文 | 怡然探索 编辑 | 怡然探索 我国的高铁技术已经领先全球，但著名的青藏线却还是需要从美国进口火车头。高铁的问世，不断提升了铁路旅程的速度和舒适度，也成了外国人最想带回国的＂中国特产＂。 青藏铁路 那么为什么青藏线的火车头却没有运用到高铁，反而还需要从美国进口呢？01 青藏线曲折的建设过程 平均海拔达到4500米的青藏高原有个外号——＂世界屋脊＂，在世界高原中坐享第一，因此建设青藏铁路的难度也是非常之高。 青藏铁路全长1956千米，起于青海省西宁市，终到西藏自治区拉萨市，途径昆仑山、可可西里、布达拉宫等景区。 青藏线所处之地大片为＂生命禁区＂，因为高寒缺氧的环境、脆弱的生态以及大面积的冻土地质，使其从20世纪50年代一直建设到了21世纪初才全面竣工。 青藏高原的冻土地质 期间，党和国家领导人着重提醒要保护好周围的生态环境，因此光环保投资就达到了15亿以上。 建好以后，所面临的最大问题还是缺氧，但不是人，而是设备。那时候中车集团还未成立，只有南车和北车，于是我国专门为高原铁路研制了一款高原内燃机车东风8B 9000。 东风8B 9000 虽然样车的各项性能都达到了标准，但实地试车时还是出现了问题。列车在唐古拉山口停车后，制冷启动测试失败，高原环境还是会影响到火车的运行。无奈之下，只好先进口了美国通用的NJ2型内燃机车。 NJ2型内燃机车02 美国内燃机车的优势 NJ2型内燃机车有个非常厉害的硬件可以应对缺氧的环境，那就是它的电子控制燃油喷射柴油机、交流传动技术，使其能在高原极端的环境下，牵引性能仍然能发挥出良好的水平。 机车的动力来源主要依靠柴油机燃烧产生电能，带动发电机运作，将柴油机产生的电能传输到电动机，其转换出的机械能带动各种驱动推动火车头运行。这个构造与我们熟知的电油混合动力汽车类似。 7FDL-16AD1型柴油机 该机车使用的是通用的公司制造的16缸、四冲程、废气涡轮增压的V型中速7FDL-16AD1型柴油机。它加装了博世的高压喷油泵，使用了大量的精密电子控制仪，这在美国都是用于部队重装输运车的主力，因此它能很好地适应高压的环境。 机车运用多机重联方式运用，当其中一辆机车出现故障后，其可以从其它重联的机车中获得辅助电源，维持柴油机的加热、车厢照明等功能。每台机车所携带的柴油箱容量达到9000升，运行过程中有一台机车无法运作时，故障的机车也能将自身的燃油供给相邻的机车，保证了能源的使用率。 16V280ZJA型柴油机 而我们的东风8B 9000与之相比还是存在着一些差距。我们虽然安装了专门设计的16V280ZJA型柴油机，各项技术指标都达到了标准，但是在稳定性上还是存在一些缺陷。满足不了列车在含氧量非常低的高压环境下，所需要的条件。 因此在很长一段时间内，青藏线使用的都是NJ2型柴油机车。 为什么我们无法做到与通用公司一样标准的柴油机呢？这还得从第二次工业革命说起。03 第二次工业革命 19世纪中期，欧洲国家和美国、日本的资产阶级完成第二次工业革命，人类从此进入了＂电气时代＂，经济得到飞速发展。但是中国没有赶上，当时的我们还是农业国家，科学技术与西方落后了几十年。 19世纪90年代，世界上第一台柴油机的问世，为西方柴油机的发展奠定了扎实的基础。随着各国之间的军备竞赛，柴油机的技术进入了快速发展阶段。 鲁道夫·狄赛尔和他的柴油机04 中国的技术进步 虽然我们没有人家基础好，但是我们一直坚持在钻研的道路上。在南车集团吸收了美国通用技术的相关优势，在东风8B 9000的基础上研发出＂和谐5型内燃机车＂，又称为＂HXN5型柴油机车＂。 