（车辆工程专业论文）200kmh动车组消化吸收再创新及国产化.pdf

北京交通大学硕+ 学位论文中文摘要 中文摘要 按照国务院研究铁路机车车辆装备有关问题会议纪要提出的“引进先进 技术，联合设计生产，打造中国品牌 的总体要求，国内企业在铁道部统一组织 下，开始了技贸结合、市场换技术、加速国产化的装备现代化推进工作，铁路高 速动车组发展进入新的重大历史转折期，开始2 0 0 k m h 动车组技术引进工作。2 0 0 7 年4 月1 8 日，首批国产化的2 0 0 k m h “和谐号”动车组在全国铁路第六次大提速中 正式运用，实现了商业化运营。 全面消化吸收并掌握从国际知名企业引进的2 0 0 k m h 动车组的核心技术，并 在此基础上进行技术再创新，开发具有世界先进水平的2 5 0 k m h 动车组，受到了 广泛的重视。 本文针对长春轨道客车股份有限公司所生产的动车组，从系统集成( 包括编 组、平面布置、断面布置、旅客服务界面等) 、车体、转向架、列车网络控制系统、 牵引控制系统、标准、试验等方面进行了论述，详细阐述了动车组的结构、原理、 消化吸收情况及国产化情况，并总结出了技术引进的收获，搭建了动车组的产品 平台和动车组的制造平台。 本论文对国内后续进一步开展高速动车组的引进消化吸收及再创新工作提供 了有价值的参考。 关键词：高速；动车组；消化吸收；再创新；国产化； 分类号： 北京交通大学硕士学位论文 a b s t r a c t a b s t r a c t a c c o r d i n gt ot h eg e n e r a lr e q u i r e m e n t i n t r o d u c et h ea d v a n c et e c h n o l o g y , j o i n t l y d e s i g na n dm a n u f a c t u r e ，c r e a tt h ec h i n a b r a n d r a i s e db yt h es t a t ed e p a r t m e n tt h em o m 如ri n v e s t i g a t i o no f s e v e r a li t e m sr e l a t e dt h er o l l i n gs t o c ke q u i p m e n t , o r g a n i z e db ym o r ， t h ed o m e s t i ce n t e r p r i s e ss t a r tt h ef a c i l i t i e sm o d e n l i z a t i o nw o r ko fi n t e g r a t i n g t e c h n o l o g ya n dt r a d e , e x c h a n g et h et e c h n o l o g yw i t hm a r k e t ，a n ds p e e d i n gu pt h e l o c a l i z a t i o n , a n ds t a r tt h et e c h n o l o g yi n t r o d u c t i o nw o r ko f2 0 0 k m he m u t h ef i r s t b a t c h2 0 0 k m he m u sn a m e dh e x i ew e r ep u ti n t oc o m m e r c i a ls e r v i c ed u r i n gn l e6 协 n a t i o n a lr a i l w a ys p e e d i n g - u p f u l l ya s s i m i l a t ea n dm a s t e rt h ec r i t i c a lt e c h n o l o g yo f2 0 0 k m he m u i n t r o d u c e d f r o mf a m o u s ee n t e r p r i s e ，o nw h i c hp e r f o r mt h er e - i n o v a t i o nb a s e d ，d e v e l o pt h e w o r l d w i d ea d v a n c e d2 5 0 k m he m u ，w h i c hi sf o c u s e dw i d e l y t h et h e s i sc o n c e n t r a t e st h ee m um a n u f a c t u r e db yc h a n g c h u nr a i l w a yv e h i c l ec o l t d ，d e s c r i b e st h es y s t e mi n t e g r a t i o n ( i n c l u d i n gc o m p o s i t i o n , l a y o u t ，c r o s s s e c t i o n a r r a n g e m