HXN3型内燃机车是交流传动货运内燃机车，由中车大连机车车辆有限公司研发及生产，最高运营速度120km/h，为国内最大功率的货运内燃机车。机车具有持续牵引力大、低油耗、低排放、安全性高、操作方便、检修周期长、全寿命周期成本低等特点，能够满足干线牵引5000吨，速度达到120km/h的要求。HXN3机车的研制成功标志着具有世界先进水平的交流传动内燃机车技术平台已经成功搭建，表明中国铁路内燃机车动力装备水平已经成功实现了技术引进消化吸收的目标，我国机车制造企业的自主研发能力和生产能力也达到了一个新的高度。

2005年9月1日，大连机车车辆有限公司与美国易安迪公司（EMD）在北京签署6000马力大功率交流传动内燃机车的采购和技术引进合同。两家公司共同为铁道部提供300台机车，总金额66.42亿元。同时，大连机车研究所也与美国易安迪公司签署交流传动部件和车载微机网络控制部件的技术引进合同。

按照合同规定，300台机车在大连进行组装，其中首75台为零件进口到国内组装，其余225台为国内生产组装。

2008年7月2日，首台HXN3型机车在大连下线。2008年9月，HXN3-0001号车前往北京环形铁道进行试验。

2008年11月，0001号机车在京广线（郑州-安阳）、太焦线（新乡-晋城北）进行型式试验。

朔黄铁路

朔黄铁路公司是国家能源集团运能最大的控股企业，主要负责运营朔黄铁路、黄万铁路、黄大铁路。其中朔黄铁路西起山西省神池县，东至河北省沧州市黄骅港站，全长590公里，是我国西煤东运第二大通道，是国家能源集团唯独连通港口的铁路通道，其上游汇聚准池、神朔铁路的煤炭，下游连通黄骅港、天津港，龙口港，煤炭年运量达3.5亿吨。朔黄铁路的大运量和密集组织决定了对牵引动力的要求十分苛刻，牵引动力需要根据神华大编组、重载牵引的特点进行量身打造。长期以来，国家能源集团下属铁路担负调车、小运转以及干线牵引的内燃机车主要以DF4B、DF4D、DF12、DF8B等直流内燃机车为主。

近年，朔黄铁路公司运量逐年递增，中间站的调车作业、黄万线的干线牵引以及黄骅港调车任务量也随之增加，为了实现国家能源集团运输运量指标，满足朔黄铁路运量不断增长的要求，集团决定引进大功率交流内燃机车。2013年8月，神华集团对大功率交流传动内燃机车进行了招标，经过多方对比，中车大连机辆公司最终中标。大连机车针对朔黄铁路的实际需求，在2008年与EMD研制的HXN3机车基础之上，改进设计出了HXN3货运内燃机车地方铁路版本，这也是大功率交流内燃机车第一次走进地方铁路。该款HXN3货运内燃机车车号从7001开始编号，机车的外观和内饰均按神华集团的要求量身打造，涂装为天蓝色，全车多处细节设计进行了人性化改进。机车同样装配一具6000马力柴油机，最高运用时速120公里，最大启动牵引力620KN，可单机牵引万吨列车，满足担当黄骅港站全线调车作业任务需求，HXN3货运内燃机车的投入运行，不但简化机车过翻车机的作业流程，缩短机车车辆完成翻空时间，而且提高了天窗点调车作业效率，极大缓解了黄骅港站紧张调车作业局面，为朔黄公司运量完成提供有力保证。

包神铁路

包神铁路集团是国家能源集团的全资子公司，负责包神、神朔、甘泉、塔韩四条铁路的管理和运营，总营业里程872公里，占国家能源集团铁路总里程40.6%，承担集团核心区矿区75%以上的煤炭装车任务。

