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標(biāo)題: 為什么青藏鐵路到格爾木,要用美國的火車頭?國產(chǎn)的不能用嗎? [打印本頁]

作者: twq19810302    時間: 2023-11-7 11:01
標(biāo)題: 為什么青藏鐵路到格爾木,要用美國的火車頭?國產(chǎn)的不能用嗎?
本帖最后由 twq19810302 于 2023-11-7 11:03 編輯
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0 ^  V& q  S6 n0 ?3 [美國旅行家曾在游記中寫道:“只要有昆侖山脈在,鐵路就永遠(yuǎn)到不了拉薩。”! g+ k' S9 v; _0 K; O2 ]* ?
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后來,我國青藏鐵路通車,從此火車穿越昆侖山脈,在拉薩的雪峰穿梭。, V2 m" x$ O0 i( U1 _

8 ~. s  c' H( R9 E. C9 B" G, m' L青藏鐵路是中國乃至世界工程史上的“奇跡”,整體工程分為兩期,第一期是西寧到格爾木,第二期是格爾木到西寧。不過,當(dāng)火車抵達(dá)格爾木之后,需要先更換美國的內(nèi)燃機(jī)火車頭后再前往拉薩。% @( T: i) c+ S$ E; h7 ^
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可中國是基建大國,為什么不選擇抗寒性更好的電力車頭,又為什么要更換美國的火車頭?
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為什么要換美國火車頭- a3 e. Y# n, Q
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在長達(dá)數(shù)千年的歷史長河中,青藏高原一直都是“危險”的代名詞。
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唐代文成公主進(jìn)藏聯(lián)姻,結(jié)果在抵達(dá)拉薩時,隊伍只剩下一半人,隨行畜牲更是死傷無數(shù)。
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但是就算進(jìn)入西藏的難度如同攀天梯,我們也從來沒有想過丟掉西藏,為此我們修建了青藏公路。* G4 Z" M: V# h* f

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可在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的驅(qū)使下,公路的運(yùn)力已經(jīng)無法滿足需求,青藏和其他省份都需要一條從早到黑、一年四季都能跑的鐵路,于是中國花了半個世紀(jì)修建了青藏鐵路。1 \& I5 c; y- ^

$ v6 U9 |+ D* f" K但是,在建造鐵路的同時,考慮到鐵路沿線環(huán)境的特殊性跟惡劣性,中國還需要專門為青藏鐵路量身打造一款火車。
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如今中國的火車線路基本上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)電氣化,在西寧到格爾木路段也是采用電機(jī)驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī),這里地勢相對平穩(wěn),可以采用電力驅(qū)動的內(nèi)燃機(jī),既環(huán)保又能滿足運(yùn)力需求。
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但是,既然電力驅(qū)動內(nèi)燃機(jī)這么好,為什么到了格爾木到拉薩路段就要選用美國的柴油內(nèi)燃機(jī)?中國不能自己造內(nèi)燃機(jī)嗎?' t! I1 a8 i% G1 Z& K2 g  X

! }# F) ^/ y! h! K有人說,這是因為美國的內(nèi)燃機(jī)比較好,確實(shí)是這樣子的。
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當(dāng)時中國選擇購買美國通用汽車公司專門設(shè)計的“NJ2型”火車頭,該款火車頭采用柴油增壓技術(shù)。
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% \3 [9 L3 J" N% X9 t: `簡單來講,該款火車頭的驅(qū)動原理是通過燃燒柴油轉(zhuǎn)化電能,配備有7FDL柴油機(jī),標(biāo)定功率3234kw,裝車功率3000kw。0 v6 C8 ^) h1 ]9 \7 r) P& |0 C
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在運(yùn)行過程中,柴油機(jī)的功率可以根據(jù)海拔變化而進(jìn)行調(diào)整,從這幾個方面來看,該款火車頭的優(yōu)勢是相當(dāng)明顯的。: e+ j) M% d( X, i  ^" S7 S5 q6 ~

4 X* K- c, W! H& J+ D( s2 V& _6 L其實(shí)格拉段選用美國內(nèi)燃機(jī)確實(shí)是因為美國的內(nèi)燃機(jī)更好,當(dāng)時中國也沒辦法立刻造出來適合這一路段的內(nèi)燃機(jī),這主要跟青藏鐵路面臨的一些世界級難題有關(guān)。
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9 j# _" T  k5 r! f: m. b9 n建設(shè)青藏鐵路的兩個難點(diǎn)3 N, ]9 Q! L: s" d. M2 q

: V. a; o+ k2 n6 y  B首先,青藏鐵路途經(jīng)的凍土區(qū)長達(dá)545公里,是截至目前全球途經(jīng)凍土區(qū)最長的鐵路。5 e6 ?& U% i; _% w+ E, J

