回答摘要:国产,有的;卫星,也有的。美械好棒好棒的,但是中美两国都没有止步不前。

国产机车方面,目前青藏地区除了实验性的 DF8B 9000 系以外,还有主要应用在拉日铁路的 HXN3 2000 系(已经交付 30 台车号 0301-0330, 去年招标了第二批用于格拉段扩容,目前还在大连厂内生产中)。据小道消息大连厂内部也在准备下一代低排放柴油机,除了应用于可能的全新高原用机车以外还可能替换目前应用于 HXN3K 的 12-265H 型柴油机。

配图为北京铁路局怀柔北机务段的 HXN3 0 系,易安迪方面代号 JT56ACe. 该型机车使用了可达到美国环保局 Tier 2 排放标准的 16-265H 四冲程涡轮增压电喷(电控单体泵)柴油机与西门子/易安迪/永济 1TB2630 型牵引电机。2000 系大体设计与 0 系相似,但是将 II 端司机室改为成员休息室并预留通过台,方便重联运转。其柴油机 ECU 软件也进行了相应修改,根据 @西园寺铃 的说法 2000 系的 ECU 软件定义了排放优先与燃油经济性优先两个模式,在使用后者时排放标准将降级为美国环保局 Tier 0+ 水平,与 NJ2 一致。

考虑到 NJ2 与 HXN3 均为美国血统的机车,要了解这两款机车的的技术水平不但要看机车本身,还要将其放在美国柴电机车的系谱内进行横向与纵向比较,才能得出较准确的结果。

NJ2 型的通用电气代号为 C-38AChe, 在该公司的产品系谱中处于 Dash 9/AC 一代(也就是目前通用电气产品线前两代)。根据通用电气公司方面的说法,该型机车使用了来自 Dash 9-40(4)C(W) 的、拥有 4500hp (一说 5100hp)的平原功率,符合美国环保局 Tier 0+ 排放标准的末代 16 缸 7FDL 型四冲程涡轮增压电喷(高压共轨)柴油机,其 ECU 可自动根据海拔修正输出功率,使得在 5000m 海拔时依然可输出 3600hp. 机车电气与牵引系统则改进自 AC6000CW 型机车,使用交流传动,并且如同所有 Dash 9 和 AC 系列机车一样,采用全微机控制。但是需要注意的是,因为环评原因,通用电气于 2004 年停产了全部针对美国本土市场的 Dash 9 与 AC 系列型号,改为生产符合更新的美国环保局 Tier 2 排放标准的“创新”系列柴电机车。该系列采用了新设计的 GEVO 系列四冲程电喷(高压共轨)柴油机,其主要改进为更低的尾气排放以符合美国的环保标准。而在 2006 年引进的 NJ2 型柴油机车,虽然的确属于在已经美国本土市场大放光彩的 Dash 9/AC 家族的最先进的型号之一,但是相对于其年份来说的确有些落后了。

而在 2008 年,南车戚墅堰则接受了通用电气公司的部分技术转移,开始生产使用了 16 缸 GEVO 柴油机的,符合美国环保局 Tier 2 排放标准的“创新”系列 ES59ACi 型机车,也就是大家所知道的 HXN5 0 系机车。不过需要注意的是,双司机室的 HXN5 2000 系、HXN5B(调机)以及 HXN5K(实验性大功率准高客运)并没有采用 GEVO 系列柴油机,而是采用的在戚墅堰原有的 280 系列柴油机的基础上改进而来的 R280 系列涡轮增压四冲程电喷柴油机。该型柴油机同样可以达到美国环保局 Tier 2 排放标准,但是它继承了 280 系列因为缸径过大导致的燃油经济性欠佳的缺点。

而 Tier 2 排放标准并不是美国收紧环评的终点。在 2015 年,美国开始实行了更加严格的 Tier 4 排放标准(该标准为目前实行的标准中世界最严,与其处于同一水平的欧 V 排放标准目前预计在 2021 年开始实行)。为此通用电气公司则推出了次世代“创新”系列柴电机车,其型号的前两位也由 ES 变为 ET.

