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一文读懂中国电力机车60年发展之路

2021-4-23 22:21| 发布者: admin| 查看: 380| 评论: 0

摘要: 40/50/60周年纪念中国改革开放暨中车株机全面转产电力机车40周年中国第一代电力机车——韶山电力机车定型50周年中国第一台干线电力机车研制成功60周年 9月20日,《人民铁道》报用一个整版的篇幅,以《风笛嘹亮响九 ...


40/50/60周年纪念
中国改革开放暨中车株机全面转产电力机车40周年

中国第一代电力机车——韶山电力机车定型50周年

中国第一台干线电力机车研制成功60周年

      9月20日,《人民铁道》报用一个整版的篇幅,以《风笛嘹亮响九州》为题,回顾了中车株机公司研制电力机车60周年的奋斗历程,报道了中国电力机车技术从无到有、从“跟跑”“并跑”到“领跑”的发展之路。现全文转发,以飨读者。



历史的车轮滚滚向前。公元2018年,农历戊戌年,注定是一个不平凡的年份。这一年不仅是改革开放40周年,而且是中国铁路电力机车诞生60周年。

改革开放以来,中国铁路发生了巨大变化。如今,复兴号以350公里时速飞驰在初具规模的高速铁路网上,3万吨煤炭专列日夜隆隆前行在钢铁大道上,这令人惊叹的运营速度和重载运输都离不开电力牵引所提供的原动力。

自1958年株洲机车车辆工厂成功研制中国电力机车,至今已经整整60年了。今天,当我们追寻历史的足迹,重温中国电力机车走过的60年不凡历程,感到历久弥新,仿佛那些激情燃烧的岁月从未远去。


  蹒跚起步  坎坷前行 


说起中国的电力机车,就不能不走进株洲,就不得不提到1936年那座建于战乱中的用来修理铁路蒸汽机车的工厂。它就是今天中国电力机车的龙头企业——中车株洲电力机车有限公司的前身。

2016年底出版的《国家名片》一书中这样描述中车株机公司的历史地位:如同青岛是因胶济铁路而诞生的城市一样,株洲也同样是一座“火车拉来的城市”。株洲现在很有名,正是与中国的一种很重要的机车——电力机车命运休戚与共。可以说,如果没有株洲电力机车厂(历史上几经易名,见《中车株洲电力机车有限公司名称历史沿革》,以下简称株机厂、中车株机公司)的存在,中国在电力机车方面就是一片空白。在电力机车方面,可以说,它就是共和国的“独子”。

1949年新中国成立,百废待兴,1955年,吸收苏联及一些东欧国家的先进技术,快速提高国家工业化水平被提上日程。当时,电力机车产业对于中国来说还是零基础,要使中国迅速迈入世界轨道交通电力牵引这一高端领域,引进技术无疑是加快这一进程的有效途径。1957年,曾任株机厂第二任负责人的周励随国家领导人出访苏联时积极建议,争取到在《中苏技术合作协定》里确定将电力机车技术予以引进的有利条件。

1958年,中国电气化铁路宝成铁路正在修建,与我国电气化铁路密切相关的一件大事也正在快马加鞭地筹备中——试制国产电力机车。同年12月30日,由拥有机械和电机优势的株机厂、湘潭电机厂联合研制的中国国产电力机车6Y1型(6表示6轴,Y表示引燃管整流,1表示车型系列序号)成功下线,从此,株洲成为中国电力机车的摇篮。



(我国第一台干线电力机车下线)

“78处重大修改,优于苏制H60型机车原设计水平。”《株机厂志》(1936-1999)这样记载。不久,宝成线的宝鸡至凤州电气化区段正式通车,1号车参加了通车典礼,正式牵引运行。消息传开后,国人欢呼雀跃。

1959年国庆节期间,6Y1型001号电力机车与大连机车车辆工厂的巨龙型、戚墅堰机车车辆工厂的先行型、青岛四方机车车辆厂的卫星型柴油内燃机车一同前往北京展出,并于同年12月参加第二次全国工业交通展览会。同年11月12日,时任全国人大常委会副委员长、中国科学院院长的郭沫若亲自题诗祝贺:“电掣风驰今在眼,巨龙追逐卫星奔。韶山初见星星火,此日已经燎大原。”

