國內(nèi)外動車發(fā)展研究綜述

1、國內(nèi)外動車發(fā)展研究綜述摘要：介紹了動車組的基本知識，動車組的發(fā)展足跡，對比日本，德國，法國動車發(fā)展情況。介紹了我國動車發(fā)展史，和諧號動車中各種型號的列車，和我國動車發(fā)展的前景關(guān)鍵詞：動車組 發(fā)展 旅客列車 從1907年第一條由中國人自主修建的鐵路京張鐵路建成通車，一直到2010年年終跑出486.1公里的世界最高時速的京滬高鐵盤踞大地之上，中國鐵路經(jīng)歷了舉步維艱到飛速發(fā)展的時期。2007年以前中國還沒有一條可以成為“高速”的鐵路，長期以來，我國鐵路客運(yùn)列車一直沿用機(jī)車牽引車輛運(yùn)行的模式。但是這種模式只適合 200km/h以下的鐵路，要達(dá)到200300km/h，光靠機(jī)車牽引就很吃力了。而提高列車運(yùn)

2、行速度是增加鐵路運(yùn)能、提高鐵路在客運(yùn)市場占有率的最有效途徑，因此許多國家的高速列車都紛紛采用動車組模式運(yùn)營。1動車組概況1.1動車組基本概念 動車組是在車輛轉(zhuǎn)向架的輪軸上安裝動力裝置的車輛。一般一節(jié)車上一個轉(zhuǎn)向架上裝一對，一節(jié)車上兩個轉(zhuǎn)向架上都裝等多種情況。動車組內(nèi)有動力的車輛稱為動車。動車組內(nèi)沒有動力的車輛稱為拖車。動車組一般用于高速、準(zhǔn)高速、城市軌道交通的車輛上。1.2動車組基本特點(diǎn)： 我們通?？吹降碾娏C(jī)車和內(nèi)燃機(jī)車，其動力裝置都集中安裝在機(jī)車上，在機(jī)車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。動車組，亦稱多動力單元列車，是鐵路列車的一種，特點(diǎn)是動力來源分布在列車各個車輛上的發(fā)動機(jī)，而不是集中

3、在機(jī)車上。動車組的司機(jī)駕駛室一般都被大為縮短，放在列車的兩端。1.3動車組的優(yōu)點(diǎn)： 動車組在兩端都有駕駛室，列車掉頭時無需先把機(jī)車在一端脫鉤后再移到另一端掛鉤，大為加快運(yùn)轉(zhuǎn)的速度。同時亦減少車務(wù)人員的工作及提高安全。動車組可以容易組合成長短不同的列車。有些地方的動車組會先整成一列，到中途的車站分開成數(shù)截，分別開向不同的目的地。動力效率較高；特別是在斜坡上。動車組車卡的重量放置在各個帶動力的車輪上，而不會成為拖在機(jī)車后面無用的負(fù)重。因?yàn)橥瑯拥脑?，動車組上的動力軸對路軌黏著力的要求較低，每軸的載重亦較少。因此選用動車組的高速鐵路路線，對路線的土木工程及路軌的要求都較為低。電力動車組因?yàn)橛休^多的電

4、動機(jī)，所以再生制動能力良好。對于停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路，這優(yōu)點(diǎn)特別明顯。因?yàn)閯榆嚱M運(yùn)轉(zhuǎn)快、占地小，行走市郊的通勤鐵路很多都是動車組。輕便鐵路、地下鐵路使用的亦幾乎全是動車組。2國外動車組技術(shù)的發(fā)展2.1動車組發(fā)展歷程動車發(fā)明了，單節(jié)車廂會動了。由動車編成的動車列車和與無動力車廂混編的列車也有了。編組靈活，加速能力強(qiáng)，有些動車、動車列車或混編列車甚至兩頭都有司機(jī)室，不用專門的調(diào)車作業(yè)就能往返運(yùn)行。早期的動車各節(jié)自成體系，不能相互操作，列車中每節(jié)動車都要有人操作。然而通勤線路九曲十八彎，通勤列車又走走停停，即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的老司機(jī)之間的配合也難免會出差錯，一旦前車猛然減速而后車剛好加速，又

