內(nèi)燃機(jī)車重回春運(yùn)C位

“我國(guó)近年來(lái)出臺(tái)了一系列支撐氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，但對(duì)氫燃料內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的支持有待進(jìn)一步加強(qiáng)。”今年全國(guó)兩會(huì)期間，全國(guó)人大代表、廣西玉柴機(jī)器股份有限公司設(shè)備智能物聯(lián)技術(shù)高級(jí)主任工程師李海樺建議，設(shè)立國(guó)家級(jí)氫燃料內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力領(lǐng)域的科技研發(fā)專項(xiàng)，支持氫燃料內(nèi)燃機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加快實(shí)現(xiàn)氫燃料內(nèi)燃機(jī)的商業(yè)應(yīng)用。

就在李海樺提出此建議之前不久，今年春運(yùn)期間，“祖師爺”一度成為網(wǎng)絡(luò)熱詞。

原因在于極端天氣造成了一個(gè)現(xiàn)象——當(dāng)寒雪凍雨天氣令一些高鐵線路上電力動(dòng)車組舉步維艱之際，各型“東風(fēng)”內(nèi)燃機(jī)車披掛上陣牽引動(dòng)車組再出發(fā)。這不禁令人思考：電力動(dòng)車組是否沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)車那般皮實(shí)？也令人不免擔(dān)心，隨著高鐵和各類電力機(jī)車的發(fā)展，中國(guó)的內(nèi)燃機(jī)車保有量是否逐年減少？維修保養(yǎng)人員、駕乘人員是否后繼乏人？?jī)?nèi)燃機(jī)車是否還會(huì)有新的突破與發(fā)展？

內(nèi)燃機(jī)車“返場(chǎng)”

今年1月26日，當(dāng)2024春運(yùn)拉開(kāi)帷幕的時(shí)候，當(dāng)各地媒體紛紛報(bào)道“陸地航母”亦即“復(fù)興號(hào)”“和諧號(hào)”動(dòng)車組集結(jié)待命的時(shí)候，中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司所屬各鐵路局集團(tuán)公司，其實(shí)也在進(jìn)行各種內(nèi)燃機(jī)車的春運(yùn)整備與調(diào)配預(yù)案。

北京市郊鐵路S2線，內(nèi)燃機(jī)動(dòng)車組行駛在居庸關(guān)。

“祖師爺”，成了今年春運(yùn)期間對(duì)無(wú)懼風(fēng)雪的內(nèi)燃機(jī)車的一種尊稱。

為什么要這么做？一方面，整個(gè)春運(yùn)的鐵路戰(zhàn)線，至今為止并非完全依靠動(dòng)車組特別是高鐵來(lái)完成任務(wù)，在既有線開(kāi)行的一些客運(yùn)列車，特別是一些臨客列車，還是需要內(nèi)燃機(jī)車或電力機(jī)車牽引，比如1月26日至2月5日、2月14日至3月2日每日加開(kāi)的臨河-深圳東Z4184次列車、1月27日至2月8日、2月12日至3月5日每日加開(kāi)的西安-福州K4288次列車等等，就屬于此種情況；另一方面，早在1月16日召開(kāi)的國(guó)新辦新聞發(fā)布會(huì)上，國(guó)鐵集團(tuán)客運(yùn)部主任黃欣就在回應(yīng)《中國(guó)交通報(bào)》記者提問(wèn)時(shí)說(shuō)道，鐵路部門(mén)在春運(yùn)期間要確保鐵路安全暢通。黃欣在提到“加強(qiáng)鐵路設(shè)備設(shè)施巡查維護(hù)”，以及“積極應(yīng)對(duì)防范低溫雨雪冰凍災(zāi)害，加強(qiáng)值班值守，及時(shí)發(fā)布預(yù)警信息，超前采取預(yù)防性措施，主動(dòng)規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)”的同時(shí)，更主動(dòng)披露鐵路部門(mén)已經(jīng)“在主要鐵路干線和樞紐，儲(chǔ)備一定數(shù)量的內(nèi)燃機(jī)車和應(yīng)急力量，確保應(yīng)急有備”。

