高速動車組講解課件

第三章高速動車組技術(shù)西南交通大學(xué)趙麗平lpzhao@第三章高速動車組技術(shù)問題高速動車組采用了哪些技術(shù)？21什么是高速動車組？問題高速動車組采用了哪些技術(shù)？21什么是高速動車組？

2007年4月18日，中國高速—時速200km動車組CRH(ChinaRailwayHigh-speed)。所謂動車，就是具有牽引動力裝置的鐵道車輛。分兩種：一種只給列車提供動力，不載客或載貨的機(jī)車（火車頭）；另一種牽引動力裝置安裝在車廂底部，同時兼?zhèn)漭d客或載貨的車輛。

TGV-A：12節(jié)固定編組，列車前后各配1臺同步電機(jī)驅(qū)動的電力機(jī)車，中間配10節(jié)拖車，運(yùn)行時，兩臺機(jī)車以前拉后推推挽方式運(yùn)行，最高速度達(dá)300km/h。列車在終端站往返無需調(diào)頭，只需改變前后操縱端。

CRH2型高速動車組：8節(jié)固定編組，4節(jié)為車廂下帶異步牽引電機(jī)的動車，4節(jié)為拖車。4節(jié)動車不只提供動力，也負(fù)責(zé)載客—與機(jī)車不同。CRH2列車前后各配司機(jī)室，在終端站無需調(diào)頭。

首先，動車組是由具有牽引動力裝置的動車和拖車組成的一個固定編組。“固定編組”凸顯動車組的鮮明特征，即動車組在正常運(yùn)用和檢修中，具有牽引動力裝置的車輛與拖車如同形影不離的兄弟，從不解編。

其次，動車組可以雙向行駛，在終端站沒有調(diào)頭的麻煩。3.1什么是動車組?

2007年4月18日，中國高速—時速200km動車組動車組的分類

分類方法動車組類別動力源內(nèi)燃電力電力-內(nèi)燃雙動力源燃?xì)廨唀.動力復(fù)合式動力配置a.動力集中式b.動力分散式牽引電傳動方式a.直流電力傳動b.交流電力傳動用途a.客運(yùn)b.貨運(yùn)c.公務(wù)速度a.普速b.準(zhǔn)高速c.高速動車組的分類分類方法動車組類別動力源內(nèi)燃動力配置a.動高速動車組的組成

世界高速列車元老0系動車組

高速動車組的組成世界高速列車元老0系動車組3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.1高速動車組的組成流線形車體，既是容納乘客和司機(jī)—司機(jī)室在列車兩頭—地方，又是各種設(shè)備和部件依附的基礎(chǔ)。動車組是通過車頂上的受電弓與接觸線的滑動接觸來獲取電網(wǎng)上的電能。把受電弓從接觸線獲取電能稱作受流，也稱受流裝置。讓動車組加速需要牽引力，讓動車組減速則需要制動力。由誰提供呢？是動車組的牽引電傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。車廂下部，類似于一臺小車似的裝置——轉(zhuǎn)向架，具有導(dǎo)向功能。置于車體和軌道之間，用來牽引和引導(dǎo)車輛沿軌道行駛，承受和傳遞來自車體和線路的各種載荷，并緩和其動態(tài)作用力。動車組運(yùn)行過程中各種裝置的運(yùn)行狀態(tài)，實時顯示在司機(jī)駕駛臺液晶顯示屏上，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)不止裝置狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷這些，還具有牽引與制動控制、自動門控制和空調(diào)控制、車載試驗等功能。還包括：為空調(diào)、空氣壓縮機(jī)、照明等供電輔助供電系統(tǒng)；車輛連接裝置；車內(nèi)電氣、供水、通風(fēng)、取暖、車門、行李架等設(shè)備。3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.1高速動車組的3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.2集美學(xué)與高科技于一身的車體技術(shù)高速動車組最吸引人們注意力的部分是什么？毫無疑問就是那形態(tài)各異的流線形車體了。的確，對于習(xí)慣了傳統(tǒng)機(jī)車那方正、樸素的外形的人們，怎不會對高速動車組那優(yōu)雅漂亮的外形流連忘返呢？不過，動車組外形固然漂亮，然而它畢竟不是單純的美術(shù)品。為了讓動車組高速、安全、平穩(wěn)、節(jié)能地運(yùn)行起來，設(shè)計人員還得動用很多高科技手段，來保證技術(shù)上的合理性。高速動車組的車體設(shè)計需要重點(diǎn)解決如下三方面的技術(shù)問題：（1）空氣動力學(xué)與車體外形設(shè)計；（2）車體輕量化；（3）氣密。3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.2集美學(xué)與高科3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架定義轉(zhuǎn)向架就是安裝在車體下面的類似于一臺小車似的裝置的總稱，由于它具有導(dǎo)向的功能，因此人們形象地稱其為轉(zhuǎn)向架。以CRH2型動車組為例，最大長度3566mm，最大寬度為3102mm，車輪直徑860mm，另外還安有大量的部件：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、車軸、車輪、彈簧、制動即俗稱的剎車裝置、減振器、減速齒輪裝置，另外動車還設(shè)有牽引電動機(jī)等等?！癏”型構(gòu)架通過軸箱裝置座在輪對上，軸箱懸掛也就是通常所說的一系懸掛由一系彈簧和垂向減振器組成；車體和轉(zhuǎn)向架之間通過二系懸掛裝置連接在一起，二系懸掛裝置包括二系空氣彈簧、橫向減振器、抗蛇行減振器等元件組成，有些二系懸掛中還包括二系垂向減振器；動力轉(zhuǎn)向架還包括牽引電動機(jī)懸掛系統(tǒng)。3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架定義CRH2型高速動力車轉(zhuǎn)向架

CRH2型高速動力車轉(zhuǎn)向架3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架性能結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理直接影響車輛運(yùn)行品質(zhì)、動力性能和行車安全。作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，高速轉(zhuǎn)向架在保證列車高速穩(wěn)定運(yùn)行時承擔(dān)列車的減振降噪作用；作為承載結(jié)構(gòu)，在各種振動工況下應(yīng)確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全可靠性?！胺€(wěn)定性”是評定轉(zhuǎn)向架走行性能最重要的指標(biāo)。車輛一旦失穩(wěn)，輪對在橫向?qū)︿撥壆a(chǎn)生嚴(yán)重沖擊，輕則損壞車輪和鋼軌，導(dǎo)致車體嚴(yán)重振動，重則造成軌距擴(kuò)大、軌排橫移、車輛脫軌等。轉(zhuǎn)向架還必須具有如下功能：承載——承受轉(zhuǎn)向架以上各部分的重量（車輛自重、旅客載重、水及動態(tài)載荷等），并使軸重均勻分配；轉(zhuǎn)向——保證車輛順利通過曲線；緩沖——緩和線路不平順對車輛沖擊，保證具有良好運(yùn)行平穩(wěn)性；牽引（動力轉(zhuǎn)向架）——保證必要的輪軌粘著，并把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪周牽引力傳遞給車體、車鉤，牽引列車前進(jìn)；制動——產(chǎn)生必要的制動力，使車輛在規(guī)定的距離內(nèi)減速或停車。3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架性能CRH系列動車組轉(zhuǎn)向架的主要參數(shù)

項目CRH1CRH2CRH3CRH5軸距（mm）2700250025002500車輪直徑（mm）915860920890空氣彈簧中心距（mm）1860246019002000軸承直徑（mm）130130130130軸頸中心距（mm）2070200020002000動力轉(zhuǎn)向架重量（t）8.0非動力轉(zhuǎn)向架重量（t）7.6運(yùn)營速度（km/h）200200300200最高試驗速度（km/h）250250330250CRH系列動車組轉(zhuǎn)向架的主要參數(shù)項目CRH1CRH2CR3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)由受電弓、牽引變壓器、牽引變流器及牽引電機(jī)等組成。受電弓從接觸網(wǎng)獲取單相交流電——我國25kV/50Hz，經(jīng)過裝載在車輛上的牽引變壓器、牽引變流器等電能變換裝置后，驅(qū)動牽引電動機(jī)。牽引電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過減速齒輪傳遞給輪對，車輪受驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作用后，在車輪和鋼軌之間產(chǎn)生粘著力，鋼軌對車輪的粘著反作用力形成輪周牽引力，所有動輪（牽引電動機(jī)驅(qū)動的車輪）的輪周牽引力之和形成列車的總牽引力，驅(qū)動動車組前進(jìn)。高速動車組采用三種電動機(jī)驅(qū)動：直流電動機(jī)、三相交流異步和三相交流同步電動機(jī)。1989年以前絕大多數(shù)采用直流電動機(jī)；其后基本采用交流電動機(jī)，法國TGV系列絕大多數(shù)使用同步電動機(jī)驅(qū)動，而日、德等國家使用異步電動機(jī)驅(qū)動。直流電機(jī)驅(qū)動方式具有起動力矩大、只需控制電機(jī)電壓即可簡單調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速等顯著優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：電機(jī)體積大、單位輸出功率重量重。致命的是，直流電機(jī)在構(gòu)造上必須有電刷和機(jī)械換向器，兩者都需要經(jīng)常性的維護(hù)保養(yǎng)。擺脫直流電動機(jī)驅(qū)動伴隨的換向器與電刷帶給我們的煩惱！3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)牽引電傳動系統(tǒng)組成

