《軌道交通車輛新技術(shù)》課件 2-2-1探究高速動車組技術(shù)一

高速列車：設(shè)計·技術(shù)·未來探究高速動車組技術(shù)01中國高速動車組的設(shè)計和開發(fā)02高速動車組九大關(guān)鍵技術(shù)CONTENTS中國高速動車組的設(shè)計和開發(fā)中國高速動車組的設(shè)計和開發(fā)動車組上線運行設(shè)計和開發(fā)高速動車組體現(xiàn)九大關(guān)鍵技術(shù)高速動車組技術(shù)京津城際鐵路開通2007年，中國第六次鐵路大提速，CRH1、CRH2、CRH5動車組大規(guī)模上線運行，運行時速達200km/h。隨著京津城際鐵路、石太客運專線、武廣客運專線、鄭西客運專線、滬寧城際鐵路、滬杭城際鐵路、京滬客運專線等的開通，大量時速250、300、350km/h的動車組已經(jīng)上線運行。高速動車組技術(shù)是一項綜合技術(shù)，涉及流線型車體設(shè)計、車體輕量化技術(shù)、高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)、高速受流技術(shù)、車廂密閉、空調(diào)換氣、高功率重量比、低噪聲、低輪軌力等一系列關(guān)鍵技術(shù)。高速動車組的設(shè)計和開發(fā)需要突破關(guān)鍵技術(shù)，同時要兼顧乘客的舒適性，滿足不同乘客的需求。車廂內(nèi)的設(shè)施也需人性化設(shè)計，以提高乘客的出行體驗為目標。高速動車組是現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合集成，體現(xiàn)了材料、機械、電子、計算機和控制等現(xiàn)代技術(shù)的集中體現(xiàn)。高速動車組的技術(shù)被分解成九大關(guān)鍵技術(shù)和十項配套技術(shù)，包括動車組總成、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等。高速動車組九大關(guān)鍵技術(shù)動車組總成高速列車總成技術(shù)包括總體技術(shù)條件、系統(tǒng)匹配、設(shè)備布置、參數(shù)優(yōu)化、工藝性能、組裝調(diào)試和試驗驗證。系統(tǒng)集成將動車組各子系統(tǒng)進行集成，使動車組達到牽引、制動、車輛動力學(xué)、列車空氣動力學(xué)、舒適性和安全性等基本性能要求。確定接口關(guān)系系統(tǒng)集成還需確定高速列車與運行系統(tǒng)的關(guān)系和接口關(guān)系，針對京滬高速鐵路，包括輪軌關(guān)系接口、弓網(wǎng)關(guān)系接口、流固耦合關(guān)系接口、機電耦合關(guān)系接口和環(huán)境耦合關(guān)系接口?？傮w設(shè)計技術(shù)條件對動車組車體、轉(zhuǎn)向架、牽引傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、輔助供電系統(tǒng)和車端連接裝置等元素進行合理選擇設(shè)計和優(yōu)化。牽引傳動控制系統(tǒng)0102大功率電力牽引傳動系統(tǒng)是高速列車的原動力，采用交流（交-直-交）傳動系統(tǒng)，主要包括主變流器、牽引變壓器、牽引電動機及牽引傳動控制等。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。目標是小型化、輕量化、節(jié)能、環(huán)保、可靠和經(jīng)濟適用。牽引變壓器是牽引傳動系統(tǒng)中重量、體積最大且能量耗損最多的部件，因此減輕重量、減小體積、降低損耗，一直是牽引變壓器技術(shù)發(fā)展的目標。牽引電動機高速列車采用三相交流異步牽引電動機，具有重量輕、功率大、結(jié)構(gòu)簡單、運用可靠、壽命長、維修簡便的特點。牽引傳動控制牽引傳動控制的水平取決于牽引傳動控制的策略和手段。策略由轉(zhuǎn)差特性控制發(fā)展到矢量變換控制，實現(xiàn)了電機轉(zhuǎn)矩控制的新技術(shù)。030405轉(zhuǎn)向架承載與減振轉(zhuǎn)向架承載、導(dǎo)向和減振，是牽引與制動的執(zhí)行機構(gòu)。隨著列車速度提高，轉(zhuǎn)向架需保證足夠強度和剛度，高的運動穩(wěn)定性和運行平穩(wěn)性。曲線通過與輪軌動作用力高速列車轉(zhuǎn)向架需滿足曲線通過能力，降低輪軌動作用力，發(fā)揮輪軌間粘著潛力，結(jié)構(gòu)簡單、可靠、少維修。關(guān)鍵技術(shù)轉(zhuǎn)向架輕量化技術(shù)、轉(zhuǎn)向架懸掛技術(shù)、轉(zhuǎn)向架驅(qū)動技術(shù)、牽引電動機懸掛技術(shù)。高速轉(zhuǎn)向架高速制動技術(shù)高速列車的制動系統(tǒng)是實現(xiàn)列車高速、安全運行的保障，必須解決列車動能的快速轉(zhuǎn)換和能量消耗問題。制動系統(tǒng)保障高速列車的制動技術(shù)必須在輪軌粘著允許的條件下，做到高速列車的可靠制?；蚪邓??？煽恐仆＜夹g(shù)由于輪軌粘著系數(shù)隨運行速度的提高而下降，因此更增加了高速制動技術(shù)的難度。非粘著制動技術(shù)高速列車制動的關(guān)鍵技術(shù)有基礎(chǔ)制動技術(shù)、動力制動技術(shù)、復(fù)合制動技術(shù)、非粘著制動技術(shù)和防滑控制技術(shù)。防滑控制技術(shù)高速車體技術(shù)123高速列車車體輕量化技術(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。車體輕量化技術(shù)氣動外形技術(shù)是高速列車車體的關(guān)鍵技術(shù)之一，能夠提高列車的空氣動力學(xué)性能，降低空氣阻力。氣動外形技術(shù)車體密封技術(shù)是保證高速列車氣密性和防水性的重要技術(shù)，能夠確保列車在高速行駛時的安全性和舒適性。車體密封技術(shù)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，利用先進裝備發(fā)現(xiàn)和預(yù)防故障。列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運行監(jiān)控故障檢測與診斷通信網(wǎng)絡(luò)高速列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括運行監(jiān)控、故障檢測與診斷以及通信