神24电力机车科普文章

世界铁路的“动力之王”，想不想深度了解？ 原创 罗春晓 铁道视界 2023-09-22 20:01 发表于北京 众所周知，中国拥有世界规模最大、技术标准最高的高速铁路网，拥有全球速度运行速度最快的高速列车，也拥有世界运量最大的重载铁路。其实，在晋陕之间黄土高原间，还有一台拥有单机功率最大、单机牵引力最大、长度最长、轴数最多四项世界之最的电力机车每日牵引着满载乌金的重载列车滚滚向前。这就是著名的世界铁路“动力之王”——”神24“机车。日前，因工作原因，笔者实地深度探访了这台独特的机车。本期铁道视界，就此与大家分享这款世界铁路“动力之王”背后的背景与渊源。

世界铁路的“动力之王”——神24型机车 缘起，攻克中国“最艰难”的重载铁路 见过“神24”机车的朋友都会被它庞大的身躯所震撼，但诸多疑问可能也会随之而来：在中国已经有了成熟8轴重载电力机车的情况下，为什么不能通过多机重联实现同样的牵引目标？在牵引重载列车的时候，车钩能否满足强度的需要？为什么不能把这一个机组分拆，分布在列车的前部和中部，而是要集中在列车的头部？这一切都要从国能集团神朔铁路的特殊性说起。 神（木）朔（州）铁路西起陕西省神木县的大柳塔站，与包神铁路相连；东至山西省忻州市的神池南站，与朔黄铁路相接，并在神池南站设联络线引入朔州站，与国铁集团北同蒲铁路连通，进而衔接大秦铁路，与朔黄铁路共同构成我国第二条西煤东运出海大通道。

神朔铁路所处区位及相关铁路线路示意图

对于重载货运铁路来说，重车方向线路坡度是核心技术标准。以我国最著名的重载铁路——大秦铁路为例，其重车方向（大同—秦皇岛方向）的最大坡度仅为4‰，具备两台SS4G型机车或一台HXD1/HXD2型机车牵引万吨列车的能力。神朔铁路下游的朔黄铁路也采用相同的技术标准。

相比之下，跨越黄河，翻越吕梁山，盘旋在晋陕峡谷间的神朔铁路则采用了大坡度设计，重车方向（大柳塔—神池南）最大坡度达到12‰，是大秦铁路最大坡度的三倍，对于重载列车运行来说可谓极不友好，可谓中国“最艰难”的重载铁路。但与此同时，作为神府东胜煤田最重要的外运通道，神朔铁路的年运输需求却达3亿吨，与年运量4亿吨的大秦铁路不相上下。如何提升神朔铁路运能，成为提升整个国能集团煤炭运输网路运输能力的核心与关键。

穿山越岭的神朔铁路

在神朔铁路电气化改造后的初期阶段，神朔铁路主要采用SS4B/SS4G双机牵引5000吨列车的方法。此后随着运量增加和机车无线重联技术的成熟，2009年10月12日，神朔铁路首次采用由SS4B型电力机车牵引的“2+2模式”万吨组合列车，即2组5000吨列车头尾相接，全列车由头部2台SS4B/SS4G型机车和中部两台SS4B/SS4G型机车共4台牵引，实现了万吨列车的从无到有。 图片 以2+2模式运行的万吨列车 随着交流传动电力机车技术的逐步完善和原铁道部政策的逐步放开，2012年后，株机公司以新HXD1型机车为基础，开始为神华集团（现国家能源集团）下属各煤运铁路专线批量制造重载货运电力机车，其中包括2（B0-B0）轴式8轴9600kW和3（B0-B0）轴式12轴14400kW两种技术规格，并全部命名为“神华号”机车，二者也因轴数原因分别简称“神8”和“神12”机车。