包神铁路下属的甘泉铁路连通与蒙古国接壤的甘其毛都口岸，是一条国际能源大通道，也是蒙古国煤炭、铜金矿最近最便捷的出海通道。为满足甘泉铁路运量增长需求，推动动力装备转型升级，2018年，包神铁路公司向大连机车公司购置两台HXN3货运内燃机车，投入在甘泉铁路牵引货物列车。

邯黄铁路

河北邯黄铁路公司既有铁路线里程468公里，线路为国铁Ⅰ级电气化铁路。是继朔黄、包神之后，又一重要路外铁路运营商，租用以DF8B为主的内燃机车12台，HXD3C型电力机车37台，该公司计划2021年10月开通和邢铁路，将形成冀中南密集铁路交通网，未来打造煤矿+铁路+港口的全产业链一体化模式。为缓解管内运输压力，满足邯黄铁路整列6000吨列车的牵引需求，2020年10月，邯黄铁路向大连机车公司订购首批三台HXN3货运内燃机车，预计2021年交付。

2014年2月首批HXN3货运内燃机车7001、7002到达朔黄铁路肃宁机务段，随后进行解备工作。

2014年3月17日两台HXN3货运内燃机车完成解备并投入运用。

2014年3月HXN3货运内燃机车7002机车牵引58辆C80车辆在黄万线展开首次试验，列车从黄骅南站出发，安全到达位于天津的神港站，标志着朔黄公司新购的HXN3机车正式投入使用。

2014年7月15日，朔黄公司组织HXN3货运内燃机车7001机车在黄骅港车站进行了站内牵引、对位116辆C80万吨列车调车作业试验，并顺利完成。试验主要是对单台HXN3货运内燃机车牵引万吨列车时机车的整体性能做初步测试，试验内容包括机车粘着牵引力大小、列车充排风时间及过翻车机等。HXN3货运内燃机车牵引万吨列车试验的顺利完成，预示着朔黄公司可在天窗点期间利用交流内燃机车在黄骅港技术站进行万吨列车接重、排空作业，将有效提高机车利用率，缓解机力不足局面。

2017年初，随着运输需求增加，朔黄铁路再次向大连厂订购两台HXN3货运内燃机车，车号7003、7004。两台车于同年5月交付，同样投入到黄骅港和黄万铁路运用。

2018年3月，包神铁路公司在对国内主型机车生产厂家进行调研后，结合包神公司线路及实际运用情况，最终决定向大连厂购置两台HXN3货运内燃机车，两台HXN3货运内燃机车于2018年底交付包神铁路，车号7005、7006，与朔黄铁路的HXN3货运内燃机车基本一致，主要投入在甘泉铁路牵引货物列车。

包神铁路的HXN3货运内燃机车也曾经被抽调到塔韩铁路担当摆渡任务，减轻朝脑沟牵引所供电负荷。

2019年，朔黄铁路再次订购两台HXN3货运内燃机车，车号7007、7008，继续投入到黄骅港和黄万铁路运用。

2019-2020年，HXN3货运内燃机车 7009~7011配属新朔铁路公司大准铁路分公司

2019~2020年间，国家能源集团连续多批次采购HXN3货运内燃机车，2021年2月，朔黄铁路新订购的HXN3-7015、7016两台机车到达肃宁北机务段，在完成解备工作后投入到黄骅港地区使用。 2021年2月，大连厂HXN3-7020、7021下线并开始试运。截止2021年3月，HXN3地方铁路型号突破20台，并且朔黄铁路和包神铁路还在继续增加订单。

朔黄公司

机车配属朔黄铁路公司机辆分公司，机务内燃运用管理中心

主要整备地点：黄骅港折返段、黄骅南整备所、东大沽机务段

2014年4月1日，机辆分公司将机务运管中心内燃指导组独立，成立机务内燃运用管理中心，负责朔黄铁路公司自管内燃机车的运用、机车检修、部分技术管理、黄骅南整备所的日常管理工作等，既负责乘务员运用管理，又负责机车日常保养。

