動(dòng)車組機(jī)械裝置-車體技術(shù)及結(jié)構(gòu)

CR400AF型動(dòng)車組

牽引系統(tǒng)

主要部件結(jié)構(gòu)與功能牽引變流器tPower-TI3型牽引變流器(以下稱“本裝置”)主要用于控制4臺(tái)牽引電機(jī)及輔助電路的電源。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，整流器、直流中間電路、逆變器、接觸器等主電路模塊、DCU等控制電路模塊均安置在一個(gè)箱體內(nèi)的一箱體構(gòu)造，從而縮小了安裝空間。變流器內(nèi)部裝置的每個(gè)單元在結(jié)構(gòu)和控制方面具有互換性。本裝置安裝在2、4、5、7車的車下設(shè)備艙內(nèi)。tPower-TI3型牽引變流器裝置包括：整流器功率單元（2臺(tái)）、主逆變器功率單元（2臺(tái)）、輔助逆變器功率單元（1臺(tái)）等，具體構(gòu)成如下表7-1所示。牽引變流器牽引變流器工作原理：牽引變流器由單相交流變?yōu)橹绷麟娏Φ恼髌鞑糠?、直流電流變?yōu)?相交流以驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器部分、吸收電壓波動(dòng)獲得直流定壓的中間直流電路部分、直流電流變?yōu)?相交流以供輔助設(shè)備的輔助逆變器部分等構(gòu)成。以兩輛動(dòng)車（每個(gè)動(dòng)車安裝一臺(tái)變流器，兩臺(tái)變流器共用一個(gè)變壓器）為一個(gè)基本單元。牽引傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)圖如圖7-2所示。由受電弓將接觸網(wǎng)單相交流25kV/50Hz的線電壓，通過(guò)VCB與牽引變壓器的1次側(cè)繞組相連接。主電路由VCB來(lái)實(shí)施開(kāi)閉。牽引變壓器2次側(cè)的2個(gè)牽引繞組分別在1次側(cè)繞組的勵(lì)磁作用下感應(yīng)出1900V（1次側(cè)為25kV時(shí)）的電壓，并輸入牽引變流器的整流器部分。牽引變流器每節(jié)動(dòng)車搭載有1臺(tái)牽引變流器，在牽引運(yùn)行時(shí)向牽引電機(jī)提供牽引力和制動(dòng)時(shí)進(jìn)行再生制動(dòng)控制，此外還具有保護(hù)功能。牽引電機(jī)使用了3相鼠籠式感應(yīng)電機(jī)，軸端設(shè)有速度傳感器用于向檢測(cè)牽引變流器、制動(dòng)控制裝置的發(fā)送轉(zhuǎn)速信號(hào)（轉(zhuǎn)子頻率）。牽引電機(jī)YQ-625型三相異步牽引電動(dòng)機(jī)（以下簡(jiǎn)稱電機(jī)）為4極強(qiáng)迫冷卻通風(fēng)三相鼠籠式異步牽引電動(dòng)機(jī)。牽引電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子、端蓋、軸承、測(cè)速裝置和溫度監(jiān)測(cè)裝置等幾大部件組成。牽引電機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表7-2。牽引電機(jī)一、CRH2型動(dòng)車組主要參數(shù)、編組結(jié)構(gòu)二、CRH2A動(dòng)車組主要設(shè)備布置目錄重點(diǎn)：CRH2編組、車種難點(diǎn)：主要設(shè)備布置原型車E2-1000川崎重工設(shè)計(jì)時(shí)速315公里，運(yùn)營(yíng)時(shí)速275公里；代表日本新干線最先進(jìn)的動(dòng)車組技術(shù)；可滿足中國(guó)鐵路高速客運(yùn)需要。中國(guó)南車集團(tuán)四方機(jī)車車輛股份有限公司引進(jìn)日本川崎重工技術(shù)，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)．一、CRH2型動(dòng)車組主要參數(shù)、編組結(jié)構(gòu)CRH2A為8節(jié)車廂編組的座車動(dòng)車組，4輛動(dòng)車、4輛拖車。200公里級(jí)別（營(yíng)運(yùn)速度200KM/h，最高速度250KM/h)。CRH2-300為8節(jié)車廂編組座車動(dòng)車組，300公里級(jí)別，是在CRH2同一技術(shù)平臺(tái)直接提升，

