高鐵概論18-高鐵鐵路動(dòng)車組設(shè)備及九大關(guān)鍵技術(shù)

PUYANGDIERZHIYEZHONGDENGZHUANYEXUEXIAO濮陽第二職業(yè)中等專業(yè)學(xué)校

制作：王清昌2018年12月十八.高速列車動(dòng)車組九大關(guān)鍵技術(shù)1.動(dòng)車組列車的含義定義-----動(dòng)車組是火車的一種類型，是由至少兩節(jié)機(jī)車或帶動(dòng)力的車廂和若干節(jié)不帶動(dòng)力的車廂所組成的列車。國(guó)鐵營(yíng)運(yùn)動(dòng)車組車次的字母為“C、D、G”三種

2018年，中車唐山公司新型時(shí)速160公里動(dòng)力集中動(dòng)車組擔(dān)當(dāng)D55010次列車，開跑蘭新高鐵。列車從烏魯木齊站出發(fā)駛向哈密，運(yùn)行速度144至160km/h，全程用時(shí)4小時(shí)30分鐘。這是繼和諧長(zhǎng)城號(hào)動(dòng)車組運(yùn)營(yíng)多年后，再次在國(guó)家鐵路線上正式投入營(yíng)運(yùn)動(dòng)力集中式動(dòng)車組。新型動(dòng)力集中動(dòng)車組的功能定位是普速客車，可全面取代現(xiàn)有的25T型客車（即Z字頭車次的直達(dá)特快旅客列車），推廣動(dòng)車組在既有線普速鐵路上的使用。時(shí)速160公里動(dòng)力集中動(dòng)車組的型號(hào)為CR200J，隸屬于CR系列（中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組），取名“復(fù)興號(hào)”。CRH1CRH3CRH5CRH2吸收創(chuàng)造中國(guó)品牌日本川崎重工公司引進(jìn)德國(guó)的西門子公司法國(guó)阿爾斯通公司加拿大龐巴迪公司CRH型號(hào)的意思四方股份BSP長(zhǎng)客股份唐山工廠CRH6是中國(guó)南車集團(tuán)（南京和青島）研制生產(chǎn)的，CRH380系列是自主研制生產(chǎn)的。CRH1—5

A表示普通組為8個(gè)車廂，B為長(zhǎng)（大）編組有16節(jié)車廂（380系列里有的型號(hào)第二個(gè)字母L為長(zhǎng)編組）C為中心組（CRH2C和CRH3C）

E為臥鋪動(dòng)車組

G為高寒型

J為高速綜合檢測(cè)車。

另外，CRH6城際動(dòng)車組里，S為市域鐵路（如用于溫州市域鐵路S1線的CRH6S）。長(zhǎng)寬高中國(guó)普通客車（旅客列車）車箱寬度是3105mm。CRH1型寬度為3328，車輛高度為4040mm。CRH5型動(dòng)車組，車體寬度為3200mm。CRH380ABCD四款車的寬度分別是3380，326——3265，3368。CR級(jí)類別命名復(fù)興號(hào)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組英文代號(hào)為CR，中文命名為復(fù)興號(hào)動(dòng)車組。時(shí)速分為400、300、200三種基本類型，滿足不同市場(chǎng)需求，后來兩種是技術(shù)下延的衍生品。里面又有小的分類。CR400CR400是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的高速檔類型，分為兩種：

CR400AF

CR400BF復(fù)興號(hào)G124次列車

為8節(jié)編組，其中兩頭的司機(jī)室共有10個(gè)商務(wù)座，1號(hào)車廂為一等座，其余7節(jié)車廂為二等座?！皬?fù)興號(hào)”采用全新低阻力流線型頭型和車體平順化設(shè)計(jì)，把車頂?shù)氖茈姽涂照{(diào)系統(tǒng)這個(gè)“鼓包”下沉到了車頂下的風(fēng)道系統(tǒng)中，使列車阻力比既有CRH380系列降低7.5%~12.3%，更加節(jié)能、美觀。復(fù)興號(hào)”的二等座前后均有不間斷供電的220V標(biāo)準(zhǔn)插座，每2個(gè)座位間的插座中還有USB接口。車廂里更是設(shè)置了全程免費(fèi)WiFi，在全程滿員的情況下，依然可以流暢地玩網(wǎng)絡(luò)游戲。CR300

