高鐵國產(chǎn)率至今沒有100%,只因這幾種零件被西方壟斷
1.中國高鐵的發(fā)展歷程
朝辭北京西客站,夕至深圳亞龍灣。
這是對當今中國高鐵速度和長度的最佳比喻。
從160公里到3萬公里,從零到繞赤道半圈,十余年的時間,中國高鐵從基礎薄弱走到世界前列。
論起高鐵的發(fā)展歷程,有兩件標志性事件令所有中國人銘記在心。
其一,就是令人心痛的2008年春運事件。因為寒流天氣的影響了道路暢通,加之全球經(jīng)濟危機導致工廠提前放假,春運返鄉(xiāng)提前,幾十萬回不去家的人涌到廣州火車站。
嚴寒的天氣、焦灼的歸家之情、漫長無希望的等待,這讓車站內(nèi)外的人群騷動不安,也為車站管理增加了難度。
雖然,鐵道部門在幾天后及時調(diào)度,人群陸陸續(xù)續(xù)疏散踏上回家的路,但還是有幾個不幸的人在此次事件中殞命。
吃一塹長一智,08年春運直接暴露了我國基礎設施建設的欠缺,從那以后,在全國范圍內(nèi)加快基礎設施建設、讓每個人都能有家能回,成了社會發(fā)展的重要目標,高鐵建設提上日程。
其實,高鐵的概念2007年就已經(jīng)存在。2007年4月18日,中國鐵路進行了第六次大提速,其中秦沈鐵路客運專線專時速達到250公里,已經(jīng)達到了高鐵運行速度,這算是中國第一條高鐵。
2008年8月,京津城際高速鐵路開通運營,運行速度350千米每小時,這條連接北京和天津的城際鐵路全長166千米,總共有7個車站。
這是當時世界上運營速度的高速鐵路,也是中國第一條具有自主知識產(chǎn)權的高鐵,從此拉開了中國高鐵發(fā)展的序幕。
而后,武廣高鐵、滬寧高鐵、鄭西高鐵等紛紛開通,時速也都維持在領先世界的350千米每小時。
高鐵方便快捷,乘坐舒適感強,受到極大歡迎,從那以后,越來越多的人選擇出門乘坐高鐵。
然而,任何事物的發(fā)展都是曲折向前的,中國高鐵在發(fā)展歷程中遭遇了一次令人痛心的事故。
2011年7月23日,甬溫線動車事故的發(fā)生使中國高鐵迎來最黑暗的時刻,雖然按照傷亡率而言這不是最大的交通事故,但由于高鐵是中國的新生事物,一時間中國高鐵遭遇了四面八方的批判和抵辱。
甬溫事故也為中國高鐵的發(fā)展敲響了警鐘,為了降低影響也為了平穩(wěn)發(fā)展,事故過后高鐵大幅度降速,高鐵發(fā)展進入低谷期。
痛定思痛,總結經(jīng)驗教訓,中國高鐵再次起飛,不論是安全性還是快捷舒適性,都有極大提高。
到2016年底,中國高速鐵路總長高達2.2萬公里,占到全球長度的65%,而到2021年,高鐵總長度已經(jīng)近4萬公里。
中國高鐵在線路總長、單條高鐵線長度、運載人次等方面都創(chuàng)造了世界之最,還以最便宜的票價舉世聞名。
不僅如此,中國高鐵也積極走出國門,參與到其他國家的基礎設施建設中。
眾所周知,高鐵從鐵軌到機車到控制系統(tǒng),甚至機車零件,都是高科技產(chǎn)品,和以往的傳統(tǒng)火車大相徑庭,有些產(chǎn)品只存在于歐美發(fā)達國家的企業(yè)。
那么,中國高鐵是進口還是國產(chǎn)呢?
