高速铁路动车组研究

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1、高速铁路动车组简介（一）牵引动力及牵引方式比选1、高速列车应采用电力牵引内燃牵引和电力牵引两种牵引种类列车速度从1OOkm/h增加到300km/h时，运行阻力约增加5倍，此时牵引列车的总功率则为100km/h时的15倍电力牵引更适宜高速列车的牵引内燃牵引是很难实现的主要原因如下：（1）目前我国功率最大的DF8内燃机车标称功率为2720kw,柴油-发电机组总重为30.87t,柴油机组平均每千瓦功率金属消耗量为11.35kg/kwo而电力机车以SS3为例，机车功率为4320kw,主变压器重12.4t,平均每千瓦

2、功率金属消耗量为2.87kg/kwo因此牵引动力装置在轴重和轴数维持一样的条件下，电力牵引可实现更大的牵引功率。（2）内燃牵引若实现高速牵引则必须提高柴油机功率，必然会增加柴油发电机组及辅助系统重量，最终会导致机车轴重或轴数增加。轴重的增加对高速列车的运行是极其有害的，它增大了轮对对钢轨的冲击力，易导致钢轨的折断，并增加了轨道线路的养护维修工作量和维修费用。若为了维持轴重不增加而增加轴数，如采用Co-Co式转向架或Bo-Bo-Bo式转向架，或组合式机车，使转向架复杂，不利于机车的高速运行。（3）大功率柴油机

3、的噪音及排放的废气对环境造成严重的污染，影响旅行的舒适度，同时由于机车燃料油的储备有限，列车不能长距离行驶，需换挂机车或在站上补充燃料及水，增加了列车辅助作业吋间。电力牵引由于牵引功率的增加，对列车的质量影响很小,易实现大功率牵引，所以高速列车最佳的牵引方式为电力牵引。2、高速铁路宜采用动车组目前我国铁路基本上采用机车牵引旅客列车的输送方式，机车和旅客列车分别整备，机车在车站联挂列车后出行,机车只在规定的交路范围内运行。这种运行方式有以下缺占・J\•（1）机车按规定交路行驶，中途须换挂机车，辅助作业时间

4、延长，从而使旅行时间延长。而动车组本身在运行中不需更换牵引动力，有效地压缩了运行时间。（2）列车出入始发（终到）站时通过车站咽喉区每开行一对旅客列车，则占用咽喉次数达6次，造成咽喉区能力紧张。若采用动车组，只用咽喉次数仅2次，极大的缓解了咽喉区的通过能力。（3）采用动车组可以避免部分机车的单机走行以节省能源的消耗。（4）列车在跨线运行时，有时会出现折角走行，采用动车组后则避免了因折角走行而摘挂机车的情况，节省了列车的站停时间。（5）只有采用动车组，才有可能将部分牵引动力分散布置在客车的转向架上，才能进一步减

5、少动力车的轴重。综上所述，高速列车一般均采用具有牵引动力、固定编组的电动车组。3、动力集中式和动力分散式动车组动力集中和动力分散两种形式的动车组目前在发达国家均得到了广泛应用，使用情况良好。日本的高速列车以动力分散型居多，而西欧各国以动力集中型居主导地位。经分析两种列车的主要不同点如下：（1）从列车车体受力状况分析，动力分散式车体受力情况好，可以使车体结构轻量化，进一步减少金属材料用量，有利于减轻轴重。而动力集屮式车体则愈靠近动力车受力愈大，车体结构轻量化受强度的制约。（2）高速列车运行时，列车的动力主要是

6、克服空气阻力,运行阻力与速度呈抛物线关系增长，如列车速度从100km/h增到300km/h时，运行阻力由3.3N/kN增到16.53N/kN,而单位牵引质量所耗功率由0.9kw/t增加到13.5kw/t,约扩大15倍，按牵引质量800t计，列车功率在不计剩余加速能力的条件下总功率应在13500kw以上，若采用动力集中式则牵引电机功率在1700kw左右，如此大的牵引电机是很难在转向架上布置的，同时还需进一步增加轴重以提高粘着性能。动力过分集中，一旦动力装置出现故障，则列车将失去大部分动力而造成中途停车，请求救

7、援，对列车运行十分不利。如果采用动力分散式，可增加动轴数量，不但能实现列车大功率牵引，而当某套动力装置出现故障时，可切除部分动力而不会影响列车运行。（3）高速运行时，动力集中型列车的重量不能充分被利用转化为粘着力，动力车还需进一步增加轴重以提高粘着性能，而动力分散型列车的重量可充分转化为粘着力，由于牵引动力分散，列车的起动、加速、制动性能均优于动力集中型。（4）动力分散型高速列车由于低轴重、低簧下重量，故减轻了车辆对线路的冲击，减轻了轮轨间产生的噪声，改善了环境，降低了线路的基建投资。与动力集中型高速列车比

8、显示出动力分散型车的优越性。（5）动力集中型的牵引动力装置均布置在动车上，维修保养点相对集中，与传统的维修作业相一致；而动力分散型列车的牵引动力装置分散在整个列车上，维修作业点多。通过上述分析，我们认为当动车组编组数量较多且运行功率较大时，宜采用动力分散式动车组，当编组数量较少及速度相对较低的动车组（200km/h〜250km/h）也可采用动力集中式车组。（二）国内外动车组现状及发展趋势1、国内动车组现状我国首列