自此可以看到,在通用电气的系谱中,NJ2 的主柴油机属于末代 Dash 9/AC 家族,大致落后通用电气最先进水平 2 代;而电气系统则略先进于 AC 家族基准水平,可能与初代“创新”系列持平。该水平在美国本土属于老当益壮的状态,是很多铁路公司的主力,但这并不能掩盖其已经渐渐落后于先进水平这一事实。

而 HXN3 0 系的身世则更加复杂一些。其 16-265H 主柴油机起源于上世纪 80 年代末期易安迪对未来环评压力的担忧,并且是该公司产品线中第一个四冲程型号(易安迪起家于 1939 年的 567U 型二冲程机械增压柴油机,其可靠性使得易安迪在其核心设计的基础上衍生出了包括 567, 645, 710 在内的庞大的二冲程内燃机家族,其中 645 系列和 710 系列的生产一直持续到今天)。很遗憾的是,搭载了 16-265H 型柴油机,于 1996 年问世的 SD90MAC 型柴电机车因为大量的可靠性问题,在美国市场铩羽而归。但是同时期的,使用了 710 柴油机的 SD70MAC 型柴电机车则在美国大获成功并且被广泛使用到今天。

其后易安迪则被其母公司通用汽车打包出售,并且几经转手,导致其研发乏力青黄不接,被迫继续改进原有的二冲程设计。虽然该公司的二冲程柴油机经历了美国铁路数十年的考研,但是为了达到更加严格的 Tier 2 环评标准,该公司被迫给 710 系列柴油机加装了选择性催化还原系统(使用尿素尾气处理液),导致铁路公司意见很大。这个时期易安迪主要靠销售新生产的 SD70ACe 型机车和承接老机车五级修与环评升级(升级已有机车到新的环评标准可获得美国政府补贴)来维持经营。

在 2008 年(南车戚墅堰引进 HXN5 0 系的同年)北车大连与易安迪达成合作协议,共同改进 265H 系列柴油机的设计,并且在其基础上为中国市场设计新型干线用大功率柴电机车,也就是前面提到的 HXN3 0 系。该型机车与 SD90MAC 一样搭载了 16 缸 265H 型柴油机,但是通过改进设计,新生产的 265H 型可以达到美国环保局 Tier 2 排放标准。由于 SD90MAC 当年失败的原因之一就是过于复杂且不可靠的电气系统,大连和易安迪的设计团队选择给新型机车使用改进自 SD70MAC 的电气系统。在与易安迪合作研发新型机车并吸收消化先进技术以后,大连厂则以 HXN3 0 系的核心设计为蓝本,推出了 HXN3 2000 系(高原)、HXN3 7000 系(神华)、HXN3B(调机)、HXN3K(实验性大功率准高客运)等一系列机车。

而与此同时,最终被转手给卡特彼勒的易安迪则继续挖掘 265 系列柴油机的设计潜力,在 2010 年宣布了可达到美国环保局 Tier 4 排放标准的 1010J 系列柴油机。该系列柴油机主要改动了涡轮增压器配置(将两个并联的一级增压改为 1+2 布局的三个涡轮进行两级增压),改用高压共轨燃油喷射系统,并且增加了废气再循环技术(而非选择性催化还原)以减少氮氧化物排放。目前搭载了 12 缸 1010J 柴油机的 SD70ACe-T4 型柴电机车的预生产版本已经在包括诺福克南部铁路与联合太平洋铁路在内的多家铁路公司内接受运用考核。

最后讲讲大连的卫星。据路边社报道,大连厂在 HXN3 项目后依然与易安迪保持密切合作,并且目前正在研制一款可以达到甚至超过美国现行(暗示美国环保局 Tier 4)标准的新型铁路用柴油机。根据相关消息人士的消息推测,该型柴油机目前被称为 D180 型并且搭载了废气再循环技术,其部分技术指标可能可以达到甚至超过包括次世代 GEVO 和 1010J 在内的美国先进柴油机的水平。目前关于该型柴油机的技术参数并没有更多的信息,但是该消息人士表示该型柴油机日后可能会被使用在新一代高原型柴电机车(疑似调机)上,也有可能在量产型 HXN3K 上替代目前在预生产型号上使用的 12 缸 265H 型柴油机。该消息的真假请各位自行判断。

补充阅读

USA: LocomotivesEurope: Nonroad EnginesSelective Catalytic ReductionExhaust Gas RecirculationGE C38ACCHE Data SheetEMDI JT56ACe Data SheetGE C40-9W Data SheetGE AC4400CW Data SheetGE AC6000CW Data SheetEMD SD70MAC Data SheetEMD SD90MAC Data SheetEMD SD70ACe Data SheetEvolution Series Locomotive | GETransportationEMD SD70ACe-T4

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:胡莉彤

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