專家回憶錄|中國地鐵車輛發展(三)

欄目:行業動態 發布時間:2020-10-16

作者:陳穗九


    陳穗九(1940.10-),教授級高工。1993年10月,獲得國務院特殊津貼專家稱號。1963年于唐山鐵道學院(現西南交大)畢業后,由國家統一分配至原機械工業部湘潭電機廠,后任湘潭電機廠設計研究所所長。1994年3月調入廣州地鐵公司,任總公司副總工程師。1998年8月兼任廣州地鐵運營公司總經理。

改革開放的新時代和設備國產化


      自國家改革開放以來,大家逐步認識到國外地鐵車輛在技術先進性、可靠性和節能方面的優勢。因此地鐵市場全面開放,全方位引進國外先進技術。車輛、通信、信號、售檢票、環境控制等專業的技術水平均得到全面提升,中國地鐵發展進入了快車道。
     改革開放初期,國外車輛牽引系統和機械制動系統技術遙遙領先,只能通過全部進口滿足國內需求。而車體等機械部件在國內有一定基礎,且多屬勞動密集型產品,基本由國內廠家生產。為了提高技術水平,很多廠家與國外車輛大公司建立合資廠,在國內進行總裝,不斷提高國產化比例。除上海地鐵1號線和廣州地鐵1號線車輛為全部進口外,后期的各地鐵線路車輛都在國內總裝完成。對牽引控制系統而言,當時國際技術發展趨勢為交流傳動,而老型車輛多用斬波調壓傳動。北京斬波調壓未有進一步發展與交流傳動的興起有一定關系。
     上海地鐵1號線大約在1986年至1987年間決定采用四象限直流斬波調壓系統,當時的趨勢不如后來明顯,只是考慮到可靠性。在車輛技術方面,電氣技術更新換代最為迅速,而機械技術變化相對緩慢。1993年左右,廣州地鐵1號線和北京地鐵復八線都決定采用交流傳動系統。廣州地鐵由當時的領導金鋒、陳韶章主持決策。自此,中國地鐵車輛進入了交流傳動新時代。
上海1號線01A01型列車
     廣州地鐵1號線使用了德國政府低息貸款,大部分設備必須購買德國產品。車輛采購的產品由當時的AEG和西門子聯合制造,上海地鐵1號線車輛也是同樣的模式。車輛的機械部分和總成由當時的東柏林亨寧斯托夫負責。1991年東西德合并后,其被AEG公司收購,德國政府指定此工廠總承包這些項目。由于該廠技術力量不足,加上中德之間標準存在差異,致使上海地鐵1號線車輛運行初期出現不少問題。而廣州地鐵1號線車輛是第二次生產,情況改善很多。
     廣州地鐵車輛的牽引系統中,主逆變器由AEG制造,主電機由西門子制造,輔助逆變器由西門子負責,制動系統由克諾爾負責。廣州地鐵1號線車輛最大突破是實現了全交流化,主電機改交流后,車輛上剩下唯一的直流電機是空氣壓縮機的拖動電機。到了80年代,大容量輔助逆變器已日趨成熟,可靠性提高,已經可以作為空壓機電機的可靠電源?;谝陨显?,我方提出了空壓機交流化的要求,德方欣然接受。但此事非同小可,因為空壓機提供全車輛壓縮空氣,是列車制動的動力源,如有故障,將造成車輛無法停止的重大事故。所以一些較大的地鐵公司仍然保留直流電機拖動空壓機,直到廣州地鐵1號線車輛安全運行幾年后,全國新購車輛才全部采用了交流空壓機。1號線車輛另外一項革新是將司機臺上的顯示燈信息和信號系統的信息全部匯集到電子屏幕上(MMI),集中統一,美觀清晰。

廣州地鐵1號線列車

   北京地鐵復八線則采用合作生產方式,機械和總裝仍由長客廠負責,牽引系統(東洋電氣)和制動系統(納巴科)由日本廠商提供。這種方式對提高國產化率、降低成本有積極意義,是以后的必由之路。

復八線DKZ4型列車

   1997年6月28日,為慶祝香港回歸,廣州地鐵1號線首通段5個站開通試運營,該線是中國第一條使用交流傳動車輛的地鐵線。
   1999年6月28日,廣州地鐵1號線全線開通試運營。同年9月,北京地鐵復八線開通試運營,拉開了中國地鐵交流傳動的大幕,此后再無新購車輛采用直流傳動系統。
   廣州地鐵2號線車輛開始采用列車控制網絡數字化技術,以總線方式取代傳統的列車導線,使得列車控制更加靈活方便,可以傳遞更多信息,有利于自動控制。這是國內最早采用這一技術的車輛,現在的新車輛無一例外采用該項技術。

