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2019-11-05    来源:

随着生活条件提高,现在我们出行,大多数人都会选择坐高铁,因为它快捷便利。中国高铁运行速度究竟有多快?根据2019年7月国际高铁公报( Railway Gazette International)两年一次的世界高铁速度调查数据,随着京沪高铁每小时350公里运营速度的恢复,中国已经超过了所有竞争对手,最快列车的平均速度超过了300公里/小时。
其中早在2016年的时候,我国已经在郑徐高铁线路上进行了一次实验,一列完全由我国自主研发的复兴号高铁在实验中跑出了420公里的极限速度。
中国企业发力 高铁刹车片打破垄断 国外产品价格从近3万降至6千
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高铁是如何刹车的?
高铁速度那么快,大家有没有担心过,如果高铁刹车突然失灵了会怎么样呢?毕竟在高铁出现之前,曾速列车也经常会出现一些侧翻或者无法紧急刹车的情况。况且高铁列车速度提高一倍,制动功率则需要增加8倍。制动装置是确保高铁安全运行的核心技术和关键零部件。高铁采用的是复合制动的方式。每个车厢都有加速刹车系统,加速时一起加速,刹车时一起刹车。
国内的高铁都是采用的动力分散式电动车组,因此在正常的制动过程中,优先采用再生制动,也就是将电动机反转,变为发电机,从而将动车组的动能转变为电能,会送给接触网,供相邻区间其他动车组使用。
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当动车组速度很低,即将停站时,再生制动的效果比较差,就会改为盘形制动,或者是在接触网故障,停电时,需要触发紧急制动时,就会使用盘形制动。这个与汽车上的制动盘工作原理一样。车轴上套上2到4个制动盘,或者是两端的车轮一部分作为制动盘,卡钳抱住制动盘,摩擦发热,从而将动车组的动能转变为热能消散掉,达到减速的目的。盘式制动也称之为安全制动,也就是设计成为在外界接触网故障无电时也能够正常使用,确保动车组能够安全停车。
高铁刹车片曾被国外垄断
高铁制动装置由制动器、制动闸片和制动盘等组成,其中的制动闸片(也称刹车片)属于耗材,要定期更换。高速列车制动力主要有电制动力和摩擦力,而摩擦制动力是列车安全停车的最后保障。摩擦制动力依靠制动系统中的制动盘和刹车片之间的摩擦来实现,而制动系统中刹车片性能的好坏对列车制动效果有着非常大的影响。当列车时速达每小时350公里时,如果前方遇突发事故需紧急制动,那么轮毂盘面和刹车片的温度会在瞬间达七百摄氏度以上。
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因此一款优秀的制动闸片首先要有稳定的摩擦系数,保证长时间300~400℃、瞬时900~1000℃不出现明显衰退;在干燥、雨雪、风沙等极端环境下工作还能有足够的机械强度,不会出现变形、断裂、脱落等损坏;在制动过程中及停车后,闸片材料不能转移到制动盘上,也不能形成金属镶嵌,更不能使制动盘产生裂纹。
时速300公里以上的高铁动车制动闸片采用的是粉末冶金材质。其刹车的原理是:钢背与摇杆、摇杆与摩擦体通过球面定位、传力,摩擦体基体背部的带槽柱体穿过摇杆和钢背配合孔,通过缓冲弹簧连成一个整体,在制动时对轮毂盘面产生强大摩擦力,最终致使其停转。
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图片来源:北摩高科官网
曾经国际上只有德国、法国和日本等少数几个国家能够生产高速列车制动闸片,其中德国克诺尔公司垄断全球80%以上高铁刹车片的市场。我国高铁列车自开通以来,制动系统的刹车片长期依靠进口。国外企业的高铁刹车片非常厉害,以前中国企业根本插不上手,这里面较量的就是核心技术。没核心技术,只能长期买人家的知识产权,受制于人。然而进口刹车片普遍存在价格高、供货周期长、备品备件供应不及时和售后服务差等问题。
高铁刹车片在2012年前处于技术保护期,一直全部引进国外产品。一辆列车就需要近200块刹车片,因为车速快、高磨损,每三到四个月,就要更换,所以,高铁制动刹车片的市场需求很大。既是市场需求,更是民族尊严。近几年国内随着北摩高科等几家中国公司进行技术攻关,打入该市场,在刹车片领域已经成功实现进口替代,国外产品价格被迫降价,已从每片2.8万元人民币降到6000元人民币。国内企业还计划大举反攻。按照北摩高科公布的规划,其计划新建高铁粉末冶金刹车生产厂房,未来将实现年产5万套高铁粉末冶金刹车产品。