牽引電傳動系統(tǒng)組成交-直-交牽引電傳動系統(tǒng)原理示意圖交-直-交牽引電傳動系統(tǒng)原理示意圖3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)“交-直-交”：變壓器輸出的交流電先通過整流器變換成直流電（交-直），再通過逆變器將直流電變換成驅(qū)動電機(jī)的交流電（直-交）。在牽引力控制過程中，牽引電機(jī)的電源輸出電壓和頻率是隨列車速度的變化而不斷變化的，即，牽引電機(jī)的力矩和速度的控制需要能夠同時控制電壓幅值和頻率的交流電源。受電弓從接觸網(wǎng)獲取恒定電壓、恒定頻率（恒壓恒頻）交流電。牽引變壓器只有降壓的功能，輸出是恒定電壓恒定頻率的交流電。把恒壓恒頻的交流電直接變換成可調(diào)壓調(diào)頻的交流電技術(shù)上較復(fù)雜，只要有合適的開關(guān)器件，把直流電變換成可調(diào)壓調(diào)頻的交流電。逆變器，通過控制GTO、IGBT等電力電子器件的反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷，把直流電“切割”成矩形電壓脈沖波，驅(qū)動牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。交-直-交電傳動系統(tǒng)有3個顯著優(yōu)點(diǎn)：1）異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，單位輸出功率的重量輕，日常維護(hù)工作量?。?）可實現(xiàn)再生制動，既減輕了車輛重量，又達(dá)到了節(jié)能的目的；3）PWM整流器的功率因數(shù)高約等于1.0，諧波電流小。3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)“交-直-交”：變壓器輸出的交流3.2.5制動系統(tǒng)高速動車組上最重要的系統(tǒng)是什么？制動系統(tǒng)—即剎車系統(tǒng)。試想，時速200km以上、重達(dá)幾百噸、載客數(shù)百人的高速動車組，如果在運(yùn)行過程中它的制動系統(tǒng)一旦失靈了，后果不堪設(shè)想。制動系統(tǒng)何時發(fā)揮作用呢？除了常規(guī)的到站停車、停車后防止列車前后自然移動外，再有就是運(yùn)行過程中的減速、下坡時抑制列車加速，此外還有緊急情況時的緊急停車，這些時候就必須制動系統(tǒng)發(fā)揮作用才行。由于與安全關(guān)系密切，制動系統(tǒng)本身必須有相當(dāng)高的可靠性，即使制動系統(tǒng)某個設(shè)備發(fā)生故障，也必須保證列車能夠安全停車。對列車實施制動的過程，就是將列車動能轉(zhuǎn)換為其他能量，并消耗掉的過程。由于列車的動能和列車的質(zhì)量乘以速度的平方成正比，也就是說，如果列車速度增加一倍，則列車動能便變?yōu)樵瓉淼?倍，所以高速列車和中低速列車即使質(zhì)量相等，高速列車的制動系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)換、消耗的動能要大得多。由此可見，高速動車組制動系統(tǒng)負(fù)擔(dān)真不輕！3.2.5制動系統(tǒng)高速動車組上最重要的系統(tǒng)是什么？制動系3.2.5制動系統(tǒng)動車組動能轉(zhuǎn)換成何種形式能量？一種是轉(zhuǎn)換為熱能，稱機(jī)械制動；另一種是轉(zhuǎn)換為電能，稱電制動。機(jī)械制動多采用盤式制動。用金屬材料鍛造而成的制動盤，外形像一個盤子。盤式制動根據(jù)制動盤安裝位置不同分兩類：一種是制動盤安裝在車輪的兩側(cè)面的輪盤式；另一種是制動盤安裝在車軸上的軸盤式。制動時，通過液壓制動缸及制動杠桿的作用，讓安裝在杠桿另一端的兩塊閘片夾緊制動盤而產(chǎn)生摩擦力矩，該摩擦力矩再由車輪傳給鋼軌并引起鋼軌作用于車輪的反力，該反力即列車的制動力。除盤式制動外，法國的TGV-PSE還采用另外一種制動方式—踏面制動。靠閘瓦與車輪踏面摩擦而獲得制動力，原理同自行車剎車裝置。電制動主要有：電阻制動、再生制動、盤式渦流制動三種形式。牽引電機(jī)在動車組上扮演兩個角色：牽引時，作為電動機(jī)牽引列車前進(jìn)；制動時，作為發(fā)電機(jī)讓列車減速制動。控制上很容易實現(xiàn)。讓發(fā)電機(jī)發(fā)電從外部給發(fā)電機(jī)輸入能量，電阻制動和再生制動便巧妙利用制動時列車動能來讓發(fā)電機(jī)發(fā)電的。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能由誰吸收？電阻制動讓電能消耗在列車的制動電阻上變熱能消耗掉，再生制動讓發(fā)電機(jī)電能返回電網(wǎng)加以利用。3.2.5制動系統(tǒng)動車組動能轉(zhuǎn)換成何種形式能量？一種是轉(zhuǎn)3.2.6列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，類似現(xiàn)在日益發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它好比是人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過它來對各種情況進(jìn)行信息收集，并下達(dá)行動指令。高速動車組是一個復(fù)雜的高速運(yùn)動系統(tǒng)，必須對它進(jìn)行全面、統(tǒng)一、綜合、準(zhǔn)確的控制，才能保障系統(tǒng)的正常工作。系統(tǒng)主要由列車信息中央裝置、列車信息終端裝置、列車信息顯示器、顯示控制裝置及乘客信息顯示器等組成。列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過光纖連接各中央裝置及終端裝置，構(gòu)成雙重環(huán)路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)信息分散采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、集中處理、并對各類信息進(jìn)行實時匯總分析。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)保障高速列車各車輛以及每一車輛中的各受控設(shè)備按照行車指揮命令與司乘人員操縱協(xié)調(diào)地工作；及時發(fā)現(xiàn)列車運(yùn)行中的故障，確定故障的位置，并提出應(yīng)急處理方案或通知地面維護(hù)部門準(zhǔn)備采用措施；迅速準(zhǔn)確地檢測出控制與診斷系統(tǒng)所需的全部信號，必要時給予顯示。高速列車控制與診斷系統(tǒng)是保證運(yùn)行安全、快捷、舒適、節(jié)能必需的系統(tǒng)，是高速行車的重要技術(shù)之一。3.2.6列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，類似現(xiàn)在日益列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)3.3中國如何打造自己的高速動車組中國面臨的國際與國內(nèi)技術(shù)環(huán)境從世界高速動車組的鼻祖0系新干線列車誕生至今已過去四十多個年頭了。其間，世界高速動車組技術(shù)經(jīng)歷了從直流傳動到交流傳動，從耐候鋼車體到鋁合金車體，從動力集中方式到動力分散方式，從高速到超高速的發(fā)展歷程。從技術(shù)角度講，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，無論是動力分散式的日本高速動車組，還是以動力集中式為主的歐洲，技術(shù)已基本趨于成熟了。進(jìn)入21世紀(jì)后，日歐雖仍在繼續(xù)開發(fā)新型高速動車組，技術(shù)上已沒有質(zhì)的飛躍。誰是世界高速動車組技術(shù)的強(qiáng)者？首推日、法、德，三國擁有成熟的動車組設(shè)計制造及運(yùn)用維護(hù)經(jīng)驗。世界上種類繁多、形態(tài)各異、各具特色的高速動車組，絕大多數(shù)都是由這三國設(shè)計制造的。日、法、德等國雖然技術(shù)成熟，但國內(nèi)市場已經(jīng)日趨飽和，急于打開國際市場，是這幾個國家的共同特點(diǎn)。3.3中國如何打造自己的高速動車組中國面臨的國際與國內(nèi)技3.3中國如何打造自己的高速動車組1958年，四方機(jī)車車輛廠在大連車輛研究所、上海交大和集寧機(jī)務(wù)段協(xié)助下，18天完成首列設(shè)計時速120km雙層液力傳動內(nèi)燃動車組——東風(fēng)號雙層摩托列車的設(shè)計工作。1959年，東風(fēng)號在北京～天津間試運(yùn)行。動車組邁出了可貴第一步。1962年，從匈牙利進(jìn)口2列NC3型內(nèi)燃動車組，投入北京～天津運(yùn)行。1978年，長春客車廠、株洲電力機(jī)車研究所和鐵道科學(xué)研究院開始設(shè)計我國首列KDZ1型電力動車組，10年后，該動車組才始告試制完成！為2動2拖4節(jié)編組，采用相控交-直傳動技術(shù)，最高速度140km/h。1997年株洲和長春客車廠制造雙層電動車組到伊朗德黑蘭近郊鐵路；1998年，唐山廠制造的最高速度120km/h的“廬山”號首開我國雙層電傳動內(nèi)燃動車組的先河，并于次年6月3日投于運(yùn)用；1999年，動力分散式電力動車組“春城”號登場亮相，同年5月1日開幕的世界園藝博覽會期間在昆明和石林之間往返運(yùn)行；2000年后，先后研發(fā)時速200km及以上“藍(lán)箭”、“先鋒”、“中華之星”、“長白山”等動車組樣車?；菊莆?60km/h機(jī)車車輛的成套技術(shù)。2004年4月，國務(wù)院“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)、打造中國品牌”的要求。開始“引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新”的國產(chǎn)高速動車組的打造之路！3.3中國如何打造自己的高速動車組3.4中國高速動車組CRH2007年1月28日，杭州城站的景象與往日有些不一樣。一大早，眾多手持相機(jī)的鐵路迷和媒體記者聚集在站臺上，是專為見證我國最新型高速動車組CRH2首發(fā)運(yùn)行而來的。上午7:15，渾身象牙白、車體中央一條藍(lán)色線條、車頭呈漂亮的流線形CRH2旅客列車起動、加速，然后風(fēng)馳電掣般的駛向目的地——上海南站。這一天，CRH2最高運(yùn)行速度160km/h。然而這不是CRH2的真正能力，它的最高運(yùn)行速度可達(dá)250km/h。2007年4月18日，伴隨第六次大提速實施，三種高速動車組CRH1、CRH2、CRH5活躍在萬里鐵道線上！從2007年4月18日第六次大提速開始至今，我國已在既有線的提速干線上投入了112列CRH系列高速動車組。以此為標(biāo)志，中國鐵路跨入了高速時代。2008年7月，時速300km的CRH3動車組在京津客運(yùn)專線上閃亮登場。CRH系列動車組面世使世人對中國鐵路投以前所未有的關(guān)注目光。CRH系列動車組是按照我國制定的“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”的技術(shù)路線，在短短的三年內(nèi)推出的高速動車組。3.4中國高速動車組CRH中國CRH系列高速動車組中國CRH系列高速動車組引進(jìn)的四種高速動車組的原型車