6輛動(dòng)車、2輛拖車。作為京津城際高速鐵路的用車，標(biāo)稱時(shí)速300公里，最高營(yíng)運(yùn)時(shí)速為350公里。

T：拖車M：動(dòng)車C：駕駛室車K：帶酒吧車S：一等車CRH2A

編組結(jié)構(gòu)圖CRH2-300

編組結(jié)構(gòu)圖（總牽引功率7200kW)CRH2A

主要參數(shù)總長(zhǎng)：201.4ｍ頭車長(zhǎng)度：25.7ｍ中間車長(zhǎng)度：25

ｍ車體寬度：3.38ｍ車體高度：3.7ｍ適應(yīng)站臺(tái)高度：1.25ｍ主電源：２５KW（１７.５－３１）電機(jī)功率：３００KW軌距：１.４３５m轉(zhuǎn)向架中心距：１７．５ｍ固定軸距：２.５ｍ車輪徑：８６０ｍｍ車號(hào)12345670備注形式代號(hào)T1M1M2T2T3M3M4T4整備重量/t42.84846.54244.14846.841.5平均軸重/t11.814.013.312.512.114.012.711.7輸出功率/kw01200120000120012000合計(jì)4800定員/人5510085100551005164合計(jì)610乘客重量/t4.48.06.88.04.48.04.15.180kg/人定員重量/t47.256.053.350.048.556.050.946.6整體重量408.5主要技術(shù)參數(shù)CRH2A

定員、平面布置圖1輛一等車和7輛二等車（含1輛酒吧、二等合造車）。全列車定員610人，定員布置如下表：序號(hào)12345678定員5510085100551005164駕駛動(dòng)車平面布置圖中間車平面布置圖二、主要設(shè)備布置1號(hào)車（拖車）2號(hào)車（動(dòng)車）3號(hào)車（動(dòng)車）

4號(hào)車（拖車）5號(hào)車（拖車）Ｔ１ｋ

6號(hào)車（動(dòng)車）7號(hào)車（動(dòng)車）0號(hào)車（拖車）系統(tǒng)部件1車2車3車4車5車6車7車0車牽引系統(tǒng)受電弓○○過(guò)分相信號(hào)接收器○○高壓器箱○○牽引變壓器○○主變流器○○○○牽引電機(jī)○○○○輔助空壓機(jī)○○○主要設(shè)備布置表：系統(tǒng)部件1車2車3車4車5車6車7車0車制動(dòng)系統(tǒng)空氣壓縮機(jī)○○○制動(dòng)控制單元BCU○○○○○○○○制動(dòng)指令轉(zhuǎn)換器○○輔助供電系統(tǒng)控制用鉛蓄電池○○○無(wú)線電用蓄電池○輔助電源裝置APU、ARF○○外接400V電源插座○○系統(tǒng)部件1車2車3車4車5車6車7車0車空調(diào)換氣系統(tǒng)空調(diào)及換氣裝置○○○○○○○○司機(jī)室電加熱裝置○○空氣清新器○○給排水系統(tǒng)盥洗室、廁所、小便間○○○○水箱、污物箱○○○○車內(nèi)設(shè)備備品室（過(guò)渡板）○○乘務(wù)員室（一等車）○酒吧、餐飲○駕駛室CRH動(dòng)車組主要技術(shù)參數(shù)對(duì)比

