動車組構(gòu)成及特點ppt課件.ppt

第二章高速鐵路動車組 1 主要內(nèi)容 動車組的構(gòu)成動車組構(gòu)成動車組的技術(shù)特點車體及車內(nèi)設備轉(zhuǎn)向架制動及其控制供電與牽引系統(tǒng)空調(diào)系統(tǒng)網(wǎng)絡控制 動車組的運用與維修動車組運用動車組維修國外動車組檢修基地簡介 國產(chǎn)動車組及維修基地國產(chǎn)動車組情況四種車型的性能對比動車組基地及運用所分布 2 動車組的構(gòu)成 司機室 司機室 轉(zhuǎn)向架 車體 供電與牽引系統(tǒng) 車端連接 車下懸吊設備 空調(diào)系統(tǒng) 車頂設備 制動系統(tǒng) 車內(nèi)設備 網(wǎng)絡 輔助供電系統(tǒng) 3 動車組的技術(shù)特點 由于速度的提高 動車組的設計與開發(fā)中需要解決一系列關(guān)鍵技術(shù) 如果說高速鐵路是現(xiàn)代化高新技術(shù)的綜合集成 那么動車組則是包括材料 機械 電子 計算機和控制等現(xiàn)代技術(shù)的集中體現(xiàn) 動車組的主要技術(shù)特點有 4 動車組的技術(shù)特點 動車組的特點 固定編組動力集中或動力分散密接車購整體運用整體保養(yǎng)檢修大修前不解體采用網(wǎng)絡控制交流傳動 液力傳動制動系統(tǒng)完整設計 高速 電 動車組的特點 頭部流線型車體輕量化技術(shù)高速轉(zhuǎn)向架高速受流技術(shù)車廂密閉 空調(diào)換氣高功率重量比低噪聲 低輪軌力配現(xiàn)代化動車段 綜合維修基地 5 1 優(yōu)良的空氣動力學外形 不同列車速度下空氣阻力所占的比例 高速動車組的速度都在200 km h以上 空氣阻力占主導地位 所以動車組往往從頭尾部以及整個列車的流線型 包括車頂和車下設備 來減低空氣阻力 并盡量降低表面粗糙度和列車高度 6 車體的流線形結(jié)構(gòu) 1 動車組運行中列車的表面壓力2 動車組會車時列車的表面壓力3 動車組通過隧道時列車的表面壓力4 列車風 當列車高速行駛時 在線路附近產(chǎn)生空氣運動 這就是列車風 當列車以200km h行駛時 根據(jù)測量 在軌面以上0 814m 距列車1 75m處的空氣運動速度將達到17m s 這是人站立不動能夠承受的風速 當列車以這樣或更高的速度通過車站時 列車風將給鐵路工作人員和旅客帶來危害 高速列車通過隧道時 在隧道中所引起的縱向氣流速度約與列車速度成正比 在隧道中列車風將使得道旁的工人失去平衡以及將固定不牢的設備等吹落在隧道中 這都是一些潛在的危險 國外有些鐵路規(guī)定 在列車速度高于160km h行駛時不允許鐵路員工進入隧道 列車速度稍低時 也不讓員工在隧道中行走和工作 必須要在避車洞內(nèi)等待列車通過 7 車頭流線型 8 5 密接式車鉤緩沖裝置 車輛間的牽引緩沖裝置是關(guān)系到緩和列車沖擊 提高旅客舒適性和列車安全的重要部件 高速列車對牽引緩沖裝置提出了更高的要求 目前世界各國高速列車 如日本 德國 普遍采用密接式車鉤連接裝置 該裝置兩車鉤連接面的縱向間隙一般都小于2mm 上下 左右偏移也很小 對提高列車的運行平穩(wěn)性和電氣線路 風管的自動對接提供了保證 9 6 交流傳動技術(shù) 早期的電力牽引傳動系統(tǒng)均采用交一直傳動 用直流電動機驅(qū)動 由于直流電動機的單位功率重量較大 使高速列車既要大功率驅(qū)動又要求減輕軸重 特別是減輕簧下部分的質(zhì)量形成難以克服的矛盾 在交流傳動系統(tǒng)中 交流牽引電動機較傳統(tǒng)的直流牽引電動機具有額定輸出功率大 結(jié)構(gòu)簡單 體積小 重量輕 易維修 速度控制方便 