引進(jìn)的四種高速動車組的原型車3.4.1CRH的模特兒-原型車的引進(jìn)CRH1原型車——Regina。CRH2原型車——E2-1000。川崎重工株式會社，日本最具實力的車輛廠家，利用航天開發(fā)部門積累的空氣動力學(xué)技術(shù)，在設(shè)計研發(fā)方面一直發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。2002年12月1日，東北新干線盛岡-八戶96.6公里延長新線開通，為JR東日本新開發(fā)E2-1000型動車組。由既有E2系8輛（6M2T）擴(kuò)大到10輛（8M2T），總功率9600kW。E2-1000動車組，代表日本最先進(jìn)的技術(shù)，設(shè)計時速315km，最高運(yùn)行速度275km/h。CRH3的原型車——VelaroE，是2001年西門子公司在ICE3動車組基礎(chǔ)上開發(fā)的，充分體現(xiàn)西門子技術(shù)水平，是歐洲鐵路第一個完全符合最新《跨歐鐵路系統(tǒng)機(jī)車車輛子系統(tǒng)互通性技術(shù)規(guī)范》的高速列車，設(shè)計結(jié)構(gòu)具有突出的防撞、防火特性。最高運(yùn)營時速350km。VelaroE是2008年7月在京津線上亮相。CRH5原型車——

SM3同樣活躍在氣候嚴(yán)寒的瑞典。SM3由阿爾斯通公司制造，屬于具有擺式功能的Pendolino動車組系列，技術(shù)成熟，速度達(dá)250km/h，適合高寒地區(qū)。3.4.1CRH的模特兒-原型車的引進(jìn)各原型車的主要技術(shù)參數(shù)

型號ReginaE2-1000VelaroESM3投入運(yùn)營時間200020022004/20051995制造廠家龐巴迪川崎重工西門子阿爾斯通所屬鐵路公司瑞典國家鐵路東日本公司西班牙芬蘭鐵路動力配置方式動力分散動力分散動力分散動力分散最高運(yùn)營速度（km/h）220315350250適應(yīng)軌距/mm1435143514351524總牽引功率（MW）6.369.68.84車體形式不銹鋼車體中空鋁合金型材中空鋁合金型材中空鋁合金型材兩端頭車車輛長度（mm）26950257002567527650中間車車輛長度（mm）26600250002477525900中間車車體長度（mm）25800244002417525200車輛寬度mm3328338029503200車輛高度mm4040370038904100各原型車的主要技術(shù)參數(shù)型號ReginaE2-10各原型車的主要技術(shù)參數(shù)

型號ReginaE2-1000VelaroESM3車輛定距mm19000175001737519000列車長度m240.1251.4200158.9基本編組6動+3拖8動+2拖4動+4拖4動+2拖編組定員人843814404426編組重量475/544t349.5/416t425/458t330/364t最大軸重（t）16.112.91716.5輪緣內(nèi)側(cè)/mm1360136013601360輪徑/mm915860920890一等車座椅布置方式2+22+21+21+2二等車座椅布置方式2+32+32+22+2起動加速度0.600.44??0.40供電方式AC25kV/50HzAC25kV/50HzAC25kV/50HzAC25kV/50Hz牽引方式交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)制動方式再生+空氣再生+空氣再生+電阻+空氣再生+空氣主變流裝置IGBTIGBTIGBTGTO各原型車的主要技術(shù)參數(shù)型號ReginaE2-103.4.2引進(jìn)了哪些技術(shù)九大關(guān)鍵技術(shù)：動車組總成、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)、牽引控制系統(tǒng)、列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。從成本上來說，九大關(guān)鍵技術(shù)在動車組成本中占有50％以上；從技術(shù)上來說，九大關(guān)鍵技術(shù)是動車組的核心技術(shù)和技術(shù)先進(jìn)性的標(biāo)志，是衡量技術(shù)引進(jìn)和國產(chǎn)化成功與否的關(guān)鍵；從系統(tǒng)集成上說，引進(jìn)九大關(guān)鍵技術(shù)是建立具有技術(shù)提升能力平臺、提高國內(nèi)企業(yè)自主創(chuàng)新能力、打造中國品牌的重要基礎(chǔ)。為了全面掌握動車組技術(shù)，還必須將空調(diào)系統(tǒng)、集便裝置、車門、車窗、座椅、風(fēng)擋、鉤緩裝置、受流裝置、輔助供電系統(tǒng)和車內(nèi)裝飾材料等十項主要配套技術(shù)作為技術(shù)引進(jìn)和國產(chǎn)化的重要組成部分。好比一輛法拉利賽車，輪胎、發(fā)動機(jī)和底盤是它的關(guān)鍵技術(shù)，其它的技術(shù)如流線型外形、尾翼同樣很重要，現(xiàn)在甚至輪胎內(nèi)所充氣體的成分也很重要。這些技術(shù)必須都要強(qiáng)，否則會出現(xiàn)“短板”，成為限制總體系統(tǒng)性能的束縛。3.4.2引進(jìn)了哪些技術(shù)動車組關(guān)鍵技術(shù)示意圖動車組關(guān)鍵技術(shù)示意圖十項主要配套技術(shù)十項主要配套技術(shù)3.4.3如何實現(xiàn)消化吸收在鐵道部的組織下，中國的車輛廠家、大學(xué)、研究所及相關(guān)企業(yè)匯聚一堂，開始系統(tǒng)地消化吸收引進(jìn)的高速動車組技術(shù)。經(jīng)過3年左右的努力，基本掌握了動車組的相關(guān)核心技術(shù)。CRH系列動車組分別由四個不同的廠家生產(chǎn)制造。

長客股份唐山車輛四方股份

BSP3.4.3如何實現(xiàn)消化吸收CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面

高速動車組通過輪對在鋼軌上的滾動實現(xiàn)向前運(yùn)行。什么是輪對？為什么不稱車輪？動車組“輪子”與汽車車輪不同，汽車上左右車輪是可以獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的，動車組同一根車軸上的兩個輪子是通過車軸固結(jié)在一起的，車輪不能相互轉(zhuǎn)動，因而稱其為“輪對”。輪對為什么會老老實實地在沿著鋼軌滾動，不亂跑呢？難道動車組也有方向盤嗎？答案是動車組沒有方向盤，而輪對自己具有導(dǎo)向作用。原來，輪對的踏面進(jìn)行過特殊設(shè)計，具有一定的錐度，同時輪對還設(shè)有輪緣，這就是輪對的導(dǎo)向秘密。輪對踏面錐度的存在是動車組在鋼軌上順利前進(jìn)的關(guān)鍵，同樣由于錐度的存在，可以想象，輪對在鋼軌上的滾動是一個不穩(wěn)定的運(yùn)動，輪對一邊左右晃動，一邊向前滾動，即輪對的蛇行運(yùn)動。小幅度的輪對蛇行并不影響列車性能，但當(dāng)蛇行增加到一定程度，會引起車體或轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動，會嚴(yán)重威脅行車安全性，發(fā)生真正的蛇行運(yùn)動。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面CRH輪對內(nèi)側(cè)距選用輪對及踏面示意圖

CRH輪對內(nèi)側(cè)距選用輪對及踏面示意圖

輪對蛇行運(yùn)動示意圖

輪對蛇行運(yùn)動示意圖3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面

真是令人難以置信，輪對上一個小小的踏面輪廓，竟有如此大作用，除了影響穩(wěn)定性之外，由于輪軌之間的滾動接觸，踏面外形對乘客的乘坐舒適性和車體的振動也有很大的影響。列車與線路是一個相互作用、相互影響和相互依存的整體系統(tǒng)。系統(tǒng)通過輪軌接觸發(fā)生內(nèi)在聯(lián)系，或者說，輪軌關(guān)系成為了動車組與高速線路間的聯(lián)系紐帶。隨著高速動車組開行，列車與軌道間的動態(tài)相互作用日益增加，由此引起的動力學(xué)與振動問題更加嚴(yán)重。因此，在進(jìn)行動車組的設(shè)計時，必須對輪軌匹配關(guān)系，尤其是踏面外形給予很大的關(guān)注。輪軌匹配，是車輪和鋼軌的匹配。目前我國高速線路和既有線路干線均鋪設(shè)60kg/m標(biāo)準(zhǔn)截面鋼軌，因此，在高速動車組輪對尺寸選取、車輪踏面型式設(shè)計及輪軌匹配關(guān)系等方面，需在該型鋼軌基礎(chǔ)上完成。也就是在確定鋼軌的條件下，選擇合適的車輪踏面輪廓與之相配。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面