車型項(xiàng)目CRH1CRH2CRH3CRH5編組型式8輛編組，可兩編組連掛運(yùn)行動(dòng)力配置2×(2M+1T)+(1M+1T)4M+4T4M+4T(3M+1T)+(2M+2T)車種一等車、二等車、酒吧座車合造車定員(人)670610601622運(yùn)營(yíng)速度(km/h)200300200試驗(yàn)速度(km/h)250330250牽引功率(kW)5300480088005500車體型式不銹鋼車體大型中空型材鋁合金車體轉(zhuǎn)向架H型無(wú)搖枕、轉(zhuǎn)臂式定位、空氣彈簧軸重(t)≤16≤14≤17≤17（動(dòng)）/16（拖）受流電壓制式AC25kV-50Hz牽引電機(jī)功率(kW)265300562550制動(dòng)方式直通式電空制動(dòng)+再生制動(dòng)輔助供電制式3相AC380V50Hz，DC110VDC100V、單相AC100VAC220V、AC400V3相AC440V60Hz，DC110V3相AC380V50Hz，DC24V列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)車載分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)CRH2-300是在200公里動(dòng)車組為基礎(chǔ)，通過(guò)速度提升和優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成自主研制。動(dòng)車組由6輛動(dòng)車2輛拖共8輛車構(gòu)成編組，編組配置如圖1.1-1所示。另外，兩列動(dòng)車組可聯(lián)掛運(yùn)行。一、車體流線型結(jié)構(gòu)二、車體輕量化設(shè)計(jì)三、車體的密封及隔音技術(shù)四、車體的防火安全技術(shù)五、CRH2動(dòng)車組車體結(jié)構(gòu)43重點(diǎn)：動(dòng)車組車體技術(shù)、CRH2型車體結(jié)構(gòu)難點(diǎn)：CRH2型車體結(jié)構(gòu)及各部分作用44車體技術(shù)要求運(yùn)行阻力小輕量化密封隔音防火安全45一、車體流線型結(jié)構(gòu)1、列車空氣動(dòng)力學(xué)（1）運(yùn)行中列車的表面壓力（2）會(huì)車時(shí)列車的表面壓力（3）通過(guò)隧道時(shí)列車的表面壓力（4）列車風(fēng)（當(dāng)列車高速行駛時(shí)，在線路附近將產(chǎn)生空氣運(yùn)動(dòng)，這就是列車風(fēng)）

隨速度提高急劇增大隨長(zhǎng)細(xì)比增大減小隨兩車間距增大而減小隨會(huì)車長(zhǎng)度增大而增大隨側(cè)墻高度增大而減少462、空氣阻力高速運(yùn)行時(shí)，空氣阻力占80%-90%以上。

（1）包括：壓差阻力、摩擦阻力、干攏阻力（2）與阻力系數(shù)、空氣密度、列車速度、列車橫截面面積成正比。

473、車體頭形設(shè)計(jì)(1)車體頭形基本要求(2)車體頭形設(shè)計(jì)：滿足司機(jī)室凈高、寬度、前窗尺寸、瞭望等條件，頭部趨于扁形，鼻錐部分設(shè)計(jì)成橢圓形狀。阻力系數(shù)頭形系數(shù)（長(zhǎng)細(xì)比）考慮有效減少運(yùn)行中、會(huì)車時(shí)、通過(guò)遂道時(shí)的表面壓力、解決運(yùn)行穩(wěn)定性。(3)車身外形設(shè)計(jì)：具備良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能48頭型設(shè)計(jì)考慮：（1）縱向?qū)ΨQ面上外形輪廓線，要滿足司機(jī)室凈空高、前窗幾何尺寸、玻璃形狀、以及了望等條件，盡可能降低垂直高度，使頭部趨于扁平。（2）俯視圖最大輪廓線形狀，要滿足司機(jī)室的寬度要求，鼻錐部分設(shè)計(jì)為帶錐度的橢圓形狀。（3）凹槽形的導(dǎo)流板，將氣流引向車頭兩側(cè)（4）頭部外形與車身外形嚴(yán)格相切，頭部外形，任意選取的兩曲面也要相切，保證外形的光滑。4950車身外形設(shè)計(jì)：（1）斷面呈鼓形（2）車輛底部采用與車身斷面形狀相吻合的裙板（導(dǎo)流罩）（3）表面光滑，盡量減少突出物。（如門、扶手、腳蹬等設(shè)計(jì)）（4）兩車連接處的風(fēng)檔，與車身保持平齊，避免形成空氣渦流（5）受電弓外形具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能51頭車的三維圖52中間車的三維圖53二、車體輕量化設(shè)計(jì)1、車體材質(zhì)：不銹鋼、鋁合金2、車體結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)采用骨架式、整體承載的簿壁筒型車體結(jié)構(gòu)，中空擠壓型材焊接。采用雙殼中空擠壓型材結(jié)構(gòu)，上下是整體鋁板殼，采用交叉斜筋板支撐，形成中空狀