廣州地鐵2號線列車
    在新時代大發展中,地鐵設備國產化是一項非常重要的工作,體現了國家的產業、技術政策和發展方向。企業成立合資廠或者采用合作生產方式,促進了技術轉讓,使國內地鐵車輛技術水平有了很大提高。國內先后有株洲電力機車研究所的時代三菱、上海電氣阿爾斯通、湘電東洋、永濟日立、大連東芝、天津西門子和長牽龐巴迪等合資企業涌現。民營企業也不甘落后,先后有常州新譽、南京華士、蘇州經緯、深圳英威騰等相繼投資建廠,引進或者開發技術,進入城軌市場。目前,株洲時代的市場占有率最高,產品是自主品牌。
   與此同時,車輛廠通過合資或者合作生產的方式,引進技術,提高產品可靠性,取得了長足進步。除了中車的長春、大連、唐山、青島、浦鎮、株洲6大廠外,還有北京京車裝備車輛廠可以為國內各城市提供優質的城軌車輛。近年來,這些公司還走出了國門,在歐洲、北美洲、南美洲、東南亞等地都打開了市場,價廉物美,占據一席之地。
    1999年,國務院提出車輛國產化率達到70%以上,牽引系統國產化率達到40%以上的要求,為此國家發改委產業發展司委托中交協城市軌道交通專業委員會對全國每條地鐵新線進行國產化審查。為了提高廠家對國產化的積極性,國家發改委、財政部以及海關總署對達到國產化率的工程項目實行進口稅減免政策。自2000年到2014年,國產化審查先后進行了50多次。此外,中交協還對各項國產化產品和新產品進行技術評審和鑒定,以及產品認證,為新產品進入市場嚴格把關。
    以車輛為例,2000年時,一臺A型車輛售價在1000萬元以上,現在只需800萬元左右,其中牽引系統和制動系統在本世紀初全部從國外進口。經過技術研發,該兩大核心產品都實現了國產化,并應用于車輛,經過較長時間運行考核,證明性能十分可靠。2010年,北京地鐵房山線車輛國產化率達到90%以上,是地鐵車輛國產化的標志性里程碑。此后,國產化審查已無必要,并改為自查,免稅政策已經完成了歷史使命。

房山線列車
    同時,在國產化的過程中,無論是電氣控制還是機械部分都有了很大進步。
    電控方面。
    1. 同步電機開始興起。長沙地鐵5號線是全國第一條全部車輛使用同步電機的線路。由于同步電機體積小、重量輕、節能效果明顯,同步電機在單軌車、有軌電車上已經廣泛使用。
    2. 高頻輔助逆變器的使用,可以大大減小設備的體積重量。
    3. 采用LCU可編程控制器取代有接點繼電器,簡化線路、提高可靠性。
    4. 列車控制網絡數字化,取代傳統的列車導線。各主機廠都有了自己的網絡控制系統。
    5. 列車全自動駕駛(無人駕駛)。
       此外還有很多新進展,不一一贅述。

長沙地鐵5號線列車
     機械方面。
     1. 機械制動系統一直由國外產品占據壟斷地位,青島四方研究所研發的國產制動系統取得進展,可以批量生產;鐵科院縱橫公司獨立生產的制動系統已經占據市場很大份額,取代國外產品。這是車輛國產化的重要板塊。
     2. 車體大多使用鋁合金或者不銹鋼材料;內飾和電纜等采用不燃或者難燃材料,防火等級很高。
     3. 轉向架基本達到壽命要求,有了長足進步,各主機廠都有自己的系列產品。速度從80 km/h發展到100 km/h、120 km/h。
    車輛類型方面,根據不同的應用要求,各城市出現了一些新型城軌車輛。
    1. 直線電機車輛。車輛用直線電機取代旋轉電機,牽引力通過電機和感應板之間的電磁力產生,不依賴輪軌之間的黏著力,因此適應大坡道、彎道小的線路。但由于電磁場通過8 mm到12 mm氣隙,能耗  較大。2000年開始,廣州地鐵擬在河道交叉的4號、5號線采用爬坡能力強、轉彎半徑小的直線電機車輛,經招標確定由四方、川崎、三菱、龐巴迪聯合中標,一共300輛車。目前廣州地鐵的4號、5號、6號線采用直線電機車輛,車輛數達到1000 輛,國產化程度較高,價格也有所降低。之后北京機場線也購置了長客和龐巴迪聯合生產的無人駕駛直線電機車輛,實現全自動駕駛。此外,北京地鐵28號線已經決定采用直線電機車輛,目前尚在設計建設中。


