我國幅員遼闊,地大物博,在國家進行資源調度和社會生產中,人員和資源需要在全國範圍內進行流動,過去,我國的交通運輸主要靠鐵路進行,我還記得小時候的綠皮火車,呼嘯而過,還有貨運火車,長長的火車車廂上拉著煤炭,木材,礦石等資源,奔赴祖國的各個地方。
現在,國家在人力運輸上大力發展高鐵,普通客運和高速公路等,但是鐵路運輸仍然是主要的運輸方式,它就像祖國的大動脈,日夜為祖國的經濟發展,輸送著營養。那麼,我國的火車是通過什麼動力驅動的呢?
要說清楚這個問題,還得先從中國火車發動機的歷史沿革說起。火車這種交通工具,自身重量大,車廂多,具有獨立的軌道,它要想行駛,需要的動力非常大,所以,在蒸汽機發明以前,世界上是沒有火車的。
蒸汽機火車
蒸汽機發明以後,人們可以利用煤炭等燃料把水燒開,利用產生的蒸汽作為動力驅動車輛前進,因為這一過程需要火,所以當時的這種蒸汽機車被稱為火車,這也是火車這一名稱的由來。
1804年,世界上第一輛蒸汽機車被英國人發明了出來,但這只是一個試驗品,時速也非常低,到了1840年,真正意義上的火車才被建造出來。
蒸汽機車雖然被發明了出來,但是它也有一些缺點,那就是,蒸汽機車需要燃料燃燒產生熱量,它產生的蒸汽也需要不斷損耗水分,所以,火車必須經常加燃料和水,但是這些東西不能靠火車自身攜帶,只能在火車線路的途中,增加這些補充燃料和水的中轉站,這在無形中要耗費大量的人力物力,所以,蒸汽機車必然要被時代所拋棄。
內燃機火車
那麼,誰能夠接替蒸汽機車的重任呢?人們把目標投向了內燃機車。1894年,對機械建造非常擅長的德國人發明了燒汽油的內燃機車,但是,我們知道,汽油的價格是非常高的,用它來驅動普通的汽車還可以如果用它來驅動笨重的火車,那耗費的錢財是天文數字,因此,出於成本的考慮,使汽油內燃機車不能夠被普遍使用。
為了解決成本問題,1924年,德國、美國、法國等一些國家又研究出了燒柴油驅動的內燃機車,柴油的成本就比汽油低了許多,這樣,成本降下來了,使柴油機車得到了推廣使用,後來,瑞士人又改進了柴油發動機,極大地提高了火車的運行狀態,這種火車被西方的工業國家廣泛使用。
此後,人們又研究出了磁懸浮列車,但是一些諸如投入高、輻射高等缺點很多,沒有被普及。而早在1879年就被德國人發明的電力機車,此後卻大放異彩,成為了我國火車普遍採用的驅動形式。
那麼,我們再來看看電動機車在我國的發展歷史
我國從大清朝時,火車就被傳入我國,但是當時的大清朝閉關鎖國,以天朝上國自居,他們認為火車這種東西要修建鐵路,會破壞風水,所以,極力排斥,使中國失去了一次發展經濟的良機。
後來,中國淪為了半封建半殖民地國家,清朝為了維護統治,也進行了自身反省,開始了師夷長技以制夷,開展了轟轟烈烈的洋務運動,西方帝國主義為了控制中國,掠奪資源,也必須依靠鐵路進行運輸,增加勢力輻射。
這樣,火車這種先進的事物必將進入中國,清朝政府也看到了火車的好處,開始接受了火車的存在,還自行設計建造了著名的京張鐵路。1911年,革命黨人還藉助清政府想把鐵路收歸國有的契機,趁清政府鎮壓保路運動,兵力空虛,而發動武昌起義,結束了清朝的統治,從這一點來看,清朝開始懼怕鐵路也不是沒有道理,最終還真就倒在了鐵路之上了。
到了民國時期,鐵路得到了極大發展,但是,隨後發生了日本侵華,中國的鐵路建設也被延緩。新中國成立以後,國家百廢待興,要想富,先修路,鐵路的建設也加快了起來,1952年6月,新中國建造的成渝鐵路竣工通車,這是新中國修建的第一條鐵路。
此後,新中國又建成了寶成鐵路,而值得一提的是,這條鐵路開始是內燃機驅動,到了1975年,它首先完成了改造,成為了中國第一條靠電驅動火車的鐵路。
電氣化鐵路,是具有許多優勢的:
