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“给钱也不卖给中国。”为了打压中国发展,日本和德国联合断供高铁车轮,
平常我们只看到高铁风驰电掣,很少去关注把列车抬起来的轮子,别看那就是一个铁疙瘩,但是其技术含量丝毫不逊色于高铁其他部分的技术。
尤其是我国高铁技术刚起步发展的时候,因为走的是引进、消化、吸收再创新的道路,所以和国外的一些企业也有过合作。
可是,高铁车轮核心技术国外企业根本不给,为了保证在技术上的优势,很多企业还坚持着“三不原则”。那么,在技术封锁的情况下,我国的高铁车轮又是如何完成突围的呢?
高铁车轮要保证高铁快速稳定行驶,核心的关键是要长期承受很重的载荷。一节车厢的重量可以达到60吨以上,那么每一对高铁车轮就需要持续承受至少十几吨重的循环载荷。
对车轮施加的压力很大,那么车轮本身的硬度和韧性包括精度也得更加严苛。相对于普通火车的车轮,高铁的车轮完全就是另一种产物。
现在国产化的高铁车轮重量在300kg左右,直径大约1米。生产车轮中使用到的材料控制比例相当精确,关键是要能够经受零下60°C的低温冲击韧性检验。
别看这就是一组金属轮子,但是背后却涉及到了50多项关键技术,现在这些技术自然都是国产化的了。而在此前我国的高铁还没有完全实现国产化的时候,包括车轮在内的很多核心零部件都得依靠进口,可以在国内生产,但是核心技术依然掌握在国外企业的手上。
在世界范围内,日本和德国的高铁技术曾经一度领先,所以我国的合作也是与这两个国家展开。那是在本世纪初的几年里,相关的合作项目铺开的很大,涉及的金额也很多。
但是很多事情发展到后面,中国人就明白,核心技术国外企业是不会向中国透露,甚至是转让的,在这方面我们还是得依靠自己。
高铁其他技术还有可能引进借鉴,然后通过吸收再创新,最终形成国产化。但是车轮技术则不一样,丝毫没有借鉴的可能。
时间回到2006年,一个东北大学毕业生来到了马鞍山钢铁股份有限公司实习,紧接着在第二年,国产化的高铁问世,但是关键性的技术还没有取得突破,这关键性的技术就是高铁的车轮。
这名叫赵海的实习生,后来已经成为马钢技术中心的首席研究员。他和其他研究人员都明白,高铁车轮技术没有哪家企业会让外人知道。
国外的企业甚至坚持着三不原则,不申报专利、不发表论文、不接受交流参观。也就是说,这项技术属于核心中的核心,根本不可能通过交流合作来获得。
在这种大背景下,创新只能是埋头去干,高铁列车行驶在复杂的环境里,所以生产车轮的材料一定要有足够的硬度,这样才能够保证车轮的寿命。
而且,车轮持续遭受重压,在高速行驶的状态下还得保证韧性,既要满足高温的气候环境,还得满足低温的气候环境。
时间来到2010年,马鞍山钢铁终于研发出了一批高铁车轮,可以安装在时速在200~250km的动车组上。当时经过了装车实验,行驶的里程达到了64万公里,车轮的性能表现优异。
但是这并不是终点,而是研发的新起点,因为我国的高铁还在持续提速,转眼来到2014年,国内的高铁时速已经达到了350km,要保证这样的车速,就得拥有同样性能优越的车轮。
此时的赵海已经成为马钢车轮研发团队的骨干青年力量,为了新车轮的研制,他和他的团队展开过上百次的试验,在第一款高铁车轮的基础上,新款车轮的研发进展相对顺利。
当年,整个团队只用了8个月的时间就完成了材料的研发,同时还完成了关键制造工艺的设计。在这个基础上,国内终于生产出了时速达350km的车轮,而且经过检测,综合性能优于进口的车轮。
生产只是完成了第一步,接下来又要对车轮进行严格的装车测试,行驶的里程至少要达到60万公里。所以在接下来的日子里,整个团队奔波在国内的各个高铁线路上,从中原地区的郑徐线再到东北的哈大线,全国各地都留下了设计团队的身影。
车轮测试不但是为了测试性能,而且还能够掌握车轮行驶的关键应用数据,为下一步的研发积累更多的数据和经验
到了2017年,时速350km的车轮获得了中铁检验认证中心的认证,马鞍山钢铁股份有限公司,也成为了国内第一家具备高速车轮商业化资质的企业。在高铁车轮的生产方面,我国实现了完全的自主可控。
