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随着对机车运力需要的不断增大，蒸汽机车已不能满足我国因经济蓬勃发展而导致的对运力的需求。内燃机车的发展摆上日程。
中国第一台自己制造的内燃机车是1958年大连机车车辆工厂仿照前苏联ТЭ3型电传动内燃机车试制成功的。它就是“巨龙”号电传动内燃机车，后经过改进设计定型，命名为东风型并成批生产。
同年，北京二七机车厂试制成功“建设”号电传动内燃机车。
戚墅堰机车车辆厂也试制成功“先行”号电传动内燃机车，但这两种车都没有批量生产。
四方机车车辆工厂也于1958年开始设计，1959年试制成功中国第一台液力传动内燃机车，当时命名为“卫星”号，代号NY1。后经过长期试验和多次改进，定型为东方红型，于1966年成批生产。
中国设计制造的内燃机车目前已形成“北京”、“东方红”和“东风”三个系列，质量达到世界先进水平。
北京型是二七机车工厂1970年开始试制，1975年批量生产的四轴干线客运内燃机车。机车标称功率1500kW，最大速度120km/h，车长15045mm，轴式B-B。
东方红型内燃机车的型号较多，有东方红1型、东方红2型、东方红3型、东方红4型、东方红5型、东方红6型、东方红7型、东方红21型等。
东方红1型是四方机车车辆工厂1959年试制，1964年批量生产的干线客运内燃机车，机车按双机联挂设计，也可以单机使用。前73台的机车标称功率是1060kW，最大速度140km/h，车长16550mm，轴式B-B。后36台的机车标称功率增加到1220kW，最大速度降为120km/h，其他不变。
东方红2型1966年由四方机车车辆工厂按客运内燃机车设计制造的，机车功率为1470 kW，只试制了一台。1972年资阳内燃机车厂和四方机车车辆工厂共同设计，1973年资阳内燃机车厂试制投产的东方红2型，已改为调车用的内燃机车，机车标称功率是650kW，最大速度62km/h，车长12400mm，轴式B-B。
东方红3型是四方机车车辆工厂1976年开始制造的干线客运内燃机车，机车标称功率是730×2kW，最大速度120km/h，车长17970mm，轴式B-B。机车的动力装置是两套相同而独立的机组，可以使用其中任何一套或两套同时工作。1987年，该厂还制造了两台机车标称功率为820×2kW的东方红3型。
东方红4型从1969年到1977年共制造了5台，没有进行大批量生产。机车功率为3308kW。
东方红5型是调车和小运转内燃机车，由资阳内燃机车工厂于1976年~1988年制造。机车标称功率是590kW，最大速度，调车时为40km/h，小运转时为80km/h，车长13700mm，轴式B-B。
东方红6型是资阳内燃机车工厂1981年专为上海黄浦港生产的内燃机车。机车功率是1740kW，轴式B-B。只生产1台。
东方红21型是高原米轨通用型内燃机车，由四方机车车辆工厂于1976年设计，1977年试制投产，1982年又进行改进。机车标称功率是640kW，最大速度50km/h，车长12000mm，轴式B-B。
东风系列是电传动内燃机车，也是中国内燃机车的主力，保有量占国产内燃机车总数的一半以上。“东风”是个大家族，有东风、东风2、东风3、东风4、东风5、东风6、东风7、东风8、东风9、东风10、东风11等型号。
东风型内燃机车是大连机车车辆工厂1964年开始成批生产的干线货运机车，共生产706台。曾用代号ND。当两台机车重联使用时，可由任一机车的司机操纵机车。机车标称功率是1500kW，最大速度100km/h，车长16685mm。
东风2型内燃机车是戚墅堰机车车辆工厂1964～1974年间制造的调车内燃机车，共生产148台。曾用代号ND2，机车标称功率是650kW，最大速度95km/h，车长15140mm。
东风3型内燃机车与东风型构造基本相同，仅牵引齿轮传动比由4.41改为3.38，机车标称功率也降为1050kW。是大连机车车辆工厂1969年开始成批生产的干线货运机车，共生产226台，车长16685mm。
东风4型内燃机车是大连机车车辆工厂1969年开始试制的大功率干线客货运内燃机车，1974年转入批量生产。
东风4B型内燃机车1984年由大连、资阳、大同机车厂生产的干线客货运内燃机车。机车标称功率增加到1985kW。最大速度，货运100km/h，客运120km/h，车长20500mm。
