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“給錢也不賣給中國?!睘榱舜驂褐袊l(fā)展,日本和德國聯(lián)合斷供高鐵車輪,
平常我們只看到高鐵風馳電掣,很少去關(guān)注把列車抬起來的輪子,別看那就是一個鐵疙瘩,但是其技術(shù)含量絲毫不遜色于高鐵其他部分的技術(shù)。
尤其是我國高鐵技術(shù)剛起步發(fā)展的時候,因為走的是引進、消化、吸收再創(chuàng)新的道路,所以和國外的一些企業(yè)也有過合作。
可是,高鐵車輪核心技術(shù)國外企業(yè)根本不給,為了保證在技術(shù)上的優(yōu)勢,很多企業(yè)還堅持著“三不原則”。那么,在技術(shù)封鎖的情況下,我國的高鐵車輪又是如何完成突圍的呢?
背后50多項關(guān)鍵技術(shù)
高鐵車輪要保證高鐵快速穩(wěn)定行駛,核心的關(guān)鍵是要長期承受很重的載荷。一節(jié)車廂的重量可以達到60噸以上,那么每一對高鐵車輪就需要持續(xù)承受至少十幾噸重的循環(huán)載荷。
對車輪施加的壓力很大,那么車輪本身的硬度和韌性包括精度也得更加嚴苛。相對于普通火車的車輪,高鐵的車輪完全就是另一種產(chǎn)物。
現(xiàn)在國產(chǎn)化的高鐵車輪重量在300kg左右,直徑大約1米。生產(chǎn)車輪中使用到的材料控制比例相當精確,關(guān)鍵是要能夠經(jīng)受零下60°C的低溫沖擊韌性檢驗。
別看這就是一組金屬輪子,但是背后卻涉及到了50多項關(guān)鍵技術(shù),現(xiàn)在這些技術(shù)自然都是國產(chǎn)化的了。而在此前我國的高鐵還沒有完全實現(xiàn)國產(chǎn)化的時候,包括車輪在內(nèi)的很多核心零部件都得依靠進口,可以在國內(nèi)生產(chǎn),但是核心技術(shù)依然掌握在國外企業(yè)的手上。
在世界范圍內(nèi),日本和德國的高鐵技術(shù)曾經(jīng)一度領(lǐng)先,所以我國的合作也是與這兩個國家展開。那是在本世紀初的幾年里,相關(guān)的合作項目鋪開的很大,涉及的金額也很多。
但是很多事情發(fā)展到后面,中國人就明白,核心技術(shù)國外企業(yè)是不會向中國透露,甚至是轉(zhuǎn)讓的,在這方面我們還是得依靠自己。
沒有任何借鑒的可能
高鐵其他技術(shù)還有可能引進借鑒,然后通過吸收再創(chuàng)新,最終形成國產(chǎn)化。但是車輪技術(shù)則不一樣,絲毫沒有借鑒的可能。
時間回到2006年,一個東北大學(xué)畢業(yè)生來到了馬鞍山鋼鐵股份有限公司實習,緊接著在第二年,國產(chǎn)化的高鐵問世,但是關(guān)鍵性的技術(shù)還沒有取得突破,這關(guān)鍵性的技術(shù)就是高鐵的車輪。
這名叫趙海的實習生,后來已經(jīng)成為馬鋼技術(shù)中心的首席研究員。他和其他研究人員都明白,高鐵車輪技術(shù)沒有哪家企業(yè)會讓外人知道。
國外的企業(yè)甚至堅持著三不原則,不申報專利、不發(fā)表論文、不接受交流參觀。也就是說,這項技術(shù)屬于核心中的核心,根本不可能通過交流合作來獲得。
在這種大背景下,創(chuàng)新只能是埋頭去干,高鐵列車行駛在復(fù)雜的環(huán)境里,所以生產(chǎn)車輪的材料一定要有足夠的硬度,這樣才能夠保證車輪的壽命。
而且,車輪持續(xù)遭受重壓,在高速行駛的狀態(tài)下還得保證韌性,既要滿足高溫的氣候環(huán)境,還得滿足低溫的氣候環(huán)境。