e n t ，p a s s e n g e rs e r v i c ei n t e r f a c e , a n de r e ) c a r b o d y , b o g i e ，t r a i nc o n t r o la n d m a n a g i n gs y s t e m ，t r a c t i o nc o n t r o ls y s t e m ，s t a n d a r d ，t e s t ，a n de t c ，e x p a t i a t e st h ee m u s t r u c t u r e , p r i n c i p l e ，a s s i m i l a t i o na n dl o c a l i z a t i o n ，a n ds u m m a r i z e st h et e c h n o l o g y a c h i e v e m e n t ，e s t a b l i s ht h ee m up r o d u c t i o np l a t f o r ma n dm a n u f a c t u r ep l a t f o r m t h et h e s i sp r o v i d et h er e f e r e n c ev a l u ef o rt h ef u r t h e re m ut e c h n o l o g yi n t r o d u c t i o n ， a s s i m i l a t i o n ，a n dr e - i n o v a t i o n k e y w o r d ：h i g h - s p e e d ，e m u ，t e c h n o l o g y i n t r o d u c t i o na n d a s s i m i l a t i o n ， r e - i n o v a t i o n ，l o c a l i z a t i o n c l a s s n o ： l v 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特 授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索， 并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国 家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月 e t 签字日期：年月日 北京交通大学硕卜学位论文 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通 大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的 同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了 谢意。 日 学位论文作者签名：签字日期：年 月 致谢 本论文是在导师孙守光教授悉心指导下完成的。在论文选题和研究方向上孙 老师给予了极大的支持和帮助，导师精深广博的知识，严谨治学的学术风格和实 事求是的工作作风以及高尚的品德，都给我留下深刻的印象、使我受益匪浅。在 本论文完成之际，向辛勤培育我的孙守光教授表示崇高的敬意和衷心的感谢，感 谢导师三年来对我的关心和指导。 在论文的完成过程中，还得到了李强教授、缪龙秀教授、刘志明教授等的关 心和指导，他们对本人的论文工作提出了许多有建设性的意见和建议，使本人受 益匪浅。在此谨向老师们表示衷心的感谢。 感谢给予我帮助和支持的所有老师和同学。感谢给予理解、关心我的亲人与朋 友。 北京交通大学硕士学位论文 绪论 1 1 课题的研究背景及意义 1 绪论 2 0 0 7 年4 月1 8 日开始实施的铁路第六次大提速，在京沪、京广、京哈、浙赣、 陇海、胶济、广深等干线上，成功开行时速2 0 0 公里及以上的动车组，标志着我 国铁路已经进入世界高速铁路国家的行列。继1 9 9 7 年4 月1 日开始铁路第一次大 提速以来，十年中持续实施六次大提速，在世界铁路史上绝无仅有。引进先进技 术、消化吸收再创新是铁路发展战略的重要创新，它的成功实践，大大加快了中 国铁路现代化的历史进程，在中国铁路发展史上具有划时代的里程碑意义，对实 现铁路的跨越式发展具有重要的影响。 对于机车车辆而言，引进先进、成熟、经济、适用、可靠的动车组技术，结 合我国机车车辆集成及其关键部件制造的现状，拟定动车组的国产化方案，逐步 实现由跟踪模仿为主向自主创新为主的深刻转变，以期早日达到或接近发达国家 的水平。 根据铁道部“引进、消化吸收、再创新 的总体战略部署，长春轨道客车股 份有限公司联合国内高等院校和科研院所，共同承担了c r h 5 型动车组引进技术 的消化吸收及再创新工作。本文对c r h 5 型动车组系统集成、车体、转向架、列 车网络控制系统、牵引控制系统、标准及试验的引进消化吸收情况进行了论述， 为下一步深入地全方位开展动车组国产化提供重要的依据。 