5、寸到彎道上。 頻繁的脫軌事故使得動車列車編組只能很小，這大大扼殺了動車編組靈活的優(yōu)勢。好在車到山前自有路，一項來自新型電力機(jī)車的技術(shù)重聯(lián)砸碎了動車發(fā)展的枷鎖。重聯(lián)，指用特定手段將兼容機(jī)車的聯(lián)系在一起，由一個司機(jī)室操縱。最常見的手段是用一組重聯(lián)電纜連接多臺同系列機(jī)車的操控系統(tǒng)或動力系統(tǒng)。動車由電力機(jī)車發(fā)展而來，產(chǎn)生于電力機(jī)車的重聯(lián)技術(shù)也很快用于動車列車。從此，動車列車與無動力車廂混編的列車可以由一個司機(jī)全面操控了。從此，動車組誕生了。1903年7月8日， 在德國柏林誕生了一種“動車+無動力車廂+動車+動車+無動力車廂+動車”這樣編組的列車。這種無動力車廂不會隔斷動車之間的聯(lián)系，因?yàn)樗惭b了重聯(lián)線

6、。與動車相對，這種專門為動車組準(zhǔn)備的無動力車廂叫從車，中文翻譯為拖車。 8月14日，由接觸網(wǎng)供電的單相交流電動車組問世。 10月28日，西門子公司制造的三相交流電動車組進(jìn)行高速試驗(yàn)，首創(chuàng)時速210.2公里的歷史性記錄。 一戰(zhàn)結(jié)束，內(nèi)燃機(jī)車開始普及，內(nèi)燃動車出現(xiàn)。 二戰(zhàn)結(jié)束，內(nèi)燃機(jī)車也能重聯(lián)了，內(nèi)燃動車組出現(xiàn)。 60年代，日本決心新建高速客運(yùn)鐵路網(wǎng)，于是有了世界上首列運(yùn)營用高速動車組新干線-0系。 70年代，法國試制了燃?xì)廨啓C(jī)高速動車組TGV-0。 80年代，高速鐵路網(wǎng)在歐洲延伸，風(fēng)馳電掣的各系TGV以300km/h的速度成為法國人的驕傲。 90年代，TGV試驗(yàn)速度突破500km/h。 新世紀(jì)，

7、TGV試驗(yàn)速度突破570km/h。 2.2國外動車組狀況在大多數(shù)場合，動車組擔(dān)負(fù)的都是市內(nèi)、市郊、城際通勤任務(wù)。大多數(shù)輕軌、地鐵以及國外大多數(shù)城際列車都是動車組。高速列車在動車組中只占很小比例。 引用一份來自網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)計，世界各國/地區(qū)的鐵路系統(tǒng)中，使用動車/動車組最大的為日本，占87%；荷蘭、英國次之，分別占83%和61%；法國、德國又次之，分別占22%和12%。這些國家的高速動車組有其各自的特點(diǎn)。2.2.1日本：日本的高速列車以動力分散為主，大編組、高功率、小軸重。1964年10月，日本先于其他國家開通了世界第一條高速鐵路-東海道新干線(東京-新大阪的高速客運(yùn)專線)，最高運(yùn)行時速為210公里

8、。至今已40多年過去，高速列車從東海道新干線的0系，發(fā)展了100系、200系、300系、400系、500系、700系、El系(MAX)、E2系、E3等。 新干線里最受關(guān)注的車輛，是運(yùn)營速度最快，體現(xiàn)出九十年代高科技水準(zhǔn)的500系電動車組。生產(chǎn)于1995-1998年，16輛編組，最高運(yùn)行時速為300公里。500系的車頭流線型可謂十足，彎曲部分長達(dá)9米多。遠(yuǎn)遠(yuǎn)看過去，500系就象一條細(xì)長的蛇。所有新干線車輛中，流線型最好的就數(shù)500系了。700系名為鐵路之星Rail Star,這是日本最新也是最先進(jìn)的一款電動車組。正式投入運(yùn)行是在1999年3月11日。700系C sets模式每組車有16

