高铁运行动力浅谈

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1、高铁运行动力浅谈内容提要：高铁要做到速度的提高必须要解决列车自身动力，灵活能力，以及轨道的设计等问题，我们既要保证列车的高效运行，乂要保证列车的安全。关键词：驱动速度阻力能力制动铁路运输历悠久，运输界有“铁老大”之称。二战后，随着汽车技术得改进，高速公路的大虽修建，加Z民航的应用，铁路运输开始走下坡路，但Z后高铁的出现无疑是给诙路运输行业打了一•针兴奋剂，现在我就高铁的牵引力方面做一下探讨。高铁中i直存在对轮轨和磁浮的讨论，今天我就从两者的対比來说一下高铁运行中牵引力和阻力等相关方面的问题。首先我们先简单认识伦轨列车和磁浮列车。伦轨列车是比较传统的高速

2、列车，他是利用车轮和钢轨Z间的相互作用来解决支撑、导向和驱动这三大问题，磁浮列车却是利用电磁场的“同性相斥，界性相吸”的原理来实现机车和路轨的间的上浮、约束和驱动，从而实现了机车紧贴路面但乂是无接触的高速飞行。一、驱动功率与加速度，最高速度磁浮列车是分区间供电，无论常导还是超导，都是车走到哪里，电供到哪里，区间的变电所拥冇强大的供电能力，轨道上布置的驱动线圈空间和重量限制很少，能够提供很高的推力，大小取决于给线圈加的电流，因此很容易达到相当大的功率，磁浮可实现加速能力远大于轮轨列车。基于舒适度和安全考虑，一般磁浮列车设计的最大加速能力是4.5-5km/

3、h/s,关键是磁浮能将加速度保持到很高的速度区间。在2003年底，F1本磁浮创造581最高速度的时候，平均加速度高达5.3km/h/s,在不到2分钟的时间内，已达冲刺到最高速度，驶出距离将近9km。即使平常的体验乘客，也能感受到较强的推背感，2004年试验速度突破600km/h大关，而上海磁浮最高的速度记录是501.5km/h,且为商业运营的列车。根据口前现有技术,常导磁浮技术的速度上限为600km/h,而超导磁浮则可实现超过600的运行速度。最高速度并不是没有限制，稠密的空气屮运行，最高速度受到噪音限制，当速度人于600的时候，列车相会速度即将达到音

4、速，继续提高突破音障，对于乘客和环境，都是难以接受的。因此使用的最高速度上限II前来看是600km/h,一燉来说550已经足够。尽管加速度设査相同，磁浮列车具备将加速度保持到最高速度的能力，而轮轨列车在开始一段时间貝备较高恒定加速度之外，一般不到100,其加速度就呈近似反比例曲线下降。由于磁浮列车最大限度的突破了轨道黏着的限制，理论匕口J达将近13km/h/s,0至超过了一般飞机的加速能力，但实际到冃前为止述没有这样的列车。随着速度提高，黏着系数卜•降，且列车阻力迅速增加，使其最大加速能力降低较快，而且从功率配备的经济上，也进一步限制了加速能力。列车功

5、率配备也会受到轴重、空间限制的彫响，过大的功率会使变压器，电机等相关环节的重量明显增加，这対控制轴重是相当不利的。二，线路阻力磁浮列车是浮在轨道上的，那么当它运行的吋候，是不是真的除了空气阻力就没有其他阻力了呢？也许我们通过磁诙互相排斥的实验发现，两块磁铁互相排斥的状态下移动，也儿乎没有阻力，浮起的陀螺nJ悬浮在磁盘上，旋转很长很长吋间。但是磁浮列千浮起，靠的不是永久磁铁而是电磁铁，因此仍有一定的磁化卩FL力和悬浮感应肌力，并随着速度变化而化。轮轨列车和磁浮相比，阻力方面的差别主要是和轮轨相关的阻力，轮轨的车轮滚动阻力,轴承阻力,弯道阻力和道岔阻力，但

6、是磁浮也因电磁悬浮,存在着磁化阻力和悬浮感应阻力，其他方面的如加速度阻力、空气肌力、坡道阻力、隧道阻力等都是存在的。伦轨列车机械阻力是与速度密切相关的，在速度较低的情况下，滚动摩擦带来的基本阻力是比较小的，但是随着速度提高，基木阻力的提高速度也比较快;常导磁浮无论速度高低，都必须悬浮起来，R需要导向，这些和列车总重相关。悬浮和导向磁诙需要保证列车和轨道保持准确的间隙，此吋会产生磁化阻力，该阻力随着速度提高而上升。其中导向磁铁占主耍部分。计算和试验表明，因随着速度提高轮轨列车的机械阻力是不断增加的，而磁浮的磁感应相关的阻力是下降的。TR8和ICE3在速度

7、为175左右的时候，是阻力分界点，人于20小于175的吋候，磁浮列车阻力大于轮轨列车，175以上的时候，磁浮列车总阻力小于轮轨——尽管总阻力都在上升。计算和测试表明，8节编组ICE3在300吋速的总阻力，甚至要高于5节磁浮列车在500时候的总阻力。而两者的载客人数是基木一样的。由于低速阶段时间有限,总的來说对磁浮列车彫响不太大。三、爬坡能力根据实用化要求，磁浮列车理论最高爬坡能力可达250%。，实际规划商用列车线路最大设计坡度可达100%。，而高速轮轨列车线路目前商用使用的最人坡度为40%。，如果遇到恶劣天气，雨雪冰雾，包括轨道油渍，则会対列车黏着力产

8、生较大影响，不仅爬坡困难，面临着车轮打滑的风险，而且卜坡的时候，也存在制动能力不足的威胁。山梨