爲什麼青藏鐵路到格爾木,要用美國的火車頭?國產的不能用嗎?

青藏鐵路

青藏鐵路分兩期建成,1958年開工建設第一期東起青海省西寧市,西至格爾木市工程,第二期格爾木至拉薩段工程,2001 年 6 月 29 日開工,2006 年 7 月 1 日全線通車。

青藏鐵路的建成,是世界上海拔最高、線路最長的高原鐵路,也成功改寫了西藏沒有鐵路的歷史,推動了西藏的發展,加強了內地與西藏的聯繫,促進了西藏地區的經濟發展。

使得西藏的物資運輸更加便利,大量的生活物資、建築材料等可以通過鐵路源源不斷地運往西藏,同時,也方便了人員的往來,促進了旅遊業的發展,“青春沒有售價,硬坐直達拉薩”。

但是在建設的過程中也充滿了一定的難度,因爲,青藏鐵路大部分路段都在海拔 3000 米以上,其中唐古拉山口海拔更是高達 5072 米。

高海拔地區空氣中的氧氣含量會比較低,會讓人出現缺氧的情況,這就意味着建設者們需要克服高原反應,很多時候還要在缺氧的環境下進行高強度的體力勞動。

而且,線路經過大片連續多年凍土區,凍土的特性是在低溫時呈凍結狀態,像岩石一樣堅硬,但溫度升高時會融化成泥,會導致路基下沉、變形,影響鐵路的安全運行。

除此之外,對於火車頭也有很高的性能要求,以保證列車能夠在高原缺氧環境下正常運行。

同時,面對沿線的低溫環境和複雜的地質條件,火車頭需要有良好的防寒、防鏽等性能,當冬季來臨時,青藏鐵路沿線氣溫極低,火車頭的部件必須能夠承受低溫,防止因凍結而損壞。

可是,我國用的確是美國的火車頭,那麼,美國的火車頭是有怎麼樣的優勢嗎?

美國火車頭的優勢

面對條件如此苛刻的鐵路環境,在青藏鐵路機車選型過程中,是經過了嚴謹的綜合評估,考慮到青藏鐵路的特殊環境要求,包括高海拔、低氧、凍土等複雜條件對機車性能的巨大挑戰。

國內機車技術雖然在不斷進步,但對於這種極端特殊工況下的機車製造經驗相對較少,所以,引進國外先進機車技術是一種有效的補充方式。

於是就看中了由美國通用電氣公司生產的 NJ2 型內燃機車,它採用了先進的渦輪增壓技術,能夠在稀薄的空氣中有效地吸入足夠的氧氣,從而爲列車提供穩定而強勁的動力。

即使是在海拔 4000 米以上的地區,這種機車的動力性能下降幅度相對較小,這對於青藏鐵路這種長距離、高海拔的運輸線路至關重要。

而且,它的發動機、傳動系統等關鍵部件,也是經過了嚴格的質量檢驗和長時間的運行測試,使得這種美國火車頭能夠在惡劣的自然環境下長時間穩定運行,減少了因機車故障導致的運輸中斷風險。

比如,美國丹佛 - 里奧格蘭德西部鐵路,也有一部分路段處於高海拔地區,美國火車頭在這些線路上積累了一定的運行經驗,爲其在青藏鐵路的應用提供了參考。

那麼,爲什麼不用國產的火車頭,是存在怎麼樣的困難嗎?

國產火車頭的困難

國產火車頭面臨的一個關鍵問題是在高原環境下動力輸出難以滿足需求,海拔升高時,空氣密度下降,發動機進氣量減少,會導致燃燒不充分,會導致功率大幅下降。

並且,國產火車頭的一些零部件在低溫下可能會出現材料性能下降的問題,如橡膠密封件變硬、脆化,導致密封性能下降,進而影響機車的正常運行。

在寒冷情況下,冷卻系統中的水也容易結冰,一旦結冰可能會損壞冷卻管道和其他部件,同時,在寒冷環境下啓動機車也是一個難題,需要預熱才能確保車能夠順利啓動。

而且,青藏鐵路經過大片連續多年凍土區,凍土的凍融循環會引起路基的變形,就需要。列車在行駛過程中,有良好的減震和走行部性能來適應這種不斷變化的軌道狀態。

除此之外,爲了使火車頭在高原環境下能夠正常進氣,需要先進的渦輪增壓技術,國產渦輪增壓技術相對薄弱,難以研製出能夠在高海拔地區確保足夠進氣量的渦輪增壓器。

比如,某型國產機車在高海拔路段試驗時,牽引一定重量的列車時,其速度只能達到設計速度的 60% 左右,而且發動機出現了燃燒不充分的現象,這代表進氣量不足導致燃油不能完全燃燒。

在冬季低溫測試時,部分國產機車的零部件出現故障,影響了制動性能。

但是,國產火車頭還在不斷地發展之中。

國產火車頭還在不斷髮展

創新和自主研發是一個國家技術進步和產業升級的關鍵力量,在鐵路交通領域,尤其是像青藏鐵路這樣具有特殊環境挑戰的線路,自主研發火車頭技術至關重要。

擁有自主研發的火車頭技術能夠保障國家的交通基礎設施安全和獨立性,只有這樣才能。在國際形勢複雜多變的情況下,減少依賴進口技術的制約,如技術封鎖、供應中斷等。

而且,自主研發火車頭技術有助於推動國內相關產業的發展,形成完整的產業鏈,不僅能夠創造大量的就業機會,還能帶動上下游產業的協同發展。

同時,自主研發火車頭技術,還能夠促使科研團隊不斷探索新的材料、新的設計理念和新的製造工藝。

也取得了一定的成果,中國科研人員針對青藏鐵路高海拔地區的特點,通過改進渦輪增壓技術,使新型國產火車頭在高海拔地區能夠更有效地吸入空氣,保證燃油的充分燃燒。

爲應對青藏鐵路沿線的極端低溫環境,採用了新型的低溫材料來製造關鍵零部件,如耐低溫的橡膠密封件、高性能的保溫材料用於機車的車廂和設備艙等等一系列成果。

結語

青藏鐵路到格爾木段使用美國火車頭,是因爲美國火車頭在動力性能、高原適應性、可靠性等方面具有一定的優勢,可以爲青藏鐵路的運營提供有力的保障。

而,國產火車頭,則面臨技術瓶頸、研發困難等問題制約了國產火車頭的發展。

相信在未來,隨着技術的不斷進步和創新,國產火車頭的性能和質量將不斷提高,一定會在青藏鐵路及其他高難度鐵路線路上完全替代美國火車頭。