首先,它是用電驅動,不需要燃燒化石燃料,不會產生大量煙塵,廢氣,極大地保護了環境。其次,電氣化鐵路動力強勁,維護省力,節約成本,雖然它在建設之初,需要投資很多,但是,一旦建成,成本很低,能夠長期運營下去。
最後,電氣化鐵路非常適合那種使用頻繁,流量很高的線路,使用越多,越有利於盈利,更容易攤低成本。所以,我國的電力機車佔比很大。後來,隨著時代的發展,又出現了高鐵,動車組列車,火車的速度更快了。
在現在電力驅動成為主流的時代下,我國的青藏鐵路還有一段需要內燃機驅動。青藏鐵路修建在青藏高原之上,海拔很高很高,線路很長,是世界第一,這條鐵路共分為兩段,從西寧通到拉薩,中間以格爾木作為分界,西寧到格爾木地勢較平坦,路況相對較好,從格爾木到拉薩,要經過凍土帶,高寒缺氧,人煙稀少,自然環境非常惡劣。
在修建青藏鐵路之前,青藏高原交通十分不便,也嚴重地限制了西藏地區的經濟發展。為了改善這種情況,國家開始著手青藏鐵路的設計工作。黨的第一代領導人也十分關心青藏鐵路的建設工作,希望能夠儘快建設,到了1984年,「西寧到格爾木段」終於通車了。
後來,國家又開始著手青藏鐵路的另一段的興建工作,2006年7月1日,青藏鐵路全面開通;到了2016年9月12日,青藏鐵路又完成了鐵路換軌工作,火車的平穩性得到了大幅提升。直到2018年8月30日,青藏鐵路才是現在我們看到的樣子。
格爾木到拉薩段,火車使用內燃機驅動
青藏鐵路從西寧到格爾木是採用電力驅動,從格爾木到拉薩是採用柴油內燃機驅動;之所以,從格爾木到拉薩段不使用電力驅動,而使用內燃機驅動,有如下幾個原因:
首先,該路段自然環境惡劣,海拔高,氣溫低,高寒缺氧,是無人區狀態,不適合維護線路人員長期駐紮,而電力線路需要維護的人員較多,這些人的生活保障就會出現極大的困難。
其次,電力線路耗費資金很高,需要建立大量的變電所,維護保養的費用也高,所以,只適合人流密集,高使用頻率的線路採用,而青藏鐵路該段線路很顯然不滿足這一要求,因此,出於節省成本的考慮,也是用內燃機比較合理。
最後,青藏高原自然災害嚴重,一些暴雪等自然災害頻發,會給電力線路造成很大破壞,使列車不能正常供電。正是這些原因,使青藏高原的後半段採用內燃機比較合理。
我國從美國引進內燃機
那麼,我國沒有合適的內燃機呢?為什麼要從美國進口呢?這同樣也是經過國家慎重考慮的,主要原因如下:
其一,我國的內燃機車需求低。我國目前的鐵路線路,大多經過了電氣化改造,普遍使用電力驅動。傳統的內燃機車佔比很小,這樣就必然降低了國內對內燃機車的需求。
而企業是最終的目標是為了盈利的,需求小,每年也沒有多少商品出貨,必然給相關生產企業造成困境,久而久之,國內的內燃機企業就會被市場所淘汰,所以,我國只能從國外進口內燃機車。
其二,我國內燃機車的技術水平低。在內燃機車的研發領域,國外起步較早,技術成熟,先進,我國在內燃機車方面,如果繼續追趕西方國家,那會給經濟帶來極大的負擔,而且產生的效果也不明顯,還可能長期得不到改進。
而且,我國現在都以電驅動列車為主要發展方向,內燃機車的研發動機嚴重不足,每年需要的那點內燃機車還不如從國外進口,節省資金,見效更快。而美國的內燃機車技術很先進,我國就從美國進口了。
其三,青藏高原自然條件十分惡劣,高寒缺氧,普通的國產內燃機車不適合高原地區的使用,而美國的內燃機車技術成熟,可以生產適合高原地區工作的增加內燃機車,在缺氧的地區仍然可以使用,所以我國才從美國採購內燃機車。
此外,美國的內燃機車具有許多優勢,美國技術很先進,他們生產的內燃機車動力強勁,抗缺氧性能強,運行穩定,安全性高,非常適合青藏高原複雜的自然地理條件,所以我國就從美國進口內燃機車了。
正是我國出於對現有技術,節約資源,方便快捷等方面的考慮,選擇從國外進口內燃機車,而國內大力發展電力驅動的列車,從而揚長避短,發揮優勢,最終實現彎道超車,所以從美國進口內燃機車也就不奇怪了。