东风4C型内燃机车代号DF4C，分客运、货运两种，除牵引齿轮传动比不同外，两者结构完全相同。东风4C型是在B型内燃机车的基础上开发研制的升级产品，提高了机车的经济性、可靠性，延长了使用寿命，使机车具有80年代世界先进水平。机车标称功率增加到2165kW。最大速度，货运100km/h，客运120km/h，车长20500mm。
东风4CK型内燃机车代号DF4CK。资阳内燃机车厂开发的干线客运内燃机车，采用A1A轴式，牵引电机全悬挂、轮对空心轴驱动转向架。机车标称功率2165kW，最大速度160km/h，最大试验速度176km/h，车长20500mm。
东风4D型内燃机车代号DF4D，是一种以成熟设计、成熟技术和成熟零部件集合而成的干线客货运内燃机车最新产品。机车标称功率2425kW，最大速度，货运100km/h，客运145km/h，车长20500mm。
东风4E型内燃机车代号DF4E，是四方机车车辆厂生产的干线客货运内燃机车。机车功率 2×2430kW ，最大速度 100km/h。
东风5型内燃机车代号DF5，1974年设计试制，1985年由大连机车车辆工厂批量生产，适用于编组站和区段站进行调车作业，也可做为小运转及厂矿作业的牵引动力。机车标称功率1210kW，最大速度60km/h，车长18000mm。
东风5B型内燃机车代号DF5B，是大连机车车辆工厂在原东风5型的基础上变形设计而成的。动力装置改而采用12V240ZJF型柴油机，机车车体采用外廊式，适合于调车作业和厂矿使用。机车标称功率1500kW，最大速度100km/h，车长18000mm。
东风6型内燃机车代号DF6。是大连机车车辆工厂新一代大功率、高性能的干线客货运内燃机车新产品。机车动力装置16V240ZJD型柴油机是与英国里卡多咨询工程公司合作改进的。而它的传动装置是与美国G.E.公司合作改进的。机车上采用了微机控制、电阻制动系统等多项世界先进技术。机车的牵引性能、经济性和耐久可靠性均进入世界先进行列。机车标称功率2425 kW，最大速度118km/h，车长21100mm。
东风7型内燃机车代号DF7，北京二七机车厂1982年设计，1985年正式生产。适用于大型枢纽编组站场调车及工矿小运转作业。机车起动加速快，油耗低、噪音小、作业效率高，运行安全可靠，操纵和维修方便。机车标称功率1470kW，最大速度100km/h，车长17800mm。
东风7B型内燃机车代号DF7B，北京二七机车厂生产的东风7型电传动内燃机车系列产品的一种，柴油机装车功率1840kW，适用于干线货运、大型枢纽、编组站场、工矿企业的调车和小运转作业。该机车能多机重联，机车双向操纵。最大速度100km/h，机车全长18800mm。
东风7C型内燃机车代号DF7C，北京二七机车厂生产的东风7型电传动内燃机车系列产品的一种，适应于调车作业。柴油机装车功率分1470kW和1840kW两种。其余技术参数与东风7B型相同。同系列的产品还有东风7D型，适用于寒冷地区和山区线路。该车有油耗低，维修方便等优点。
东风8型内燃机车代号DF8，戚墅堰机车车辆厂于1984年11月20日试制成功。
东风8B型内燃机车代号DF8B。该车是戚墅堰机车车辆厂在东风8型内燃机车的基础上开发研制的升级换代产品，可满足繁忙干线货运重载高速的要求。机车具有可变换轴重，以供不同线路选择；微机控制和大屏幕彩色液晶显示屏改善了乘务员工作条件，机车操纵更方便。
东风9型内燃机车，代号DF9。是戚墅堰工厂研制的准高速客运内燃机车。可以满足高速运行要求。柴油机装车功率达到4500kW，最大速度160km/h，该型机车没有正式投产。
东风10D型内燃机车，代号DF10F。是东风10系列机车中的一个品种，大连机车车辆工厂生产的重型调车和小运转作业内燃机车。
东风10F型内燃机车，代号DF10F。是东风10系列机车中的一个品种，大连机车车辆工厂生产的适用于客流繁忙干线开行速度为140~160km/h旅客列车的牵引动力。
东风11型准高速客运内燃机车，代号DF11。1992年由戚墅堰机车车辆工厂试制成功，是中国自行设计、自行研制的一项新的成果。最高运行速度170km/h，最高试验速度达到183km/h。
东风12型电传动内燃机车，代号DF12。是资阳内燃机车厂生产的国内功率最大的调车机车，适用于路内大型编组站和工矿企业5000t级货列的调车和小运转作业，也可以用于牵引干线货列。是目前国内多功能、通用性最好的调车机车。
