2016-10-01 00:20:33團長

兩大高鐵製造商合併,中國高鐵為何這麼拚?


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2014 年 12 月 30 日兩大高鐵供應商中國南車和中國北車發表公告稱,以北車股票換南車股票的方式合併,中國北車從上交所和港交所退市,合併後擬定名為中國中車,中國南車和中國北車分別是全球第一大和第二大高鐵技術供應商,此番整合是在政府的授意下,為提升國際競爭力做出的併購之舉,同時中國也將高鐵技術提高了國家戰略的地位。

 

中國南車和中國北車兩家軌道交通製造商是在中國高鐵高速發展的十年中,成為高鐵技術的兩強。高鐵技術誕生於 1903 年,德國、法國、日本均在高鐵的車輛製造和軌道建設上有強大的技術實力和營運經驗。

中國在 2004 年提出發展高速鐵路和機車製造產業,當時全球只有中國提出了大規模興建高鐵的計劃,德國西門子、法國阿爾斯通、日本川崎重工、加拿大龐巴迪四家高鐵技術巨頭紛紛前往中國競標,四家公司都不想錯過中國市場進而掀起價格戰,最後中國鐵道部以遠低於市場價的方式購買了四家公司的機車,同時購買了西門子的全車製造技術,據傳成交價大約只有 8,000 萬歐元,市場換技術的方式使中國在短時間獲得了高鐵製造的核心技術。

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拿到了製造技術後,中國南車和北車分別以川崎重工、龐巴迪、阿爾斯通和西門子的機車為原型研發新車,同時中國鐵道部規定在研發新車的過程中,所有零組件必須為國產,即使暫時無法研發,也必須選擇中資控股的合資公司為供應商。

在不到三年的時間內,南車和北車實現了機車設計和製造的國產化,在全車製造、牽引供電系統、列車運行控制系統等核心技術領域均實現了突破,但就高鐵技術而言,南車和北車對於四巨頭有後來居上的趨勢,工業化是一個長期發展的過程,與高鐵製造相關的裝置中國未能在短期內實現國產化。

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在研發高鐵機車的同時,自 2004 年起中國國內大規模興建高速鐵路,此後四年「四縱四橫」的高速鐵路網開始建設,主幹線均在三到四年完工,2008 年後,新開通的高速鐵路配合國產的機車開啟了中國的高鐵時代,開通的幹線包括京滬、京廣、武廣、滬蓉等路線,從提出規劃到建成全球最大的高速鐵路網,中國高鐵只用了 10 年,南到廣西南寧、北到黑龍江哈爾濱、東至上海,西到新疆烏魯木齊的高鐵路線均已開通營運。

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實現了國內高鐵大發展後,中國政府決定將高鐵作為高競爭力的科技出口產品,南車和北車作為中國高鐵的兩大供應商在政府的支援下參與國際市場競爭。相比於德國、日本、法國、加拿大的高鐵技術,南車和北車的主要優勢是工期短、建造成本低,由於中國國內的高鐵線路路況複雜,南北車對於高寒凍土、山地等環境的機車設計和路線建設經驗豐富,同時中國政府提出原因給予建造方資金支援,目前北車和南車在全球高鐵市場的占比分別為 10% 和 9%,第三位是市占率 6% 的龐巴迪。

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隨著南美和亞洲各國提出多個興建高鐵計劃,為提供中國高鐵的競爭力,避免中國南車和北車在海外市場互相競爭,在政府的授意下,兩家上市公司以換股的方式合併,對於在 2015 年招標的亞洲多個高鐵路線,合併後的中國中車可謂是志在必得,主要的競爭對手為以新幹線聞名的日本川崎重工,日本政府要求川崎重工不惜代價拿下亞洲高鐵的合約。2014 年上半年,中國南車和北車在海外市場拿到的高鐵訂單總額約為 45 億美元,包括阿根廷、紐西蘭、泰國等多個國家的高鐵,日本高鐵近十年內只建設過臺灣高鐵,在海外營運方面經驗不多。

CRH3動車組唐山造


世界最大的高速列車生產車間

2009年12月9日,武廣鐵路客運專線CRH3動車組從廣州南站發車至武漢站,用時不到3小時。其間,列車跑出394公里時速,創造兩車重聯情況下的世界高速鐵路最高運行速度。