時間來到2010年,馬鞍山鋼鐵終于研發(fā)出了一批高鐵車輪,可以安裝在時速在200~250km的動車組上。當時經(jīng)過了裝車實驗,行駛的里程達到了64萬公里,車輪的性能表現(xiàn)優(yōu)異。
但是這并不是終點,而是研發(fā)的新起點,因為我國的高鐵還在持續(xù)提速,轉(zhuǎn)眼來到2014年,國內(nèi)的高鐵時速已經(jīng)達到了350km,要保證這樣的車速,就得擁有同樣性能優(yōu)越的車輪。
8個月完成材料研發(fā)與關(guān)鍵制造工藝設(shè)計
此時的趙海已經(jīng)成為馬鋼車輪研發(fā)團隊的骨干青年力量,為了新車輪的研制,他和他的團隊展開過上百次的試驗,在第一款高鐵車輪的基礎(chǔ)上,新款車輪的研發(fā)進展相對順利。
當年,整個團隊只用了8個月的時間就完成了材料的研發(fā),同時還完成了關(guān)鍵制造工藝的設(shè)計。在這個基礎(chǔ)上,國內(nèi)終于生產(chǎn)出了時速達350km的車輪,而且經(jīng)過檢測,綜合性能優(yōu)于進口的車輪。
生產(chǎn)只是完成了第一步,接下來又要對車輪進行嚴格的裝車測試,行駛的里程至少要達到60萬公里。所以在接下來的日子里,整個團隊奔波在國內(nèi)的各個高鐵線路上,從中原地區(qū)的鄭徐線再到東北的哈大線,全國各地都留下了設(shè)計團隊的身影。
車輪測試不但是為了測試性能,而且還能夠掌握車輪行駛的關(guān)鍵應(yīng)用數(shù)據(jù),為下一步的研發(fā)積累更多的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗
到了2017年,時速350km的車輪獲得了中鐵檢驗認證中心的認證,馬鞍山鋼鐵股份有限公司,也成為了國內(nèi)第一家具備高速車輪商業(yè)化資質(zhì)的企業(yè)。在高鐵車輪的生產(chǎn)方面,我國實現(xiàn)了完全的自主可控。
如果從2008年算起的話,到2017年前后不到10年的時間,我國就完成了高鐵車輪的國產(chǎn)化代替,由此開啟了高鐵車輪的批量化生產(chǎn)時代。
最關(guān)鍵的是,我國生產(chǎn)的高鐵車輪不但用于國內(nèi),而且也開啟了海外出口之路。
把國外同行逼入了死角
第12屆世界高速鐵路大會今年7月在北京舉行。我國生產(chǎn)的新型化高鐵車輪也亮相展會。
其中的復(fù)興號動車組時速400km高速車輪,代表了世界高鐵車輪制造頂尖水平。新的車輪使用了大量的創(chuàng)新材料和尖端工藝,已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式,車輪在強度、韌性和耐磨性各個方面達到了完美的平衡。
最新款的車輪可以保證高鐵的時速達到450km,運營的時速可以達到400km,未來更進一步商業(yè)運營之后,這將會成為全世界跑得最快的高鐵。
我國高鐵車輪的出現(xiàn),在很大程度上把國外同行逼入了死角。有報道就說,隨著國產(chǎn)高鐵車輪的持續(xù)出口,德國的一些車輪制造企業(yè)訂單量已經(jīng)明顯受到?jīng)_擊和影響。
這代表著技術(shù)層面的改變,改變的背后又意味著對技術(shù)的規(guī)則我們擁有了話語權(quán)。所以堅持走自主創(chuàng)新的道路永遠是不會錯的。
開發(fā)適用于國外環(huán)境的產(chǎn)品
在對外出口上開發(fā)的高鐵車輪,專門適用于國外的用車環(huán)境。針對海外客戶的需求,對產(chǎn)品本身以及路徑層面實施全管控處理,其中的一款重載車輪,在生產(chǎn)過程中實現(xiàn)了全流程減碳20%以上的目標。