9、節(jié)車廂，E sets 模式有8節(jié)車廂。最高運(yùn)營時速為285km/h。由于車體采用了中空鋁型材，700系重僅708噸。車的編組方式為12動4拖，功率13200kw。700系全長約400米，共載1323名乘客。700系的車體是用鋁合金壓制成的中空外殼，內(nèi)部填充的是吸音，防震的復(fù)合材料。日本高速鐵路的發(fā)展有以下幾個特點(diǎn)：高速列車采用動力分散型，軸重小，這樣的設(shè)計使得列車的安全性增強(qiáng)；線路中橋隧比重大，線路的標(biāo)準(zhǔn)不斷提高；列車運(yùn)行密度大，定員多，旅客輸送量大；安全性能好，旅客死亡事故少。2.2.2德國：德國是鐵路客運(yùn)速度提高較快的國家之一。1962年德國研制的“萊茵金子”號客車的構(gòu)造速度已達(dá)160km

10、/h，1974年ET403型電動車組的最高運(yùn)行速度為160km/h，1977年提高到200km/h。1985年制造出ICE型高速列車。由5輛車組成的ICE列車于1985年交付試驗(yàn)。頭車和尾車為動車，各長20.8m，自重78.2t，采用三相交流牽引裝置，每輛動車的功率為4200kw。中間3輛拖車的長度均為24.34m。德國的ICE第一代列車(ICE1) 于1988年就跑出了400km/h的速度，列車編組為2 輛動力頭車牽引10-14節(jié)客車不等。該列車的設(shè)計把乘客的舒適度 放在首位，由于德國鐵路穿越隧道較多，故對列車的密封性設(shè)計也仿效日本新干線列車進(jìn)行設(shè)計，為歐洲第一代氣密性列車,隨后改進(jìn)制成IC

11、E第二代(ICE2)和ICE第三代(ICE3)產(chǎn)品。由于ICE3要在萊茵-科隆間線路上運(yùn)行，該線路設(shè)計坡度為40、并以300km/h運(yùn)行，為了有足夠的粘著力，故該車采用動力分散型。德國高速鐵路發(fā)展有其一定特點(diǎn)：它采用三相交流傳動技術(shù)；計算機(jī)控制列車制動；輕型車體構(gòu)造；列車有自診斷技術(shù)；統(tǒng)一調(diào)度指揮。2.2.3法國：法國高速鐵路線上采用的電動車組在牽引動力上的布置與日本不同，它采用的是動力集中式，只在列車兩端的頭車(或與頭車相臨的客車的一端)裝有牽引動力裝置。法國第一條鐵路線(巴黎東南新干線)于1972年動工，1983年投入運(yùn)用。運(yùn)用TGV-PSE電動車組，最高運(yùn)行時速為270公里。在巴黎東南新

12、干線通車后，法國繼續(xù)擴(kuò)大高速鐵路線，1990年大西洋新干線(巴黎-勒芒、圖爾)正式通車，采用TGV-A電動車組，最高運(yùn)行時速為300公里。 “歐洲之星”高速列車是法國TGV列車的派生系列，目前運(yùn)行在倫敦至巴黎和布魯塞爾之間、該車載客量794人、12根動軸，總功率12000kw，時速達(dá)300km/h，編組型式為2L18T，鉸接式轉(zhuǎn)向架。法國高速鐵路發(fā)展的特點(diǎn)是：動車組采用動力集中方式及鉸鏈?zhǔn)杰噹?；多電流制供電與簡單鏈型懸掛接觸網(wǎng)，能使用一般線路的1500V3000V直流供電，也能使用高速線25KV交流供電；采用符合ETCS標(biāo)準(zhǔn)的TVM列車控制系統(tǒng)；注重系統(tǒng)的安全性與可靠性；線路要求高標(biāo)準(zhǔn)高質(zhì)量。

13、上述國家，高速鐵路運(yùn)營年代較久，動車組種類也較多，列車性能穩(wěn)定可靠，是我國在現(xiàn)階段所無法相比的，特別是列車運(yùn)行安全性能方面，是值得我們學(xué)習(xí)的。2.3國外動車組技術(shù)參數(shù)比照表：3我國動車組發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢3.1中國動車組發(fā)展足跡2004年4月1日，國務(wù)院召開會議專題研究鐵路機(jī)車車輛裝備有關(guān)問題，形成研究鐵路機(jī)車車輛裝備有關(guān)問題的會議紀(jì)要，明確了“引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)、打造中國品牌”基本原則，確定重點(diǎn)扶持國內(nèi)幾家機(jī)車車輛制造企業(yè)、引進(jìn)少量原裝、國內(nèi)散件組裝和國內(nèi)生產(chǎn)的項目運(yùn)作模式。 2004年7月29日，國家發(fā)改委與鐵道部聯(lián)合印發(fā)大功率交流傳動電力機(jī)車技術(shù)引進(jìn)與國產(chǎn)化實(shí)施方案和時速200公里動

