國(guó)產(chǎn)火車(chē)頭開(kāi)上“世界屋脊” “大連造”高原機(jī)車(chē)牽引拉日鐵路坐著火車(chē)看“珠峰”
2014-08-15 來(lái)源:中國(guó)北車(chē)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司
本文摘要: 8月15日,拉日鐵路(拉薩至日喀則)正式開(kāi)通,中國(guó)北車(chē)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司獨(dú)家研制的和諧N3高原型火車(chē)頭亮相天路,擔(dān)當(dāng)客運(yùn)和貨運(yùn)牽
8月15日,拉日鐵路(拉薩至日喀則)正式開(kāi)通,中國(guó)北車(chē)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司獨(dú)家研制的和諧N3高原型火車(chē)頭亮相“天路”,擔(dān)當(dāng)客運(yùn)和貨運(yùn)牽引職責(zé)。這是國(guó)產(chǎn)大功率機(jī)車(chē)(火車(chē)頭)首次登上世界屋脊,青藏高原鐵路從此用上了國(guó)產(chǎn)牽引動(dòng)力,而此前青藏鐵路采用的大功率機(jī)車(chē)主要依賴(lài)于美國(guó)進(jìn)口。
和諧N3型機(jī)車(chē)是我國(guó)目前性能最卓越的內(nèi)燃機(jī)車(chē)。主要運(yùn)用于我國(guó)東北平原地區(qū),擔(dān)負(fù)北煤南運(yùn)等重點(diǎn)物資運(yùn)輸牽引任務(wù)。青藏鐵路是世界海拔最高的鐵路,由于青藏高原空氣稀薄,氣壓低,燃料無(wú)法有效釋放能量,國(guó)產(chǎn)火車(chē)頭在青藏鐵路面前只能望而卻步。作為在“世界屋脊”上擔(dān)當(dāng)客貨牽引重任的“火車(chē)頭”,需要攻破紫外線強(qiáng)、空氣稀薄、長(zhǎng)大坡道橋隧多等多項(xiàng)難題。中國(guó)北車(chē)大連機(jī)車(chē)公司在和諧N3型機(jī)車(chē)基礎(chǔ)上,歷時(shí)一年,研究攻關(guān),最終開(kāi)發(fā)出適應(yīng)其氣候環(huán)境特點(diǎn)的高原機(jī)車(chē),7月份已成功完成試運(yùn)及適應(yīng)試驗(yàn)。
針對(duì)高原運(yùn)用環(huán)境和高可靠性的要求,大連機(jī)車(chē)公司在主傳動(dòng)參數(shù)、電氣系統(tǒng)、冷卻性能、柴油機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架及司機(jī)休息室等方面對(duì)和諧N3型機(jī)車(chē)做了相應(yīng)的適應(yīng)性改進(jìn)和優(yōu)化配置。在滿足青藏鐵路牽引要求的前提下,適當(dāng)進(jìn)行功率修正,加大設(shè)計(jì)余量,增強(qiáng)可靠性。
在拉日鐵路正式開(kāi)通前,大連機(jī)車(chē)公司研制的首兩臺(tái)和諧N3高原機(jī)車(chē)開(kāi)進(jìn)青藏高原進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,采集了機(jī)車(chē)運(yùn)用過(guò)程中的大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),并計(jì)算分析,對(duì)機(jī)車(chē)的相關(guān)性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,最終實(shí)現(xiàn)了高原內(nèi)燃機(jī)車(chē)能夠在青藏鐵路上長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的目標(biāo)。
