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主题:【原创】奇怪的火车头? -- 倥偬飞人
俺这儿要说的火车头是混合动力,所谓hybrid locomotive,和hybrid car有异曲同工之妙。说奇怪,外观其实没啥两样,只不过内在的东西变化不少,算是凑个奇怪系列吧。
首先,巨无霸型的通用电气,正在研制可以将火车制动动能发电,从而往复利用其能量达到节省燃油和减少污染的目的,工作原理如下:
这种工作方式,看起来和丰田著名的Prius混合动力汽车如出一辙,只不过一个是公路的辙,一个是铁轨的辙。
效果如何呢?通用电气自己生产常规的柴油动力火车头,比较起来,可以节省燃油15%,降低污染15%。北美洲所有的火车头如果都改用这样的混合动力,一年可以节省燃料费用4.25亿美元。
加拿大魁北克有一家小型公司也在研制混合动力火车头,但是结构上要简单一些,侧重于在中转站使用,所谓switchers,因为这里用的火车头经常停停走走,把列车车厢组合到一起,或者分开到不同的站台,类似于市区内开车,所以看起来更加适用混合动力。
工作原理可见下图:
效果如何呢?
因为采用了较小马力的柴油机一直工作向大型电瓶组供电,而无需象传统火车头那样时常处于怠速状态,所以其燃油工作效率是比较高的,相对产生的废气也较少。而电瓶组成为直接驱动车轮的动力来源。据该公司的介绍,可以做到:
- 节省燃油40%-60%,以及减少同样比例的温室气体排放;
- 节省大量维修保养费用;
- 减少80%-90%氧化氮以及固体颗粒的排放;
- 性能得到提高(也许电动机的扭矩大,拖动力更大?);
- 达到美国环保局Tier 2水准,即目前的最高标准。
实物照片:
据称,该公司的订单已经达到170多台。通用电气则还在原型车试验过程中。
火车头虽然用的不可能像汽车那么多,但是市场也不可小视。北美有16000台需要更换,估计欧洲和亚洲更多,因为尤其像中国,铁路运输毕竟是比重不小。铁路虽然历史悠久,但其运输费用低廉,近来还有增加的趋势,例如最近大热的乙醇生产的增加,就需要更多的铁路和轮船来运输,因为采用汽车以至飞机运输,乙醇的销售价格将大大超过一般的汽油,市场无法消化。乙醇的亲水特性,也使得它难以采用管道运输。
虽然数量只以万计,但是一台火车头常常卖到100多万美元,所以差不多可以抵到100台汽车。这样算下来,全世界的市场也不可小觑。
很简单就是一个飞轮,类似小时候玩的惯性玩具汽车里的那个东西。
印象中是直接向电网回输。
中国自己的车头生产能力不低,恐怕不会大量购买GE车头的。
新型火车头,尤其是电池和控制技术,如果是有专利保护的,那就要想想办法了。
一百万美元一个火车头
实在是不贵
比如青藏线用的NJ2(GE的9系)和以前的ND5(7系)。NJ2针对高原环境设计,据说要两千万RMB一台。
这些都是为了应付特殊需要(如高原、重载)而国内当时没有相应的成熟产品才输入的,等国内研发出了相应的产品,应该还是会用回自己的吧,比如现在我们在非电气线路上就主要靠8B拉重载了。一来在成本上GE很难竞争,二来中国的铁路系统早就用惯了国货。也许只有新发展的高速铁路是例外。
顺带一提,细心的人可能会发现在内燃机车上也常标有‘有电危险’之类的警告,其实多数传统的内燃车头都是电传动的,它们一样是用内燃机发电,然后通过电动机驱动车轮,比起这种hybird只是少了电池组,没有储电节能的作用。
但是放那么多电池在上面也有缺点,就是内燃机必然小了,功率难免要下去,所以适合调车用机车,用在大功率机车上却比较困难。
GE开发的hybrid看来是大功率的,但是节油的百分比就只有15%了,毕竟大功率机车用于长途,停车刹车不多啊,就像汽车走freeway一样。