用優(yōu)質(zhì)車輪托起時代的列車

馬鋼助力我國最高時速400公里動車組樣車研發(fā)

高鐵，我國自主創(chuàng)新成功的一個范例，在領(lǐng)跑世界的同時將如何書寫更快的“中國速度”呢？

中國國家鐵路集團有限公司（以下簡稱國鐵集團）牽頭實施的CR450科技創(chuàng)新工程目前正全面推進(jìn)，CR450動車組的研制是在2017年下線的復(fù)興號中國標(biāo)準(zhǔn)動車組CR400的基礎(chǔ)上又一次技術(shù)突破，列車運行時速將從350公里提升到400公里。

高速列車要踏地而飛，離不開腳下的“風(fēng)火輪”——高速車輪，它直接影響高速列車運營安全，是世界上公認(rèn)的技術(shù)要求高、生產(chǎn)難度大的尖端產(chǎn)品，被稱為車輪家族“皇冠上的明珠”。

高速車輪研發(fā)生產(chǎn)的核心技術(shù)曾經(jīng)被日本、德國等國的車輪制造企業(yè)壟斷，一度成為制約我國“高鐵走出去”戰(zhàn)略的“卡脖子”技術(shù)。

在國鐵集團、中國鐵道科學(xué)研究院和中國中車的大力支持下，馬鋼車輪助力我國最高時速400公里樣車研發(fā)取得突破性進(jìn)展，新款CR450樣車將裝配馬鋼車輪上線。

50公里的突破進(jìn)展

讓我們先看看提速50公里意味著什么？

50公里，不僅僅是一個數(shù)字，更是一種時空距離的重構(gòu)。

研究表明，乘坐時速200公里以上的動車組，最佳旅行距離在800公里以內(nèi)；時速300公里的高鐵，最佳旅行距離在1200公里左右；而時速400公里，最佳旅行距離將延長到1600公里。

50公里，意味著整個高鐵產(chǎn)業(yè)鏈的提質(zhì)升級。

一列復(fù)興號動車組大概由50多萬個零件組成，涵蓋了機械、冶金、材料、電力電子、化工、信息控制、計算機、精密儀器等眾多技術(shù)領(lǐng)域。

CR450動車組列車在時速提高的同時，噪音和能耗等環(huán)保指標(biāo)都不超過CR400復(fù)興號列車。

這就為輕質(zhì)高效的新材料、新技術(shù)提供了廣泛的應(yīng)用空間，也帶動了高鐵產(chǎn)業(yè)鏈不斷提質(zhì)升級。

時速從350公里提升至400公里，最關(guān)鍵的技術(shù)不是能不能跑起來，而是能不能停得住、停得穩(wěn)、停得準(zhǔn)。

與CR400復(fù)興號動車組相比，新款CR450動車組樣車試驗制動性能和牽引效率分別提升20%和3%，讓列車在制動距離、噪聲、能耗指標(biāo)不變的情況下，實現(xiàn)運營時速提高50公里，達(dá)到時速400公里。

高速車輪的“破冰”之路

很多人可能會有疑問，這不就是一對車轱轆嗎？

其實，一節(jié)高鐵車廂重達(dá)五六十噸，每一對車輪需要長期承受十幾噸的往復(fù)循環(huán)壓力，如何同時保證車輪材料在高頻率、多維度交變應(yīng)力的作用下不萌生裂紋且周向能夠均勻磨損，從而保證行車安全，其中的技術(shù)難度比我們想象的要大很多。

鑒于高速車輪生產(chǎn)的難度之高，有些國家和企業(yè)堅持“不申報專利、不發(fā)表論文、不接受交流參觀”的“三不”政策，這就意味著，在高速車輪研發(fā)過程中，沒有任何經(jīng)驗可供借鑒。

“高速車輪是高技術(shù)、高含量、高附加值和高風(fēng)險產(chǎn)品，也是高速列車系統(tǒng)中公認(rèn)的‘塔尖’產(chǎn)品?！瘪R鋼交材首席工程師魯松說：“作為中國鐵路事業(yè)的先行者和最早實現(xiàn)車輪國產(chǎn)化的貢獻(xiàn)者，馬鋼不斷探索和研究車輪關(guān)鍵核心技術(shù)，經(jīng)過努力，先后成功開發(fā)出時速200—250公里、時速350公里的高速車輪、車軸產(chǎn)品?！?/p>