效率高等一系列優(yōu)點 10 7 列車自動控制及故障診斷技術(shù) 目前在世界高速鐵路上的自動控制方式主要分為兩類 一類是以設備為主 人控為輔的控制方式 以日本新干線采用的ATC 列車自動控制 方式為代表 另一類是人機共用 人控為主的方式 以法國TGV高速列車為代表 主要采用TVM300型安全防護系統(tǒng)及改進的TVM430型安全防護系統(tǒng) 還有德國ICE高速列車采用的FRS速差式機車信號和LZB型雙軌條交叉電纜傳輸式列車控制設備等 11 2 車體結(jié)構(gòu)輕量化 為了節(jié)省牽引功率 降低高速所引起的動力作用對線路結(jié)構(gòu) 機車車輛結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的損傷 以及提高旅客乘坐舒適度 需要最大限度地降低高速動車組的軸重 因此 各國高速動車車體的主要材料是鋁合金和不銹鋼 從發(fā)展趨勢看 鋁合金將成為動車組車體的主導材料 12 動車組車體的輕量化設計 13 軸重與輪軌作用 14 車體結(jié)構(gòu)的輕量化技術(shù) 實現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化的主要途徑有兩個 一是采用新材料 二是合理優(yōu)化結(jié)構(gòu)設計目前 國外高速車輛的車體材料主要有 不銹鋼 高強度耐候鋼 鋁合金 15 車內(nèi)設備的輕量化技術(shù) 車內(nèi)設備約占客車總重量的20 輕量化具有重要意義 1 車內(nèi)設備如門 窗 行李架 座椅 供水設各 衛(wèi)生設備等等 均可選用輕合金或高分子工程材料和復合材料 使設備重量大大減輕 2 車內(nèi)裝飾板材廣泛采用薄膜鋁合金墻板 工程塑料頂板等 3 其它設備的輕量化 如日本100系采用直流牽引電機 每臺重量為825kg 功率為230kw 而300系采用交流感應電機后 每臺重量僅為390kg 功率增至300kw 德國ICE 3的主變壓器鐵芯采用優(yōu)質(zhì)鐵 鋁合金 使導磁率提高4 5倍 又將銅編線改為鋁編線 冷卻使用硅油 這樣其總重由11 5噸降為7噸 等等 16 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù) l 構(gòu)架結(jié)構(gòu)輕量化 采用焊接構(gòu)架可比鑄鋼結(jié)構(gòu)減重50 左右 2 輪對輕量化 采用空心車軸和小直徑車輪 減輕轉(zhuǎn)向架重量 3 軸箱和齒輪箱采用鋁合金制作 鋁合金軸箱的重量只有原來的40 左右 齒輪箱亦減到原來的56 17 車體結(jié)構(gòu) 高速動車組車體 輕量化技術(shù) 鋁合金 不銹鋼低車內(nèi) 車外噪聲 18 日本100系和300系車輛重量比較單位 t 19 車頂設備 空調(diào)機組制動變阻器受電弓 空調(diào)機組 制動變阻器 受電弓 20 車下懸吊設備 牽引變壓器牽引和輔助變流器牽引電機制動模塊空氣壓縮機水箱污物箱蓄電池箱充電機空氣彈簧輔助風缸 21 拖車車廂總線拓撲結(jié)構(gòu) 門控制 2 壓力 溫度控制 3 防滑控制 4 制動控制 5 軸漸檢測 VCU拖車控制單元 節(jié)點 MMI人機接口 22 車輛信息控制系統(tǒng) 動車組介紹 通過列車總線來傳送信息控制傳輸部分為雙重系統(tǒng) 系統(tǒng)有冗余性系統(tǒng)組成 信息中央裝置信息終端裝置列車信息顯示器車內(nèi)信息顯示器 23 動車組監(jiān)測診斷系統(tǒng) 實施車上監(jiān)測和診斷的目的是提高其運營安全性和車輛運用率 優(yōu)化運行管理 并便于運用和維修作業(yè) 為此 監(jiān)測和診斷的主要任