輪對輪緣：輪緣是保持車輛沿鋼軌運(yùn)行，防止車輪脫軌的重要部分。滾動圓直徑：車輪直徑的大小對車輛的影響各有利弊：輪徑小可以降低車輛重心，增大車體容積，減小車輛簧下質(zhì)量，縮小轉(zhuǎn)向架固定軸距，對于地鐵車輛還可以減小建筑限界，降低工程成本；但是，小直徑車輪使車輪阻力增加，輪軌接觸應(yīng)力增大，踏面磨耗較快，通過軌道凹陷和接縫處對車輛振動影響增大。輪徑大的優(yōu)缺點(diǎn)則與之相反。輪緣內(nèi)側(cè)距：輪對在正常狀態(tài)線路上運(yùn)行時，輪緣的內(nèi)側(cè)距降影響行車安全和運(yùn)行平穩(wěn)性。輪緣內(nèi)側(cè)距應(yīng)合理選取，因為一方面它需要保證輪緣與鋼軌之間有一定的游間，以減小輪緣與鋼軌磨耗并實現(xiàn)輪對自動對中作用，避免對輪對兩側(cè)車輪直徑的允許公差要求過高，避免輪軌之間的過分滑動及偏磨現(xiàn)象，并使動車組能夠安全通過曲線和轍叉。但是，從車輛運(yùn)行品質(zhì)角度考慮，則要求有盡可能小的間隙，以限制輪對蛇行運(yùn)動的振幅，防止因間隙過大惡化車輛乘坐舒適度。綜合考慮各種因素，CRH高速動車組上選用的輪對內(nèi)側(cè)距為1353mm。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新車輪踏面：車輪外輪廓部分稱踏面，應(yīng)具有良好抗蛇行運(yùn)動穩(wěn)定性；應(yīng)具有良好防止脫軌的安全性；輪軌之間磨耗少；發(fā)生磨耗后，不僅磨耗要均勻，而且外形變化也要??；易于曲線通過；輪軌之間接觸應(yīng)力要??；旋修車輪時無益的磨耗少，切削去掉部分的質(zhì)量要小。車輪踏面錐度：輪對徑向通過曲線時，可以減小運(yùn)行阻力，減輕輪軌間磨耗，并有利于避免脫軌現(xiàn)象發(fā)生。由于在同一軌道轉(zhuǎn)角下，外側(cè)鋼軌長度大于內(nèi)側(cè)鋼軌，為達(dá)到輪對徑向通過曲線目的，同一車軸上外側(cè)車輪的滾動圓半徑必須大于內(nèi)側(cè)車輪的滾動圓半徑。因此，車輪踏面必須有錐度，增大踏面錐度可以通過半徑較小的曲線。目前各國使用的車輪踏面按外形可歸結(jié)為錐形和磨耗型踏面兩種。磨耗型踏面是在研究、改進(jìn)錐形踏面的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。實踐證明，把車輪踏面一開始就做成類似磨耗后的穩(wěn)定形狀，即磨耗型踏面，可明顯減少輪與軌的磨耗、延長使用壽命，減少換輪、旋輪的檢修工作量。磨耗型踏面不僅可減緩磨耗延長使用壽命，而且有利車輛曲線通過，并使輪緣力有所降低，在同樣輪軌接觸應(yīng)力下，容許更高軸重。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新CRH高速動車組在選擇車輪踏面形狀及有關(guān)參數(shù)時，進(jìn)行了充分的理論分析和試驗驗證，根據(jù)車輪的種類、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)及參數(shù)、運(yùn)行速度、軸重、線路結(jié)構(gòu)及參數(shù)、鋼軌截面形狀尺寸以及經(jīng)濟(jì)效益等多方面因素，進(jìn)行了綜合性的合理選擇。因此，在CRH高速動車組上，均采用了與R60鋼軌相匹配的磨耗型踏面，以降低輪對動態(tài)作用。在CRH1、CRH2動車組輪對上，采用了LMA磨耗型踏面，該踏面是20世紀(jì)90年代，國內(nèi)為高速客車用車輪開發(fā)設(shè)計的一種新型磨耗型踏面；在CRH3型動車組上，采用了CRH3_S1002型踏面，該踏面是在LMA型踏面和S1002型踏面的基礎(chǔ)上改進(jìn)得到的；在CRH5動車組上，采用的車輪踏面為XP55型踏面，該踏面廣泛應(yīng)用在韓國高速列車車輪上。上述3種踏面類型均能夠與國內(nèi)60kg/m鋼軌配合，并能適應(yīng)國內(nèi)主要鐵路干線。從目前的運(yùn)用情況來看，基本能夠滿足高速動車組的要求。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新弓網(wǎng)界面

由于高速動車組必須在高速運(yùn)動條件下從輸電線——接觸網(wǎng)上取得電能，高速電氣化鐵路的關(guān)鍵技術(shù)之一就是動態(tài)性能良好的弓網(wǎng)關(guān)系，以保證受電弓在動車組高速運(yùn)行條件下從接觸網(wǎng)平穩(wěn)受流。接觸網(wǎng)的基本構(gòu)成是承力索、接觸線和吊弦，接觸線和受電弓弓頭滑板相接觸，以輸送電力。為了保證有足夠的波速，接觸線需要張緊，張力一般取10～20kN。為保證弓頭平穩(wěn)滑過，接觸線通過吊弦平直地懸掛在承力索上，承力索一般呈懸垂形，以承擔(dān)接觸線的垂向重量，吊弦一般只是單向受力。簡單鏈型懸掛和彈性鏈型懸掛，均滿足高速列車受流要求。我國采用簡單鏈型接觸網(wǎng)居多，而彈性鏈型懸掛接觸線由于具有更加良好的垂向剛度一致性，因此使受電弓受流更加平穩(wěn)，因此在我國高速客運(yùn)專線也開始應(yīng)用。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新弓網(wǎng)界面接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)

接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新弓網(wǎng)界面

隨著動車組速度的增大，動車組的牽引功率也比低速下增大很大，這意味著需要輸入更多的電能，這些都需要通過受電弓來完成，因此，受電弓與接觸網(wǎng)的匹配是輪軌匹配之外另一個重要的問題。在動車組的弓網(wǎng)匹配上必須考慮以下問題：接觸網(wǎng)與受電弓的波動特性，高速列車的行駛速度較常速列車高得多，因而受電弓沿接觸導(dǎo)線移動的速度大大加快，這就使接觸網(wǎng)與受電弓的波動特性發(fā)生變化，從而對受電產(chǎn)生影響；高速列車在高速運(yùn)行時所受的空氣阻力遠(yuǎn)較常速列車大得多，空氣動態(tài)力對高速受電也會產(chǎn)生重要的影響；受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問題。高速列車所需的牽引功率較常速列車大得多，若采用多弓受電必然會增加阻力和加大噪音，并引起接觸網(wǎng)的波動干擾，因而受電弓的數(shù)量不能太多，這就需要解決受電弓從接觸網(wǎng)大功率受電問題。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新弓網(wǎng)界面3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新弓網(wǎng)界面

受電弓與接觸線在電氣方面和機(jī)械方面相互依賴、相互制約、相互作用的，進(jìn)行弓網(wǎng)之間參數(shù)匹配主要目的是保證受電弓的受流狀態(tài)良好，滿足列車運(yùn)行的需要，同時減小列車運(yùn)行噪聲及電磁輻射對環(huán)境的影響。高速列車受電弓應(yīng)滿足：保證滑板與接觸導(dǎo)線在規(guī)定的受電弓高度范圍內(nèi)保持恒定不變的、大小合適的接觸壓力，實現(xiàn)比常規(guī)受電弓更可靠的連續(xù)電接觸；除必須保證機(jī)械強(qiáng)度和剛度外，應(yīng)盡可能降低受電弓運(yùn)動部分的重量，從而減小運(yùn)動慣性力，保證受電弓滑板迅速跟上接觸導(dǎo)線高度的變化；結(jié)構(gòu)設(shè)計上要作充分考慮高速運(yùn)行時的空氣阻力，以減小甚至消除空氣阻力對滑板與接觸導(dǎo)線間接觸壓力的影響；滑板的材料、形狀、尺寸應(yīng)適應(yīng)高速的要求，以保證良好的接觸狀態(tài)及更高的耐磨性能；受電弓在其工作高度范圍，升降弓時初始動作迅速，終了動作較為緩慢，以確保在降弓時快速斷弧，并防止升降弓時受電弓對接觸網(wǎng)和底架有過大的沖擊載荷；高速受電弓具有噪聲低的性能，以減小列車運(yùn)行對環(huán)境的影響。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新弓網(wǎng)界面DSA250型受電弓設(shè)計速度：250km/h（最大試驗速度：275km/h）；額定電壓/電流：25kV/1000A。DSA250單臂受電弓可在動車組和其他電力牽引設(shè)備中使用。升弓裝置安裝在底架上，通過鋼絲繩作用于下臂。下臂、上臂和弓頭由較輕的鋁合金材料結(jié)構(gòu)設(shè)計而成?；灏惭b在U型弓頭支架上，弓頭支架垂懸在4個拉簧下方，兩個彈簧安裝在弓頭和上臂間，該結(jié)構(gòu)使滑板在動車組運(yùn)行方向上移動靈活，能夠緩沖各方向上的沖擊，達(dá)到保護(hù)滑板的目的。對不同型號和不同速度等級的動車組，受電弓的空氣動力可以通過安裝弓頭翼片來進(jìn)行調(diào)節(jié)。自動降弓裝置可以檢測到滑板的使用情況，如滑板磨耗到限或受沖擊斷裂后，受電弓會迅速自動降下，防止弓網(wǎng)事故進(jìn)一步擴(kuò)大。

