高速鐵路及高速動車組技術

1、1高速鐵路及高速動車組技術西南交通大學機械工程學院傅 茂 海 Tel: 028-876340322z高速鐵路概述z高速動車組的發(fā)展z我國高速動車組的總體參數z高速動車組技術z擺式動車組技術z高速鐵路的防災預警及應急處理系統(tǒng) z高速鐵路的環(huán)境保護 主 要 內容1. 高速鐵路概述1.1 高速鐵路的定義國際上根據鐵路線路允許運行的最高時速作以下劃分 普通鐵路 100160km/h快速鐵路 160200km/h高速鐵路 >200km/h(既有線改造 >250km/h(新建線 341964年日本東海道新干線誕生 1981年法國東南線開通 1990年法國創(chuàng)造515.3km/h世界記錄 1991

2、年德國兩條高速鐵路開通 1992年西班牙首條高速鐵路開通 1992年意大利首條高速鐵路開通 1994年英法海峽高速海底隧道開通 2002年 9個國家5435km高速線投入運營 高速鐵路發(fā)展歷程 高速列車 線路好 列車速度高 舒適 投資大 周期長 擺式列車 既有線路提速 投資少 見效快 提速幅度有限1.2 提高旅客列車速度的途徑51.3 高速鐵路的基本模式 日本新干線模式全部修建新線 , 旅客列車專用 法國 TGV 模式部分修建新線 , 部分舊線改造 , 旅客列車專用 德國 ICE 模式全部修建新線 , 旅客列車和貨物列車混用 英國 APT 模式既不修建新線 , 也不對既有線路進行大量改造 ,

3、主 要依靠擺式列車提速 , 旅客列車和貨物列車混用6(一 、線路長度1、干線客運專線z一般線路長度大于 200km ,或是長大客運 專線的一部分,如上海 -杭州z跨地區(qū)干線客運鐵路網z大城市 -另一大城市1.4 高速鐵路的主要技術特征78z一般大于 50km 小于 300kmz地區(qū)中心縣級市 z縣級市 另一縣級市z經濟區(qū)域內中心城市 另一中心城市z縣級市至經濟繁榮、人口較多的城鎮(zhèn)2、地區(qū)鐵路 城市經過小城鎮(zhèn) (一 、線路長度1.4 高速鐵路的主要技術特征1.4 高速鐵路的主要技術特征(一 、線路長度3、城市軌道交通z以市區(qū)中心為圓心,半徑為 15km 左右 z線路長度一般不超過 30km (城

4、市環(huán)線除外 91.4 高速鐵路的主要技術特征(一 、線路長度4、郊區(qū)城軌(郊區(qū)鐵路z線路長度一般不超過 50kmz大于 70km ,站間距大于 4km 的遠郊鐵路屬 地區(qū)鐵路范圍1011(二 、平均站間距離 1. 干線客運專線大于 30km 2. 地區(qū)(城際鐵路 510km 3. 郊區(qū)鐵路 24km 4. 市區(qū)軌道交通 11.5km 5. 市區(qū)輕軌列車0.51.0km(現代化有軌電車1.4 高速鐵路的主要技術特征(三 、列車最高運行速度1. 高速客運專線 200300km/h2. 地區(qū)(城際鐵路 120200km/h3. 郊區(qū)鐵路 120km/h4. 市區(qū)軌道交通 80km/h5. 市區(qū)輕軌列

5、車 70km/h1.4 高速鐵路的主要技術特征12 運送時間短不同交通工具的優(yōu)勢距離 S 如下:小汽車:S < 200 km航 空:S > 1000 km高速列車:V=210km/h, S=300500 km V=250km/h, S=250600 km V=300km/h, S=200800 km V=350km/h, S=1801100 km 1.5 高速鐵路的優(yōu)越性13 運送時間短經統(tǒng)計:行程在 85km 以上 , 比乘長途汽車快行程在 205km 以上 , 比乘小轎車快行程在 1058km 內 , 比乘飛機快因此 , 在 851058km范圍內 , 乘座高速列車 比乘座其它

6、交通工具節(jié)省時間。1.5 高速鐵路的優(yōu)越性14 安全、舒適 準確性高 能源消耗低 1.5 高速鐵路的優(yōu)越性 占地少高速鐵路僅為高速公路的 1/3 高速鐵路僅為航空用地的 1/21/3 運輸價格低1.5 高速鐵路的優(yōu)越性 運輸能力強高速鐵路的運能遠大于航空,而且也大于高速公路。 環(huán)境影響小有害物質的換算排放量,公路約為鐵路的 8倍。高速 列車產生的噪聲污染約為飛機和小轎車的 1/10。 勞動生產率高1.5 高速鐵路的優(yōu)越性171.6 高速線路的基本特點¾高平順性¾高穩(wěn)定性¾高精度、小殘變、少維修¾寬大、獨行的線路空間¾高標準的環(huán)境保護¾

