德国高速铁路技术（9）.doc

高*速*列*车 马德里塞维利亚高速铁路主要采用两种高速机车车辆进行商业化运营，构成了西班牙新的高速运输系统。 （Alta Velocidad Espanola）型高速列车。列车设计最高速度/，实际以/速度运营。 由S252型电力机车牵引的Talgo摆式车体列车。Talgo列车根据不同运营需要以/速度运行，这种列车除了在高速线上开行外，利用Talgo摆式车体车辆自动变换轨距装置，可延伸至其他城市，在西班牙国营铁路宽轨距（）线路上实现直通快速运输。. 型高速列车. 主要技术特征 西班牙高速铁路上开行的AVE型高速列车，是通过技术转让从法国购置引进的，总计16列，花费亿比塞塔(.亿美元)。型高速列车是在法国TGV型高速列车的基础上设计制造，但根据西班牙铁路的具体运营条件和要求，作了一些重要的改进。 （）列车的外部形状和内部结构重新进行设计，使AVE型列车完全不同于型列车的风貌。 （）列车编组按M（：动力车，T：拖车)10辆编组方式，而不是型列车M的12辆编组方式。 （）列车牵引供电采用交流、/直流双流制式，而不是法国的交流、/直流.供电制式。 （）根据西班牙的气候条件，装设适用范围广泛的空调设备和动力通风装置，能适应高温气候环境的运营要求。 （）车辆具有很好的气密性能和防噪声干扰，在多隧道地区线路运行时能保证良好的舒适性。 （）采用适合于在长大坡道上运行所需要的列车综合制动系统，确保行车安全。 （）根据西班牙现有的铁路信号设施，装设了LZB和ASFA信号控制设备。 （）采用符合西班牙铁路弹性链形接触网悬挂几何学特点和受流特征的受电弓。 （）车内装设闭路电视和座位上单独使用的音乐耳机，为旅客提供旅行服务。 AVE型列车的主要技术特征是：&，&列车编组列车全长.全列车座席数 其中：俱乐部车 *头等车 *二等车213列车重量 空载时 承载时.最大轴重.轨距最高运行速度牵引供电电流制式 交流、 直流3V最大牵引功率 交流时 直流时 机车车辆限界符合UIC标准牵引方式三相同步牵引电机、交流传动最大电阻制动功率&，&制动方式电阻制动闸瓦制动盘型制动最大电阻制动力紧急制动距离 /时 /时拖车噪声(). 列车编组 AVE型高速列车由2辆动力车(头车)和8辆客车(拖车)编成。连挂的8辆客车，包括1辆俱乐部车、2辆头等客车、4辆二等客车和1辆酒吧车。根据客流增长的运营需要，必要时，2列列车可以连挂编组，利用重联控制系统可由1辆动力车控制驾驶合并运行。AVE型列车的编组方式，见图。 设有机车驾驶室的动力车分别位于列车的头部和尾部，每辆动力车有2台轴式为的动力转向架，全部动力装置集中在这2辆动力车上。 8辆客车均为全压力密闭型，每辆客车之间由铰接式转向架联结，共有9台非动力转向架。这种与法国TGVA型列车相同的编组联结方式(客车编组辆数比TGVA型列车少2辆)，具有以下优点： （）由于降低了车辆高度并减少了转向架的数量，从而降低了列车运行的空气阻力。 （）铰接式转向架位于车辆的两端联结处而不是在客车地板的下方，大大减少了运行振动噪声对旅行环境的干扰影响，提高了舒适度。 （）消除了相互联结的车辆横向移动，列车运行的平稳性提高，而且整个列车密封性加强，进而改善了在隧道内运行的舒适性。 （）在正常运营情况下，列车编组不改变，有利于车辆内部空间的有效利用和辅助电力设备的合理布局。&，。，&图 AVE列车编组. 牵引动力设备 AVE型高速列车的所有动力装置，都装设在列车头、尾两端的动力车上。两辆动力车共有4个动力转向架，每一个动力转向架的牵引主回路及其制动装置都是独立的。运行途中遇有其中一个动力转向架发生故障时，列车可以依靠其他的动力转向架来保证继续安全运行。 牵引电机与法国型列车相同，为自动换流三相同步电机，吊挂在动力车的车辆底架上，每台转向架的2台电流型逆变器牵引电机组成以串联方式联结。当列车低速行驶时，使用了一个简单的辅助电路有助于晶闸管的换流工作。由于AVE型列车是在交流25V、50Hz和直流3V电网供电条件下运行，所以要考虑不同电流制式的兼容。每一台动力转向架交流供电变流器及直流供电变流器功能示意图，见图、图。 同步牵引电机系统具有功率大、重量轻的特点。 每组逆变器牵引电机装置额定功率为，而其重量仅。整个系统的牵引和制动功率，在平直线路上列车以/速度在.的坡道上以/速度运行时，均能保证达到./的剩余加、减速度。