中國蒸汽機車科普（三）——前進型蒸汽機車

發布時間：2023-06-13 11:39:08

前進型蒸汽機車前進型蒸汽機車，原名“和平”型（HP），1966年改名“反帝”型（FD），1971年改為“前進”型（QJ），是新中國第一種自己設計的干線貨運

前進型蒸汽機車

前進型蒸汽機車，原名“和平”型（HP），1966年改名“反帝”型（FD），1971年改為“前進”型（QJ），是新中國第一種自己設計的干線貨運機車。1956年9月由大連工廠試制成功，各項技術指標均達到蒸汽機車的先進水平，可以說是中國蒸汽機車的巔峰之作。

機車出現背景

話說上個世紀新中國成立之初，百廢待興。據人民政府鐵道部在１９４９年底的統計，當時全路共有４０６９臺蒸汽機車，分別由英、美、德、法、日、比、俄、捷等國家生產，機車型號多達１９８種，其中還不包括在此之前已經退出使用的許多型號。舊中國鐵路被譏稱為“萬國蒸汽機車博覽會”，實不為過。

解放型2121號蒸汽機車

但到１９５２年１２月，我國仿造的第一臺蒸汽機車解放型２１２１號就在青島四方機車工廠誕生了，從此結束了我國不能生產蒸汽機車的歷史，并由此拉開了機車制造業工業迅猛騰飛的偉大序幕。

解放型2121號蒸汽機車出廠照

保存在中國鐵道博物館的解放2121號蒸汽機車

暗黑的訪煙同學：中國蒸汽機車科普（一）——解放1型蒸汽機車

繼解放型之后，１９５４年至１９５５年，四方工廠開展對勝利6型機車的研制仿造，并于１９５６年試制成功第一臺，隨后投入批量生產。解放型機車以貨運為主，勝利型機車以客運為主，這兩種仿造機車雖然解決了一時之需，但由于在設計水平和牽引功率等方面都有許多不盡人意的地方

勝利型蒸汽機車

早期國產勝利6型蒸汽機車

后期國產勝利6型蒸汽機車

暗黑的訪煙同學：中國蒸汽機車科普（二）——勝利型蒸汽機車

1952年起，我國開始自行制造蒸汽機車，但制造數量不能滿足鐵路運量的需要。國內鐵路運量迅速增長，運輸能力嚴重不足，特別是機車不足，是影響鐵路運輸能力的關鍵所在。

“一五”期間雖生產了511臺機車，但同期報廢量大，增減相抵僅增加了100臺。國民經濟發展迅猛，靠自己制造機車，顯然在短期內難以應付。

時任鐵道部部長滕代遠參加在捷克召開的第三屆社會主義國家鐵道部長會議后，在莫斯科停留期間，遵照國務院的指示，與蘇聯交通部長商定，購買了蘇聯逐年更換下來的ΦД型機車1000臺，以應急需。這種機車馬力大、耐用，整修后即可投入運營。這項果斷的應急措施，對緩和當時國內鐵路機車供應不足起了決定性的作用。

ФД（FD）型蒸汽機車蘇聯制造的大型干線貨物蒸汽機車。

從1930年起一共制造了3,000多輛。第二次世界大戰后，因蘇聯的主要干線漸漸電氣化，所以蒸汽機車產生了大量剩余。1958年中蘇兩國簽訂了1,000輛機車低價轉讓協議。這1,000輛蒸汽機車被改為1,435cm的軌距，進入中國后，為作紀念把它命名為了友好(YH)型。

友好型蒸汽機車 1966年改名為反修型，1971年改回原名FD(Felix Dzherzhinsky)型。 FD型蒸汽機車

緊急向蘇聯訂購，被蘇聯鐵路電氣化淘汰下來的ФД（FD）型蒸汽機車，共兩種型號ФД20型和ФД21型，輪式2-10-2式

ФД20型蒸汽機車

ФД21型蒸汽機車

這兩種機車的主要區別

20型機車過熱器是E型284管式，21型是L40型161粗管式,20型工藝是鉚接，21型是電焊。

我國共進口兩批。第一批是1958年進口,ΦД20型編號為1001~2000;ΦД21型編號為2001~2006,第二批是1961年進口,編號為2201~2250,共計進口1054臺。

機車進口后由北京二七、牡丹江、長春等機車工廠進行改軌,將軌距由1524mm改為1435mm,輪箍內側距由1440mm改為1353mm

1959年在長春機車廠完成改軌的友好型蒸汽機車

雖然緩解了壓力，但是不理想

根據維基百科的說法FD型蒸汽機車標準功率高達3100馬力，但是可能不適應中國的煤炭情況，FD型蒸汽機車在中國測得的標準功率2680馬力，最大出力3000馬力。

取自《前進型蒸汽機車圖冊》

在鍋爐計算供汽力65千克/平方米小時，機車各時速牽引力表

要知道建設型蒸汽機車，軸式 1-4-1，整備質量103.321噸，標準功率2270馬力，最大出力2560馬力。

而FD型蒸汽機車，軸式1-5-1，整備質量/134.4噸，標準功率才2680馬力。

而且由于設計古老，耗煤耗水量比前進型還要大，相當于拿著前進的工資，干著建設的活。因此機務段并不喜歡這種車。

而且潤滑油消耗量大，大部分是輻條輪，擦車辛苦，駕駛室采光不好，駕駛體驗感差，所以司機也不喜歡這種車。

FD型蒸汽機車雖然緩解了短期內運輸能力不足的問題，但是并不滿足中國鐵路的長遠發展。而要改變此現象，就應在鐵路機車上，將僅以中型蒸汽機車為主力的局面扭轉，改為設計出大型、多動輪形式（因為在軸重限制20噸的情況下，無論是2-8-2輪式，還是4—8—4，2—8—4，4—8—2，粘著重量都是80噸，牽引力都不會有本質的提升），功率在3000馬力左右，可以在平道高速牽引5000噸的蒸汽機車，作為發展中國大陸鐵路動力主體。（從1956年的前進型到21世紀的東風4B型內燃機車，3000馬力機車滿足中國鐵路至少30年）

由于進口無法滿足中國鐵路發展需要，于是中國決定自主設計制造大型蒸汽機車。

由于眾所周知的原因當時可供參考的只有蘇聯機車，主要是兩款，一款是FD型蒸汽機車

FD型蒸汽機車

另外一款就是ЛВ型蒸汽機車

ЛВ型01號蒸汽機車（OR18是工廠設計代號）

ЛВ型蒸汽機車雖然先進，但是其是在Л型蒸汽機車（軸式1-5-0）基礎上放大而來，第五位動輪還壓在火箱下，火箱深度受限，機車重心較高，不利于機車牽引力發揮。

而FD型蒸汽機車，在設計時就是按照1-5-1機車設計，火箱承載在獨立的從輪轉向架上，火箱深度可以做的更深，機車重心低，有利于機車牽引力發揮，但是整體設計已經落后。

