• 首页
  • 走进yabo88app下载
  • 科技时政
  • 科普百科
  • 全民科学素质行动
  • 学会协会
  • 论文调研
  • 科普资源
  • 科普风采
  • 科技产品推介
  • 首页 > 科技时政 >
    高铁里面的黑科技

    版权归原作者所有,如有侵权,请联系我们

    列车变流器

    列车的变流器,相当于高铁的大脑,而这大脑的核心则是一枚小小的芯片。指甲盖大小的芯片组成的IGBT可以处理6500V以上的超高电压,IGBT芯片工作时可以在短短1秒的时间内,实现10万次电流开关动作,从而驱动高铁飞速行驶。每只IGBT芯片的制造需要通过200多道工序,其中涉及半导体、机械、电子、计算机、材料和化工等多门复杂学科融合,目前在国际上能制造大功率IGBT芯片的企业也是少之又少。

    高温超导磁悬浮+真空管技术

    理论上中国超级高铁最快将于2021年达到时速1500公里,远超一般民航客机时速900公里。在2013年,埃隆o马斯克(Elon Musk)曾首次提出利用真空管道来建设“超级高铁”的想法,理论可达时速1207公里。

    目前,正在成都搭建世界上时速最快的真空高温超导磁悬浮比例模型车试验线,预计年底前完工并投入试验。此条试验线采用的特制管道直径4.2m、长140m,试验车车底布满特制的高温超导材料,利用液氮形成低温,从而达到超导和磁悬浮效果。悬浮高度10mm,测试时速最高可达400公里。而美国同类型“超级高铁”最高试验时速只有387公里。

    时速350公里高铁自动驾驶系统(C3+ATO)

    被喻为高铁“大脑和中枢神经”的高铁列车运行控制系统,可以确保高铁路网高效、平稳有序的运营。但是长久以来,全球只有日本、法国、德国等少数国家掌握这项技术。

    2018年4月,中国铁路通信信号集团公司引进先进技术、消化吸收,通过自主创新研发,在我国既有时速350公里列车运行控制技术(CTCS-3)基础上增加列车自动驾驶功能(ATO),推出了全球首套时速350公里高铁自动驾驶系统(C3+ATO),并投入现场试验。

    CTCS-3级列车运行控制系统

    同时还建立了中国列车运行控制技术标准(CTCS),从而实现高铁列车运行控制系统及相关产品的完全国产化。在此项技术的保障之下,中国高铁智能化运营水平将领跑全球,迎来全新的自动驾驶时代。

    CTCS-3级列车运行控制系统是保障高速列车安全运行,提高运输效率的核心安全装备。

    该系统由车载设备和地面设备构成。车载设备包括人机界面显示单元、车载安全计算机、GSM-R无线通信单元、测速测距单元、应答器信息传输模块、轨道电路信息读取系统。

    地面轨旁设备主要有 ZPW-2000 轨道电路、应答器、GSM-R 无线基站。地面室内设备主要有无线闭塞中心、列控中心、临时限速服务器、计算机联锁、GSM-R移动交换中心、行车指挥中心。

    根据列车行驶计划,指挥中心自动生成列车进路序列,随后计算机进行计算排列,再将信息通过信号安全数据网发送给无线闭塞中心和列控中心。由二者运算生成行车许可后,分别通过 GSM-R 无线网络和 ZPW-2000 轨道电路及应答器发送给车载设备。车载设备在接收到许可后生成目标距离联系速度模式曲线,从而监控列车的运行。

    “齿轮箱”

    “齿轮箱”是驱动“复兴号”动车组高速、平稳行驶的核心部件,它具有30年、2400万公里的超长使用寿命,这一距离相当于绕地球行驶600圈。因为对其零件的材质、抗老化性和密封性都需要极高的要求,所以生产研发每个环节都必须通过精确的数据控制。

    经验丰富的工人配备智能扳手,再根据电脑设置的输出扭力,从而保证每一个螺栓的松紧全部达到一级精度。如果任意一个环节与电脑发出的指令产生偏差,系统都会记录、报警,导致失败。

    让国外研发人员意想不到的是,中国仅用了短短10年时间就攻克了这项预计需要二三十年才能突破技术难关。2015年投入生产至今,“齿轮箱” 成品率已达100%。目前“齿轮箱”已在“复兴号”上大面积使用,占据了国内80%的市场份额。

    无缝铁轨

    “我国高铁全部采用无缝线路,长达1318公里的京沪高铁没有一个轨缝,所以听不到列车铁轨‘哐当哐当’的声音”中国铁路总公司副总经理卢春房说道。

    无缝铁路技术背后,面临的是巨大的高温挑战。为避免高温胀轨影响行车,我国技术人员研发出高强度钢轨、高标准扣件、道轨等全新产品,通过强大的线路阻力限制钢轨伸缩,合理锁定温度确保道床和钢轨不产生突变。


    来源: 先进制造科普示范基地