“神8”机车延续了HXD1型机车的型号，并采用地方铁路专用的7000系编号 现定型为CEA1A1型的14400kW“神12”机车 新型交流传动电力机车到位后，开始逐步取代传统直流传动的SS4B/SS4G型机车牵引万吨重载列车。2013年3月20日，神朔铁路成功试验了采用“2+1“神华号交流机车牵引万吨组合列车，即两台“神8”机车在前，一台“神8”机车作为中补机，替代此前4台SS4B/SS4G型机车牵引万吨列车。 采用神华号2+1方式牵引万吨组合列车后，虽然减少了机车运用数量，但万吨列车依然为两组5000吨列车组合方式。这种模式万吨组合列车不仅需要在朱盖塔或神木北站进行组合作业，在抵达神池南站后，还需要在摘掉中补机后重新组合成连续的万吨列车进入朔黄线，或两列连续万吨列车组成2万吨列车进入朔黄线，增加了编组作业时间。为了实现万吨列车的整列运行，神朔铁路进行了大量试验，于2016年3月16日成功开行了神华号“3+0”模式牵引108辆C80组成的万吨列车，即3台神8机车重联，牵引整列万吨重载列车，减少了朱盖塔、神木北和神池南站的编组作业，大幅提高了运输效率。 以3+0模式运行的万吨列车，需要三组司机值乘 不过，采用神8机车3+0模式牵引万吨列车，虽然通过无线重联装置，全列车都可由最前端的机车操纵，但因为监控运行、巡检等需要，每组机车都需配备司机值乘，全列需要三组司机，人员成本较高。为了进一步提升人员作业效率，2020年9月起，“神12”机车开始在神朔铁路投入运用，由两台“神12”机车同比替换3台“神8”机车，实现“2+0模式”牵引万吨列车，在保持轴数和总牵引功率不变的情况下，可减少一组作业司机，进一步优化了运营效率。 以2+0模式运行的万吨列车，进一步优化了作业人员 神12型机车也可以1+1模式运行万吨组合列车 随着神8机车“3+0”模式的成功运用，3台9600千瓦机车在头部集中牵引，总功率达28800千瓦的集中牵引技术成功实现，机车集重、车钩强度和长大坡道制动等一系列技术全部迎刃而解，神朔铁路单元重载列车的开行进入了新的时代。

神12型机车“2+0”模式牵引万吨列车（左）和神8型机车“3+0”模式的万吨列车（右） 经过上述一系列的背景铺垫，我们今天的主角——“神24”机车终于要闪亮登场了。 动力之王的闪亮登场 为了在运量增加的情况下进一步优化人员配置，降低运输成本，2018年，已由神华集团合并重组的国家能源集团向中车株机公司提出了新需求：研制一台24轴的重载电力机车，以期采用“1+0”模式在神朔铁路牵引万吨列车，完成此前“3+0”模式神8机车和“2+0”模式神12机车的牵引任务，在保证牵引功率的同时减少司机班组，提升运输效率。这在当时近乎是个不可想象的要求。毕竟此前的神12机车刚刚以14400千瓦的总功率成为世界功率最大的电力机车，新的24轴机车马上就要将这个纪录翻倍！ 22800千瓦的动力之王 经过2年时间的研发生产，2020年7月29日，突破纪录的神24机车在株洲下线。机车由6节4轴动力车组成，相当于两台“神12”机车固定重联，因其24个动力车轴而得名“神24”。 下线之初的神24型机车 虽然2023年初这款机车已正式定型为CEA1E型机车，但“神24”仍是其最响亮的名称。106米的车身、24根动力车轴、28800千瓦牵引功率和2280千牛的牵引力也让“神24”机车一举获得车身最长、轴数最多、单机功率最大、单机牵引力最大四项世界之最，是当之无愧的“动力之王”。 神24型机车由6节车体固定重联而成，全长达106米 除了拥有多项世界之最外，神24型机车的外观设计也创意十足。相比于传统神8和神12机车，神24采用了雄狮为设计灵感的全新头型，棱角分明、气质俊朗，传递着独特的工业设计之美。