果不其然，這些“應(yīng)急有備”派上了用場(chǎng)！在春節(jié)前一段時(shí)間的春運(yùn)過(guò)程中，一些區(qū)域出現(xiàn)了極端天氣。2月4日，中國(guó)鐵路武漢局集團(tuán)公司發(fā)布公告稱，“管內(nèi)沿線所有地區(qū)普降凍雨、大雪，導(dǎo)致鐵路接觸網(wǎng)覆冰導(dǎo)電不良、道岔結(jié)冰轉(zhuǎn)換不靈活、線路積雪列車降速運(yùn)行”。其中受影響最大的無(wú)疑是動(dòng)車組列車。由于無(wú)論在既有線還是在客運(yùn)專線等高鐵線路上運(yùn)行，動(dòng)車組的動(dòng)力來(lái)自于列車上方的接觸網(wǎng)，而一旦接觸網(wǎng)覆冰導(dǎo)致導(dǎo)電不良，輕則動(dòng)車組降速運(yùn)行，重則趴窩。當(dāng)時(shí)，武漢局立即披露，除了每天做好接觸網(wǎng)熱滑除冰以外，也已安排48臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車隨時(shí)待命，做好應(yīng)急牽引工作。

2024春運(yùn)所見(jiàn)，內(nèi)燃機(jī)車牽引動(dòng)車組。

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)各種平臺(tái)上，披露武漢局這一官方消息的圖文或者視頻內(nèi)容并不多。然而，網(wǎng)友，特別是一些創(chuàng)作者以他們特有的方式，反映自身顯然感受到了中國(guó)鐵路在遭遇極端天氣時(shí)的應(yīng)對(duì)能力?！昂⒆?，別怕，我們?yōu)槟汩_(kāi)路！當(dāng)春運(yùn)遇上降雪凍雨天氣，‘老前輩內(nèi)燃機(jī)申請(qǐng)出戰(zhàn)！”所配視頻是一臺(tái)東風(fēng)11型內(nèi)燃機(jī)車在風(fēng)雨里毫無(wú)羈絆任自前行。而跟帖中還出現(xiàn)這樣的擬人語(yǔ)句：“內(nèi)燃機(jī)把手里的撲克牌扔到桌子上，一邊穿著軍大衣，一邊大手一揮：兄弟們來(lái)活了，小犢子趴路上了?！备幸恍┟襟w直接用“高鐵請(qǐng)‘祖師爺幫忙應(yīng)對(duì)春運(yùn)”等語(yǔ)句。“祖師爺”，成了今年春運(yùn)期間對(duì)無(wú)懼風(fēng)雪的內(nèi)燃機(jī)車的一種尊稱。這些“腦補(bǔ)”語(yǔ)句與畫(huà)面，其實(shí)并非虛妄。自打十幾年前動(dòng)車組特別是高鐵線路上的高速動(dòng)車組漸次加入春運(yùn)工作行列，原本以牽引22型、25型列車為主的東風(fēng)-4型、東風(fēng)-11型內(nèi)燃機(jī)車，逐步淡出媒體鏡頭。2024年新春伊始，沒(méi)想到因?yàn)闃O端天氣的原因，使得柴油動(dòng)力、無(wú)需依賴接觸網(wǎng)的內(nèi)燃機(jī)車“返場(chǎng)”到C位。甚至連地鐵線路也不例外。2月23日上午，因?yàn)閮鲇晏鞖獾木壒?，上海地鐵5號(hào)線、9號(hào)線因接觸網(wǎng)掛冰，部分區(qū)段停止運(yùn)行。此后，有網(wǎng)友拍攝到9號(hào)線上出現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)車牽引地鐵車廂的畫(huà)面。《新民周刊》記者了解到，地鐵方面的內(nèi)燃機(jī)車本是在地鐵車輛段等單位進(jìn)行調(diào)車牽引的。當(dāng)然，因?yàn)榈罔F公司配備了一定數(shù)量的此類內(nèi)燃機(jī)車，使得一旦遇到凍雨等災(zāi)害性天氣，可以不用一籌莫展，也無(wú)需問(wèn)國(guó)鐵借調(diào)諸如東風(fēng)-7這樣的調(diào)車機(jī)車。有鐵路業(yè)內(nèi)人士告訴記者，盡管我國(guó)地鐵與國(guó)鐵的軌距都是1435毫米，也就是說(shuō)，理論上國(guó)鐵機(jī)車車輛和地鐵機(jī)車車輛可以互相開(kāi)上對(duì)方的軌道，但畢竟國(guó)鐵的機(jī)車，哪怕東風(fēng)-7這樣個(gè)頭較小者，其整體的體積、規(guī)模、功率都要較一般地鐵列車為大、為重。國(guó)鐵設(shè)備一般不會(huì)輕易開(kāi)上地鐵線路。2024年春運(yùn)，如果說(shuō)有需要總結(jié)之處的話，應(yīng)該有一點(diǎn)——無(wú)論國(guó)鐵還是地鐵，都要有應(yīng)對(duì)災(zāi)害性天氣的充足預(yù)案。