由于电机没有换流器，所以结构简单，便于维修保养。这种电路设计，易于安装电阻制动装置。 &，。，&图 交流供电变流器功能示意图&，。，&图 直流供电变流器功能示意图25V、供电情况下的主回路系统与TGVA型列车的主回路系统完全相同。当在3V电网下运行时，通过一个带GTO晶闸管的斩波器控制牵引电机的电压。 GTO变流器采用氟里昂沸腾冷却方式。 辅助设备的电源，是由位于动力车上的斩波器提供。动力车向一对列车母线输出500V直流电流，所有向各辅助设备供电的电压逆变器和斩波器，均与这对列车母线相联结。辅助电机的结构，为交流三相异步鼠笼式。 每台辅助斩波器，均直接由在3V电网或在25V电网下通过一个混合整流器电桥供电。设于拖车上的2台300VA辅助静态电压逆变器，可与一对列车母线相连以提供380V、的三相交流电。在拖车上所装的2台辅助静态逆变器，在任何一台单独工作时均可满足全列车空调、照明等用电需要。 每辆动力车车顶上装有2个受电弓：一个是25V受流，另一个是3V受流。当列车在交流25V电网下运行时，只需用1个受电弓接受电能；而在3V电网下运行时，则需前后动力车同时升起2个受电弓。 列车的运行安全，由装在驾驶室内的电子系统、以及LZB、ASFA系统来保障，它们可以控制运行速度，必要时可以自动施行制动。控制系统由分布在全列车的微机组成，所有微机连成系统的Tornad网络，这种系统可以完成操纵、调速、技术诊断等功能。 为保证运用的可靠性，在结构上采用了模块化系统。遇有任何一个零件损坏时，能使该所属部件自动停止作用，而不破坏整个列车的正常工作。例如，所有动力车转向架的牵引、制动功能相互不发生关联，所以在某一台转向架发生故障时，不会影响全列车安全可靠地运行。. 牵引和制动能力 AVE型高速列车具有很好的牵引动力特性。列车在平直线路上满载(421t)启动后行经.，即可使列车运行速度迅速达到/，并保持按规定的速度运行。在限制坡度.的线路上，列车运行速度可以实现/。 由于列车流线型设计合理及车辆结构能满足良好的平稳性要求，AV型列车的运行阻力明显减小，因而具有很小的能量消耗。当满载旅客的列车运行速度达到/时，其运行阻力仅为，相当于一般构造的列车运行速度/时所产生的阻力。 为保证AVE型列车的运行安全，列车装有电气制动(电阻制动)、盘型制动和闸瓦制动，根据不同情况可单独或综合使用： （）动力车装有功率为电阻制动器，可对动力车转向架施行电阻制动。 （）动力车转向架每个车轮都装有高摩铸铁闸瓦制动单元，它与电气制动自动协调动作。 （）每辆拖车在车轴上都装有4个制动盘，必要时配合电气制动产生制动作用。 列车以最高速度/运行，当遇紧急情况施行制动时，3种形式制动装置协调动作在制动距离内可保证高速列车停车。. 转*向*架 AVE型列车共有13个转向架，其中4个为独立的动力转向架，其余为非动力转向架。所有转向架与TGVA型列车完全相同。由于采用大轴距、牵引传动装置车体式悬挂、轴重降低和二系悬挂装置上的空气弹簧设计，列车在运行时具有很好的走行性能。 动力转向架和非动力转向架的固定轴距，均为。车轮踏面锥度为，有利于保持每辆车的稳定性，同时可以达到很高的临界速度。 为了减轻簧下重量，牵引电机与齿轮箱单元均固定在动车地板下方，而不是直接安装在转向架上，并采用三爪万向轴传动机构。 非动力转向架位于相邻车辆两端，使列车呈铰接式联结。转向架上装有二系空气弹簧悬挂装置，在每辆拖车车体之间要装4个水平液压减振器，这样能保证两个车体的垂向和水平振动能量很好被吸收。采用这种结构，不需要在车体和转向架间安装可传递高频振动的减振器，能有效地减少对旅客的干扰，提高乘车旅行的舒适性。 转向架的动轴和非动轴的簧下质量为.，这样的簧下质量能够达到车轮和钢轨之间较小的垂直动力响应。车轮的动力载荷不大于。 在车辆满载旅客的情况下，车辆的最大轴重为.。动轴和非动轴之间轴重差别不大。. 列车的新颖性和舒适性 AVE型高速列车十分重视整个列车内、外部总体设计，其主导思想是把列车设计为具有独特的“人格化”形式，对车辆外形、颜色、图案、材料、车内装饰和布置，以及照明、服务设施等的设计，完全符合西班牙旅客的习惯和爱好。 列车的头部呈流线型，用聚脂合成材料制成无棱角的圆滑形突出形体，美观大方，具有良好的空气动力学性能，列车运行阻力可减小到很低，司机驾驶室正前方视野开阔，利于望，如图所示。 &，2。