因此決定結合FD型蒸汽機車和LV型蒸汽機車的優點，設計一款全新的1-5-1機車。

自主設計制造

１９５４年，鐵道部開始采取各種措施加快組建我們國家自己設計機車的技術隊伍。１９５５年初，第一機械工業部根據鐵道部提出的“干線貨運蒸汽機車設計技術條件”，決定由大連機車車輛工廠進行“和平型”代號ＨＰ蒸汽機車設計。這是大連工廠成立設計科以后第一個獨立設計的產品。

施工設計時約有２００名設計師參加。以２０個月的時間完成了三個階段的設計工作。整個設計組織得十分嚴密細致，實際文件圖紙均經過四、五次的審查核對，錯漏很少，質量較高。

１９５６年國慶節前夕，第一臺采用無燃燒室的“和平”型機車在大連工廠試制成功，試運情況良好，機車的標號是和平０００１。這臺機車的誕生，標志著我國已經培養出了第一批機車設計人員，是我國在吸取國內外先進技術的基礎上第一次自行設計制造的蒸汽機車。

出廠30多年后的和平型0001號蒸汽機車

和平０００１號機車，由于本身具有在我國機車設計制造工業中的開創性意義，于３４年后被中國鐵道博物館作為珍品收藏并展示

和平型蒸汽機車結構上參考了FD型蒸汽機車，火箱承載在獨立的從輪轉向架上，又融合了 LV型蒸汽機車的先進設計。

機車參數

制造國家——中國

制造廠——大連機車廠，大同機車廠，唐山機車廠，沈陽機車廠，牡丹江機車廠，長春機車廠

首臺制成年份——1956

用途——貨運

軸式——1-5-1

軌距——1435mm

整備重量——133.8t （133t）

動軸軸重——20.1t

輪周功率——（2960），2980馬力

模數牽引力——33290kg

總效率——8.42％（9%）

單位馬力金屬消耗量——33.2kg

構造時速——80km/h

通過最小曲線半徑——145m

機車總軸距——12320mm

機車及煤水車總軸距——22972mm （四軸煤水車），25890mm（六軸煤水車）

最大高度——4790mm

最大寬度——3375mm

機車及煤水車總長——26023mm （四軸煤水車）,29181mm（六軸煤水車）

煤水車裝煤量——14.4t （四軸煤水車）,21.5t（六軸煤水車）

煤水車裝水量——39.5立方米（四軸煤水車）,50立方米（六軸煤水車）

鍋爐參數

火箱型式——帶燃燒室圓底寬火箱（老和平無燃燒室）

過熱器型式—— 四單管雙曲折式（A）型

蒸汽壓力（大氣壓）—— 15

爐床面積/m2—— 6.8

管板間距離/mm—— 5350

大煙管數目X直徑/mm ——69X133/125（50x152/143)

小煙管數目X直徑/mm ——80X51/46 (71x57/61）

總蒸發傳熱面積/m2 ——255.304 （263.6）

過熱傳熱面積/m2 ——144.1（143.8）

火箱容積/m3 ——13.555

汽機參數

汽缸數目 ——2

汽缸直徑/mm ——650

鞲鞴行程/mm—— 800

汽閥直徑/mm ——300

最大汽閥行程/mm—— 212

進氣余面/mm ——50

排氣余面/mm ——0

進氣導程/mm ——8

最大遮斷比

前進72%（70%）

后退70%

括號內為老和平數據。

機車問題及改進

需要說明的是，雖然以ＨＰ０００１號為代表的第一批無燃燒室鍋爐的機車采用了許多新成就、新技術，安全可靠，功率等級和各項技術經濟指標均達到了當時世界上蒸汽機車設計制造的先進水平，但是主要缺點在于鍋爐蒸發率和供氣率未得到充分發揮。

其主要問題就是采用無再燃燒室的設計

火箱是燃料燃燒的主要處所，火箱容積小，就要引起燃料的不完全燃燒熱損失增大,使鍋爐效率降低，火箱也是鍋水吸收熱量的重要處所，火箱傳熱面積過小，就會減少鍋水所吸收的熱量，使鍋爐的蒸發量減少，同時也降低了鍋爐效率。鍋爐蒸發能力不足，效率偏低，鍋爐與汽機的工作能力不相適應。

友好型蒸汽機車采用有燃燒室火箱。

采用無燃燒室的“和平”型機車火箱

有無再燃燒室各有優缺點

無再燃燒室，煤炭燃氣進入火管經過過熱器路程較短，溫度較高，所以過熱溫度機車熱效率較高，但火箱蒸發面積小，限制了鍋爐蒸發效率。

有再燃燒室，煤炭燃氣進入火管經過過熱器路程較長，溫度較低，所以過熱溫度機車熱效率較低，但火箱蒸發面積大，有利于鍋爐蒸發效率的發揮。

蘇聯的煤炭火焰較短，熱量較高，即使采用無再燃燒室設計，依然能夠達到足夠蒸發效率，但是中國的煤炭火焰較長，熱量適中，如果采用無再燃燒室設計，燃煤在火箱里得不到充分燃燒，再加上火箱蒸發面積小，在長大上坡道會出現供汽不足，影響牽引性能。

當時的草圖設計做了三個機車方案，其中兩個機車鍋爐有燃燒室，一個無燃燒室。無燃燒室的方案同有燃燒室方案比，煙管過長，火箱容積和火箱蒸發面較小，對完全燃燒、鍋爐蒸發率不利。工廠為尊重當時蘇聯專家意見，在兩部召開的審查會上只提出了一個無燃燒室方案。

郎鐘騋

在審查會上，我國著名機車專家郎鐘騋等就指出，我國燃煤火焰較長，鍋爐無燃燒室，燃煤在火箱里得不到充分燃燒，在長大上坡道會出現供汽不足，影響牽引性能，因此極力主張采用有燃燒室方案，但是由于當時蘇聯專家就是權威，所以中國專家的意見并沒有被采納。

雖然以和平０００１號為代表的第一批無燃燒室鍋爐的機車，采用了許多新成就、新技術，安全可靠，功率等級和各項技術經濟指標均達到了當時世界上蒸汽機車設計制造的先進水平。

但是其主要問題恰恰就是鍋爐蒸發率和供氣率未得到充分發揮，被郎鐘騋先生等不幸言中。

因此和平型蒸汽機車并沒有定型，而是一邊進行小批量生產，一邊改進。自1956年至1961年已先后在大連、唐山、沈陽、牡丹江、長春、大同六個工廠制造了42臺(其中9臺為老六軸煤水車,其他為四軸煤水車) .

