列車變流器

       列車的變流器，相當(dāng)于高鐵的大腦，而這大腦的核心則是一枚小小的芯片。指甲蓋大小的芯片組成的IGBT可以處理6500V以上的超高電壓，IGBT芯片工作時可以在短短1秒的時間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)10萬次電流開關(guān)動作，從而驅(qū)動高鐵飛速行駛。每只IGBT芯片的制造需要通過200多道工序，其中涉及半導(dǎo)體、機(jī)械、電子、計算機(jī)、材料和化工等多門復(fù)雜學(xué)科融合，目前在國際上能制造大功率IGBT芯片的企業(yè)也是少之又少。

高溫超導(dǎo)磁懸浮+真空管技術(shù)

       理論上中國超級高鐵最快將于2021年達(dá)到時速1500公里，遠(yuǎn)超一般民航客機(jī)時速900公里。在2013年，埃隆o馬斯克（Elon Musk）曾首次提出利用真空管道來建設(shè)“超級高鐵”的想法，理論可達(dá)時速1207公里。

       目前，正在成都搭建世界上時速最快的真空高溫超導(dǎo)磁懸浮比例模型車試驗(yàn)線，預(yù)計年底前完工并投入試驗(yàn)。此條試驗(yàn)線采用的特制管道直徑4.2m、長140m，試驗(yàn)車車底布滿特制的高溫超導(dǎo)材料，利用液氮形成低溫，從而達(dá)到超導(dǎo)和磁懸浮效果。懸浮高度10mm，測試時速最高可達(dá)400公里。而美國同類型“超級高鐵”最高試驗(yàn)時速只有387公里。

時速350公里高鐵自動駕駛系統(tǒng)（C3+ATO）

       被喻為高鐵“大腦和中樞神經(jīng)”的高鐵列車運(yùn)行控制系統(tǒng)，可以確保高鐵路網(wǎng)高效、平穩(wěn)有序的運(yùn)營。但是長久以來，全球只有日本、法國、德國等少數(shù)國家掌握這項技術(shù)。

       2018年4月，中國鐵路通信信號集團(tuán)公司引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、消化吸收，通過自主創(chuàng)新研發(fā)，在我國既有時速350公里列車運(yùn)行控制技術(shù)（CTCS-3）基礎(chǔ)上增加列車自動駕駛功能（ATO），推出了全球首套時速350公里高鐵自動駕駛系統(tǒng)（C3+ATO），并投入現(xiàn)場試驗(yàn)。

CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)

       同時還建立了中國列車運(yùn)行控制技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（CTCS），從而實(shí)現(xiàn)高鐵列車運(yùn)行控制系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品的完全國產(chǎn)化。在此項技術(shù)的保障之下，中國高鐵智能化運(yùn)營水平將領(lǐng)跑全球，迎來全新的自動駕駛時代。

       CTCS-3級列車運(yùn)行控制系統(tǒng)是保障高速列車安全運(yùn)行，提高運(yùn)輸效率的核心安全裝備。

       該系統(tǒng)由車載設(shè)備和地面設(shè)備構(gòu)成。車載設(shè)備包括人機(jī)界面顯示單元、車載安全計算機(jī)、GSM-R無線通信單元、測速測距單元、應(yīng)答器信息傳輸模塊、軌道電路信息讀取系統(tǒng)。

       地面軌旁設(shè)備主要有 ZPW-2000 軌道電路、應(yīng)答器、GSM-R 無線基站。地面室內(nèi)設(shè)備主要有無線閉塞中心、列控中心、臨時限速服務(wù)器、計算機(jī)聯(lián)鎖、GSM-R移動交換中心、行車指揮中心。

       根據(jù)列車行駛計劃，指揮中心自動生成列車進(jìn)路序列，隨后計算機(jī)進(jìn)行計算排列，再將信息通過信號安全數(shù)據(jù)網(wǎng)發(fā)送給無線閉塞中心和列控中心。由二者運(yùn)算生成行車許可后，分別通過 GSM-R 無線網(wǎng)絡(luò)和 ZPW-2000 軌道電路及應(yīng)答器發(fā)送給車載設(shè)備。車載設(shè)備在接收到許可后生成目標(biāo)距離聯(lián)系速度模式曲線，從而監(jiān)控列車的運(yùn)行。

“齒輪箱”

     “齒輪箱”是驅(qū)動“復(fù)興號”動車組高速、平穩(wěn)行駛的核心部件，它具有30年、2400萬公里的超長使用壽命，這一距離相當(dāng)于繞地球行駛600圈。因?yàn)閷ζ淞慵牟馁|(zhì)、抗老化性和密封性都需要極高的要求，所以生產(chǎn)研發(fā)每個環(huán)節(jié)都必須通過精確的數(shù)據(jù)控制。

       經(jīng)驗(yàn)豐富的工人配備智能扳手，再根據(jù)電腦設(shè)置的輸出扭力，從而保證每一個螺栓的松緊全部達(dá)到一級精度。如果任意一個環(huán)節(jié)與電腦發(fā)出的指令產(chǎn)生偏差，系統(tǒng)都會記錄、報警，導(dǎo)致失敗。

       讓國外研發(fā)人員意想不到的是，中國僅用了短短10年時間就攻克了這項預(yù)計需要二三十年才能突破技術(shù)難關(guān)。2015年投入生產(chǎn)至今，“齒輪箱” 成品率已達(dá)100%。目前“齒輪箱”已在“復(fù)興號”上大面積使用，占據(jù)了國內(nèi)80%的市場份額。

無縫鐵軌

      “我國高鐵全部采用無縫線路，長達(dá)1318公里的京滬高鐵沒有一個軌縫，所以聽不到列車鐵軌‘哐當(dāng)哐當(dāng)’的聲音”中國鐵路總公司副總經(jīng)理盧春房說道。

       無縫鐵路技術(shù)背后，面臨的是巨大的高溫挑戰(zhàn)。為避免高溫脹軌影響行車，我國技術(shù)人員研發(fā)出高強(qiáng)度鋼軌、高標(biāo)準(zhǔn)扣件、道軌等全新產(chǎn)品，通過強(qiáng)大的線路阻力限制鋼軌伸縮，合理鎖定溫度確保道床和鋼軌不產(chǎn)生突變。

高鐵里面的黑科技

圖文簡介

列車的變流器，相當(dāng)于高鐵的大腦，而這大腦的核心則是一枚小小的芯片。指甲蓋大小的芯片組成的IGBT可以處理6500V以上的超高電壓，IGBT芯片工作時可以在短短1秒的時間內(nèi)，實(shí)現(xiàn)10萬次電流開關(guān)動作，從