动车组
动车组
动车组在中国,时速高达200km或以上的列车称为“动车”。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。高铁是按照速度的划分,通常指速度250km/h以上的列车。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。
专业定义
动车组动车组,亦称多动力列车组合(Multiple Units,MU 电力动车组叫做EMU 内燃动车组,把动力装置分散安装在每节车厢上。带动力的车辆叫动车,不带动力的车辆叫拖车。
动车组的动力来源分布在列车各个车厢上的发动机,而不是集中在铁路机车上。电力动车组又分为直流电力动车组和交流电力动车组两种。
动车组有两种牵引动力的分布方式,一是动力分散,二是动力集中。但实际上,动力集中式的动车组严格上来说只能算是普通的机车+车辆模式的翻版再升级。
动力分散电动车组的优点是,动力装置分布在列车不同的位置上,能够实现较大的牵引力,编组灵活。由于采用动力制动的轮对多,制动效率高,且调速性能好,制动减速度大,适合用于限速区段较多的线路。代表:日本新干线,中国的CRH系列
对于停站较多的近郊通勤铁路、地下铁路,这优势特别明显。另外,列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。其缺点是:牵引力设备的数量多,总重量大。代表:地铁列车
动力集中的电动车组其优点是动力装置集中安装在2~3节车上,检查维修比较方便,电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。其缺点是动车的轴重较大,对线路不利。代表:法国TGV系列
动车组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节,分别开向不同的目的地。因为动车组运转快、占地小。代表:德国ICE2高速列车
动车组称得上是铁路旅客运输的生力军,使用动车的比重最大的国家是日本占87%;次之荷兰占83%、英国占61%、法国占22%、德国占12%。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,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。
各国著名的动车组有”、德国“ICE”、法国“TGV”、“欧洲之星”、瑞典“X2000”、美国 “ACELA”和中国“CRH”、”等。
单元结构
动车组
动车组可以按照以下方式划分单元:
制动单元
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂,连挂后的编组具备完整的制动能力。
最小制动单元被打破后,编组失去制动能力。所谓丧失制动能力,即编组无法下闸制动──这个相对好办,拿别的车拖着或者推着,按调车方式慢慢走;也有可能无法松闸缓解──这个就需要专门的处置措施了,在车轮抱死的情况下硬拖硬推是相当糟糕的主意。
提到这个单元,也会同时提到一列暂时未做定义的“广义动车组”──“中华之星”,这个争议多于公开资料的特殊列车。从已有的照片上看,该动车组的拖车总以3的倍数出现,即0、3、6或9。有有传闻云该车采用微机指令直通制动。因此估计,该列车每特定三节拖车方能组成一个完整的制动单元。一个可能的方式是其中一节车装有空气压缩机,为本车和相邻的两节车提供制动与缓解的动力;而微机指令传递系统又可能在没有压缩机的车上。
自走单元
动车组列车
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂,连挂后的编组具有若干个司机室,在本编组司机室控制下具备完整的运行动能力。多数情况下,自走单元包含若干个完整的制动单元;而其中又以一个自走单元即为一个制动单元的情况居多。
最小自走单元被打破后,编组失去自力运行能力,并可能因制动单元被破坏而丧失制动能力。
当前形态CRH1的自走单元为动车+拖车+动车;当前形态CRH2A的自走单元为4节,编组为拖车+动车+动车+拖车。
随走单元
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂,连挂后的编组在其他编组中司机室控制下具备完整的运行与制动能力。多数情况下,随走单元包含若干个完整的制动单元;而其中又动车组以一个随走单元即为一个制动单元的情况居多。随走单元可以不包含司机室,而自走单元在很多情况下也具备随走功能。
最小随走单元被打破后,编组失去自力运行能力,并同样可能因制动单元被破坏而丧失制动能力。
当前形态“长白山”的4、5、6号车即构成一个随走单元;其自走单元成为非驾驶端时,也成为随走单元。
运营单元
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂,连挂后的编组能用来执行运营任务。不同的运营组织方式对运营单元有不同的要求,但运营单元一般包含若干完整的自行/制动单元,有时也包含随走单元。
