在高鐵之前，原來還有一種快速鐵路——論“擺式列車”的前世今生

詹姆士

還記得當(dāng)年為了京滬高鐵

是否應(yīng)該建設(shè)，國內(nèi)的三大門派么？

緩建派 —— 主張暫緩建設(shè)京滬高鐵，用「既有線擺式列車

」代替新建高鐵。

磁浮派 —— 主張建設(shè)京滬磁浮高鐵。

輪軌派 —— 主張完全自主從零開始研發(fā)高速動(dòng)車組。

那時(shí)鐵道部在高鐵建設(shè)這個(gè)問題上，一直就處于下風(fēng)，甚至一段時(shí)間「高鐵」都成了敏感詞，不得不造出「客運(yùn)專線

」這種名詞來規(guī)避。是劉跨越上臺(tái)后，雷厲風(fēng)行，打得反對(duì)派們措手不及，才有了「中國高鐵」、才有了「CRH」這樣的拳頭品牌。

01 擺式列車的發(fā)展背景

上世紀(jì)70年代，全球鐵路運(yùn)輸快速發(fā)展，而鐵路運(yùn)輸?shù)膹?fù)興主要得益于火車速度的提高。即使如此，火車的運(yùn)營速度還遠(yuǎn)不能跟上當(dāng)時(shí)世界的快節(jié)奏和人們的希望。為此，許多國家試圖擺脫傳統(tǒng)火車運(yùn)行的模式，但這時(shí)這些發(fā)達(dá)國家的鐵路網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)初具雛形。如何在各國已經(jīng)建有的密如蛛網(wǎng)的鐵路資源的基礎(chǔ)上來安全而有效地提高列車運(yùn)行速度，成為各國研究的重點(diǎn)。

原有鐵路線路由于受彎道限制，火車無論在直線跑多快，通過彎道時(shí)都需減速，限速運(yùn)行，影響全程速度，因而火車提速的瓶頸在于提高火車通過彎道時(shí)的速度。這種能快速通過彎道的新車型就是高效率、低成本的"擺式列車"。

02擺式列車的原理

擺式列車是一種車體轉(zhuǎn)彎時(shí)可以左右傾斜擺動(dòng)的列車，能夠在普通路軌上的彎曲路段高速駛過而無需減速，同時(shí)也可以在原來傳統(tǒng)鐵路軌道上行駛，無需新開線路，大大減少鐵路的建設(shè)成本。

我們知道，列車轉(zhuǎn)彎時(shí)需要一個(gè)指向彎道內(nèi)側(cè)的向心力，否則，列車將會(huì)由于離心作用而脫軌。傳統(tǒng)的輪軌鐵道是采用將彎道外側(cè)鐵軌適當(dāng)升高，列車轉(zhuǎn)彎時(shí)稍微內(nèi)側(cè)，只要傾斜度與列車在彎道時(shí)的速度配合恰當(dāng)，路基對(duì)列車的斜上的支持力和列車重力的合力便剛好提供列車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力。

但是，外側(cè)鐵軌高度的提高有限，而且是修建時(shí)就固定了的。如果列車速度過低，重力的水平分力遠(yuǎn)大于列車需要的向心力，車皮就會(huì)向彎道內(nèi)側(cè)翻，這就是為什么鐵路上的限速不是最大速度而是必須速度的原因，如標(biāo)注80km/h即列車行駛速度必須為80左右，不得高于或低于80。

隨著車輛設(shè)計(jì)制造技術(shù)的不斷提升以及電腦控制技術(shù)的成熟和應(yīng)用，列車轉(zhuǎn)彎時(shí)的提速難題便較好地解決了。簡單來說，擺式列車就是列車在轉(zhuǎn)彎時(shí)車體可以根據(jù)彎道和車速自行側(cè)向擺動(dòng)的列車，可在極舒適和安全條件下，行駛到每小時(shí)250公里。