DSA250型受電弓設(shè)計速度：250km/h（最大試驗速3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新旅客界面

旅客界面研究車輛環(huán)境中乘客與車輛設(shè)備的交互關(guān)系，并運(yùn)用科學(xué)的理論和方法進(jìn)行車輛設(shè)計，以優(yōu)化車輛系統(tǒng)工效和乘客舒適性之間關(guān)系。旅客界面研究包括：舒適度研究和車輛人機(jī)適配性研究。舒適度研究包括列車綜合舒適度和列車乘坐舒適度。列車綜合舒適度與車內(nèi)振動、噪聲、溫度、照明等物理屬性有關(guān)，車輛外觀、車內(nèi)設(shè)計、車窗、乘務(wù)員的服務(wù)態(tài)度等也是影響因素。列車乘坐舒適度主要受振動加速度、固定橫向加速度、傾斜度和列車的加減速等因素影響。動車組上，乘客以自己座椅為中心的活動占90%以上，因而座椅是動車組上對旅客乘坐舒適性影響最大的乘客設(shè)備。座椅系統(tǒng)通常是按某一特定的體形進(jìn)行設(shè)計，由于乘客身高體重不同，因而不可能適應(yīng)所有人。為了使座椅盡量適應(yīng)旅客的乘坐方式，要求座椅有一定的裕量。CRH系列動車組全部配置可旋轉(zhuǎn)座椅，使旅客始終在面向列車運(yùn)行方向就座，另外座椅的后背可調(diào)，且具有可折疊的扶手。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新旅客界面3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新車輛人機(jī)適配指如何使設(shè)計的車輛與人的各種因素及系統(tǒng)環(huán)境相適應(yīng)，如舒適、安全、省力、高效等，使人機(jī)關(guān)系協(xié)調(diào)，達(dá)到整體優(yōu)化。包括幾何適配性和功能適配性。幾何適配性考慮動車組空間及設(shè)施的物理設(shè)計和乘客的物理性能及二者之間匹配關(guān)系，獲得一種最優(yōu)旅客界面方案。包括：座椅布局與尺寸、座椅設(shè)計、旅客信息系統(tǒng)界面、通道設(shè)置、扶手、包廂設(shè)計、行李存放、乘客姿勢等；乘客物理性能包括：乘客姿態(tài)、肢體可達(dá)能力、視域、設(shè)備操作的有效作用力和生物力學(xué)應(yīng)力等。功能適配性主要指動車組設(shè)備的功能設(shè)計和乘客生理、心理功能和行為習(xí)慣及二者之間匹配關(guān)系，獲得合理車內(nèi)設(shè)施的功能設(shè)計。如衛(wèi)生間設(shè)置、集便器設(shè)置與容量、飲水間設(shè)置與容量、餐廳設(shè)置與容量、酒吧設(shè)置、公共空間及設(shè)施無障礙設(shè)計、旅客信息系統(tǒng)功能設(shè)置、設(shè)施易用性等與乘客旅行習(xí)慣、生理和心理特點(diǎn)及行為模型間匹配關(guān)系。創(chuàng)新：每輛車加裝飲水機(jī)，設(shè)置更大容量凈水箱；座椅數(shù)增多，一等車采用2+1或2+2定向排列布置、寬度優(yōu)化設(shè)計座椅，二等車采用按2+3定向排列；按大運(yùn)量旅客需求，調(diào)整空調(diào)系統(tǒng)參數(shù)；餐車設(shè)餐廳酒吧等。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新車輛人機(jī)適配指如何使CRH2動車組客室CRH2動車組客室CRH2動車組內(nèi)部設(shè)備

CRH2動車組內(nèi)部設(shè)備CRH動車組的技術(shù)特點(diǎn)

型號CRH1CRH2CRH3CRH5原型車ReginaE2-1000VelaroESM3生產(chǎn)廠家BSP四方股份唐山車輛長客股份基本編組5動3拖4動4拖4動4拖5動3拖編組定員/人672609602608車體材質(zhì)不銹鋼+耐候鋼大型擠壓中空鋁合金鋁合金大型擠壓中空鋁合金編組重量（空／重）t420/474361/409480/536415/500編組長度/m213.5204.9200.35211.5車頭車輛長度/mm26950257002570027600中間車輛長度/mm26600250002482525000車輛寬度/mm3328338032573200車輛高度/mm4040370038904270啟動加速度/m/s20.50.4060.50.6運(yùn)營速度（km/h）200200350200最高試驗速度（km/h）250250385250CRH動車組的技術(shù)特點(diǎn)型號CRH1CRH2CRHCRH動車組的技術(shù)特點(diǎn)

型號CRH1CRH2CRH3CRH5原型車ReginaE2-1000VelaroESM3適應(yīng)軌距/mm1435143514351435適應(yīng)站臺高度/mm500～120012001250500～1200最大軸重/t16141717總牽引功率/kW5500480088006770列車級網(wǎng)絡(luò)種類分布式TCMSARCNET分布式WTB+MVBTCN標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)向架型式空氣彈簧，轉(zhuǎn)臂定位+軸箱圓彈簧空氣彈簧，轉(zhuǎn)臂定位+軸箱圓彈簧空氣彈簧，螺旋彈簧+垂向減振器空氣彈簧，軸箱兩側(cè)圓彈簧+縱向定位桿制動方式再生制動+空氣制動再生制動+空氣制動再生制動+空氣制動再生制動+空氣制動牽引方式矢量控制矢量控制矢量控制直接力矩控制CRH動車組的技術(shù)特點(diǎn)型號CRH1CRH2CRHCRH動車組的生產(chǎn)情況

首批投運(yùn)52列動車組：

37列由南車四方機(jī)車車輛股份有限公司制造，時速200公里及以上，CRH2型動車組，

10列由青島四方―龐巴迪―鮑爾鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司制造，CRH1動車組，

5列是CRH5型動車組。

項目階段制造企業(yè)批次整列進(jìn)口（列）散件組裝（列）國內(nèi)制造（列）總計（列）BSP龐巴迪第一批002020第二批002020四方股份川崎重工第一批365160第二批006060唐山機(jī)車車輛廠西門子第一批0000第二批305760長客股份阿爾斯通第一批365160第二批0000CRH動車組的生產(chǎn)情況首批投運(yùn)52列動車組3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新CRH系列動車組的運(yùn)營情況、運(yùn)營區(qū)域CRH1動車組，在2007年4月18日進(jìn)行的第六次大提速中，約有10列。CRH2型動車組，自2007年1月28日春運(yùn)上線運(yùn)營以來，截止2007年11月30日累計出廠59列，分別配置北京、上海、南昌、武漢、西安、鄭州、濟(jì)南、專運(yùn)處共計8個鐵路局(處)，9個動車所。單列最多運(yùn)行45萬余公里，累計運(yùn)行1810萬余公里。是第六次鐵路大提速開行數(shù)量最多（占運(yùn)營動車組總量的70%）、運(yùn)行線路區(qū)間最廣泛的動車組。CRH3動車組準(zhǔn)備應(yīng)用在京津客運(yùn)專線。CRH5動車組目前運(yùn)行區(qū)間北京—沈陽、北京—長春、北京—哈爾濱。共有八組車上線運(yùn)行，總計運(yùn)行220萬公里。單車最長運(yùn)行時間7個月，運(yùn)行里程為42萬公里。截至2007年底，已投運(yùn)的CRH系列動車組的運(yùn)行情況良好，受到人們的一致好評，隨著各動車組的不斷下線，將會有越來越多的動車組駛上我國的鐵路線，更好的為方便人們的出行服務(wù)。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新CRH系列動車組的運(yùn)第三章高速動車組技術(shù)西南交通大學(xué)趙麗平lpzhao@第三章高速動車組技術(shù)問題高速動車組采用了哪些技術(shù)？21什么是高速動車組？問題高速動車組采用了哪些技術(shù)？21什么是高速動車組？

2007年4月18日，中國高速—時速200km動車組CRH(ChinaRailwayHigh-speed)。所謂動車，就是具有牽引動力裝置的鐵道車輛。分兩種：一種只給列車提供動力，不載客或載貨的機(jī)車（火車頭）；另一種牽引動力裝置安裝在車廂底部，同時兼?zhèn)漭d客或載貨的車輛。

TGV-A：12節(jié)固定編組，列車前后各配1臺同步電機(jī)驅(qū)動的電力機(jī)車，中間配10節(jié)拖車，運(yùn)行時，兩臺機(jī)車以前拉后推推挽方式運(yùn)行，最高速度達(dá)300km/h。列車在終端站往返無需調(diào)頭，只需改變前后操縱端。

CRH2型高速動車組：8節(jié)固定編組，4節(jié)為車廂下帶異步牽引電機(jī)的動車，4節(jié)為拖車。4節(jié)動車不只提供動力，也負(fù)責(zé)載客—與機(jī)車不同。CRH2列車前后各配司機(jī)室，在終端站無需調(diào)頭。

首先，動車組是由具有牽引動力裝置的動車和拖車組成的一個固定編組?！肮潭ň幗M”凸顯動車組的鮮明特征，即動車組在正常運(yùn)用和檢修中，具有牽引動力裝置的車輛與拖車如同形影不離的兄弟，從不解編。

其次，動車組可以雙向行駛，在終端站沒有調(diào)頭的麻煩。3.1什么是動車組?

