復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組投入運(yùn)行 “抗凍”科技守護(hù)“中國(guó)速度”

動(dòng)車組在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)外界環(huán)境比較“靈敏”，一旦溫度、風(fēng)力等不利于高速行駛，列車便會(huì)主動(dòng)降速。這依靠的是在高鐵沿線設(shè)置的自然災(zāi)害及異物監(jiān)測(cè)體系。該體系配有各類傳感器，可以運(yùn)用紅外線掃描等判斷風(fēng)速、積雪厚度等。

為期40天的2023年春運(yùn)已經(jīng)正式落下帷幕。本次春運(yùn)期間，我國(guó)東北區(qū)域先后經(jīng)歷多次寒流氣候，最低氣溫約零下50攝氏度。

但在這樣的極寒環(huán)境中，一列列高鐵列車仍在飛速馳騁，將旅客安全送達(dá)目的地。其間，既有已經(jīng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)了十個(gè)年初的世界首條高寒高鐵——哈大高速鐵路(以下簡(jiǎn)稱哈大高鐵)，也有剛投入運(yùn)轉(zhuǎn)的我國(guó)最北端高寒區(qū)域復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組。

在多項(xiàng)“抗凍”科技的守護(hù)下，“我國(guó)速度”正不斷拓寬著高速鐵路的運(yùn)轉(zhuǎn)邊境。

極寒環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)面對(duì)三大檢測(cè)

本月中旬，黑龍江省迎來(lái)了降雪氣候，最高氣溫在零攝氏度上下，空氣仿佛都要被凍住。怎么給需求穿越酷寒、渾身精細(xì)設(shè)備的列車“保暖”，成為運(yùn)轉(zhuǎn)在黑龍江省的復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組面對(duì)的重要問(wèn)題。

我國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司車輛部副主任田金剛告知科技日?qǐng)?bào)記者，動(dòng)車組在極寒環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)首要面對(duì)三大難題。

首先是車輛底部的積雪問(wèn)題。列車在高速行駛過(guò)程中，遭到低溫影響，卷起的飛雪會(huì)凍住在車輛底部。車輛底部一般裝有設(shè)備艙、轉(zhuǎn)向架等。設(shè)備艙積雪會(huì)導(dǎo)致設(shè)備毛病、車廂通風(fēng)換熱困難，同時(shí)雪水消融后還易形成電氣短路。而轉(zhuǎn)向架區(qū)域大量積雪結(jié)冰，則會(huì)導(dǎo)致機(jī)械部件卡滯、減振失效、制動(dòng)盤(pán)及閘片反常磨耗等問(wèn)題，直接影響運(yùn)轉(zhuǎn)安全。

其次是車體結(jié)構(gòu)低溫防凍裂、循環(huán)體系防凍堵難題。冷凝水在低溫環(huán)境下結(jié)冰，會(huì)使車體枕梁等要害承載部位出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破裂，給安全運(yùn)轉(zhuǎn)帶來(lái)極大隱患;而車體內(nèi)部的水循環(huán)體系及廁所用水在低溫下產(chǎn)生凍堵則會(huì)給旅客帶來(lái)不便，直接影響乘車體會(huì)。

最后是列車在低溫條件下易出現(xiàn)空轉(zhuǎn)滑行問(wèn)題。列車在零下40攝氏度啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，容易出現(xiàn)空轉(zhuǎn)滑行，引起輪對(duì)擦傷。

針對(duì)上述要害難題，不久前投入運(yùn)轉(zhuǎn)的復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組均進(jìn)行了具有針對(duì)性的改進(jìn)規(guī)劃。

在車輛底部抗積雪方面，復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組選用全新規(guī)劃的設(shè)備艙側(cè)部裙板，設(shè)置了“高寒專屬”濾網(wǎng)。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包含菱形濾網(wǎng)、氣液濾網(wǎng)、鋼絲網(wǎng)、平紋濾網(wǎng)、高密平紋濾網(wǎng)等合計(jì)9層結(jié)構(gòu)，在保證完結(jié)通風(fēng)功用的同時(shí)，還可以有用避免冰雪從過(guò)濾網(wǎng)區(qū)域進(jìn)入設(shè)備艙內(nèi)部。

而為了保證車輛用水正常，避免出現(xiàn)凍堵現(xiàn)象，列車的水箱、污物箱、水管都“穿”上了厚厚的“棉衣”。“棉衣”中間有電伴熱線，污物箱底部還增加了電熱“暖寶寶”，讓水循環(huán)體系在天寒地凍時(shí)仍舊可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)，保證旅客的正常運(yùn)用。

在更為重要的車輛制動(dòng)方面，復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組還初次大規(guī)模運(yùn)用主動(dòng)化防凍住功用。車輛在靜止時(shí)，每節(jié)車廂依次激活防凍住功用，使制動(dòng)閘片和制動(dòng)盤(pán)每分鐘松開(kāi)55秒、抱住5秒，以保證制動(dòng)體系安全可靠。

田金剛表明，總體來(lái)說(shuō)，復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組所運(yùn)用的資料、電氣元件以及車體、轉(zhuǎn)向架、供風(fēng)制動(dòng)等體系部件均進(jìn)行了耐低溫規(guī)劃，使動(dòng)車組具有了更強(qiáng)的抗寒功用，可以承受零下40攝氏度的低溫以及冰雪氣候等極端惡劣運(yùn)轉(zhuǎn)條件的檢測(cè)。

高鐵線路也在協(xié)助列車御寒

在高寒區(qū)域行車，車輛不只在作業(yè)時(shí)要注意“保暖”，“下班”后同樣需求精心養(yǎng)護(hù)，以保證安全運(yùn)轉(zhuǎn)。

