高鐵概論18-高鐵鐵路動車組設(shè)備及九大關(guān)鍵技術(shù)

PUYANGDIERZHIYEZHONGDENGZHUANYEXUEXIAO濮陽第二職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校

制作：王清昌2018年12月十八.高速列車動車組九大關(guān)鍵技術(shù)1.動車組列車的含義定義-----動車組是火車的一種類型，是由至少兩節(jié)機車或帶動力的車廂和若干節(jié)不帶動力的車廂所組成的列車。國鐵營運動車組車次的字母為“C、D、G”三種

2018年，中車唐山公司新型時速160公里動力集中動車組擔(dān)當(dāng)D55010次列車，開跑蘭新高鐵。列車從烏魯木齊站出發(fā)駛向哈密，運行速度144至160km/h，全程用時4小時30分鐘。這是繼和諧長城號動車組運營多年后，再次在國家鐵路線上正式投入營運動力集中式動車組。新型動力集中動車組的功能定位是普速客車，可全面取代現(xiàn)有的25T型客車（即Z字頭車次的直達特快旅客列車），推廣動車組在既有線普速鐵路上的使用。時速160公里動力集中動車組的型號為CR200J，隸屬于CR系列（中國標(biāo)準(zhǔn)動車組），取名“復(fù)興號”。CRH1CRH3CRH5CRH2吸收創(chuàng)造中國品牌日本川崎重工公司引進德國的西門子公司法國阿爾斯通公司加拿大龐巴迪公司CRH型號的意思四方股份BSP長客股份唐山工廠CRH6是中國南車集團（南京和青島）研制生產(chǎn)的，CRH380系列是自主研制生產(chǎn)的。CRH1—5

A表示普通組為8個車廂，B為長（大）編組有16節(jié)車廂（380系列里有的型號第二個字母L為長編組）C為中心組（CRH2C和CRH3C）

E為臥鋪動車組

G為高寒型

J為高速綜合檢測車。

另外，CRH6城際動車組里，S為市域鐵路（如用于溫州市域鐵路S1線的CRH6S）。長寬高中國普通客車（旅客列車）車箱寬度是3105mm。CRH1型寬度為3328，車輛高度為4040mm。CRH5型動車組，車體寬度為3200mm。CRH380ABCD四款車的寬度分別是3380，326——3265，3368。CR級類別命名復(fù)興號中國標(biāo)準(zhǔn)動車組英文代號為CR，中文命名為復(fù)興號動車組。時速分為400、300、200三種基本類型，滿足不同市場需求，后來兩種是技術(shù)下延的衍生品。里面又有小的分類。CR400CR400是中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的高速檔類型，分為兩種：

CR400AF

CR400BF復(fù)興號G124次列車

為8節(jié)編組，其中兩頭的司機室共有10個商務(wù)座，1號車廂為一等座，其余7節(jié)車廂為二等座。“復(fù)興號”采用全新低阻力流線型頭型和車體平順化設(shè)計，把車頂?shù)氖茈姽涂照{(diào)系統(tǒng)這個“鼓包”下沉到了車頂下的風(fēng)道系統(tǒng)中，使列車阻力比既有CRH380系列降低7.5%~12.3%，更加節(jié)能、美觀。復(fù)興號”的二等座前后均有不間斷供電的220V標(biāo)準(zhǔn)插座，每2個座位間的插座中還有USB接口。車廂里更是設(shè)置了全程免費WiFi，在全程滿員的情況下，依然可以流暢地玩網(wǎng)絡(luò)游戲。CR300