2.從進口到國產(chǎn),一直在努力
我國高鐵起步晚,且基礎薄弱,一開始高鐵需要的所有高端零件都需要從歐美等國家采購。后來,隨著一代代高鐵人的攻堅克難,成功實現(xiàn)了97%的國產(chǎn)化。
對于高鐵而言,至關重要的核心部件有車輪、牽引電動系統(tǒng)、網(wǎng)格控制系統(tǒng)、IGBT以及軸承。其中,牽引電動系統(tǒng)、網(wǎng)格控制系統(tǒng)以及IGBT都屬于芯片領域。
說起車輪進口,很多人一定疑惑不解,不就是個火車輪子嗎,難道我們一個鋼鐵做不出來嗎?其實,這主要是因為高鐵車輪的特殊性。
試想,一節(jié)火車車廂的重量就高達五六十噸,所有車廂都要壓在四對車輪上,同時火車時速還可能三百多公里,這對車輪的磨損以及摩擦產(chǎn)生的上千度高溫都不是一般的鋼材能夠制造的。
因此,生產(chǎn)高鐵車輪不僅需要耐熱耐磨的高級材料,還要有精湛的制造工藝,在高鐵行進的過程中一點點誤差都有可能釀成大禍。
也正因此,我國高鐵的車輪全部都是從國外進口。直到2017年,鞍山鋼鐵車輪公司開始批量生產(chǎn)適合350公里時速的高鐵車輪,從而降低了出口量。
車輪是外部車架件,而牽引電動系統(tǒng)和網(wǎng)格控制系統(tǒng)則是對精密度有要求的動力件,他們一個是高鐵的心臟,一個是高鐵的大腦,重要性不言而喻。
在2014年以前,牽引電動系統(tǒng)和網(wǎng)格控制系統(tǒng)全部依賴進口,通過我國科研工作者的不懈努力,2014年才突破難關實現(xiàn)國產(chǎn)。
作為火車的電力控制中心,IGBT模塊在高鐵列車行進過程中起關鍵作用。IGBT又被稱為絕緣柵雙極晶體管,用來控制交流電電動機的電壓輸出功率。
對于離不開電的高鐵列車而言,IGBT的作用主要是控制電流輸出功率、保護列車內(nèi)置電路,維持設備正常運轉(zhuǎn)。
在以前,這項技術集中在三菱、富士通等知名企業(yè)手中,我國的高鐵列車甚至電動汽車想要使用都要進口。
自從英國丹尼克斯公司被中車收購,中車株洲公司花費六年時間耗費200億美元,成功研制出100%國產(chǎn)IGBT芯片。
現(xiàn)在株洲公司生產(chǎn)工藝實現(xiàn)了從3000v到4500v再到6000v的超越,成功制造出8英寸的IGBT生產(chǎn)線,擺脫了受制于人的尷尬。
除以上零部件以外,中國高鐵發(fā)展的進程中實現(xiàn)國產(chǎn)化的零部件還有很多,也有人說,中國的高鐵如今已實現(xiàn)了97%的國產(chǎn)化。
有人不禁會問,剩下的3%不能國產(chǎn)化的是什么呢?
3.不能國產(chǎn)的3%是什么
在我們引以為傲的高鐵發(fā)展史上,那3%始終沒有國產(chǎn)且受制于人的就是高鐵軸承。
軸承不能國產(chǎn)聽起來似乎不可思議,在常人的概念里,軸承無處不見,它可比那些網(wǎng)格控制系統(tǒng)、IGBT芯片簡單多了。
其實不然,高鐵軸承的工藝堪稱高精尖。
若談論高鐵軸承,那就要先說高鐵齒輪箱。高鐵齒輪箱是由齒輪、箱體、軸承以及潤滑劑等組成,是動車的傳動裝置。齒輪箱的主要作用就是將電機動力傳到列車上,讓列車能夠快速安全地跑起來。
而且,高鐵列車上的齒輪箱是線速度超過25米的高速齒輪箱,對齒輪、軸承的性能以及箱體的密封性都是極大的挑戰(zhàn)。
不僅如此,高鐵用的軸承主軸還是精密光學坐標鏜床的關鍵部件,軸承內(nèi)外套的徑向擺動不能超過千分之二毫米,在高速運轉(zhuǎn)的情況下,軸承的溫升不能超過15度。
此外,軸承還屬于易損件,列車每運行一百萬公里就要更換一次。
技術要求高、耐高溫耐磨損、還要適應全國各地不同的氣候條件,這才是高鐵軸承最難的地方。
因此,才有人說,高鐵軸承作為動車的核心關鍵部件,是一個國家科技發(fā)展水平和裝備制造創(chuàng)新能力的體現(xiàn)。
正因此,高鐵軸承一直都由瑞典sKF、美國鐵姆肯、日本NSK等簡單軸承企業(yè)生產(chǎn),我國的高鐵軸承長期依賴進口,受制于人。
當然,國產(chǎn)軸承也不乏工藝先進者,只是高鐵軸承事關重大,很多用戶對國產(chǎn)軸承信心不足,為了防止意外一直采用進口軸承,這無形中也阻礙了中國高端軸承的發(fā)展。
令人欣慰的是,洛陽LYC軸承公司率先在高鐵軸承的研發(fā)方面獲得突破。
2006年開始,LYC軸承公司就已經(jīng)相繼研制出首批時速140公里、160公里、200公里、250公里以及350公里的軸承,到2019年,250和350公里時速的軸承制造出樣品并通過了120萬公里的耐久性臺架試驗。
2020年10月,洛陽LYC軸承宣布開始生產(chǎn)出時速達到250-300公里的高鐵軸承,價格只有進口的七分之一,雖然還沒有批量生產(chǎn)進入供應,但離著中國高鐵軸承國產(chǎn)化已經(jīng)不遠了!
中國高鐵,始于微末,步步為營、漸成氣候??恐环?shù)拿褡寰瘢由先找孢M步的科技水平,高鐵實現(xiàn)百分百國產(chǎn)化指日可待!
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作者:心向吾桐