新一代高速动车组车体设计创新技术

(下转84页)DOI：10.16660/ki.1674-098X.2017.33.082浅谈我国CRH动车设计中的创新孙诗凝(首都师范大学第二附属中学 北京 100097)摘 要：我国轨道客车的发展近年来取得了长足进步，尤其以CRH动车为代表的“高铁”以其高速的运行能力、平稳舒适的乘坐体验和高度安全系统控制赢得了广泛好评，成为我国高端技术“走出去”的一张名片，本文从物理学和数学角度出发，探析了CRH 动车设计中主要的技术创新点。

关键词：动车组 轻量化设计 牵引 制动 离心力 空气阻力中图分类号：U266.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2017)11(c)-0082-02CRH （China Railway High-speed），即列车领域“中国铁路高速”的品牌标志，由我国从国外等知名公司引进相应的先进技术，并加以吸收和改造之后，由之前的中国南车和北车（现已合并为中国中车）进行制造和生产，这一系列均称作为“和谐号”高速列车。

与此同时，随着各个学科的不断发展与交融，以物理和数学为代表的学科逐步应用于多个现实领域，诸如动车领域。

基于我国CRH的不断发展，技术领域也有着长足的发展。

其中，物理学和数学上的创新设计也不断突出，对于我国CRH动车设计有着重要的影响。

1 CRH动车设计中涉及的物理学与数学原理(1)物体的重力原理：车体里所有设备、人员的重量，并利用支撑装置将力转移至钢轨。

(2)牵引力和制动力原理：该力由转向架转移过来，通过相应的缓冲设备，从而牵引列车运行。

(3)离心力和风阻力原理：该力是在运行过程中，车体受到来自横向纵向的多个力作用的综合结果。

2 CRH动车主要技术创新点CRH动车以其高速的运行能力、平稳舒适的乘坐体验和高度安全系统控制赢得了广泛好评，这主要源于一系列技术创新，笔者尝试从物理学和数学角度出发，在轻量化设计、动力及制动系统、高速离心力和风阻力克服等方面加以阐述。

高速动车组车体关键制造技术摘要：铝合金车体具有重量轻、耐腐蚀、外观平整度好、易于制造等优点，广受世界各地城市交通公司的欢迎。

基于此，本文详细探讨了高速动车组车体的关键制造技术。

关键词：高速动车组；车体；制造技术随着我国高速动车组的成功运营，铝合金车体将逐步取代碳钢应用于轨道车辆。

铝合金车体作为交通设备的载体，其结构强度、力学性能和抗疲劳性能对车辆的运营稳定性及使用寿命有着重要影响。

因此，研究分析高速动车组车体的关键制造技术具有重要意义。

一、铝合金车体制造技术在我国的发展历程我国开发铝合金车体的起步较晚。

1989年,长春客车厂参照日本模式开发了首辆铝合金地铁车体,目前该车体仍在北京运行。

由于该车体在设计上采用板梁结构,制造工艺繁琐、平整度差、成本高而未在市场上大规模推广使用。

1996年,铁道部组织人力、物力开发了ICE2型结构铝合金车体,采用德国进口材料,用简易自动焊设备和自制窗口机加设备成功制造出了中国第一台混合结构铝合金车体。

该车体的制造成功,客观上促进了国内企业对车辆用铝合金型材的技术开发,经多年铝合金大型型材的基础产业研究,目前在关键材料配套上已实现国产化,为铝合金车体降低成本和市场化提供了前期条件。

二、关键制造技术1、整体加工和加工仿真技术。

传统客车车体加工采用大部件机械加工后组焊形成车体的加工工艺，这种加工工艺会导致大部件产生应力变形，车体总成装配精度低，不能满足高速动车组车体加工要求。

高速动车组车体制造采用整体加工技术。

车体组焊调修后，用专用测量仪对转向架支撑部位进行称重测量，计算出转向架支撑部位受力情况和加工余量，同时，采用专用机床探头探测车体加工部位位置尺寸，将测量结果存入加工程序参数中，最后调用数控加工程序对车体进行整体加工。

此技术解决了因焊接应力变形而影响车体加工精度的问题，保证了车体与转向架连接部位的安装精度。

高速动车组车体制造中采用了数控加工仿真技术，提高了车体大部件加工精度，缩短了制造周期。

高速列车车体设计关键技术研究一、概览随着全球化的加速和城市化的推进，交通需求日益增长，高速铁路作为现代交通的重要支柱，正面临着巨大的发展压力。

在这种背景下，高速列车车体设计成为了行业内迫切需要解决的问题。

本文将对高速列车车体设计中的关键技术进行综述，以期为未来车体设计提供参考。

高速列车车体设计涉及多个学科领域，包括空气动力学、结构力学、材料科学、电子信息等。

还需要综合考虑运行速度、载荷情况、环境条件等多种因素。

高速列车车体设计具有高可靠性、高安全性、高精度等要求。

高速列车车体设计已经取得了一系列重要成果。

某型高速列车成功实现了160公里小时的试验速度，刷新了世界纪录。

这为实现更高速度的高速列车研发奠定了基础。

仍有一些技术问题需要解决。

在高速运行状态下，列车车辆之间的舒适性和动力性能需要进一步优化；车体轻量化是降低能耗和提高速度的关键措施之一，但如何实现车体轻量化同时保证车辆强度和稳定性仍是一个挑战；随着智能化技术的发展，如何在车体设计中融入智能控制、故障诊断等功能也需要深入研究。