7、平直、曲線半徑大¾線間距寬、隧道截面積大181.7 高速鐵路的主要結構¾高標準的平縱斷面設計¾高速軌道新結構 無碴軌道¾高速道岔¾高速路基、路橋過渡段¾高速鐵路橋梁¾高速鐵路隧道¾高速牽引供電系統(tǒng)192. 高速動車組發(fā)展679法國 /意大利 158比利時 /荷蘭 115435合計3267合 計72英 國 918丹麥 /瑞典 862比利時 1015丹 麥9651西班牙 852法國 /英國 7586意大利 7142比利時 6302法 國 5246意大利 5171德 國 4471西班牙 4345中國臺灣 3796德 國

8、3426韓 國 21520法 國 2415日 本 12175日 本 1長度 /km國家或地區(qū) 序號 長度 /km國 家 序號 2007年計劃建成 2002年前已投入運營2.1 日本高速列車發(fā)展 E2-1000型22CRH2 動車組23 242.2 法國高速列車發(fā)展TGV-PSETGV東南線大西洋線第二代198119891992西班牙高速線用TGV-R高速聯線、北方線1993TGV-TMST1994英、比、法三國國際線 TGV-PBKA1996法、荷、比、德四國國際線TGV-K 1997韓國高速線用1996第三代雙層高速列車,東南線、地中海線 第四代2006 法國東部線第一代 TGV-2N252

9、.3 德國高速列車ICE-3262.3 德國高速列車 CRH3272.4 意大利高速列車 ETR500282.5 西班牙高速列車 AVE29302.6 韓國高速列車 KTX2.7 我國高速鐵路的發(fā)展及應用概況 90年代開始認識到建設干路客運專線網的重要性,提出 建設京滬高速鐵路,并建成了我國第一條 200km/h等級的秦 沈客運專線。我國計劃修建客運專線:2010年 9800 km2020 年 14500 km31 32按照國務院提出的 “ 引進先進技 術,聯合設計生產,打造中國品牌 ” 的要求,積極采用 “ 先進、成熟、經 濟、適用、可靠 ” 的技術和標準,引 進了世界一流動車組技術。國產化

10、工 作進展順利。CRH (China Railway High-speed系列動車組每列8輛編 組,并可實現兩列車聯掛運行。 CRH 1 BSPCRH 2四方股份CRH 3唐山工廠 CRH 5長客股份CRH系列動車組動車組制造情況表 CRH1動車組組成龐巴迪-四方-鮑爾(BSP生產,原型是龐巴迪為瑞典AB提供的Regina 3. 我國 高速動車組總體參數z5M+3T, 8節(jié)編組zMc+Tp+M+M+T+M+Tp+Mc35CRH1動車組編組情況36z主電源:25kv,50Hz,單相交流 z運行速度:200km/h z牽引總功率:5300KW z起動加速度:0.406 m/s2 z空車編組重量:4

11、20tz定員載荷重量:474t CRH1動車組主要參數3738z動車組總長:214000mmz車體最大長度:頭車 26950mm z中間車 26600m z車體最大寬度:3331mmz車體最大高度:4040mmz車門處地板面高度:1250mmz客室天花板高度:2250mmz軌距:1435mmz轉向架中心距:19000mmz固定軸距:2700mmz輪徑:915mmz中間車鉤高度:940mmz端部車鉤高度:880mm CRH1動車組主要尺寸 39CRH2動車組編組結構圖CRH2動車組組成及主要參數z主電源:25kv,50Hz,單 相交流z電動機:額定功率300kw z額定總功率:4800kWz總

12、長:201.4 mz頭車長度:25.7 mz中間車長度:25 mz車體寬度:3.38 mz車體高度:3.7 mz適應站臺高度:1.25 mz4M+4T, 8節(jié)編組 zTc+M+M+Tp+T+Mp+M+TcCRH2動車組組成 40 CRH2動車組編組結構圖41z車體最大長度 頭車:25,700 mmz中間車:25,000 mmz全長:201,400 mmz車體最大寬度:3,380mm z車體最大高度:3,700mm z車門處地板面高度:1,300mm z車廂天花板高度:2,277mm z軌距:1,435mm z轉向架中心距:17,500mmz固定軸距:2,500mm z車輪徑:860 mmz車鉤中心線高度:1,000mm CRH2動車組主要尺寸 42下線的 CRH2動車組一等車 二等 車CRH2動車組客室 44 CRH2動車組駕駛室通 過 臺就 餐 區(qū)小 賣 部 CRH2動車組車內設備4546衛(wèi)生間 CRH2動車組車內設備盥 洗 間小便池殘疾人 衛(wèi)生間 47CRH2動車組由1輛一等車和7輛二等車(含1輛酒吧、二 等合造車組成全列車定員610人,定員布置如下表:駕駛動車平面布置圖中間車平面布置圖CRH2動車組定員、平面布置圖CRH2動車組速度提升的主要設計變化動車組由4動4拖(總牽引