我国高铁100%自制，为何唯独青藏铁路的火车头，还要从美国进口？

铁路国产化搞那么多年，为什么青藏铁路火车头，还要从美国引进？

2006年7月1日，中国“新世纪四大工程之一”——青藏铁路全线通车。青藏铁路是世界上海拔最高、线路最长的高原铁路，建设历时48年，总算实现了一千多千米的铁路畅通无阻。然而，让人感到有些遗憾的是，青藏铁路上跑的火车头并不是我们自己生产的，而是从美国引进的“NJ2型”高原内燃机车。

为什么要从美国引进火车头呢？是因为我们自己的火车技术还不够先进吗？这对我国铁路发展有何影响？

让我们来看一下青藏铁路火车头的故事。

在青藏高原的技术困难

一个好的火车头对铁路运输非常重要，尤其是在青藏高原这样气候恶劣的地区。进入21世纪后，国家为加快西部开发而修建了青藏铁路第二段。青藏铁路沿青藏公路南行，从青海的格尔木经过唐古拉山口进入西藏，最终到达拉萨市，总长1140千米（按当时的长度计算）。青藏铁路沿线地势险峻，平均海拔高度超过4000米，特别是昆仑山北坡和羊八井峡谷地段，相对高差分别为1000米和700米，最大坡道达20%。在这样的高原长大坡道上保证铁路安全快速运输，内燃机车柴油机必须具备足够的功率。

火车头的专业名称是机车，主要分为蒸汽机车、内燃机车和电力机车三种，而当时内燃机车是最普遍的，也被称为柴油机车，靠燃烧柴油提供动力。然而，青藏高原的自然气候恶劣，每年气温变化很大，有些地方常年积雪和大风吹雪、雪暴、冰雹等自然灾害，给铁路运营带来了许多困难。

首先，由于海拔高、气压低、空气稀薄，机车柴油机功率会大幅降低；其次，为了满足机车运输需求，柴油机必须采用高效增压技术进行功率修正，并解决一系列增压匹配问题；此外，在高原的冷却技术和柴油机控制等方面也需要适当解决方案。在青藏高原的高海拔地区，气压下降、空气稀薄，柴油机不进行适当调整时，进入气缸的压缩空气量减少，柴油机燃烧热功率就会下降。之前在西北高原地区进行的内燃机车牵引性能试验结果表明，海拔达到3000米时，柴油机功率下降约25%。通常情况下，平均海拔每升高1000米，柴油机功率就会下降约9%。因此，火车经过唐古拉山垭口时，功率至少会损失43%，这样根本无法保证正常行驶，也可能对乘客的安全造成问题。

通常情况下，机车柴油机采用增压技术来保持功率，海拔在1500-2000米之间通过增压器提供适当的压力比。然而，当海拔高于3000米时，常用的增压器技术已无法满足柴油机功率修正的需求，必须采用专门的增压器。而当时我国的内燃机车增压技术还没有达到这个水平。

我国内燃机车为何输给美国

在青藏铁路二期工程开始建设时，经过铁道部第一勘察设计院等单位的调研，初步选定“东风8B型”和“东风11型”内燃机车作为青藏铁路的火车头。这项任务落在了戚墅堰厂手上，要在这两款内燃机车的基础上研发适应高原地区的柴油机车。戚墅堰厂早在几个月前就开始研究高原柴油机车，并在2002年3月完成了初步技术设计。随后，该方案得到铁道部的认可，同年5月制造出两台青藏高原的柴油机车样车进行试验。几个月后，样车通过了各项试验。

当时新上任的铁道部部长刘志军希望中国铁路实现跨越式发展，因此决定积极引进国外先进技术。所以为了实现中央政府尽快通车的要求，铁道部决定放弃国产设备，而是采购国外的机车。此时，美国在内燃机车技术方面最为先进。于是，青藏高原的火车头就成了从美国进口的，中国铁道部一次性购进了通用电气公司制造的78台“NJ2型”柴油机车。这款机车专门为中国青藏铁路设计制造，经过比较两家公司提供的高原柴油机车方案后，我国选择了通用电气的“C38AChe型”高原柴油机车，并将其命名为“NJ2型”。

虽然“NJ2型”柴油机车作为青藏铁路火车头已经投入使用，但机车的零部件很快出现了各种质量问题。青藏铁路刚开始运行的150万公里中，已使用的18台“NJ2型”机车先后发生了16个重大质量问题，例如柴油机散热器漏水、机车走行部扫石器松动脱落、轴箱导框摩擦板脱落和机车空压机冷却器故障等。这些问题都是通用电气公司在设计和制造方面的疏忽，引发了安全问题。最终，铁道部与通用电气公司协商，共同改进“NJ2型”机车，使机车故障率逐年下降。

为确保安全，青藏铁路开通初期仅投入了10台“NJ2型”柴油机车，并安排“东风8B型”和“东风4B型”机车以及“NJ2型”组合运行。剩下的68台机车陆续引进，以避免列车频繁出现问题。

