科技冬奥进行时

    近期，在京张高铁线上，由中国中车集团最新研制的京张高铁冬奥列车，正式开启赛时运输服务。“量身定制”的冬奥列车，可让列车不惧风沙严寒贴地飞驰在中国首条建成投用的智能高铁——京张高铁线上。

    记者了解到，冬奥列车采用了智能化运行调度系统、北斗导航、自动驾驶等世界领先技术，车内有冷色系氛围照明灯、雪花形状内饰、雪具存放处等独具匠心的设计，满是冬奥氛围。

    “作为轨道交通新材料、新工艺、新产品研发机构，我们所为冬奥列车提供了齿轮传动系统、踏面清扫装置等关键零部件，助力列车安全可靠运行。”中车戚墅堰所副总经理、总工程师靳国忠在接受科技日报记者采访时说。

    颇具挑战的是，京张线路高寒、大风沙的恶劣环境以及列车的高速运行对零部件的材料和动力要求极高，如何保障整车系统的可靠性、安全性、舒适性是一大难题。

    “高寒、风沙等客观环境条件需要我们对产品设计和所用材料进行升级。”靳国忠说，齿轮传动系统是高铁能量转换与传递的核心部件，相当于汽车的变速箱，是让列车“跑起来”的关键。“在冬奥列车齿轮传动系统的设计上，我们不断改进方案。采用先进温控技术，保障产品最高可耐80℃环境温差，可实现复杂线路条件下的全天候高速运行。”中车戚墅堰所齿轮传动系统设计人员栗华说。

    栗华介绍，在齿轮传动系统结构方面，团队进一步优化了迷宫式密封设计，既可以保证齿轮箱内润滑油不泄漏，还能防止外界的风沙、雨水等进入齿轮箱内部，保证高速运行下的安全性和可靠性。

    针对京张高铁严苛的可靠性要求，该所设计团队还通过加装状态监测传感器，实现对列车的智能化状态控制和故障监测预测，一旦传感器监测到异常温升和振动，就会迅速报警。

    “‘自我检查’‘疾病预警’的设计，能有效保障列车和乘客的安全。在齿轮箱箱体的铸造过程中，我们也贯彻了低碳、绿色、智能的理念。”栗华说。相关专家还介绍，冬奥列车的齿轮箱体诞生于企业的铝合金金属型低压铸造生产线。该生产线具有自动化、信息化、绿色化的特点，填补了齿轮箱体低压铸造技术的空白。

    当高铁列车这一庞然大物“贴地飞行”时，车轮与铁轨持续“亲密接触”，并产生磨损。如果不及时对车轮磨损的“肌肤”进行“美容修复”，就有可能会造成车辆运行振动噪声增大、平稳性降低、车轮检修维护成本上升等问题。这也是目前多数高铁列车都安装有踏面清扫装置的原因。

    中车戚墅堰所研制的踏面清扫装置可有效抑制车轮多边形磨损、稳定轮轨黏着系数，降低轮轨振动噪音，保证列车运行安全。

    中车戚墅堰所踏面清扫装置设计师吴波介绍，针对高铁线路上高速、高寒和大风沙的工作环境，设计团队对传统踏面清扫装置进行了改良。“我们采用紧凑化、轻量化、模块化的理念，设计了耐低温材质零件、耐高寒风沙型研磨子。”吴波说。

    值得一提的是，低温，会导致传统踏面清扫装置性能的下降。对此，该所研发团队开展了耐低温材料的选型设计，联合专业厂商开展耐低温材料的研发及运用，并通过仿真、试验等手段加以严格验证。“在开展研磨子低温强度实验时，因为四处调研没有找到可用的试验设备，我们就自行设计、搭建试验台，最终完成了研磨子在零下50℃超低温环境下的强度验证。”吴波说。