1 2 国内外现状 目前，世界上运行2 0 0 k m h 及以上速度动车组的国家已有法国、日本、德国、 意大利、瑞典、英国、西班牙、美国、奥地利、荷兰、比利时、瑞士、挪威、芬 兰、俄罗斯等国家，近期内，准备开通2 0 0 k m h 及以上速度动车组的国家和地区 有韩国、中国台湾等。法国、日本、德国、意大利、瑞典、英国等国所开发的t g v 、 新干线列车、i c e 、e t r ( p e n d o l i n o ) 、i c 系列2 0 0 k m h 及以上速度动车组皆为制 造企业( 公司) 或运营铁路公司或国家铁路专利产品。其中，法国的t g v 系列、 日本的新干线系列、德国的i c e 系列、意大利的e t r ( p e n d o l i n o ) 系列高速动车 组更是享誉世界【1j 【2 j 。 北京交通大学硕士学位论文 绪论 法国从1 9 8 3 年推出t g v - p ( 巴黎东南线) 2 7 0 k m h 高速列车开始，经过二十 多年的不断改进，先后生产了t g v - p 、t g v - a ( 大西洋线高速列车) 、t g v - r ( 法 国网路高速列车) 、t g v - p b a ( 法国比利时荷兰的三国联运高速列车) ，t g v - p b k a ( 法国比利时德国荷兰四国联运高速列车，又称为t g v 泰里斯- t g v - t h m y s ) 、 a v e ( 西班牙t g v ) 、e u r o s t a r ( 穿越英吉利海峡的欧洲之星，又称为 t g v - 刑s t ) 、t g v - k h s t ( 向韩国输出技术的高速列车，即韩国t g v ) 、t g v - d ( t g v 双层客车) 等t g v 系列产品。从上世纪9 0 年代起法国t g v 系列高速列车 的最高运营速度即达到了3 0 0 k m h ，迄今为止，法国也是世界上唯一的具有1 5 年 以上的3 0 0 k m h 以上超高速列车运营经验的国家。而且法国十分重视高速列车技 术的推广，其t g v 的运用范围不仅包括英国、比利时、荷兰、西班牙等欧洲国家， 也包括亚洲的韩国。现在法国正在开发新一代的t g v 系列高速列车3 5 蛐 的铰接式动力分散型超高速列车。 日本作为世界上最早先开行高速列车的国家。从1 9 6 4 年起，日本以o 系高速 列车起步，经过近4 0 年的不断完善与提高，相继开发了1 0 0 系、1 0 0 n 系、3 0 0 系、 5 0 0 系、7 0 0 系、2 0 0 系、4 0 0 系、e 1 系、e 2 系、e 3 系、e 4 系等新干线系列高速 车。从上世纪9 0 年代起日本即将新干线高速列车的速度提高到了2 7 0 k m h ，现阶 段的最高运营速度达到了2 8 5 k m h 。现在日本正在准备推出8 0 0 系和e 2 1 0 0 0 系等 新一代高速动车组，为把高速列车的速度提高到3 0 0 k m & 以上做积极的准备。 德国从1 9 9 1 年推出i c e i 高速列车开始，相继开发了i c e 2 、i c e 3 、i c t ( 即 i c e t ) 、i c e t d 、v e l a r oe 等i c e 系列高速列车，其运营速度从2 5 0 k m h 起步， 逐步提高到2 8 0 k m h 、3 3 0 k m h 、3 5 0 k m h 。在德国及周边地区建立起了以i c e 系 列高速列车为轮轨交通运输装备的发达快速轮轨交通运输网络。 如今，国际上高速轨道交通装备制造技术日趋成熟与完善。更加注重运用的 安全性、可靠性；更加强调产品的标准化、系列化、模块化、信息化；产品运用 性能长期稳定性、动力学仿真技术、以及涵盖列车自动控制技术和列车故障诊断 技术的列车网络技术，也使高速动车组的运行品质与技术等级产生了质的飞跃。 速度更快、技术等级更高已经成为当今国际铁路运输装备的发展趋势。 在国内，提速列车的构造速度为1 6 0 k m h ，实际的最高运行速度一般在1 4 0 k m h 左右。动车组的开发刚刚起步，国内已自主开发制造了“蓝箭号 、“先锋号 、 “中华之星 、“长白山号等电动车组，通过研制这些样车，国内企业对动车组 技术有了较为深刻的认识，具备了引进、消化吸收国外先进动车组技术的基础【3 】。 2 北京交通大学硕士学位论文 绪论 1 3 本论文主要内容 结合动车组技术引进、消化吸收、再创新及国产化，本文主要完成了以下论 述： 1 国内外的现状 重点介绍了德国、法国和日本高速动车组的发展历程，简单地描述了国外铁 路运输装备的发展趋势，同时简单介绍了国内动车组研制的现状。 2 技术引进情况 介绍了c r h 5 型动车组技术引进的总体情况，包括九大关键技术和十项重要 配套技术；阐述了c r h 5 型动车组的总体技术方案。 3 消化吸收再创新及国产化 介绍了系统集成、车体、转向架、列车网络控制系统、牵引控制系统的技术 方案及原理，消化的情况，并对在编组、平面断面布置及旅客服务界面上开展的 再创新进行了论述。 4 技术标准与整车试验 介绍了国内外技术标准现状，重点提出了应开展的标准转化项目与试验项 目。 