最小运营单元被打破后,运营变得很不方便,甚至事实上无法继续。
以当前形态CRH5为例,该车由两个自走单元背靠背连挂组成,每个自走单元各有一个司机室,连挂后分别位于列车两端。该列车的典型运用环境要求列车终到后无须调头即可立即折返。如果拿掉一个自走单元,只剩一个司机室,列车在向某个方向行驶时必然出现司机室在车尾的情况,事实上无法实现高速载客运营的目的。
特殊单元
在ICE3型列车里,4、5号车都是拖车,没有动力,纯粹只是与列车首尾两个自走单元兼容的电气-制动单元。这样的单元在其他型号/系列列车中是非常罕见的。
3 优点介绍 (1)动车组在两端都有驾驶室,大为加快运转的速度。
(2)动车组可以容易组合成长短不同的列车。其中动力分散的动车组优点特别明显:
①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。
②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。
③电力动车组因为有较多的电动机,所以再生制动能力良好。对于停站较多的近郊通勤铁路、地下铁路,该优点特别明显。
④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。
特征简介
在现代,数量众多的单元式组合列车都具备以下特征:
1. 多个司机室
每个司机室都具备完全的列车操控能力。列车至少有两个司机室,一般分布于列车两端,在列车终到换向或中途换向时无须调头。有些列车具有更多司机室,可以在中途停站时轻易分解成独立而完整的若干列车。
2. 编组完整风格统一
同一系列的列车,各节车尺寸样式不会相差太远,甚至无法轻易与本系列之外的车辆连挂。这个特征在高速列车和新型通勤列车中尤为明显。
5 制动情况 高速动车组的制动装置及安全装置从接到通知到紧急刹车程序操作完成,留给司机的有效时间非常短,否则就和前车撞上了。作为安全措施须在每列车上安装卫星通信装置,由全线总调度室主电脑每隔几秒通过卫星转播安全信号,当有状况时用卫星同步向所有列车下达刹车指令,机车电脑在接到信号后,规定时间内没检测到手动刹车操作,就转入自动刹车程序。对于隧道内接不到信号的问题,可以在每列车的车尾安装定向天线,本车刹车时向后发出刹车信号,后车在车头有接收天线。
"和谐号"CRH3型动车组最高时速为300公里,如此高的速度会使列车的抓地力减小,可在每节车箱的顶部安装由电脑控制的风翼(减速板),当检测到车轮压力非正常下降时,适当升起风翼(减速板),用高速时的风阻将列车压回地面。风翼(减速板)平时紧贴车顶以减小阻力,当紧急刹车时完全张开用高速时的风阻减速,让列车短时间内从高速降为中速,使车轮刹车装置工作时车轮不打滑。风翼(减速板)中央要留出动力电线的位置,防止风翼(减速板)升起后碰到动力电线。
制动盘和制动夹钳根据车型不同而不同,CRH2 动轴两轮盘,拖轴两轮盘两轴盘;CRH5 动轴上两个轴盘,拖轴上三个轴盘,每个轴盘一个制动夹钳(两个闸片)。
制动时,先是动车优先实施再生制动,当制动力不足时,相邻拖车再实施空气制动,如果还不足,动车再实施空气制动。
发展足迹
动车发明了,单节车厢会动了。由动车编成的动车列车和与无动力车厢混编的列车也有了。编组灵活,加速能力强,有些动车、动车列车或混编列车甚至两头都有司机室,不用专门的调车作业就能往返运行。方便。酷。完美?No。
动车组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加速,又寸到弯道上……。
频繁的脱轨事故使得动车列车编组只能很小,这大大扼杀了动车编组灵活的优势。好在车到山前自有路,一项来自新型电力机车的技术──重联──砸碎了动车发展的枷锁。重联,指用特定手段将兼容机车的联系在一起,由一个司机室操纵。最常见的手段是用一组重联电缆连接多台同系列机车的操控系统或动力系统。动车由电力机车发展而来,产生于电力机车的重联技术也很快用于动车列车。从此,动车列车与无动力车厢混编的列车可以由一个司机全面操控了。从此,动车组诞生了。
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。
1903年8月14日,由接触网供电的单相交流电动车组问世。
1903年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。
二战结束,内燃机车也能重联了,内燃动车组出现。
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。中国CRT实验速速突破600公里每小时。
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%。
中国发展史
2003年8月23日,铁道部装备现代化领导小组召开会议,研究技术引进项目的操作方式与实施策略。
2003年11月29日,铁道部部长办公会审议通过《加快机车车辆装备现代化实施纲要》。
