中国高铁出事了！中国紧急弃用德国零件

村夫遥星

　在高铁齿轮箱供应领域的老牌资深劲旅德国福伊特公司，最近供应中国高铁车辆的零配件屡屡出现质量问题，该公司的上海工厂也面临暂时停产整顿的尴尬。来 自 西 陆 军 事 http://www.xilu.com

　　《第一财经日报》记者8月10日独家获悉，由于福伊特供应中国高铁动车组车辆的齿轮箱，连续出现裂纹、热轴故障等多起问题，中国铁路总公司已经要求车辆生产商暂停使用福伊特的新结构齿轮箱，而福伊特在上海生产高铁用齿轮箱的工厂，也被要求暂时停产整顿。

　　根据记者了解的情况，出现问题的齿轮箱，主要安装在380B（L）动车组上，8月10日，380B（L）动车组的车辆生产商中国北车的一位管理层对记者表示，目前公司在陆续更换福伊特的新结构齿轮箱，并在引进更多供应商以分散风险。

CRH -380B型动车组列车生产车间

　　齿轮箱连续出故障

　　齿轮箱是高速列车动力传动的关键设备，是高速动车组的十大配套技术之一，也是动车组传动系统中最重要的传动环节之一，对精度和可靠性的要求高，设计制造难度大，与行车安全有很大关系。

　　此前，我国的高铁齿轮箱供应主要被国外制造商垄断，其中，德国福伊特就是高铁齿轮箱领域老牌资深的供应商，有40多年的铁路齿轮箱生产经验，并且也向欧洲高铁ICE供货。

　　不过，这一来自“德国制造”的知名供应商，却在供应中国高铁车辆齿轮箱的过程中，遇到了一系列麻烦。

　　自2012年6月27日以来，运行在武广、京沪、哈大等高速客运专线的CRH380B\BL\CL动车组福伊特齿轮箱，就累计发生箱体裂纹故障45起。为解决这一问题，今年年初开始，中国北车方面根据“中国铁路总公司运辆动车函[2013]495号”文件的要求，在CRH380B（L）出厂动车组安装了100多套福伊特新结构齿轮箱。

　　不过，刚刚安装上的新结构齿轮箱，在六七月份又接连出现问题。根据记者获得的一份来自中国铁路总公司的每周安全情况分析报告，2014年6月21日，广铁集团配属的CRH380B-6435L车组，就在执行西安北-广州南运输时， 06车报齿轮轴承达到过热限制。

　　通过入库进一步检查发现，CRH380B-6435L车组更换的新结构齿轮箱，均存在输出端车轮侧圆锥滚子轴承、迷宫环、防水挡圈、迷宫盖磨损现象。而在此之前，福伊特的新结构齿轮箱已经累计发生过热轴故障7起。

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　　12月26日，京广高铁首趟由北京开往广州的列车在北京市区内驶过。新华社记者 公磊 摄

　　7月7日，哈尔滨局哈大高铁G49次动车组（CRH380B-6326号）的齿轮箱，再次出现温度过高问题，为确保动车组运行安全，G49次哈尔滨西站终到后更换热备动车组担当后续交路。这一动车组，也是刚刚在6月21日才将全列16个齿轮箱更换为新结构福伊特齿轮箱。

　　7月13日，沈阳局哈大高铁G325次动车组（CRH380B-6326），再次发生动车组新结构齿轮箱轴承发热问题。通过对故障齿轮箱分解发现，车轮侧齿轮箱轴承保持架已经热熔破碎，轴承滚子绝大部分热熔变形，并散落在大齿轮箱箱体内，大部分滚子及保持架已脱离内圈，脱至齿轮箱内部，在列车高速运行时与大、小齿轮刮碰后破碎。

　　“此前老齿轮箱出现的裂纹等问题，与中国高铁线路特殊的地理状况有一定关系，比如与欧洲等平原相比，武广线隧道多，如果风洞效应没有考虑到，运行后就可能出现裂纹问题，”一位高铁技术领域的专家告诉记者，因此，福伊特的新结构齿轮箱也考虑了加大强度，但新的问题又产生——造成齿轮箱温度升高的原因，可能与齿轮箱箱体内部结构在集油及回油方面设置不合理，集油槽收集到的参与轴承润滑的油量不足，造成输出端轴承的润滑效果不良有关。

