高速铁路动车组列车.ppt
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1、项目4高速铁路动车组列车,项目4 高速铁路动车组列车,学习目标,目录,项目4 高速铁路动车组列车,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1 动车组列车的结构及关键技术,图4-1 中国标准动车组,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,1.车体,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,2.转向架,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,3.制动装置,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,4.车端连接装置,4.1 动车组列车的
2、结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,5.车辆电气系统,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,5.车辆电气系统,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,6.车内设备,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.1 动车组列车的结构,7.列车控制与监测网络系统,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,1.动车组总成,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,2.动车组车体技术,流线型设计不仅应用于动车组列车中
3、,在航天器和公路车辆外观设计中也经常被采用。由于动车组列车运行环境的特殊性,因此其流线型设计有其特殊之处。两车近距离交会,是动车组列车运行中的特殊之处。压力波幅值的变动与列车速度、列车长度、列车横断面面积与隧道横断面面积的比值及车体头型系数(长细比)等因素有关。,(1)车体的外观形状(流线型设计),4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,2.动车组车体技术,车体轻量化的主要目标有如下几个方面:从节能角度考虑,车体质量越轻所需牵引制动功率越小,即牵引制动的能量损耗越小。从轨道的使用角度考虑,车体越轻对轨道的振动冲击越小,可以延长轨道的使用寿命。从噪声污染的角度考虑,
4、车体质量越大振动冲击越大,环境噪声越大。,(2)车体的质量(车体轻量化设计),4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,2.动车组车体技术,实现车体结构轻量化的主要途径。采用新的材料。合理优化列车结构设计。,(2)车体的质量(车体轻量化设计),4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,2.动车组车体技术,为了减小压力波对旅客舒适度的影响,需要采取相应措施提高车厢的气密性。列车的气密性需要从车体结构和部件上给予考虑,当前世界各国在高速列车上采用的密封技术包括以下几种:车体结构采用连续焊缝以消除焊缝气隙,对不能施焊的部位,必须用密封胶密封。采
5、用固定式车窗,车窗的组装工艺要保证密封的可靠性和耐久性。,(3)车体的气密性(车体密封技术),4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,2.动车组车体技术,保障列车两侧侧门、车端的内端门本身及其与车体连接的密封性和两车间风挡连接的密封性,在侧门处需采用密封性良好的塞拉门,头尾的端门要采用可充压缩空气的橡胶条,两车间内连接处采用橡胶大风挡。空调换气设备设置压力控制。厕所、洗脸室的水不能采用直排式,而要通过密封装置排到车外。,(3)车体的气密性(车体密封技术),4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,3.动车组转向架,转向架可分为动力转向架
6、和非动力转向架。动力转向架安装在动车下部,非动力转向架安装在拖车下部。两者之间的最大区别是动力转向架有动力驱动装置,非动力转向架没有动力装置。,(1)转向架的类型,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,3.动车组转向架,转向架一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置、牵引装置、基础制动装置等部分组成。转向架采用两系悬挂,一系弹簧较硬,二系弹簧较软;一系并联垂向液压减振器,二系采用高圆弹簧或空气弹簧,并适当匹配液压减振器实现垂向和横向软特性。,(2)转向架的组成,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,3.动车组转向架,转向架的牵引驱动
7、装置由牵引电机、齿轮传动系统和联轴器构成,其具有足够大的牵引功率、高的运转速度、轻的质量和小的体积空间等特点。功率大、质量轻、体积小的交流电动机对改善高速列车转向架的动力性能起到关键作用;牵引电机的功率通过高速齿轮箱传递给轮对,进而驱动列车高速前进。,(2)转向架的组成,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,3.动车组转向架,影响转向架安全运行的关键问题有以下五个:轮轴状态监测问题。轴承润滑问题。吊挂部件的防脱落问题。强度和疲劳问题。关键部件的防护问题。,(3)影响转向架安全运行的关键,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,3.动
8、车组转向架,转向架自重也是转向架设计研发的一个重要因素,该因素是影响转向架动力学性能的重要参数。国外高速列车转向架轻量化所采取的主要措施之一是采用无摇枕结构,此外还可采取如下措施:构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢结构减重50%左右。轮对轻量化。采用空心车轴和小轮径车轮,可减轻转向架自重。轴箱和齿轮箱采用铝合金制作,使其重量大幅减少。,(4)转向架的轻量化,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,4.动车组牵引传动控制系统,牵引传动控制系统能够实现电能的有效传递和转换,控制列车的正常运行。列车牵引运行是将电能转换成机械能。列车再生制动运行是将机械能转换成电能,能