廣州地鐵4號線列車

北京機場快軌列車
     2. 跨座式單軌車。單軌車行駛在軌道梁上,由膠輪支撐牽引,爬坡能力強,噪聲、震動較小,適宜城市中運量客流應用。該車最早在重慶市軌道交通2號、3號線上應用,引進日立公司技術,與長客合作生產,經過不斷改進和國產化,目前國產化率已達到90%以上。目前,其單向客流量已達3萬人次以上,適應重慶的地形地貌和日益增長的客流需求。

重慶軌道交通2號線列車

      國家關于城市軌道交通發展的新政出臺后,很多中、小城市傾向采用這種中運量等級的交通形式。除了中車各大廠紛紛研制出新車輛外,民營企業比亞迪也加入競爭行列。這種車輛目前大致分重型和輕型兩類,重型如長客廠的車輛;輕型如浦鎮龐巴迪和比亞迪的車輛。

     最新進展
    此外還有APM、懸掛式單軌車等小運量交通系統。
    1. 六軸單鉸接輕軌車。中車株洲電力機車廠研制的這種輕軌車同樣適合中、小城市中運量等級公共交通系統,它由傳統的鋼輪鋼軌牽引,但是采取了較多的減震降噪措施,適宜城市交通的需要。
    2. 中低速磁懸浮車。車輛磁浮后,以直線電機推進,與地面鋼軌無接觸,因此不受黏著力影響,爬坡能力強,噪聲也較小。但由于是電磁力驅動,能耗較大。目前國內已有長沙磁浮線和北京S1線應用國產技術開通試運營。
    3. 市域車。由于大城市區域的擴展,對快速交通的需求更高,市域交通應運而生。其速度多為140km/h和160km/h,線路長度比地鐵長,大部分設置在高架上,部分在地下。由于功能定位不同,其大多采用交流供電,車輛幾何尺寸接近或者與地鐵A型車輛相同,代表車型為D型車輛。
   4. 智軌、云巴等創新系列,適應小運量城市公交系統,不屬地鐵車輛,屬于城軌交通系列。

長沙磁浮列車
    每種交通運輸制式和車輛都有它的適用條件,當為一個城市、一條線路選擇制式和車輛時,要充分研究其客流、地形、環境、長度等等因素,綜合考慮、科學決策。
     中國地鐵車輛是在極困難的條件下艱難成長起來的。千萬地鐵人艱苦奮斗、自力更生、從無到有制造出中國第一批地鐵車輛,保證了國慶20周年北京地鐵1號線的開通,開創了中國地鐵的新紀元。隨后,通過不斷努力,突破原蘇聯模式,苦苦追趕世界先進潮流,研制出當時較為先進的斬波調壓和斬波調組牽引系統和配套電機電器,出口朝鮮和伊朗。改革開放后,引進國外先進技術,通過合資、合作生產、引進技術等方式使中國地鐵車輛的技術水平登上新臺階。在國家國產化政策推動下,國內地鐵車輛和配套產業能力不斷壯大,現在可以完全不再依賴國外產品,大大降低了車輛價格,節省了建設投資。在國產化后繼續創新,形成中國品牌的優質產品,不僅供應國內蓬勃的城市軌道交通市場,而且積極開拓國際市場,在美洲、歐洲、亞洲、非洲都出現了中國城軌車輛的身影。這一輝煌成就的取得,離不開黨和國家的英明領導,也離不開廣大從事地鐵車輛工作的建設者,他們長期堅持、不斷進取、攻堅克難,走過曲折的道路,攀登上了一座座高峰。讓我們向千萬為中國地鐵車輛作出貢獻的科學家、工程技術人員、工人致敬!



上一篇: 沒有了
99久久精品无码一区二区三区-欧美成人精品高清在线观看变-久久国产精品亚洲va麻豆-欧美在线一级片