，& 图 AVE高速列车头型型列车的平面布置，如图所示。俱乐部车一半为包间式布置，设有30个座席；另一半为会议室，具有较大的活动空间和必备的服务设施，可供公务人员在旅途中开会、办公或洽谈业务使用。 2辆头等车为包间式，按布置共78个座席，座席间距大于法国型列车的座席间距，为977。 4辆二等车为敞开式，按布置共213个座席，座席间距为900。在车厢一端设随身携带大件行李储放柜和盥洗室。 酒吧车编挂于头等车和二等车之间，为途中旅客提供简易快餐和饮料。 所有车厢都设置了方便旅客的服务设施。座椅为高靠背软椅，可按旅客乘坐舒适要求自行随意调节倾斜度。车内装有视听装置，旅客在每个座位上都能看到列车闭路电视，或使用专用耳机收听音乐。车上显示屏连续不断地及时向旅客提供列车运行及其他有关信息。每辆车的一端装有电话，旅客在车上即可与国内和欧洲地区一些主要城市直接通话。车厢内的空调设备的设计完全适合于西班牙地区气候条件的要求，采用StoneIberica空调装置，制冷量为.J/h，在夏季外温、相对湿度和冬季外温、相对湿度时，车内能够保持温度和相对湿度的乘车舒适性。列车在隧道内运行时，通过LZB系统传送的指令，可控制空调系统的进气孔自动关闭。 在2辆头等车之间，设有储存冷、热食品和饮料的配餐间，乘坐俱乐部车和头等车的旅客途中可享受免费餐饮服务。在1辆二等车上，设有冷饮自动售货机。紧靠动力车的1辆二等车上，辟有专门的家庭区(共16个座席)，为带有婴幼儿旅客提供服务。还有供残疾旅客的专用座席。列车上的盥洗卫生设施作了特殊设计，采用密闭式真空处理的集便装置。&，。，&图 型高速列车的平面布置 全列车具有很好的密封性。出入车门和车辆间的联结通道装有充气密封塞拉车门和密封零拉风挡装置，能使列车在正常行驶、通过隧道内运行及两个列车交会时，有效地减少车外的空气压力波传入车内，通过消声、隔音处理，车厢内噪声保持在（）以下。 整个列车的颜色以蓝、白、灰色为基调，与周围环境协调。外部使用珠光质新型油漆喷涂，增加耐酸、抗腐蚀性能；内部装饰色调柔和、美观大方，为旅客创造了优美、舒适的旅行环境。列车上使用的材料，都经过对明火和烟雾浓度感应的技术检测，达到了很好的防火、耐火的性能要求。. 高速列车的养护维修 为了保证AVE型高速列车运营的安全性和可靠性，对运行的列车进行必需的养护维修和日常整备作业，在修建马德里塞维利亚高速铁路时，建立了两处列车维修基地：塞罗内格罗检修段(距马德里3)和拉萨格拉检修段(距马德里55)，总共花费约亿比塞塔。段内配设了先进的、自动化程度很高的检测和维修设备，同时根据西班牙高速动车组的检修规程建立了完善的检修制度和保障体系。目前维修量是16列高速列车，远期目标是70列高速列车，15台252型电力机车。 AVE型列车的检修规程参照法国铁路TGV列车的检修作业要求，规定对列车实行4级检修。即1级为每次运行前(后)的日常检修(包括技术检查、客车舒适性检查、走行部检查等)，同时对列车进行外部清洗、厕所排污及其他必要的整备作业；2级为定期检修，主要是对客车内部设备和走行部的重点检查；3级为定期全面保养维修，更换易损件及运用到期的零部件；4级为大修。按照分工，塞罗内格罗检修段主要进行1级检修，并完成部分级检修；拉萨格拉检修段负责级检修。西班牙高速铁路未建专门的大修工厂，大修作业在拉萨格拉检修段完成。根据在购车时与GECAlshto公司签订的合同，该公司对列车的维修提供技术保证。 塞罗内格罗检修段位于马德里近郊，是利用原铁路车辆停车场旧址改建而成，占地5（50000）。段内共有8股道，其中道的任何一股均与马德里阿托恰车站方向的线路联结，列车可直接进出。有2股道长，用于列车停留和出发前整备，并设有垃圾地道和厕所排污处理系统；3条设有地沟的检修线，在检修大库内，大库面积为.，可同时对6列列车进行检修作业(每股道2列)。在专门的线路上，设有自动化程度很高的车轮断面自动检测设备、移动式列车外部清洗装置和厕所排污装置。段内还设置有其他必需的技术、办公和生活设施。 拉萨格拉检修段占地，对AVE型列车的日常检修实行自动化管理，根据列车在运行过程中自动记录的车辆状态信息和入段时对车轮检测的记录数据作为检修的主要依据，按照日常检修和定期检修规定的要求，通过执行指令安排各项检修作业。主要设备有一台不落地旋轮装置，一套架车机，一套在地沟上的液压可调起重装置及一个编组站。