动车组发展综述1_动车组总体综述
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国内外动车组综述
郝凯强
北京交通大学交通运输学院
11252033 摘要:就在2007年以前,中国还没有一条可以称为“高速”的铁路,短短几年间,随着一列列翩若游龙的高铁列车贴地飞行,中国已经是世界上动车组技术全、集成能力强、运营里程长、运行速度高、在建规模大的国家。从无到有。6年间,中国动车组飞速发展。条条高铁,不仅筑就着祖国大地上的钢筋铁骨,也悄然改变着人们的生活。本文介绍动车组的发展历程以及国内外的现状,展望了未来我国动车组的发展前景。关键字:动车组
高铁
1动车组概述
1.1动车组简介
动车组就是把带动力的动力车与非动力车按照预定的参数组合在一起,因此可以概括的讲,动车组是自带动力的,固定编组的,列车两端分别设有司机室进行驾驶操作,配备现代化服务设施的旅客列车的单元。带动力的车辆叫动车,不带动力的车辆叫拖车组.动车组技术源于地铁,是一种动力分散技术。
1.2动车组特点
简单说就是每个车厢都带动力。传统的火车是由机车(火车头)带动列车前行,机车驱动轮有限,如果盲目提高功率将造成驱动轮与钢轨之间打滑。动车组把驱动电机分散做到列车的每一个车轮下,加速时各个车轮均匀出力,不但提高了牵引力,而且由于采用多组小型电机分散布置,减小了制造难度。
1.3动车组发展的必要性
跟用机车拖动普通车卡相比,动车组的优点是:
动车组在两端都有驾驶室,列车掉头时无需先把机车在一端脱钩后再移到另一端挂钩,大为加快运转的速度。同时亦减少车务人员的工作及提高安全。(机车亦可以用推拉操作达到一样的效果)
动车组可以容易组合成长短不同的列车。有些地方的动车组会先整成一列,到中途的车站分开成数截,分别开向不同的目的地。
当中动力分散的动车组以下的优点特别明显:
动力效率较高;特别是在斜坡上。动车组车卡的重量放置在各个带动力的车轮上,而不会成为拖在机车后面无用的负重。
因为同样的原因,动车组上的动力轴对路轨黏著力的要求较低,每轴的载重亦较少。因此选用动车组的高速铁路路线,对路线的土木工程及路轨的要求都较为低。
电力动车组因为有较多的电动机,所以再生制动能力良好。对於停站较多的近郊通勤铁路、地下铁路,这优点特别明显。
因为动车组运转快、占地小,行走市郊的通勤铁路很多都是动车组。轻便铁路、地下铁路使用的亦几乎全是动车组
综上我国很有发展高速动车组的必要。
2.国外动车组的发展
2.1国外动车组发展综述
早期的动车各节自成体系,不能相互操作,列车中每节动车都要有人操作。然而通勤线路九曲十八弯,通勤列车又走走停停,即使是经验丰富的老司机之间的配合也难免会出差错,一旦前车猛然减速而后车刚好动车组加速,又寸到弯道上„„。时间:1903年7月8日。
地点:德国柏林。
编组:动车+无动力车厢+动车+动车+无动力车厢+动车。
这种无动力车厢不会隔断动车之间的联系,因为它也安装了重联线。与动车相对,这种专门为动车组准备的无动力车厢叫从车,中文翻译为拖车──尽管有时候它是被夹着走或者推着走。
8月14日,由接触网供电的单相交流电动车组问世。
10月28日,西门子公司制造的三相交流电动车组进行高速试验,首创时速210.2公里的历史性记录。
一战结束,内燃机车开始普及,内燃动车出现。神舟号双层内燃动车组
二战结束,内燃机车也能重联了,内燃动车组出现。60年代,日本决心新建高速客运铁路网,于是有了世界上首列运营用高速动车组──新干线-0系。
70年代,法国试制了燃气轮机高速动车组──TGV-0。
80年代,高速铁路网在欧洲延伸,风驰电掣的各系TGV以300km/h的速度成为法国人的骄傲。
90年代,TGV试验速度突破500km/h。
新世纪,TGV试验速度突破570km/h。
然而在大多数场合,动车组担负的都是市内、市郊、城际通勤任务。大多数轻轨、地铁以及国外大多数城际列车都是动车组。高速列车在动车组中只占很小比例。
引用一份来自网络的统计,世界各国/地区的铁路系统中,使用动车/动车组最大的为日本,占87%;荷兰、英国次之,分别占83%和61%;法国、德国又次之,分别占22%和12% 2.2各国动车组的发展历程及现状 2.2.1德国
德国是最早制造和运用动车的国家,制造技术一直领先。1903年7月8日,首先运行了由钢轨供电的动车组,由4节动车和2节拖车编成。同年8月14日,又运行了由接触网供电的动车组,这是世界上第一列由接触网供电的单相交流电动车组。同年10月28日,西门子公司制造的三相交流电动车进行了高速试验,首创时速210.2公里的历史性记录。
1962年德国研制的“莱茵金子”号客车的构造时速已达160公里,1974年ET403型电动车组的最高运行时速为160公里,1977年提高到时速200公里。1985年制造出ICE型高速列车,并在1988年时速达到406?9公里的试验速度。1989年,德国开始正式制造第一代ICE高速列车,并于1990年投入使用。在今年8月1日,德国第三代动力分散型高速列车ICE3,正式投入法兰克福--科隆新型高速铁路线的商业运营,最高时速达到300公里。2.2.2日本
