动车组知识
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动车组一、发展历史早期的动车各节自成体系,不能相互操作,列车中每节动车都要有人操作。
然而通勤线路弯道多,通勤列车又走走停停,即使是经验丰富的老司机之间的配合也难免会出差错,容易发生事故。
频繁的事故使得动车列车编组只能很小,这大大扼杀了动车编组灵活的优势。
好在车到山前自有路,一项来自新型电力机车的技术──重联,砸碎了动车发展的枷锁。
重联,指用特定手段将兼容机车的联系在一起,由一个司机室操纵。
最常见的手段是用一组重联电缆连接多台同系列机车的操控系统或动力系统。
动车由电力机车发展而来,产生于电力机车的重联技术也很快用于动车列车。
从此,动车列车和和与无动力车厢混编的列车可以由一个司机全面操控了。
从此,动车组诞生了。
时间:1903年7月8日。
地点:德国柏林。
编组:动车+无动力车厢+动车+动车+无动力车厢+动车。
这种无动力车厢不会隔断动车之间的联系,因为它也安装了重联线。
与动车相对,这种专门为动车组准备的无动力车厢叫从车,中文翻译为拖车──尽管有时候它是被夹着走或者推着走。
8月14日,由接触网供电的单相交流电动车组问世。
10月28日,西门子公司制造的三相交流电动车组进行高速试验,首创时速210.2公里的历史性记录。
一战结束,内燃机车开始普及,内燃动车出现。
二战结束,内燃机车也能重联了,内燃动车组出现。
60年代,日本决心新建高速客运铁路网,于是有了世界上首列运营用高速动车组──新干线-0系。
70年代,法国试制了燃气轮机高速动车组──TGV-0。
80年代,高速铁路网在欧洲延伸,风驰电掣的各系TGV以300km/h的速度成为法国人的骄傲。
90年代,TGV试验速度突破500km/h。
新世纪,TGV试验速度突破570km/h。
然而在大多数场合,动车组担负的都是市内、市郊、城际通勤任务。
大多数轻轨、地铁以及国外大多数城际列车都是动车组。
高速列车在动车组中只占很小比例。
引用一份来自网络的统计,世界各国/地区的铁路系统中,使用动车/动车组最大的为日本,占87%;荷兰、英国次之,分别占83%和61%;法国、德国又次之,分别占22%和12%。
二、动车组的分类1.按照动拖比分类列车中,有动力的车轴所承载的车重与无动力的车轴所承载的车重之比称为动拖比。
列车动拖比小于1:3为动力集中;小于1:1但不小于1:3为弱动力分散;等于和大于1:1为强动力分散。
当列车编组中,动力车全部车轴均有动力、每节动力车轴数与非动力车轴数相同且轴重接近的情况下,可以用动力车数量与非动力车节数之比粗略计算动拖比。
这是最常见的动车组分类方式。
需要注意的是,这个分类方式也同样适用于传统列车。
一个比较极端的强动力分散例子是一台132吨机车与两节55吨车厢组合的编组。
动力集中系动车组非常少见,目前已知只有德国ICE1的2动车12拖车编组和中国“新曙光”的2动车9拖车编组,前者曾用于城际特快,现用于长途直达班次,后者被不科学地用于城际线路。
弱动力分散系动车组相对多见,多用于城际和中长途线路。
法国的TGV、德国的ICE1-2动车10拖车编组和ICE2、美国的Acela、瑞典的X2000、中国的“中华之星”、“蓝箭”、“神州”等都是这样。
强动力分散系动车组最为常见,多用于通勤场合,但也常用于城际和中长途线路。
地铁与轻轨中的动车组、日本的新干线各系、法国的AGV、德国的ICE3、中国的“先锋”、“中原之星”、“长白山”以及CRH系列均属此列。
2.按照用途分类目前,绝大多数型号和数量的动车组都被用于客运领域。