　　“齿轮箱轴承过热到一定程度，最坏的结果是轴承失效，但由于车轴轴温过热时，温度传感器报警装置会自动令高铁停车，因此没有发生什么灾难性的后果，”上述专家指出，不过，不管是停车还是换车，都影响高铁的正常运行效率。

　　北车急寻更多供应商

　　据记者了解，由于福伊特新结构齿轮箱一系列故障的发生，广州局6435车组和济南局6231车组一度停止上线，沈阳局6268、6263车组则被要求换回原结构齿轮箱，哈尔滨局6300、6326、6328车组，路局也尽量减少上线频次。

　　而中国北车正在进行的福伊特新结构齿轮箱更换工作，也被中国铁路总公司要求暂停，同时，铁总还要求北车对已经装车的福伊特新结构齿轮箱进行更换，并要求已装福伊特新结构齿轮箱的即将交付的动车组暂停出厂。此外，福伊特在上海生产高铁齿轮箱的工厂，也被要求暂时停产整顿。

　　“铁总此次对福伊特新结构齿轮箱出现问题的相关处罚还是比较严厉，”一位高铁车辆制造商的内部人士坦陈，而叫停福伊特的供应，也将对车辆制造、运行产生一系列的影响，比如，车辆制造商可能会遇到无合适零配件及时替换的尴尬，进而影响车辆交付进度。

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资料图：行驶中的中国高铁

　　“我们已经要求福伊特方面在三个月内解决新结构齿轮箱的问题，并暂停更换新结构齿轮箱。对于仍在使用老齿轮箱的动车组，我们也提高了检修时的探伤强度等级，”中国北车一位管理层昨天对记者透露，而对于要交付的新动车组，目前公司主要以另一家德国的齿轮箱生产商弗兰德的产品替代，目前已有装配弗兰德齿轮箱的动车组出厂。此外，为了分散风险，公司还计划增加另一家德国齿轮箱生产商采埃弗成为供应商，不过，其要供应高铁用齿轮箱，还需要跑完30万公里运行实验后得到铁总的认可，实现批量生产也还需要时间。

　　不过，上述管理层也坦陈，不管是弗兰德还是采埃弗，相比之下总体设计水平和技术成熟度最好的还是福伊特，而北车采购的弗兰德齿轮箱价格，还比福伊特高出50%以上。

　　未来中国高铁将采用国产齿轮箱

　　值得注意的是，目前国内的高铁车辆制造商，也在加快自行研制齿轮箱。今年五月，由中国南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司自主研制的我国首套时速380公里动车组列车齿轮箱驱动装置，通过了30万公里运营考核，未来中国南车的高铁用齿轮箱有望由国产替代。

　　齿轮箱驱动装置是高速列车动力传动的关键设备，精度要求高。国产化高铁列车齿轮箱驱动装置的成功研制，填补了我国在高铁列车齿轮箱领域的空白。

　　前瞻网齿轮行业报告分析认为，短期内，我国高速铁路的建设不会减速，动车组需求空间仍非常大，预计2014-2018年动车组年均需求量接近400-450组，按每组动车组配6辆动车计算，每辆动车组需要4个车轴齿轮箱，则2014-2018年动车车轴齿轮箱年均新增需求量就有12800-14400个，再加上原先的更新替换需求，行业潜在市场空间非常大。

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　　西方大吃一惊：中国高铁用出人意料方式改变世界

　　中国长沙——这个内部构造繁复的高铁站启用还不到四年。当时，周围几乎一片荒芜。现在已大为改观。几乎每一班车票都会售罄，每隔几分钟就有一列车开出，驶向全国各地。

　　人们蛇形的购票队伍从售票处一直往后延伸，高达50英尺、钢结构的天花板像飘在出发层大厅上空的白云。一项野心勃勃的建设项目很快就要将这个拥有16个站台的车站的规模翻一番。