世界最高峰珠穆朗瑪峰位于日喀則市南部。由于和諧N3型機(jī)車(chē)最高時(shí)速可達(dá)120公里,從拉薩到日喀則僅需3個(gè)小時(shí)車(chē)程,縮短了從拉薩到“珠峰”的時(shí)間,實(shí)現(xiàn)拉薩至“珠峰”一日通達(dá),游客坐火車(chē)看“珠峰”不再是夢(mèng)。日喀則地區(qū)有著豐富的礦產(chǎn)資源,通過(guò)拉日鐵路運(yùn)輸方便、經(jīng)濟(jì),改變了以前只能依靠汽車(chē)運(yùn)輸?shù)臍v史。
據(jù)了解,大連機(jī)車(chē)公司將向青藏鐵路交付首批共30臺(tái)性能先進(jìn)的和諧N3高原型內(nèi)燃機(jī)車(chē)。今年9月份,作為川藏鐵路一部分全長(zhǎng)433公里的拉薩至林芝鐵路,將開(kāi)工建設(shè)。青藏鐵路擴(kuò)能改造項(xiàng)目,預(yù)計(jì)11月份也要開(kāi)工。隨著我國(guó)在高原鐵路上投資建設(shè)力度不斷加大,西藏鐵路網(wǎng)在“十三五”期間擴(kuò)張勢(shì)如破竹,高原機(jī)車(chē)的需求將進(jìn)一步增加,同時(shí)也為我國(guó)高原機(jī)車(chē)向智能型、環(huán)保型方向創(chuàng)新發(fā)展提供了更為有利的廣闊空間。
新聞背景資料:
一、青藏鐵路基本情況介紹
青藏鐵路是世界上海拔最高、運(yùn)營(yíng)里程最長(zhǎng)的高原凍土鐵路,享有“天路”稱(chēng)號(hào)。青藏鐵路的格拉段(格爾木至拉薩)全長(zhǎng)1142公里,其中位于海拔4000米以上的線路有965公里。晝夜溫差達(dá)40℃,最高風(fēng)速達(dá)32m/s,常年有風(fēng)沙雨雪,并有較長(zhǎng)的雷電區(qū)段,空氣稀薄,空氣的含氧量為平原地區(qū)的50%,還有較強(qiáng)的紫外線照射。鐵路最大坡道為20‰,最低海拔2800米,最高海拔5072米,還要經(jīng)過(guò)世界海拔最高的風(fēng)火山隧道和條件惡劣的羊八井隧道,鐵路為單線運(yùn)行。目前擔(dān)當(dāng)青藏線客貨運(yùn)任務(wù)的是純進(jìn)口美國(guó)GE公司的78臺(tái)NJ2型機(jī)車(chē)。
拉日鐵路是青藏鐵路的延伸(拉薩至日喀則),為國(guó)家Ⅰ級(jí)鐵路,全線為單線,預(yù)留電氣化條件,年貨運(yùn)量可達(dá)830萬(wàn)噸以上。拉日鐵路全長(zhǎng)253.1公里,坡度大,其中橋隧總長(zhǎng)115.7公里,占線路總長(zhǎng)的45.7%,隧道數(shù)量29個(gè),最長(zhǎng)的隧道17.71公里,在高海拔地區(qū)高比例橋隧鐵路上運(yùn)行機(jī)車(chē),世界為之罕見(jiàn)。拉日鐵路地處青藏高原腹地,線路海拔在3600-3920米之間,空氣密度低、嚴(yán)寒、缺氧、溫差大、風(fēng)沙大、紫外線強(qiáng)。作為在“世界屋脊”上擔(dān)當(dāng)客貨牽引重任的“火車(chē)頭”,需要攻破紫外線強(qiáng)、空氣稀薄、長(zhǎng)大坡道橋隧多等多項(xiàng)難題。
二、和諧N3型高原適應(yīng)性機(jī)車(chē)的技術(shù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)
隨著中國(guó)鐵路跨越式發(fā)展戰(zhàn)略的提出,高速、重載機(jī)車(chē)車(chē)輛的研制是中國(guó)鐵路機(jī)車(chē)車(chē)輛今后發(fā)展的目標(biāo)和方向。通過(guò)和諧機(jī)車(chē)的技術(shù)引進(jìn),大連機(jī)車(chē)公司基本掌握了大功率電噴柴油機(jī)的制造、交流傳動(dòng)和微機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制的運(yùn)用技術(shù),具備了交流傳動(dòng)機(jī)車(chē)整車(chē)系統(tǒng)集成創(chuàng)新能力。新型機(jī)車(chē)的牽引性能、制動(dòng)性能、耐久性、可靠性和人性化水平大幅提高,柴油機(jī)的燃油消耗和排放大幅降低,大大地縮小了與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的差距,使我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)技術(shù)站在了新的起點(diǎn)上,初步具備了設(shè)計(jì)和制造世界最先進(jìn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的能力。引進(jìn)是基礎(chǔ),創(chuàng)新是根本。大連機(jī)車(chē)公司通過(guò)不斷創(chuàng)新,引進(jìn)的技術(shù)發(fā)揮持續(xù)生命力。