引进吸收,让新中国快速掌握了轨道交通电气化牵引技术。1960年伊始,2号机车、3号机车也开始了紧锣密鼓的试制工作,然而,关键时刻中苏关系恶化,苏联专家一夜撤走。

“国产电力机车的试制应立足于自力更生!”面对不期而至的巨大困难,株机厂负责人毫不气馁,在那个寒冬里描绘了电力机车未来发展之路。可是谁曾想到,这个寒冬一过就是8年。8年的时间,以赵琦、陈国栋、蒋之骥、刘友梅、柯以诺、高培庆等为代表的中国电力机车事业技术人员,在寒冬中摸索前行,画图、安装、试验,如此周而复始。

通过6Y1型4号机车“改硅”试验和7号机车改四极牵引电动机、加装制动电阻以及对法国6Y2型电力机车的技术借鉴,1968年3月,株机厂制成8号电力机车,完成了国产电力机车重大技术改造。在完成了牵引性能试验后,1969年10月20日,8号机车同9号机车参加了宝成线广元至马角坝电气化线路正式通车典礼。

同年,株机厂还在汲取法国6Y2型机车先进技术基础上,试制了一台SS2型电力机车。因受制于当时中国的工业技术,机车部分部件尚未具备批量生产的条件,但为后来SS1型电力机车的改进和其他型号电力机车的设计生产积累了经验。



(SS1型电力机车)



(SS2型电力机车)

      8号电力机车的制成具有历史性意义,真正开启了中国电力机车制造史的新纪元,机车正式投入编列运用,并开始了小批量生产。同时,国产6Y1型电力机车被正式命名为韶山1型(汉语拼音简写为SS1)。此后,株机厂与株洲电力机车研究所、中国铁道科学研究院等科研单位合作,在1978年前对SS1型电力机车进行了两次重大技术改造。从1979年SS1型221号电力机车开始,SS1型电力机车正式定型,实现了交直传动模式国产电力机车定型:轴式Co-Co,轴重23吨,交直主传动,650千瓦直流电机轴驱动,中抽式全波硅半导体整流。

历经磨难20年,中国电力机车事业先驱者终于播下了一颗希望和耕耘的“火种”,为国产电力机车的发展壮大奠定了坚实的基础。株机厂也当之无愧地成为中国电力机车的发祥地,并始终引领着中国电力机车的发展。

最近,伴随中国电力机车60年成长历史的中国工程院院士刘友梅提出,可以将中国电力机车发展历史大概划分为三个20年。他认为,从1958年至1978年这20年,是国产电力机车起步成长阶段。


  锐意进取  蓬勃发展 


刘友梅说,第二个20年(1978年至1998年)是国产电力机车升级换代阶段。国产电力机车在第二个20年建立了交直主传动、无级平滑调压、直流电机驱动、特性控制调速的系列化、型谱化、标准化技术平台,实现了货运重载、快速客运电力机车的产品配套,满足了我国铁路运输需求。

1978年,沐浴改革开放的春风,敢为人先的株机厂决策者审时度势,决定拆掉修理蒸汽机车的设备,全力向电力机车产业进军。根据国家铁路既定技术政策,工厂奉令于1978年第四季度正式停修蒸汽机车,转为电力机车专业制造工厂。按照标准化、简统化、通用化的要求,工厂开始对SS1型电力机车的技术图纸作全面整顿。1980年整图完毕,报铁道部审批后,从同年生产的SS1型221号机车起一律按部批图纸组织生产,至1988年,累计生产了826台SS1型电力机车。

作为我国轨道牵引的绿色动力机车,SS1型机车不但性能稳定,而且运行时十分安静,已经成为电力机车中的一个经典。自此,中国电力机车云程发轫,万里可期,在此后近20年间,不断开发研制、升级换代韶山系列机车,开创了中国铁路以“韶山”命名的干线电力机车家族生产历史。



(SS3型电力机车)


(SS4型电力机车)



(SS5型电力机车)