。整體通長(zhǎng)鋁型材，大幅減少零件數(shù)量，提高自動(dòng)化焊接程度544、轉(zhuǎn)向架輕量化構(gòu)架、輪對(duì)、軸箱、齒輪箱（鋁合金）3、車內(nèi)設(shè)備輕量化門、窗、座椅、行李架、供水、衛(wèi)生等設(shè)備均采用輕合金或高分子復(fù)合材料。交流電機(jī)（交流）、變壓器（使用鋁合金等材料）

如日本100系采用直流牽引電機(jī)，每臺(tái)質(zhì)量為85Kg，而300系采用交流感應(yīng)電機(jī)后，每臺(tái)質(zhì)量?jī)H為39Kg.德國(guó)ICE3的主變壓器鐵芯采用優(yōu)質(zhì)鐵-鋁合金，使導(dǎo)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11.5t降為7t。555657（一）噪聲源

1、輪軌碰撞、摩擦2、空氣沿車體的流動(dòng)摩擦3、受電弓與接觸網(wǎng)的摩擦4、風(fēng)檔等撞擊5、列車相會(huì)、進(jìn)出隧道產(chǎn)生的壓力波6、各種設(shè)備的運(yùn)行振動(dòng)噪聲三、車體密封及隔音技術(shù)58（二）車體密封技術(shù)1、車體采用連續(xù)焊縫、密封膠。2、固定式車窗，雙層車窗，應(yīng)能承受不會(huì)變形破壞。3、采用密封性良好的塞拉門4、通過(guò)臺(tái)采用橡膠大風(fēng)檔，處理好過(guò)渡板密封5、廁所、洗臉室采用真空集中式，通過(guò)密封裝置排到車外。6、對(duì)直通車下的管道和電纜孔采取必要的密封措施。7、車內(nèi)選用吸聲效果好的高分子聚合材料。

8、空調(diào)設(shè)備設(shè)壓力控制，保證車內(nèi)壓力穩(wěn)定。9、出廠前進(jìn)行氣密性、水密性試驗(yàn)。59（三）車內(nèi)噪聲控制技術(shù)1、車輪上安裝消音器，或開(kāi)發(fā)彈性車輪。2、車體外形設(shè)計(jì)減少列車運(yùn)行中的空氣摩擦。3、采用橡膠風(fēng)檔，減少撞擊聲。4、在空調(diào)系統(tǒng)安裝消音器5、采用雙層墻6、車體多屬表面涂防振阻尼層。601、防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)集成、預(yù)防為主、應(yīng)急對(duì)策、以人為本2、防火結(jié)構(gòu)要求國(guó)內(nèi)：使用酚醛玻璃鋼材料制造車內(nèi)設(shè)備、裝飾板、通風(fēng)管道國(guó)外：窗簾采用聚酯纖維上噴鍍不銹鋼或采用玻璃纖維做基底的紡織窗簾布。臥車包間內(nèi)隔墻全部用防火板包上，隔墻里添加阻燃材料。3、火災(zāi)預(yù)測(cè)及滅火裝置4、火災(zāi)發(fā)生時(shí)的對(duì)策四、車體防火安全技術(shù)613、火災(zāi)預(yù)測(cè)及滅火裝置煙霧報(bào)警器手動(dòng)報(bào)警器在每個(gè)拖車乘務(wù)室內(nèi)裝置：每個(gè)動(dòng)車、拖車明顯處便攜式滅火器和干粉滅火器4、火災(zāi)發(fā)生時(shí)的對(duì)策四、車體防火安全技術(shù)62

五、CRH2車體組成

車體分兩種：頭車車體、中間車體。由底架、側(cè)墻、車頂、端墻、司機(jī)室、裙板結(jié)構(gòu)等組成的筒形整體承載焊接結(jié)構(gòu)，承受垂直、縱向、橫向、扭轉(zhuǎn)等復(fù)雜載荷。車下設(shè)導(dǎo)流罩、導(dǎo)流罩最低點(diǎn)距軌面高度為200mm,司機(jī)室前端下發(fā)設(shè)有設(shè)排障器，排障器距軌面高度為150mm，為固定式高度，不可調(diào)節(jié)。63頭車由中間車演