　　中国高铁开通5年来，每个月的客流量几乎是国内航班的两倍。最近几年，客流量以每年28%的速度增长。按这个速度，到明年年初，中国高铁网络的客流量将超过比美国国内航班每个月5400万的人次。

　　鞋厂工人李晓红(音)每月都乘高铁从广州回长沙看望女儿。此前她通常每年回家一次，因为路上需要一整天时间，而如今只需2小时19分钟。

　　甄启楠(音)是一名企业高管，为避免航班延误，像他这样的人会选择乘高铁到全国各地开会。

　　“我没想到变化这么快”，甄说，“看似陌生的高铁已成为我们生活的一部分”。

　　高铁是令人始料未及的成功故事，经济学家和交通运输专家视之为中国经济持续增长而其他新兴经济体却步履维艰的原因之一。

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　　但中国并非没有付出代价：债台高筑、大量人口搬迁、一起重大事故，以及竞标中存在的贪腐问题。

　　毋庸置疑，高铁以出人预料的方式改变了中国。世界银行报告称，在已通高铁的中国城市中，工人的生产率很可能会得到广泛提升。当企业发现在数小时高铁车程内存在数以千万的潜在客户、雇员和对手时，其生产率就会提高。

　　在北京、深圳这样的大城市，公司正开设研发中心，那里有大量受过高等教育的年轻才俊，而他们进行当天往返的旅行——去薪资水平和土地价格较低城市的工厂——也很方便。

　　“许多企业显然在改变经营方式”，世界银行驻京的一名资深交通专家说。

　　对西方来说，或许很难复制中国的成功，不仅仅因为没有几个地方跟得上中国城镇化的步伐，还因为中国人口是美国的四倍，并集中在国土1/3面积的东部。

　　中国高铁还与世界上最具雄心的地铁建设工程相搭配，这意味着大量人口可以迅速进入高铁站。

　　高铁不仅使中国内地的商业经理们进入更大的市场，随着沿海地区工资迅速上涨，外国高管们也将把目光转向中国内地。

　　“我们以前总是南下广州会见欧洲客户，但如今他们正更频繁地现身长沙”，长沙某公司的一名销售主管说，唯一不好的地方是，“高铁正变得越来越拥挤”。

　　外国人乘坐高铁更深刻的体验：进入车厢，高大的洋小伙显然很满意。“高铁的座位其实更像飞机上的，最后一排座位上还有空间安放大件行李。虽然只是二等座，但可以看到座位空间很大，比飞机经济舱要宽敞。车上的设施，更像是机舱里的，椅子上同样有小桌板，小屏幕会一直播放信息，连列车员也很像空乘人员。”

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　　近日，媒体偶然发现了一段外国人拍摄、讲解的视频，外国小伙从各个角度记录了他从洛阳乘坐高铁前往西安的经历，片中多次提到：高铁车厢内的设施、服务更像飞机上的头等舱。媒体干脆将视频旁白翻译出来做成字幕，让大家看看外国人对中国高铁的主观感受。

　　片中的外国青年搭乘16：04发车的G659次列车从洛阳前往西安，从候车室就开始品头论足：“这儿跟北京等地的火车站很不一样，干净、整齐，也不怎么拥挤。真的跟北京西站很不一样！”

　　小伙来到了站台，在这里他发现了一点人性化的小布置。“地上的数字是车厢的号，指引乘客去往自己的车厢。”

　　这趟车坐得值不值，最主要的当然要看票价和速度。“这张票174。5元，大约35美元，从洛阳龙门到西安，全程大约一个半小时，400多公里路。这真的很快，同样的路程，普通火车要走大概5个小时呢！”

　　一直觉得，高铁相比飞机的最大优势，就是可以方便地随意走动，我们的主角也到处晃了一圈。“车厢里有垃圾箱、带纸杯的饮水机、带镜子的盥洗池、厕所。高铁厕所里也跟飞机一样用坐便器，总体还行，马桶有点脏，整体空间略小。人们可以在车厢间走动，车厢之间由玻璃滑动门相隔，乘客们可以到别的车厢去逛逛。”

