青藏鐵路被稱為人類工程史上的奇跡,但很多人不知道的是,從格爾木開始,我們就要更換美國火車頭。
直到現在依然如此,很多人都想,中國技術這么發達,為什么要依賴美國的火車頭,難道我們真的造不出來嗎?
為什么要換車頭
格爾木地處青海省西部,海拔大約2800米,是青藏鐵路的重要節點,也被稱為“進藏咽喉”。
從這里開始,火車就要翻越可可西里無人區,穿越凍土、爬上海拔5000多米的唐古拉山口,進入真正的青藏高原核心地帶。
青藏鐵路全長1956公里,海拔4000米以上的路段占到了81%,這是全球海拔最高、線路最長的高原鐵路。
如此高的地方,環境必然十分惡劣,低氣壓、低溫、缺氧還強紫外線,火車在這用電力牽引模式,車頂絕緣子、變壓器外絕緣這些設備,就特別容易出問題。
所以說,換柴油車頭,就是最好的解決辦法,但中國的柴油車頭,說實話質量不行,與美國還是有很大差距。
當時中國沒有任何一條鐵路要在海拔5000米以上運行,所以對于高原動力機車,我們根本就沒有深入研究。
美國在柴油機車技術方面十分先進,專門研發出了“高原款”柴油機車NJ2型。
信息來源:《內燃機車重回春運C位》:2024-03-12 新民周刊
它專門配備了渦輪增壓,就算在海拔超過5000米的高原,也能保持2700 - 3000kW的功率,它能牽引重達10000噸的貨物列車,或者時速達到160km的客運列車。
在2002年的時候,青藏鐵路眼即將通車,但國產的高原柴油機車技術還不成熟,只能去與美國通用電氣公司合作,引進了NJ2型柴油機車。
這就是先借用最成熟的工具解決最困難的問題,是工程上非常理性的選擇,但我們也不可能一直去依賴美國火車頭。
中國國產高原動力
中國的國產機車,當年在高原測試時問題頻出,比如東風4機車,在海拔4000米測試時,動力不增反降,發動機艙過熱,效果十分不好。
而進口的歐洲機車頭雖然動力好點,但在極端溫差下電氣系統故障頻發,所以最終我們選擇引進美國GE公司的NJ2型內燃機車。
NJ2型機車價格也很貴,每臺造價2800萬元,是普通機車的兩倍,車身長23米,重126噸,核心是16缸V型7FDL發動機。
不得不說,它確實厲害,2008年青藏高原遭遇罕見雪災,NJ2型機車依然能正常運轉,這就說明它的技術有多先進。
但我們不可能去依賴美國,中國并沒有放棄國產高原機車的研發,2002年,中車戚墅堰廠就完成了國產“東風8B型”內燃機車的初步設計工作。
這款機車具備牽引5000噸貨物列車的能力,最高運行時速能達到80 - 85公里,不過因為一些原因,研究擱置了。
但在2007年,中國鐵路部門在青藏鐵路通車僅一年后,便重點研究產高原機車,后來到了2014年,“和諧HXN3”高原內燃機車研發項目正式啟動。
在2018年,國產HXN3型高原內燃機車在青藏鐵路部分區段開啟試運行,最高時速可達到120公里,在拉日鐵路線上,從拉薩到日喀則僅需3小時車程。
信息來源:《首批FXN3C型干線貨運內燃機車投入使用》2024-09-11 13:51:07中國高新網
如今,HXN3型高原內燃機車已經投入運用的數目達36臺,現在它的數量,確實還不能全方位替換所有進口機車,但也證明,未來必定會替換全部進口機車。
但真正體現中國鐵路技術硬實力的,不是火車頭,而是整條青藏線的路基、橋梁、隧道和凍土技術。
對于青藏鐵路,很多人第一反應可能是火車頭,但很多技術被人們忽略了,就像青藏高原的凍土,溫度低的話,就會體積膨脹,把路基和鋼軌頂起來,溫度高的話,它體積就會縮小,路基和鋼軌就凹陷下去。
這是一個大問題,對鐵路運營安全造成極大威脅,但我們采用了片石通風路基技術,在土路堤底部填筑一定厚度的片石,上面再鋪筑土層路基。
冬季能把路堤及地基中的熱量排出去,夏季又能減少熱量的吸收,起到冷卻作用,青藏鐵路上有111公里的線路都采用了這種特殊的路基,這是國內首創。
而且在橋梁和隧道,為了減少對凍土的擾動,工程師們采取了“以橋代路”的辦法。
青藏鐵路上的橋梁長達156.7公里,占多年凍土地段的四分之一,其中全長11.7公里的清水河特大橋更是世界之最。
西藏鐵路創造了很多奇跡,世界最長的凍土鐵路,5300米高的唐古拉山隧道,抗高寒、抗風沙、抗地震的橋墩,使用太陽能維穩的凍土冷卻裝置。
這些全是中國人自己研究出來的原創技術,甚至當年世界銀行專家來看了之后都直呼:“這是人類工程史上的奇跡?!?/strong>
總結
火車到格爾木換美國火車頭,不是中國技術不行,而是當時在高原極限環境下,選擇了最穩妥的“借力打力”,用現成成熟設備先開路。
現在中國HXN3型高原機車零部件國產化高達85%,單臺造價僅有美國NJ2的三分之一,未來我們也必定會替換進口火車頭。
而青藏鐵路的建設,也讓所有人看到了中國的基建實力。
再有人說:“格爾木要換美國火車頭,是因為中國鐵路不行”,你可以淡定地告訴他:那是過去的權宜之計,中國早就從學徒變成了老師。
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