神24型机车的外观也充满着工业设计之美 其头型的设计灵感来自雄狮 在技术方面，神24机车是在“神12”CEA1A1型机车基础上研发而来，在大致相当于两台神12机车重联。由于神24机车整车功率高达28800千瓦，若沿用此前12轴机车集中受流、分散供电的方式，受电弓和高压隔离开关等高压电器设备无法满足超大电流需求，因此神24机车创造性地参考了动力分散动车组的分散供电方式，将机车拆分为两个动力单元，且两个动力单元高压设备不重联，运行时每个动力单元均升起一个受电弓，以保证安全运行。 运行状态下，神24型机车会同时升起两台受电弓 无论何种编组，神24型机车正常运行时都仅需要一组司机 在机车网络控制方面，神24机车车辆级采用多功能车辆总线（MVB），列车级采用绞线式列车总线（WTB）。其中车辆级MVB总线与既有12轴电力机车保持一致，无需进行验证；但神24 电力机车整车长度相较12轴电力机车增加一倍，节点数达到6 个。2014年，两台12轴机车在朔黄铁路通过了外重联型式试验；2017年，在株洲进行了WTB网络在832米长度的通信测试，都证实了在106米长神24机车上进行网络控制的可行性。验证了在装车的可行性。甚至新一代的网络技术还可动态识别机车编组，自动识别机车16轴、20轴和24轴的编组形式，实现大功率机车的“灵活编组”。 神24型机车侧视图 从最右侧的3组8轴机车重联，到中间的两组12轴机车重联，再到最左侧的单组24轴机车，背后是全面的技术升级创新，而非是简单的串联而已 同时，神24搭载了“列车大脑”，在智能驾驶技术方面有了提高，可以实现自动起车、自动驾驶、自动调速、自动停车等功能，行进过程中无需人工操纵。其首次在电力机车上运用了基于北斗卫星定位的自动过分相系统，可提高运行效率。而通过站场安装的北斗定位差分基站的配合，神24型机车在停车时，车头与对标线误差可控制在0.5米以内。 搭载了北斗系统的神24型机车，通过站场安装的北斗定位差分基站的配合，可在停车时将车头与对标线误差控制在0.5米以内 经过一系列的技术试验，2021年6月25日，神24机车正式投入运用，在神朔铁路朱盖塔站至朔黄铁路神池南站间牵引万吨重载列车，在神朔铁路这条中国“技术条件”最差的重载铁路上不断创造着新的纪录。下面，我们也跟随镜头，去领略一下神24机车驰骋在神朔铁路上的靓丽风采! 神池南编组站整装待发 神24型机车牵引重载列车运行在杨伙盘煤矿前 神24型机车牵引列车驶入燕家塔集运站 神24型机车牵引重载列车驶过南坡底大曲线 神24型机车驶过府谷黄河大桥 万吨列车驰骋向前 到达朱盖塔站的神24型机车 从SS4到神24，牵引动力的变迁透视着中国重载铁路科技的进步，让中国的铁路重载技术再上新台阶 鸣谢：中车株洲电力机车有限公司为本文提供诸多技术信息，国家能源集团包神铁路集团在为本文提供素材、审核校对的同时，也为摄影取材提供大量帮助，在此一并感谢！ 编辑：吕彪 “复兴号”迷你卡通双面直尺新品上市，欢迎选购！ 好评热销中！ 淘宝店铺: 淘宝搜索店铺“铁道工坊”即可。 好物推荐： 铁道工坊的诸多精彩产品好评热销中：一直以来广受大家喜爱的日本“中国铁道时刻研究会”编印的《中国铁道时刻表 》持续热销中！——这种纸质表格式时刻表，不仅有着收藏价值，更是回溯铁路记忆，研究铁路客运发展变迁的必备工具书。目前，第十一版（2023年 春夏）由@铁道工坊 代售进行中，单本售价保持人民币330元（包邮）不变。告诉大家，不要怕日文原书看不懂！相信我们汉字的力量有多强大！现货数量有限，先到先得！ 最新的《中国铁道时刻表 》第十一版（2023年 春夏） 厚厚的一本，拿在手中非常有质感 表格式的时刻表 内有铁路线路图，可供大家参考 现货热销！数量有限！ 淘宝店铺: 淘宝搜索店铺“铁道工坊”既可。 了解《中国铁道时刻表》的更多详情，大家可以参见我们之前发布的推文：《中国铁路纸质时刻表消失多年，竟然又在日本出现？》、 《日本东京动漫展上，居然有中国铁路的“制服诱惑”？》、 《突然爆火的日语“中国高铁时刻图”，领衔作者其实是中国人！》 高

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