从1979年起,株机厂先后研制了干线客货两用电力机车SS3型,这是中国铁路的第二代电力机车车型之一;1985年,研制用于重载货运电力机车SS4型,是8轴6400千瓦货运电力机车,也是中国铁路第三代(无级调压、交直流电传动)电力机车的初型机车。1990年研制的SS5型客运电力机车是快速客运电力机车。SS5型电力机车属于实验性车型,然而由于其黏着性能存在较大问题,未能投入批量生产,仅试制两台。


(SS6型电力机车)

1991年,株机厂研制了SS6型电力机车,这是在继承SS3型电力机车的传统设计和制造经验基础上,结合进口8K型电力机车的部分先进技术而成的客货通用电力机车。



(SS8型电力机车)

1994年,株机厂研制的SS8型快速客运电力机车,是四轴准高速干线客运电力机车,也是中国第八个五年计划重点科技攻关项目,原设计是用于广深准高速铁路的电力机车,后成为用于中国干线铁路牵引提速旅客列车的主型机车。机车运行速度为每小时170公里。1998年,株机厂研制出SS9型快速客运电力机车,属于准高速干线客运机车。



(SS9型电力机车)

这些几乎全部由株机厂研制的机型中,有不同功率、不同轴式、不同牵引定数等级配套的机车,基本形成了较为完整的货运、客运系列,完成了国产电力机车的系列化、型谱化、简统化要求,能适应全天候、不同地域、不同线路的各种运行要求,基本满足了铁路一般客货运输和重载提速运输市场的需求。其中,株机厂值得载入史册的还有:1997年出口伊朗12台TM1型客运电力机车,这是中国较早出口的电力机车;1998年,SS8型电力机车创下了每小时240公里的速度。


(出口伊朗的TM1型客运电力机车)

在韶山系列机车中,SS4型是量产较多的货运机车,此前是中国货运的绝对主力;SS7、SS8、SS9型都是客运机车,时速均为170公里,直到如今仍有不少Z、T、K开头的普速列车由其牵引。各种韶山型电力机车成为了一代铁路人的共同记忆,很多车型还被车迷起了个性化昵称,如芍药(SS1)、小三(SS3)、四哥(SS4G)、燕小六(SS6)、大脸猫(SS7A)、扫把(SS8)、青娃(SS9)。

轨道交通电力牵引作为一种先进的技术方式,从落地株机厂起,就承担起了为中国铁路发展提供动力的历史使命。特别值得一提的是,在韶山系列直流传动电力机车蓬勃发展的20年当中,国家也培养造就了一大批电力机车相关人才和企业。

在1979年至1998年自身发展壮大期间,株机厂怀揣“产业报国”的理想信念,通过产业分离、援建、联合研制、技术平移等方式,带动了中国一批整车及核心零部件企业的建立与发展,全国所有电力机车厂的造修技术均源自于此,并使株洲成为中国电力机车专业制造基地、中国电力机车之都。


  转型创新  精彩飞跃 


按照刘友梅院士划分的中国电力机车发展阶段,第三个20年(1999年至2018年)即为国产电力机车技术创新进化阶段。主要特征是:国产电力机车推进“绿色智能”交通的进化,完成了交直主传动向交直交异步主传动技术进化;客运普速向高速技术进化;货运普载牵引向重载万吨列车牵引技术进化;轮轨模式运行向磁浮贴地飞行技术进化;牵引网输供电式向全线无网车载储能式技术进化;实体轨道交通方式向虚拟智轨交通方式技术进化。

关于电力机车技术发展,毋庸置疑的一点是:交流传动取代直流传动是现代工业发展的趋势,也是最近20年中国铁路电力机车发展的重要转折。第四代电力机车产品的基本特征采用交直交电传动方式。交流传动机车与直流传动机车相比,牵引功率更大,控制更先进,是更先进的机车平台,高铁动车组也是交流传动,基本原理是一样的。



(AC4000型电力机车)



(DJ1型电力机车)

20世纪90年代,国内研制开发了1000千瓦电力牵引交流传动系统。在此基础上,1996年国内研制出交流传动电力机车(样机)——株机厂研制的AC4000交直交异步主传动原型电力机车成功下线,标志着中国电力机车进入了交流传动时代。此后,株机厂通过引进国外技术,于2001年合作生产了DJ1型货运机车,这是中国批量生产的交流电传动电力机车。