2016年之前，机辆分公司一直采取委外方式检修内燃机车，存在售后距离远、临修停时过长等问题。为有效解决这些问题，创新提出了“修管用”一体化管理模式，实现乘务员既是用车人，也是修车人，不但提高了乘务员综合素质、提升了机车质量，同时也为分公司运输提供了可靠的机力保障。乘务员经过一年时间的学习和实践，2017年已具备自主完成自管内燃4种机型的小辅修作业能力。

2017年2月26日HXN3货运内燃机车7001机车C2修成功交竣，标志着机辆分公司“修管用”一体化自主检修顺利实现。

2020年9月18日， HXN3货运内燃机车7003在朔黄铁路装备公司沧州分公司修竣交验，标志着国家能源集团朔黄铁路首台以内部专业化委托修的方式进行的内燃机车C4修顺利完成，解决了以往内燃机车委外修存在过轨办理难、修程时间长、售后不方便等问题。由于免去了办理机车过轨的繁琐手续，压缩了机车往返回送时间，极大缩短了机车修程停时，有效提升机车运用效率，缓解了朔黄线机力供应紧张的局面。

2020年7月8日，朔黄铁路公司在肃宁演练基地开展“大师杯”应急救援防洪抢险实战演练比赛，HXN3参与了160t轨道起重机起复和谐内燃机车项目。

包神公司

HXN3货运内燃机车配属包神铁路集团机务分公司东胜机务段。

大准铁路

HXN3货运内燃机车配属新朔铁路公司大准铁路分公司机务段内燃车间。配属3台：7009，7010，7011。

与直流传动的内燃机车相比，HXN3货运内燃机车具有更大的牵引能力和快速通过能力，且机车维修保养周期更长、性价比更高。

朔黄铁路公司

一是节能降耗,生产成本减少。HXN3货运内燃机车采用美国EMD大功率电喷柴油机、电脑调配柴油机供油量，比原有机械式供油更加精准，从试运及一年来的运用数据显示，与DF4型内燃机车相比节省油量约三分之一。

二是HXN3型交流内燃机车发挥功率大。该机车采用交流传动技术，机车从供油开始到牵引力发挥至轮对的中间环节损失少，加之其单轴轮轴功率大、轴重为25T、可发挥的牵引力高，一台机车可替代原有两台DF4B型内燃机车。

三是减少了检修环节，内燃机车的核心部件是柴油机，该机型的柴油机属于免维护类型，季度修程只需更换柴油机机油即可，省去了拆装、更换喷油器等检修环节，从而缩短了检修时间、减少了人力、物力，节省了检修成本。