1. 高速列车的发展背景与意义随着世界经济的快速发展，交通基础设施的需求日益增长，尤其是高速、大容量、环保的交通方式受到了广泛关注。

在此背景之下，高速列车作为一种具有较高客运效率、较短时间内输送旅客能力的交通工具，逐渐成为国际交通运输领域的热门话题。

从20世纪60年代开始，各国开始对高速铁路的研究与建设展开密切关注。

自1964年法国建成世界上第一条高速铁路TGV东南线开始，至今已有50多年的历史。

在这段时间里，许多国家和地区都相继开展了高速铁路的建设，并取得了一系列科技成果。

进入21世纪，高速铁路迎来了前所未有的发展机遇，欧洲、北美、亚洲等多个地区纷纷加大投入，开展高速铁路建设与改造。

高速列车具有极高的客运效率。

相较于普通铁路，高速列车能够以更高的速度、更短的时间运送旅客，大大提高了铁路的运行效益。

对于乘客来说，乘坐高速列车出行，享受到的服务更加舒适、快捷。

高速动车组高速动车组是一种现代化的铁路列车，由于其高速、高效和安全的特性，成为了现代铁路运输的重要组成部分。

本文将从以下几个方面介绍高速动车组的特点、优势以及技术创新。

一、高速动车组的特点1. 高速性能：高速动车组的最大速度可达到每小时350公里以上，大大缩短了城市之间的行车时间，提高了运输效率。

2. 舒适性：高速动车组采用了先进的悬挂系统和隔音装置，减少噪音和震动，乘客在列车上可以获得更加舒适的旅行体验。

3. 安全性：高速动车组配备了先进的安全设备，如自动紧急制动系统、防撞装置和火灾报警系统等，确保列车在运行过程中的安全。

4. 环保性：高速动车组采用了先进的动力系统，如电力驱动或混合动力系统，减少了对环境的污染，降低了能源消耗。

5. 多功能配套：高速动车组车厢内配备了餐车、儿童乐园、商务会议室等多种功能区域，为乘客提供了更多选择和便利。

二、高速动车组的优势1. 提高运输效率：高速动车组的高速性能和大容量设计，可以大幅提高铁路运输的效率，减少了交通拥堵和排队时间。

2. 降低成本：高速动车组的运营成本相对较低，相比其他交通工具，高铁的运营成本更加经济实惠。

3. 促进区域发展：高速动车组连接了各个城市，促进了区域间的经济交流和发展，形成了一个更加紧密的经济圈。

4. 提高客户满意度：高速动车组提供了舒适的乘坐体验和多元化的服务，满足了旅客对于高品质出行的需求。

5. 促进旅游业发展：高速动车组连接了不同的旅游景点，方便了旅客的出行，推动了旅游业的发展。

三、高速动车组的技术创新1. 车体设计创新：高速动车组采用了轻量化材料和优化设计，使车体更加坚固而轻巧，减少了空气阻力和能耗。

2. 动力装置创新：高速动车组采用了先进的电力驱动或混合动力系统，提高了能源利用效率，减少了对环境的污染。

3. 通信信号创新：高速动车组采用了先进的通信信号系统，确保了列车之间的高精度定位和安全行车，减少了事故的发生概率。

4. 运维技术创新：高速动车组采用了先进的监测和维护技术，实现了智能化运维管理，提高了列车的可靠性和安全性。

我国新一代高速动车组制造工艺技术的应用与集成我国新一代高速动车组制造工艺技术的应用与集成随着科技的进步和经济的快速发展，中国的高速动车组制造工艺技术正经历着快速的发展与创新。