如果从2008年算起的话,到2017年前后不到10年的时间,我国就完成了高铁车轮的国产化代替,由此开启了高铁车轮的批量化生产时代。
最关键的是,我国生产的高铁车轮不但用于国内,而且也开启了海外出口之路。
第12届世界高速铁路大会今年7月在北京举行。我国生产的新型化高铁车轮也亮相展会。
其中的复兴号动车组时速400km高速车轮,代表了世界高铁车轮制造顶尖水平。新的车轮使用了大量的创新材料和尖端工艺,已经突破了传统的生产模式,车轮在强度、韧性和耐磨性各个方面达到了完美的平衡。
最新款的车轮可以保证高铁的时速达到450km,运营的时速可以达到400km,未来更进一步商业运营之后,这将会成为全世界跑得最快的高铁。
我国高铁车轮的出现,在很大程度上把国外同行逼入了死角。有报道就说,随着国产高铁车轮的持续出口,德国的一些车轮制造企业订单量已经明显受到冲击和影响。
这代表着技术层面的改变,改变的背后又意味着对技术的规则我们拥有了话语权。所以坚持走自主创新的道路永远是不会错的。
在对外出口上开发的高铁车轮,专门适用于国外的用车环境。针对海外客户的需求,对产品本身以及路径层面实施全管控处理,其中的一款重载车轮,在生产过程中实现了全流程减碳20%以上的目标。
这种悄然发生的改变,其实正代表了创新的突破引发的话语权阵地转移。过去没有技术的时候,是外国人说了算,因为人家能够生产出产品,他们说什么就是什么,我们没有丝毫反驳的余地。
举一个例子,为高铁提供持续动力的牵引电传动系统里面有一块叫做 IGBT 的模块,别看这个设备很小,但是车辆的自动控制和功率变化全都依靠它。此前我们没有自主研发的能力,只能依赖进口。
然而进口的价格极其昂贵。曾经有一次,我们以高于市场价格3倍购买了一批这样的设备芯片,但是在进行测试的时候,设备居然自己炸了,后来才了解到,卖给我们的产品竟然是残次品。
也就是说,即便花了大价钱,也不一定能够买到好东西,但那个时候没办法,核心技术掌握在别人手里,人家拥有绝对的定价权,每次交易的时候,人家还会专门表明只买卖产品,而不涉及技术转让。
所以说那个时候没有就是没有,为了保证使用,当时国内每年光是进口这套设备的成本就超过了12亿元。关键是采购周期也很漫长,最短的时间也要几个月,最长需要一年以上。
从2006年开始,我们启动了自主化研发,到了2014年,我们生产出了具有完全知识产权的设备。从这个例子就能够看出来,围绕高铁的研制和生产,国产化之路是一个相当艰辛的过程。但不管如何艰难,我们差不多用了10年左右的时间,终于彻底走了过来。
所以现在我们就有了话语权,我们完全可以生产适应于国外环境的产品,同时也掌握着定价权。对国外的一些同行来说,他们接下来遇到了强有力的竞争者。
也正是因为有了这个前提,高铁领域的相关国际标准也有了我国的身影。截止到2023年,我国主持修订的相关项目多达65项,参与的国际标准制定修订项目249项。国际铁路联盟高铁领域全部11项系统及国际标准,全都是由我国主持制定的。
局面已经完全发生了变化。过去我们和外国的同行坐在一起,仅仅是单向学习,最多也是相互交流。现在这不一样了,国内的专家出国参加相关的活动,国外的同行会来不断打听,中国高铁接下来有没有什么新动作,未来的发展又有什么新的进展。
这充分证明,只有自主创新才能成为行业里的领头羊。
高铁车轮攻克了,其他技术以及一些零部件的生产也完成了国产化,这个不断发展的过程,也是我国高铁线路不断增长的过程。
有了这样的发展基础,未来我国的高铁将会向着纵深领域发展,也就是说不再单纯的追求高铁线路的长短,而是要维护每一条线路能够更长时间的运营,在这个过程中,相关的车轮技术还会持续进步和发展。
参考资料:
《复兴号“风火轮”研发记》 人民日报海外版 2024年8月23日
《骄傲!世界最快高铁车轮“马鞍山造”》 澎湃新闻 2025年7月12 日
《中国高铁技术飞跃,从“追赶者”到领跑世界》 大公报 2024年9月30日
更新时间:2025-09-20
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