新動力機車引領(lǐng)交通領(lǐng)域綠色轉(zhuǎn)型
寬敞的司機駕駛室、智能化的司機操縱臺、亮堂的眺望窗……近來，7款身披“綠衣”的系列化新動力機車正式在北京露臉。
這些機車由中國中車股份有限公司（以下簡稱“中國中車”）面向全球初次發(fā)布。與傳統(tǒng)燃油機車比較，其環(huán)保功能優(yōu)異，有用解決了既有老舊內(nèi)燃機車油耗大、排放高、噪音大、舒適性差等問題。
2023年12月，國家鐵路局發(fā)布《老舊型鐵路內(nèi)燃機車篩選更新辦理辦法（尋求意見稿）》，提出從2035年始，老舊型鐵路內(nèi)燃機車應(yīng)當(dāng)全面退出鐵路運輸市場。此次成功研發(fā)的系列化新動力機車，對於進一步推動交通領(lǐng)域老舊設(shè)備更新迭代，推進高能耗高排放機車實現(xiàn)綠色低碳轉(zhuǎn)型具有極端重粗心義。
隨著全球環(huán)境問題一天比一天杰出，綠色發(fā)展理念逐漸成為當(dāng)今社會發(fā)展的干流趨勢之一。原有老舊內(nèi)燃機車污染重、能耗高、噪音大，已不能滿足鐵路綠色低碳發(fā)展的需求。為此，近年來，機車領(lǐng)域一直在尋找清潔的解決計劃，並相繼生產(chǎn)出了氫燃料電池機車、混合動力機車等多種新動力機車。
這些機車採用了內(nèi)燃發(fā)動機+動力電池、動力電池、氫燃料電池三種動力裝備，涵蓋1000千瓦到2000千瓦多種功率，可全面滿足國內(nèi)外鋼鐵冶金、礦產(chǎn)、電力、煤炭、港口等企業(yè)鐵路運輸場景的需求。
相較於傳統(tǒng)內(nèi)燃機車，這些系列化新動力機車在減碳方面擁有獨特優(yōu)勢?！皟?nèi)燃發(fā)動機+動力電池機車具備動力電池、柴油機和柴電混合三種動力形式。在工礦企業(yè)需求頻繁啟停的作業(yè)環(huán)境中，這三種形式可智能切換，減少燃油燃燒不充分形成的排放污染?！敝熊嚧筮B公司副總經(jīng)理、總工程師趙剛說，動力電池和氫燃料電池機車則可實現(xiàn)污染物零排放。
從具體指標(biāo)來看，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機車比較，內(nèi)燃發(fā)動機+動力電池機車可實現(xiàn)氮氧化物減排45％、碳氫化物減排73％、一氧化碳減排83％。依照污染物排放下降45％計算，1臺機車每年可少排放4噸有害物質(zhì)，減少碳排放374噸，相當(dāng)於植樹34000棵。
同時，由於具備不同的動力裝備，系列化新動力機車還可通過切換動力源，減少柴油機的作業(yè)時間，達到降噪的意圖。趙剛介紹，在動力電池牽引的工況下，機車噪聲時間可減少80％以上。司機室內(nèi)噪聲可下降到70分貝以下，車外輻射噪聲低至58分貝，相當(dāng)於咖啡館內(nèi)的音樂分貝水平。
當(dāng)前，我國老舊內(nèi)燃機車因研發(fā)時代較早，智能化水平遍及較低。在這一布景下，系列化新動力機車進行了多項數(shù)智化改造，進步機車智能化水平。
“系列化新動力機車搭載了高清視頻設(shè)備和激光雷達，可360度採集環(huán)境視覺數(shù)據(jù)，實時監(jiān)控運用場景狀態(tài)。自動感知、智能決策、才智運行等功能全方位保證了機車安全穩(wěn)定運行?！敝熊囐Y陽公司副總經(jīng)理、總工程師李希寧說。
人機交互系統(tǒng)也大幅度的進步了機車的操作快捷性。通過人機交互界面，司機可實時觀測列車的運行狀態(tài)。僅需通過簡單的語音指令，司機就能夠輕鬆操控空調(diào)、遮陽簾、刮雨器等設(shè)備，讓駕駛過程更高效、舒適。