这些技术的应用与集成不仅提升了我国的制造能力和竞争力，还为人民群众提供了更加安全、舒适和便捷的出行选择。

首先，新一代高速动车组制造工艺技术的应用使得列车的制造变得更加智能化和数字化。

通过引入先进的机器人技术、自动化装配线和智能控制系统，制造企业能够实现生产过程的自动化和高效化。

这不仅提高了生产效率，还降低了制造成本。

同时，数字化技术的应用使得制造企业能够实现对整个生产过程的实时监控和数据分析，从而能够更好地优化生产流程和质量控制。

其次，新一代高速动车组制造工艺技术的应用与集成还带来了列车的多元化功能和性能的提升。

例如，新一代高速动车组的车身采用了轻量化材料，提高了列车的能效和减排能力。

同时，新一代高速动车组的设计还加强了列车的稳定性和安全性能，使得列车在高速运行时更加稳定和安全。

此外，新一代高速动车组的内部设计也更加注重乘客的舒适度和便捷性，提供了更宽敞的座位、更好的空调系统和更先进的信息娱乐设施。

最后，新一代高速动车组制造工艺技术的应用与集成还推动了我国制造业的转型升级。

通过引入先进的制造技术和装备，我国的制造企业不仅能够提高产品质量和技术水平，还能够拓展国际市场。

新一代高速动车组的成功制造和出口，不仅为我国的制造业树立了良好的形象，还带动了相关产业链的发展和就业机会的增加。

总之，我国新一代高速动车组制造工艺技术的应用与集成正不断推动着我国高速铁路的发展，并为人民群众提供了更加安全、舒适和便捷的出行选择。

随着科技的不断进步和创新，我相信我国的高速动车组制造技术将会继续迈向更高的水平，并在未来的发展中发挥更加重要的作用。

CRH2型动车组总体技术2.1动车组总体技术CRH2型动车组为动力分散、交流传动电动车组。

动车组具有“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术特点。

先进：动车组采用铝合金空心型材车体，采用了先进的IGBT功率元件以及VVVF牵引控制方式。

成熟：动车组的原型车为日本新干线动车组，其主要系统和部件均有长时间的运营业绩。

经济：动车组采用了流线型设计，各车辆的最大轴重仅14t，牵引和制动能耗低。

另外，列车采用再生制动方式，在节能、环保以及减少机械损耗等方面具有独特的优越性。

适用：动车组具有速度提升能力，通过调整动车、拖车的比例，动车组能够灵活适应200～300km／h各速度等级的运行。

另外，动车组还可以通过两列联挂来满足大运量的需求。

可靠：动车组采用了先进的防滑、防空转控制系统和自动列车保护系统，为列车在各种运行环境下的准时性提供了可靠的保障。

2.1.1列车组成和主要参数2.1.1.1编组CRH2型动车组最高运营速度为250km／h，可在中国铁路既有线路(指定区间)和客运专线上运行。

动车组采用8辆编组，4动4拖，由两个动力单元组成，每个动力单元由2个动车和2个拖车(T-M-M-T)组成。

CRH2型动车组编组见图2.1，动车组编组代号意义参见表2.1。

动车组前后两端均设驾驶室，列车通常运行时在前端的驾驶室内进行操作。

受电弓设在4号和6号车上，动车组运行时采用单弓受流，另一受电弓处于折叠状态。

两列动车组可联挂运行，联挂时受电弓采取双弓受流。

表2.1动车组编组代号含义表注：数字1，2表示不同型号。

2.1.1.2轴重配置动车组各车的质量如表2.2所示，列车定员610人，最大轴重为14t，最小轴重11.7t。

表2.2CRH2型动车组各车辆的质量2.1.1.3车辆定位车辆的定位、转向架、车轴及车轮的编号按图2.2进行定义。

2.1.1.4车内主要设备配置CRH2型动车组具体编组结构参见图2.3，各车辆的车内主要设备如表2.3所示。

复兴号动车组智能技术创新应用及展望摘要：随着我国城市化发展和我国经济水平的快速发展，信息化发展步伐的加快，大数据、物联网和智能化技术得到了普遍发展，全球各大领域均在推行数字化和智慧化发展战略。

中国高铁的智能化发展将作为智慧城市及智慧国家发展的有力支撑。

表示中国智能化高铁将采用云计算、物联网、大数据、北斗定位、5G(第五代移动通信)、人工智能等先进技术，通过新一代信息技术与高铁技术的集成融合，实现高铁建造智能化、装备智能化、运营技术智能化水平的全面提升，使高铁运营更加安全高效、绿色环保、便捷舒适。

关键词：动车组;智能技术;创新应用引言复兴号智能动车组主要围绕智能行车、智能服务、智能运维等3个方面开展智能技术创新和应用。

智能行车，采用有人值守自动驾驶技术;智能服务，采用基于环境感知技术的灯光智能调节、基于多媒体技术的多元信息推送等;智能运维，主要基于智能传感、大数据、特征提取等技术实现运维服务智能化。

1我国高速动车组运维目前面临的挑战随着动车组市场份额的不断增加以及运行环境的复杂、多样化，列车运维保障的难度不断增加，如何快速响应运维过程中发生的各种情况，即时处理分布于各国的列车在运行过程中遇到的各种问题，建立快捷、高效的运维模式是动车组运维面临的一大挑战。

另一方面，我国动车组运维采用的计划维修（即定期维修）体制，其维修量大、工作强度高、维修精准性不足，既造成了高昂的运维成本，也浪费了资源。

更为紧迫的是，我国高铁装备海外出口势头已经形成，但是由于技术装备输入国通常强制要求相关劳动力资源本土化，我国现有劳动力密集型维修体制无法在国外复制，难以满足高铁海外出口的维修保障需求。

针对以上现状，如何精确掌握列车状态、保障运行安全、提高维修效率、满足国内和海外维修保障需求，是动车组运维面临的又一挑战。

为解决动车组运维目前所面临的上述问题,迫切需要改变目前以时间计划为目标的运维模式,而是根据设备当前性能状态来决定是否需要维护及维护作业内容,实现设备预测性维护,这需要建立在对设备状态准确检测的基础之上。