撥動指針，讓時間回溯到8年前。2016年7月，裝配著馬鋼高速車輪的兩輛中國標(biāo)準(zhǔn)動車組，完成時速超420公里的世界最高速動車組交會、重聯(lián)試驗，跑出讓世界驚嘆的“中國速度”。

2017年9月，復(fù)興號中國標(biāo)準(zhǔn)動車組CR400型列車在京滬高鐵上線運營，它以時速350公里打造了世界高鐵運營速度新標(biāo)桿。

馬鋼積極承擔(dān)國家軌道交通裝備重點研發(fā)計劃項目及國鐵集團高速輪軸自主研發(fā)重大項目，在時速350公里CR400高速列車輪軸自主創(chuàng)新取得重大突破基礎(chǔ)上，配合國鐵集團牽頭組織的高速列車CR450創(chuàng)新工程，負(fù)責(zé)研發(fā)新一代時速400公里高速車輪及車軸，并成功參與時速400公里高速列車換裝試驗。

時代列車的馬鋼車輪

依靠自主創(chuàng)新，中國高鐵基礎(chǔ)設(shè)施和移動裝備水平不斷提升，一步一個臺階，經(jīng)歷了時速200公里、250公里、300公里、350公里，每一個節(jié)點都有馬鋼車輪的身影。

作為中國鐵路車輪行業(yè)的開創(chuàng)者、引領(lǐng)者，馬鋼深知，核心技術(shù)是買不來的，創(chuàng)新不是一蹴而就的，必須靠著自己的智慧和雙手去拼出一片新天地。

2008年，馬鋼開始高速車輪國產(chǎn)化項目。

2014年，馬鋼參與原中國鐵路總公司（現(xiàn)為國鐵集團）設(shè)立重大課題“動車組關(guān)鍵技術(shù)自主創(chuàng)新深化研究——時速350公里中國標(biāo)準(zhǔn)動車組輪軸設(shè)計研究”，作為課題組主要成員參與項目全過程并重點負(fù)責(zé)車輪開發(fā)。憑借多年來生產(chǎn)鐵路車輪的技術(shù)基礎(chǔ)，馬鋼十年磨一劍，通過深度技術(shù)融合，大大縮短高速車輪研發(fā)生產(chǎn)進(jìn)程，加快實現(xiàn)高速輪軸產(chǎn)品國產(chǎn)化，創(chuàng)新提出了材料力學(xué)性能和服役性能的評價方法，并提出了材料性能控制的范圍；在設(shè)計上打破了傳統(tǒng)碳素鋼體系構(gòu)架，采用微合金化技術(shù)，設(shè)計出完全本土化的D2材質(zhì)高速車輪，并匹配復(fù)合熱處理技術(shù)，使其綜合性能優(yōu)于進(jìn)口ER8材質(zhì)車輪。

2015年，D2車輪裝配于“藍(lán)海豚”和“金鳳凰”中國標(biāo)準(zhǔn)動車組，并順利通過60萬公里裝車運用考核。一系列核心技術(shù)的掌握，讓中國高速車輪有了“純中國血統(tǒng)”。

2018年，馬鋼生產(chǎn)的160件時速320公里的高速車輪首次駛出國門，駛?cè)氲妈F。

2019年，中國標(biāo)準(zhǔn)動車組“復(fù)興號”車輪榮獲2019世界制造業(yè)大會創(chuàng)新產(chǎn)品金獎。

2024年，馬鋼高速車輪整列裝配“復(fù)興號”載客運行……

千淘萬漉雖辛苦，吹盡狂沙始到金。

一次次攻堅克難，一次次創(chuàng)新突破，從無到有，從有到優(yōu)。自主創(chuàng)新，始終是馬鋼傳承創(chuàng)新中最可貴的基因和最強勁的動能。同時，馬鋼以智慧制造為切入點，大力實施精品戰(zhàn)略，讓產(chǎn)品變精品。未來，CR450科技創(chuàng)新工程取得的相關(guān)科研成果將廣泛運用于鐵路建設(shè)和運營領(lǐng)域，進(jìn)一步提升鐵路科技自立自強能力，鞏固擴大我國高鐵技術(shù)世界領(lǐng)跑優(yōu)勢。

馬鋼高速車輪也正以享譽世界的品質(zhì)，打造中國智造“金名片”。

用優(yōu)質(zhì)車輪，托起時代的列車！讓我們一起期待。

（文圖/記者 鄔剛 通訊員 許然）