5 总结与展望 北京交通大学硕士学位论文技术引进情况 2 1 概况 2 技术引进情况 按照国务院研究铁路机车车辆装备有关问题会议纪要提出的“引进先进 技术，联合设计生产，打造中国品牌 的总体要求，通过以市场换技术，走技贸 结合、自主创新的路子，消化吸收和自主创新，逐步提高国产化率，实现时速2 0 0 公里动车组的国产化；通过引进产品技术平台的选择，利用一次引进技术，使中 国制造企业具备铁路动车组速度提升的持续研制和开发能力，打造中国自有的铁 路时速2 0 0 公里及以上动车组品牌。通过动车组项目的招标采购、技术引进和国 产化的实施，实现铁路的装备现代化和装备制造业现代化，实现中长期铁路网 规划确定的我国铁路发展目标 6 1 。 长客股份选择法国阿尔斯通公司作为合作伙伴，承担c r h 5 型2 0 0 k m h 动车 组的项目，共计6 0 列动车组，合同于2 0 0 4 年1 0 月9 日正式签订，2 0 0 5 年1 月 1 7 日生效。其中3 列整车进口、6 列c k d 散件进口国内组装、5 l 列国内制造。首 列进口动车组于2 0 0 7 年2 月交付，首列c k d 动车组于2 0 0 7 年3 月交付，首列国 产化动车组于2 0 0 7 年3 月交付，6 0 列动车组将于2 0 0 8 年底前全部交付。 长客股份公司与阿尔斯通公司在铁道部和北车集团公司的领导下，共同制定 了切实可行的技术引进和国产化方案和阶段性目标：即第一阶段实现平均国产化 率为3 5 ，第二阶段平均为5 5 ，第三阶段平均为7 0 以上。通过联合设计、合 作生产、技术培训、技术支持、提供技术图纸文件的方式，阿尔斯通公司逐步完 成向长客股份公司转让动车组总成、车体、转向架的设计及制造技术，以及转让 牵引控制系统和列车网络控制系统的设计技术。同时阿尔斯通公司承诺将向长客 股份公司转让3 5 0 k m h 动车组( a g v ) 的技术l 。 本项目重点引进动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵 引电机、牵引控制系统、列车网络控制系统和制动系统等动车组九大关键技术。 还引进了动车组的空调系统、车钩缓冲装置、车门、车窗、卫生间和集便装置、 受电弓、风挡、座椅、车内电器和车内装饰等十项重要配套技术。 通过上述技术的引进，使国内配件制造企业全面按照此标准生产配件，为主 机厂提供适应动车组技术质量等级的配件，确保动车组整机的技术质量水平达到 国外原装车水平。 2 北京交通大学硕士学位论文 技术引进情况 2 2 产品平台 c r h 5 型动车组是由阿尔斯通公司在其为芬兰研制的s m 3 型动车组基础上改 进设计的。s m 3 型动车组是阿尔斯通公司p e n d o l i n o 系列动车组中的一个成熟 产品，p e n d o l i n 0 动车组的研制可追溯到1 9 7 5 年，从1 9 9 0 年开始阿尔斯通公 司加强了p e n d o l i n o 系列动车组的研制，已经制造了1 1 种共计1 7 0 列 p e n d o l i n o 动车纠引。c r h 5 型动车组除保留了s m 3 型动车组成熟的铝合金车 体结构外，其余系统采用了阿尔斯通公司最新p e n d o l i n o 动车组的技术，基本 上代表了阿尔斯通公司独立式动力分散动车组的最高技术水平。 1 铝合金车体 采用s m 3 型动车组成熟的铝合金车体结构，具有自重轻、强度高、刚度大的 优点，具有国际先进水平。 2 转向架 在阿尔斯通公司t a vs1 0 4 转向架基础上优化设计的，将二系钢弹簧改为了空 气弹簧，车轮踏面根据中国的钢轨选择了x p 5 5 型踏面，该转向架可对轨道产生2 n v s 2 的欠补偿侧向加速度，具有优异的高速运行品质，并可以改进为摆式转向架， 具有国际领先水平。 3 牵引系统 c r h 5 型动车组使用的牵引变流器是阿尔斯通公司从高速电力机车使用的牵 引变流器中发展出来的最新的、最先进的产品，其功率模块采用新开发的6 5 0 0 v 6 0 0 a 的2 3 3 x p h 和2 3 3 v h p i n v - 1 r 型水冷功率模块，中间直流电压最高可以 承受d c 4 0 0 0 v ，牵引变流器和辅助变流器集成在一个箱体里，辅助变流器的直流 电源从牵引变流器的中间直流环节中取出，过断电区时从再生电能中取电源，实 现对辅助系统的不间断供电。具有国际领先水平。 4 控制系统 采用阿尔斯通公司设计生产的符合国际标准( i e c 6 1 3 7 5t c n ) 的列车网络控 制系统，是目前世界上轨道交通车辆所采用的列车网络控制系统中最先进的产品。 牵引控制装置( t c u ) 是阿尔斯通公司生产的a g a t e 3 装置。该装置经过了 多年的改进设计和运用考验，是轨道交通最成熟和先进的控制装置之一，是高度 集成的模块化、系列化和标准化产品。 5 制动系统 采用直通式电空制动系统，备用制动为自动式空气制动，制动控制系统为基 于t c n 网络控制的电空混合控制，基础制动使用锻钢制动盘、粉末冶金闸片。具 3 北京交通大学硕士学位论文技术引进情况 有国际先进水平。 