2007年4月18日，中國高速—時速200km動車組動車組的分類

分類方法動車組類別動力源內(nèi)燃電力電力-內(nèi)燃雙動力源燃?xì)廨唀.動力復(fù)合式動力配置a.動力集中式b.動力分散式牽引電傳動方式a.直流電力傳動b.交流電力傳動用途a.客運(yùn)b.貨運(yùn)c.公務(wù)速度a.普速b.準(zhǔn)高速c.高速動車組的分類分類方法動車組類別動力源內(nèi)燃動力配置a.動高速動車組的組成

世界高速列車元老0系動車組

高速動車組的組成世界高速列車元老0系動車組3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.1高速動車組的組成流線形車體，既是容納乘客和司機(jī)—司機(jī)室在列車兩頭—地方，又是各種設(shè)備和部件依附的基礎(chǔ)。動車組是通過車頂上的受電弓與接觸線的滑動接觸來獲取電網(wǎng)上的電能。把受電弓從接觸線獲取電能稱作受流，也稱受流裝置。讓動車組加速需要牽引力，讓動車組減速則需要制動力。由誰提供呢？是動車組的牽引電傳動系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。車廂下部，類似于一臺小車似的裝置——轉(zhuǎn)向架，具有導(dǎo)向功能。置于車體和軌道之間，用來牽引和引導(dǎo)車輛沿軌道行駛，承受和傳遞來自車體和線路的各種載荷，并緩和其動態(tài)作用力。動車組運(yùn)行過程中各種裝置的運(yùn)行狀態(tài)，實時顯示在司機(jī)駕駛臺液晶顯示屏上，列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)。遠(yuǎn)不止裝置狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷這些，還具有牽引與制動控制、自動門控制和空調(diào)控制、車載試驗等功能。還包括：為空調(diào)、空氣壓縮機(jī)、照明等供電輔助供電系統(tǒng)；車輛連接裝置；車內(nèi)電氣、供水、通風(fēng)、取暖、車門、行李架等設(shè)備。3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.1高速動車組的3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.2集美學(xué)與高科技于一身的車體技術(shù)高速動車組最吸引人們注意力的部分是什么？毫無疑問就是那形態(tài)各異的流線形車體了。的確，對于習(xí)慣了傳統(tǒng)機(jī)車那方正、樸素的外形的人們，怎不會對高速動車組那優(yōu)雅漂亮的外形流連忘返呢？不過，動車組外形固然漂亮，然而它畢竟不是單純的美術(shù)品。為了讓動車組高速、安全、平穩(wěn)、節(jié)能地運(yùn)行起來，設(shè)計人員還得動用很多高科技手段，來保證技術(shù)上的合理性。高速動車組的車體設(shè)計需要重點(diǎn)解決如下三方面的技術(shù)問題：（1）空氣動力學(xué)與車體外形設(shè)計；（2）車體輕量化；（3）氣密。3.2高速動車組的組成及基本原理3.2.2集美學(xué)與高科3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架定義轉(zhuǎn)向架就是安裝在車體下面的類似于一臺小車似的裝置的總稱，由于它具有導(dǎo)向的功能，因此人們形象地稱其為轉(zhuǎn)向架。以CRH2型動車組為例，最大長度3566mm，最大寬度為3102mm，車輪直徑860mm，另外還安有大量的部件：轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、車軸、車輪、彈簧、制動即俗稱的剎車裝置、減振器、減速齒輪裝置，另外動車還設(shè)有牽引電動機(jī)等等?！癏”型構(gòu)架通過軸箱裝置座在輪對上，軸箱懸掛也就是通常所說的一系懸掛由一系彈簧和垂向減振器組成；車體和轉(zhuǎn)向架之間通過二系懸掛裝置連接在一起，二系懸掛裝置包括二系空氣彈簧、橫向減振器、抗蛇行減振器等元件組成，有些二系懸掛中還包括二系垂向減振器；動力轉(zhuǎn)向架還包括牽引電動機(jī)懸掛系統(tǒng)。3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架定義CRH2型高速動力車轉(zhuǎn)向架

CRH2型高速動力車轉(zhuǎn)向架3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架性能結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理直接影響車輛運(yùn)行品質(zhì)、動力性能和行車安全。作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，高速轉(zhuǎn)向架在保證列車高速穩(wěn)定運(yùn)行時承擔(dān)列車的減振降噪作用；作為承載結(jié)構(gòu)，在各種振動工況下應(yīng)確保結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度安全可靠性?！胺€(wěn)定性”是評定轉(zhuǎn)向架走行性能最重要的指標(biāo)。車輛一旦失穩(wěn)，輪對在橫向?qū)︿撥壆a(chǎn)生嚴(yán)重沖擊，輕則損壞車輪和鋼軌，導(dǎo)致車體嚴(yán)重振動，重則造成軌距擴(kuò)大、軌排橫移、車輛脫軌等。轉(zhuǎn)向架還必須具有如下功能：承載——承受轉(zhuǎn)向架以上各部分的重量（車輛自重、旅客載重、水及動態(tài)載荷等），并使軸重均勻分配；轉(zhuǎn)向——保證車輛順利通過曲線；緩沖——緩和線路不平順對車輛沖擊，保證具有良好運(yùn)行平穩(wěn)性；牽引（動力轉(zhuǎn)向架）——保證必要的輪軌粘著，并把輪軌接觸處產(chǎn)生的輪周牽引力傳遞給車體、車鉤，牽引列車前進(jìn)；制動——產(chǎn)生必要的制動力，使車輛在規(guī)定的距離內(nèi)減速或停車。3.2.3高性能的轉(zhuǎn)向架性能CRH系列動車組轉(zhuǎn)向架的主要參數(shù)

項目CRH1CRH2CRH3CRH5軸距（mm）2700250025002500車輪直徑（mm）915860920890空氣彈簧中心距（mm）1860246019002000軸承直徑（mm）130130130130軸頸中心距（mm）2070200020002000動力轉(zhuǎn)向架重量（t）8.0非動力轉(zhuǎn)向架重量（t）7.6運(yùn)營速度（km/h）200200300200最高試驗速度（km/h）250250330250CRH系列動車組轉(zhuǎn)向架的主要參數(shù)項目CRH1CRH2CR3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)由受電弓、牽引變壓器、牽引變流器及牽引電機(jī)等組成。受電弓從接觸網(wǎng)獲取單相交流電——我國25kV/50Hz，經(jīng)過裝載在車輛上的牽引變壓器、牽引變流器等電能變換裝置后，驅(qū)動牽引電動機(jī)。牽引電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩通過減速齒輪傳遞給輪對，車輪受驅(qū)動轉(zhuǎn)矩作用后，在車輪和鋼軌之間產(chǎn)生粘著力，鋼軌對車輪的粘著反作用力形成輪周牽引力，所有動輪（牽引電動機(jī)驅(qū)動的車輪）的輪周牽引力之和形成列車的總牽引力，驅(qū)動動車組前進(jìn)。高速動車組采用三種電動機(jī)驅(qū)動：直流電動機(jī)、三相交流異步和三相交流同步電動機(jī)。1989年以前絕大多數(shù)采用直流電動機(jī)；其后基本采用交流電動機(jī)，法國TGV系列絕大多數(shù)使用同步電動機(jī)驅(qū)動，而日、德等國家使用異步電動機(jī)驅(qū)動。直流電機(jī)驅(qū)動方式具有起動力矩大、只需控制電機(jī)電壓即可簡單調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速等顯著優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)：電機(jī)體積大、單位輸出功率重量重。致命的是，直流電機(jī)在構(gòu)造上必須有電刷和機(jī)械換向器，兩者都需要經(jīng)常性的維護(hù)保養(yǎng)。擺脫直流電動機(jī)驅(qū)動伴隨的換向器與電刷帶給我們的煩惱！3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)牽引電傳動系統(tǒng)組成