和平0001號大連機車車輛工廠于1956年制造出第一臺和平型蒸汽機車

和平1001-唐山機車車輛廠

煤水車為老六軸煤水車

和平2001-牡丹江機車廠

和平3001-長春機車廠

和平3501--大同機車廠

由于和平型機車短期內無法定型，為解決和平型定型前的運輸任務，決定結合部分和平設計改進已經成熟的解放1型蒸汽機車，設計出建設型蒸汽機車，這也是為什么1956年制造成功和平型后，1957年還要制造建設型的原因。

建設型蒸汽機車實際上就是過渡型號

重大改進

“和平”型蒸汽機車的誕生，開創了我國自行開發大功率貨運蒸汽機車的新紀元。但鑒于當時我國的設計能力和水平以及歷史原因，設計人員在設計中移植了當時蘇聯蒸汽機車的設計理論和結構型式。盡管這些理論和結構在蘇聯是行之有效的，但實踐證明不完全適合我國的國情，一如郎鐘騋等專家所言。

針對存在的主要問題，為使這種機車能在較長一段時期內成為擔當我國干線貨運以及性能優良的主型機車，必須結合我國國情對該型機車在牽引熱工性能方面做徹底的改進。

郎鐘騋先生擔任鐵道部機車車輛工廠管理總局總工程師后，于１９６３年積極向部領導重提采用鍋爐有燃燒室方案，并決定由大同工廠承擔改進鍋爐設計任務。經多方調查研究，在認真總結我國鐵路長期使用蒸汽機車的實踐經驗的基礎上。

１９６３年２月大同工廠提出了Ａ和Ｂ兩個草圖設計方案。Ａ方案為小改（鍋胴直徑不變，僅內火箱增設燃燒室）；Ｂ方案為大改（加大鍋胴直徑，增設燃燒室）。經部里有關部門審查后，一致同意執行Ｂ方案。

同年９月，完成技術設計。由方繩武負責主持改進工作設計。該方案重新設計了機車鍋爐，增加了燃燒室，鍋爐中心高度降低80 mm，煙管長度縮短到5350 mm，煙箱通風裝置作了較大改善，改造后的和平型機車為了當時我國功率最大，效率最高的蒸汽機車。

增設燃燒室后的前進型機車火箱

1964年將鍋爐部分重新設計,把煙管長度由6500毫米縮短到5350毫米，增設了長度為1200毫米的燃燒室。增設燃燒室以后，火箱凈容積由11.61㎡增大到13.19㎡，增加了18.7%。火箱容積的加大，大大減少了燃料燃燒時的飛楊損失和化學不完全燃繞的熱損失。

火箱及拱磚管的傳熱面積，由原來的27.10㎡增大到32.50㎡，增加了20%。火箱傳熱面積與爐床面積的比值也相應地由3.985提高到4.779，保證了火箱輻射熱量的充分吸收。在增設燃燒室的同時，對拱磚配置也作了適當地改進。

一方面將拱磚管的直徑，由76毫米加大到89毫米，進一步促進了鍋水的循環，有助于火箱輻射熱量的利用;另一方面將挑磚管上端上移，適當地減小了拱磚上部燃氣通路斷面積，增加了拱磚下部的火箱容積，有利于燃燒和減少飛揚損失。

增設燃燒室以后，鍋爐煙管重新排列。大、小煙管和過熱管的直徑減小了，但根數都增加了，大小煙管的蒸發傳熱面積與重新設計前幾乎沒有什么變更，而由于增設了燃燒室，整個鍋爐的蒸發傳熱面積卻有所增加。

重新設計的機車小煙管為96根，以后由于在運用過程中，下部小煙管經常發生堵塞的現象，自1968年QJ6012號機車起，將邊緣和下部16根小煙管取消，對鍋爐的熱力性能沒有多大影響。

新“和平”型蒸汽機車的成功與定型

１９６４年９月２８日，經過重大改進設計后的“新和平”型蒸汽機車，在大同工廠試制完成，車號和平型１０１，配屬北京鐵路局豐臺機務段。同年10月至次年9月，鐵道科學研究院進行了抽閥靜置熱工試驗，環形線牽引熱工性能試驗和線路運營試驗。試驗結果表明“新和平”型蒸汽機車創造了我國蒸汽機車鍋爐蒸發能力的先進水平。改進后的機車，克服了無燃燒室鍋爐的主要缺點。經過４萬多公里運行考核，經改進設計的效果充分證明，我國的機車設計水平又有新的提高，也充分證明我國依靠自身的力量，已完全具備和掌握了適合我國國情的蒸汽機車的設計理論和制造技術。

101號之前生產的就被稱為老和平，101號之后生產的就叫新和平

“新和平”１０１號機車，２８年后也被中國鐵道博物館完好無損地珍藏保護起來，成為中國機車制造工業又一重大歷史見證。

前進101號保存在中國鐵道博物館

基于試驗考核所取得的可喜成績，“和平”型蒸汽機車就此定型。，１９６５年４月，大同工廠作為“和平”型蒸汽機車的唯一指定廠家開始批量生產。１９６６年8月，“和平”型被更名為“反帝”型，代號“ＦＤ”。１９７１年6月，更名為“前進”型，代號“ＱＪ”，取“革命是人類歷史前進的火車頭”語意，從此再未更名。

因此，無論１９７１年以前制造的老、新和平型機車，還是１９７１年以后出廠的前進型機車，一律統稱為“前進型”。從此成為國家鐵路干線貨運的主力機車品種。投入運行后各機務段普遍反映功率燃燒良好，節煤顯著，熱效率高，機車牽引力大，適宜多拉快跑。

和平111

反帝472

前進2382

機車結構和技術

前進型蒸汽機車采用了一系列新技術、新結構和新材料，如全電焊結構鍋爐、鑄鋼汽缸、密閉式司機室、混合式給水預熱裝置、加煤機、吹灰器、風動搖爐器等，因而使該型機車達到了世界蒸汽機車的先進水平。

前進型蒸汽機車的構造特點和主要性能

構造特點

鍋爐

前進型機車采用了全電焊結構的鍋爐。原來鍋爐水圈與鍋板，拉撐腳與鍋板，汽包補板與鍋胴板等鉚接結構，現在也都改為穿銷焊接結構(底圈改穿銷焊接結構，系從QJ204號機車開始) ,焊接時采用了電弧氣創新工藝，不僅保證了產品的質量，而且對于實現鉚焊車間無聲化，防止職工職業病，提高工人的鍵康水中，起到了良好的作用。

1966年，從QJ227號機車開始，在機車的鍋爐部分、煤水車水柜及底架等處，廣泛采用了09Mn2普通低合金高強度鋼，從而減輕了機車自重，并節約了鋼材1975公斤。

前進型機車鍋爐的構造如圖2一1所示，與建設、人民等型機車的鍋爐構造相似。

前進型機車的鍋爐蒸汽壓力采用表壓力15公斤力/平方厘米”，與建設、人民、FD等主型蒸汽機車相同，比解放型機車只增加1公斤力/平方厘米。因此,不僅鍋爐結構與這些機車的相似，而且鍋爐配件也能夠使用通用件。當機車供汽率為75公斤/㎡小時時，過熱蒸汽溫度接近400°C.

