青藏铁路又有“天路”的美誉，一举创造世界之最，成为全世界平均海拔最高的铁路。同时青藏铁路也是一条纽带，将中国人民紧密地联系起来，56个民族是一家。可很少有人知道，青藏铁路也是一条记载着我国火车发展历史的轨道。
在2006年青藏铁路发出第一声火车鸣笛时，没人注意到这辆高原火车是个“混血儿”，它有着美国产的火车头，和中国自己生产的车厢，为何会出现这样奇怪的组合？我国当时拥有非常成熟的火车技术，为何还要向美国出高价购买火车头呢？
环境恶劣的天路青藏铁路是全世界海拔最高的铁路，但同时也是世界上环境最恶劣、修建难度最大的铁路。
早在上个世纪50年代，我国就有修建一条铁路到达拉萨的计划，在1958年，青藏铁路正式开始动工，从青海省的西宁出发。受制于当时的技术，中央决定将青藏铁路分为两个工段，第一阶段从西宁修到格尔木，第二阶段从格尔木到西藏自治区的首府拉萨。西宁到格尔木也就814千米的路程，工程队足足花了二十多年才修建完毕，1984年5月，青藏铁路西宁至格尔木段正式通车。可是这才只完成了不到一半的计划，接下来才是最严酷的考验。
格尔木到拉萨路段长1142千米，跨越多种地形，其中有海拔5000米以上的唐古拉山山脉，还有千里冻土层，此外，铁路还要穿过藏羚羊的栖息地可可西里自然保护区。种种困难摆在了工程队面前，他们不仅要面对严峻的工程任务，还要面对恶劣的环境带来的身体不适。并且早期修建的第一段铁路在运行时出现了一些问题需要修复，工程量变得巨大。
2001年格尔木到拉萨路段开始动工，同年10月，西宁到格尔木路段的改造完成。2002年5月，对青藏高原的冻土层展开试验。
青藏高原冻土分为两层，上一层是季节性冻土，会在夏季融化冬季重新冻结，下一层则是永久冻土层，终年不化。这就让青藏高原的土地具有流动性，考虑到这个情况，工程队决定不在冻土区域铺设铁路而是采用桥墩架设，把混凝土的桥墩打入永久冻土层，这样即使季节性冻土融化也不影响铁路的运行。
架设桥墩还可以避免侵占野生动物的栖息地，让它们经桥墩下方自由通行。2003年8月，青藏铁路成功穿越可可西里自然保护区。
2005年8月，铁路建设到达唐古拉山，最终在海拔5068米的地方设立唐古拉山站，这也是世界上海拔最高的火车站。同年10月，青藏铁路全线建设完成，并于第二年进入试运阶段。7月1日，青藏铁路正式全线通车。至此，全长1956千米的青藏铁路作为人类工程奇迹被写入历史。
遇到问题高原时刻处于低压缺氧的状态，普通的火车根本就不能在上面正常奔跑，为此必须要特地为青藏铁路设计一款高原火车。
西宁到格尔木线还可以使用国产电力机车，可随着海拔上升地势变陡，火车的行驶变得越来越困难。加之青藏铁路上还有许多隧道，其中风火山隧道全部位于永久冻土层之中，全长1338米，这样的地方不适合也不能铺设电线。
因此，工程学家们建议，格尔木到拉萨路段应该采用内燃机火车头作为牵引。同时考虑到高原寒冷缺氧，每节车厢的车皮必须加厚，并且每个座位设有氧气装置，为缺氧旅客输氧。所以每节软卧车厢只能容纳32人，硬卧车厢60人，硬座车厢98人，不开设站票。全程85个车站共设有115个医疗点总共600多名医护工作人员，随时为高原反应的乘客提供医疗救助。
在青藏铁路正在紧张建设中时，另一边的火车研发团队也在紧锣密鼓地设计新火车，可当研究人员开始工作后发现，我们国家的技术根本达不到高原火车的标准。
我们经常能够看见火车头上面有类似天线一样的物体与上方的电线相连，这其实就是现在比较常见的电驱动火车头。电力机车与内燃机一同诞生于第二次工业革命，但是它正在得到发展是在第三次工业革命时期，并且成功的在大部分领域取代了内燃机车。它利用电能使内部的电驱动机工作，不产生废水废气，对环境友好。而内燃机车在启动时会发生燃料不充分燃烧，浪费能源的同时还会污染环境。
然而电力机车在使用面上具有局限性，首先它极度依赖电，一旦遇到电力事故就没办法继续行驶；其次，那根天线一样的连接物很容易招致雷电攻击；最后就是必须为它铺设电线网络，这就给建设铁路增添了难度和工作量。青藏高原平均海拔4000米以上，如果要铺设电网，不仅是工作量大，崎岖的高原山地也没办法建造这么多电线杆。这个时候还是得依靠历史更悠久的内燃机车头。
