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劉莉 胡唯元 張佳星  

    兩輛機(jī)車牽引2萬噸列車，210節(jié)車廂2.7公里車長，一年3億噸運(yùn)量……

　　當(dāng)國際同行發(fā)出“是否點(diǎn)錯(cuò)小數(shù)點(diǎn)”的疑問時(shí)，更讓他們驚嘆的是中國鐵路人用短短幾年時(shí)間掌握的先進(jìn)鐵路重載技術(shù)。

　　客運(yùn)高速和貨運(yùn)重載，是世界發(fā)達(dá)國家鐵路發(fā)展的共同趨勢。發(fā)展鐵路重載運(yùn)輸需要應(yīng)用多項(xiàng)科技手段，是國際上公認(rèn)的鐵路運(yùn)輸尖端技術(shù)之一。2004年前后，黨中央、國務(wù)院領(lǐng)導(dǎo)多次組織召開專門會議，研究鐵路建設(shè)發(fā)展問題，確定了推進(jìn)鐵路技術(shù)裝備現(xiàn)代化“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計(jì)生產(chǎn)、打造中國品牌”的總體方針，大秦線技術(shù)裝備創(chuàng)新也駛?cè)肓恕翱燔嚨馈薄?

　　機(jī)車：智能動(dòng)力巨無霸

　　“重載列車不怕電力機(jī)車?yán)粍?dòng)，怕的是機(jī)車指令發(fā)出后萬噸列車停不下來。”鐵道科學(xué)研究院機(jī)車車輛研究所副所長李學(xué)峰說，大秦鐵路60%%的線路都是山區(qū)鐵路，如果萬噸、2萬噸列車下坡時(shí)制動(dòng)不好，很可能車毀人亡，中間的車輛甚至?xí)粩D成“鐵餅”。

　　為有效解決山區(qū)鐵路中的通信可靠性問題、長大下坡道的周期制動(dòng)問題和長大列車的縱向沖動(dòng)問題，大秦鐵路在世界重載鐵路領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)了LOCOTROL技術(shù)和GSM-R平臺的有機(jī)結(jié)合。我國鐵路科研人員把機(jī)車分布式同步操縱LOCOTROL技術(shù)由過去的點(diǎn)到點(diǎn)通信傳輸，依靠改進(jìn)GSM-R綜合數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)，發(fā)展為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信傳輸，使得近3公里長的重載車輛實(shí)現(xiàn)了前后同步控制，操縱誤差僅為0.6秒。

　　牽引動(dòng)力是影響重載列車載重的關(guān)鍵因素。為盡快給鐵路大提速提供高品質(zhì)的機(jī)車，株洲電力機(jī)車有限公司在2004年引進(jìn)西門子的核心技術(shù)———系統(tǒng)集成技術(shù)。經(jīng)過機(jī)車整車試制和實(shí)踐，株電公司完全消化了關(guān)鍵質(zhì)量控制程序先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，基本掌握了西門子交流傳動(dòng)機(jī)車的系統(tǒng)技術(shù)，同時(shí)也為后續(xù)機(jī)車自主化研制提供了良好的部件研發(fā)平臺。

　　在生產(chǎn)大功率機(jī)車的湖南株洲電力機(jī)車股份有限公司轉(zhuǎn)向架生產(chǎn)車間，用在貨運(yùn)機(jī)車上的轉(zhuǎn)向架居然制作得像精致的工藝品。總工程師劉能文說，沒引進(jìn)德國西門子技術(shù)前，我們做的轉(zhuǎn)向架全是傻大黑粗的笨家伙，現(xiàn)在則全變了，西門子的人看了都說，這簡直就是德國造！

　　總經(jīng)理徐宗祥說，如果說上世紀(jì)80年代前的引進(jìn)技術(shù)是原樣引進(jìn)，90年代的引進(jìn)是質(zhì)量控制和工藝的話，那么這次大規(guī)模引進(jìn)則是引進(jìn)了一種全新的理念，引進(jìn)了創(chuàng)新的智慧。

　　2007年，我國通過引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新生產(chǎn)的HXD1型、HXD2型電力機(jī)車下線。大秦鐵路以往運(yùn)用的國產(chǎn)SS4型電力機(jī)車，功率是6400千瓦，現(xiàn)在的HXD1型、HXD2型電力機(jī)車功率達(dá)到9600—10000千瓦，只要一前一后兩臺機(jī)車牽引，就可以取代以往4臺SS4電力機(jī)車牽引2萬噸重載列車的模式。節(jié)省下來的機(jī)車和乘務(wù)員可以再開行更多的重載列車。