包神铁路公司

1. HXN3货运内燃机车可在甘泉线6‰的限制坡度单机牵引6000吨列车运行（DF4、DF8等机型需双机牵引），可单机顶替DF4型机车双机，节省乘务员投入，降低人工成本。同时，HXN3牵引力较大，双机可牵引万吨重载列车，适应远期发展需要。

2. 通过多种机型技术经济比较，HXN3型内燃机车单位运用成本、油耗等综合经济指标较DF4型下降10%左右，可降低运营成本。

3．购置HXN3货运内燃机车，包神公司现有检修工装机具(柴油机吊具、DK-2制动机试验台)不需更换，其它机型需重新购置部分检修设备，增加检修成本。

4．朔黄铁路公司已有多台HXN3货运内燃机车，机型统一，便于机车检修和巴准—准池线长交路运行。

5、购置HXN3货运内燃机车，包神公司现有检修工装机具(柴油机吊具、DK-2 制动机试验台)不需更换，其它机型需重新购置部分检修设备，增加检修成本。

与HXN5的对比

在此之前，包神公司同样考察了戚墅堰厂的HXN5 型内燃机车，但是综合认为HXN5并不理想。HXN5机车采用克诺尔电空制动机，由德国克诺尔集团研制，不具备完全知足知识产权，未能实现全部国产化，配件供应周期长，维修成本具有不确定性。HXN3货运内燃机车采用DK-2 型制动机，由株洲电力机车有限公司研制，具备完全知识产权、完全国产化，与包神公司现有HXD1（神华号）交流电力机车使用该制动机，性能稳定、作用优良，可加少试验设备的购置。此外，HXN3货运内燃机车持续速度20Km/h，持续牵引力598KN；HXN5 型机车持续速度25Km/h，持续牵引力565KN，在长大坡道上HXN3 比HXN5 更能发挥牵引优势。HXN3货运内燃机车采用双司机室内走廊布局，HXN5 采用双司机室外走廊布局，甘泉铁路地处蒙古高原深处，属于半戈壁半沙漠地区，一年四季风沙较大，内走廊机车更加容易避免因风沙造成柴油机、电气系统故障。

相比原版HXN3，HXN3货运内燃机车地方铁路版本针对客户需求做出了部分改进，主要有：

1. 司机室挡风玻璃为一体式玻璃，瞭望视野更好，乘务员工作体验更佳。

2. 原版HXN3制动机为克诺尔CCB-II型，应朔黄要求改为DK-2型制动机，以达到和神华号电力机车统一。

3. 整车人性化设计较高，充分考虑到乘务员的工作需求，司机室配色为类似汽车内饰的高端暖色+黑色，按钮布置仿照汽车中控布置。水杯座和电台听筒改到扶手位置。遮阳帘为电动升降，在添乘座椅旁还增加了水杯架。司机室通往机械间的门增加了观察窗。后视镜取消了传统的镜片式，改为摄像头代替。在车钩上方也安装有摄像头，方便连挂时参考。电气间内装有防火感温探测器和监视摄像头。排障器上的调车踏板为折叠式，打开后大幅增大人员站立面积。

4. 取消了车上厕所。

HXN3货运内燃机车装备了美国机车特有的柴油机自动起停系统（AESS），柴油机在某些工况时（如怠速）电脑会控制自动停机，以便节省柴油燃料,减少噪音和排放，此装置本意用于满足北美地区严苛的排放环保法规要求。由于AESS系统会随时让柴油机停机，也会随时让柴油机启动，因此具有一定的不可控性，在某些情况下会有危险，所以所有装备AESS的机车必须在车门上贴有醒目的警示标语，警告上车人员柴油机可能随时会启动，而国内铁路运用部门则直接禁止使用AESS, 常态化关闭。

HXN3货运内燃机车的司机室采用了EMD独有的悬浮式隔音减震司机室，该项设计在EMD的SD70I、SD90MAC等多款机车上都有使用（EMD官方称为：WhisperCab）。司机室整体为独立结构模块单元，通过减震器、弹簧和橡胶支撑和车体弹性连接，使其与车体刚性结构完全隔离，并在框架中加入了吸声隔热材料，可有效减轻司机室震动和噪音，保暖隔热，提升司乘人员工作环境。HXN3安静的司机室给乘务员留下较深印象。同时模块化司机室有利于批量化生产和组装，在后来的HXN3K、 HXN5K等国产机车均采用了模块化司机室。

具备蓄电池移车功能，在柴油机停机情况下，可利用机车蓄电池电量驱动牵引电机在短距离内行走，方便库内移车。

柴油机启动为空气马达启动，具有一键启动功能，按下柴油机按钮松开后柴油机自动进入启动程序。相比东风系列机车采用的启动发电机，空气启动大大减少了蓄电池的数量。

配备倒行和反方向制动ODB（坡上起动）功能。在倒行模式下， 为帮助司机在斜坡上起动列车，如果控制手柄置于IDLE（空转）位以上， 机车可以在0.16~7km/h速度下倒行， 那么在所选手柄位， 机车将产生全失速扭矩， 以控制机车沿斜坡下移的速度。 在OBD模式下， 如果倒行速度超过7km/h， 控制系统会自动设置机车以最大电阻制动方式运行， 以对抗列车倒行。

