动车组运用管理教材
动车组的主要技术特点有:
高速动车组
动车组的技术特点
动车组的特点: ▪ 固定编组 ▪ 动力集中或动力分散 ▪ 密接车钩 ▪ 整体运用 ▪ 整体保养检修 ▪ 大修前不解体 ▪ 采用网络控制 ▪ 交流传动/液力传动 ▪ 制动系统完整设计
高速(电)动车组的特点: ▪头部流线型 ▪车体轻量化技术 ▪高速转向架 ▪高速受流技术 ▪车厢密闭、空调换气 ▪高功率重量比 ▪低噪声、低轮轨力 ▪配现代化动车段、综合维修基地
高速铁路动车组运用管理
第一节 高速铁路动车组构成及 特点
高速动车组
主要内容
动车组的构成
动车组构成
动车组的技术特点
车体及车内设备 转向架 制动及其控制 供电与牵引系统 空调系统 网络控制
动车组的运用与维修 动车组运用 动车组维修 国外动车组检修基地 简介
国产动车组及维修基地 国产动车组情况 四种车型的性能对比 动车组基地及运用所 分布
高速动车组
7.列车自动控制及故障诊断技术
目前在世界高速铁路上的自动控制方式主要分为两 类,一类是以设备为主,人控为辅的控制方式,以 日本新干线采用的ATC(列车自动控制)方式为代 表。另一类是人机共用、人控为主的方式,以法国 TGV高速列车为代表,主要采用TVM300型安全防 护系统及改进的TVM430型安全防护系统,还有德 国ICE高速列车采用的FRS速差式机车信号和LZB型 双轨条交叉电缆传输式列车控制设备等。
车内设备约占客车总重量的20%,轻量化具有重要意 义。
1.车内设备如门、窗、行李架、座椅、供水设各、卫生设备等等,均可选 用轻合金或高分子工程材料和复合材料,使设备重量大大减轻。
2.车内装饰板材广泛采用薄膜铝合金墙板,工程塑料顶板等。
3.其它设备的轻量化。如日本100系采用直流牵引电机,每台重量为 825kg(功率为230kw),而300系采用交流感应电机后,每台重量仅为 390kg(功率增至300kw)。德国ICE-3的主变压器铁芯采用优质铁—铝 合金,使导磁率提高4~5倍,又将铜编线改为铝编线,冷却使用硅油,这 样其总重由11.5吨降为7吨,等等。
高速列车通过隧道时,在隧道中所引起的纵向气流速度约与列车速度成正比。 在隧道中列车风将使得道旁的工人失去平衡以及将固定不牢的设备等吹落在 隧道中,这都是一些潜在的危险。国外有些铁路规定,在列车速度高于 160km/h行驶时不允许铁路员工进入隧道。列车速度稍低时,也不让员工在隧 道中行走和工作,必须要在避车洞内等待列车通过。
高速动车组
转向架结构轻量化技术
l.构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢结构减重 50 %左右。 2.轮对轻量化。采用空心车轴和小直径车轮,减轻转向架重量。 3.轴箱和齿轮箱采用铝合金制作。铝合金轴箱的重量只有原来 的40%左右,齿轮箱亦减到原来的56%
平均轴重(t)
15.1 14.5 11.1 16.0 16.0 16.3 轻量化技术
实现结构轻量化的主要途径有两个:一是采用新材料, 二是合理优化结构设计 目前,国外高速车辆的车体材料主要有:不锈钢、高 强度耐候钢、铝合金。
高速动车组
车内设备的轻量化技术
高速动车组
车体的流线形结构
1.动车组运行中列车的表面压力
2.动车组会车时列车的表面压力
3.动车组通过隧道时列车的表面压力
4.列车风
当列车高速行驶时,在线路附近产生空气运动,这就是列车风。当列车以 200km/h行驶时,根据测量,在轨面以上0.814m、距列车1.75m处的空气运 动速度将达到17m/s,这是人站立不动能够承受的风速,当列车以这样或更高 的速度通过车站时,列车风将给铁路工作人员和旅客带来危害。
高速动车组
动车组的构成
司机室
空调系统
网络
车体
辅助供电系统
供电与牵引系统 车顶设备
车端连接
转向架
制动系统
车下悬吊设备 车内设备
司机室
高速动车组
动车组的技术特点 由于速度的提高,动车组的设计与开发中需要解决 一系列关键技术。 如果说高速铁路是现代化高新技术的综合集成,那 么动车组则是包括材料、机械、电子、计算机和控 制等现代技术的集中体现。
高速动车组
6.交流传动技术
早期的电力牵引传动系统均采用交一直传动,用直流 电动机驱动。由于直流电动机的单位功率重量较大, 使高速列车既要大功率驱动又要求减轻轴重,特别是 减轻簧下部分的质量形成难以克服的矛盾。在交流传 动系统中,交流牵引电动机较传统的直流牵引电动机 具有额定输出功率大;结构简单、体积小、重量轻、 易维修;速度控制方便;效率高等一系列优点。
高速动车组
1.优良的空气动力学外形
不同列车速度下空气阻力所占的比例
速度/(km/h)
20
50
100
160
300
空气阻力所占比例
2%
15%
41%
55%
75%~95%
高速动车组的速度都在200 km/h以上,空气阻力占 主导地位。所以动车组往往从头尾部以及整个列车的 流线型(包括车顶和车下设备)来减低空气阻力,并 尽量降低表面粗糙度和列车高度。
车型
(日)0系列 (日)100系列 (日)300系列 (法)TGV-PSE (法)TGV-R (法)TGV-2N (德)ICE (德)ICE-2 (意)ETR-500
最高运营速度 (km/h)
210 220 270 270 300 300 250 280 300
最大轴重(t)
16.0 15.0 11.3 17.0 17.0 17.0 19.5 19.5 17.0
高速动车组
2.车体结构轻量化
为了节省牵引功率,降低高速所引起的动力作用对 线路结构、机车车辆结构产生的损伤,以及提高旅 客乘坐舒适度,需要最大限度地降低高速动车组的 轴重。因此,各国高速动车车体的主要材料是铝合 金和不锈钢,从发展趋势看,铝合金将成为动车组 车体的主导材料。
高速动车组
轴重与轮轨作用
高速动车组
车头流线型
高速动车组
5.密接式车钩缓冲装置
车辆间的牵引缓冲装置是关系到缓和列车冲击,提 高旅客舒适性和列车安全的重要部件,高速列车对 牵引缓冲装置提出了更高的要求。 目前世界各国高速列车(如日本、德国)普遍采用 密接式车钩连接装置,该装置两车钩连接面的纵向 间隙一般都小于2mm,上下、左右偏移也很小,对 提高列车的运行平稳性和电气线路、风管的自动对 接提供了保证