我國(guó)鐵路哈爾濱局集團(tuán)有限公司動(dòng)車段副段長(zhǎng)溫元尊向科技日?qǐng)?bào)記者介紹，通過(guò)多年實(shí)踐摸索，公司已經(jīng)形成了一套應(yīng)對(duì)酷寒、冰雪氣候的運(yùn)營(yíng)安全措施。該公司自主研發(fā)的HTK-CBX01型高寒高鐵融冰除雪裝置，可以通過(guò)圖像智能辨認(rèn)技能，主動(dòng)辨認(rèn)轉(zhuǎn)向架積雪結(jié)冰狀況。在動(dòng)車組“下班”入庫(kù)后，即可靶向?qū)χ攸c(diǎn)部位進(jìn)行低壓溫水噴掃，快速剝離、融解轉(zhuǎn)向架積雪結(jié)冰。

“以往需求16人、耗時(shí)4小時(shí)才干完結(jié)一組動(dòng)車組列車的融冰除雪作業(yè)，現(xiàn)在僅需求2人操作1小時(shí)便可完結(jié)，極大壓縮了動(dòng)車組除冰作業(yè)時(shí)刻，加快列車周轉(zhuǎn)效率。”溫元尊表明。

最新投入運(yùn)轉(zhuǎn)的復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組則吸取前期各車型的經(jīng)驗(yàn)，不只在“抗凍”方面進(jìn)行了結(jié)構(gòu)性的優(yōu)化與功用的提升，還大大下降了日常檢修保護(hù)的技能難度。

例如，復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組新加的“高寒專屬”濾網(wǎng)，相比此前車型，其裙板的開(kāi)關(guān)查看操作更加簡(jiǎn)潔，大大削減了作業(yè)量。除此之外，因?yàn)闁|北區(qū)域雨雪、霧霾氣候較多，復(fù)興號(hào)高寒智能動(dòng)車組選用了高壓部件集成車頂高壓箱計(jì)劃，可以削減因雨雪等氣候形成的高壓設(shè)備額外保護(hù)，進(jìn)而削減作業(yè)量、下降保護(hù)成本。

除了列車自身功用的不斷加強(qiáng)，高鐵線路也在協(xié)助列車“御寒”。

溫元尊介紹，動(dòng)車組在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)外界環(huán)境比較“靈敏”，一旦溫度、風(fēng)力等不利于高速行駛，列車便會(huì)主動(dòng)降速。這依靠的是在高鐵沿線設(shè)置的自然災(zāi)害及異物監(jiān)測(cè)體系。該體系配有各類傳感器，可以運(yùn)用紅外線掃描等判斷風(fēng)速、積雪厚度等。

不只可以協(xié)助列車穿越風(fēng)雪，高鐵線路自身也具有強(qiáng)大的“抗寒”能力。

例如，在連續(xù)降雪后，鋼軌、道岔等被冰雪掩蓋，積雪消融后易結(jié)冰，將道岔凍住，會(huì)形成道岔尖軌頂級(jí)與鋼軌貼合不密。為此，鐵路部門改進(jìn)了道岔融雪裝置，在道岔岔尖位置加裝電熱融雪板，選用電加熱方式和主動(dòng)感溫、主動(dòng)控制技能，快速消融、烘干積雪，保證道岔轉(zhuǎn)換自如。

霸占多年凍土區(qū)施工難題

基礎(chǔ)不牢，地動(dòng)山搖。這句話同樣適用于動(dòng)車“抗寒”，“保暖”作業(yè)要從處理凍土問(wèn)題做起。

“路途路基安穩(wěn)耐久是完結(jié)陸地交通功用的決定因素。”東北林業(yè)大學(xué)寒區(qū)科學(xué)與工程研究院教授、院長(zhǎng)單煒在承受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)表明，我國(guó)東北區(qū)域地處歐亞多年凍土區(qū)南緣，面積廣闊，從南至北，跨越10個(gè)緯度，夏日最高氣溫達(dá)到45攝氏度，冬天極端低溫可達(dá)零下53攝氏度。除此之外，東北區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，古老地層散布廣泛，受特殊氣候條件影響，地表層風(fēng)化程度高，黏土掩蓋范圍廣，北方森林掩蓋為多年凍土發(fā)育和賦存供給了良好條件。其間，多年凍土相態(tài)改變給交通線路建造帶來(lái)的挑戰(zhàn)反常嚴(yán)峻。

在低溫環(huán)境下，凍土?xí)鴾囟鹊南陆刁w積產(chǎn)生脹大，建在凍土之上的路基和鋼軌會(huì)因凍土脹大而被頂起。到了夏日，凍土產(chǎn)生消融、體積縮小，動(dòng)車下的路基、鋼軌隨之沉降。凍土的重復(fù)凍住、消融就會(huì)使路基產(chǎn)生不均勻變形，導(dǎo)致鋼軌出現(xiàn)波浪崎嶇、凹凸不平的現(xiàn)象，形成路塹邊坡涎流冰和邊坡滑塌等，嚴(yán)重影響線路安穩(wěn)與行車安全。

“因?yàn)閯?dòng)車行車速度快，對(duì)路面、軌跡平整度要求非常嚴(yán)格，需求完全消除多年凍土相態(tài)改變對(duì)路基變形的影響，才干保證路基安穩(wěn)、路途運(yùn)營(yíng)安全和工程耐久。”單煒介紹道。

因而，中鐵五局集團(tuán)有限公司哈牡高鐵項(xiàng)目部總工程師王志強(qiáng)介紹，在哈牡高速鐵路建造過(guò)程中，為了克服凍土熱脹冷縮難題，建造單位創(chuàng)造性地選用一系列新技能，例如在路基坡腳兩側(cè)設(shè)置“保溫層”，對(duì)路基起到保溫效果，有用避免了路基凍脹變形。