2 3c r h 5 动车组结构参数及技术特点 c r h 5 型动车组为动力分散型电动车组，采用八辆编组，两个动力单元，五动 三拖结构，定员5 8 6 人，轴重小于1 7 吨。 1 动车组结构参数【9 】： 列车总长度 头车长度 中间车长度 车辆定距 车体宽度 车体高度 车辆高度 地板高度 2 基本性能： 最高运营速度： 2 0 0 2 5 0 k m h 平均起动加速度( 0 - - , 6 5 k m h ) ：o 5 6 m s 2 2 0 0 k m h 的剩余加速度：0 1 1m s 2 2 5 0 k m h 的剩余加速度：0 0 5m s 2 爬行坡度( 6 0 牵引力) ：3 0 最大牵引功率：5 5 0 0 k w 初速度2 0 0 k m h 制动距离： 2 0 0 0 m 3 主要技术特点： 具有先进、安全、可靠、舒适、环保等优点。 ( 1 ) 先进( 是一个具有国际最先进水平的产品) 1 ) 标准先进。全部按u i c 、e n 、i e c 、i s o 等国际通用标准设计和制造； 2 ) 采用成熟的高速转向架，安全舒适性能显著； 3 ) 采用了高强度轻量化铝合金车体； 4 ) 采用先进的交流传动技术，牵引和辅助变流器采用了国际最先进、性能等 级最高的i g b t 元件( 6 5 0 0 v 6 0 0 a ) ； 5 ) 采用先进的微机控制的直通式电空制动系统，空电联合制动，实现了快速、 精准、平稳的制动控制； 4 一一一一 北京交通大学硕士学位论文技术引进情况 6 ) 双层密封的风挡技术，航空内饰； 7 ) 采用t c n 标准的列车网络控制系统，实现列车的信息化和智能化； 8 ) 采用带紧急通风与自动压力保护功能的全自动恒温空调系统； 9 ) 设置新型的侧门翻板结构，可适应3 0 0 - 1 2 5 0 m m 不同的站台高度； 1 0 ) 采用了紧凑型、智能化模块真空卫生间。 ( 2 ) 安全 1 ) 强度高，采用高强度轻量化铝合金车体； 2 ) 吸能结构，配有1 7 0 k j 大容量气液缓冲器的密接式车钩缓冲装置，车体两 端设有吸能区； 3 ) 增设自动式备用制动装置； 4 ) 阻燃防火，采用新型防火非金属材料、先进的烟火报警系统和阻止火焰蔓 延的车辆端部设计等； 5 ) 牵弓 、辅助、制动、控制等系统均采取冗余设计并设有故障导向安全措施； 6 ) 设有超速防护系统及警惕装置； 7 ) 曲线通过能力强，可以通过r 1 4 5 m 的s 形曲线，不但可用于客运专线， 也可用于既有线路提速使用； 8 ) 电气系统采取安全设计； 9 ) 设计寿命可达3 0 年。 ( 3 ) 环保 1 ) 车内装饰采用防火、环保、轻量化的航空用三明治蜂窝内装材料； 2 ) 大量使用再生制动，节约能源； 3 ) 便器污物和洗漱用水集中收集和排放； 4 ) 车内外噪音低，2 0 0 k m h 运行时车内噪声6 5 d b ( a ) ，外部噪声8 8 d b ( a ) 。 c r h 5 型动车组体现了当今国际上最先进的车辆设计理念，采用了最先进的系 统，是具有国际一流水平的产品。 5 北京交通大学硕士学位论文消化吸收再创新及国产化 3c r h 5 动车组消化吸收再创新及国产化 3 1 系统集成 3 1 1 系统集成的消化吸收再创新 c r h 5 型动车组由八辆编组构成，如图3 一l 所示。其中，一等座车l 辆，带酒 吧的二等座车l 辆、带残疾人卫生问的二等座车1 辆、普通二等座车4 辆。一等 车座椅采用2 + 2 布置方式，二等车座椅采用2 + 3 布置方式。带酒吧的二等座车设 配餐区和吧区，在一等车和吧区设有娱乐系统，八辆编组定员为6 0 6 人。可在运 营需要时由2 列8 辆短编组连挂成l 列1 6 辆长编组进行运营。 图3 1 ：c r h 5 动车组编组图 f i g u r e3 - 1c r i l 5c o m p o s i t i o n 该动车组由车体、车内设备及装饰、转向架、牵引传动系统、制动系统、空 调通风系统、给排水系统、辅助供电系统，列车运行及网络控制系统、旅客信息 服务系统等组成。 车体采用轻质铝合金型材和板材制成。车体强度按照u i c 5 6 6 、e n l 2 6 6 3 标准 执行，各车能在5k m h 速度的调车冲击下保持正常状态。为最大限度的减少辅助 构件的焊接，底架型材的下部设有“t 型槽 ，便于固定底架设备并能增加底架的 刚度。同样，侧墙和车顶型材也设置“t 型槽，以便安装绝缘材料、内装饰板和 设备等。 转向架源于t a vs1 0 4 转向架。全列车共有1 0 台动力转向架，6 台非动力转 向架，其中动轴1 0 根，拖轴2 2 根，见图3 1 所示。动力转向架为单动力轴形式， 采用空心车轴，整体车轮，磨耗型踏面，s k f t b u 锥形滚珠轴承，构架采用焊接 结构。电机向车轴的传动是通过齿轮箱和万向轴实现的。 牵引系统采用交流传动方式，动力配置为5 动3 拖的动力分散式，分成两个 牵引单元，第一动力单元为( m + m + t + m ) ，第二动力单元为( t + t + m + m ) ，其 中m 代表动车，t 代表拖车，如图3 2 和图3 3 所示。