鄂産重器“金鷹”開上青藏高原
原標題:填補世界高海拔大功率軌道車空白 鄂産重器“金鷹”開上青藏高原
冰天雪地中,GCY-1000型高原軌道車試驗成功。(圖片由金鷹重工提供)
11月2日,位於襄陽的金鷹重型工程機械有限公司大機事業部副經理張亞軍收到從青藏高原上傳來的喜訊——
由該公司交付的兩台GCY-1000型高原軌道車已完成3000多米高海拔地區的施工作業,平直線路上可以牽引12節總重達1000噸的大機作業車組,目前各項指標運行正常,預計年內將前往4000米以上海拔地區施工。
他表示,高原軌道車在高海拔地區的正常使用,不僅意味著填補了世界高海拔大功率軌道車的空白,驗證了關鍵技術,更為正在開發的川藏鐵路積累了寶貴經驗。
軌道車,主要用於鐵路線路維修時運輸人員、材料以及牽引其他作業車輛。張亞軍介紹,原來的高原上採用的都是小軌道車,只能牽引1節平板車,運輸一些小材料;現在GCY-1000型高原軌道車功率更大,兩台重聯可牽引1200噸的大機作業車組;在20‰的坡道(相當於跑1000米的水準距離,高度上升了20米),時速可以達到50公里以上;單臺自運行,在20‰的坡道上時速可以達到80公里。
讓高原作業人員擺脫氧氣罐
低溫、缺氧、晝夜溫差大、強紫外線、強風沙……這是高原鐵路工程機械面對的諸多難題。
青藏鐵路是世界上海拔最高的高原鐵路,最高點為海拔5072米,海拔4000米以上地段達958公里,接近全里程的一半,空氣稀薄,含氧量不足平原的70%。
作為研製GCY-1000型高原軌道車的主要負責人,2017年11月,張亞軍帶著5名技術骨幹從鄂北崗地前往海拔4600多米的沱沱河進行高原環境調研。他回憶,初到高原的那一晚,高原反應很嚴重,他和同事擠在宿營車裏,在嘔吐、頭痛中輾轉難眠。“我們都知道高原缺氧,很多人上高原上都有很嚴重的高原反應。我們的軌道車不僅要上高原,還得保障作業人員幹活,所以必須得解決好供氧問題。”
目前,大多數高原作業是在車上配備醫用氧氣罐(袋),作業人員下車作業15-20分鐘,就得上車插著氧氣管吸氧。張亞軍介紹,這只能算一種臨時措施,因為吸氧時間長了,對身體也不好。
“改變不了室外空氣,但我們可以改變室內空氣氧氣濃度。”張亞軍和同事們決定採用瀰漫式制氧,讓室內氧濃度達到23.5%以上,保證高原環境下車內的空氣氧含量和平原一樣。
但問題也隨之而來——在高原上,車外氣壓大,車內氣壓小,形成了負壓,如果車體密封不好,瀰漫式制氧濃度很難達到23.5%,室內溫度也很難維持在16℃以上。
因此,軌道車工程師們對車體製作工藝、材料方面充分調研。在密封工藝方面,車體採用發泡密封工藝,對車內外的管線孔都做了特殊設計,增強密封效果;材料上選擇密封性較好的側墻、地板填充材料以及真空側窗,密封效果比普通軌道車提高了一倍,完全滿足現場作業需求。
“第一次在高原待了5天,高原反應讓大家很難受。”張亞軍説,下高原的那一刻,他們都下定決心,一定要讓用戶在高原用上和平原同樣效果的産品。
“就是這10℃,一個世界性難題”
工程師們上高原時正值當地風季,天天都有10級以上的大風,卷雜著砂石和塵土,令人無法睜眼。夜間溫度均在零下20℃以下。
目前普通軌道車在零下25℃能正常工作,但青藏鐵路作業機械的最低使用溫度為零下35℃。張亞軍介紹説:“別看只降低了10℃,但就是這10℃,一個世界性難題。”
零下35℃,車控顯示屏完全黑屏,很多電子元件的功能失效,無法正常使用,軌道車發動機組也無法啟動……擺在他們面前的是一系列與低溫環境的適應性問題。
為此,金鷹重工建立了高原産品項目組,進行了整整兩個月的封閉式集中辦公,在充分調研的基礎上,對主要部件技術參數進行反復計算、選型、試驗驗證。為找到匹配功率的高原型發動機,他們在4年前就開始與供貨商合作,反復模擬計算,以滿足最高海拔5100米的使用環境。針對低溫問題,又設置專門的輔助啟動措施,比如發動機缸套水加熱系統,可保證發動機在零下35℃正常啟動。
2019年3月,金鷹重工項目小組再次登上高原,前往海拔4484米的無人駐守車站——望昆火車站開展兩台高原軌道車的高海拔試車任務。
“上坡20‰的區間,單機牽引322噸,運行時速達到40公里,雙機牽引運行時速可達70公里。”看著這組數據,連續22天奮戰在高原的工程師們開心地笑了。
“那一刻,青藏高原的大風呼呼地從我們身上刮過,似乎也在為我們歡呼!”張亞軍説。(湖北日報全媒記者 劉宇 通訊員 周主文)