牽引電傳動系統(tǒng)組成交-直-交牽引電傳動系統(tǒng)原理示意圖交-直-交牽引電傳動系統(tǒng)原理示意圖3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)“交-直-交”：變壓器輸出的交流電先通過整流器變換成直流電（交-直），再通過逆變器將直流電變換成驅(qū)動電機(jī)的交流電（直-交）。在牽引力控制過程中，牽引電機(jī)的電源輸出電壓和頻率是隨列車速度的變化而不斷變化的，即，牽引電機(jī)的力矩和速度的控制需要能夠同時控制電壓幅值和頻率的交流電源。受電弓從接觸網(wǎng)獲取恒定電壓、恒定頻率（恒壓恒頻）交流電。牽引變壓器只有降壓的功能，輸出是恒定電壓恒定頻率的交流電。把恒壓恒頻的交流電直接變換成可調(diào)壓調(diào)頻的交流電技術(shù)上較復(fù)雜，只要有合適的開關(guān)器件，把直流電變換成可調(diào)壓調(diào)頻的交流電。逆變器，通過控制GTO、IGBT等電力電子器件的反復(fù)導(dǎo)通和關(guān)斷，把直流電“切割”成矩形電壓脈沖波，驅(qū)動牽引電機(jī)旋轉(zhuǎn)運(yùn)行。交-直-交電傳動系統(tǒng)有3個顯著優(yōu)點(diǎn)：1）異步電機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，體積小，單位輸出功率的重量輕，日常維護(hù)工作量??；2）可實現(xiàn)再生制動，既減輕了車輛重量，又達(dá)到了節(jié)能的目的；3）PWM整流器的功率因數(shù)高約等于1.0，諧波電流小。3.2.4牽引電傳動系統(tǒng)“交-直-交”：變壓器輸出的交流3.2.5制動系統(tǒng)高速動車組上最重要的系統(tǒng)是什么？制動系統(tǒng)—即剎車系統(tǒng)。試想，時速200km以上、重達(dá)幾百噸、載客數(shù)百人的高速動車組，如果在運(yùn)行過程中它的制動系統(tǒng)一旦失靈了，后果不堪設(shè)想。制動系統(tǒng)何時發(fā)揮作用呢？除了常規(guī)的到站停車、停車后防止列車前后自然移動外，再有就是運(yùn)行過程中的減速、下坡時抑制列車加速，此外還有緊急情況時的緊急停車，這些時候就必須制動系統(tǒng)發(fā)揮作用才行。由于與安全關(guān)系密切，制動系統(tǒng)本身必須有相當(dāng)高的可靠性，即使制動系統(tǒng)某個設(shè)備發(fā)生故障，也必須保證列車能夠安全停車。對列車實施制動的過程，就是將列車動能轉(zhuǎn)換為其他能量，并消耗掉的過程。由于列車的動能和列車的質(zhì)量乘以速度的平方成正比，也就是說，如果列車速度增加一倍，則列車動能便變?yōu)樵瓉淼?倍，所以高速列車和中低速列車即使質(zhì)量相等，高速列車的制動系統(tǒng)需要轉(zhuǎn)換、消耗的動能要大得多。由此可見，高速動車組制動系統(tǒng)負(fù)擔(dān)真不輕！3.2.5制動系統(tǒng)高速動車組上最重要的系統(tǒng)是什么？制動系3.2.5制動系統(tǒng)動車組動能轉(zhuǎn)換成何種形式能量？一種是轉(zhuǎn)換為熱能，稱機(jī)械制動；另一種是轉(zhuǎn)換為電能，稱電制動。機(jī)械制動多采用盤式制動。用金屬材料鍛造而成的制動盤，外形像一個盤子。盤式制動根據(jù)制動盤安裝位置不同分兩類：一種是制動盤安裝在車輪的兩側(cè)面的輪盤式；另一種是制動盤安裝在車軸上的軸盤式。制動時，通過液壓制動缸及制動杠桿的作用，讓安裝在杠桿另一端的兩塊閘片夾緊制動盤而產(chǎn)生摩擦力矩，該摩擦力矩再由車輪傳給鋼軌并引起鋼軌作用于車輪的反力，該反力即列車的制動力。除盤式制動外，法國的TGV-PSE還采用另外一種制動方式—踏面制動?？块l瓦與車輪踏面摩擦而獲得制動力，原理同自行車剎車裝置。電制動主要有：電阻制動、再生制動、盤式渦流制動三種形式。牽引電機(jī)在動車組上扮演兩個角色：牽引時，作為電動機(jī)牽引列車前進(jìn)；制動時，作為發(fā)電機(jī)讓列車減速制動?？刂粕虾苋菀讓崿F(xiàn)。讓發(fā)電機(jī)發(fā)電從外部給發(fā)電機(jī)輸入能量，電阻制動和再生制動便巧妙利用制動時列車動能來讓發(fā)電機(jī)發(fā)電的。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能由誰吸收？電阻制動讓電能消耗在列車的制動電阻上變熱能消耗掉，再生制動讓發(fā)電機(jī)電能返回電網(wǎng)加以利用。3.2.5制動系統(tǒng)動車組動能轉(zhuǎn)換成何種形式能量？一種是轉(zhuǎn)3.2.6列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，類似現(xiàn)在日益發(fā)達(dá)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。它好比是人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，通過它來對各種情況進(jìn)行信息收集，并下達(dá)行動指令。高速動車組是一個復(fù)雜的高速運(yùn)動系統(tǒng)，必須對它進(jìn)行全面、統(tǒng)一、綜合、準(zhǔn)確的控制，才能保障系統(tǒng)的正常工作。系統(tǒng)主要由列車信息中央裝置、列車信息終端裝置、列車信息顯示器、顯示控制裝置及乘客信息顯示器等組成。列車網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通過光纖連接各中央裝置及終端裝置，構(gòu)成雙重環(huán)路結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)信息分散采集、網(wǎng)絡(luò)傳輸、集中處理、并對各類信息進(jìn)行實時匯總分析。列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)保障高速列車各車輛以及每一車輛中的各受控設(shè)備按照行車指揮命令與司乘人員操縱協(xié)調(diào)地工作；及時發(fā)現(xiàn)列車運(yùn)行中的故障，確定故障的位置，并提出應(yīng)急處理方案或通知地面維護(hù)部門準(zhǔn)備采用措施；迅速準(zhǔn)確地檢測出控制與診斷系統(tǒng)所需的全部信號，必要時給予顯示。高速列車控制與診斷系統(tǒng)是保證運(yùn)行安全、快捷、舒適、節(jié)能必需的系統(tǒng)，是高速行車的重要技術(shù)之一。3.2.6列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，類似現(xiàn)在日益列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)3.3中國如何打造自己的高速動車組中國面臨的國際與國內(nèi)技術(shù)環(huán)境從世界高速動車組的鼻祖0系新干線列車誕生至今已過去四十多個年頭了。其間，世界高速動車組技術(shù)經(jīng)歷了從直流傳動到交流傳動，從耐候鋼車體到鋁合金車體，從動力集中方式到動力分散方式，從高速到超高速的發(fā)展歷程。從技術(shù)角度講，進(jìn)入20世紀(jì)90年代后，無論是動力分散式的日本高速動車組，還是以動力集中式為主的歐洲，技術(shù)已基本趨于成熟了。進(jìn)入21世紀(jì)后，日歐雖仍在繼續(xù)開發(fā)新型高速動車組，技術(shù)上已沒有質(zhì)的飛躍。誰是世界高速動車組技術(shù)的強(qiáng)者？首推日、法、德，三國擁有成熟的動車組設(shè)計制造及運(yùn)用維護(hù)經(jīng)驗。世界上種類繁多、形態(tài)各異、各具特色的高速動車組，絕大多數(shù)都是由這三國設(shè)計制造的。日、法、德等國雖然技術(shù)成熟，但國內(nèi)市場已經(jīng)日趨飽和，急于打開國際市場，是這幾個國家的共同特點(diǎn)。3.3中國如何打造自己的高速動車組中國面臨的國際與國內(nèi)技3.3中國如何打造自己的高速動車組1958年，四方機(jī)車車輛廠在大連車輛研究所、上海交大和集寧機(jī)務(wù)段協(xié)助下，18天完成首列設(shè)計時速120km雙層液力傳動內(nèi)燃動車組——東風(fēng)號雙層摩托列車的設(shè)計工作。1959年，東風(fēng)號在北京～天津間試運(yùn)行。動車組邁出了可貴第一步。1962年，從匈牙利進(jìn)口2列NC3型內(nèi)燃動車組，投入北京～天津運(yùn)行。1978年，長春客車廠、株洲電力機(jī)車研究所和鐵道科學(xué)研究院開始設(shè)計我國首列KDZ1型電力動車組，10年后，該動車組才始告試制完成！為2動2拖4節(jié)編組，采用相控交-直傳動技術(shù)，最高速度140km/h。1997年株洲和長春客車廠制造雙層電動車組到伊朗德黑蘭近郊鐵路；1998年，唐山廠制造的最高速度120km/h的“廬山”號首開我國雙層電傳動內(nèi)燃動車組的先河，并于次年6月3日投于運(yùn)用；1999年，動力分散式電力動車組“春城”號登場亮相，同年5月1日開幕的世界園藝博覽會期間在昆明和石林之間往返運(yùn)行；2000年后，先后研發(fā)時速200km及以上“藍(lán)箭”、“先鋒”、“中華之星”、“長白山”等動車組樣車。基本掌握160km/h機(jī)車車輛的成套技術(shù)。2004年4月，國務(wù)院“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)、打造中國品牌”的要求。開始“引進(jìn)消化吸收再創(chuàng)新”的國產(chǎn)高速動車組的打造之路！3.3中國如何打造自己的高速動車組3.4中國高速動車組CRH2007年1月28日，杭州城站的景象與往日有些不一樣。一大早，眾多手持相機(jī)的鐵路迷和媒體記者聚集在站臺上，是專為見證我國最新型高速動車組CRH2首發(fā)運(yùn)行而來的。上午7:15，渾身象牙白、車體中央一條藍(lán)色線條、車頭呈漂亮的流線形CRH2旅客列車起動、加速，然后風(fēng)馳電掣般的駛向目的地——上海南站。這一天，CRH2最高運(yùn)行速度160km/h。然而這不是CRH2的真正能力，它的最高運(yùn)行速度可達(dá)250km/h。2007年4月18日，伴隨第六次大提速實施，三種高速動車組CRH1、CRH2、CRH5活躍在萬里鐵道線上！從2007年4月18日第六次大提速開始至今，我國已在既有線的提速干線上投入了112列CRH系列高速動車組。以此為標(biāo)志，中國鐵路跨入了高速時代。2008年7月，時速300km的CRH3動車組在京津客運(yùn)專線上閃亮登場。CRH系列動車組面世使世人對中國鐵路投以前所未有的關(guān)注目光。CRH系列動車組是按照我國制定的“引進(jìn)、消化、吸收、再創(chuàng)新”的技術(shù)路線，在短短的三年內(nèi)推出的高速動車組。3.4中國高速動車組CRH中國CRH系列高速動車組中國CRH系列高速動車組引進(jìn)的四種高速動車組的原型車