爐床面積為6.8㎡,鍋爐總傳熱面積約為400㎡。根據多年來蒸氣機車的制造經驗，對于使用A型過熱裝置的機車，總傳熱面積與爐床面積的比值應為50~60，前進型機車的此項比值為58.8。

此外，前進型機車的鍋爐蒸發傳熱面積和過熱面積的分配，各種燃氣流通斷面積以及其他結構參數和比值的選擇也是比較合理的。

干燥管

前進型蒸汽機車采用外置式干燥管，干燥管置于鍋爐外部，加大了鍋爐容汽空間，方便檢修，沙箱置于干燥管之上，冬季保暖性更好，可以防止氣溫低導致輸沙管凍結導致故障，而且汽包沙箱一體式外形更加簡潔，后續的國產機車都采用了外置式干燥管。

上提式單調整閥

前進型蒸汽機車采用上提式單調整閥，調整閥不在汽包內，而是在過熱箱之上，放置在煙箱上部，維修方便，縮短了主閥到氣缸之間的容汽空間，主閥的揚可以充分加大不受限制，主閥的揚程加大，可以消除蒸汽通過調整閥時阻塞現象。

混合給水預熱裝置

概論

蒸汽機車鍋爐排出燃氣損失的熱量約為10~20%,汽機廢汽損失的熱量達50%以上。為了不斷提高機車的經濟性能,在現代蒸汽機車上均安裝了給水預熱裝置,借以利用機車汽機排出的廢汽或利用機車鍋爐排出的燃氣中所含的熱量,將給水預熱,提高給水溫度,然后送入鍋爐。

給水預熱裝置,利用排出燃氣的熱量者,稱為燃氣式利用汽機廢汽熱量者,稱為廢汽式。燃氣式給水預熱裝置由于整個機構復雜及重量較大,檢修麻煩,維修費用高,所以很少采用。

廢汽式給水預熱裝置,根據把廢汽的熱量傳遞給水的方法,有隔壁傳熱和廢汽與水混合兩種。我國制造的前進型、建設型、人民型等蒸汽機車,都采用了汽水混合式的給水預熱裝置(簡稱給水預熱裝置)

混合式給水預熱裝置,是將部分廢汽的全部熱量傳給水,使水溫提高到80~100C 機車是利用廢汽通風的,由于給水預熱用去了部分廢汽,想象勢必會引起排煙的困難。

經試驗和計算證明,廢汽噴口排出的廢汽量減少15~16%,對排煙系統沒有太大的影響,而給水預熱裝置僅利用排出廢汽的10~15%,因此通風不受影響。

煙箱下為熱水泵

混合式給水預熱器的優點

1.由于進入鍋爐的水,吸收了廢汽的熱量而提高了溫度,節省了水變汽的熱量消耗,提高了鍋爐蒸發量,在同樣蒸發率的條件下,可以降低燃燒率,并能節省煤6~8%

2.廢汽與水混合后,廢汽凝結成水返回鍋爐,可節省水10~15%

3.給水經過預熱后,可降低給水的暫時硬度(重碳酸鈣和重碳酸鎂的含量,并使大部分的氣體逸出,可減少鍋板的腐蝕和水銹的沉積）

4.由于給水溫度高,與鍋水溫度的溫度差減小,使鍋爐汽壓不致發生顯著降低,并且可減少冷水刺激鍋板,有利于鍋爐的保養。

總之,混合式給水預熱裝置,可使機車省煤省水,提高鍋爐效率,延長鍋爐壽命,減少鍋爐修理工作量,不僅可以節省檢修費用,而且能夠延長定檢公里,提高機車運用效率。

缺點

事物總是一分為二的,機車安裝了混合式給水預熱裝置后,優點是多的,但是由于廢汽和水直接混合,廢從汽缸、汽室所來的油脂,不可避免地要順管路進入鍋爐,因此,會引起鍋水的上層浮起部分油脂和形成泡沫,較易引起汽水共噴(小噴水)的不良現象。

汽笛于風喇叭

汽笛按音響的不同,分為三音及五音兩種。從結構上分為橫開和豎開兩種。經簡化后,確定五音橫開式為標準型。前進型機車采用的就是五音橫開式汽笛,它安裝于第三節鍋胴上方的汽笛座上。

汽笛的傳動裝置原為手操縱,后改為腳踏風動式。

由于汽笛聲音非常大，考慮到車站城鎮居民較多，因此前進型蒸汽機車設計了風喇叭，風喇叭又名風笛,它是利用壓縮空氣的流動發出音響的。前進型機車采用兩組風喇叭,安裝在煙箱的右上角。

風喇叭音量不及汽笛,但是聲音比較柔和,適用于城郊和站場地段。

機械部及零部件

汽機

圖3一4是前進型機車的指示功率曲線。在計算供汽率為75公斤/㎡小時時，最大指示功率約為3480馬力;在最大供汽率為95公斤/㎡小時時的最大指示功率約為4110馬力。兩者都發生V=80公里/小時時。在高速時，前進型機車的指示功率不但不下降，反而有上升的趨勢，進一步說明了汽機的優越性。

轉向架

前進型機車采用搖鞍式轉向架，而建設型人民型機車則采用滑座式轉向架

滑座式轉向架，其復原裝置為螺旋彈簧式。這種轉向架雖然重量較輕，但死重量大，滑座的摩擦力影響復原裝置的靈敏性。

搖鞍式轉向架，雖較滑座式轉向架笨重，但是全部是簧上重量，故靈敏性好。

自動加煤機

自動加煤機位于煤槽底部，采用蛟龍輸送至爐門口。

然后采用高壓空氣噴口，呈扇形均勻鋪在爐床上

自動加煤機不是電動的而是用蒸汽機驅動。

不過當時國家提倡節約鐵路上都是有節煤獎的，很多工人為了節煤獎自己把自動推煤機拆除了！只能靠人工來完成這個艱巨的任務!