9、量变换和传递的途径与上述过程相反。,(1)牵引传动控制系统的主要作用,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,4.动车组牵引传动控制系统,牵引变压器。牵引变压器用来把接触网上取得的25 kV高压电变换为供给牵引变流器及电机、电器工作所适合的电压,其工作原理与普通电力变压器相同。脉冲整流器。脉冲整流器是牵引传动系统的电源侧变压器,列车牵引时作为整流器,列车再生制动时作为逆变器,可以实现牵引与再生工况间快速平滑地转换。,(2)牵引传动控制系统的主要组成设备,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,4.动车组牵引传动控制系统,牵引逆变器。牵
10、引逆变器是牵引传动系统的电机驱动侧变流器,列车牵引时作为逆变器,列车再生制动时作为整流器,可以实现牵引与再生工况间快速平滑地转换。牵引电机。牵引电机是实现电能与机械能转换的核心部件,列车牵引时作为电动机运行将电能转换成机械能,列车再生制动时作为发电机运行将机械能转换为电能。,(2)牵引传动控制系统的主要组成设备,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,4.动车组牵引传动控制系统,牵引传动控制系统是列车网络控制系统的子系统,通过列车网络完成列车牵引和传动的分布式实时控制,其工作过程为:首先列车控制单元通过列车网络获得各车辆单元设备的状态数据,然后根据这些数据按照预先
11、设定的步骤向各个车轮控制单元发出转矩指令等控制命令,经车辆控制单元处理后,最后由传动控制单元控制驱动装置实现列车牵引与动力控制功能。,(3)牵引传动控制系统的工作过程,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,4.动车组牵引传动控制系统,动力车的重联控制。牵引特性和制动特性控制。驱动、定速控制。过分相控制。列车控制与监测。车辆的故障检测和故障处理。,(4)牵引传动控制系统的功能,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,5.动车组网络控制技术,4.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,5.动车组网络控制技术,4
12、.1 动车组列车的结构及关键技术,4.1.2 动车组列车的关键技术,6.动车组制动技术,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,我国现在正在上线运营的动车组有和谐号动车组与中国标准动车组。CRH用来指2007年4月18日起在中国铁路第六次铁路大提速后开行的动车组列车。2004年4月1日,国务院审议通过了我国铁路史上第一个中长期铁路网规划,明确了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的基本原则。铁道部确定重点扶持国内几家机车车辆制造企业,生产中国品牌的高速动车组。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,2004年10月,
13、铁道部组织完成了140列时速200 km动车组的采购项目合同签订任务,成功引进了川崎重工、庞巴迪、阿尔斯通的动车组先进技术。2005年11月,铁道部又组织完成了60列时速300 km动车组的采购项目合同签订任务,成功引进了西门子(与唐山机车车辆厂合作)的高速动车组先进技术CRH3。2006年7月31日,国内首列国产化时速200 km动车组下线。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,2007年2月,动车组以160 km的时速投入春运。2007年4月18日,铁路第六次大提速,动车组(200 km/h)和“和谐型”大功率机车(7 200 kW)上线投入运营,动车
14、组正式命名为“和谐号”。2007年11月24日,时速300 km国产CRH2-300型和谐号动车组在中国南车四方机车车辆公司下线。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,2008年4月11日,时速300 km国产CRH3型和谐号动车组在中国北车唐山轨道客车有限责任公司下线。2008年8月1日,投入运营的京津线是中国首条高速铁路客运专线(300 km/h),是中国进入高铁时代的标志。2008年8月以来,京津、武广、郑西、沪宁等一批新建世界一流的时速300 km高速铁路相继投入运营,大面积、高密度地开行和谐号高速动车组列车。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,
15、4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,2010年9月28日,中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司研制的国产和谐号CRH380A新一代高速动车组,在沪杭高铁杭州上海虹桥试运行途中的最高时速达到416.6 km;2010年12月3日,该纪录再一次被刷新,在京沪高铁枣庄蚌埠间的先导段联调联试和综合试验中,最高时速达到486.1 km。2011年1月9日,中国北车唐山轨道客车有限责任公司自主创新研制的新一代CRH380BL高速动车组,在京沪高速铁路运行试验中成功创造了487.3 km/h的世界铁路运营试验最高速度,现已投入运营。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程
16、,虽然中国高速动车组的制造水平和管理水平等有了大幅度的提高,但在发展中也暴露出一些亟待解决的问题:一是在动车组技术引进、消化、吸收的基础上,亟待建立自主创新的技术平台,完成具有国际领先水平的中国标准动车组设计;二是没有形成标准化,尚未搭建统一的技术标准体系;三是没有做到简统化,检修维护零部件尚未统型。此外,由于缺乏自主知识产权使我国高铁在走出去的过程中不断出现商务摩擦等问题。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,为了彻底解决目前中国动车组存在的平台多、型号杂,不同厂家生产的车型操作界面、零配件等不一样,不能实现互换,维护、采购成本高等问题,中国标准动车组根