中国的电力机车为何不用于青藏铁路

选择引进“NJ2型”柴油机车是因为它能适应青藏高原-35℃至35℃的环境温度。机车还配备有制氧系统和防雷装置，能够在高原缺氧时提供面罩和弥散式供氧，同时避免高原上的球状闪电等问题。而这些是当时我国内燃机车所不具备的功能。

然而，有人可能会感到奇怪，为什么我国的内燃机车技术落后于美国呢？我们可是“基建狂魔”啊！其实，真正的原因是我国的火车主要以电力机车为主，内燃机车并不是主流。

中国最早在1914年使用1500伏直流电力机车运输煤炭，随后自主研发了一台可引燃管整流驱动的“韶山型”电力机车。新中国成立后，我国对“韶山型”进行了改造，改用硅整流器驱动，持续功率可达3780千瓦，从此中国铁路步入电气化时代。蒸汽机车已经被淘汰，柴油机车在运行时产生大量废气，不够环保，这也是为什么现在汽车加的都是汽油而很少再有柴油。如今，我们更注重节能环保出行，开始流行开电动车。同样的道理，我国发展电力机车的重要原因之一是它比内燃机车更环保。

电力机车只需通过风力或水力发电就可以运行，并提高热效率，不会产生大量废气。此外，电力机车运行时噪音较小，没有那么大的噪音扰民问题。最重要的是，电力机车无需携带大量燃料，可以减轻自身重量，提高速度、功率和牵引力，提高能源利用率并降低运营成本。我国的几条重要干线铁路，如“京广”、“京九”和“京沪”等，都已进行了电气化升级改造，大面积使用电力机车，大大提高了客运和货运的效率。电力机车的特点，如噪音小、环保，非常适应于城市轨道交通，对居民生活也有很大改善。我国在电力机车领域一直处于世界前沿，并在近年取得了重大突破。

然而，为什么青藏铁路没有使用电力机车呢？相反，却选择引进美国的内燃机车呢？归根结底，这是因为在青藏高原使用电力机车成本太高。青藏高原无法建立充足数量的发电站，形成大规模的供电网，这也是电力机车的一个缺点，它们缺乏动力源。一旦外界的电缆或电轨等供电设备受到破坏，就会导致瘫痪，因此一些电力机车上配备有柴油发电机作为备用。像青藏高原这样恶劣的气候环境下，铺设电网需要巨大成本，并需要随时预防供电设备损坏并进行维修。所以，相比之下从国外购买内燃机车更经济实惠。这就是为什么青藏铁路选择从美国引进火车头的主要原因。

青藏铁路的美国机车最终将被中国取代

虽然我们引进了美国的内燃机车作为青藏铁路全线通车时的火车头，但中国人天生具有独立自主、自力更生的精神。尽管我们引进了美国的内燃机车，但我们仍然要自主研发适应高原地区的机车。刚刚使用“NJ2型”机车不久，机车的零部件就开始出现各种质量问题。在青藏铁路累计运行150万公里时，使用的18台“NJ2型”机车先后发生了16个重大质量问题，例如柴油机散热器漏水、机车走行部扫石器松动脱落、轴箱导框摩擦板脱落和机车空压机冷却器故障等。这些问题都是通用电气公司在设计和制造方面的疏忽，引发了安全问题。

中国决定与通用电气公司共同改进“NJ2型”机车，故障率逐年下降。然而，为确保安全，青藏铁路开通初期仅投入了10台“NJ2型”柴油机车，并将它们与“东风8B型”和“东风4B型”机车组合使用，其余68台机车陆续引进，以避免列车频繁出现问题。

与此同时，我国的技术人员也没有闲着，准备继续研发能够取代美国机车的火车头。2014年，中国铁路总公司与中车大连机车车辆有限公司签订了一份合同，共同研发适应高原地区的“HXN3”内燃机车。这款机车在“和谐型”基础上进行了调整，使其能够适应高原地理环境。

“HXN3”机车配备了32位微机操作系统、轴重25吨、滚动抱轴式半悬挂结构等特点，额定功率达到3300千瓦，最大牵引力为620千牛，在23-120千米每小时的速度范围内保持恒功率，持续牵引力达到598千牛。该机车还具有自动修正柴油机输出功率的功能，能够根据海拔高度和环境温度的变化进行自我调节。与美国的“NJ2型”机车相比，质量更加可靠。

中国的“HXN3”高原型内燃机车填补了我国在青藏铁路等高原干线上缺乏国产内燃机车的空白，并将完全取代“NJ2型”机车，实现国产机车的全部替代。这也为我国机车制造和管理提供了宝贵的经验，未来还将取得更大的成就。

总结

青藏铁路引进美国的内燃机车并不是因为我国技术落后，而是因为我国更注重电力机车的发展。如今，我国发展了强大的电力机车技术，并且已经提高了内燃机车的技术水平，完全可以在高原地区运行而不依赖任何其他国家的技术。随着铁路技术的突破，我国铁道交通建设已经达到世界领先水平，未来将会有更加广阔的发展前景。