在东风4B型柴油机车投入批量生产之后，为了满足铁路运输对提高机车经济性、耐久性、可靠性的要求，大连机车车辆厂于1984年开始在16V280ZJB型柴油机基础上，着手研制其改进型16V240ZJC型柴油机，并于同年9月试制成第一台样机，其UIC标定功率达到4000马力（2940千瓦）。1985年9月，大连机车车辆厂在东风4B型机车基础上，试制了首台装用16V240ZJC型柴油机的东风4C型柴油机车（4001），车型代号DF4C。与东风4B型机车相比，东风4C型机车不但运用功率有所提高，无论在牵引速度、经济性方面都比东风4B型机车优越，而且在结构上也作出了改进，解决了东风4B型机车不合理的布局和惯性质量问题，并使机车重量分配更趋合理。
东风4C型机车于1985年开始投入小批量生产，首批机车从1985年10月开始配属沈阳铁路局赤峰机务段，在京通铁路赤峰—隆化区段进行运用考核，于1988年12月分别通过了铁道部鉴定牵引热工试验和15万公里线路运用考核试验 ；而16V240ZJC型柴油机也于1989年按国际铁路联盟标准完成了100小时、360小时台架耐久性试验。试验结果显示，在相同区段牵引相同重量的列车，东风4C型机车比东风4（A）型机车平均运行速度提高约10%，万吨公里耗油量较东风4B型机车降低7.5%。东风4C型机车于1991年7月通过铁道部鉴定，同年获国家科技进步二等奖。
1990年，大连厂开始大批量生产东风4C型机车，其车号按东风4系列编制；随后根据中国铁路机车车辆工业总公司统一安排，大连厂将图纸转给资阳内燃机车厂、大同机车厂和四方机车车辆厂，东风4C货运型机车总共生产了845台。其中大连厂在1985年至1998年间累计制造465台（车号4001～4465）；资阳厂于1996年至1999年间累计生产333台东风4C货运型机车（车号5004～5273；5276～5335）；大同厂自1995年至1998年累计制造了40台（车号0001～0040）；四方机车车辆厂也于1998年生产了6台东风4C型机车（车号2001～2006）。
目前大规模装备及使用东风4C型机车的铁路局主要包括哈尔滨铁路局、北京铁路局、沈阳铁路局、呼和浩特铁路局、乌鲁木齐铁路局及南宁铁路局。除此之外，上海铁路局、南昌铁路局、广州铁路集团、昆明铁路局、济南铁路局、武汉铁路局亦有少量东风4C型机车装备及使用。 为满足牵引快速旅客列车的需要，资阳内燃机车厂于1999年在东风4C货运型机车的基础上，自行研制成东风4C型准高速客运用柴油机车。该型机车主要特点为采用了A1A-A1A轴式，即两台三轴转向架的中间轴不带牵引电动机，一台六轴机车只有四根动轴、四台ZD106型牵引电动机，并装用牵引电机全悬挂轮对空心轴驱动转向架、中部低位单拉杆牵引装置、抗蛇行减振器，以及单侧单元空气制动器，其走行部结构与NZJ1型“新曙光号”柴油动车组的动力机车相似。准高速客运型机车的大部分内部设备均与东风4C货运型机车相同，车体外观设计参考了东风11型机车。机车标称功率2165千瓦，轴重21吨，最高运营速度160公里/小时，恒功率速度范围为70～160公里/小时，起动、持续牵引力分别为167、106千牛。
东风4C型准高速客运机车的设计理念是同时满足城际列车和干线长途列车的牵引需要，除了单机主要用于牵引小编组（9节或10节车厢）的城际快速列车，或双机重联牵引大编组（18节车厢或以上）的快速旅客列车，运行速度达到140～160公里/小时；因此该型机车单机牵引9节准高速单层客车在平直道上速度可达160公里/小时，并具有一定剩余加速度，而双机重联可在主要干线上牵引18节（950吨）准高速单层客车。资阳厂于1999年试制了两台样车（车号5274、5275），并于2000年上半年先后在中国铁科院环行铁道试验基地、京承铁路、京秦铁路进行试验，最高试验速度达176公里/小时 。试验完毕后，两台机车均出售予三茂铁路公司三水机务段，投入三茂铁路、广三铁路运用；在交付三水机务段前，机车由资阳厂整修并按东风8B型机车涂装重新油漆。2011年在三水机务段内封存，2013年，5274号机车出售给洛阳机车车辆厂，替代退役的北京型机车作为机车厂调车。
中国铁路爱好者通常以“DF4CK”称呼这种机车，但“DF4CK”并不是官方正式命名。 该车为四方机车车辆厂1998年生产，目前为该厂自备机车。该车采用轮对空心轴六连杆传动，低位牵引拉杆，单元式制动，采用整体轮对。机车除具备传统的重联控制功能，辅助电路亦可双机重联。推测建造目的为双机重联客运用，最高速时160km/h。亦有说法该车为径向转向架，但径向机构从外部观察不明显。
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