段内维修作业管理，建立了包括材料供应、人员及检修设备的数据库，保证检修作业有序进行。主检修库内有9股贯通铁道，大库长230，宽81，小库长，宽，总计面积达。 列车的日常检修，大多是在夜间，或在白天两次运行的间隔时间内进行。每一列车作业一般在2h内完成。. 法国对西班牙高速列车的技术转让 根据西班牙政府与法国阿尔斯通通用电气公司签订的技术转让合同，法国向西班牙企业转让高速列车有关整套技术及装备。法国转让方的企业有：阿尔斯通通用电气公司运输部所属6家企业；艾特雷(TRA)工厂负责中间拖车设计建造，贝尔福(TRB)工厂负责动力车设计制造，塔尔伯(TRT)工厂负责电气设备设计制造，维尔巴尼(TRV)工厂负责电子设备设计制造，克罗索(ACR)工厂负责转向架设计制造，奥尔南(TRO)工厂负责牵引电机与辅助电机设计制造。另有德德特列希(DD)公司，负责头尾车辆的设计制造。而接受转让的西班牙方共有家企业：MTM公司位于巴塞罗那，负责制造AVE型高速列车的牵引电机、电气柜、转向架、动车及试验工作；ATI(ATEINSA)公司位于马德里，负责制造AVE型高速列车的二等拖车总装及内装修工作；SEPSA公司位于马德里，负责变流器生产；CAF公司位于贝赛因和萨拉高斯两地，负责高速列车拖车生产：MEIV(MEINFESA)公司位于瓦朗斯，负责生产电气柜。这5家企业中，MTM、ATI及MEIV三家属于阿尔斯通集团；CAF、SEPSA是西班牙独立企业。其技术转让的法律关系见图所示。 &，。，&图 法国向西班牙高速列车的技术转让关系生产分工关系见表，法国阿尔斯通公司总部工业合作处选派合作项目负责人，负责与西班牙项目负责人密切合作，协调与工业合作一切有关工作。法方各工厂指定一名工业合作协调员来监督本厂承担的工作，阿尔斯通公司工业合作处还向西班牙派遣一名工程师就地领导合作工作。西班牙各工厂指定一名工业合作负责人，并确定一批有关方面专家参加转让工作，业务上的合作主要包括提供资料、协助培训及保证质量，阿尔斯通公司提供与自身工作所使用的相同的制造和检验方面的资料。西班牙方译成西班牙文，并根据自身设备条件进行修订，法方在修订方面给予协助。阿尔斯通公司根据自己的检验程序，向西班牙工厂提供验收标准和必要的技术规格。如西班牙为了达到质量要求，需要改变任何器材质量或现行标准，都必须征得阿尔斯通公司的同意，但西班牙必须对自己产品负责。 提供的资料中，包括制造车体钢结构、加工工艺、车内的装修及原材料采购、零星配件及制造设备，以及动力车、拖车、整列车的试验程序，保证质量的计划及质量检查程序等。 法方提供培训人数相当于87人/月，地点在法方工厂，西班牙接受培训的人员总计人。培训内容为：看懂、理解阿尔斯通公司有关制造方面的文件，图纸和指示，法方工厂所采用的检测方法和程序。在制造工作初期，法方向西班牙派出69名专家进行帮助，有助于西班牙方掌握产品质量。由于技术转让，使西班牙铁路工业技术更多样化、技术人员和工厂素质有所提高，生产设备得到改善，使用技能有所提高。表 西班牙高速列车生产分工关系&，&项 目第列第列第列动力车贝尔福（）贝尔福（）拖 车艾特雷（）德德特利希（.）转向架勒克罗索（）勒克罗索（）牵引电机奥尔南（）奥尔南（）电气柜塔伯尔（）塔伯尔（）塔伯尔，MTM，MEINFESA变压器圣图安圣图安圣图安电子设备维尔巴尼（）维尔巴尼（）维尔巴尼（）列车测试贝尔福（），. 型电力机车. 概 况 西班牙的马德里塞维利亚高速铁路上，有由S252型电力机车牵引的Talgo摆式车体高速列车运行。这种机车与德国研制的E120型交流传动机车性能基本相同，同时还根据西班牙铁路的运营要求采用了其他一些新的先进技术。西班牙向德国共订购了台S252型机车，价值亿比塞塔，折合每台机车6亿3千万比塞塔(485万美元)。 S252型机车在速度/范围内的持续功率为。/时机车持续牵引力为，在交流25V、或直流3V电流制供电条件下，均能达到规定的性能指标。由于考虑到S252型机车在西班牙国营铁路网上既能牵引高速列车、又能牵引提高了重量的货物列车，可在坡度的线路上牵引500t客运列车，速度达到/以上，以及单机牵引800t或双机牵引t货物列车，完全能够满足技术要求。 要实现这样大的机车牵引功率和牵引力，只能采用现代化的三相交流异步传动技术，其主要优点是： （）重量轻、电机功率和轮周牵引力大； （）坚固耐用，维修工作量小； （）控制特性好，功率变换快，黏着系数大。 