1964年10月,日本先于其他国家开通了世界第一条高速铁路--东海道新干线(东京--新大阪的高速客运专线),最高运行时速为210公里。20世纪80年代运行于东京--博多线路上的列车由0系换成100系电动车组。100系电动车组由12辆动车和4辆拖车(其中双层客车两辆)组成,拖车加装了涡流制动,最高时速为230公里。1992年,东日该公司开始开发超高速电动车组,取名为STAR21型电动车组,创意为21世纪用的时速350公里高级豪华列车。2.2.3法国
法国是世界上从事提高列车速度研究较早的国家。法国高速铁路对速度目标值的追求是独具特色和遥遥领先的。1981年,TGV高速列车在东南线南段部分投入运营,试验纪录达到380km/h,打破了传统铁路运行速度的概念。20多年来,它从未停止过为实现更高的速度目标而进行的一切努力,1990年5月,TGV列车在大西洋线上创造的515.3km/h的世界纪录,更令世界瞩目。1990年建成并投入运营的地中海高速线,列车运行速度可达350km/h,与此同时,速度为300km/h的高速双层列车也已问世。现已研制出性能更高、速度达350km/h的第四代动力分散式AGV型高速列车。2.2.4其他国家
俄罗斯: 俄罗斯采用在既有线路上逐步提高旅客列车速度,使线路的改造和机车车辆的更新同步进行的方法。1984年3月,高速列车正式投入运用,采用了快速电动车组,平均运行时速为140公里,有两个区间时速达200公里。
意大利: 意大利在20世纪70年代中期投入运用了带摆式车体的ERT401型的客车,最高运行时速为160公里~180公里,20世纪80年代最高时速达到200公里。1988年~1989年开始在米兰--罗马、威尼斯--罗马之间采用ETR450型摆式列车,最高运行时速250公里。
瑞典: 瑞典的X2000摆式动车组由BombardierTransportation制造,运行于斯德哥尔摩--哥德堡之间457公里的铁路线上。该车主要特点是通过弯道处的速度比普通列车提高约40%,并以此来缩短营运时间。
3.我国动车组的发展
3.1我国动车组的发展历程
我国于20世纪90年代开始研发动车组。
中国首列DMU型双层内燃动车组是一种理想的中、短途轨道运输工具。唐山机车车辆厂于1998年自行开发研制成功,并于当年6月在南昌至九江间投入运行。设计速度120km/h,总定员540人。
中国首列液力传动内燃动车组,1998年底由四方机车车辆厂研制,并于1999年2月在南昌至九江和南昌至赣州间投入运行。设计速度140km/h,总定员450人。液力传动内燃动车组目前正在运行的有9组,其中2组在南昌铁路局,7组在哈尔滨铁路局。
“新曙光”号准高速双层内燃动车组于1999年8月由戚墅堰机车车辆厂和南京浦镇车辆厂联合研制完成,并于当年10月在沪宁线上投入商业运行。最大运营速度180km/h,总定员1140人
“春城”号电动车组,长春客车厂为迎接“99”昆明世界园艺博览会开发制造的中国首列商业运行电动车组。该电动车组为无污染的环保型绿色交通工具。具有普通旅客列车所无法比拟的灵活编组、机动开行的优点,又具有公路交通工具无法比拟的速度快、运量大、效率高、投资省、安全性好的优点。动车组总功率为2160kW,设计速度120km/h。
“先锋”号交流传动电动车组,是南京浦镇车辆厂负责总体研制的我国第一列交流传动动力分散电动车组,首列电动车组命名为“先锋”号。列车运营速度200km/h,最高试验速度250km/h,总定员424人。
“中原之星”交流传动电动车组,适用于中、短途快速旅客运输。由株洲电力机车厂、四方机车车辆股份有限公司、株洲电力机车研究所三家单位联合研制生产。首列动车组于2001年10月生产下线,配属郑州铁路局,于郑武线上运营。最高运营速度160km/h,总定员1178人。
“大白鲨”高速电动车组,株洲电力机车厂研制的中国第一台正式进入高速领域的动力集中式高速动车组,是我国强大机车家族的又一精心完美之作。最大速度200km/h。
“蓝箭”交流传动高速电动车组是为满足广深线“小编组、高密度、高速度”的公交化客运要求,由株洲电力机车厂、株洲电力机车研究所、长春客车厂和广铁集团于2000年共同研制的新一代交流传动高速电动旅客列车组。基本编组定员为421人,连挂编组定员约800人。最大速度220km/h。
“中华之星”高速电动车组,该电动车组将成为我国京沈快速客运通道的主型列车及未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。列车最高运营速度可达270km/h,是目前我国商业运行时速最快的电动车组。2002年11月27日,“中华之星”在秦沈客运专线综合试验中,成功创造了中国铁路的最高速度321.5km/h。该动车组广泛地采用了国内、外的先进技术,列车的整体技术性能达到国外同类产品的先进水平。3.2我国动车组的特点 3.2.1CRH1
