的重点，要逐步由蒸汽机车转到电力机车和内燃机车。1958年，大连机车车辆厂参照苏联的TE3型柴油机车，成功试制了两台巨龙型柴油机车。这款中国第一代电传动柴油机车经过数年试验改进后，于1965年定型为ND型柴油机车（1966年8月改称为东风型柴油机车），并正式投入批量生产。与此同时，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、交-直流电传动的发展趋势。1964年，铁道部确定了" “ 高速柴油机和中速柴油机并举" ” 、" “ 电传动和液力传动并举" ” 的柴油机车发展方针，为了尽快缩小中国柴油机车与国际先进水平的差距，中华人民共和国铁道部向大连机车车辆厂下达了研制第二代大 [[ 功率 ]] 柴油机车的任务。

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 ]] 等机构联合组成新中速柴油机设计组，首先重点是研制柴油机车的动力来源--新型大功率中速柴油机。当时同类型柴油机的设计参考资料十分缺乏，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、 [[ 法国 ]] 阿尔萨斯机械制造公司的AGO 240系列、 [[ 瑞士 ]] 苏尔寿公司的LVA24系列等。1965年7月，铁道部内燃机车会战指挥小组在青岛召开会议，批准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、四冲程、16缸、涡轮增压。1966年初，大连机车车辆厂试制成双缸机并调试成功，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，完成试制首台16缸的16V240ZJ型柴油机样机，同年内完成新型机车的总体设计。

正当柴油机样机依试验程序进行调试和设计改进时， [[ 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（今湘潭电机股份有限公司）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。

1969年，为庆祝 [[ 中华人民共和国 ]] 二十周年国庆，大连机车车辆厂对原有的设计方案进行局部修改，将之前试制的柴油机和牵引电机组样机安装在机车上，同年9月26日试制出首台东风4型2001号机车，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。此后，大连机车车辆厂针对原型车试运行中出现的问题，联合田心 [[ 电力机车 ]] 工厂（今中车株洲电力机车）、株洲电力机车研究所、永济电机厂、大连热力机车研究所等单位，进行了持续十几年的反复试验和全面改进。