為滿足鐵路市場(chǎng)對(duì)大功率貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的需求,大連機(jī)車(chē)公司領(lǐng)銜承擔(dān)了大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)技術(shù)平臺(tái)搭建及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)任務(wù),研制開(kāi)發(fā)了和諧N3型大功率交流傳動(dòng)貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)。該車(chē)是國(guó)際上首臺(tái)同等功率等級(jí)的雙司機(jī)室內(nèi)走廊機(jī)車(chē),是當(dāng)今世界上技術(shù)最先進(jìn)、性能最優(yōu)越、單機(jī)功率最大的六軸貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車(chē)之一。采用大功率低排放柴油機(jī)、先進(jìn)的交流主輔傳動(dòng)、可靠的微機(jī)控制制動(dòng)等先進(jìn)技術(shù)。柴油機(jī)裝車(chē)功率達(dá)4660kW(6000馬力),最大運(yùn)用速度120km/h。該車(chē)具有持續(xù)牽引力大,低油耗,低排放以及運(yùn)行快速,可靠性高的特點(diǎn),滿足雙機(jī)牽引5000噸,在平直道上達(dá)到最大運(yùn)用速度的要求。和諧N3型機(jī)車(chē)投產(chǎn)后,已獲訂單300臺(tái),并全部交付運(yùn)用,充分顯示了該型機(jī)車(chē)強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)力。目前,該機(jī)車(chē)已成為鐵路貨運(yùn)牽引的主力機(jī)型。
研發(fā)這種車(chē)型的同時(shí),大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的技術(shù)平臺(tái)基本搭建完成,技術(shù)平臺(tái)符合內(nèi)燃機(jī)車(chē)技術(shù)走向和發(fā)展需要,對(duì)提高我國(guó)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的總體設(shè)計(jì)水平,提升機(jī)車(chē)整體性能,縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期和成本,提高機(jī)車(chē)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力大有益處。這個(gè)平臺(tái)擁有先進(jìn)的技術(shù)、可靠的性能、良好的人機(jī)界面和環(huán)保節(jié)能的特點(diǎn),更能夠體現(xiàn)中國(guó)鐵路機(jī)車(chē)的特點(diǎn),更貼切中國(guó)鐵路機(jī)車(chē)的運(yùn)用和管理要求,更符合中國(guó)鐵路內(nèi)燃機(jī)車(chē)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展要求。
三、高原適應(yīng)性機(jī)車(chē)的研發(fā)攻關(guān)