是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的中速檔類型，最高時(shí)速300公里及以上，持續(xù)運(yùn)行時(shí)速250公里，適應(yīng)于低級(jí)中國(guó)高速鐵路。CR200是中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組的低檔類型，最高時(shí)速200公里及以上，持續(xù)運(yùn)行時(shí)速160或200公里，以適應(yīng)中國(guó)快速鐵路（200km/h）和高級(jí)普速鐵路（160km/h）。長(zhǎng)寬高“復(fù)興號(hào)”列車高度為4050毫米、寬度為3360毫米,25米長(zhǎng)。相比較CRH380B型的556人定員，CR400BF定員增加了20人，為576人；同時(shí)，車廂內(nèi)的二等座椅間距統(tǒng)一加大到1020mm、一等座椅間距統(tǒng)一加大到1160mm；另外，“復(fù)興號(hào)”的二等座座椅還加長(zhǎng)了20毫米。為了實(shí)現(xiàn)引進(jìn)動(dòng)車組技術(shù)的消化吸收和再創(chuàng)新，鐵道部根據(jù)高速列車基本組成、技術(shù)難度和我國(guó)鐵路機(jī)車車輛的工業(yè)化水平，把高速動(dòng)車組的技術(shù)分成九大關(guān)鍵技術(shù)和十項(xiàng)配套技術(shù)。1）動(dòng)車組總成（即系統(tǒng)集成）具體有：①輪軌關(guān)系接口——輪軌匹配關(guān)系。②弓網(wǎng)關(guān)系接口——符合400km/h以上運(yùn)行速度的高速受電弓動(dòng)力學(xué)參數(shù)，滿足氣動(dòng)性能、阻力要求和噪聲要求的高速受電弓結(jié)構(gòu)。③流固耦合關(guān)系接口——保證列車安全運(yùn)行的環(huán)境風(fēng)控制范圍；隧道的斷面、洞口的形狀和尺寸；列車阻力和氣動(dòng)抬升力限值；④機(jī)電耦合關(guān)系接口——根據(jù)線路條件和動(dòng)車組狀態(tài)，給出滿足高速列車3min跟蹤間隔需求的牽引供電系統(tǒng)的總體參數(shù)。⑤環(huán)境耦合關(guān)系接口——確定高速列車的噪聲和噪聲聲強(qiáng)控制值，提出高速鐵路聲屏障和隧道吸音材料的性能參數(shù)要求。通過集成使動(dòng)車組達(dá)到牽引、制動(dòng)、車輛動(dòng)力學(xué)、列車空氣動(dòng)力學(xué)、舒適性和安全性等性能要求。2）牽引傳動(dòng)控制系統(tǒng)①主變流器：采用新型大功率半導(dǎo)體器件，從最早的晶閘管發(fā)展到GTO、IGBT、IPM，以至IGCT。②牽引變壓器：③牽引電動(dòng)機(jī)：④牽引傳動(dòng)控制：3）高速轉(zhuǎn)向架

關(guān)鍵技術(shù)有：①轉(zhuǎn)向架輕量化技術(shù)；②轉(zhuǎn)向架懸掛技術(shù)；③轉(zhuǎn)向架驅(qū)動(dòng)技術(shù)；④牽引電動(dòng)機(jī)懸掛技術(shù)。高速列車制動(dòng)