是中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的中速檔類型，最高時速300公里及以上，持續(xù)運行時速250公里，適應(yīng)于低級中國高速鐵路。CR200是中國標(biāo)準(zhǔn)動車組的低檔類型，最高時速200公里及以上，持續(xù)運行時速160或200公里，以適應(yīng)中國快速鐵路（200km/h）和高級普速鐵路（160km/h）。長寬高“復(fù)興號”列車高度為4050毫米、寬度為3360毫米,25米長。相比較CRH380B型的556人定員，CR400BF定員增加了20人，為576人；同時，車廂內(nèi)的二等座椅間距統(tǒng)一加大到1020mm、一等座椅間距統(tǒng)一加大到1160mm；另外，“復(fù)興號”的二等座座椅還加長了20毫米。為了實現(xiàn)引進動車組技術(shù)的消化吸收和再創(chuàng)新，鐵道部根據(jù)高速列車基本組成、技術(shù)難度和我國鐵路機車車輛的工業(yè)化水平，把高速動車組的技術(shù)分成九大關(guān)鍵技術(shù)和十項配套技術(shù)。1）動車組總成（即系統(tǒng)集成）具體有：①輪軌關(guān)系接口——輪軌匹配關(guān)系。②弓網(wǎng)關(guān)系接口——符合400km/h以上運行速度的高速受電弓動力學(xué)參數(shù)，滿足氣動性能、阻力要求和噪聲要求的高速受電弓結(jié)構(gòu)。③流固耦合關(guān)系接口——保證列車安全運行的環(huán)境風(fēng)控制范圍；隧道的斷面、洞口的形狀和尺寸；列車阻力和氣動抬升力限值；④機電耦合關(guān)系接口——根據(jù)線路條件和動車組狀態(tài)，給出滿足高速列車3min跟蹤間隔需求的牽引供電系統(tǒng)的總體參數(shù)。⑤環(huán)境耦合關(guān)系接口——確定高速列車的噪聲和噪聲聲強控制值，提出高速鐵路聲屏障和隧道吸音材料的性能參數(shù)要求。通過集成使動車組達到牽引、制動、車輛動力學(xué)、列車空氣動力學(xué)、舒適性和安全性等性能要求。2）牽引傳動控制系統(tǒng)①主變流器：采用新型大功率半導(dǎo)體器件，從最早的晶閘管發(fā)展到GTO、IGBT、IPM，以至IGCT。②牽引變壓器：③牽引電動機：④牽引傳動控制：3）高速轉(zhuǎn)向架

關(guān)鍵技術(shù)有：①轉(zhuǎn)向架輕量化技術(shù)；②轉(zhuǎn)向架懸掛技術(shù)；③轉(zhuǎn)向架驅(qū)動技術(shù)；④牽引電動機懸掛技術(shù)。高速列車制動