回首2008年12月，當(dāng)時(shí)新華社曾經(jīng)發(fā)出過(guò)一則電訊，“為保障牽引供電因自然災(zāi)害中斷后的鐵路運(yùn)輸暢通，保留適量機(jī)車牽引動(dòng)力，做好內(nèi)燃機(jī)車應(yīng)急響應(yīng)工作，鐵道部下發(fā)通知對(duì)各鐵路局提出內(nèi)燃機(jī)車應(yīng)急響應(yīng)工作要求”。目前看，時(shí)光荏苒，高鐵時(shí)代內(nèi)燃機(jī)車作為應(yīng)急響應(yīng)重要物資的面貌，并無(wú)變更。

從未消失也暫時(shí)不會(huì)消失

記者從相關(guān)網(wǎng)頁(yè)上查詢到，在即將于今年6月5日至7日舉行的2024年上海國(guó)際鐵路與城市軌道交通展覽上，將有更多型號(hào)的內(nèi)燃機(jī)車參展，其中有適合大鐵干線運(yùn)行的，也有大鐵調(diào)車機(jī)車；當(dāng)然也有適合于地鐵公司調(diào)車牽引的更為小型的機(jī)車；甚至還有一些功率、身材更小的礦用調(diào)車機(jī)車！

在國(guó)內(nèi)來(lái)說(shuō)，因?yàn)楦哞F的迅猛發(fā)展，許多人常年乘火車，幾乎全部在訂頭文字D的動(dòng)車或者頭文字G的高鐵票，由此也常年不接觸既有線的火車。實(shí)際上，頭文字K、Z標(biāo)注的既有線列車仍在大量開(kāi)行。而牽引這些列車的，要么是東風(fēng)系列內(nèi)燃機(jī)車，要么是韶山型或者其后繼的和諧型電力機(jī)車。數(shù)據(jù)顯示，截至2023年底，中國(guó)鐵路15.9萬(wàn)公里的營(yíng)業(yè)里程中，高鐵占據(jù)的是4.5萬(wàn)公里。也就是說(shuō)，有超過(guò)10萬(wàn)公里的營(yíng)業(yè)里程是非高鐵線路。這些線路上，當(dāng)然也有以電力為動(dòng)力的動(dòng)車組開(kāi)行，但更有K、Z字頭普速列車，更有貨運(yùn)列車。3月1日出爐的國(guó)鐵集團(tuán)統(tǒng)計(jì)公報(bào)顯示，目前全國(guó)鐵路機(jī)車擁有量為2.24萬(wàn)臺(tái)，其中內(nèi)燃機(jī)車0.78萬(wàn)臺(tái)，占34.7%；電力機(jī)車1.46萬(wàn)臺(tái)，占65.3%。全國(guó)鐵路客車擁有量為7.84萬(wàn)輛，其中動(dòng)車組4427標(biāo)準(zhǔn)組、35416輛。全國(guó)鐵路貨車擁有量為100.5萬(wàn)輛。可見(jiàn)，動(dòng)車組與其他型號(hào)客車在數(shù)量上各占半壁江山，內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車仍有廣泛的客貨運(yùn)任務(wù)。

青藏鐵路所使用的美制NJ2型機(jī)車（右）和東風(fēng)-8B機(jī)車。攝影/姜浩峰

“中國(guó)鐵路多年來(lái)發(fā)展重載、重聯(lián)貨運(yùn)列車，需要多機(jī)組內(nèi)燃機(jī)車采用集中牽引的動(dòng)力形式達(dá)到正常運(yùn)行。為此，不斷改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)車牽引能力，其中不僅僅改進(jìn)內(nèi)燃機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)，更需要改進(jìn)諸如車鉤、輪軌等?！痹┞氂谏虾ｈF路博物館的蕭志佩先生告訴記者，“也就是說(shuō)，同樣是東風(fēng)-4型內(nèi)燃機(jī)車，其早期型號(hào)與晚近出廠，或者經(jīng)過(guò)大修技術(shù)升級(jí)的機(jī)頭，在技術(shù)上是有迭代的?！?/p>