3 k! P# \7 ]7 _. }凍土實(shí)際上是指含有水分的土壤,一旦氣溫到達(dá)或者低于零度,凍土就會結(jié)成冰,成為梆硬梆硬的土塊,反之則會融化。
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青藏鐵路相當(dāng)于要到世界上最高的地方,中間要跨越5000多米的高山,還有大量河流、峽谷等等,這時加上凍土相當(dāng)于安了一地的不定時炸彈。
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當(dāng)夏季溫度上升時,一些非永久的凍土?xí)诨雌饋砭拖袷且粋€隨時會陷下去的泥潭。
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" S$ N( Y  l+ a& j7 _因為水化成冰會導(dǎo)致體積縮小,進(jìn)而使得地面下沉,而冬季恰恰相反。$ \/ N/ x6 r  R- B+ ~* c1 `' D
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凍土的凍脹會直接威脅鐵軌跟列車的安全,后來工作人員先是到了青藏高原建設(shè)凍土觀測站,以便摸清沿線的凍土情況,然后采取在基地鋪設(shè)草皮、泡沫塑料等材料給凍土“保溫”,進(jìn)而降低凍土對鐵軌的影響。
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+ W  d3 |' ?3 j( |! N/ E在盡量降低凍土對鐵軌的影響之后,還需要考慮凍土跟溫度的變化給火車帶來的影響。這些變化會直接影響火車頭的功率,而“NJ2”型火車頭能夠根據(jù)這些變化而調(diào)整功率。
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其次,青藏鐵路格爾木到拉薩路段的平均海拔高達(dá)4438.41千米,其中有超過八成的線路,海拔超過4000米。
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在這一段線路中,青藏鐵路需要經(jīng)過高山、峽谷等復(fù)雜地形,地形的起伏跌宕要求火車車頭要有足夠的牽引力,而中國的內(nèi)燃機(jī)主要還是適用于平原、丘陵地區(qū),牽引力不足以滿足列車在高原高速行駛的需求。. g7 }3 i2 H0 V* G3 w3 I6 U
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其實(shí)一般海拔4千米以上的地方已經(jīng)直接跟“死亡”掛鉤,這里的含氧量極低,許多人會因為缺氧而出現(xiàn)惡心、血壓升高等高原反應(yīng)。
5 q; {  v1 r# T8 U加上海拔較高的地方氣候寒冷,導(dǎo)致每年真正能夠施工的時間僅有七八個月。
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9 {! O# Y: j0 Z: n/ Z  t  I* G如果選擇采用電氣化線路,工人們需要先到海拔4000多米高的地方鋪設(shè)電纜,這相當(dāng)于要去高原鋪電線、建電站,可想而知整個過程會有多困難。. j: ]0 T) N, H  i7 l* q
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更為棘手的是,特殊的氣候、地質(zhì)、地形導(dǎo)致格拉段自然災(zāi)害多發(fā),這些自然災(zāi)害隨時可能會導(dǎo)致供電線路出現(xiàn)中斷,甚至引發(fā)安全事故。
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而柴油機(jī)發(fā)動機(jī)的內(nèi)燃機(jī)不用外部提供電力,加速、變軌等都只依賴內(nèi)部裝置,只要鐵軌正常就能行駛,更加具有穩(wěn)定性。" B  \( N# f8 [1 N. f7 K
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另外,相比較傳統(tǒng)線路,電氣化線路對于維護(hù)的要求較高。
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  q: }4 W) ?: e9 ^  u6 E; H以高鐵為例,如今中國一條高鐵的維護(hù)成本是幾千萬乃至上億元不等,而放到高原上這一數(shù)字還會繼續(xù)飆升。4 r5 x8 \; Q" w  n7 a
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就算真的財大氣粗不愁錢,有沒有人每天去維護(hù)都是個大問題。
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但問題來了,為什么就格拉段選擇柴油發(fā)動機(jī)?這與柴油發(fā)動機(jī)一大弊端有關(guān)。
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柴油發(fā)動機(jī)的局限$ y! ]. ~; L6 r8 W7 f

5 b% |/ O4 B3 t3 K; ~/ u柴油機(jī)在工作過程中會產(chǎn)生一氧化碳、二氧化硫等諸多污染物,但是青藏高原的生態(tài)環(huán)境相當(dāng)脆弱,一旦遭遇破壞,很有可能在幾年乃至幾十年內(nèi)都沒有辦法恢復(fù),所以要盡可能地減少使用內(nèi)燃機(jī)。
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更直白一點(diǎn)來講,格拉段選擇內(nèi)燃機(jī)是不得不選的,既然已經(jīng)決定要使用內(nèi)燃機(jī),中國為什么不自己造呢?
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事實(shí)上,中國并不是完全沒有內(nèi)燃機(jī),但是當(dāng)時中國的重心是放在研究高鐵上,很難掏出大量金錢投入內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)。
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加上建設(shè)青藏鐵路已經(jīng)迫在眉睫,最終中國便選擇了最簡單粗暴的辦法,即從美國購買火車頭,直接搞出了“混血列車”。- A$ l* a8 O- e8 }8 E# x( j

$ j; P& F4 L' G( v9 d2 q正是在如此惡劣的環(huán)境下,中國人花了近半個世紀(jì)的時間,終于將青藏鐵路修完了,這再一次給世界上演了一出逆天改命的大作。' q! {4 z3 v6 z1 e3 |% C3 l

/ L6 {! {) |2 a1 q& r" _但是,隨著技術(shù)的進(jìn)步,未來格拉段有沒有可能更換成電氣線路,甚至讓高鐵動車跑上青藏高原呢?
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早在2023年7月1日,“復(fù)興號”動車順利駛?cè)胛鞲穸危@意味著青藏鐵路已經(jīng)正式進(jìn)入“動車時代”。
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/ j0 v* g! g1 E( c2 [; k本次駛?cè)肭嗖罔F路的動車是新型的CR200J復(fù)興號動車組,時速高達(dá)160公里。該款動車是專門根據(jù)高原地區(qū)的環(huán)境設(shè)計的,可以在海拔3500高的地區(qū)行駛。
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( J* L4 Y  @& t+ N, o$ Y在鐵路科技快速發(fā)展的中國,動車駛?cè)肭嗖罔F路已經(jīng)不是難題,未來動車駛進(jìn)海拔更高的格拉段更是指日可待5 o: c" C7 N4 q5 i
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作者: 長涯    時間: 2023-11-7 11:22
現(xiàn)在雖然國產(chǎn)的格爾木段內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)投入使用了,不過比起通用的肯定還存在差距。高鐵動車維護(hù)成本這么高還不如繼續(xù)搞變功率內(nèi)燃機(jī)了




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