17、据中国铁路特点制定中国标准,并按此进行自主设计制造的标准化平台性产品,由中国企业全面进行整车设计,软件全面自主化,适应技术进步要求,大量应用新技术,达到世界领先水平。中国标准动车组分为时速250 km和时速350 km两种速度等级系列动车组。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.1 我国铁路动车组的发展历程,2016年7月15日,由我国自行设计研制的、全面拥有自主知识产权的两辆中国标准动车组蓝海豚和金凤凰标准动车组,以420 km的时速在郑徐线上进行交会试验,这是世界上首次利用拟运营动车组进行的时速在400 km以上的试验,它标志着我国标准动车组的研制成功。,4.2 我国铁路动车组的型
18、号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,CRH3,CRH380A(L),CRH380B(L),CRH380CL,CRH动车组类型,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,
19、4.2.2 CRH系列动车组概述,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,1.动车组类型,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,2.动车组车辆车种代码,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,3.动车组型号和列车编号,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,3.动车组型号和列车编号,CRH380系列的型号构成为CRH380-。CRH:中国高速铁路和谐号动车组简称。380:设计时速代码,体现最高运营时速为380 km。:型号代码,以大写字母A、B、C表示,分别
20、代表不同车型。:本组动车组的制造序列代码,以4位阿拉伯数字表示,新一代动车组统一编号,以数字6开头。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.2 CRH系列动车组概述,3.动车组型号和列车编号,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,1.CRH1型动车组的车型,图4-2CRH1型动车组,目前,我国CRH1型动车组主要有CRH1A、CRH1B、CRH1E三款车型。其中,CRH1A与CRH1B的主要区别是CRH1A型动车组的编组方式是全列8节车厢,包括5节动车和3节拖车(5M3T)。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,1.CRH1型动车
21、组的车型,图4-3 CRH1A型动车组的编组方式,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,1.CRH1型动车组的车型,CRH1B是在CRH1A的基础上扩编至16节车厢的大编组列车,全列16节车厢中包括10节动车和6节拖车,其中包括3节一等座车厢和12节二等座车厢,以及1节餐车。两种类型列车的最高营运速度为200250 km/h,车体外观基本相同。CRH1E为16节长编组的卧铺动车组,其编组方式为10节动车和6节拖车,其中包括1节豪华软卧车(WG)、12节软卧车(WR)、2节二等座车(ZE)和1节餐车(CA),全列定员为618人,最高营运速度为250 km/h。,4.2
22、 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,2.CRH1A型动车组,CRH1A型动车组采用交流传动及动力分散运行模式,标准设计速度为200 km/h,持续营运速度为200 km/h,最大营运速度为250 km/h,车体为不锈钢焊接结构。CRH1A型动车组的最大营运速度受动车微机控制系统软件的速度限制,初期营运速度为205 km/h,后期大部分放宽至220 km/h,第二批次的列车进一步提高到 250 km/h。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,2.CRH1A型动车组,首批CRH1A型列车编组包括2节一等座车、5节二等座车和1节二等座车/餐车,第
23、二批次的列车改为2节一等座车、4节二等座车、1节一等座车/餐车和1节二等座车/餐车。CRH1A型动车组的轴重不大于16 t,牵引总功率为5 300 kW。CRH1A型动车组列车在2,7号车厢设有受电弓及附属装置,受电弓的工作高度最低为5.3 m、最高为6.5 m。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,2.CRH1A型动车组,CRH1A型动车组列车的制动方式采用再生制动加空气制动的方式。动车的空气制动采用轮盘形式。CRH1A型动车组列车全列定员为670人,8车厢编组,一等车为1号车厢和8号车厢,其余车厢为二等车。一等车座席采用“2+2”形式布置,二等车座席采用“3+
24、2”形式布置。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,3.CRH1E型动车组,CRH1E型动车组是铁道部2007年10月31日签订的合同中另外20列动车组(CRH1-061ECRH1-080E)。以庞巴迪新研发的ZEFIRO250系列为基础,研制的16节车厢的大编组卧铺动车组 CRH1E。,图4-4 CRH1E型动车组,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,3.CRH1E型动车组,CRH1E型动车组列车每组包括10节动车和6节拖车(10M6T)。CRH1E型动车组的标准时速为200 km,最高营运速度为250 km/h,是世界上第一种能达
25、到250 km/h的高速卧铺动车组。首12列CRH1E型动车组编组中有1节豪华软卧车(WG)、12节软卧车(WR)、2节二等座车(ZE)和1节餐车(CA),全列定员618人。由第13列动车组(CRH1-073E)起取消了高级软卧车,并以软卧车代替,全列定员增加至642人。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,图4-5 CRH1E型动车组列车的走廊和洗面台(a)走廊(b)洗面台,CRH1E型动车组内部装饰豪华、布局合理。,4.2 我国铁路动车组的型号及特点,4.2.3 CRH1型动车组,3.CRH1E型动车组,CRH1E型动车组列车的高级软卧车定员为16人,高级软卧车设有宽敞的会客厅,能为旅客在
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