另一方面，中國(guó)鐵路客運(yùn)領(lǐng)域，除了高鐵、一般的普速列車以外，還有諸如青藏鐵路等特殊線路。2006年，青藏鐵路開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)之前，記者曾跟隨試驗(yàn)列車進(jìn)藏。其中，試驗(yàn)列車開(kāi)行在西寧至格爾木段，亦即開(kāi)行在早已通車的青藏鐵路一期線路上時(shí)，采用的是東風(fēng)-8B型內(nèi)燃機(jī)車。而在格爾木車站，試驗(yàn)列車更換了美國(guó)GE公司生產(chǎn)的高原型NJ2型機(jī)車。NJ2型內(nèi)燃機(jī)車在青藏鐵路格爾木至拉薩段牽引客運(yùn)列車多年，直至2019年7月，5臺(tái)HXN3高原型內(nèi)燃機(jī)車駛?cè)敫駹柲緳C(jī)務(wù)段，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)機(jī)車將投入青藏鐵路格拉段客貨列車的牽引工作。但直至如今，執(zhí)行青藏鐵路格拉段客運(yùn)列車牽引任務(wù)的主力機(jī)車車型，仍然是NJ2。可見(jiàn)，應(yīng)對(duì)天路空氣稀薄的環(huán)境，內(nèi)燃機(jī)車需要攻克的技術(shù)難關(guān)之難。

除了內(nèi)燃機(jī)車以外，行駛在中國(guó)鐵路上的動(dòng)車組中，也有NDJ3型內(nèi)燃動(dòng)車組等。

除了中國(guó)自用之外，諸如東風(fēng)-8等內(nèi)燃機(jī)車，也已經(jīng)隨著“一帶一路”等走出國(guó)門(mén)，比如2月24日，從天津保稅區(qū)向非洲國(guó)家塞拉利昂出口了10臺(tái)東風(fēng)-8（DF8BJ）內(nèi)燃機(jī)車。記者了解到，這些出口東風(fēng)-8與國(guó)內(nèi)自用型號(hào)不同，系窄軌鐵路專用，轉(zhuǎn)向架和輪對(duì)軌距都不是按照1435毫米軌距設(shè)計(jì)的。但此類內(nèi)燃機(jī)車出口市場(chǎng)可以遍及歐美非各洲，特別是一些電力并不充裕的地區(qū)，面臨內(nèi)燃機(jī)車更新?lián)Q代，或者新建鐵路，往往會(huì)考慮物美價(jià)廉的中國(guó)貨。

隨著材料和能源應(yīng)用領(lǐng)域的各種突破，內(nèi)燃機(jī)車是否會(huì)迎來(lái)革命性變化？從戰(zhàn)略儲(chǔ)備角度看，內(nèi)燃機(jī)車的繼續(xù)發(fā)展是不可或缺的。

今年1月12日，全國(guó)首批15臺(tái)復(fù)興型內(nèi)燃機(jī)車FXN5C，在常州中車戚墅堰機(jī)車有限公司下線，交付大秦鐵路股份有限公司太原機(jī)務(wù)段。這是繼2008年首批和諧型內(nèi)燃機(jī)車交付運(yùn)營(yíng)后，時(shí)隔16年，中國(guó)鐵路貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車迎來(lái)最新型號(hào)交付，可見(jiàn)內(nèi)燃機(jī)車還將繼續(xù)發(fā)展，而不像徹底停產(chǎn)的蒸汽機(jī)車那樣將在一個(gè)階段后束之高閣。按照中車戚墅堰公司總經(jīng)理秦輝所言，“未來(lái)10年內(nèi)，F(xiàn)XN5C將會(huì)成為我國(guó)貨運(yùn)內(nèi)燃機(jī)車的主力機(jī)型?！币阅壳靶鲁鰪S的FXN5C來(lái)看，其油耗為每小時(shí)198克，對(duì)比承擔(dān)同等貨運(yùn)量的東風(fēng)-8B內(nèi)燃機(jī)車，每年可節(jié)省燃油17.6萬(wàn)升，節(jié)省燃油費(fèi)用約126萬(wàn)元，降低碳排放462.9噸。

