今天(2024年1月12日),中车戚墅堰公司举行了FXN5C型内燃机车交付仪式,首批15台机车正式交付太原机务段。这也是中国铁路复兴系列内燃机车首款批量交付车型。在和谐系列交流传动内燃机车已批量交付10余年的情况下,为何又要研制全新的FXN5C,新款机车又有哪些技术与突破?本期铁道视界我们带领大家先睹为快,并深度详解:
FXN5C型机车是中车戚墅堰公司为干线货运全新研发的新一代节能环保机车。机车采用主辅一体化交流传动系统,机车功率3530kW,C0-C0轴式,轴重25t,设计最高运营速度120km/h,燃油箱(可用)容积9000L。机车采用标准化、平台化和模块化设计,具有智能互联、节能环保的特点。
外观上,FXN5C采用双司机室内走廊结构。整体外型简洁明快,设计风格上采用大平面,多棱角,突出机车的视觉冲击力。车体涂装上,相比于样车的红底黄腰线涂装,量产车采用了蓝色底色搭配黄色色带的设计。据小编了解,这一配色也将成为未来复兴系列货运机车标准的涂装。
核心技术上,量产版FXN5C装配了HXN5B同系列升级的R12V280ZJ型柴油机。该型柴油机与HXN5B机车同系列柴油机相比,能耗、稳定性等方面更适用于干线货运牵引。新型柴油机能够实现2500m海拔、环境温度25℃的条件下不降功,更适应货运运用条件。而与东风型货运内燃机车相比,同等工况下油耗降低13%以上,且排放达到行业公认的EPATier3排放标准。
由此,FXN5C可称得上是国产内燃机车的新一款力作。
早在2008年,功率高达4660kW(6000马力)的大功率HXN5型机车就已批量交付。15年后的今天,为何又要研制一款功率“仅为”3530kW(4400马力)的全新内燃机车呢?这就要从今天中国铁路的时代背景说起:
20年前,中国铁路的装备水平还相对低下。非电气化铁路还以DF4系列和DF8系列直流传动内燃机车作为主要牵引车型。经过多年发展,中国铁路大运量干线普遍实现了电气化改造,内燃机车更多的运用于运量相对较小的非电气化铁路。当年生产的和谐系列内燃机车虽然牵引功率大,但未来需要使用内燃机车牵引重载货物列车的区段越来越少,这也造成其引以为傲的高功率愈发难以得到充分发挥。
此外,目前国内现在有相当数量的老旧直流传动货运内燃机车,初步统计还有约2000台(DF4系列约1000台、DF8系列825台、其他140台)。其中部分直流传动机车已经进入报废期或者产品寿命后期,存在机车排放较高、经济性差、维护保养工作量大等问题。出于对机车运用效率和长期综合效益的考虑,急需采用新型内燃机车替代效率低、经济性差的老产品。
FXN5C作为首款批量交付的复兴型内燃机车,采用标准化、平台化和模块化设计,其中更是应用了多项新技术,使其未来有望成为国内干线货运内燃机车的主力车型:
首先,FXN5C是一款“绿色机车”:机车排放达到EPATier3等级要求,油耗低至198g/kWh。而通过采用性能优良的电阻制动装置,可减少闸瓦和车轮踏面磨耗,易损件寿命得以延长。机车还安装有限鸣装置,能够降低市内噪声污染。
其次,具有自主知识产权的FXN5C型机车具备不同产品平台间互联、互通、互控能力,实现平台车型在使用功能、运用维护上的简统,统一司乘运维操作,提高效率、降低成本。其中,FXN5C的柴油机和辅助系统与既有HXN5B调车机车简统,制动、电传动、转向架与电力机车平台简统。2021年9月,FXN5C已完成和同系列不同厂家之间机车的重联运用,2023年3月,已在株洲所完成部分车型的互联互通互控试验,后续将完成剩余车型之间的互联互通互控试验。未来,日常运用中的内电重联互控指日可待!
第三,FXN5C还是一款“走得远”的机车。FXN5C能够全面适应中国环境,适应中国地域辽阔、温度横跨正负40℃、长距离、高强度等运行需求。曾经,FXN5C首次在冬季低温条件下完成量化起动加速(0~40km/h)试验,并一次性成功。而其他诸如高温、风沙等严酷环境下的运用考核,FXN5C也都能通过。
同时,FXN5C还是一款“智能化”的机车:机车采用了整流逆变模块技术起机、系统一键自检、柴油机PHM智能化诊断系统等技术,简化司乘人员检查和操纵驾驶。同时关键系统进行冗余设计,不仅方便司乘员操作,且整车可靠性更为提高。
此外,FXN5C还为未来的发展预留了空间:因为干线货运运载量大,牵引里程长,电池能量密度较低等客观原因,考虑到实际用途,FXN5C现阶段还是采用了单一的柴油机作为动力,并未安装电池组等装置。但机车有着一定的重量和空间,未来将考虑将机车控制蓄电池升级为动力蓄电池,以提升待避时的舒适性和进一步提升节能环保效果。
2018年3月,中车戚墅堰公司正式开启该型机车研制工作。2019年3月,完成全部施工设计及技术文件的编制。2019年7月,首台机车下线。2019年8月,完成厂内调试。
2019年9月起,机车赴国家铁道试验中心(北京环铁),完成制动试验、限界、称重、淋雨等等11项型式试验;2019年12月,前往黑龙江加格达奇,完成启动加速性能试验和低温试验;2020年4月,机车返回北京,完成其余型式试验。
2022年4月至2023年1月,机车在兰新线乌鲁木齐—精河间进行高速部分运用考核,主要牵引行包快运列车。至2023年2月,FXN5C型机车完成运用考核,样车状态良好,满足运用要求。2023年4月,FXN5C型机车样车完成解体检查;8月,通过技术评审。2023年10月,机车正式获颁型号合格证和制造许可证。
2023年12月,FXN5C型机车中标首批15台机车订单。首批机车(0002-0016)于今天(2024年1月12日)正式下线,交付中国铁路太原局集团有限公司太原机务段,将用于太焦(太原至焦作)铁路的货运牵引,助力晋煤外运大通道运量再升级。
至于首台机车FXN5C-0001,未来将升级换装更加清洁环保的“动力心脏”——中车戚墅堰公司完全自主研发的12V260ZJ型柴油机,并继续进行各项试验。“换心”后的FXN5C机车功率3600千瓦,轴重和设计时速不变,同时油耗和减排也进一步升级,达到更高的标准。可以说,今天的批量交付并不是终点,中国内燃机车的技术进步还在进行。也让我们期待未来中国铁路装备制造能给我们带来更多的惊喜!
鸣谢:本文部分资料和图片由中车戚墅堰公司提供,并在此对中车戚墅堰公司的盛情邀请和取材支持一并感谢!