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本帖最后由 twq19810302 于 2023-11-7 11:03 编辑
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" Q; l5 [: t* `/ k/ W1 ~3 P美国旅行家曾在游记中写道:“只要有昆仑山脉在,铁路就永远到不了拉萨。”, v" D4 P! Z7 w7 g. r, Q V4 y
# @, f1 S( A* o3 b) ?/ `) m- \0 N# r后来,我国青藏铁路通车,从此火车穿越昆仑山脉,在拉萨的雪峰穿梭。 U3 w( y U1 w+ m
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青藏铁路是中国乃至世界工程史上的“奇迹”,整体工程分为两期,第一期是西宁到格尔木,第二期是格尔木到西宁。不过,当火车抵达格尔木之后,需要先更换美国的内燃机火车头后再前往拉萨。. ~; M) R8 L! C( P3 D/ D
G5 @% o1 u; C( L# j0 P2 g+ ?/ m; i可中国是基建大国,为什么不选择抗寒性更好的电力车头,又为什么要更换美国的火车头?
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1 S, N$ m9 W6 J2 I$ j. @1 U1 X* T1 Z 为什么要换美国火车头
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3 f$ e; O+ e1 ?- i在长达数千年的历史长河中,青藏高原一直都是“危险”的代名词。
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% o/ X7 S+ c6 M) q( G7 g: C唐代文成公主进藏联姻,结果在抵达拉萨时,队伍只剩下一半人,随行畜牲更是死伤无数。! ?8 Y7 U6 H5 b! i# g5 ~
" N3 R3 V8 l/ l. u: U6 h但是就算进入西藏的难度如同攀天梯,我们也从来没有想过丢掉西藏,为此我们修建了青藏公路。
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可在经济发展的驱使下,公路的运力已经无法满足需求,青藏和其他省份都需要一条从早到黑、一年四季都能跑的铁路,于是中国花了半个世纪修建了青藏铁路。0 H$ g; S) Q* O! q6 o7 `7 ~% d* U
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但是,在建造铁路的同时,考虑到铁路沿线环境的特殊性跟恶劣性,中国还需要专门为青藏铁路量身打造一款火车。
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I" b8 Y) v( L: i0 _- x0 x1 i如今中国的火车线路基本上已经实现电气化,在西宁到格尔木路段也是采用电机驱动的内燃机,这里地势相对平稳,可以采用电力驱动的内燃机,既环保又能满足运力需求。% g( `- B1 t: H' m7 g5 \
但是,既然电力驱动内燃机这么好,为什么到了格尔木到拉萨路段就要选用美国的柴油内燃机?中国不能自己造内燃机吗?9 V) T I% E8 _" b
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有人说,这是因为美国的内燃机比较好,确实是这样子的。
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# ]0 @' \( Z4 `4 P1 g0 Q5 M5 D. k当时中国选择购买美国通用汽车公司专门设计的“NJ2型”火车头,该款火车头采用柴油增压技术。* S5 u! c+ n6 T/ R1 L. |/ h
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简单来讲,该款火车头的驱动原理是通过燃烧柴油转化电能,配备有7FDL柴油机,标定功率3234kw,装车功率3000kw。/ x8 Y: y6 H/ q$ e- G3 H
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' T0 J* C6 Q. v4 i9 V' K 在运行过程中,柴油机的功率可以根据海拔变化而进行调整,从这几个方面来看,该款火车头的优势是相当明显的。; y* n# U; G$ o' m% c4 R
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其实格拉段选用美国内燃机确实是因为美国的内燃机更好,当时中国也没办法立刻造出来适合这一路段的内燃机,这主要跟青藏铁路面临的一些世界级难题有关。2 S+ b4 D x& i
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建设青藏铁路的两个难点
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/ X& s5 R3 u' r$ ^* U% S A首先,青藏铁路途经的冻土区长达545公里,是截至目前全球途经冻土区最长的铁路。! P% I% v8 E+ E9 G
! P! S0 b5 u* D+ g8 n( a0 F冻土实际上是指含有水分的土壤,一旦气温到达或者低于零度,冻土就会结成冰,成为梆硬梆硬的土块,反之则会融化。! Y& v0 M! G9 S, P7 y
$ h! x ^. U6 F青藏铁路相当于要到世界上最高的地方,中间要跨越5000多米的高山,还有大量河流、峡谷等等,这时加上冻土相当于安了一地的不定时炸弹。8 |1 B/ l) s7 s# K# ~0 a
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当夏季温度上升时,一些非永久的冻土会融化,看起来就像是一个随时会陷下去的泥潭。
