抗低温材料,是高寒动车组抗冻的重要法宝。从外部车身到关键部件,高寒动车组所使用的材料都经过了大量计算分析和低温试验验证,满足了低温运用环境下强度、疲劳、刚度、回弹等特性要求。

脆裂,是许多材料在低温下都会发生的现象。高寒动车组的制造方中车长春轨道客车股份有限公司高级工程师马凯介绍,高寒动车组在车下设备舱上边梁与底架边梁间等位置的螺栓、螺母一般由碳素结构钢制成,但高寒动车组的螺栓、螺母采用了铬钼合金钢等复合材料,有效降低了零件在低温条件下“骨折”的风险。此外,设备舱、塞拉门、设备箱体等这些与外界冷空气接触部件的密封胶条等,也换成了脆性温度低于零下40摄氏度的特殊硅橡胶材料,避免了低温脆裂和漏风漏水问题。列车上的水循环系统也怕冷,为此,设计人员把水管的材质由铜换成了不易冻损的不锈钢,再给管道外面裹上一层防寒棉,“棉衣”中间有电伴热线,保证管道温度能够一直保持在0摄氏度以上,不会冻住。

马凯表示,高寒动车组的抗冻黑科技还有不少。就材料方面来说,许多我国自主研发的高性能材料让中国高铁成为世界级抗寒能手。

在冰雪中运行,列车电热装置产生的热量会让雪快速结冰,厚厚的冰层成为行车安全的一大威胁。有段时间,我国高铁动车组采用进口涂料来防止结冰,但效果并不好。2016年,我国自主研发的疏水材料涂层问世,这种涂层效仿自然界的“荷叶效应”,可在动车组关键部件上形成一层油膜,水珠无法附着在上面,从而达到防水除冰的效果。

此外,由我国自主研发的超低温球墨铸铁也成功解决了高铁用金属材料的低温适应性问题。2012年,我国首条高寒高铁——哈大高铁建成运营,超低温球墨铸铁代替德国进口材料用在了转向架等关键部件上,这种材料的耐低温能力强,相关资料显示,可以经受住零下60摄氏度的低温考验。

特制开关、自动化防冻结功能——除冰雪设计让列车潇洒前行

融冰除雪是高寒地区铁路运行面对的最大挑战。为了让列车运行免受冰雪侵扰,设计人员在列车的许多部位都做了特殊设计。

转向架,高铁平稳运行的重要部件。它位于列车车体与轨道之间,从外观上看,就像一个有着四个圆形轮子的小车。列车就是靠着这一组一组的“小轮子”,在钢轨上运行。风雪天行车,转向架很容易积雪结冰。高寒动车组的转向架区域采用了密封结构,进行了防护设计,防止进雪。

防是一方面,遇到风急雪大的时候,除的手段便派上了用场。黑龙江省哈尔滨市地处高寒地区,2012年,我国也是世界首条设计时速达350千米的高寒线路——哈大高铁建成运营。此后,哈齐高铁、哈牡高铁陆续开通,为了解决转向架结冰积雪严重的问题,中国铁路哈尔滨局集团公司自主研发了国内首个“HTK—CBX0型高寒高铁融冰除雪装置”。哈尔滨动车段工程师李毅忱介绍,传统的除雪方式一般都是工人使用橡胶锤、高压热水车,效率低,最多的时候会有200多人同时上手。而新型的除雪方式则采用了低压温水喷扫,可全方位快速剥离、融解转向架上的积雪结冰,操作员还能根据动车组积冰情况,调整喷水压力、温度、速度,2个人仅需1小时就能完成一组动车组的除雪作业。