在3 、6 号车上设有受电弓， 6 北京交通火学硕士学位论文消化吸收再创新及国产化 动车组运行时采用单弓受流方式，另一个备用。在车顶设贯通的高压母线，分别 向两个牵引单元供电。牵引单元由主变压器、牵引变流器、异步牵引电机组成。 主变压器使用油冷方式，牵引变流器使用成熟的i g b t 技术。异步牵引电机的功率 为5 5 0 k w ，采用体悬方式，由万向轴传递牵引力。转向架上只有齿轮箱，大大地 降低了转向架的簧下重量，改善了动力学性能。动车组牵引总功率为5 5 0 0 k w ，轮 周牵引力为3 0 2 k n ，最高运营速度为2 0 0 k m h ，最高试验速度为2 5 0 k m h t l o 】。 一-* j e ，l 、。j k + ，。0 i 一， 、一已。冀 ，。j ? 。，。o 。：押。 j ：靼1 j i 1 蔷鎏 图3 - 2 ：第一动力单元主电路图 f i g u r e3 - 2m a i nc i r c u itg r a p ho ft h ef i r s t p o w e ru n i t 玉零 i 图3 - 3 ：第二动力单元主电路图 f i g u r e3 - 3m a i nc i r c u itg r a p ho ft h es e c o n d p o w e ru n i t 客室空调系统采用车顶单元式空调机组，由两套独立的冷却回路构成( 除冷却 扇以外) ，以确保设备发生故障时还可保持5 0 正常运转。空调系统配有压力保护 系统，可保护乘客不受列车进入隧道或两列车交汇时压力波动的影响，系统通过关 闭空调系统的新风口和排风口，保证动车组外部压力波不在车内传播。同时加设 应急通风功能，保证可实现2 小时的应急通风。 空调系统主要技术参数 空调供电电压a c3 8 0 v5 0 h ； 额定制冷功率：4 2 k w ； z 总风量：4 4 0 0 m 3 h ，新风量在9 0 0 18 0 0m 3 h 之间； 制冷剂：i 0 7 c 。 在列车以最大速度与另一列车交汇或通过隧道时，外界压力变化范围为： 最大压力变化范围：4 - 5 0 0 0p a ； 最大变化率： 1 5 0 0p a s 。 列车内部最大压力变化将为： 最大压力变化值： 1 0 0 0p a ( 1 0 s ) ； 最大变化率：5 0 0p a s 。 采暖系统由空调机组中安装的电热器和客室、通过台及卫生问内的辅助电热 北京交通大学硕士学位论文消化吸收再创新及国产化 器构成。电热器的布置可以保证在车内形成空气对流状态，以充分利用加热功率。 司机室设独立的空调系统，受客室空调系统控制器的控制。司机可以通过安 装在驾驶台上的开关设定司机室的温度，设定值在1 8 - - - , 2 4 c 之间。当整个列车 设置成停止加热模式时，即使列车不运行，且室外气温在- - 3 6 时，司机室内的 温度仍可通过加热器保持在1 8 。主要技术数据如下： 制冷能力：4 k w 冷媒： r 4 0 7 e 总风量：4 8 0 _ + 9 0 m 3 h 新风量： 1 8 0 1 5 m 3 h 司机室是按照u i c 6 5 1 进行设计的。司机室与客室间采用折页门，向过道打开， 经过道的出口可通往旅客车厢或车外。司机室外部门采用铝制带隔热层的折页门， 带有微动开关可检测此门的开关状态。前窗玻璃采用多层结构，安装带有恒温装 置的电加热器，前窗最内层为塑料防碎层。采用固定式侧窗，一体化的多层安全 玻璃。 司机室照明采用车顶安装的日光灯，另外还安装了小的卤素灯供司机做时刻 表的照明用。司机室座椅设有调整装置，如座位高度和斜度调整器、靠背斜度控 制器、扶手可调、座椅可前移及旋转、可根据司机体重调整弹簧悬挂装置等。 播音系统由扬声器网络、电话和车用放大器等部分组成。既可选择向自己所 在的单车广播，也可选择向全列广播。 车外显示屏可显示列车始发终点站、车次号和车厢号等内容。车外显示屏设 置在车厢外部靠近旅客进出的塞拉门处，该显示系统通过与t t p b 车厢( 带列车 长室车厢) 里的列车长计算机连接的触摸屏用户接口进行控制。 每个客室还配备2 个车内l e d 显示屏，单排、滚动式，将显示下一到站、运 行速度、车内外温度和可编辑的其他信息。 1 主要技术参数 c r h 5 型动车组主要技术参数见表3 1 ，噪声指标见表3 2 。 表3 - 1 ：c p d - 1 5 型动车组主要技术参数 t a b l e3 - 1m a i nt e c h n i c a lp a r a m e t e r so f e m uc p d t 5 编组型式 ( m + m + t + m ) + ( t + t + m + m ) 8 辆( 2 辆一等座车，1 辆带酒吧的二等座车，4 辆普通 车辆数量 二等座车，1 辆带1 个残疾人座位的二等座车) 最高运营速度k m h 2 0 0 最高试验速度k m h 2 5 0 8 北京交通大学硕士学位论文消化吸收再创新及国产化 适应轨距m m1 4 3 5 传动方式交直交 动力配置5 m 3 t 牵引功率k w 5 5 0 0 车体结构中空铝合金挤压型材焊接结构 两端头车车体长度m 2 7 6 0 0 中间车车体长度m 2 5 0 0 0 车辆宽度m 