此外，对于供电系统电网的干扰电流小，功率因数高、可控制并保持在.的范围内。 交流牵引系统的功率电子器件采用最新的GTO技术，与德国铁路ICE高速动车组所采用的技术相同。模块式结构结合沸腾冷却，给维修创造方便条件，并使可靠性提高。同时，在机车开环或闭环控制时，采用了经过改进的SIBAS16系统微机技术。现代计算机系统不仅给司机驾驶操纵提供帮助，而且在故障诊断和设备保护方面给予必要的保证。 S252型三相交流传动双流制电力机车的主要技术参数为：&，&轴式电流制式 交流、 直流3V轨距（）轮径缓冲器间距离轴距机车重量持续功率（/）功率因数接近.最大速度启动牵引力持续启动牵引力（/时）电制动功率 电阻制动 再生制动制动压缩空气闸瓦制动，电空混合制动牵引电机三相异步电机用途客、货运多用. 机车的机械部分 (1)转向架 S252型机车的车体是由两组高挠度螺旋弹簧支撑在两台无导框二轴转向架上，转向架的轴距为。焊接结构的转向架构架坚固稳定，有利于保证机车在高速运行时的平稳性。辗钢车轮轮径为，允许踏面磨耗，轮径可减至。 牵引力通过“双纽线”连杆从焊接在转向架构架上的十字形装置传递，传递装置横向移动无摩擦、无磨损。低位牵引结合每根轴独立驱动控制，使轮轨间黏着有可能达到最佳配合。牵引系统的快速防滑、防空转装置，以及电制动和空气制动，即使是在最困难的条件下也能够确保最佳的动力学性能。由于三相异步电机具有很好的速度力矩特性，能发挥均匀的力矩，并有与之相匹配的力矩传递刚度，可保证在不需控制条件下黏着系数超过。 采用两个径向拉杆固定式轴箱定位方式，拉杆采用无磨损的弹性套筒联结结构。一系悬挂装置为钢质螺旋弹簧，其刚度能充分满足在最大速度/时机车有较高的运行稳定性和高速曲线通过性能。 由于S252型机车转向架传动系统和悬挂装置的改进，机车的最大垂向力和横向力大大减小(允许值分别为和）。同时，传动装置在转向架构架上采用架悬方式和弹簧支承，在水平方向能自动移动且具有弹性，可进一步减小因线路轨道不平顺而引起的动力作用。 S252型机车采用锥形滚动轴承，能够适应西班牙国营铁路特别严格的运行条件，包括在曲线上较大的横向力和较高的环境温度。此外，这种锥形滚动轴承还具有体积小、重量轻的优点。 所有减振器均为液压式。每个转向架设有个垂向减振器。转向架构架与车体间有个水平横向减振器和个水平纵向减振器。 转向架结构示意图，见图。 (2)传动系统&，。，&图 S252型机车转向架 转向架的每个轮对由一台三相异步电机通过单级圆柱齿轮轮对空心轴六连杆弹性传动，可产生持续额定功率，由逆变器向其提供电压和频变可变的电能。牵引电机为强迫风冷。小齿轮和主齿轮为伞形齿轮，与牵引电机联结构成一个紧凑的传动单元。该传动单元部分质量通过弹簧悬挂在车体上，部分质量悬挂在转向架构架上。力矩从齿轮通过轮对空心轴及六连杆弹性销套传递到轮对上，与ICE动力车一样。这种力矩传递方式，圆周方向的刚度较大，同时允许轮对和传动单元有垂向的、特别是水平的相对运动，而反作用力较小。所以轮对和转向架构架的簧下质量很小，与传动单元的动态质量无关。 传动装置轻合金齿轮箱采用多级密封，有利于减轻由构架支承的重量。 传动系统悬挂方式，见图（）。 机车在牵引不同吨位的客货列车时的牵引特性曲线及电气制动特性曲线见图4（）所示。 (3)制动系统 机车在运行中主要采用功率为的再生制动系统，在接触网断电的情况下，还可使用电阻制动，功率为。当运行速度在/范围内最大制动力为保持不变，/以下时，线性地降至零。 空气制动在快速制动位时，可以通过提供相当于机车整备重量的制动力，使机车从速度为/快速制动停车。这种制动工况分为两阶段：当速度为/之间，作用于轮对上的制动力约；在/之间，制动力增加1倍。机车本身可以在速度为/时施行紧急制动，制动距离不超过。 每个轮对都设有空气制动装置，每个车轮两侧各有一组闸瓦单元制动。为取得较好的制动效果采用粉末冶金闸瓦，其中一侧闸瓦设计成具有弹簧贮能停车制动动能。用弹簧停车制动时，可使机车在高坡上制停。&，。，&图 传动单元在转向架的悬挂及牵引、制动曲线 当列车运行要求有较大的减速度时，可采用电、空联合制动。如果司机需要，机车自身还可施行独立的空气制动或电制动。 (4)机车车体 S252型机车车体是全焊接的整体承载结构，包括有2个中心销的底架，二系悬挂座和安装牵引通风装置的座板。