少量动车组被用于货运。
还有极少一部分用于轨道检测等特殊用途。
3.按照动力/燃料类别分类这本是一种有些牵强的分类,但因与该分类方式所对应的专用名词、词组和缩写已经存在,故立此分类方式。
按照这一方式,动车组可以分称电力动车组和内燃动车组;蒸汽动车之间无法联控,所以到目前为止没有蒸汽动车组。
三、动车组的优点单纯就原理来讲,动车组不比传统列车更有优势,反而增加了编组和维护的麻烦。
但在实际应用中,具体车型与具体应用环境的恰当结合能让动车组拥有传统列车不具备的巨大优势——当然,也有配置与现实脱节的失误。
具体到中国,动车组一般具有加速能力强、爬坡能力强、换向方便等优点。
1.加速能力强在中国,与传统列车相比,动车组比较突出的优点可发挥的牵引力更大。
中国铁路上的传统客运列车一般是一台机车牵引大编组客车,机车88吨或132吨,客车编组880吨~1100吨,动力集中,动拖比非常小,导致列车可发挥牵引力很小。
而动车组多为动力分散;即使偶有动力集中型号,其动拖比仍然大于传统的大编组客运列车,在功率充足和技术条件相仿的情况下做同T位折算,在车轮出现空转之前,动车组能比传统列车发挥出更大的牵引力。
这同时导致两个特征:动车组加速能力更强,也能更从容地应付陡坡。
加速能力强,列车出站或通过限速缓行区段后能在短时间内恢复到正常运营速度。
对于旅客而言,这意味着列车在同样的运行时间里能停靠更多车站,方便出行,或者在线路良莠不齐时旅行时间比传统大编组客车更短;对于技术管理部门,这意味着列车起动、加速附加时间稍,更容易调度,更容易提高铁路的运用效率;而对于生产厂家,这意味着不必为了保证列车平均速度而批名挤提高列车最高允许速度的独木桥——这同时节省了造车成本和修路成本。
动车组的动力分散化程度越高,这个特征越明显。
小编组的传统列车、双机车牵引的传统列车和某些双节机车牵引的传统列车确实可以进入弱动力分散领域,拥有较高的加速能力,但在国内这样的列车只是少数,没有普遍意义。
2.爬坡能力强这个特征在上以特征中已附带提及。
同样,动车组的动力分散化程度越高,这个特征越明显。
强分散动力动车组在功率充足的情况下能在2%的连续坡道上仍然能保持准高速或者高速运行的能力,而动力集中的传统列车只能慢慢蹭上去。
中国入围的高速列车都是强动力分散动车组,强悍的爬坡能力为高速铁路的选线提供了极大便利,能有效降低线路修建与维护成本。
中国传统列车和自主研发的动车组均不具备在连续大坡度线路上以高速或准高速通过的能力,所以这一块市场由仅靠技术和合资技术填补。
3.换向方便中国的传统列车,运营中的换向步骤是“进站停车-摘除前端机车-列尾重新挂上机车-再次开出”。
而动车组,只要仍然保持在正常的成组运营状态,则列车两端必然由司机室,每个司机室都可以操控整列车上的动力与制动设备,换向时只需要司机前往列车另一端的司机室。
这省掉了机车调车作业的步骤,从而节省了换向时间,也减少了车站线路被机车调车占用的时间,还降低了因摘车、挂车事故导致人身伤害的几率。
传统列车也确实可以做到这一点。
列车两端都挂上机车,或者一端挂机车而另外一端挂带司机室的控制车,再用重联缆线贯通整列车,让两端的司机室都能操控整个列车的运行于制动能力,即可实现换向不摘挂。
但国内不存在这种运营模式,所以运营中换向不摘挂在国内只是动车组的专利。
四、我国的动车组技术一. 我国已经掌握了世界先进成熟的铁路机车车辆制造技术。
法国阿尔斯通、日本川崎重工、加拿大庞巴迪、德国西门子、美国GE、EMD等公司,都是世界著名的铁路技术装备制造企业,他们拥有当今世界一流的时速200公里及以上动车组和大功率电力、内燃机车设计制造技术。