當(dāng)車輛向左轉(zhuǎn)時(shí)，車體向左傾擺，讓重力抵消向右推的離心力。列車可以是靠慣性自行擺動(dòng)的被動(dòng)擺式，亦可以是由電腦控制，動(dòng)力輔助的主動(dòng)擺式。其中，主動(dòng)擺式應(yīng)用更加廣泛，其大體就是應(yīng)用電腦控制液壓機(jī)構(gòu)，與檢測(cè)儀器配合，根據(jù)轉(zhuǎn)彎的半徑和速度，自動(dòng)調(diào)節(jié)每節(jié)車廂的傾斜角度，從而達(dá)到高速、安全、舒適轉(zhuǎn)彎。

03擺式列車的優(yōu)點(diǎn)

①低能耗，減少污染，保護(hù)環(huán)境

曲線通過速度的提高可列車進(jìn)入曲線前的減速和通過曲線后的加速，從而減少了列車牽引耗能。另外，由于采用擺式列車，不需要改造既有線路，減少了對(duì)環(huán)境的破壞，保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。

②技術(shù)成熟，適合多山路的地理狀況

對(duì)于鐵路線路復(fù)雜，尤其是曲線線路眾多的國家（如意大利、德國、芬蘭），擺式列車尤為適用，因?yàn)榭梢源蟠鬁p少鐵路提速的成本問題。

③投資少，見效快

擺式列車對(duì)線路條件要求較低，只需對(duì)現(xiàn)有線路稍作整治,對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施稍作適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，就能達(dá)到大幅度提速的目的。

據(jù)相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，把傳統(tǒng)列車線路改成擺式列車線路，成本只是建造磁懸浮車線路的1/20，其設(shè)施更新費(fèi)用在國外只相當(dāng)于新建高速鐵路的1～2%。而擺式列車本身的價(jià)格只比傳統(tǒng)列車多1/3左右。

04擺式列車在我國不推行的主要原因

①國內(nèi)擺式列車技術(shù)不成熟

國內(nèi)技術(shù)工藝不成熟，特別是擺式機(jī)件可靠性差，列車故障率高，實(shí)際運(yùn)用效果大打折扣。

②維護(hù)成本太高

擺式列車對(duì)軌道的磨損較嚴(yán)重，國內(nèi)工務(wù)維護(hù)又不及國外先進(jìn)水平，加大了運(yùn)營成本。

③我國已經(jīng)有代替技術(shù)

在已經(jīng)有了技術(shù)日益成熟、國產(chǎn)化程度穩(wěn)步提高的CRH系列動(dòng)車組的情況下，我國的確沒有意愿再為了研制擺式列車而不辭辛苦專門去引進(jìn)國外技術(shù)再慢慢“消化吸收”。

④我國的鐵路軌道建設(shè)已經(jīng)成熟

擺式列車之所以能有效提高運(yùn)行均速是因?yàn)樗芤攒圀w自主傾斜彌補(bǔ)線路欠超高，從而以較高速度通過小曲線半徑彎道，因此特別適合既有老線路的提速。

但國內(nèi)已經(jīng)選擇走新建高速鐵路客運(yùn)專線的道路（既有線提速雖然比新建高鐵來得省錢，可是國內(nèi)既有鐵路干線目前已基本飽和，除了新建客運(yùn)專線分流外別無他法），在最小曲線半徑和線路超高已經(jīng)很寬裕的高速鐵路上，擺式列車無用武之地。

⑤長遠(yuǎn)發(fā)展考慮

擺式列車是用在線路條件已經(jīng)不能大改的前提下盡可能壓榨線路潛力的，現(xiàn)在中國大部分線路還沒到那份上。

打個(gè)不恰當(dāng)?shù)谋确?，你有一臺(tái)電腦，運(yùn)算能力不夠，那么最好的方法是買一臺(tái)更快的電腦兩臺(tái)一起上，不行的話就買一臺(tái)差不多的電腦，還買不起來就可以考慮升級(jí)部分零件，實(shí)在不行就只能對(duì)CPU超頻了。搞擺式列車，大致就相當(dāng)于CPU超頻。

發(fā)布于 2020-10-28 15:44