3 2 0 0 车体高度咖 3 7 3 0 车辆高度衄 4 2 7 0 车辆定距姗 1 9 0 0 0 列车长度m 2 1 1 5 地板布面的高度衄 1 2 7 0 空车重量t 4 5 1 3 定员重量t 4 7 5 定员人 5 8 6 转向架数量 1 6 轴数 3 2 车轮配备 1 a h l + l h h l + 2 2 + + l h a 1 + 2 2 + 2 2 + l a a l + 1 a a l 轴重t 最大允许1 7 平均1 5 5 轮径硼8 9 0 受流电压制式a c 2 5 k v ，5 0 h z 牵引变流器i g b t 水冷v v v f 牵引电机 5 6 4 k w 最大启动牵引力k n 3 0 2 平均启动加速度( 0 - 6 5 k i n h ) 时 m s 2 0 5 6 2 0 0 k m h 时剩余加速度m s 2o 1 1 2 5 0 k m h 时剩余加速度m s 20 0 5 爬行坡度( 6 0 牵引力时)3 0 紧急制动距离2 0 0 k m h 一0 2 0 0 0 m 单车：1 0 0 m 通过最小曲线半径 连挂：1 4 5 m 制动方式 再生制动、空气制动 辅助供电制式 a c 3 8 0 v 空调系统 车顶单元式空调系统、冷媒r 4 0 7 c 密封性能车内外压力差由4 0 0 0 p a 降至1 0 0 0 p a 的时间大于4 0 s 表3 - 2 ：c r h 5 型动车组噪声指标 t a b l e3 - 2n o i s ei n d e xo fe m uc r h 5 9 北京交通大学硕士学位论文消化吸收再创新及国产化 黼鬈鍪鍪箍炙磴翳雾震攀”雾雾黧速麓爹秀鬻 i 辜内噪声。，：6 。 一等旅客车厢 6 5d b ( a )2 0 0k m h 二等旅客车厢6 8d b ( a )2 0 0k m h 司机室 7 1d b ( a )2 0 0k m h l 率外噪声 一 一”，。7 b ? ，一”e 一“i 一 ? 一、，一一 ， 一距离2 5 m 一高度1 2 m 处 7 6d b ( a ) 静止状态 一距离2 5 m 一高度3 5 m 处7 5d b ( a )启动状态 一距离2 5 m 一高度3 5 m 处 8 8d b ( a )2 0 0k m h 2 c r h 5 动车组布局优化 动车组引进后，为了进一步提高乘坐舒适度，经过对系统集成技术的消化吸 收，对c r h 5 型动车组先后两次进行了改进。即，将平面布局进行了优化调整： 优化了端部功能间结构、尽可能地增加定员；并增加了一辆一等车，同时将座椅 由固定式改为旋转式，满足乘客向前乘坐的需求。改进后的动车组定员由原来的 6 0 6 人调整为5 8 6 人，其中一等车定员由原有的6 2 人增加到1 1 2 人，占全列定员 的2 0 左右，可以较好地满足乘客的乘坐需要。 1 0 键孥 一 一j 1 蔓 皇警察一 一c o u j o o - i ci旨_【o)|ho(】 coh_一o一l【一oo-1=一。-okf_i托一也 丑磊熏忘罨温崮警毒占丑 钟u捕珏辩搿鞭移r嚣 毋oi)ii嚣2审毋簪霉v番移 i l，瑟；m乏2争簪簪譬v矗秽l： 荤_d0嚣霉碧-争毋晕v静移 瀑毳 一 ： ，k骖髯麓 霉蟹聚擎、麓 瓣缓秭鹱霪霪，骚孵雅 鐾鑫il雾1嚣|【，嚣h舔簪罐u毋赣， 一一_羰錾爹，蓬、嚣张旌够霪，：，鬣 譬 塞：io霉筵h静譬舔霭v舔察 碍强n缝纛藿穗警黎坶怒摊 。塞磊嚣w|5奎谤 哥鋈羲臻爹。一 。一缮嚣婷稚髓o、。 簪霉v番秽蛾 耍 00o茚一，。 一。，二 豸喾霉：矗，翟移o#嚣v ：# 毯 芒k圄咚菇面峰釜督磬 似塞g羚、+巨疖、o-暑州oo妯co州一州o(i昌ou f1=“hn暑州也 函忘骠g峰斟螯g-函 n卜廿铷蜘 翠研卜 n芏卅蛐枷 锵嚣 -一 也 i 0 目 回 国 囱 国 国 目 固 目 。l 固 o 团 l 堕 l蛩 0 目 国 国 国 国 国 囡 目 羹 国 _ 回 0 而 毛 l 哥兰 型 i i i 兰 i 慕 f 皋乱匦隧塔面畦善譬芒器 仪错牮貅二f醛扑k翱愀怯罢 北京交通大学硕士学位论文消化吸收再创新及嗣产化 3 平面布置改进 c r h 5 型动车组包括5 辆动车和3 辆拖车，车辆编号从1 开始，从左到右依次 增加，l 、2 、4 、7 、8 号车为动车，3 、5 、6 号车为拖车。改进前方案中一等座 车l 辆( 1 号车) ，定员6 2 人。2 等座车7 辆( 2 8 号车) 。2 ，3 ，4 ，5 号车定员 均为9 0 人，6 号车带灏吧，定员4 0 入，7 号车带残疾入卫生闻，定员7 4 人。改 进后的方案中一等座车2 辆( 1 、8 号车) ，定员均为5 6 人。2 等座车6 辆( 2 7 号车) 。2 ，3 ，4 ，5 号车定员均为9 0 入，6 号车带酒吧，定员4 0 人，7 号车带残 疾入卫生闽，定员7 4 入，改进盾的动车组优化了客室的空间，全部采用旋转座椅， 且定员基本保持不变。一等车座椅采用2 + 2 布置方式，二等车座椅采用2 + 3 布置 方式，改进后的方案最大地利用了客室的宽度，二等座椅之问也设置了扶手，提 高了乘坐舒适度。8 辆编组定员为5 8 6 人，改进恁的各车定员见表3 3 。 