粘著重量增加器

經常有人說蒸汽機車軸重不足造成打滑，其實并不正確，因為在軸重一樣情況下，由于蒸汽機車結構限制導致固定車架機車動軸一般不會超過5根，而內燃機車一般為6根，在軸重都是20噸情況下，蒸汽機車粘著重量只有100噸，內燃機車就有120噸，蒸汽機車是動軸軸數少造成粘著重量不足，從而引起空轉（在汽缸牽引力大于粘著牽引力情況下）。

為了最大提高機車粘著和牽引力，而又不超過鋼軌最大承受能力，為此前進型蒸汽機車增加了粘著重量增加器（很多人理所當然的把粘著重量增加器，理解成內燃機車的壓鐵，這是不正確的）

粘著重量增加器工作原理，在起步或者上坡時，打開作用風缸，將前或后導向輪略微抬起，將導輪的承載重量轉移到主動輪上，最大可以增加6噸軸重，增加粘著重量8%—10%，當機車速度增加（貨運機車30公里/小時，客運機車40—45公里/小時），關閉粘著重量增加器，因為在低速范圍內，粘著重量一時增加是完全允許的，因為鋼軌的最大應力及導輪出軌的可能性均發生在高速，建設型，上游型及改造后的解放型機車均裝有粘著重量增加器（內燃電力機車由于結構原因，只能增加壓鐵，而且無法自動控制）

前進型機車粘著重量增加器

粘著重量增加器的誤區

使用粘著重量增加器，能提高機車粘著牽引力，防止機車空轉，避免途停事故。但是,有些機車乘務員錯誤地認為粘著重量增加器，對防止空轉的作用不太顯著，并且在低速時使用會降低機車速度，增大機車擺動，因此不經常使用。

根據鐵道科學研究院在前進型機車上所作的試驗說明，這種認識完全是一種錯覺。因為在使用用粘著重量增加器以前，動輪一般已經有了小空轉。從排汽聲判斷，好象速度較高，當使用粘著重量增加器以后，消滅了小空轉，排汽聲數目減少，因此給人以速度降低的感覺。

實際上使用粘著重量增加器后，防止了空轉，避免途停事故，減輕了動輪踏面的磨耗，防止了機械和走行部的部件損傷。

前進型機車雖然各軸的設計粘著重量比較均勻,但由于制造誤差較大，且歷年來各部結構改動較多，故經初步秤重證明:雖然總粘重與設計參數一致,但一、二位動軸的粘著重量較輕。在機車牽引重載列車起動及上坡時就極易產生空轉。因此，正確地使用粘著重量增加器對前進型機車是尤為必要的。

過去由于機車未設速度表，正確而又及時地應用粘著重量增加器是有困難的，自80年代以來，機車陸續加裝了速度計。這就為使用粘著重量增加器的自動操縱提供了條件。

使用粘著重量增加器時，應當注意以下各點:

1. 速度高于35公里/小時時,不要使用粘著重量增加器。因為粘著重量增加器是將導軸、從軸的軸重轉移一部分到動軸上, 動輪彈簧的負荷加大，對線路造成損壞。

2.通過橋梁時，應盡量避免使用粘著重量增加器。

3. 使用粘著重量增加器時，要使增重或減重的過程緩和，避免動軸突然增重或減重。因此，要慢推操縱閥手把，使壓力逐漸上升，等剄前后風缸壓力升到2公斤力/厘米“左右稍停，然后根據需要再增加壓力。停止使用時，也要緩慢排風。

4.發生空轉的可能性消失以后，就應將操縱閥手把恢復定位，及時排出風缸的壓力空氣，以免動軸長時間增重，引起熱軸或速度提高后發生其他意外。

擋煙板

前進型機車的煙筒兩側設有擋煙板(俗稱“流線板”),通常構造速度在100公里/小時以上的客運機車均設有擋煙板。

前進型機車的構造速度為80公里/小時,折合22.2米/秒。若行駛在逆向風速為4級的地區(此時風速為10.3米/秒),相對速度高達32.5米/秒,相當于機車以117公里/小時的速度行駛在無風的地區。由此可見,地區性的自然條件對機車運用的影響很大。因此,前進型機車均增設大擋煙板

由于煙筒外露部分僅有608毫米,煙筒與司機室的距離又比較遠,又因排煙速度不大,在逆風行駛時,燃氣向下流散,嚴重污染司機室,并且影響了望。為了防止發生這種現象,在煙箱兩側增設了大擋煙板,用它來提高擋煙板內側的氣流速度,將煙筒排出的燃氣導向司機室的后方,以改善勞動條件,確保行車安全。

雖然大煙板效果較好，但是大擋煙板的走板以上600毫米的部分影響了望,特別是在山區彎道多的地段。某些鐵路局、段根據需要將大擋煙板改制成小擋煙板,如圖2-33所示。經過煙渣收集對比,證明效果較好。

其缺點是超出了機車限界。大同機車工廠曾在機車限界內設計了一種小擋煙板,如圖2-34所示,試裝一臺機車效果不及前者。

我國幅員遼闊,各地氣候差異較大,采用何種形式擋煙板尚待進一步研究。建議在鐵路技術管理規程規定的范圍內,因地制宜地進行合理的改造。

車燈

前進型蒸汽機車原車燈為鎢絲燈，亮度低，使用時間長后亮度會降低。

一般機務段都會自行改造成鹵素燈，由于鹵素燈容易壞，一般都是裝兩個。

多霧區間段的大燈前進型蒸汽機車

煤水車

前進型蒸汽機車一共有3種煤水車，四軸煤水車，老六軸煤水車，新六軸煤水車。

四軸煤水車

1968年之前生產的前進型蒸汽機車除了9臺老六軸煤水車外，其余都是四軸煤水車。

老六軸煤水車

老六軸煤水車轉向架與LV型一致，一共只有9臺。

前進0004號（中國鐵道博物館）

老六軸煤水車原型P58煤水車

新六軸煤水車的設計與試制

從1966年開始，前進型機車不斷向南方各路局配屬，運用部門需要大水柜、大煤槽的煤水車。為便于運用和生產，工廠決定重新設計和試制新六軸煤水車。經過段訪調查和分析研究，確定了設計方案。對轉向架構架、煤水車底架，制動方式，軸箱結構等進行了重新設計。轉向架構架材質選用低合金高強度鑄鋼，采用滾動軸承，單側制動，加大水柜和煤槽，水容量由46噸增大到50噸,煤容量由20噸增加到21. 5噸。

1968年1月，工廠試制出第一臺新六軸煤水車

1967年11月至1968年5月，鐵道科學研究院、大同機車廠和呼和浩特鐵路局集寧機務段等單位共同對轉向架構架進行了破壞性試驗和動靜強度、沖擊強度和牽引強度試驗。1968年8月，工廠召開了試驗總結和設計方案審查會，與會者致認為新六軸煤水車是成功的。同年11月，新六軸煤水車正式投入批量生產。