在系列化新動力機車毛病監(jiān)測方面，團隊還開發(fā)了毛病預(yù)測與健康辦理（PHM）技術(shù)系統(tǒng)?！跋到y(tǒng)可對新動力機車進行全壽命周期辦理?！崩钕幷f。針對已經(jīng)出現(xiàn)的毛病，系統(tǒng)可及時反饋毛病點，並進行檢修作業(yè)指導(dǎo)。同時，該系統(tǒng)還能依據(jù)搜集的數(shù)據(jù)，對機車狀況進行預(yù)測，判斷變化趨勢，給出維護建議。
此外，為最大極限保證司乘人員安全，研發(fā)團隊針對動力電池和氫燃料系統(tǒng)設(shè)置了數(shù)字化安全防護辦法?！皺C車動力源的監(jiān)測數(shù)據(jù)會實時傳送到車載微機操控系統(tǒng)上，一旦動力源數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況，系統(tǒng)就會預(yù)警並採取相應(yīng)辦法?！崩钕幷f。
減碳之外，經(jīng)濟性最受用戶關(guān)注。老舊內(nèi)燃機車在運用過程中經(jīng)常會出現(xiàn)起停和惰轉(zhuǎn)狀況?！巴ㄟ^採用混合動力最優(yōu)操控技術(shù)，內(nèi)燃發(fā)動機+動力電池機車能夠確保內(nèi)燃發(fā)動機始終保持在最佳經(jīng)濟轉(zhuǎn)速下作業(yè)?！敝熊嚻菔吖靖笨偨?jīng)理、總工程師仲懷清說。
舉例而言，加滿同樣體積的油，在平直道牽引3000噸貨物的情況下，內(nèi)燃發(fā)動機+動力電池機車續(xù)航裡程超過1100公裡，是一般內(nèi)燃機車的1.7倍，節(jié)油率超過45％。
此外，系列化新動力機車還採用高效牽引變流系統(tǒng)、永磁電機、混合動力才能辦理、制動能量收回等新技術(shù)進步傳動功率、下降能耗，有用解決傳統(tǒng)機車由於惰轉(zhuǎn)形成的動力浪費，進步動力運用功率。
仲懷清告訴記者，當(dāng)這些新動力機車選裝永磁牽引電機時，電機功率可達97％，與選裝異步電機比較可進步5％。在一般工況下，單臺機車每年可節(jié)約電能18000度。
在日常運用本錢方面，系列化新動力機車也愈加實惠。以鋼鐵、冶金等行業(yè)的老舊內(nèi)燃機車為例，其年耗費柴油量約155噸，燃油費約為140萬元。假如依照完結(jié)平等作業(yè)量計算，動力電池機車所耗費電量約為53萬多度。以工業(yè)用電每度1元均價對標(biāo)，對應(yīng)的費用為53萬余元?！斑@將給企業(yè)每年節(jié)約費用87萬余元，每天節(jié)約本錢約2300余元?！敝賾亚逭f。
“不僅如此，簡統(tǒng)化設(shè)計也可下降這些機車的維護本錢。”仲懷清介紹，“簡統(tǒng)”可有用減少備品數(shù)量，比方機車都採用同一種空調(diào)，那備品則隻需求一種。這種設(shè)計會讓關(guān)鍵部件簡統(tǒng)率超80%，實現(xiàn)多種車型之間的零部件互換通用，便利用戶屬地化檢修，大大下降機車維護本錢。
現(xiàn)在，我國現(xiàn)存老舊內(nèi)燃機車約9700臺，更新?lián)Q代老舊機車，推動智能轉(zhuǎn)化升級已經(jīng)火燒眉毛。仲懷清說，系列化新動力機車將帶來規(guī)?；⒍鄻踊男聞恿Ξa(chǎn)品需求，帶動電池、電氣、電機等相關(guān)產(chǎn)業(yè)繁榮發(fā)展。
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