2004年4月1日,国务院召开会议专题研究铁路机车车辆装备有关问题,形成《研究铁路机车车辆装备有关问题的会议纪要》,明确了“引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”基本原则。
2004年7月29日,国家发改委与铁道部联合印发《大功率交流传动电力机车技术引进与国产化实施方案》和《时速200公里动车组引进与国产化实施方案》。
2004年8月,铁道部公开招标采购时速200公里动车组项目。
2005年10月,铁道部公开招标采购时速300公里动车组项目。
2006年7月31日,国内首列国产化时速200公里动车组下线。
2006年9月,铁路部门在胶济线以及第六次大提速既有线改造区段组织了多次全线拉通试验和提速平推试验,动车组进入运行试验。
2007年2月,动车组以160公里的时速投入春运。
2007年4月18日,动车组全面上线投入运营。
2008年8月1日,动车组投入运营的京津线是中国首条高速铁路客运专线,是中国进入高铁时代的标志。
国外动车组
动车组法国 法国高速铁路线上采用的电动车组在牵引动力上的布置与日本不同。日本是动力分散式,而法国是动力集中式,只在列车两端的头车(或与头车相临的客车的一端)装有牵引动力装置。法国第一条铁路线(巴黎东南新干线)于1972年动工,1983年投入运用。运用TGV-PSE电动车组,最高运行时速为270公里。在巴黎东南新干线通车后,法国继续扩大高速铁路线,1990年大西洋新干线(巴黎--勒芒、图尔)正式通车,采用TGV-A电动车组,最高运行时速为300公里。
德国 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2000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。
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。
韩国 韩国高速列车KTX采用了法国TGV的设计,由ALSTOM公司设计制造。KTX每组有2节动车、2节服务车和16节客车。该列车拥有先进的制动系统、集成的防火系统和自动控制系统等,保证了其高度的安全性和可靠性。韩国共采购了46组,首批的16组由法国制造,余下的由韩国企业自行制造。2003年9月KTX高速列车在首尔——釜山高速铁路线上试运行时速突破300km/h,该列车主要由韩国自主开发,只有核心零件由法国和韩国联合制造,国产化率达到92%。2004年4月,KTX高速列车在韩国的第一条高速铁路首尔——釜山高速铁路线上投入运营。
分类情况
按动拖比分类
动车组列车中,有动力的车轴所承载的车重与无动力的车轴所承载的车重之比称为动拖比。列车动拖比小于1:3为动力集中;小于1:1但不小于1:3为弱动力分散;等于和大于1:1为强动力分散。当列车编组中,动力车全部车轴均有动力、每节动力车轴数与非动力车轴数相同且轴重接近的情况下,可以用动力车数量与非动力车节数之比粗略计算动拖比。
这是最常见的动车组分类方式。需要注意的是,这个分类方式也同样适用于传统列车。一个比较极端的强动力分散例子是一台132吨机车与两节55吨车厢组合的编组。
动力集中系动车组非常少见,已知只有德国ICE1的2动车12拖车编组和中国“新曙光”的2动车9拖车编组,前者曾用于城际特快,现用于长途直达班次,后者被不科学地用于城际线路。
弱动力分散系动车组相对多见,多用于城际和中长途线路。法国的TGV、德国的ICE1-2动车10拖车编组和ICE2、美国的Acela、瑞典的X2000、中国的“中华之星”、“蓝箭”、“神州”等大多数推挽、推拉式动车组都是这样。
强动力分散系动车组最为常见,多用于通勤场合,但也常用于城际和中长途线路。地铁与轻轨中的动车组、法国的AGV、TGV-V150、德国的ICE3、中国的“春城”、“先锋”、“中原之星”、“长白山”以及CRH系列均属此列。
9.2 按照用途分类 绝大多数型号和数量的动车组都被用于客运领域,少量动车组被用于货运,还有极少一部分用于轨道检测等特殊用途(如动检,其代表产品为青岛庞巴迪为海南提供的动车项目)。
按照动力燃料类别分类
动车组按动力装置可分为柴油动车组、燃气轮动车组和电力动车组三类。电力动车组按电流制又分为直流电力动车组和交流电力动车组两种。柴油动车组按传动方式又分为机械传动动车组、液力传动动车组和电力传动动车组三种。燃气轮动车组按传动方式又分为电力传动动车组和液力传动动车组两种。蒸汽动车之间无法联控,所以到目前为止没有蒸汽动车组。
符合“狭义动车组”定义的电力动车组,英文名为“Electric Multiple Units”,缩写为“EMU”,在繁体中文地区多被称为“电联车”,日文称“电车”。
符合“狭义动车组”定义的内燃动车组,日文称“气动车”。
符合“狭义动车组”定义且燃料为柴油的内燃动车组,英文名为“Diesel Multiple Units”,缩写为“DMU”,在繁体中文地区多被称为“柴联车”。
汽油动车存在,但尚不能肯定汽油动车组存在。
9.3 按作用分类 动车组的附挂车按作用分为有动力的(转向架上装有牵引电动机)和无动力的以及无动力但一端有驾驶台的三种。