新六軸煤水車

1980年初工廠對新六軸煤水車再次作了改進設計。加厚了水柜側板和底板，以增加水柜強度:改進了制動杠桿，避免磨軸;改進軸頭結構，防止軸端磨損等。同年5，6月間，完成施工圖紙設計。1981年3月，試制出首臺，同年6月，投入批量生產。

1981年，鐵道部以鐵工字390號文批復并指示，六軸煤水車轉向架軸箱滾動軸承從簡化的趨勢和長遠考慮，采用由大連機車車輛工廠、大連內燃機車研究所和瓦房店軸承廠共同研制的仿法國N D4型內燃機車軸箱滾動軸承。1985年完成了六軸煤水車引進新軸承的施工設計。

牽引性能

下面是新老和平蒸汽機車輪周功率曲線對比

老和平

新和平

從上可以看出鍋爐計算蒸發率由70公斤/平方米小時提高到75公斤/平方米小時，機車輪周功率由2960馬力提高到2980馬力，兩者比較，提高不多。這種情況的出現，在很大程度上，是受到下面即將談到的機械效率的影響。

主要是由于試驗機車的遙桿小端采用了方瓦，較原用滾針軸承的摩擦阻力大，同時，試驗機車的機械走行傳動部分和閥動裝置各摩擦表面的光潔度較差，摩擦阻力也較大。以后出廠的機車，搖桿小端仍使用滾針軸承，并且各摩擦表面的光潔度也有所提高，估計機械效率將有相應的提高，輪周功率和輪周牽引力也必定會相應地增大。

圖1一9是各型機車輪周牽引力的比較曲線。在計算供汽率下，前進型機車的輪周牽引力，比其他四種機車的輪周牽引力都大。同時，從圖中的曲線還可以看到，隨著速度的增高，前進型機車輪周牽引力曲線下降得比較緩和，而FD和解放型機車較差，輪周牽引力隨著速度下降得比較快。前進型機車之所以具有這樣優越的牽引特性，主要是由于它的耗汽特性好，在小遮斷比高連運行時的汽口開度，相對來說較其他機車的汽口開度大，因而汽缸進汽壓力降較小。此外，汽室到廢汽噴口的通路較短和通路流線型的程度較高。從圖中還可以看出，建設型機車輪周牽引力隨速度增高而下降的趨勢與前進型機車具有類似的特點，下降的趨勢比較緩和。建設型機車是在解放型貨運蒸汽機車的基礎.上進行現代化改造的產品,是我國自已設計制造的新型機車。從前進型和建設型機車的牽引性能可以看出，我國蒸汽機車的設計、制造已具有較高的水平。

暗黑的訪煙同學：蒸汽機車怎樣才算先進

圖1←10是五種機車在計算供汽率時的輪周功率曲線。前進型機車不僅在計算供汽率時的輪周功率較其他型機車都大，而且在高速時(60~80公里/小時)，功率幾乎沒有下降,這是FD型機車不能比擬的。由此可見，前進型機車的高速性能，比較其他型機車要優越得多。

表1-3列出了四種機車在計算供汽率時的輪周功率和各型機車可能發揮的最大輪周功率，表中并列出了前進型機車較其他型機車輪周功率大出的百分比。

前進型機車的功率，在計算供汽率75公斤/米.小時時為2,980馬力，比解放型機車的1546馬力(計算供汽率55公斤/米*.小時) 約大93%，比現代化的建設型機車的2270馬力(計算供汽率75公斤/米”.小時)也大31%。我國鐵路目前使用的F D型貨運蒸汽機車,雖然功率和前進型機車相近，但其經濟性遠不如前進型優越。

由圖1-3可以看出，可能實現的最大供汽率為95公斤/平方米小時，當前進型鍋爐蒸發率達到最大時，可高達3580馬力，遠遠超過了我國前使用的各型蒸汽機車的最大輪周功率，比東風4B還要大280馬力。

從圖中可以看出，實現最大輪周功率的速度，在60-70公里之間，前進型在80公里時，功率幾乎沒有下降，由此可見，就機車功率的發揮來說，前進型是可以適應高速運行，在經過零部件強度核算后可以將時速由80提高到85公里。（節選自前進型蒸汽機車圖冊）

輪周馬力耗氣量

表1-4列出了四種機車在計算供汽率時的每輪周功率的最低耗汽量。可以看出、前進型機車的每馬力小時的最低耗汽量，除了略高于建設型機車的耗汽量以外，比FD和解放型機車都低。至于汽機的有效熱效率，也有相反的類似情況。關于耗汽量和有效熱效率的比較曲線，可以在有關的機車試驗報告中查到，這里不再一一列入。

附帶提及，單位功率的金屬重量也是評定機車優劣的指標之一，在一定程度上這個數值越小，反映機車設計得越合埋。表1-5列出了四種機車的最大輪周功率和計算供汽率時的輪周功率，以及計算的單位功率金屬重量。其中，前進型機車的單位功率的金屬重量最小，進一步反映出前進型機車的優越性。

機車總效率

機車總效率是評定機車經濟性的綜合性推標。一般來說，對于蒸汽機車鍋爐效率和汽機效率越高，則機車總效率越高。

圖1一13至圖1一15列出了五種機車，分別在遮斷比e=0.3,最有利的工作條件下(即機車經濟性能最好的供汽率條件下)和計算供汽率時的機車總效事的比較曲線。總的來說，前進型機車的機車總效率比FD、解放和建設型三種機車的總效率都高，機車整體經濟性能較這三種機車優越。

前進型機車的綜合改造(簡稱“小改”)

根據運用、檢修與制造的需要，對前進型機車進行了一系列的技術改造。

1987年又進行了綜合性改造，其改造項目有：

⑴采用矩形7孔噴口與扁煙筒；

⑵采用直徑為38mm，加長l00mm的過熱管；

⑶在61根小煙管前端配制變阻節流器;

⑷增設乏汽穩壓室；

⑸煤水車采用滾動軸承六軸煤水車；

⑹粘著重量增加器改為自動控制。

矩形通風裝置

蒸汽機車的通風裝置是聯系汽機和鍋爐工作的重要環節。通風裝置的好環，關系到鍋爐蒸發能力和機車牽引力與功率的發揮,并且顯著影響燃料的消耗。傳統式的圓形單噴口、單煙筒通風裝置的最大缺點是通風效率低，約為10%，絕大部分廢汽動能都白白地浪費掉了。根據鐵道部科學研究院對裝設大煙筒的前進型3518號機車所作的試驗，在供汽率為30~80公時