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s' O4 N+ a$ H$ \6 G9 ]% ^. b因为水化成冰会导致体积缩小,进而使得地面下沉,而冬季恰恰相反。- ?4 F9 \ m8 k2 ^# ~! J
" `; i2 X" M9 y冻土的冻胀会直接威胁铁轨跟列车的安全,后来工作人员先是到了青藏高原建设冻土观测站,以便摸清沿线的冻土情况,然后采取在基地铺设草皮、泡沫塑料等材料给冻土“保温”,进而降低冻土对铁轨的影响。% W2 }1 d; t# @7 y4 o: G' x
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在尽量降低冻土对铁轨的影响之后,还需要考虑冻土跟温度的变化给火车带来的影响。这些变化会直接影响火车头的功率,而“NJ2”型火车头能够根据这些变化而调整功率。( S! q/ p' ~0 R; A8 Q
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4 U1 R/ `+ {" Y8 K: w' {$ `: b/ p 其次,青藏铁路格尔木到拉萨路段的平均海拔高达4438.41千米,其中有超过八成的线路,海拔超过4000米。- i/ G6 F! I+ F( r& h
& P5 Y# p. N$ [8 s, C在这一段线路中,青藏铁路需要经过高山、峡谷等复杂地形,地形的起伏跌宕要求火车车头要有足够的牵引力,而中国的内燃机主要还是适用于平原、丘陵地区,牵引力不足以满足列车在高原高速行驶的需求。2 l9 x% y8 }! d; B1 e
( w! j! B9 O1 B& {( p6 r. b其实一般海拔4千米以上的地方已经直接跟“死亡”挂钩,这里的含氧量极低,许多人会因为缺氧而出现恶心、血压升高等高原反应。
- ?! [! _; y5 U4 B# V T6 ]' X4 I加上海拔较高的地方气候寒冷,导致每年真正能够施工的时间仅有七八个月。' S$ i6 w, I/ ]. K& o. r2 {
# f O8 I( G e! f, ^如果选择采用电气化线路,工人们需要先到海拔4000多米高的地方铺设电缆,这相当于要去高原铺电线、建电站,可想而知整个过程会有多困难。
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更为棘手的是,特殊的气候、地质、地形导致格拉段自然灾害多发,这些自然灾害随时可能会导致供电线路出现中断,甚至引发安全事故。
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6 @% B% j, I: ]而柴油机发动机的内燃机不用外部提供电力,加速、变轨等都只依赖内部装置,只要铁轨正常就能行驶,更加具有稳定性。
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另外,相比较传统线路,电气化线路对于维护的要求较高。
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以高铁为例,如今中国一条高铁的维护成本是几千万乃至上亿元不等,而放到高原上这一数字还会继续飙升。
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- ^+ u( A4 g# n0 y- Q就算真的财大气粗不愁钱,有没有人每天去维护都是个大问题。3 x- T, v" B! S6 W
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但问题来了,为什么就格拉段选择柴油发动机?这与柴油发动机一大弊端有关。
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柴油发动机的局限3 i" T& x/ i0 `0 C
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柴油机在工作过程中会产生一氧化碳、二氧化硫等诸多污染物,但是青藏高原的生态环境相当脆弱,一旦遭遇破坏,很有可能在几年乃至几十年内都没有办法恢复,所以要尽可能地减少使用内燃机。
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更直白一点来讲,格拉段选择内燃机是不得不选的,既然已经决定要使用内燃机,中国为什么不自己造呢?
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事实上,中国并不是完全没有内燃机,但是当时中国的重心是放在研究高铁上,很难掏出大量金钱投入内燃机的研发。" j6 a. s- R g
5 R" V7 n; z2 ~, U2 p: A加上建设青藏铁路已经迫在眉睫,最终中国便选择了最简单粗暴的办法,即从美国购买火车头,直接搞出了“混血列车”。) N0 k& g: d. P8 q3 W: g( a+ U
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正是在如此恶劣的环境下,中国人花了近半个世纪的时间,终于将青藏铁路修完了,这再一次给世界上演了一出逆天改命的大作。. s4 |4 k3 u" K! G
, [4 g, I' C8 j) p y4 T但是,随着技术的进步,未来格拉段有没有可能更换成电气线路,甚至让高铁动车跑上青藏高原呢?
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2 l& d6 |7 F: X% R: y" `3 w1 |6 a 早在2023年7月1日,“复兴号”动车顺利驶入西格段,这意味着青藏铁路已经正式进入“动车时代”。
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本次驶入青藏铁路的动车是新型的CR200J复兴号动车组,时速高达160公里。该款动车是专门根据高原地区的环境设计的,可以在海拔3500高的地区行驶。
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在铁路科技快速发展的中国,动车驶入青藏铁路已经不是难题,未来动车驶进海拔更高的格拉段更是指日可待
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