未來(lái)從材料到燃料的革命

鐵路內(nèi)燃機(jī)專家徐惠康先生曾告訴記者，有關(guān)兩沖程、四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作原理，早在20世紀(jì)40年代就已經(jīng)基本定型了。以傳統(tǒng)鐵路內(nèi)燃機(jī)車而論，其熱能轉(zhuǎn)化效率頂多達(dá)到38%左右。這當(dāng)然比蒸汽機(jī)車此方面的數(shù)據(jù)18%左右要高出許多，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法與電力機(jī)車相比。

但如今，隨著材料和能源應(yīng)用領(lǐng)域的各種突破，內(nèi)燃機(jī)車是否會(huì)迎來(lái)革命性變化，而非從東風(fēng)-4到東風(fēng)-11，乃至東風(fēng)-8各種改型，以及FXN5C型這樣的略有改進(jìn)？未來(lái)，其是否繼續(xù)具備與電力機(jī)車、電力動(dòng)力動(dòng)車組競(jìng)爭(zhēng)的資格？答案是肯定的。甚至，從戰(zhàn)略儲(chǔ)備角度看，內(nèi)燃機(jī)車的繼續(xù)發(fā)展是不可或缺的。

從材料方面看，當(dāng)代科技，已經(jīng)使得陶瓷等新材料得以應(yīng)用到內(nèi)燃機(jī)，使得哪怕在燃料——柴油不變的基礎(chǔ)上，其熱能轉(zhuǎn)化效率可進(jìn)一步提高。

從燃料方面考慮，正如李海樺建議所提到的，到了大力發(fā)展氫燃料內(nèi)燃機(jī)的時(shí)候了。事實(shí)上，2023年6月15日，西部創(chuàng)業(yè)有限公司聯(lián)合中車大同電力機(jī)車有限公司等合作單位在山西省大同市成功舉行了首臺(tái)氫動(dòng)力機(jī)車“寧東號(hào)”下線儀式并組織了項(xiàng)目初驗(yàn)評(píng)審。其實(shí)，“京東號(hào)”的基礎(chǔ)車體并非新造，而是采用我國(guó)鐵路既有線至今仍大量保有的東風(fēng)-4B型內(nèi)燃機(jī)車，加以改造。其搭載日本豐田公司10臺(tái)80千瓦二代電堆和一套486千瓦磷酸鐵鋰動(dòng)力電池，由項(xiàng)目相關(guān)參與單位自主完成系統(tǒng)集成，設(shè)計(jì)運(yùn)行最大功率達(dá)到800千瓦，最大儲(chǔ)氫量達(dá)到270公斤。機(jī)車儲(chǔ)供氫系統(tǒng)由5組共30個(gè)385升、35MPa儲(chǔ)存壓力的III型儲(chǔ)氫瓶組成，2小時(shí)內(nèi)即可完成一次加氫，實(shí)現(xiàn)單機(jī)連續(xù)運(yùn)行190小時(shí)、滿載工況連續(xù)運(yùn)行2天的工作實(shí)績(jī)，運(yùn)營(yíng)成本較東風(fēng)4-B柴油內(nèi)燃機(jī)車節(jié)省50%左右。

上海地鐵保有的內(nèi)燃機(jī)車在雨中緩緩駛出北翟路車庫(kù)。

相關(guān)專家告訴記者，“寧東號(hào)”雖然還不算特別完美，但具有指標(biāo)性意義。目前全國(guó)保有的七萬(wàn)多臺(tái)內(nèi)燃機(jī)車，理論上九成以上可以升級(jí)為氫能內(nèi)燃機(jī)車?！皩帠|號(hào)”的順利下線，對(duì)我國(guó)軌道交通綠色低碳發(fā)展具有重要引領(lǐng)作用和重大示范意義。

更有專家提出，從2024春運(yùn)內(nèi)燃機(jī)“祖師爺”發(fā)揮作用，可以看出，全國(guó)鐵路各機(jī)務(wù)段的內(nèi)燃機(jī)車保有、保障、維修，以及人員培養(yǎng)不可荒廢。內(nèi)燃機(jī)是重要的戰(zhàn)略儲(chǔ)備物資。一旦遇到全國(guó)電網(wǎng)等等遭遇不測(cè)，或者其他情況，脫胎于機(jī)械時(shí)代的內(nèi)燃機(jī)車，將隨時(shí)頂上，發(fā)揮重要作用。這對(duì)于國(guó)家政治、經(jīng)濟(jì)、軍事等等方面來(lái)說(shuō)，有著種種實(shí)際意義。