這種悄然發(fā)生的改變,其實正代表了創(chuàng)新的突破引發(fā)的話語權(quán)陣地轉(zhuǎn)移。過去沒有技術(shù)的時候,是外國人說了算,因為人家能夠生產(chǎn)出產(chǎn)品,他們說什么就是什么,我們沒有絲毫反駁的余地。
舉一個例子,為高鐵提供持續(xù)動力的牽引電傳動系統(tǒng)里面有一塊叫做 IGBT 的模塊,別看這個設(shè)備很小,但是車輛的自動控制和功率變化全都依靠它。此前我們沒有自主研發(fā)的能力,只能依賴進口。
然而進口的價格極其昂貴。曾經(jīng)有一次,我們以高于市場價格3倍購買了一批這樣的設(shè)備芯片,但是在進行測試的時候,設(shè)備居然自己炸了,后來才了解到,賣給我們的產(chǎn)品竟然是殘次品。
也就是說,即便花了大價錢,也不一定能夠買到好東西,但那個時候沒辦法,核心技術(shù)掌握在別人手里,人家擁有絕對的定價權(quán),每次交易的時候,人家還會專門表明只買賣產(chǎn)品,而不涉及技術(shù)轉(zhuǎn)讓。
所以說那個時候沒有就是沒有,為了保證使用,當時國內(nèi)每年光是進口這套設(shè)備的成本就超過了12億元。關(guān)鍵是采購周期也很漫長,最短的時間也要幾個月,最長需要一年以上。
從2006年開始,我們啟動了自主化研發(fā),到了2014年,我們生產(chǎn)出了具有完全知識產(chǎn)權(quán)的設(shè)備。從這個例子就能夠看出來,圍繞高鐵的研制和生產(chǎn),國產(chǎn)化之路是一個相當艱辛的過程。但不管如何艱難,我們差不多用了10年左右的時間,終于徹底走了過來。
所以現(xiàn)在我們就有了話語權(quán),我們完全可以生產(chǎn)適應(yīng)于國外環(huán)境的產(chǎn)品,同時也掌握著定價權(quán)。對國外的一些同行來說,他們接下來遇到了強有力的競爭者。
也正是因為有了這個前提,高鐵領(lǐng)域的相關(guān)國際標準也有了我國的身影。截止到2023年,我國主持修訂的相關(guān)項目多達65項,參與的國際標準制定修訂項目249項。國際鐵路聯(lián)盟高鐵領(lǐng)域全部11項系統(tǒng)及國際標準,全都是由我國主持制定的。
局面已經(jīng)完全發(fā)生了變化。過去我們和外國的同行坐在一起,僅僅是單向?qū)W習,最多也是相互交流。現(xiàn)在這不一樣了,國內(nèi)的專家出國參加相關(guān)的活動,國外的同行會來不斷打聽,中國高鐵接下來有沒有什么新動作,未來的發(fā)展又有什么新的進展。
這充分證明,只有自主創(chuàng)新才能成為行業(yè)里的領(lǐng)頭羊。
結(jié)語
高鐵車輪攻克了,其他技術(shù)以及一些零部件的生產(chǎn)也完成了國產(chǎn)化,這個不斷發(fā)展的過程,也是我國高鐵線路不斷增長的過程。
有了這樣的發(fā)展基礎(chǔ),未來我國的高鐵將會向著縱深領(lǐng)域發(fā)展,也就是說不再單純的追求高鐵線路的長短,而是要維護每一條線路能夠更長時間的運營,在這個過程中,相關(guān)的車輪技術(shù)還會持續(xù)進步和發(fā)展。
參考資料: 《復(fù)興號“風火輪”研發(fā)記》 人民日報海外版 2024年8月23日 《驕傲!世界最快高鐵車輪“馬鞍山造”》 澎湃新聞 2025年7月12 日 《中國高鐵技術(shù)飛躍,從“追趕者”到領(lǐng)跑世界》 大公報 2024年9月30日
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