经过艰苦努力,我们成功实现了这些技术的转让引进,使我国铁路装备技术一下子跻身世界先进行列。
二. 动车组和大功率机车的核心技术已为我所有。
高速动车组的总成、车体、转向架、牵引变流、牵引控制、牵引变压、牵引电机、列车网络控制和制动系统等核心技术,大功率电力机车的总成、车体、转向架、主变压器、网络控制、主变流器、驱动装置、牵引电机、制动系统等核心技术,大功率内燃机车的柴油机、主辅发电机、交流传动控制等核心技术,以及大量的配套技术,我们已经掌握。
运用这些技术生产的时速200公里及以上动车组和大功率机车的国产化率可达到70%以上。
三. 实现了低成本引进。
我们引进的动车组和大功率机车技术,价格比其他国家低得多,动车组比西班牙低14%、比韩国低20%,6轴大功率机车比欧洲同类产品市场价格低44%。
之所以能够取得这样高的性价比,主要是我们充分利用了中国铁路巨大的市场优势,以及在铁道部主导下国内各企业的组合优势,再加上采取了灵活的谈判策略,实现了国家利益的最大化。
四. 加快了我国机车车辆制造工业现代化步伐。
在这次大规模的技术引进中,国内共有十多家机车车辆重点制造企业和几百家外围企业直接从中受益,实现了机车车辆制造水平的跨越,增强了市场竞争力,有力地推动了我国相关民族工业的发展壮大。
在这些重点制造企业中,长春轨道客车股份有限公司受让阿尔斯通公司的技术,已经制造生产出了CRH5型动车组;四方机车车辆股份有限公司受让日本川崎重工的技术,制造生产CRH2型动车组;青岛BSP公司受让加拿大庞巴迪公司的技术,制造生产CRH1型动车组;唐山机车车辆厂受让德国西门子公司的技术,制造生产CRH3型动车组;大连机车车辆公司受让日本东芝公司和美国EMD公司的技术,生产和谐3型大功率电力机车与和谐型大功率内燃机车;大同电力机车公司受让阿尔斯通公司的技术,生产和谐2D型大功率电力机车;株洲电力机车公司受让德国西门子公司的技术,生产和谐2Z型大功率电力机车;戚墅堰机车车辆厂受让美国GE公司的技术,生产和谐型大功率内燃机车。
永济电机厂、株洲机车车辆研究所和铁道科学研究院等企业,也受让了先进的牵引电机、牵引和辅助变流器、牵引控制系统等关键技术,形成了我国铁路新的机车车辆制造产业群。
CRH2的受电弓五.是再创新工作已取得重要进展。
动车组方面,正在全力推进大编组动车组、卧铺动车组等自主创新工作,同时在时速200公里的技术平台上,自主创新研制的时速300公里动车组即将下线,将在京津、武广、京沪等客运专线上投用,成为未来我国高速客运的主力车型。
大功率机车方面,在6轴总功率7200千瓦的技术平台上,正在组织实施牵引变流器、牵引电机、车体、转向架以及整车集成技术的自主创新,机车总功率可提高到9600千瓦,成为未来牵引货物列车的主力机型。
CRH1:主要运行在广深线,由四方机车车辆公司和加拿大旁巴迪公司合作研制。
CRH2:主要运行在北京以南各段,由四方机车车辆公司和日本川崎重工联合制造。
CRH3:主要运行在京津线,由唐山机车车辆公司和德国西门子公司合作研制。
五、和谐号动车组中国铁路第六次大提速上线运行的动车组名称为“和谐号”。
原名CRH系列,CRH 是China Railway High-speed(中国铁路高速)的缩写,目前有CRH1—CRH5几种型号。
这些型号分别从日本、德国、法国等国引进先进技术,并消化吸收及国产化,成为“具有我国自主知识产权”的动车组产品系列。
铁道部副总工程师兼运输局局长张曙光说,在思考名称的时候主要考虑了几个因素:首先是人与自然的和谐。