大連機(jī)車(chē)公司自主研發(fā),完成了機(jī)車(chē)的高可靠性及安全性研究、柴油機(jī)及增壓器性能研究、電氣系統(tǒng)及部件在高原環(huán)境的分析及研究、機(jī)車(chē)在高原環(huán)境下的可維護(hù)性、環(huán)保性及人性化研究等一系列課題攻關(guān),為順利研發(fā)出高耐久可靠性、高適應(yīng)性的高原機(jī)車(chē)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。
和諧N3型高原適應(yīng)性機(jī)車(chē)保持原有和諧N3型機(jī)車(chē)主體結(jié)構(gòu)不變,機(jī)車(chē)為單司機(jī)室操縱,雙側(cè)貫通內(nèi)走廊結(jié)構(gòu),重聯(lián)后兩臺(tái)機(jī)車(chē)互相貫通。
機(jī)車(chē)可在環(huán)境溫度-40至45℃之間,5100米海拔高度以下運(yùn)行,能夠承受風(fēng)、沙、雨、雪、鹽霧、粉塵、雷電及強(qiáng)紫外線的侵蝕。
針對(duì)高原運(yùn)用環(huán)境和高可靠性的要求,在主傳動(dòng)參數(shù)、電氣系統(tǒng)、冷卻性能、柴油機(jī)、制動(dòng)系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向架及司機(jī)休息室等方面對(duì)和諧N3型機(jī)車(chē)做了相應(yīng)的適應(yīng)性改進(jìn)和優(yōu)化配置。
在滿足青藏鐵路牽引要求的前提下,,適當(dāng)進(jìn)行功率修正,加大設(shè)計(jì)余量,增強(qiáng)可靠性。將柴油機(jī)最大運(yùn)用功率由4660kW修正為3300kW,并且海拔在2800米至5100米時(shí),功率隨海拔及溫度的變化可自動(dòng)修正,海拔接近5100米時(shí),功率不小于3000kW。經(jīng)過(guò)改造的機(jī)油泵和燃油泵,解決了兩種泵在高原地區(qū)流量降低,造成機(jī)油壓力和燃油壓力偏低的問(wèn)題。柴油機(jī)排放等級(jí)為T(mén)ier0,和美國(guó)NJ2型機(jī)車(chē)水平相當(dāng)。
由于空氣稀薄會(huì)造成電機(jī)起暈電壓降低,加速絕緣老化和金屬腐蝕現(xiàn)象,對(duì)主輔發(fā)電機(jī)、牽引電機(jī)降低功率使用,加強(qiáng)絕緣性能。
客運(yùn)時(shí),由于機(jī)車(chē)用風(fēng)量較大,增加了雙管裝置,具有向旅客列車(chē)空氣彈簧等用風(fēng)設(shè)備提供風(fēng)源的能力,同時(shí)兼顧了貨運(yùn)機(jī)車(chē)總風(fēng)重聯(lián)功能。
為防止高原地區(qū)雷電對(duì)控制系統(tǒng)和電機(jī)、電器的損害和干擾,車(chē)軸端部裝有接地裝置。車(chē)體與轉(zhuǎn)向架側(cè)梁、轉(zhuǎn)向架側(cè)梁與接地裝置之間用電纜連接,以確保機(jī)車(chē)車(chē)體可能受到的雷電迅速傳到鋼軌上,以防止雷電對(duì)軸承等的破壞。
由于高原地區(qū)空氣稀薄,含氧量少,紫外線強(qiáng),影響司機(jī)的人身健康,司機(jī)室增加變壓吸附式制氧機(jī),各有3個(gè)氧氣出口,濃度大于90%。駕駛室前窗和側(cè)窗均采用防紫外線低輻射玻璃。
青藏鐵路里程長(zhǎng),沿線多為無(wú)人區(qū),司機(jī)輪換值乘,很難得到充分休息。非操縱端司機(jī)室布置司機(jī)乘人員休息室,前端有中門(mén)結(jié)構(gòu),保證兩臺(tái)機(jī)車(chē)重聯(lián)時(shí),可通過(guò)非操縱端司機(jī)室實(shí)現(xiàn)互通。休息床、工作臺(tái)、櫥柜結(jié)構(gòu)、微波爐、電冰箱、電水壺等生活設(shè)施一應(yīng)俱全,還增加了隔音降噪處理,為司機(jī)提供了良好的休息環(huán)境。
拉日鐵路是世界一流的環(huán)保鐵路,為了保護(hù)鐵路沿線環(huán)境,機(jī)車(chē)增加了電笛、限鳴裝置和干式非直排式衛(wèi)生間。