表3 - 3 ：改进后备车定员 t a b l e3 - 3p a s s e n g e rn u m b e r si ne a c hc o m p a r t m e n ta f t e ri m p r o v e m e n t m c 2澈st pm 2t 2王邦溜m c l 车辆类型 一等动 二等中二等中二等中= 等中酒吧中 二等中一等动 力头车 间动车间拖苹间动车间拖率间拖车间动乍 力头车 定英( 入)5 6 9 09 09 09 04 07 45 6 4 断面布置 结合铝合金车体的断瑟形状，为了尽可能地利用客室空闻，给旅客营造最舒 适的旅行环境，c r h 5 动车组引进盾，对车辆的断面布置重新进行了优化设计，重 点改进了座椅的布置，同时将侧窗加高了7 0 m m ，开阔了旅客的视野。 座椅的具体尺寸改进详见表3 4 。 c r h 5 动车组改用旋转座椅后，一等车过道宽度为5 1 3 m m ( 靠背处为5 5 3 m m ) ， 与原过道宽度6 0 0 m m 相比，虽旅客通过能力有所下降，能够满足使用需要。二等 车过道宽度为4 5 3 m m ( 靠背处为4 9 3 m m ) ，与原过道宽度5 7 0 m m 相比，会影响一 些旅客通过能力，僮与飞机土的过道宽度( 4 5 0 m m ) 稳当，且由于痤闻距有所增 加，因此也能够满足使用需要。 通过上述对比可以看出，改进后的一等座椅熬体乘坐舒适度要明显优于原方 案，改进焉的二等座椅由于增加了扶手，乘坐舒适度较改进前也较改进翦有明显 提高。改进前、后一等车的断面图见图3 - 6 、图3 7 ，改进前后二等车的断面图见 图3 8 、图3 - 9 。 1 3 北京交通人学硕士学位论文 消化吸收再创新及国产化 表3 4c r h 5 型动车组座椅改进前后对比表 t a b l e3 - 4c o m p a r is o nb e t w e e nb e f o r e a n da f t e ri m p r o v e m e n to fc r h 5c h a i r s 座椅类型技术参数a l s t o m 原方案座改造后的旋转座椅方案 一等座椅两人座椅 座椅总宽度 1 1 3 81 1 3 0 扶手间庠宽 4 8 0 4 7 0 边扶手宽度 5 0 7 0 ( 带茶桌) 中扶手宽度 7 05 0 扶手间过道宽度 6 0 05 1 3 靠背问过道宽度 7 0 05 5 3 座间距 9 6 0 1 0 0 0 座垫高度 4 2 54 3 0 库深 4 3 04 6 5 二等座椅两人座椅 庠椅总宽度 9 0 39 3 0 扶手问库宽4 5 0 ( 无扶手) 4 2 0 边扶手宽度无 3 0 中扶手宽度 无3 0 扶手间过道宽度无扶手 4 5 3 靠背间过道宽度 5 7 04 9 3 庳间距 9 6 09 8 0 庳垫高度 4 3 64 3 0 序深4 3 04 3 0 三人座椅 座椅总宽度 1 3 5 81 4 2 0 扶手间座宽4 5 0 ( 无扶手)4 2 5 ( 中4 5 0 ) 边扶手宽度无 3 0 中扶手宽度 无3 0 扶手间过道宽度无扶手 4 5 3 靠背间过道宽度 5 7 04 9 3 座间距 9 6 09 8 0 座垫高度4 3 64 3 0 座深 4 3 04 3 0 1 4 e 京交通人、产硕f = 学位论文i 化吸收再创新及围产：化 i ：三 一扣 剖3 _ 6改进前| ，向一等下断面图 g u r e3 - 6c r o s s s e cljo i lo tl 、cl a s sb er o i ci m p r o v e m e n 北京交通人学硕 j 学位论文 i j t i 致收雨创新及国，：化 斟7改进后的一等7 1 i 断丽图 i g u r e ：3 - 7c r o s s s c ( ：li o n ( ) i rc l a s sa t t ey 。ia t pr l o v o m o r i 【 图3 8改进前的二等乍断面幽 f i g u r e3 - 8c i o s s s o c t i o no f2 c l a s sb e f o r e1 m p r o v e m e n t 北京交通大学硕十学位论文 消化吸收再创新及国产化 图3 - 9 改进后的二等车断面图 f i g u r e3 - 9c r o s s - s e c t i o no f2 c l a s sa f t e ri m p r o v e m e n t 5 各车主要设备配属 c r h 5 动车组主要设备配属见表3 - 5 。 表3 5 - c r h 5 动车组主要殴备配属 t a b l e3 - 5m a i ne q u i p m e n td i s t r i b u t i o no fc r h 5 车辆 l2345678 m c 2m 2 st pm 2t 2t p bm hm c l 等级 一等 一丝 二等 丝 二二等_ 二等二等一等 一一j 一j 1 定员 5 69 09 09 09 04 07 45 6 变压器 11 牵引辅助变流器 11l1l 牵引电机 22222