  武廣CRH3動車組是京津城際CRH3動車組的升級版,是中國北車唐山軌道客車有限責任公司在鐵道部的統一組織下,依托國內一流的科研資源,在全面系統的總結和分析了京津城際動車組開行一年多的試驗、運用情況的基礎上,結合武廣線前期科學試驗數據和經驗,理論與實踐相結合,自主創新開發出的具有完全自主知識產權的新一代高速動車組。

  武廣CRH3動車組與京津CRH3動車組相比有3大創新特點:

  一、短跑變長跑。

  京津城際鐵路全長120公里,京津兩地30分鐘以內到達,CRH3動車組最高運行時速350公里,但是維持這個速度的時間只有短短的10分鐘左右,平均旅行時速為260公里左右。   


正在裝配的車輛

  武廣客運專線全長1068.6公里,武廣兩地3小時8分鐘到達,CRH3動車組最高運行時速也是350公里,可是這個速度至少要維持1小時以上,全程平均旅行時速達到341公里以上。

  這對CRH3動車組的牽引動力系統的能力,各個分系統和部件的疲勞強度和列車安全可靠性都提出新的的要求。

  北車唐山軌道客車有限責任公司通過自主創新,優化了動車組的牽引系統的參數設計從而提升了動車組牽引性能,使動車組8800kW的功率得到充分的發揮,具有更好的啟動加速和持續高速運行能力。

  通過仿真計算以及動應力測試的結果,進行了裙板、設備倉地板等部件的強度優化,抗疲勞能力更優良,這種優化已經達到諸如鎖、螺栓、墊圈等細節部件,使動車組在長距離持續高速運行中能更加安全可靠。

  二、跨越障礙跑。

  京津城際鐵路修建在平原上,橋樑少,坡道少、坡度小,線路平直,列車運行條件優良。京津線CRH3動車組列車採用8輛短編組,載荷小,車輛加速更省力。


車體焊接

  在武廣客運專線全長1068.6公里的線路中,有橋樑684座468公里、有隧道226座177公里,橋隧比達66.7%,列車一路以高速穿山過河,運行時線路和外界條件與平原地區平直線路相比可謂困難重重,對列車穩定性要求更高。而且武廣線坡道多、坡度大,動車組採用兩列16輛長大編組重聯運行,載客1100多人,列車載荷大,爬坡負重的運行條件對CRH3動車組的牽引動力性能和制動性能提出更高要求。

  北車唐山軌道客車有限責任公司在優化了CRH3動車組的牽引系統的參數設計,提升性能動車組牽引性能的同時,進一步優化了動車組的輪軌關係,使動車組在高速運行時有充足的安全餘量。優化了動車組的製動特性,通過調整了製動系統參數,使重聯後的動車組制動能力得到了進一步的提升。動車組傳感系統會提前獲知行進前方36公里處的險情並緊急制動,並保證動車組能夠在製動後5公里內安全停車。

  武廣線隧道多,列車持續運行速度快,空氣阻力大,特別是動車組輛車交彙和穿越隧道時的活塞效應產生的氣動力會對車體造成高達每平方米300公斤的壓力波動,影響到列車運行的穩定性和乘客的舒適度。北車唐山軌道客車有限責任公司與國內科研機構合作進行了空氣動力學數值仿真計算和風洞試驗,結合的系統分析和實驗數據採集,優化了動車組的空氣動力學性能,對動車組外形進一步的平滑設計,增加外風擋,對受電弓導流罩、空調導流罩、轉向架裙板和前端總成等車體空氣動力外形進行了優化設計,有效減少動車組高速運行阻力,降低了高速動車組對內以及對外的噪音。通過武廣客運專線的實驗證明,CRH3動車組實現了在原有基礎上降低空氣阻力5%的目標。

  為了確保旅客舒適度,科研人員結合空氣動力學減阻設計,為CRH3動車組設置了良好的密封性能,通過對動車組車體氣密性試驗,車體內部壓力從4000帕降低到1000帕的平均時間在75秒以上,遠遠高於50秒的國際標準。唐車還通過在空調系統設置空氣壓力自動保護裝置,避免了旅客在列車高速匯車及通過隧道時因壓力波對身體產生的不適,提高了動車組在武廣客運專線的通行能力。  