CRH1中国南车四方机车车辆股份有限公司 与 加拿大庞巴迪的合资公司——青岛四方-庞巴迪铁路运输设备有限公司(BST)生产。原型车以庞巴迪为瑞典AB提供的Regaina C2008为基础。CRH1B为16节大编组动车组。CRH1E为16节车厢的大编组卧铺动车组。200公里级别(营运速度200公里/小时,最高速度250公里/小时)。
CRH1车身以白色为基调,在车窗下边有一条蓝色色带,车头外形的导流罩和司机室玻璃钢表面采取了笔形圆锥体流线型结构。
CRH1特点是多用于短途。
CRH1为8辆编组,5动3拖,车长213.5m。编组设有2辆一等座和6辆二等座。3.2.2CHR2
CRH2:中国南车四方机车车辆股份有限公司(联合日本川崎重工,引进技术)负责国内生产。以川崎重工业 新干线E2-1000型动车组为基础,200公里级别(营运速度200公里/小时,最高速度公里/小时)。CRH2-B为16节长大编组动车组,在CRH2A基础上扩编至16节。CRH2E 为16节长大编组的卧铺电力动车组,CRH2C(300公里级别)作为京津城际高速铁路的用车 在2008年8月投入使用。标称时速300公里,最高营运时速为350公里。
CRH2有两个速度等级的车型,即4动4拖得CRH2-200和6动2拖得CRH2-300。在技术上,两个速度级别的车除了“动拖比”不一样,其他基本上一样,外观也没区别。
CRH2车头形状的特点是在他的纵向上采用双曲拱面,在横向上采用五曲拱面,这种设计是基于空气动力学原理的。
CRH2为8辆编组,4动4拖和6动2拖,车,201.4m。定员610人。编组中7号车为一等车,其余为二等座。值得注意的是CRH2的所有作业都可以调整方向。3.2.3CHR3
CRH3:中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司(联合德国西门子,引进技术)负责国内生产。以西门子ICE3(Velaro)为基础。300公里级别(营运速度公里/小时,最高速度公里/小时)。CRH3D以CRH3C为基础的16节车厢的大编组座车动车组。
CRH3特点是速度快,CRH3的实验速度达到394.3公里/小时。从外形上看,CRH3的车体略呈圆筒形。
CRH3为8辆编组,4动4拖,全长200m,两列动车组可以连挂起来运行。CRH3的车头尾设有一等座,5号车位一等座,其余为二等座。3.2.4CHR5
CRH5:中国北车集团长春轨道客车股份有限公司(联合法国阿尔斯通,引进技术)负责国内生产。以法国阿尔斯通的Pendolino宽体摆式列车为基础,但取消了装设的摆式功能,而车体以法国阿尔斯通为芬兰国铁提供的SM3动车组为原型。200公里级别(营运速度200公里/小时,最高速度250公里/小时)。
CRH5的特点是耐寒经冻,多运行在北京至沈阳、长春、哈尔滨的线路上。
CRH5的车头在驾驶窗下两边分别列着两车灯。
CRH5为8辆编组,5动3拖,车长211.5m。设有一等座1辆,二等座7辆。3.3我国动车组发展前景 随着我国城市化进程的持续发展和城市化水平的不断提高,城市的数量不仅要增加,城市的规模也在不断扩大,未来城际间的客运市场潜力巨大。在城市交通体系中,轨道交通以其用地省、运能大、速度快、节约能源、减少污染、运行经济、安全性好等优点,而动车组也因其舒适快捷安全等特点越来越受到人们的重视。
未来的城市轨道运输由“地铁+轻轨+市郊动车组”的模式组成,构成一个由内向外、层层分流的立体交通网络。即在市区采用地铁运输,人口相对较少的地区采用轻轨,在城市周围和市郊采用动车组。这种组合的优点是:地铁运量大,可将密集地区的人流迅速分散出去;轻轨车运行时间机动,可灵活应对不确定的客流;市郊出行距离加大
4结束语
5年,走完国际上40年高速铁路发展历程;3小时,跑完武广间曾需要11个小时的路途;集世界最先进的4种技术,中国人创造出独一无二的中国高铁品牌。
从引进时速200公里高速列车技术,到自主开发时速350公里、380公里“和谐号”动车组;从京津城际铁路、武广高铁运营,到京沪高铁即将开通,中国迅疾跨入引领世界的“高铁时代”!
惊诧于中国速度,各国舆论疑惑:中国高铁似乎在一夜之间完成华丽转身,从一个不起眼的追赶者变成了世人关注的领跑者。
感慨于中国高铁,美国总统奥巴马日前在国情咨文中急切地表示:“我们没有理由让欧洲和中国拥有最快的铁路。”
瞩目于中国模式,一些国家在探究中国创新之谜,以中国高铁为目标展开新一轮追赶。参考文献:
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[05] 百度百科