　　总体来看，这应该是一趟满意的旅程，希望这位洋拍客和他的朋友能享受真实、美好的中国之旅。

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　　中国又一世界第一震惊全球 最新高铁时速605公里

　　据《21世纪经济报道》记者赵忆宁昨日（1月16日）报道，中国南车制造的CIT500型的试验速度达到了605公里/小时。目前世界上最快高铁时速为574。8公里，由法国高速列车TGV在2007年4月3日创造。

CIT500型高铁

　　法国高速列车TGV在巴黎在2007年4月3日，从巴黎－斯特拉斯堡东线铁路上以574。8公里/小时的运行速度创造了有轨列车最高时速新的世界记录，同时打破了自己在1990年5月创下并保持17年之久的515。3公里/小时的世界记录。

　　中国高铁的最高时速由CRH380A保持，轨道最高实验速度为486。1公里/小时，于2010年12月3日创造。目前，中国高铁通常运营时速约250公里，而更高速度的CIT500型的设计时速为500公里。这样，中国高铁的速度有望再翻倍。

　　南车青岛四方机车车辆股份有限公司厂区内，一列银灰色超速试验列车停放在厂区的铁轨上，这列台架试验速度每小时达到605公里的列车，被命名为更高速度的试验列车。

　　实际上，这项试验早在两年多前就已开始，为了这次试验，南车四方公司经过七次方案讨论会。

　　参加试验的电气开发部部长焦京海最近回忆说：“100-200公里时一点担心都没有，车速上了550公里以上心情开始激动，到600公里时就开始有点紧张了。”试验止步于605公里，是因为制定的试验目标为600公里，“试验台建设时是按600公里设计的，再往上冲速度，担心对试验台不好”， 高级主任设计师李兵解释说。

　　当时速提升到605公里的时候，试验没有马上停止，保持速度运行了10分钟，这相当于在地面上行驶了100。8公里。

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　　技术难度比飞机高

　　“高铁就像一架飞机在不停地起降”，中科院力学所杨国伟研究员这样说。杨国伟创立了跨声速非线性气动弹性研究，为中国高铁与大飞机研制提供空气动力与气动弹性的技术支撑。

CIT500型高铁

　　“坐飞机最危险的是起飞和降落，因为地面效应包括建筑、风对飞机的激扰，所以，飞机设计的难点在起和降的过程。而高速列车始终在地面上高速运行，从空气动力学车与空气相互的作用角度，既要考虑地面对列车的强激扰，也要考虑到高速运行状况下气流激扰。波音737的巡航阻力系数约在0。028左右，6辆编组试验列车整车阻力系数约为0。48左右，所以说更高速列车比飞机在天上巡航时的技术难点要复杂得多。”杨国伟说。

　　民用飞机每小时飞行距离800-850公里，中国研制的更高速试验列车设计速度在每小时500公里以上，与目前在线上以每小时380公里最高时速运行的CRH380A相比，技术的边界条件必须清晰。

　　“空气动力学性能的受轨道不平顺影响，振动激扰响应不断加大，如何保证列车高速运行的安全性；如何保证舒适的乘车环境；比提高速度更重要的是能够很好的停下来。” 试验现场指挥梁建英说。

　　列车运行的阻力，包括车轮与轨道摩擦的机械阻力和车辆受到的空气阻力。高速下制约速度的抗衡者是空气，“当列车以每小时200公里行驶的时候，空气阻力占总阻力的70%左右，和谐号CRH380A在京沪高铁跑出时速486。1公里时，气动阻力超过了总阻力的92%，如果跑到500公里以上，95%以上都是气动阻力了”，李兵说。空气阻力和列车运行速度的平方成近似正比关系，速度提高2倍，空气阻力将增至4倍。正是这个平方关系，让设计师绞尽脑汁。

　　空气阻力受三大因素影响，一是车头迎风受到正压力，与车尾受到的负压力间产生的压差阻力；二是由于空气黏性作用于车体表面的摩擦阻力；三是列车底架以及列车表面凹凸结构引起的干扰阻力。

