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科技论文

“中国之星”高速列车的核心技术

时间:2023-02-09 23:39 所属分类:科技论文 点击次数:

一、采用“博采众长,以我为主”的技木路线
2004年以前,西班牙、韩国和台湾从日本、法国、德国等高铁技术原创国家引进先进设备。这三个国家(地区)都有经验教训。中国借鉴海外高铁先进技术的有益经验教训,制定了“博取众长、以我为主、融合提炼、自成一家”的方针,走出了新颖独特的技术创新之路。2004年,我国引进高铁技术是全方位、全产业链的引进。国外技术与国内企业联合设计生产的中国高铁列车统一命名为“和谐号”CRH“(中国铁路高速公路)。比如CRH1型和CRH2型是中车四方与加拿大庞巴迪、日崎重工合作开发的;CRH3型是中车唐山厂、中车长春公交厂与德国西门子合作开发的;CRH5型是中车长春公交厂与法国阿尔斯通公司合作开发的。动车组引进后,共有上述4个技术平台和15种车型,设计速度等级为250~350公里/小时。2010年,在整合和完善国外技术的基础上,根据我国客运需求,改进和创新交流传动系统、转向架、铝合金车身、制动系统、头车形状等主要技术。CRH380新车型由原南车和北车集团独立开发,最高运行速度可达380公里/小时;随后,中国标准动车组以350公里/小时的速度成功开发,实现了自主化和标准化,现已投入运营。
二、正确决策,制度创新
在中国引进高铁的过程中,我们坚持“以我为主”,做出了一系列影响深远的决策和制度创新。首先,中国高铁只引进了“动力分散模式”的高速列车。动力集中式和动力分散式高速列车的区别在于,前者仅由前部(机车)牵引,后者是由动力动车和无动力拖车组成的“动车组”。动力集中式动力装置少,车辆维护工作量少,价格相对较低,但随着传动技术的进步,即直流电机牵引转化为交流电机牵引后,维护工作量增加,其优势不再那么明显。另一个优点是只有一辆机车引起的振动和噪音较小,乘客感到舒适。然而,动力集中的缺点是机车轴很大,机车下轴承受更大的重量,运行时对轨道的影响很大,要求轨道具有更大的强度和刚度,提高了铁路建设成本。动力分散式有三个优点:一是轴重小于动力集中式,分布均匀,可以降低对轨道的要求,增加载客量。例如,法国TGV和德国ICE高速列车的动力集中轴重分别为17吨和19.5吨,而日本300系列高速列车的动力分散轴重只有11.4吨。动力分散的第二个优点是可以采用再生制动,即分散在多辆车下的电机制动可以作为发电机使用,产生的电能可以送回电网,不仅节能,还可以降低机械制动装置的使用频率(机械制动装置只能在车速达到50公里/小时以下时使用),大大降低了机械部件的磨耗。动力分散的第三个优点是动车组的组织比较灵活,在终点站不需要调整火车头的方向。因此,在2004年第一轮高铁招标中,中国只接受动力分散的高速列车,即高速动车组。实践证明,这一决定是正确和可预见的,因为德国ICE、最新的法国TGV车型也采用了动力分散式。其次,中国高铁引进先进技术,坚持“以市场换技术”的原则,规定外国企业必须与中国企业共同投标。为加快高铁先进技术设备国产化进程,我国将所有引进的高铁列车与国内企业联合设计生产为基本技术路线。例如,在2004年8月进行的第一轮高铁列车引进招标中,按订购合同取得订单的外国公司需要将相关关键技术转让给中国公司。阿尔斯通是中标制造商之一,获得了60组高速列车的订单。10月10日,铁道部与阿尔斯通正式签订了总价值6.2亿欧元的合同。根据合同,阿尔斯通向中国转移了7项关键技术,其中3组列车在意大利工厂组装,并完全运往中国;6组以零件形式运输,由中国组装;其余51组由长春公交有限公司通过法国技术转让制造。另一个成功的经验是,引进高速铁路技术和消化吸收再创新,以1-7的比例增加技术创新投资,即引进技术1元,支持7元进行自主创新。结合我国国情引进的高铁关键技术进行再创新,把握运营速度最高的关键指标,从根本上避免了知识产权纠纷。2014年2月3日,农历甲午年第四天,就在全世界中国人庆祝春节的时候,一列中国制造的CRH380A高速列车在美国时报广场的广告屏幕上疾驰而过。车厢里的乘客喜出望外,站台上充满了欢乐。这是我国自主开发的代表性产品,其设计速度高达380公里/小时,当时已安全运行350万公里。播出这段视频的特殊意义在于向世界宣布CRH380A的自主知识产权。
3、人才培养是引进消化再创新的基础
20世纪90年代,国家科委、铁道部列出了300多个高铁研究课题,培养和涌现了近千名技术骨干,创造了强大的人才库。他们跟踪世界高速铁路先进技术,开展定位研究,通过广深准高速铁路、秦沈客运专线和现有线加速实践,积累了开发和设计高速列车的宝贵经验。例如,“中国之星”高速列车的核心技术是由中国自己开发的,是跟踪、参考西门子ICE1、由ICE2等动力集中高速列车独立开发而成。2002年11月27日,“中国之星”高速列车试验时达到321.5公里/小时的最高速度,造就了中国铁路第一速。“中国之星”高速列车由株州机车车辆厂、大同机车车辆厂、四方机车车辆厂、长春客车厂、西南交通大学共同开发。另一个例子是,“先锋”高速列车是中国第一列动力分散列车,追踪日本新干线300系列技术,被国家计划委员会列为第九个五年计划中的重点技术研究项目。南京浦镇车辆厂和同济大学负责开发“先锋号”高速列车。“中华之星”、“先锋”最大的历史成就是引进、消化、吸收和重创高铁先进技术,培养和储备大量的技术骨干人才。创新永远在路上,高素质人才永远是创新的关键.