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自1980年代起，东方红21型液力传动内燃机车一直是昆河铁路、昆石铁路、蒙宝铁路的主力机车，担当所有客运、货运、调车任务。随着机车逐步老化，至1999年后陆续有20台东方红21型机车报废。此外，由于东方红21型机车功率较小，成为提高米轨铁路运能的最大障碍之一。为了寻找替代车型，因此中华人民共和国铁道部于2001年6月，要求四方机车车辆厂研制新一代采用电力传动的东风21型米轨内燃机车。2002年4月，东风21型机车总体设计方案通过了技术设计审查；同年8月完成了施工设计，开始投入试制；同年9月至10月，转向架构架与车体钢结构分别完成了静强度试验。
2002年12月，首两台东风21型机车样车先后完成组装，并于2003年1月由四方厂完成了初步试验，同年3月交付昆明铁路局开远机务段试用 <ref>[https://dy.163.com/article/ECD63AEH0529LF6A.html 云南米轨上的机车——东方红21型、东风21型 ]，网易，2019-4-10</ref> 。
==技术特点==
机车采用交—直流电传动，采用JF219A型三相交流无刷励磁同步发电机和ZD126型直流牵引电动机。内燃机通过弹性联轴节直接驱动一台三相交流同步牵引发电机，通过硅整流装置把牵引发电机发出的三相交流电整流为直流电，再将电能输送给两台转向架上的六台并联的直流串励牵引电动机，通过传动齿轮驱动车轮。
机车走行部为两台完全相同的三轴自导向径向转向架，其径向调整机构原理与东风8B型7001号机车的径向转向架大致相同，具有车轮磨耗低、曲线通过性能好的优势。一系悬挂与轴箱定位采用单拉杆双弹簧配垂向减振器，二系悬挂为转向架构架上的旁承橡胶弹簧。牵引电动机采用滚动轴承抱轴式半悬挂 <ref>[https://www.sohu.com/a/195377866_100029760 探索东风21型内燃机车，普通的铁轨运行不了 ]，搜狐，2017-9-29 </ref> 。
==视频==