引進(jìn)的四種高速動車組的原型車3.4.1CRH的模特兒-原型車的引進(jìn)CRH1原型車——Regina。CRH2原型車——E2-1000。川崎重工株式會社，日本最具實力的車輛廠家，利用航天開發(fā)部門積累的空氣動力學(xué)技術(shù)，在設(shè)計研發(fā)方面一直發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用。2002年12月1日，東北新干線盛岡-八戶96.6公里延長新線開通，為JR東日本新開發(fā)E2-1000型動車組。由既有E2系8輛（6M2T）擴(kuò)大到10輛（8M2T），總功率9600kW。E2-1000動車組，代表日本最先進(jìn)的技術(shù)，設(shè)計時速315km，最高運(yùn)行速度275km/h。CRH3的原型車——VelaroE，是2001年西門子公司在ICE3動車組基礎(chǔ)上開發(fā)的，充分體現(xiàn)西門子技術(shù)水平，是歐洲鐵路第一個完全符合最新《跨歐鐵路系統(tǒng)機(jī)車車輛子系統(tǒng)互通性技術(shù)規(guī)范》的高速列車，設(shè)計結(jié)構(gòu)具有突出的防撞、防火特性。最高運(yùn)營時速350km。VelaroE是2008年7月在京津線上亮相。CRH5原型車——

SM3同樣活躍在氣候嚴(yán)寒的瑞典。SM3由阿爾斯通公司制造，屬于具有擺式功能的Pendolino動車組系列，技術(shù)成熟，速度達(dá)250km/h，適合高寒地區(qū)。3.4.1CRH的模特兒-原型車的引進(jìn)各原型車的主要技術(shù)參數(shù)

型號ReginaE2-1000VelaroESM3投入運(yùn)營時間200020022004/20051995制造廠家龐巴迪川崎重工西門子阿爾斯通所屬鐵路公司瑞典國家鐵路東日本公司西班牙芬蘭鐵路動力配置方式動力分散動力分散動力分散動力分散最高運(yùn)營速度（km/h）220315350250適應(yīng)軌距/mm1435143514351524總牽引功率（MW）6.369.68.84車體形式不銹鋼車體中空鋁合金型材中空鋁合金型材中空鋁合金型材兩端頭車車輛長度（mm）26950257002567527650中間車車輛長度（mm）26600250002477525900中間車車體長度（mm）25800244002417525200車輛寬度mm3328338029503200車輛高度mm4040370038904100各原型車的主要技術(shù)參數(shù)型號ReginaE2-10各原型車的主要技術(shù)參數(shù)

型號ReginaE2-1000VelaroESM3車輛定距mm19000175001737519000列車長度m240.1251.4200158.9基本編組6動+3拖8動+2拖4動+4拖4動+2拖編組定員人843814404426編組重量475/544t349.5/416t425/458t330/364t最大軸重（t）16.112.91716.5輪緣內(nèi)側(cè)/mm1360136013601360輪徑/mm915860920890一等車座椅布置方式2+22+21+21+2二等車座椅布置方式2+32+32+22+2起動加速度0.600.44??0.40供電方式AC25kV/50HzAC25kV/50HzAC25kV/50HzAC25kV/50Hz牽引方式交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)交流異步電機(jī)制動方式再生+空氣再生+空氣再生+電阻+空氣再生+空氣主變流裝置IGBTIGBTIGBTGTO各原型車的主要技術(shù)參數(shù)型號ReginaE2-103.4.2引進(jìn)了哪些技術(shù)九大關(guān)鍵技術(shù)：動車組總成、車體、轉(zhuǎn)向架、牽引變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)、牽引控制系統(tǒng)、列車網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)和制動系統(tǒng)。從成本上來說，九大關(guān)鍵技術(shù)在動車組成本中占有50％以上；從技術(shù)上來說，九大關(guān)鍵技術(shù)是動車組的核心技術(shù)和技術(shù)先進(jìn)性的標(biāo)志，是衡量技術(shù)引進(jìn)和國產(chǎn)化成功與否的關(guān)鍵；從系統(tǒng)集成上說，引進(jìn)九大關(guān)鍵技術(shù)是建立具有技術(shù)提升能力平臺、提高國內(nèi)企業(yè)自主創(chuàng)新能力、打造中國品牌的重要基礎(chǔ)。為了全面掌握動車組技術(shù)，還必須將空調(diào)系統(tǒng)、集便裝置、車門、車窗、座椅、風(fēng)擋、鉤緩裝置、受流裝置、輔助供電系統(tǒng)和車內(nèi)裝飾材料等十項主要配套技術(shù)作為技術(shù)引進(jìn)和國產(chǎn)化的重要組成部分。好比一輛法拉利賽車，輪胎、發(fā)動機(jī)和底盤是它的關(guān)鍵技術(shù)，其它的技術(shù)如流線型外形、尾翼同樣很重要，現(xiàn)在甚至輪胎內(nèi)所充氣體的成分也很重要。這些技術(shù)必須都要強(qiáng)，否則會出現(xiàn)“短板”，成為限制總體系統(tǒng)性能的束縛。3.4.2引進(jìn)了哪些技術(shù)動車組關(guān)鍵技術(shù)示意圖動車組關(guān)鍵技術(shù)示意圖十項主要配套技術(shù)十項主要配套技術(shù)3.4.3如何實現(xiàn)消化吸收在鐵道部的組織下，中國的車輛廠家、大學(xué)、研究所及相關(guān)企業(yè)匯聚一堂，開始系統(tǒng)地消化吸收引進(jìn)的高速動車組技術(shù)。經(jīng)過3年左右的努力，基本掌握了動車組的相關(guān)核心技術(shù)。CRH系列動車組分別由四個不同的廠家生產(chǎn)制造。

長客股份唐山車輛四方股份

BSP3.4.3如何實現(xiàn)消化吸收CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化CRH2動車組技術(shù)的消化、吸收與國產(chǎn)化3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面

高速動車組通過輪對在鋼軌上的滾動實現(xiàn)向前運(yùn)行。什么是輪對？為什么不稱車輪？動車組“輪子”與汽車車輪不同，汽車上左右車輪是可以獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的，動車組同一根車軸上的兩個輪子是通過車軸固結(jié)在一起的，車輪不能相互轉(zhuǎn)動，因而稱其為“輪對”。輪對為什么會老老實實地在沿著鋼軌滾動，不亂跑呢？難道動車組也有方向盤嗎？答案是動車組沒有方向盤，而輪對自己具有導(dǎo)向作用。原來，輪對的踏面進(jìn)行過特殊設(shè)計，具有一定的錐度，同時輪對還設(shè)有輪緣，這就是輪對的導(dǎo)向秘密。輪對踏面錐度的存在是動車組在鋼軌上順利前進(jìn)的關(guān)鍵，同樣由于錐度的存在，可以想象，輪對在鋼軌上的滾動是一個不穩(wěn)定的運(yùn)動，輪對一邊左右晃動，一邊向前滾動，即輪對的蛇行運(yùn)動。小幅度的輪對蛇行并不影響列車性能，但當(dāng)蛇行增加到一定程度，會引起車體或轉(zhuǎn)向架的蛇行運(yùn)動，會嚴(yán)重威脅行車安全性，發(fā)生真正的蛇行運(yùn)動。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面CRH輪對內(nèi)側(cè)距選用輪對及踏面示意圖

CRH輪對內(nèi)側(cè)距選用輪對及踏面示意圖

輪對蛇行運(yùn)動示意圖

輪對蛇行運(yùn)動示意圖3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面

真是令人難以置信，輪對上一個小小的踏面輪廓，竟有如此大作用，除了影響穩(wěn)定性之外，由于輪軌之間的滾動接觸，踏面外形對乘客的乘坐舒適性和車體的振動也有很大的影響。列車與線路是一個相互作用、相互影響和相互依存的整體系統(tǒng)。系統(tǒng)通過輪軌接觸發(fā)生內(nèi)在聯(lián)系，或者說，輪軌關(guān)系成為了動車組與高速線路間的聯(lián)系紐帶。隨著高速動車組開行，列車與軌道間的動態(tài)相互作用日益增加，由此引起的動力學(xué)與振動問題更加嚴(yán)重。因此，在進(jìn)行動車組的設(shè)計時，必須對輪軌匹配關(guān)系，尤其是踏面外形給予很大的關(guān)注。輪軌匹配，是車輪和鋼軌的匹配。目前我國高速線路和既有線路干線均鋪設(shè)60kg/m標(biāo)準(zhǔn)截面鋼軌，因此，在高速動車組輪對尺寸選取、車輪踏面型式設(shè)計及輪軌匹配關(guān)系等方面，需在該型鋼軌基礎(chǔ)上完成。也就是在確定鋼軌的條件下，選擇合適的車輪踏面輪廓與之相配。3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面3.4.4結(jié)合中國國情在技術(shù)上的創(chuàng)新輪軌界面

輪對輪緣：輪緣是保持車輛沿鋼軌運(yùn)行，防止車輪脫軌的重要部分。滾動圓直徑：車輪直徑的大小對車輛的影響各有利弊：輪徑小可以