国家十四五发展规划期间，齿轮箱在国内轨道交通行业市场容量将高达872亿，预计销售额如图所示。

高铁齿轮箱市场规模分析

高速铁路营业里程预计新增1.6万公里，新增动车组1.9402万组。每列动车组按5动3拖编组估算，每一列车配置20台牵引电机，按单个齿轮箱的最低单价估算，则国家在十四五规划期间，动车组齿轮箱的市场需求量为582亿。普铁将新增0.8万公里，新增铁道机车0.3270万辆，按三轴转向架估算，每辆机车配置10台牵引电机，按单个齿轮箱的最低单价估算，则十四五规划期间，机车齿轮箱的市场需求总量预计49亿。城市轨道交通车辆将新增城轨交通3000公里，新增地铁列车9000列，每列地铁列车按4动2拖编组估算，每一组车配置16台牵引电机，按单个齿轮箱的最低单价估算，则国家在十四五规划期间，地铁列车齿轮箱的市场需求量241亿。

各动车运用单位上报给中国国家铁路集团有限公司机辆部的故障统计数据显示，齿轮箱在列车线路运营中主要存在两大痛点：箱体裂纹和箱体漏油。

痛点1：箱体裂纹故障多

自2012年6月以来，运行在武广、京沪、哈大等高速客运专线的动车组德国福伊特齿轮箱，累计发生箱体裂纹、齿轮轴承过热、箱体漏油等故障，严重威胁着高速列车的运营安全。截止18年，仅裂纹故障就高达488余起，主要发生于箱体传感器附近或观油镜附近，部分此类故障统计文件如图所示。

为解决这一问题，中国中车要求德国福伊特公司改良齿轮箱结构，2015年初，安装了福伊特新结构齿轮箱。不过，刚安装上的新结构齿轮箱，运行不到半年，在六七月份又在各铁路局接连出现问题。

为了分散风险，中国中车将德国另外两家的齿轮箱生产商西门子弗兰德、采埃弗的产品作为替代。但这两种产品在总体设计水平和技术成熟度都不如福伊特，价格还比福伊特高出50%以上，使我国高铁行业在高速动车组齿轮箱的使用上陷入了技术和价格两难的境地，严重制约了我国高铁的发展。

因此分析高速动车组齿轮箱箱体疲劳裂纹特征，攻克高铁齿轮箱设计方面的技术难关，取代国外进口齿轮箱，实现国产化是目前高铁齿轮箱铸造行业亟待解决的问题。

痛点2：箱体漏油密封差

各动车段上报的故障统计数据显示，与箱体故障裂纹同时存在的还有一个故障：箱体漏油。截止18年，仅漏油故障就高达百余起，主要发生在外观油镜螺堵、传感器安装座、大、小密封盖等处。

齿轮箱润滑油泄漏的最根本原因是密封结构的密封性能失效所致，由于密封性能失效，使得齿轮易发生齿面胶合、热疲劳等损伤。一旦轴承被烧损，将面临着对整套齿轮箱传动系统包括密封件和轴承在内的检修，这无疑是一笔巨大的经济开支。

密封性能失效除了造成最直观的经济损失外，还将产生一大笔隐形花费，包括油耗增大、机械性能和效率下降、土地资源污染及人身伤害等问题，严重时还将造成重大安全事故，对动车组运行安全性造成巨大威胁。

因此分析高速动车组齿轮箱箱体密封性能，优化密封结构、研究密封基材及磨损机理，提高密封结构的使用寿命，也是目前高铁齿轮箱铸造行业亟待解决的问题。