HXN5型柴油机车 该机车加装了IGBT变流器，采用了通用的大功率交流传动内燃机技术，使其性能大大超过了NJ2。整车优化得十分出色，轮周效率和粘着利用率都非常高，技术和经济指标都达到了国际先进水平。 自2009年之后，我国采购了近300台HXN5，它的成功研制，加快了中国铁路自主创新的速度。 不仅如此，中车北车和美国EDM内燃机车公司建立起合作关系，在EDM的技术基础上研制出我国＂和谐3型＂内燃机车。为了将油耗大幅度降低，提升燃油效率，它不仅加装了先进的电动微控柴油机供油系统，还使用了EDM的大功率电喷柴油机。 和谐3型内燃机车 相关数据显示，与使用机械柴油供给系统的东风4型内燃机车相比，和谐3型机车的油耗少了1/3，且牵引力更高，2台东风4的标准功率才能一台和谐3相比。它模块化的生产方式，也大大减少了运营成本。 2015年-2018年期间，铁路公司为了全面代替NJ2，共采购了66台和谐3，美国的内燃机车终于被中国的火车头接替了位置。 但是虽然说和谐3是中国生产制造的，但是技术还是美国的，这怎么能算是真正意义上的国产呢？05 技术吸收与延伸 中国的大部分技术最开始都是引进国外。因为我国缺乏技术基础，工业起步较晚，西方国家又对我们实行技术封锁，所以只能先从引进国外技术开始。就像我们读书一样，都是从幼儿园开始，先学习汉字和基本的数字算法，在这些基础上，我们才能学习到后续更为复杂的知识，谁都不是一出生就知天文地理，科技技术也是一样。 涡扇20 因此，我们需要从国外学习到基本的技术，在这基础上进行吸收和借鉴，最终打造成属于我们自己的技术，有了像涡扇20等一系列先进技术产物。目前，我国已经可以全面国产和谐3，HXN5也实现了85%以上零件国产化，推动了产业链的发展与铁路技术的进步。06 为什么青藏线不采用电力机车 高铁又快又平稳，而且我国电气化铁路也正在全面普及，那为什么青藏线不用高铁作为主要运输工具呢？ 首先，电力机车主要依靠电气化铁路接触网的电能作为动力带动机车，其速度可达每小时上百公里，而且爬坡能力强，铁路的陡度对电车影响较小，不受海拔和温度影响，环保低碳，在高原使用电力机车不用担心功率衰退的问题。 电力机车 目前西宁至格尔木段路已经实现了电气化，但是格尔木至拉萨却没有进行电气化。这是因为这段铁路的平均海拔实在是太高了，达到了4000米以上，到处是无人区，铁路的日常维护工作很难开展，并且气候和季节都能影响到列车的运行。对于成本高、技术难度大的电气化铁路来说并不是个双全的选择。 青藏铁路建设 还有一个经济上的因素，也是导致这段铁路没有实行电气化的原因，那就是造价成本太高。 一般情况下，我国每公里电气化铁路造价为3000万元左右，像在青藏高原这种恶劣的环境下，造价成本肯定是更高的。 2006年青藏铁路正式完工后，据计算，其总投资高达330.9亿元人民币，考虑到多方面因素，如物价上升等，如果将青藏铁路全线改造成电气化线路，其造价成本会大幅提升。同时我国一般使用单相50赫兹的25千伏交流电的电气化铁路接触网，会在一定程度上影响到其脆弱的生态环境，这也是必须要考虑到的问题之一。 可可西里国家级自然保护区中的猛禽 总的来说，电气化铁路投入大，技术难度较高，因此使用在青藏高原确实不如内燃机车来得好，再加上我国土地广阔，西南部地区自然环境很难建设电气化铁路，我国在短期内还不能完全实现铁路电气化。 但是目前我国的铁路技术已经达到全球先进水平，其加速带动了经济发展，未来我们的铁路还将继续升级，我们也将享受到更多铁路发展带来的优势。