　　“我們已經(jīng)基本建立了世界先進(jìn)水平的交流傳動(dòng)電力機(jī)車技術(shù)平臺，有20多項(xiàng)重大關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，機(jī)車國產(chǎn)化率達(dá)到了72%%以上。”徐宗祥自豪地說。

　　而且，機(jī)車上的大部分部件和原材料盡可能由公司制造或者在國內(nèi)企業(yè)采購，整車制造成本大幅降低。

　　在關(guān)鍵技術(shù)引進(jìn)消化吸收與國產(chǎn)化取得階段性成果的基礎(chǔ)上，鐵道部聯(lián)合中科院和清華大學(xué)等科研院所，以項(xiàng)目為紐帶，構(gòu)建了產(chǎn)學(xué)研一體的技術(shù)引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新體系，著手進(jìn)行再創(chuàng)新工作，取得重要進(jìn)展。大功率機(jī)車方面，在6軸總功率7200千瓦的技術(shù)平臺上，正在組織實(shí)施牽引變流器、牽引電機(jī)、車體、轉(zhuǎn)向架以及整車集成技術(shù)的自主創(chuàng)新，機(jī)車總功率可提高到9600千瓦，成為未來牽引貨物列車的主力機(jī)型。

　　車輛：增加載重保質(zhì)量

　　指著一節(jié)節(jié)用于大秦線的新型車輛，鐵道部總工程師、科技司司長耿志修告訴記者：“可別以為這就是個(gè)簡單的貨箱，這里面可有不少我們自主創(chuàng)新的專利技術(shù)呢。”

　　記者注意到，在我國鐵路各條干線上行駛的貨物列車，大都由自重較大的黑色或褐色的C64k型、C70型鋼質(zhì)車輛組成，它們能夠裝載的貨物重量分別為60噸和70噸；而現(xiàn)在大秦鐵路上運(yùn)用的主力車輛是由國內(nèi)中國北車集團(tuán)齊車公司自主研發(fā)的C80型鋁合金、C80B型不銹鋼重載運(yùn)煤敞車，它們裝載的貨物重量達(dá)到了80噸，材質(zhì)輕、載重大的新型貨車給大秦線帶來別樣的風(fēng)景。

　　要提高大秦線的運(yùn)量最有效的辦法就是增加每節(jié)車輛的載重。2003年5月，鐵道部正式立項(xiàng)組織攻關(guān)研制載重80噸級重載貨車，目標(biāo)是軸重25噸、載重80噸、時(shí)速100公里、列車牽引總重2萬噸。

　　“這可不是簡單的將車廂做大的問題，”齊車公司總工程師于連友如數(shù)家珍地說，首先，要突破輕量化車體設(shè)計(jì)技術(shù)，與60噸級貨車相比，80噸級重載貨車在載重增加的同時(shí)，要實(shí)現(xiàn)自重降低，同時(shí)提高使用可靠性，C80型鋁合金車成功應(yīng)用了鋁合金輕型材料及雙浴盆式車體，C80B型不銹鋼車突破了鐵素體不銹鋼材料及焊接技術(shù)。其次是降低輪軌低動(dòng)力作用技術(shù)，自主研制了低動(dòng)力作用交叉支撐式轉(zhuǎn)向架，降低了輪軌間動(dòng)作用力，提升了車輛運(yùn)行品質(zhì)。第三是降低重載列車縱向沖動(dòng)技術(shù)，研發(fā)應(yīng)用了高強(qiáng)度車鉤及牽引桿、大容量緩沖器、120—1型空氣控制閥等3項(xiàng)技術(shù)，列車縱向沖擊力減少35%%。該車的7項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)獲得了國家專利。

　　2004年，C80型鋁合金運(yùn)煤敞車批量投入使用，2006年，C80B型不銹鋼運(yùn)煤敞車投入批量生產(chǎn)，成為大秦線的主力車型。隨著C80型貨車的投入運(yùn)用，大秦線2萬噸重載組合列車開行數(shù)量不斷增加。從2004年開始，大秦線實(shí)現(xiàn)了年運(yùn)量1.5億噸、2億噸、2.5億噸、3億噸的四級跨越，為國民經(jīng)濟(jì)快速、協(xié)調(diào)發(fā)展提供了有力保證，實(shí)現(xiàn)了我國鐵路貨車技術(shù)的飛躍。在系統(tǒng)掌握上述技術(shù)的基礎(chǔ)上，2006年，鐵道部組織中國北車集團(tuán)齊車公司、中國南車集團(tuán)二七車輛廠等7家主導(dǎo)廠成功研制了70噸級的敞、篷、平、罐、漏斗等系列貨車，實(shí)現(xiàn)我國通用貨車從60噸級向70噸級的全面升級換代。以C80貨車技術(shù)為依托，研制生產(chǎn)的重載貨車，批量出口澳大利亞等國，打入了國際市場。

