中国高铁选择轮轨技术的原因是什么?

中国高速铁路选择轮轨技术是因为原有的磁悬浮技术已经不能满足现代社会发展的需要。磁悬浮技术的缺点是:

磁悬浮技术的基本原理。磁悬浮列车可以抵抗地球引力,悬浮在轨道上。根据工作原理不同,可分为普通电磁吸引悬浮和超导排斥悬浮。常导电磁吸力磁悬浮是利用电磁力对悬浮进行主动控制。列车上常导电流产生的电磁引力吸引轨道下方的导磁体使列车悬浮,然后由直线电机驱动。具体来说就是给放置在导轨下方的悬浮电磁铁线圈提供电流产生电磁场,使其与轨道上的铁磁导轨相互作用,利用两者之间的电磁引力将列车悬浮到一定高度。但是,由于电磁吸引力与气隙大小之间的非线性关系,气隙的减小会增加电磁吸引力,并进一步减小气隙。而气隙的增大降低了电磁吸引力,导致气隙进一步增大。所以这种悬挂系统本质上是不稳定的,这种列车的悬挂高度约为10mm,需要通过准确快速的反馈控制来保证列车可靠稳定的悬挂。德国的TR磁悬浮列车就是电磁吸引悬浮的典型例子。

超导斥力磁悬浮列车是利用同性磁极相互排斥的原理来实现车辆悬浮的。原理是在磁悬浮列车的车体上安装超导线圈或永磁体,在轨道上按一定规律分布8字形线圈。当列车以一定速度运行时,超导线圈产生的强磁场在轨道的8字形线圈中产生感应电流,进而产生强电磁场,在8字形的下半环形成排斥磁场——在上半环形成吸引磁场,从而使列车悬浮。这种磁悬浮列车的超导系统具有很强的电磁力,可以使列车悬浮100mm,但超导技术相当复杂,需要屏蔽发散的强磁场。

因为抵抗地球引力的根源在于感应电流的磁场和超导线圈的磁场之间的斥力,火车速度越大,斥力越大。当速度超过一定值时,列车就会脱离轨面,实现悬浮。所以超导斥力磁悬浮列车往往是高速磁悬浮列车,日本山梨线的MLU车就是超导斥力磁悬浮列车的代表。

为什么磁悬浮列车在90年代输给了高铁?建设新高铁已经成为行业知识,但技术上存在差异。磁悬浮派认为磁悬浮列车代表了未来的技术发展趋势,轮轨派认为建设新的高铁是重中之重。在这种背景下,两派各建一条铁路,一条是上海龙阳路到浦东机场的磁悬浮实验线,一条是秦沈客运专线。上海磁悬浮试验线于2002年底通车,秦沈客运专线于2003年初开始试运行。“中华之星”270km/h动车组死亡后,磁浮列车和高铁并无竞争。

2006年,京沪高铁和沪杭磁浮交通项目的项目建议书相继获批,京沪高铁成功建成,沪杭磁浮却消失了。其中,决策者在技术选择上趋于保守,高铁可以兼容现有铁路网,磁悬浮比高铁贵几倍。

从后知后觉的角度来看,选择高铁未必不明智:就成本而言,当年京沪磁浮报价为4000亿人民币,而高铁报价约为654.38+030亿人民币。虽然实际造价达到2200亿人民币,但相比磁浮4000亿人民币的报价(如果实际建成,可能高于4000亿人民币),还是有成本优势的。

因为高铁可以兼容现有轨道网,普通机车也可以跑高铁线路,而磁悬浮列车只能跑专线;一条高铁线路可以跑多趟列车,而磁悬浮只能单线运行...从运营成本来说,高铁的成本远低于磁悬浮列车。由于京沪磁悬浮只存在于图纸上,我们只能以已建成的上海磁悬浮实验线为例。上海磁浮实验线全长29.8km,即使票价高达几十元,每次都是满载,也很难收回运营成本。如果要收回成本,估计票价应该在240元左右。从温州到上海,如果坐高铁二等座,票价只要226元。

高速磁浮列车制动时,磁浮列车的频率接近人体的频率,会引起人体的振动,但内脏和列车的振动显然不是一种愉快的感觉。在舒适性方面,虽然高铁在很多情况下未必优于磁浮列车,但也不会因为列车制动而引起人体振动。在知识产权上受制于人也是一个关键因素。由于我国仅在中低速磁浮列车技术上拥有自主知识产权,而进口的高速磁浮产权主要在德国,如果选择磁浮列车,我国几万公里的铁路将被人控制,外商在建设、维护、运营上将无限抽血。中国,高铁,完全知识产权。选择高铁,既避免了受制于人,又能让南车、北车茁壮成长,逐一超越西门子、阿尔斯通、庞巴迪等曾经的老师。

此外,磁悬浮列车的速度定位也很尴尬——磁悬浮列车的速度并不比高铁快多少,但比下一代轨道交通系统慢5倍左右——中国正在研发的下一代真空交通系统的理论速度是2900公里/小时,甚至有可能提速到理论上5000公里/小时的极限速度。据了解,该系统采用真空管道技术,近两年进展迅速。