HXN3货运内燃机车在行进过程中移动换向手柄，机车会实施反方向制动。当将换向手柄移到机车运行的相反方向时，机车控制系统并不堵转牵引电机，取而代之的是，对机车实施反方向制动，直至速度降至7km/h。

机械间为正压密封设计，百叶窗为气动控制，电气室内通过强行加压清洁空气来减少尘土污染，避免对电器动作产生可靠性影响。电器间、电阻制动间以及动力间的门为气撑门，设有手动气压缓解按钮，开门需要先泄压。

HXN3货运内燃机车设计上力求精准、可靠，比如在排障器下增设一个测速雷达来实现多重速度监测。启动滑油泵、燃油泵、接触器、雷达、励磁试验、警惕系统等自检测试功能以及空气制动机自检测试功能，也极大地方便了维修人员在库内对机车进行静态测试。

司机室、电器室、电阻制动室等均采用模块化设计理念，一旦出现问题可以进行整体吊装互换。故障模块可以在车下进行维修测试，缩短了机车的维修时间，且便于维修人员检修。

与其他和谐型机车相比较，HXN3将砂箱设计成与机车车体一体化形式， 很好地解决了外挂式砂箱易开焊脱落问题。

总风缸排水阀为电磁阀自动排水，免维护。

HXN3货运内燃机车地方铁路版外形总体沿用原版HXN3造型，主要改动为挡风玻璃改为一体式。颜色涂装应客户要求重新设计，遵循客户品牌识别系统规范，体现客户企业价值。朔黄铁路公司和包神铁路公司均采用相同的蓝白色配色，早期车身上涂打“神华集团”标志，后期改为“国家能源集团”。

HXN3货运内燃机车地方铁路版车体总体沿用原版HXN3结构，采用桁架式整体承载结构车体，设有双端司机室、用双侧贯通式内走廊；车体底架采用鱼腹结构的整体承载式燃油箱，容量达到9300升。机车上部从前向后分为一端司机室、电气室、电阻制动室、清洁空气室、动力室、冷却室及二端司机室。

司机室为整体独立结构，与车体之间采用悬浮式连接，以减轻司机室振动和噪音，内部装有单司机操纵台、微机显示屏、电台等操纵设备，以及冰箱、微波炉、饮水机等司机生活设备。电气室为全密闭结构，内装有各种电器设备柜和铝制通风道。电阻制动室内装有电阻制动模块及冷却风机。清洁空气室内设有内燃机空气滤清器和风机，侧墙上设有离心式旋风筒过滤器。动力室位于车体中部，安装了一套内燃发电机组。冷却室内安装了大部分冷却、机油、燃油系统部件，并设有两台螺杆式空气压缩机。

机车下部两台转向架之间吊挂着蓄电池箱、主风缸和启动风缸。空气制动系统采用DK-2电空制动机。

机车具有最多三台机车重联运用的功能，可通过27芯重联电缆、74V供电电缆和重联空气软管连接，重联线随车挂在机械间里，可随时取用。

柴油机

HXN3货运内燃机车装用一台16V265H型大功率低排放柴油机，为16气缸、四冲程、废气涡轮增压的V型中速内燃机；气缸直径为10.4英寸（265毫米），活塞行程11.8英寸（300毫米），气缸夹角为45°，额定转速为每分钟1000转，装车功率为4660千瓦（6250马力）。内燃机采用整体铸钢机体、全纤维锻造钢曲轴、气动马达启动、高增压比废气涡轮增压器、电子控制直接燃油喷射系统等先进技术，排放指标能够符合美国环保局二级（EPA Tier 2）排放标准。

传动系统

HXN3货运内燃机车的主传动系统主要由主发电机、牵引整流单元、牵引逆变器、牵引电动机、电阻制动装置等组成。牵引状态时，内燃机直接驱动同步牵引发电机发出三相交流电，分别供给二个整流装置转换成中间直流环节，然后经由二台牵引逆变器，再将直流电转换成频率、电压可调节的三相交流电，分别向二台转向架上的六台三相异步牵引电动机，通过传动齿轮驱动车轮。