车体还包括前后2个焊接司机室和侧墙，它们均为钢框架外侧焊以薄钢板的结构。两个司机室后墙之间的机械室用4块大顶板覆盖，可移动，便于设备安装、维修。两司机室间有一条600宽的直通中间通道走廊，电气柜和气动设备安装在走廊两侧。 机车车体的强度和刚度达到并超过UIC的相应要求，能对乘务员提供可靠的安全保护。 机车总体布置示意图，见图。 （）设备通风 为机车所有设备(牵引电机、功率变流器、变压器、散热器、制动电阻器等)通风的带防尘网进气口，均装设在车顶或侧墙上方的倾斜部分，能够充分保证吸入的空气不含有冰、雪、灰尘及其他异物。 所有设备由过滤空气通过密闭的风道直接供风。机械室由旁路系统的过滤空气通风，以能产生不大的正压，防止灰尘及异物侵入，保证室内空气循环。 每台牵引电机的通风量约./，由一台两级轴流式通风机经过风道供风，并通过“双孔通风网”排除粗糙杂物和水滴。无碳刷感应电机不需任何通风设备。两台变压器和制动电阻用同一气流冷却，未经过滤的空气由通风机经油散热器吸入，再通过制动电阻从车顶上排气孔排出。这两组设备不会受水和灰尘影响，油散热器的吸气口、出气口可方便地清洗。 两套功率变流器各有两个机内通风机，由车顶通过双孔通风网吸入冷空气，使之通过变流器组件和电容器组，然后从车体底架下方的风道排出。GTO大功率晶闸管和二极管的变流器组件用真空密封，热量通过轻合金外壳上的许多散热片向外散发。三相交流辅助变流器的通风机从机械室抽入空气进行冷却，从机械室下方排出。&，。，&图 总体布置图主变压器；主变流器柜(一个转向架)；油冷却器和制动电阻；3V设备；牵引电动机风机；辅助电源；辅助电源控制屏；空气压缩机；空气制动控制柜；列车连续自动控制装置(LZB)。&，。，&图 机车设备的通风系统示意图 S252型机车设备通风系统，如图。 （）司机室 司机室宽敞、明亮、视野宽阔，完全符合国际铁路联盟UI*651OR标准规定的要求，使乘务员能在安全、舒适的环境下进行驾驶操纵作业。 司机室空间高度不小于2000。从挡风玻璃到司机室后墙板的间距，按司机座上方水平高度测定大于。 驾驶台与德国ICE动车组设计功能和现代化程序大致相同。控制设备及显示屏均能清晰辨认，并按西班牙国营铁路要求以人机工程学原理进行专门设计。司机在操纵时可以方便地获取列车运行动态变化和故障诊断必需数据。 每个司机室配有5W取暖器和5.5W冷风机组成的空调系统，装设在驾驶台的中部位置，冷、热风通过前窗挡风玻璃板传送到司机室内。 司机室密封性能好，能防止列车驶入隧道时空气压力骤然增加。金属结构焊接密封，门窗为气密结构，所有电缆、管道配设也全部密封。空调装置装有特殊部件以防止强大的冲击波从进气孔袭入，在长大隧道内也能满负荷工作。司机室的车顶、内外墙板的地板具有良好的隔热、隔音性能，可防止机器运转的噪声传入。司机室内的噪声水平在以最大速度运行时小于（），低于UIC*651OR规定的标准。 . 机车的电气设备 (1)主电路 S252型机车的主电路，基本上是按德国E120型机车和ET401型动车组设计思想设计的。这种交流传动系统的显著特征是四象限变流器(4QS)，直流电压环节和脉宽调制逆变器构成变流单元。当在直流3V电网下运行时，四象限变流器作为控制直流电压的斩波器，不需外加电源电器。 由于采用特殊的控制程序，两台电机侧逆变器可以在不同负载分配的情况下运行，而不需另增设专门设备，这样就以最简单且可行的方法实现各轴独立驱动。 在交流电网下运行时，机车的每台转向架需3台四象限变流器并联；在直流3V电网下运行时，其中2台四象限变流器用作斩波器。 S252型机车的主电路原理图，如图1所示。&，。，&图 主电路原理图 制动 由于再生制动是牵引电机超同步运行在一个特定的滑差频率上，所以它们给回路提供再生能量。 不需要任何附加开关，该能量可通过斩波器反馈到直流电网，或通过四象限变流器反馈。如果电网不能接受再生能量，或与系统联结中断时，剩余能量则在制动电阻中消耗。从再生制动到电阻制动的转换是平滑的，不需开关动作，由电路控制系统进行控制。 电阻制动不需接触网供电，电路改为断开，用蓄电池充电器为中间回路电容充电，保证励磁所需的最低电压。 滤波器电路 在交流电网下运行时，需要并联一个谐振电路，以降低干扰。 在直流电网下运行时，该谐振电路的电容器用作输入滤波电容器，与旁侧电抗器一起为整台机车提供频率为时所需的阻抗。 (2)电子控制 电子控制系统采用现代化设备，并以应用于其他许多型号机车的SIBAS16型微机为基础。其设计思想是当其中某个单元发生故障时不致引起整台机车不能工作。因此，所有主要元件均是两套，用串行的机车总线将各个单元连成一体。整个总线的结构是与HDLC规程要求相适应，并且有数据记录的RS485系统，其特点是传输率高和保护综合信息。 当机车重联牵引时，另一条总线回路承担机车间的数据传输，这条列车总线也同样采用RS485系统，符合HDLC规程要求。 电子系统控制功能，如图2所示。串联总线系统大大减少了所需联结端子数量，并能保证传输数据的高可靠性。每个功能单元具有故障监测系统，该系统不仅能检测自己发生的故障，而且还能存储故障瞬时的有关数据，为维修提供有价值的信息。&，。，&图 电子系统控制功能图 中央控制单元(CCU) S252型机车有2套中央控制单元，是控制系统和机车仪表测试系统的心脏。其主要功能包括： .具有速度自动调节的牵引和制动控制； .机车控制、监测，来自司机室气动设备和辅助设备的信息处理； .接触器、继电器电平转换和逻辑功能联锁； .重联运行时列车总线和机车总线的中央控制，即所有机车总线系统的管理； .监督全部功能和机车主要部件发生故障时自动转换或停机； .机车上所有电气和电子设备的诊断系统。 司机室设备 司机室的人机对话设计先进。主要是采用最现代化的发射控制技术，保证在任何运行条件下均能方便读数。显示器给出分类故障报警，也能给司机发送明确的指令，并显示一些运行信息和时间。 司机台上与运行操纵有关的接触器数量已大大减少，一般是每一种功能只有一个接触器。信号的进一步传递是由SIBASLOC软件在中央控制单元内进行。 牵引控制单元(TUC) 每个转向架的牵引设备，由牵引控制单元的开环和闭环控制来进行。用于牵引和制动控制的指令、基准值和反馈信号，由机车总线从中央控制单元传递。 牵引控制单元具有以下功能： .用于在交流电网运行时的网侧四象限变流器，或在直流电网运行时的输入斩波器的开环和闭环控制； .具有防滑防空转保护的每台电机的矢量控制； .采用最佳化脉冲模式的负载侧逆变器控制； .变流器电路的监视和保护； .牵引电路的故障探测和诊断。 防滑保护装置 MICRO电子设备为司机驾驶操纵机车提供了防滑保护。KMICRO在空气制动时对防止滑行和车轮擦伤发挥作用。该装置通过机车总线也对牵引控制单元产生作用，为牵引时的车轮防滑、防空转提供保护。 (3)电力电子设备 电力牵引系统的心脏部分，包括牵引变流器和相应的电子控制设备。变流器与德国ICE动车组一样，采用Siens的模块化GTO晶闸管技术，每个变流器模块包括一个相构件。脉冲控制逆变器和四象限变流器的所有模块均为标准组件，可以互换，也可用于其他机车。 变流器模块的主要特性是： 重量轻，结构紧凑； 所有主要元件组装在密封壳体内，不受污染； 绝缘强度高。 每台转向架的变流器模块，安装在一个独立的中间柜内。柜内还装有备用设备、滤波电容器、测量互感器、开关装置以及控制和保护电子设备。这种布局可将所有牵引设备组装在一起，并对机车的一半单独进行试验。柜中的全部设备和模块可以取出，便于机车运行时进行检修。&，。，&图 辅助电源电路图 牵引变流器的额定数据为： &，&电压V频率电流功率中间直流电压 （）牵引电机 S252型机车采用的ITB2824型牵引电机，是Siens公司新开发的新型交流牵引电机。这种四极感应电动机无机座，转矩较大，功率裕量大，且结构简单。 牵引电动机的主要技术参数为：&，&额定值最大值电压V电流A功率速率频率转矩 (5)辅助电源 共有4台逆变器产生交流电供给机车的辅助设备(风机、泵等)用电。 这些逆变器从牵引变流器直流中间回路获取电能，与接触网电压无关。在电制动时，辅助设备由再生电能供电。为有冗余，辅助逆变器分接在两个转向架的变流环节之间。 每台静止逆变器有2个输入斩波器，其中一个输入斩波器供给频率可变逆变器，而另一个输入斩波器供给频率固定逆变器。每台逆变器的额定容量为。辅助电源电路原理见图。 由4台逆变器组成的专用辅助电源设备的优点是： 当1台逆变器发生故障时，负载可以转换到其余3台状态完好的逆变器上。即使2台逆变器或1个输入斩波器发生故障，尽管1台转向架要停止工作，但仍能继续运行。 牵引电机风机和制动电阻/油冷却器组合风机可按需要改变转速，这样可减少辅助设备的能量消耗，也降低噪声。. 列车&，。