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为何铁道霸主美国多用内燃机车,我国高铁却用电?哪个更先进?

2024-02-25 28 yuneu

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高铁如今已经是我国在世界的代言词之一,无论是哪个国家的人在提到中国高铁的时候,都会不由自主地竖起大拇指,为中国高铁取得的光辉成就点赞。

不过,大洋彼岸的美国在铁路发展上相比于我国也丝毫不逊色。如今,美国铁路的总里程在26万公里以上。

但美国的火车与我国的高铁之间却有着很大的区别。我国的高铁使用电力驱动,而美国的火车却大多数使用内燃机。

为何中美两国会在驱动动力上做出不同的选择呢?两种不同的选择又究竟孰优孰劣呢?

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两者孰优孰劣

提到内燃机驱动,或许很多人第一时间都会想到同样用内燃机驱动的小汽车。不过这里需要声明的是,美国火车所使用的内燃机和汽车使用的内燃机并不是一回事。

小汽车使用的传统内燃机,以汽油为原料,通过汽油内燃产生的动力对汽车进行驱动。而美国的火车则是使用电力驱动的,只不过是使用内燃机来发电,二者之间有着本质的区别。

因此,美国的内燃机火车,实际上就是将传统的油气发电与电车相结合了起来,我们国家的高铁则是单纯使用电力驱动。

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两个铁路大国却在火车的驱动方式上做出了不同的选择,这两种驱动方式到底哪种更好一些呢?

单纯从能效上看,两种驱动方式其实各有千秋。虽说美国的火车采用的是燃料内燃与电机相结合的驱动方式,但本质上其能效驱动还是离不开关键的内燃机。

内燃机发展至今已经有将近5个世纪的时间,其技术已经十分完善且成熟。因此美国火车采用的这种驱动方式,能够将驱动的能效发挥到最大,这也是为什么美国火车的总里程数会那么出色。

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相比之下,我国采用的纯电力驱动方式,则是利用电力与磁力之间的作用力,推动高铁行进。在技术的成熟度上,自然远不如有着5个世纪发展历史的内燃机驱动。

然而,电力驱动在先进度上却要远比内燃机驱动高出数个维度。通过电力驱动,中国高铁能够实现快速加速、高运行速度和大乘客容量,特别适用于长距离高速城际交通需求。

从能效上看电力驱动和内燃机驱动其实半斤八两,如果非要分个高下,那么内燃机驱动的火车在崎岖山区路段的表现会更好,而纯电力驱动的高铁则更适合平坦路段。

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不过,随着时代的发展,环保成为了人们越来越关注的问题。在环保方面上,内燃机驱动就远没有电力驱动这般对环境友好了。

美国的内燃机火车主要依赖化石燃料,导致二氧化碳等温室气体和空气污染物的排放增加,对环境造成负面影响。

近年来,虽然已经推广使用新型节能型内燃机火车,但整体上仍存在环保性不及电力高铁的问题。

相比之下,我国的纯电力驱动高铁完全由清洁能源供电,排放低,不会产生废气污染,完全符合现代绿色交通出行的所有要求。

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其实从对美国内燃机火车和中国电力高铁的对比中不难发现,两种驱动方式各有长短,但是电力驱动显然更加符合时代的需求。

作为世界头号科技强国,美国自然不可能会在电力驱动火车的研究上,出现研究瓶颈。既然如此,那么为何美国还要一直坚持使用快被时代淘汰的内燃机驱动火车呢?

为何美国坚持使用内燃机

作为内燃机火车技术的先驱国家,美国在这一领域拥有深厚的知识储备和专业技术基础。

早在19世纪末期,美国就已经建立了完善的铁路系统,并且培养了众多工程师和技术人员,初步形成了完善的铁路系统。

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由此可见内燃机技术在美国的发展由来已久,至今已经有着将近300年的历史。在这期间,美国在内燃机技术上积累了丰厚的经验。

因此,直至今日美国依旧在内燃机技术上遥遥领先。也正因如此,美国才会坚持将内燃机与电机结合,作为火车的动力。

而且,美国地域辽阔,各个州之间距离遥远,州与州之间的地形各异,有些地方地势险峻、坡度起伏大,对火车的效能要求极高。

使用内燃机来驱动火车可以灵活应对不同地形,在遇到山脉、盆地又或者是高原之类的复杂地形时,能够做到安全通过。

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此外在美国,货运起着重要的经济作用,而内燃机火车由于其强大的动力效能和适应性,能够有效承载大量货物,满足国内物流需求。

同时,美国还来考虑到了铁路运营成本的问题。我国的电力高铁虽然便捷而且绿色环保,但每年的维护成本十分高昂。

在这种情况下,光是2022年上半年我国高铁运营就亏损800亿元,而今累计负债更是高达6万亿元。

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由于美国对铁路里程需求极大,若是采用电力驱动,那么其维护成本必将呈几何式增加。

因此为了节省运营成本,为政府财政着想,美国才会选择成本相对较低的内燃机驱动方式。

最重要的是,美国的火车早在1830年就开始投入商业运营,迄今已有294年时间。

在此期间,美国已经投入了巨额资金和精力来发展内燃机火车相关的基础设施,如轨道系统、修理工坊以及货运中心。

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若是如今贸然转型电力驱动,那么此前建造的所有设施都要面临着更新换代,这无疑是一项巨大的工程。美国铁路运输所面临的局面,注定了其很难进行根本性的转型。

不过美国的内燃机火车目前虽然技术十分成熟,但随着时代的发展,这种对环境不友好的驱动方式,势必会慢慢地退出历史的舞台。

高铁的发展前景

相比之下,使用电磁作用力驱动的高铁,在未来则有着更加广阔的发展前景。

尤其是在技术的创新上,超导磁悬浮技术当下依旧是高铁领域的研究重点,这项技术能够通过消除机械摩擦实现更高的运行速度。

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此外,轻量化材料、节能型动力系统以及智能化控制系统等技术的应用,都将进一步提升高铁的效率和性能。

不仅仅是在驱动技术上,在乘客的出行体验上,未来高铁的发展前景也是十分广阔的。

总而言之,作为一种可持续发展的绿色出行方式,高铁拥有着无限的发展可能。

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截至2022年,我国高铁的总里程数已经达到了4.2万公里,实现了16.7%的年均增长。

相信在不久的将来,中国的高铁将会迎来更大的突破,在世界上彻底打响“中国高铁”的名声!

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