HXN3货运内燃机车采用TA20JBF-TA9C型主辅发电机，主、副三相交流同步发电机为一体化同轴双转子整合结构，主、副发电机额定容量分别为4403和347千伏安。整流装置为二极管整流器，额定输出直流电压为2650伏。每台机车上装有两台牵引逆变器，每台逆变器驱动三台并联的牵引电动机，采用IGBT为功率控制器件，采取脉宽调制（PWM）控制策略，冷却方式为强迫风冷。牵引电动机型号为A2938-5型鼠笼式三相异步牵引电动机，该型电动机是在SD70MAC型内燃机车所使用的西门子1TB2630型牵引电动机基础上改进而成，额定功率为690千瓦，采用轴向强迫通风冷却，控制方式为矢量控制。

控制系统

HXN3货运内燃机车的运行控制系统采用由EMD公司开发的“EM2000”微机控制系统和“FIRE”（Functionality Integrated Railroad Electronics）显示系统。“EM2000”系统负责整台机车的电气系统控制、诊断和维护功能，具有机车运行控制、内燃机控制、主副发电机励磁控制、牵引逆变器控制、电阻制动特性控制、粘着控制、自负荷试验控制、机车重联控制、制动控制、机车状态诊断及故障记忆、处理和提示等功能。

转向架

HXN3货运内燃机车走行部与原版HXN3基本相同，为两台“HTSC China”三轴转向架，HTSC（High Traction-Speed-Three axlesC），意为高牵引力快速三轴，该转向架参考了EMD曾经为中国某DF8B设计的HTCR China径向转向架，其结构与SD70MAC型机车所使用的HTCR径向转向架非常接近，但取消了径向功能。转向架采用钢板焊接构架，轮对采用轴箱拉杆定位，车轮为整体式碾钢车轮。一系悬挂为轴箱两侧螺旋弹簧，配垂向油压减振器；二系悬挂为构架和车体之间的橡胶钢板复合旁承，配横向油压减振器、抗蛇行减振器。牵引力和制动力通过低位侧拉杆传递。牵引电动机采用滚动轴承抱轴半悬挂安装方式，采用单侧斜齿轮传动方式驱动轮轴，牵引齿轮传动比为85:16。基础制动装置采用踏面单元制动装置，带有闸瓦间隙调整器。

用途：干线牵引 货运列车

轨距：1435mm

传动方式：交－直－交传动

轴式：Co-Co

轮径：1050mm（新轮）；1013mm（半磨耗）；975全磨耗mm

轴重：25t

机车重量：150t

通过最小曲线半径：145m

柴油机功率：4660kW

轮周牵引功率：3700kW

最高速度：120km/h

持续速度：20km/h

起动牵引力：620kN

持续牵引力：598kN

轮周电制动功率：3600kW

最大电制动力：379kN

单机最大制动距离（初速120km/h）：1000m

前、后车钩中心距：22250mm

转向架轴距：1925+1755mm

机车外形尺寸：22250×3100×4760mm

主词条：HXN3高原型内燃机车

为满足我国西部线路尤其是青藏铁路对大功率货运内燃机车的需求，2014年，中车大连机车车辆有限公司同中国铁路总公司签订了HXN3过渡方案高原型内燃机车合同。该车是在HXN3型机车主体框架结构和主参数不变的基础上，针对高原地理环境及特殊运用条件，进行的适应性改进。沿用16V265H柴油机（T0排放等级），空气马达启动方式，轴重25吨，交流主辅传动系统，32位微机操作系统，CCBII制动系统；机车采用三轴转向架，二系悬挂装置，滚动抱轴式半悬挂结构，单侧闸瓦踏面制动；加压冷却系统，三级滤清防风沙设计，电机与电气柜强迫通风系统，满足青藏铁路客货运通用的运用要求。