由表2--3可以看出，在通風裝置的各種損失中，燃氣和廢汽的沖擊能量損失占據很大的比重，因此，如何降低此項損失，提高通鳳裝置的效率，是蒸汽機車技術革新的一個極其重要的方面。

蒸汽機車廢汽通風裝置是一種廢汽引射器，高速噴出噴口的廢汽邊界層與燃氣發生素流混合，然后將燃氣排入大氣。

一個真正引射器的高度應當比其喉部直徑大7倍以上，才能發揮良好的作用。而傳統式通風裝置，因為煙筒不能超過限界，隨著機車功率不斷增大的結果，這個比值越來越小，老前進型機車僅為1.296,前進型機車也只有1.783。

因此，能量損失大，通風效率低。矩形通風裝置則是在煙箱內沿鍋爐縱中心線扇形推列7至10個矩形噴口，上面對置一個矩形扁煙筒，其結構如圖2- -31 (6) 所示。這樣的結構相當于圖2 - -31(a)所示的7個噴口和7個小煙筒組成的7個引射器的作用。由于每個小煙筒的喉部直徑大大縮小，因此引射器的高度和喉部直徑的比值可以提高到7或7以上

根據1980年在北京鐵路環形段對QJ 1307號機車試驗的結果，表明:改造后的機車能實現較大的供汽率，過熱蒸汽溫度有所提高，每千瓦小時的耗煙特性有所減少，機車總效率最大可達9.61%。

寬軌機車的設計與試制

為滿足國際聯運的需要，1976年4月，部局決定由大同機車工廠試制寬軌前進型機車。工廠立即組織設計人員赴中蒙邊境二連過境站進行考察。簽訂有關協議，確定設計要點。據此，技術人員設計了寬軌前進型機車的導、動、從、煤輪，制動系統，前后鉤裝置等改造項目圖紙。同年第四季度生產出5臺。1985年根據需要又生產了4臺，并根據用戶的要求，進行了一些加裝改造。

1983年12月21日二連浩特火車站，前進型寬軌機車牽引北京-烏蘭巴托-莫斯科國際列車。

前進型煤氣化改造

前進2型煤氣車

前進型蒸汽機車的煤氣化改造工作始于1981年。工廠在鐵道部科學研究院等單位的大力合作下，詳細研究了大連廠在1960年將建設型5883號蒸汽機車改裝成燃用煤氣的蒸汽機車的設計及試驗情況，組成論證組開始進行論證。

1981年10月,在部局召開的由各方專家參加的煤氣蒸汽機車論證會上，論證組提交了論證報告。同年11月，向鐵道部呈報了《煤氣蒸汽機車論證報告》。鐵道部科技局經審查原則同意該論證報告，以鐵科技字800號文批準了該科研項目。

1983年7月，部局召開了第二次煤氣蒸汽機車技術論證會,同年10 月，鐵道部以鐵科技字1378號文安排了前進型蒸汽機車煤氣化改造的研制工作，并將此項目補入部科技發展計劃，要求爭取在1984 年末試制出一臺煤氣機車。

1983年,工廠用了3個月的時間，與太原重型機器廠聯合完成了煤氣發生爐的設計,1985年一季度.完成了試制及全部配套工作。

1985 年6月至11月，由鐵道部科學研究院主持在北京環行鐵道試驗基地進行了煤氣爐地面試驗。試驗中對不同煤種、粒度煤層高度、工祝等分別進行了煤氣產量和質量(化學成分)的測試，試驗中解決了由于設計、工藝、材料及制造方面出現的問題。1986年4月鐵道部科學研究院提供了(試驗用機車常壓煤氣發生爐地面試驗研究報告，其結論是爐膛高度減半的機車用煤氣發生爐也可到滿意的煤氣質量和產量要求.煤氣爐的運行是可靠的，同時提出在對若干問題改進后，該煤氣發生爐可以裝車作線路運試驗

1985年12月至1986年4月針對試驗中煤氣發生爐發現的問題，工廠進行了設計改，同時為樣車試制做了必要的技術準備和生產準備。

大同機車廠首臺東風4型6001號機車和前進2型煤氣機車

前進型煤氣蒸汽機車的樣車試制工作自1986年5月正式開始,8月底基本完成煤水車的組裝,9月13日機車總組裝完成。根據鐵道部機務局1986年7月17日電報通知該樣車定為“前進2型"，車號為0001

該機車于1986年9月14日上午進行煤氣發生爐試點火，在試點火中發現的問題解決后9月17日再次點火，輔機設備運轉正常,兩小時后產生煤氣，機車點火，燃燒狀態較好。9月19日和21日兩次分別在廠內作七、八公里的試運行。9月29日及10月2日在廠內2.8公里試運線上進行廠試，往返6次,最高時速為68公里，所有設備運行正常。

在兩次廠試的基礎上,1986年10月該機車單機掛守車輛在北同蒲線大同西至北周莊間進行單機本試，由于線路限速,最高時速70公里，往返里程152 公里,大部分運行時間內鍋爐的水汽供應充足，機車各輔機系統運轉正常，基本達到預期目標。在對試驗中出現的問題予以解決之后，該機車又在大同至朔縣(現朔州)之間進行本線牽引試驗，去程單機掛守車一輛,情況正常。返程時機車聯掛在第二位擔任補機，牽引重量為2190噸，機車在運行中曾作功牽引4次，出現的主要問題是機車在大工況時，鍋爐汽壓保不住，煤氣發生爐工作狀態不穩定等。經分析主安原因是機車的通風裝置與供應煤氣的然燒示統不相匹配，以及由于煤氣發生爐缺缺少必要的檢查和監測手段，致使煤氣發生爐運轉難以控制,操作人員還沒有完全掌握機車整個系統各個組成部分在運行中的相互匹配關系等。此后在對煤氣發生爐.機車的火箱及通風裝置進行了改進之后，于1987年9月又一次在大同和朔州之間進行線路牽引試驗，牽引中一路正點，但由于在到達朔州前煤水車至機車之間的煤氣輸送管開裂，最終在朔州完全斷裂，回程試驗被迫終止。

前進型蒸汽機車的煤氣化改造，自1981年立題研究到1987年9月最后一次線路牽引試驗為止，歷時6年。通過設計、試制、反復調整、改進和試驗.取得了一定成績。機車燃用煤氣燃燒完全.省煤且對環境污染少，乘務人員勞動強度減輕。對于煤氣發生爐連續加煤和連續排渣。煤氣發生爐變工況運行調試方面摸索了些經驗。存在問題是: 煤氣發生爐與機車變工況運行的要求還不完全適應，需進一步調整改進 :煤氣的燃燒與機車通風裝置的匹配還不夠完善;煤氣發生爐的偏燒未解決:攪拌器、加煤裝置、排渣裝置還存在若干問題:最根本的原因是機車車輛的限界限制了煤氣發生爐的尺寸.在有限的空間內煤氣發生爐無法加大,因而功率不足,難以滿足機車大工況運行的要求。