　　為保證新型車輛的安全運(yùn)行，技術(shù)人員們把工作間搬到了大秦線上。針對新型貨車運(yùn)用過程中的關(guān)鍵技術(shù)問題，齊車公司等單位在大秦線上展開了“車輪踏面及輪緣磨耗”“車鉤裂紋分析攻關(guān)”等多項(xiàng)技術(shù)調(diào)研。寒冬臘月，冷風(fēng)勁吹，齊車公司的億聯(lián)公司技術(shù)組組長孟令偉和他的同事們頂風(fēng)冒雪進(jìn)行現(xiàn)場車輛的測量與數(shù)據(jù)采集。每列100多節(jié)C80型敞車，從頭到尾走一遍就是1.2公里。在這個(gè)每8分鐘發(fā)出一列車的列檢作業(yè)場，他們一天要測量20多輛列車。

　　性能先進(jìn)的80噸級新型貨車的問世，為大秦鐵路提供了優(yōu)良的裝備保障，推動(dòng)了中國鐵路裝備現(xiàn)代化的發(fā)展進(jìn)程。它的正式投入運(yùn)營，標(biāo)志著我國重載貨車技術(shù)跨入了世界先進(jìn)行列。

　　配套技術(shù)：全面提升為安全

　　隨著運(yùn)量的大幅度增加、軸重的提高，2萬噸重載組合列車的陸續(xù)開行，大秦線的鋼軌、軌枕、墊板等傷損較多，設(shè)備使用壽命已難以適應(yīng)運(yùn)輸需求。為此，鐵道部安排了“大秦線橋加固對策研究”“大秦重載鐵路延長鋼軌使用壽命”等系列科研攻關(guān)課題，對橋梁、墩進(jìn)行了有計(jì)劃的加固。太原局和鐵科院、鞍鋼、攀鋼聯(lián)合攻關(guān)，研制出了新的75kg/m合金鋼軌、新型熱塑性彈性體墊板，提出了重載鐵路用75kg/m鋼軌的技術(shù)條件等。

　　目前，國內(nèi)攀鋼、包鋼、鞍鋼、馬鋼已完成了適應(yīng)重載需要的鋼軌生產(chǎn)工藝的技術(shù)改造，鋼軌質(zhì)量和產(chǎn)量有較大提高，不僅能滿足國內(nèi)鐵路建設(shè)的需要，還可以出口國外。

　　為解決類似這些配套技術(shù)難題，鐵道部統(tǒng)一安排，太原鐵路局聯(lián)合北京交大、鐵道科學(xué)研究院、北京通號設(shè)計(jì)院、中車南北集團(tuán)公司等幾十家單位，組成了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合體，與美國GE、國內(nèi)華為等公司共同開展技術(shù)創(chuàng)新工作。在兩年半的時(shí)間內(nèi)，經(jīng)過63項(xiàng)技術(shù)改造，攻克了萬噸和2萬噸重載列車不明原因緊急制動(dòng)和車鉤分離慣性故障等技術(shù)難題，顯著提升了列車運(yùn)行安全水平。

　　在大秦鐵路重載領(lǐng)域，我國鐵路還制定了輪軌關(guān)系、車體關(guān)系、車輛材料等方面區(qū)別于國外、符合國情的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。作為一項(xiàng)高技術(shù)集成的系統(tǒng)工程，重載鐵路具有很大的技術(shù)帶動(dòng)作用。大秦鐵路集納了鋼鐵冶金、機(jī)械加工、車輛制造、電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、電力牽引技術(shù)等多學(xué)科的成果，成為我國技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合實(shí)力的代表。

　　大秦線2萬噸重載組合列車的大量開行，顯著提升了我國重載裝備水平，不僅為大秦線運(yùn)量大幅度提高奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)，也為《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中其他鐵路煤運(yùn)通道建設(shè)起到了示范作用。

　　毋庸置疑，以大秦鐵路煤炭運(yùn)輸大通道為代表的鐵路重載運(yùn)輸，集成了大量的高精尖技術(shù)成果，特別是在體現(xiàn)機(jī)車、車輛、通信信號、冶金等科技實(shí)力方面，被公認(rèn)為中國鐵路重載技術(shù)水平和綜合實(shí)力的重要標(biāo)志。