正在組裝中的動車車頭

  此外,由於武廣CRH3動車組運行時間是京津城際鐵路的6倍,為了給旅客創造更加舒適溫馨的旅行環境,武廣CRH3動車組內裝設備繼承了京津動車組的特點,不僅採用獨特的旋轉座椅,更加柔和色彩的燈光、人機工程學的設備外型設計使動車組更加舒適。

  三、兩車協同跑。

  京津CRH3動車組是單列8輛編組,單受電弓受流,在120公里的全程中採用CTCS-3D列車控制系統,就好比一個人進行百米衝刺。

  而武廣CRH3動車組採用兩列重聯運行方式,列車共有16節車廂,雙受電弓同時受流,如同兩個人手拉手一起以百米衝刺的速度跑800米,這對兩列車之間的耦合、控制等都提出新的挑戰。

  在武廣CRH3動車組自主研發中,北車唐山軌道客車有限責任公司已經系統解決了動車組高速重聯的雙弓受流技術,使動車組能夠安全可靠通過雙受電弓將能量傳遞到動力部件上。

  武廣CRH3動車組首次集成了我國自主研發的適合中國國情的世界上最先進的CTCS-3級列車控制系統,在京津CTCS-3D系統基礎上,地面增加了無線閉塞中心RBC,車載ATP集成了CTCS2模塊,增加了無線接收模塊。可以對列車前方32公里範圍內的線路和車輛情況進行自動報告和預警,滿足時速350公里以上,動車組行車間隔3分鐘以內的列車運行指揮和控制要求,配合動車組5公里內安全停車的能力,可以確保運行安全萬無一失。


潔淨的車輛檢測廠房

  武廣CRH3動車組的研發通過大量的仿真分析與試驗,在京津城際動車組成功運營的基礎上,結合武廣線長交路運營的特點,對牽引、制動、受流性能等28個方面72大項的型式試驗和試運行,在動車組集成設計技術、綜合試驗及評估技術等方面進行技術創新,確保動車組安全可靠、舒適性。武廣CRH3動車組採用兩列車重聯長距離持續高速運行,與京津動車組相比面臨嚴峻挑戰。唐車研發設計團隊系統創新了高速動車組大斷面寬車體、高速輪軌、高速受流、高速制動、人機界面等關鍵技術,在牽引系統、制動系統、高速轉向架、車體空氣動力學等方面的技術處於世界領先地位,系統解決了外部噪聲、振動傳遞、電磁輻射對環境的影響。  

探訪國產“和諧號”CRH380A高速動車組製造車間




CRH380A高速動車組列車是中國國產“和諧號”CRH380A新一代高速動車組的簡稱。1月3日,記者走訪了CRH380A高速動車組列車的製造車間。據悉,它是由中國南車四方股份公司自主研發,成功實現頭型、輕量化車體、轉向架、減振降噪、系統集成等關鍵技術的突破。CRH380A高速動車組曾在京滬高鐵測試段最高時速達到486.1公里/小時,再次刷新世界鐵路運營試驗最高速。


2008年8月以來,京津、武廣、鄭西、滬寧等一批新建世界一流的時速350公里高速鐵路相繼投入運營,大面積、高密度開行“和諧號”高速動車組列車。2010年9月28日,國產“和諧號”CRH380A新一代高速動車組列車,以416.6公里的時速,在滬杭高速鐵路運行中創造了世界運營鐵路最高速度。


392 (1)1月3日,工人在車體製造車間製造CRH380A高速動車組車頭的車體骨架。


392 (2)1月3日,工人在CRH380A高速動車組車頭內部組裝零件。


392 (3)1月3日,工人在轉向架製造車間製造CRH380A高速動車組運行的重要部件——轉向架。


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1月3日,CRH380A高速動車組在車體製造車間組裝。

2010年12月3日紀錄再一次被刷新,在京滬高鐵棗莊至蚌埠間的先導段聯調聯試和綜合試驗中,由中國南車集團研製的“和諧號”380A新一代高速動車組在上午11時28分最高時速達到486.1公里。

截止到2013年12月底,中國南車四方股份公司已成功交付146列CRH380A高速動車組,在京廣、京滬、滬杭等10條高速鐵路上投入運營,累計安全運營里程已達1.6億公里。

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1月3日,工人在車體製造車間操控工業機器人,切割用於製造CRH380A高速動車組車體的板材。


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1月3日,CRH380A高速動車組列車完成總組裝後進行靜態通電測試。


392 (7)1月3日,工人在CRH380A高速動車組車廂內部組裝零件。