關(guān)鍵技術(shù)有：①基礎(chǔ)制動(dòng)技術(shù)；②動(dòng)力制動(dòng)技術(shù)；③復(fù)合制動(dòng)技術(shù)；④非粘著制動(dòng)技術(shù)（非粘著制動(dòng)主要是指電磁軌道制動(dòng)和渦流軌道制動(dòng)）；⑤防滑控制技術(shù)。5）高速車體技術(shù)高速列車在車體方面的關(guān)鍵技術(shù)主要包括：①車體輕量化技術(shù)：包括采用新材料、新工藝；改變車體結(jié)構(gòu)；優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；模塊化和集成化。②氣動(dòng)外形技術(shù)。③車體密封技術(shù)。6）列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)對(duì)于高速列車安全運(yùn)行起著重要的作用，因?yàn)楦咚倭熊嚨墓收蠒?huì)帶來嚴(yán)重的后果，因此必須在事故發(fā)生以前，利用先進(jìn)的裝備發(fā)現(xiàn)和預(yù)防故障。高速列車控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)大致可以分為運(yùn)行監(jiān)控、故障檢測(cè)與診斷以及通信網(wǎng)絡(luò)3個(gè)方面的內(nèi)容。十項(xiàng)配套技術(shù)十項(xiàng)配套技術(shù)包括：空調(diào)系統(tǒng)、集便裝置、車門、車窗、風(fēng)擋、鉤緩裝置、受流裝置、輔助供電系統(tǒng)、車內(nèi)裝飾材料和座椅等。1）空調(diào)系統(tǒng)動(dòng)車組的車內(nèi)空氣清潔度、車內(nèi)平均溫度、車內(nèi)濕度、車內(nèi)空氣流速、應(yīng)急通風(fēng)量等直接關(guān)系到旅客的乘坐舒適度。動(dòng)車組的空調(diào)系統(tǒng)性能應(yīng)符合相關(guān)要求，每輛車均配有1套獨(dú)立的空調(diào)系統(tǒng)?？照{(diào)系統(tǒng)的主要功能：①供應(yīng)新風(fēng)，排放廢氣；②采暖和制冷制熱能力；③氣流的導(dǎo)向和分配；④新風(fēng)的初步過濾；⑤混合氣體的過濾；⑥新風(fēng)和排氣系統(tǒng)的壓力保護(hù)；⑦緊急通風(fēng)。2）集便裝置高速動(dòng)車組通常采用全封閉式集便系統(tǒng)。即控制水箱的水進(jìn)入集便器沖洗，然后排入污物箱。在列車停車后，定時(shí)對(duì)污物箱的污物進(jìn)行處理。根據(jù)控制原理的不同，高速列車的廁所又分為真空式、循環(huán)式、噴射式和生物處理式。其中較為成熟的是真空式和循環(huán)式，尤其真空式廁所已成為當(dāng)前高速列車采用的首選，它具有清潔衛(wèi)生、無環(huán)境污染、造價(jià)低廉、使用可靠和維修方便等優(yōu)點(diǎn)。3）車門高速動(dòng)車組的車門包括車廂外側(cè)的側(cè)拉門和客室內(nèi)部?jī)啥说膬?nèi)端門。這2種車門的工作性質(zhì)和要求是完全不同的，側(cè)拉門是將車廂與外界隔離的最后一道“防線”，它只能在整車停穩(wěn)后才能打開，而在列車運(yùn)行時(shí)必須保持關(guān)閉并具有良好的氣密性，因此，側(cè)拉門除堅(jiān)固結(jié)實(shí)外，還必須滿足氣密性和隔聲要求；而內(nèi)端門主要功用是保持客室的相對(duì)獨(dú)立性和起一定的隔熱隔聲效果，因此，內(nèi)端門往往采用自動(dòng)感應(yīng)電動(dòng)式滑動(dòng)門。4）車窗動(dòng)車組車窗包括司機(jī)室前窗和客室側(cè)面車窗2種。它們除了必須具有足夠的強(qiáng)度要求外，還必須具有良好的隔熱隔聲性能和減速功能（即減緩高速運(yùn)行時(shí)司機(jī)和旅客對(duì)窗外景物的視覺反應(yīng)速度）。5）風(fēng)擋當(dāng)動(dòng)車組以200km/h以上的速度高速運(yùn)行時(shí)（尤其是2列動(dòng)車組會(huì)車或通過隧道時(shí)，甚或2列動(dòng)車組在隧道內(nèi)會(huì)車時(shí)），為了保護(hù)旅客的耳膜不受車外空氣壓力波動(dòng)的影響，動(dòng)車組的車體必須具有良好的密閉性，當(dāng)然與之配套的車廂與車廂間的連接風(fēng)擋也必須具有很好的密閉性。所以，高速動(dòng)車組的風(fēng)擋通常采用密閉式橡膠風(fēng)擋或雙層折棚風(fēng)擋。6）鉤緩裝置為了減少高速運(yùn)行時(shí)的縱向沖擊，高速動(dòng)車組的車鉤一般采用自由間隙很小的密接式車鉤。通常車端采用了密接式自動(dòng)車鉤，并設(shè)有彈簧緩沖器及球形橡膠軸承，以減少車輛運(yùn)行中產(chǎn)生的縱向沖擊力。中間車既可以采用與端部同樣的密接式車鉤，也可以采用半永久車鉤連接。7）受流裝置采用電力牽引的高速列車必須通過弓網(wǎng)受流系統(tǒng)不間斷地從接觸網(wǎng)上獲取電能。受流裝置是將電能由接觸網(wǎng)順利導(dǎo)入動(dòng)車組內(nèi)部變壓設(shè)備的重要裝置。受流裝置按其受流方式有多種形式，但高速動(dòng)車組通常采用受電弓受流器。弓網(wǎng)受流系統(tǒng)必須滿足的基本條件是：良好的受流質(zhì)量，安全的運(yùn)行性能，足夠的使用壽命，減少對(duì)周圍環(huán)境噪聲的影響。良好的受流質(zhì)量依賴于弓網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定和跟隨性，保證弓網(wǎng)間良好的接觸，不離線、不產(chǎn)生火花。8）輔助供電系統(tǒng)輔助供電系統(tǒng)是保證動(dòng)車組除主傳動(dòng)系統(tǒng)以外的所有用電設(shè)備正常工作的必不可少的系統(tǒng)?，F(xiàn)代高速動(dòng)車組的輔助供電系統(tǒng)通常采用列車線供電方式，由分散布置在若干輛車底架的各電源設(shè)備向干線并聯(lián)供電。輔助供電系統(tǒng)從主變流器中間直流環(huán)節(jié)取電，由輔助變流器以及蓄電池等設(shè)備組成。用電設(shè)備包括空氣壓縮機(jī)、冷卻通風(fēng)機(jī)、油泵/水泵電機(jī)、空調(diào)系統(tǒng)、采暖設(shè)備、照明設(shè)備、旅客服務(wù)設(shè)備、應(yīng)急通風(fēng)裝置、診斷監(jiān)控設(shè)備和維修用電等。某些車車底架下設(shè)置有容量充足的充電機(jī)和蓄電池組，充電機(jī)向蓄電池充電并向低壓負(fù)載供電。緊急時(shí)由蓄電池供電。9）車內(nèi)裝飾材料為了保證車輛的輕量化及旅客乘坐的舒適性，車內(nèi)裝飾通常采用輕量化、模塊化設(shè)計(jì)，采取隔聲降噪