在拉日鐵路正式開(kāi)通前,大連機(jī)車(chē)公司研制的首兩臺(tái)和諧N3高原機(jī)車(chē)開(kāi)進(jìn)青藏高原進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證,采集了機(jī)車(chē)運(yùn)用過(guò)程中的大量現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù),并計(jì)算分析,對(duì)機(jī)車(chē)的相關(guān)性能和結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整,最終實(shí)現(xiàn)了高原內(nèi)燃機(jī)車(chē)能夠在青藏鐵路上長(zhǎng)期安全可靠運(yùn)行的目標(biāo)。
我國(guó)高原適應(yīng)性機(jī)車(chē)在青藏鐵路的成功運(yùn)行,將支撐我國(guó)大功率交流傳動(dòng)內(nèi)燃機(jī)車(chē)的相關(guān)技術(shù)發(fā)展,引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)未來(lái)。
四、國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的期盼與夢(mèng)想的實(shí)現(xiàn)
中國(guó)北車(chē)集團(tuán)大連機(jī)車(chē)車(chē)輛有限公司經(jīng)過(guò)不斷地自主創(chuàng)新,已經(jīng)發(fā)展成能夠獨(dú)立設(shè)計(jì)制造具有世界先進(jìn)水平機(jī)車(chē)車(chē)輛的現(xiàn)代化企業(yè)。2006年7月1日,青藏鐵路正式開(kāi)通。而恰好在同一天,時(shí)任中央政治局常委李長(zhǎng)春來(lái)到大連機(jī)車(chē)公司,當(dāng)看到這家大型國(guó)有企業(yè)的發(fā)展,李長(zhǎng)春語(yǔ)重心長(zhǎng)地對(duì)企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)說(shuō):“像你們這樣的企業(yè),是關(guān)系到國(guó)計(jì)民生和國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略安全的骨干企業(yè),是‘國(guó)家隊(duì)’’,在對(duì)外開(kāi)放中一定要堅(jiān)持以我為主,不斷加大投入,加快自主創(chuàng)新步伐,填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白。”
李長(zhǎng)春十分重視國(guó)有企業(yè)的自主創(chuàng)新。他說(shuō)“今天,青藏線鐵路正式開(kāi)通,錦濤同志去參加了典禮,青藏線有沒(méi)有你們的車(chē)?”原大連機(jī)車(chē)公司董事長(zhǎng)、總經(jīng)理孫喜運(yùn)回答說(shuō):“修路用的工程機(jī)車(chē)都是我們的,這次從格爾木到拉薩正式開(kāi)通使用的車(chē)是進(jìn)口的。”這時(shí),時(shí)任遼寧省委書(shū)記、現(xiàn)任國(guó)務(wù)院總理的李克強(qiáng)說(shuō):“如果這次青藏線正式開(kāi)通,用的能是你們大連機(jī)車(chē)的機(jī)車(chē),我們將多么自豪??!”孫喜運(yùn)說(shuō):“高原用機(jī)車(chē)有許多我們不熟悉的技術(shù),而美國(guó)曾為秘魯和北歐提供過(guò)高原機(jī)車(chē)。”李長(zhǎng)春說(shuō):“客觀地講,這些年我們國(guó)有企業(yè)一個(gè)共同特點(diǎn)是技術(shù)投入不足、技術(shù)儲(chǔ)備不夠,一下子拿出高水平高原機(jī)車(chē)也很困難,需要有一個(gè)過(guò)程。你們是百年老廠,有很強(qiáng)的技術(shù)實(shí)力和裝備實(shí)力,要加快中國(guó)高原機(jī)車(chē)的研發(fā)。”
如今,高耐久可靠性、高適應(yīng)性的高原機(jī)車(chē)由中國(guó)制造的“中國(guó)夢(mèng)”已經(jīng)成為了現(xiàn)實(shí),令每一個(gè)中國(guó)人驕傲自豪!