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桥梁转体时，一列动车正从桥箱梁下通过

　　工程师们为降低空气阻力，应用仿生学和空气动力学理论，创作了100多种头型概念，优选构建了80余种三维数字模型，开展了初步空气动力学仿真，比选出20个气动性能较优的头型，进一步进行气动优化，制作出1：20实物模型，根据仿真数据和美观效果，最终制作五款1：8头型分别做了风洞力学试验和气动噪声试验，名为“箭”的头型被选中，其气动噪声、气动阻力参数最优。“从气动性能来讲，"箭"与民航客机是可以PK的。”李兵说。

　　让数百吨重的更高速列车在线路上飞跑，除了减少气动阻力外，加大牵引能力是另一个关键。“六辆编组更高速试验列车牵引总功率可达到21120千瓦。正是有了我们自主开发的大功率牵引系统，才有高速试验列车实现台架试验605公里/小时的可能。”焦京海说。

　　大功率的牵引传动系统的技术研发，具有强大的技术扩散效应，除列车之外可应用在其他制造领域。“大功率的牵引传动系统技术具有很好的外延性，除轨道交通领域以外，大功率的牵引传动系统在很多工业传动领域都有很广泛的应用，比如轧钢系统、船舶推进系统、石油钻井、电力系统等等。”南车时代电气技术中心主任荣智林说。

　　高速列车运行依靠电能，是由受电弓与接触网接触完成的，这个过程被称为“受流”环节。这项技术也是迄今为止技术专家们最关注的技术之一。“双弓受流”技术曾经是困扰工程技术人员的一个技术难点，“现在看来这个也不太像技术难点了”，梁建英说。“车辆在高速运行时，前弓在取电滑过接触网时，会形成一个激扰波，导致后弓的离线可能性加大，影响车辆的牵引性能。如何保证后弓受流的稳定性，这是技术上的难点。但是现在看来，已经不存在了”。

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资料图：行驶中的中国高铁

　　追求更快速度

　　速度是技术发展的综合实力。如同中国“两弹一星”的研制，举全国之力，近万名科研技术人员参与了高速列车的技术创新。“试验列车的速度还只是实验室内的数据，实际的线路数据还有待于进一步验证，我们希望有个高的速度值，让全世界都能进一步了解中国的高铁技术和产品水平，其中的过程需要踏踏实实去做，而决不能急于求成。”梁建英说。

　　“时速605公里是试验台上跑出的，不是在线路上的数据，实际的线路试验还需要一系列的考核。”李兵说。2007年4月3日，法国TGV在线路上创造574。8公里/小时试验最高速度，目前为止尚未有新的记录刷新。2010年12月京沪先导段试验蚌埠-枣庄，CRH380A达到最高时速486。1公里，这个速度尽管是运营试验速度，它有别于法国TGV的纯粹试验速度。就运营试验的速度值来讲它是世界上最高的。

　　2011年，“7·23”甬温线特别重大铁路交通事故后，中国高铁开始了对更高质量目标的追求，其中包括安全性、可靠性、舒适性等。事实上事故并不是缘于车的质量，但是这次事故却对中国高铁的发展带来了极大的影响。所有的铁路人，包括南车四方的技术人员都在反思，那就是如何更好、更稳健地推进国家的高速铁路事业。试验列车的研制是一个非常艰苦的过程。它以CRH380A新一代动车组技术创新成果为基础，遵循安全可靠的运行目标，针对系统集成、车体、转向架、牵引、网络控制、制动系统进行了诸多技术创新，实现了碳纤维材料、镁铝合金、纳米材料、风阻制动系统等一系列新技术、新材料的装车试验验证。整个列车的研制历经了两年多的时间。

　　试验列车完成在实验室的测试后，在厂区内一条3。7公里的环形试验线上进行了一个月可靠性试验，运行里程约1000公里。受线路条件限制最高速度不得超过时速30公里，“对整车、系统及部件完成了初步可靠性验证”，工程师告诉记者。