鑒于該機車存在的問題，更主要的是由于鐵路牽引動力政策的改變,工廠于1988年5月以[8]同廠研字第101號文上報鐵道部科技局和工業總公司,終止此項研究工作。

前進型蒸汽機車的系統改造

前進8001號波特爐機車

前進型蒸汽機車的系統改造是在綜合改造的基礎上，根據我國當時的能源狀況和牽引動力政策變革的形勢，于1985 年提出的。

1985年6月6至8日，鐵道部在工廠召開了前進型蒸汽機車的系統改造會議，會議總結了前一階段對前進型蒸汽機車進行綜合改造的經驗，討論了對前進型蒸汽機車進行系統改造的要求:以改造現有幾千臺運用機車為主要目標，兼顧新造機車的改進，熱效率提高到11%以上，同時提高運用可靠性、消除部件存在的故障，還當增大機車輸出功率，降低對環觀的污染，改善乘務員的勞動條件。系統改造的樣車以工廠為主進行研制，注意吸取國內外有關先進技術。

改造的核心為將鍋爐傳統層燃方式的火箱改為煤氣發生器燃燒方式的火箱。研制經費由中國(華能)工程技術發展公司投資。鐵道部科技局、機務局、工業總局及國家計委節能計劃局審批了這個科研項目，并以國務院煤代油辦（1986）8號文件批準實施。

1986年1月,工廠在設計處集中設計人員近20人成立“中改組開始研制工作。工廠為加強對機車系統改造的領導與協調工作,由一名副總工程師負責.聘任兩位高級工程師為技術顧問，協助抓好此項工作。

1985年6月6至20日鐵道部邀請英國蒸汽機車設計有限公司來華進行了技術座談。通過座談和觀看該公司大衛.沃特爾先生在南非改造25NC型蒸汽機車各部件較為詳盡的幻燈片，認為大衛.沃特爾先生在蒸汽機車改造與運用實踐方面具有較豐富的經驗,南非機車的改造與前進型蒸汽機車進行系統改造需研究和探索的關鍵基本一致，且這些成功經驗適用于前進型蒸汽機車的改造。為了縮短改造的周期，并有利于將中外成熟的改造經驗更好地融為一體，經過有關部門與英國蒸汽機車設計有限公司的多次聯系，最終確定聘清英國蒸汽機車專家大衛.沃特爾先生為技術顧問，參與工廠前進型蒸汽機車系統改造的研制工作。1985 年12月大衛.沃特爾先生到達大同。

大衛.沃特爾

前進型蒸汽機車經系統改造后預期的主要經濟技術指標為:機車總效率由8.42%打高至11.2%，機車最大輪周功率由2191.8千瓦增加至2647.8 千瓦（3598馬力），節煤25%，污染降低50%節水25%。

改造項目有:

①鍋爐的改進。主要包括試采用煤氣發生器燃燒裝置(稱為波特爐)和蘭進普通風系統.增加煙箱強度.采用翅片過熱管以提高過熱燕汽溫度，提高過熱器可靠性,提高鍋爐壓力，改進爐撐、鍋爐保溫、水表裝置和改善鍋爐水處理。

②汽機的改進。主要包括改進閥動裝置參數采用新型汽聞及閥桿。對汽室套、汽缸套進行冷卻;改進精鞋及回動裝置,改進十字頭及曲拐銷，擔、連桿滾動軸承化等。

③走行部的改進。主要包括改進車架和托鐵，改善粘著，導、動、從軸箱滾動軸承化，改進潤滑及提高機車穩定性。

①煤水車的改進。主要包括改進制動裝置及手制動裝置;改進水柜注水口及渡板:煤水車采用整體構架與滾動軸承化。

⑤其他有關機車的改進。包括提高構造速度.減少振動，改善乘務人員工作條件。

由于阿根趕及南非改造成的波特爐機車較小。為驗證該改造經驗能否完全適合于前進型機車，從而確定前進型機車鍋爐的最終改造方案，沃特爾先生提出用旋風式波特爐(簡稱旋風爐)在前進型機車上對鍋爐進行改造，而后通過試驗予以證實的建議。工廠采納了他的建議，決定將新造的前進型7036號機車作為旋風爐試驗用車,于1986年4月完成了對鍋爐按旋風爐方案進行的改制，并對需要進行測試數據的部位安裝了相應的儀表、儀器和管路。

1986年4月30日該機車進行了干線牽引試驗。機車與另一臺前進型機車共同擔負列車奉引任務,牽引重量為4153噸，行程146公里，最大坡道10%2，試驗機車汽水供應基本滿足要求，鍋爐燃燒較好，煤水消耗量增大，但排煙污染程度明顯減少。為得到前進型蒸汽機車旋風爐所要求的精確參數，前進型7036號機車于1986 年5至10月進行了定置抽閥熱工試驗，內容包括100多次燃燒調整試驗和38次熱工試驗。

試驗期間對有關的結構做了3次較大的改進。在經歷了5個月的試驗之后.取得大量數據。為了與前進型7036號機車的定口抽閥熱工試驗數據進行比較，工廠又選了一臺前進型7091號新造機車在相同的條件中和采用相同方法進行定置抽閥熱工試驗驗結果，前進型7036號機車的鍋爐效率在何工況下都高于前進型7091號機車，最后因為結構上存在些困難難以克服，因而決二系統改造中不采用旋風護方案。

1987年初.鐵道部鐵科技( 1987）185號文要求工廠在正式試制系統改造樣車品，在年內先試制臺波特爐機車 .作為是樣車，以驗證系統改造機車的核心技術一波特爐在前進型機車上應用的實際效果。工廠按沃特爾先生提出的建議完成了對鍋護的改造，于1987 年上半年試制了臺前進型波特爐蒸汽機車。

該機車于1987年7月至9月在廠內進行了調整和定置抽閥試驗，在取得較為滿息的結果后進行了廠內線路及正線試運，此后，根據部局的安排，該機車于1987年1月底交付呼和浩特機務段進行運用考核。考核期間，沃特爾先生和工廠的技術人員曾到段添乘了解情況。由于波特爐機車煤的燃燒方式完全不同于傳統蒸汽機車煤的燃燒方式，因而對煤質的要求以及操作的方式等都大不相同，而該機車在考核期間這些條件均末得到滿足，因而反映不出改造后的預期效果

該機車在完成一個架修期考核試驗后返用工廠。其后由于牽引動力政策變化該機車未到鐵道科學研究院環行鐵道試驗基地進行形工性能試驗。