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机车领域连接器国产化提速

四川华丰技术中心工业连接器研究所所长助理李圣强 


在国家扩大内需的4万亿元的投资中,很大一部分流入铁路建设领域,除了铁路基础设施和道路建设外,提升整车技术也成为其中的重点投资领域,这为整车研制企业带来了极大的机遇。因此为了提高我国的整车制造技术,铁道部与国外知名的轨道交通领域企业联合研制了大功率电力交流机车和内燃机车,较大程度地提升了我国机车车辆的整体水平,通过消化吸收这些先进技术,加速了自主研制先进整车的国产化进程。

机车制造水平得到较大提升

2000年9月成立的中国南车集团和北车集团,是中国铁路机车车辆制造业的两大巨头,两者实力大体相当,从业人数均为10万人左右,总资产都约为300亿元,销售收入均在200亿元左右。
在铁路机车车辆制造业界,株洲电力机车、南车时代电气(株洲电力机车研究所)、四方机车车辆、长春轨道客车、唐山机车车辆、大连机车车辆、大同电力机车等企业几乎垄断了中国所有机车、地铁轻轨、高速动车组的研发和制造。
近几年,在铁道部的大力支持下,株洲电力机车有限公司与德国SIEMENS(西门子)公司联合研制了HXD1大功率电力交流机车,大同电力机车公司与法国ALSTOM(阿尔斯通)公司联合研制了HXD2大功率电力交流机车,大连机车车辆有限公司与日本TOSHIBA(东芝)公司联合研制了HXD3大功率电力交流机车,这些车型将成为我国未来的客货运营的基本车型。
在运营速度为200km/h以上的CRH高速动车组方面,我国也分别与日本、欧美等国家的轨道交通领域的知名企业进行了联合研制,在国内组装并投入运营或试运营。主要情况如下:CRH1动车组由庞巴迪-四方-鲍尔(BSP)生产(营运速度200km/h,最高速度250km/h);CRH2动车组由南车四方(联合日本川崎重工)生产(营运速度200km/h,最高速度250km/h),新车CRH2C作为京津城铁的专用车已于2008年8月投入使用,CRH2具备提速至300km/h的条件;CRH3动车组由北车唐山机车厂(联合西门子)生产(营运速度330km/h,最高速度380km/h);CRH5动车组由北车长春客车厂(联合阿尔斯通)生产(营运速度200km/h,最高速度250km/h),CRH5具备提速至300km/h的条件。

机车对连接器提出更高要求

我国在机车和高速动车组等方面的技术提升,为连接器制造企业提供了千载难逢的发展机遇。
目前机车领域新型连接器需求品种规格多,各规格品种的需求量也存在较大差异。从连接器引进来源地区分主要有日本和欧洲(主要是德国和法国);从连接器形状结构来分主要有圆形和矩形;从连接器技术标准来分主要有JIS标准和IEC标准。
从国外引进的连接器均采用了新技术、新工艺,并且受相关专利技术的保护,这些因素对连接器的国产化产生了不利的影响,这就要求国内的连接器制造企业在连接器国产化研制过程中,必须另辟蹊径,通过与国内相关行业的供应商通力合作,才能研制出适合整车和使用要求的产品。
机车、高速动车组整车对连接器的国产化总体要求除了必须规避专利保护外,还存在对国外技术标准的理解和认知程度不统一以及如何在新技术和新工艺上取得进展和突破等问题。总体上机车对连接器主要从以下几大性能提出更高要求:
1.电气性能方面,主要有高压、大电流、模块集成化的功率与控制系统的兼容性等等。
2.机械性能方面,振动、冲击、碰撞及防护等级等要求更严。
3.耐环境性能方面,高低温、交变湿热、低气压及其他耐环境(如污染等级)要求更高。

连接器国产化脚步加快

连接器国产化在技术和工艺上的瓶颈大致有:
1.国产化连接器与国外引进连接器之间的功能性互换技术。
2.国产化连接器的材料选择及来源。选择国外的材料,能完全满足连接器的技术要求,但受价格和交付期的影响很大;选择国产材料,则在各项技术性能指标方面有待提高和稳定,这在短期内无法达到要求。
3.连接器制造的新工艺技术。这些新工艺技术包括机械加工、冲压工艺技术、塑压工艺技术、电镀(表面处理)工艺技术、压铸工艺技术及试验手段及设备等,对连接器的制造质量产生很大的影响,直接影响连接器的电气、机械、环境等性能。
机车领域对连接器的未来走势大致是:2007年~2008年,整车厂以引进国外连接器为主,同时让国内有实力和规模的连接器制造企业积极参与连接器的国产化研制。作为国内最大的连接器制造商—四川华丰企业集团有限公司是最早参与HXD1电力机车(株洲电力机车制造)、HXD2电力机车(大同电力机车制造)、HXD3电力机车(大连机车车辆制造)的所有连接器的国产化研制的。2007年全面完成上述车型的连接器国产化,通过了整车厂与国外企业联合参与的现场质量体系认证和首件检查,成为新型电力机车用连接器的首家合格供应商。同时企业还积极参与CRH高速动车组系列(主要有CRH3、CRH5)的连接器国产化研制,并取得了阶段性的成果。
2008年~2009年,国产整车上的所有连接器全部实现国产化,并随整车投入正常运营。四川华丰企业集团有限公司在HXD1、HXD3电力机车上提供的连接器累计达到2500万元。
2010年以后,我国自主研制的大功率电力机车、地铁轻轨用连接器全面实现国产化。同时CRH高速动车组用连接器也将实现大部分国产化。在这方面,四川华丰企业集团有限公司将继续引领行业潮流,为我国轨道交通领域使用的连接器不遗余力地开展全方位的研制工作,为提升我国轨道交通领域用连接器的技术水平作出更多更大的贡献。



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