關(guān)鍵技術(shù)有：①基礎(chǔ)制動技術(shù)；②動力制動技術(shù)；③復(fù)合制動技術(shù)；④非粘著制動技術(shù)（非粘著制動主要是指電磁軌道制動和渦流軌道制動）；⑤防滑控制技術(shù)。5）高速車體技術(shù)高速列車在車體方面的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：①車體輕量化技術(shù)：包括采用新材料、新工藝；改變車體結(jié)構(gòu)；優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計；模塊化和集成化。②氣動外形技術(shù)。③車體密封技術(shù)。6）列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對于高速列車安全運行起著重要的作用，因為高速列車的故障會帶來嚴(yán)重的后果，因此必須在事故發(fā)生以前，利用先進的裝備發(fā)現(xiàn)和預(yù)防故障。高速列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)大致可以分為運行監(jiān)控、故障檢測與診斷以及通信網(wǎng)絡(luò)3個方面的內(nèi)容。十項配套技術(shù)十項配套技術(shù)包括：空調(diào)系統(tǒng)、集便裝置、車門、車窗、風(fēng)擋、鉤緩裝置、受流裝置、輔助供電系統(tǒng)、車內(nèi)裝飾材料和座椅等。1）空調(diào)系統(tǒng)動車組的車內(nèi)空氣清潔度、車內(nèi)平均溫度、車內(nèi)濕度、車內(nèi)空氣流速、應(yīng)急通風(fēng)量等直接關(guān)系到旅客的乘坐舒適度。動車組的空調(diào)系統(tǒng)性能應(yīng)符合相關(guān)要求，每輛車均配有1套獨立的空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)的主要功能：①供應(yīng)新風(fēng)，排放廢氣；②采暖和制冷制熱能力；③氣流的導(dǎo)向和分配；④新風(fēng)的初步過濾；⑤混合氣體的過濾；⑥新風(fēng)和排氣系統(tǒng)的壓力保護；⑦緊急通風(fēng)。2）集便裝置高速動車組通常采用全封閉式集便系統(tǒng)。即控制水箱的水進入集便器沖洗，然后排入污物箱。在列車停車后，定時對污物箱的污物進行處理。根據(jù)控制原理的不同，高速列車的廁所又分為真空式、循環(huán)式、噴射式和生物處理式。其中較為成熟的是真空式和循環(huán)式，尤其真空式廁所已成為當(dāng)前高速列車采用的首選，它具有清潔衛(wèi)生、無環(huán)境污染、造價低廉、使用可靠和維修方便等優(yōu)點。3）車門高速動車組的車門包括車廂外側(cè)的側(cè)拉門和客室內(nèi)部兩端的內(nèi)端門。這2種車門的工作性質(zhì)和要求是完全不同的，側(cè)拉門是將車廂與外界隔離的最后一道“防線”，它只能在整車停穩(wěn)后才能打開，而在列車運行時必須保持關(guān)閉并具有良好的氣密性，因此，側(cè)拉門除堅固結(jié)實外，還必須滿足氣密性和隔聲要求；而內(nèi)端門主要功用是保持客室的相對獨立性和起一定的隔熱隔聲效果，因此，內(nèi)端門往往采用自動感應(yīng)電動式滑動門。4）車窗動車組車窗包括司機室前窗和客室側(cè)面車窗2種。它們除了必須具有足夠的強度要求外，還必須具有良好的隔熱隔聲性能和減速功能（即減緩高速運行時司機和旅客對窗外景物的視覺反應(yīng)速度）。5）風(fēng)擋當(dāng)動車組以200km/h以上的速度高速運行時（尤其是2列動車組會車或通過隧道時，甚或2列動車組在隧道內(nèi)會車時），為了保護旅客的耳膜不受車外空氣壓力波動的影響，動車組的車體必須具有良好的密閉性，當(dāng)然與之配套的車廂與車廂間的連接風(fēng)擋也必須具有很好的密閉性。所以，高速動車組的風(fēng)擋通常采用密閉式橡膠風(fēng)擋或雙層折棚風(fēng)擋。6）鉤緩裝置為了減少高速運行時的縱向沖擊，高速動車組的車鉤一般采用自由間隙很小的密接式車鉤。通常車端采用了密接式自動車鉤，并設(shè)有彈簧緩沖器及球形橡膠軸承，以減少車輛運行中產(chǎn)生的縱向沖擊力。中間車既可以采用與端部同樣的密接式車鉤，也可以采用半永久車鉤連接。7）受流裝置采用電力牽引的高速列車必須通過弓網(wǎng)受流系統(tǒng)不間斷地從接觸網(wǎng)上獲取電能。受流裝置是將電能由接觸網(wǎng)順利導(dǎo)入動車組內(nèi)部變壓設(shè)備的重要裝置。受流裝置按其受流方式有多種形式，但高速動車組通常采用受電弓受流器。弓網(wǎng)受流系統(tǒng)必須滿足的基本條件是：良好的受流質(zhì)量，安全的運行性能，足夠的使用壽命，減少對周圍環(huán)境噪聲的影響。良好的受流質(zhì)量依賴于弓網(wǎng)系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定和跟隨性，保證弓網(wǎng)間良好的接觸，不離線、不產(chǎn)生火花。8）輔助供電系統(tǒng)輔助供電系統(tǒng)是保證動車組除主傳動系統(tǒng)以外的所有用電設(shè)備正常工作的必不可少的系統(tǒng)?，F(xiàn)代高速動車組的輔助供電系統(tǒng)通常采用列車線供電方式，由分散布置在若干輛車底架的各電源設(shè)備向干線并聯(lián)供電。輔助供電系統(tǒng)從主變流器中間直流環(huán)節(jié)取電，由輔助變流器以及蓄電池等設(shè)備組成。用電設(shè)備包括空氣壓縮機、冷卻通風(fēng)機、油泵/水泵電機、空調(diào)系統(tǒng)、采暖設(shè)備、照明設(shè)備、旅客服務(wù)設(shè)備、應(yīng)急通風(fēng)裝置、診斷監(jiān)控設(shè)備和維修用電等。某些車車底架下設(shè)置有容量充足的充電機和蓄電池組，充電機向蓄電池充電并向低壓負(fù)載供電。緊急時由蓄電池供電。9）車內(nèi)裝飾材料為了保證車輛的輕量化及旅客乘坐的舒適性，車內(nèi)裝飾通常采用輕量化、模塊化設(shè)計，采取隔聲降噪