14、車組引進(jìn)與國產(chǎn)化實(shí)施方案。 2004年8月，鐵道部公開招標(biāo)采購時速200公里動車組項目。 2005年10月，鐵道部公開招標(biāo)采購時速300公里動車組項目。 2006年7月31日，國內(nèi)首列國產(chǎn)化時速200公里動車組下線。 2006年9月，鐵路部門在膠濟(jì)線以及第六次大提速既有線改造區(qū)段組織了多次全線拉通試驗(yàn)和提速平推試驗(yàn)，動車組進(jìn)入運(yùn)行試驗(yàn)。 2007年2月，動車組以160公里的時速投入春運(yùn)。 2007年4月18日，動車組全面上線投入運(yùn)營。 2008年8月1日，動車組投入運(yùn)營的京津線是中國首條高速鐵路客運(yùn)專線，是中國進(jìn)入高鐵時代的標(biāo)志。 3.2和諧號動車組中國鐵道部將所有引進(jìn)國外技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)的

15、CRH動車組車輛均命名為“和諧號”。通常用來指2007年4月18日起在中國鐵路第六次提速調(diào)圖后開行的CRH動車組列車。CRH為英文縮寫，全名China Railways High-speed，中文意為“中國鐵路高速”，是中國鐵道部對中國高速鐵路系統(tǒng)建立的品牌名稱。中國鐵路開行的CRH動車組已知有CRH1、CRH2，CRH3，CRH5等型。型號介紹：CRH1：CRH1 中國南車集團(tuán)四方機(jī)車車輛股份有限公司與加拿大龐巴迪的合資公司青島四方-龐巴迪鐵路運(yùn)輸設(shè)備有限公司（BST）生產(chǎn)。原型車以龐巴迪為瑞典AB提供的Regaina C2008為基礎(chǔ)，CRH1A為8節(jié)車廂編組座車動車組，200公里級別（營

16、運(yùn)速度200KM/h，最高速度250KM/h）。CRH1B為16節(jié)大編組座車動車組。CRH1E為16節(jié)車廂的大編組臥鋪動車組。 CRH2：CRH2 中國南車集團(tuán)四方機(jī)車車輛股份有限公司聯(lián)合日本川崎重工，引進(jìn)川崎重工業(yè)的新干線E2-1000型動車組技術(shù)，南車四方機(jī)車車輛股份有限公司負(fù)責(zé)國內(nèi)生產(chǎn)。CRH2A為8節(jié)車廂編組座車動車組，200公里級別（營運(yùn)速度200KM/h，最高速度250KM/h)。CRH2B為16節(jié)大編組座車動車組，CRH2E 為16節(jié)大編組臥鋪動車組。CRH2C為8節(jié)車廂編組座車動車組，300公里級別，作為京津城際高速鐵路的用車，標(biāo)稱時速300公里，最高營運(yùn)時速為350公里。 C

17、RH3：CRH3 中國北車集團(tuán) 唐山軌道客車有限責(zé)任公司聯(lián)合德國西門子，引進(jìn)西門子ICE3（Velaro）技術(shù)，由北車唐山軌道客車有限責(zé)任公司負(fù)責(zé)國內(nèi)生產(chǎn)。CRH3C為8節(jié)車廂編組座車動車組，300公里級別（營運(yùn)速度330KM/h，最高速度380KM/h），作為京津高速鐵路的用車。CRH3D為16節(jié)車廂的大編組座車動車組。 CRH5：CRH5 中國北車集團(tuán)長春軌道客車股份有限公司聯(lián)合法國阿爾斯通，引進(jìn)法國阿爾斯通的Pendolino寬體擺式列車技術(shù)，取消了裝設(shè)的擺式功能，車體以法國阿爾斯通為芬蘭國鐵提供的SM3動車組為原型。由北車長春軌道客車股份有限公司負(fù)責(zé)國內(nèi)生產(chǎn)。CRH5A為8節(jié)車廂編組座

