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铁路国产化搞那么多年,为什么青藏铁路火车头,还要从美国引进?

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  青藏铁路是全世界海拔最高、线路最长的高原铁路,全程最高点是海拔5072米的唐古拉山口,堪称离天堂最近的铁路,它的建设克服了高原低含氧量以及永久冻土带的影响,是世界铁路建设史上的奇迹!

  

  在青藏铁路线完美体现了基建狂魔的自主技术功底,从铁路建设到运营,全都是中国制造,但细心的网友一定发现了早期的的青藏铁路上有一种白色的NJ2火车头,这是美国通用电气公司设计制造,专门用于青藏铁路格尔木至拉萨区段客、货运列车牵引任务!

  

  但后来这种车头不见了,全都改成了深绿色火车头,变成了统一的绿皮车风格,是国产化了么?但其实完全不是,只是改了个颜色!为什么不用国产化的火车头?国产火车头真的不能在高原地区使用吗?

  

  牵引青藏铁路的火车头,要求有多高?

  青藏铁路全程1956公里,为II级单线铁路,格尔木至拉萨段的冻土层行车时速最高为100公里,非冻土层时速最高160公里,看起来要求一点都不高,毕竟我国350千米时速的高铁都能轻松解决,这区区160公里的青藏铁路火车头有那么难吗?

  

  青藏铁路的两个建设段

  青藏铁路其实最早从1958年9月就开始了,青藏铁路一期工程青海省西宁至格尔木(南山口),全程近800多千米,于1984年7月30日开通运营!

  铺架队铺轨到高原新城格尔木。

  

  青藏铁路二期工程格尔木至拉萨,全程1142千米,2001年6月29日开工建设,2006年7月1日开通运营,5年时间建成高原铁路,这速度让全世界目瞪口呆,而其中解决的难题更是让人感叹基建狂魔的称号可不是虚的!

  

  青藏铁路沿线地质条件十分复杂,海拔4000米以上的路段超过960千米,多年冻土带550千米,还有部分岛状以及其起伏状的季节冻土带,根本就不是建设铁路的地方,另外还有高寒冻土带隧道与低温缺氧,以及唐古拉山地区的地震高发带等,建设工程难度都解决了。

  

  线路条件如何?

  天气条件恶劣:格尔木-拉萨段线路昼夜温差超过40°C,常年风雪,并且有雷暴区段,

  氧气含量很低:空气稀薄,氧含量只有平原地区的50%!

  坡度比较大:从海拔2800米的格尔木到5072米的唐古拉山口,一直都在爬坡,其中最大的坡度为2%,可能各位对这个2%无感,但这个坡度让各位骑单车就很累的,明显感觉在爬坡!

  

  这种条件下,对牵引车头就有要求了,货运车整列一般2000吨(12节),2500吨(14节),3000吨(16节),客运一般900吨左右,高海拔地区运行,内燃机功率大幅下降,一般都是二重牵引或者三重牵引,就是两个火车头或者三个火车头连起来!

  

  准确说在青藏铁路上用国产火车头并没有什么严重问题问题,一个不行用两个,两个不行用三个,当然用四个五个也不是不行,只是没脸哈,

  的

  为什么不用国产化的火车头,真的不能用吗?

  说起青藏铁路上内燃机功率急剧下降,相信有很多专业的朋友马上就会提出反对意见,这内燃机需要消耗大量的氧气,高原氧气稀薄,即使有增压功率也确实会大幅下降,难道不能用电动机吗?国产的高铁接触网,牵引电机不要太厉害,难道不香吗?

  

  确实,因为青藏铁路路过高雷暴区域,电气化铁路故障率很高,这个事情是比较尴尬的,青藏铁路距离太长,而且很多区域都无人值守,一旦故障将需要很长时间才能修复,因此难以选择电气化或者非常困难!

  不香

  

  另一个原因则是电气化成本极高,因为青藏铁路从格尔木到拉萨距离长达1100多千米,中间需要大量的牵引变电所,而且过程中没有发电站,需要从拉萨或者格尔木两头输入,设置大量的变电站来供给牵引所需的27.5KV的交流电,据估计可能需要青藏铁路造价的30%以上。

  

  为什么不用国产内燃机车头?

  NJ2的参数相当不错:16缸V型结构,缸径228mm,单个增压器,功率在海拔2828m:3000kW,海拔5000m:2700kW,受到海拔影响是比较小的,但其实国产的东风8B,东风11,东风9牵引功率都超过3000KW,就功率而言和NJ2水平其实差了不大!

  东风11型 (DF11) 0010号机车,拍摄于北京西客站

  

  

但NJ2的自动化控制以及智能化水平比较高,整个车头数千个传感器,运行控制系统采用由通用电气公司开发的“综合控制架构”(Consolidated Control Architecture,CCA)系统,以3台智能显示器作为机车的控制计算机,通过一个串联的ARCNET局域网通讯网络,控制机车上所有其他计算机和控制装置的运行,包括内燃机控制、牵引控制、制动控制、辅助电源控制、重联控制、粘着控制、故障诊断和检测等功能。

  NJ2驾驶室

  

  可以在驾驶室看到每个点的工作状态,可以快速定位故障位置,这对在高寒无人地带运行非常重要,当然我国火车头并不是达不到这个要求,但需要时间研制,在确认国产有成熟产品之前,用引进的自然是最明智的。

  

  另外有一点要说明的是,现在的内燃机车头大都不是直驱,一般都是交—直—交流电,比如NJ2的驱动结构是:5GMG207型交流发电机、17KG525型牵引逆变器和5GEB30型牵引电动机,有点像舰载的全电驱动,毕竟用机械变速箱的傻大笨粗,不如用电来控制比较容易,而且还大大节省重量与减少故障率。

  东风8B牵引车头

  

  有很多朋友都很担心,通用电气一旦禁运,青藏铁路就要停运,其实夸张了,买到的火车头还敢拉回去不成?而且还保证了检修与备品更换库存,可以使用很久!但即使没有NJ2一样能让青藏铁路跑起来,上文就已经说了,并不是不能解决问题,只是更好地解决问题,这么说大家都想得明白。

  HXN3高原型

  

  

当然更各位也不要着急,2014年大连厂生产的HXN3高原型(过渡方案版),这个车头其实早在拉日铁路开通前就在格拉段进行了试验,并顺利完成,获取了一手数据,为今后正式上格拉段做准备。并且HXN3高原型并不是当初传闻的为拉日而生,它的目的就是青藏铁路最凶险的格拉段——接替NJ2!

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