(DJ2型电力机车)

2001年,株机厂联合株洲电力机车研究所等单位研制成功DJ2型机车。由于该型机车出厂时适逢中国成功申办2008年北京奥运会,因此被命名为“奥星”。DJ2型电力机车是在DJ1型机车基础上改进而成的交流传动高速客运电力机车,持续功率为4800千瓦,运行速度为每小时200公里,采用中国自主研制的GTO水冷牵引变流器、交流传动控制系统、牵引电动机和微机控制系统,因此也被称为中国拥有自主知识产权的交流传动电力机车。

时代在前进,铁路在发展。2003年,按照国务院“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的要求,铁道部坚持走技贸合作与自主创新相结合的发展道路,加速了机车车辆装备国际化的发展步伐。从2004年起,在铁道部统一组织下,株机厂、大同机车厂、大连机车厂等生产企业成功引进德国西门子公司、法国阿尔斯通公司、日本东芝公司等知名公司的先进技术,消化吸收再创新,形成HXD1、HXD2、HXD3型系列产品,实现了电力机车由直流传动向交流传动、由中等功率向大功率的跨越式发展。

得益于我国电力机车在直流传动时代打下的坚实基础,在引进国外先进技术之后,以中车株机公司为代表的国内厂家通过研制开发和谐系列的A、B、C三代产品,逐步实现了自主化。以中国大功率交流传动电力机车HXD1型为例:机车在2006年11月成功下线后,株机人在创新的路上不断加速,2009年1月自主研制出6轴9600千瓦的HXD1B型机车,6月研制出6轴7200千瓦的HXD1C型机车。


(HXD1B型电力机车)



(HXD1C型电力机车)



(HXD1D型电力机车)

到2013年,中车株机公司推出了深度国产化的HXD1型电力机车,随后大同的HXD2型电力机车也研制成功。与一代相同,都是8轴重载,不过基本实现了自主化,从主机厂到主要供应商均为国内企业。同时,中车株机公司还研制了大功率14400千瓦(12轴)重载电力机车。此外,中车株机公司还开发研制了HXD1D型(时速160公里)客运电力机车,用来替代部分老旧的韶山型电力机车,牵引直达、特快列车。如今,中车株机公司生产的电力机车已在全国各地、甚至世界一些地方风驰电掣。



(深度国产化HXD1型电力机车运行在包兰线上。罗春晓 摄)

近17年来,凭借多年积累的电力机车技术优势,中车株机公司还成功进入城市地铁装备制造行业,并在储能式轨道交通、中低速磁浮交通、跨坐式单轨、自动驾驶地铁等前沿技术中发挥了作用。


(广州海珠线有轨电车)


(时速100公里商用磁浮列车)


(我国首列商用磁浮2.0版列车)

2017年出版、由中国铁路总公司运输局机务部编写的《铁路机车概要》前言中写道:20世纪90年代以来,中国铁路通过自主研发和技术引进,逐步建立了其有中国特色、世界先进水平的铁路交流传动机车技术体系和产品系列,铁路牵引动力实现交—直流传动向交流传动的转换。这可谓中国电力机车交流传动技术发展20多年来的精准论断。其中甘苦,谁得其味?



(“中华之星”动车组)



(马来西亚米轨高速动车组)


(符合欧洲TSI标准的首批中国动车组出口马其顿)

       重温中车株机公司60年来从无到有、从小到大、从弱到强、从落后到先进的历史进程,再次领略国产电力机车研制从普载到重载、从常速到高速、从直流传动到交流传动、从引进到出口的精彩飞跃,无不为这个电力机车生产研制基地所迸发的中国力量而感动、震撼。



当下,电力机车已然成为我国铁路运输的主力军。国家铁路局发布的统计数据显示,截至2017年底,全国铁路机车拥有量为2.1万台,其中,电力机车占比59.5%。

60年风雨如磐,中车株机公司砥砺前行,不仅为国内铁路事业提供了持续发展的原动力,而且走出国门,机车出口到南非、塞尔维亚、德国等多个国家,成为推动全球轨道交通发展的中坚力量。

文/ 杨建光    编辑/ 张灿强     审核/ 火车说




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