，&图 Talgo列车运行的路网. Talgo列车的发展沿革 西班牙目前在11条线路上使用着TalgoPendular和Talgo型摆式列车，这些线路联结马德里和西班牙海岸沿线的许多最重要的城市，也联结马德里与巴黎之间的国际夜间旅行线路。Talgo快速列车是一种随曲线情况而控制车体倾斜（最大）的旅客列车。新的TalgoPendular型快速客车最高速度/，车体宽，轮径，轴重最大，车辆自重，最大减速度值为./。作为巴塞罗那伯尔尼(瑞士)之间的欧洲城间客车(EC)的一部分，巴塞罗那米兰的Talgo卧铺车于1989年9月24日开始运行。西班牙Talgo列车运行的路网示意图，见图。 Talgo是5个西班牙字缩写而成的，即“Tren Arlticulado Ligero Goicoechea Oriol”，意即轻型结构铰节联结式列车组。 这种车的长度较短，车辆后端装有带两个自由轮(两车轮分别装在两根短轴上)的走行装置；该车前端通过一个转轴支承在前方相邻车辆的走行装置上。 在第一批试验型车上(即Talgo）确定了Talgo技术设计的基本原则，这些基本原则仍继续使用在目前最新型的TalgoPendular型快速旅客列车上。这些基本原则主要有： （）采用独立车轮； （）采用导向装置(相邻车辆间自导向车轴)； （）低重心； （）轻结构； （）各车辆间铰节式联结，并组成整体单元。 由于第二次世界大战及战后的社会状况，西班牙和其他欧洲国家当时还不具备使上述原则付诸实施的工业条件。1945年12月，美国车辆及铸造公司获得了制造由车辆组成的列列车的合同，包括制造台机车。在美国特拉华的威尔明顿，制造统一型的T车车体。此时应用了铝合金铆接技术制造墙板。机车在宾夕法尼亚制造，机车动力由两台带涡轮增压器的Hercules内燃发动机提供。初始功率在/时为。这两列列车以后被运到西班牙，年投入运营。这就是型客车的先驱。 型客车一开始就引起了全世界铁路专家们的注意，不仅由于它达到了快速和安全，而且还由于列车运行中旅客的舒适性得到了改善。通过商业运营不断总结经验和改进提高，又进一步开发了新型列车，即由Talgo型进一步发展到了algo型。 Talgo型客车结构比以前有很大改进，主要是采用有效的弹簧悬挂、改进内部装饰和加强隔音，目的是在高速下给旅客以最大的舒适感。此外，为在线路上易于改变编组(加长或缩短列车)，改进了车辆联结装置。 新的导向机构，可使车长由原来的.增至.。 第一批Talgo型列车是由西班牙国营铁路向德国KraussMaffei公司订购。该列车使用BRML2400型液力传动内燃机车牵引。以后KraussMaffei公司提供的机车是ML3000型，设计速度为/，高速试运行时速度达/。现在Talgo型列车在西班牙干线上广泛运用。 而TalgoPendular型列车是在型列车基础上进一步开发研究成功的新型摆式列车，于20世纪80年代末投入运用。其特点是车体长度由型列车的.增加到.，并设计了新的走行部，车轮与轨道间的冲角由相邻车体间的连杆控制，可使列车在曲线上运行时，车轮与轨道冲角几乎为零。据统计，截止1992年6月，Talgo型列车每天已有列投入白天运营，2列投入晚间运营，而TalgoPendular型列车每天有22列投入白天运营，14列投入晚间运营。1991年一年内，两种Talgo列车已运送旅客.万人，平均上座率达，最高上座率达.。 年4月23日，西班牙Talgo公司和德国ADtranz公司、西门子公司签订了共同开发、制造、销售最高速度为/的Talgo350试验型高速列车的协议。Talgo公司决定投资亿比塞塔，该车在2000年完成原型样车试制，将用于正在建设中的马德里巴塞罗那并延伸到法国边境的准轨高速铁路新线上。原型列车由1辆动力车和6辆铰接式拖车组成，Talgo公司制造拖车，ADtranz公司与西门子公司合作制造动力车(交流25V、额定输出功率)。拖车与既有的Talgo列车拖车基本相同，具有自然倾摆机构、外墙板采用铝合金挤压型材，实现轻量化。车体采用新的外形、以降低空气阻力与噪声。详见4.3.11节。. TalgoPendular型列车的倾摆装置 TalgoPendular型(以下称摆式Talgo)列车在曲线上车体倾斜而不降低速度和舒适性。西班牙摆式Talgo采用的是自然倾摆机构。 自然倾摆车体结构的设计要求是： （）从结构上看，设计简易，悬挂点