18、車動車組，200公里級別（營運(yùn)速度200KM/h，最高速度250KM/h）。 CRH380A：2010年9月，鐵道部下發(fā)關(guān)于新一代高速動車組型號、車號及坐席號的通知，正式將四方機(jī)車車輛股份的CRH2-380型動車組型號名稱更改，其中短編組動車為CRH380A，而長編組動車為CRH380AL。 CRH380A采用與CRH2C一樣的6動2拖的編組方式，牽引功率為9600千瓦，使用SS400+型高速受電弓，以及在受電弓的兩側(cè)為立體圍護(hù)整流罩。列車設(shè)有二等座車/觀光車（ZEG）1輛（1車）、一等座車(ZY)2輛(3車、4車其中3車帶有一等包廂)、二等座車(ZE)4輛（2、6、7、8車）和二等座車/餐車

19、(ZEC)1輛。其中觀光座采用2+2方式布置，一等包廂采用3+0方式布置，一等座采用2+2方式布置，二等座為2+3布置。除了帶酒吧的二等座車外，其他車廂所有座位均能旋轉(zhuǎn)。首列CRH380A于2010年5月正式下線。 2010年12月3日，中國鐵路在京滬高鐵先導(dǎo)段聯(lián)調(diào)試時再次創(chuàng)造奇跡，國產(chǎn)“和諧號”CRH380A新一代高速動車組最高時速達(dá)到486.1公里，風(fēng)一樣的速度，再次刷新世界鐵路運(yùn)營試驗(yàn)最高速。 此前的紀(jì)錄誕生在2008年6月24日。國產(chǎn)CRH3型“和諧號”動車組列車曾經(jīng)在京津城際高鐵上跑出394.3公里的時速。 中國人駕駛自己研制的新一代高速動車組，在自己鋪架的無砟軌道和電氣化設(shè)備上，跑

20、出了世界級的速度。 這一速度，又一次證明中國高鐵已全面領(lǐng)先世界。 CRH380B：CRH380B型動車組是在CRH3C基礎(chǔ)上研發(fā)的新一代高速動車組，與CRH3C相比，持續(xù)運(yùn)營時速為由300公里提高至350公里，最高運(yùn)營時速由350公里提高到380公里，最高試驗(yàn)時速為400公里以上，性能優(yōu)化以提高牽引功率、降低傳動比及動車組氣動外形減阻為主，而列車舒適度優(yōu)化方面主要采取提高列車減震性能、車廂降噪、加強(qiáng)車內(nèi)氣壓控制等方式。 CRH380C：CRH380C型動車組是在CRH3C、CRH380BL基礎(chǔ)上研發(fā)的新一代高速動車組，與CRH3C相比，持續(xù)運(yùn)營時速為由300公里提高至350公里，最高運(yùn)營時速由

21、350公里提高到380公里，最高試驗(yàn)時速為400公里以上，性能優(yōu)化以提高牽引功率、降低傳動比及動車組氣動外形減阻為主，而列車舒適度優(yōu)化方面主要采取提高列車減震性能、車廂降噪、加強(qiáng)車內(nèi)氣壓控制等方式。 CRH380D：CRH380D型電力動車組，是中華人民共和國鐵道部為營運(yùn)新建的高速城際鐵路及客運(yùn)專線，由龐巴迪研發(fā)的CRH系列高速動車組。中國鐵道部將所有自行發(fā)展關(guān)鍵技術(shù)、引進(jìn)國外技術(shù)、聯(lián)合設(shè)計生產(chǎn)的中國鐵路高速（CRH）車輛均命名為“和諧號”。 CRH6：CRH6型電力動車組是中國一種設(shè)計中的新一代城際電力動車組，由南車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司研制，并于旗下的廣東南車軌道交通車輛修造基地生產(chǎn)。CRH6型動車組適用于城市間以及市區(qū)和郊區(qū)間的短途通勤客運(yùn)，滿足載客量大、快速乘降、快啟快停的運(yùn)營要求。 內(nèi)部構(gòu)造和諧號動車的特點(diǎn)：“和諧號”動車組普遍采用交流傳動及動力分散式。“和諧號”車頭為可降低空氣阻力的流線形。運(yùn)行時速達(dá)200公里以上，最高可達(dá)350公里?！昂椭C號”列車通過電腦控制行車，電子顯示駕駛數(shù)據(jù)?！昂椭C