内燃机车是人们根据内燃机改良后的火车驱动装置，首次诞生于1925年的美国，自那以后在长达60年的时间里都是它在维持运输业的发展。电力机车兴起后，内燃机车也并没有被全面取代，它依然发挥着重要作用，甚至还在停电时作为牵引力拉动电力机车前进。
我国当时虽然有成熟的火车技术，能自主生产内燃机车头，可是这样的车头在平原上面跑没问题，一旦上高原，马力不够，还会因为低压出现严重的机械故障。在19世纪我们没能赶上世界第二次工业革命的浪潮，在内燃机的发展历史上远不及发达国家，并且西方国家对内燃机技术实行了垄断，短时间里我们攻克不出适合高原的火车头，只能向拥有成熟技术的美国出高价购买。
NJ-2型内燃机车是美国通用电气以自身的C44-9W型内燃机车为基础，专门为青藏铁路生产的火车头，进入中国后被正式命名编号NJ-2。N是取中文“内燃”的首个拼音开头的字母，J则代表“交流传动”。
美国通用公司为了让火车头更加适应高原的行驶，特意为其做了诸多改造，将原本的直排式厕所更改为非直排，增加了氧气供应设备以保证司机在特殊情况下的需求。将车头的内燃机气缸数增加到了16个，工作时能够提供4000马力。
通用公司还率先采用了交流传动，保证机车能在高原低压环境保证稳定的功率输出。考虑到整个铁路线的海拔落差，机车还能根据所行驶路段的海拔进行功率调整。NJ-2内燃机还采用了专门的燃油，里面添加有防冻液，将废气以涡轮增压的方式排放。
可以说NJ-2型内燃机车是当时世界上最先进的火车头，有且只有它能在恶劣的高原地带行驶。
我国一共向美国通用公司采购了76台NJ-2型内燃机车头，共花费上亿元。这些在高原上呼啸鸣笛的外国车头时刻都刺痛着国内研发人员的心。我们也可以造，但是为了全部乘客的安全，我们不得不购买足够安全高效的外国火车头。可研发人员并没有放弃研发属于我们自己的高原火车头。
2014年，中车大连机车车辆有限公司同中国铁路总公司签订了HXN3过渡方案高原型内燃机车合同，在原有的主体框架结构和主参数不变的基础上，针对高原地理环境及特殊运用条件，进行的适应性改进。
随后，改进的HXN3高原机车问世，并在之后与NJ-2机车实行重联，共同完成了Z6801次火车从格尔木到拉萨路段的行驶。试运行越来越成功，目前往返于拉萨和格尔木之间的12辆火车均采用这样的模式运行。尽管HXN3机车还不能完全自己挑大梁独自运行，但它的成功说明我们离拥有自己的高原火车头又近了一步。
在两种车头的混合使用下，青藏铁路火车的整线平均行驶速度超过了100公里/小时，其中西宁—格尔木的平均速度为140公里/小时，格尔木—拉萨的平均速度为100公里/小时。
青藏铁路扩建2006年青藏高原上的第一声鸣笛，拉响的不仅是世界第一高原铁路的序幕，更是开启了我国高原铁路网的新征程。我国成功克服了高原修建铁路的难题，西藏地区面积宽广，光一条铁路是远远不够的。我国后续在青藏铁路的基础上，对铁路网进行了补充与扩建，形成了“两纵两横”的格局。
“两纵”是指纵跨西藏地区南北的两条主要铁路，“两横”是指贯穿青藏高原东西的两条铁路线。其中，拉日铁路，即拉萨与日喀则之间的路线，已经全部采取国产HXN3高原机车，标志我国自主研发的高原火车头已经能在一定海拔自主运行。
青藏铁路网的建设，是青藏铁路的延伸，完善了西藏地区的交通，更是将西藏与通商口岸连接起来，拉萨-山南线准备计划与孟加拉的海港相接，完成西藏地区的贸易链条，打破西藏商业自古依赖茶马古道的格局，对西藏的经济有显著帮助。
尽管在这些铁路网上依然离不开外国火车头的帮助，但无疑我们不用再像2006年那样完完全全靠进口美国的车头了，我们可以提供自己的车头用于局部路线，不会再次被狠狠的卡脖子。
结语内燃机诞生于19世纪，是第二次工业革命的标志，人们起初只是为了解决生产力，没想过它会拉动火车行驶在海拔最高的铁路，而人类在21世纪实现了老机新用，将内燃机的使用发挥到了新极致。
我国也在这场变革中看到了技术的重要，尽管我们有成熟的火车技术，但在涉及精尖领域时，我们还是被曾经的错过拖住了脚步。不过好在这一次我们没有错过，积极寻找突破，制造出了属于我们自己的HXN3高原机车头。
同时，我们也很感谢NJ-2型内燃机车对我们高原铁路事业的帮助，两者现在正携手一起行驶在青藏铁路上，共同书写西藏的新篇章。
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