我国铁路动车和动车组的发展

1、【转贴】我国铁路动车和动车组的发展（上）1我国铁路动车和动车组发展的几个阶段我国铁路动车和动车组的发展已经经历了两个阶段，目前正在向第三阶段过渡。1.1发展的初始阶段从1958年到2O世纪8O年代末期，是我国铁路动车和动车组发展的初始阶段，历经30余 年。1958年，四方机车车辆厂（以下简称四方厂）在大连机车车辆研究所（今中国北车集团大连机 车研究所）、上海交大和集宁机务段协作下，自行设计、研制了我国首列双层液力传动内燃 动车组，当时称为东风号双层摩托列车。该列动车组于1959年交付北京内燃机务段，在北 京一天津间试运。东风号内燃动车组由2节动车和4节双层客车编组而成。每节动车装有2台山西柴油

2、机厂制 造的坦克用B2?300型高速四冲程柴油机，车用机型号改为DV12A型。该型柴油机缸径为 150mm，行程是180mm（左）和186.7 mm（右），标定转速为1500 r/min，12缸V形排列，UIC 标定功率是220 kW（300马力）。单节动车功率是440 kW，动车组总功率是880 kW。液力传 动装置型号是SF2006-1型，液力变速箱内装有自行设计的两套变矩器：B1型起动变矩器和 B2型运转变矩器。箱内还设有齿式离合器的换向机构。司机按照机车的速度和柴油机转速， 以电-风遥控进行换挡。动车的轴式为B-B，整备重量是65t，轴重为16.25t，构造速度是120 km/h。该动

3、车组的研 制为四方厂1959年试制卫星型2000马力液力传动干线客运内燃机车打下了基础。我国自行设计制造的首列电力动车组是由长春客车厂（以下简称长客厂）、株洲电力机车研究 所（以下简称株洲所）和铁道科学研究院，根据铁道部科学技术发展规划，于1978年开始研 究设计，1988年完成试制的KDZ1型电力动车组。该动车组为2动+2拖4节编组，总功率为1200kW，采用经济八段桥、相控交-直流传动，最高速度是140 km/h。4节车均设硬座，座席呈2+3布置。全列总定员是382人，其中单节动车定员88人， 单节拖车定员103人。KDZ1型电力动车组于1989年在北京环形试验线上进行动态调试和各种试验，

4、最高试验速 度达到142.5 km/h，各项指标满足设计要求。据资料记载，这列试验型电力动车组因受当时 运用条件的限制，未能投入正式运用，但是它为后来我国电力动 车组的发展积累了经验。在上述两种动车组研制之间，1962年我国铁路从匈牙利进口 2列NG3型内燃动车组。这种 动车组是由匈牙利Ganz Mavag工厂制造的，由2动+2拖4节编组而成，动车布置在两端， 总功率为735kW（1000马力），设计速度是128 km/h。每节动车上安装1台12JV17/24型柴 油机，缸径是170 mm，行程为24Omm，标定转速是125O r/min，UIC标定功率是367.5kW（500 马力）。动车采

5、用机械传动。NG3型内燃动车组进口后，最初配置在北京内燃机务段，运用于北京-天津之间。1975年5 月，2列动车组全部调转到兰州铁路局。1987年，NG3型动车组全部报废。从以上所述可以看出，我国铁路动车和动车组在发展初始阶段具有以下特点：内燃动车组和电力动车组同时得到发展；电力传动、液力传动和机械传动都得到采用；国内自行研制和从国外进口相结合；设计试制工作中，制造工厂、运用部门、科研单位和院校联合协作；除进口产品外，试制产品没有投入正式商业运营和批量生产，但是所进行的设计、试制、 试验工作为后来我国铁路动车组乃至机车的进一步发展积累了经验；初始阶段持续时间长，约30余年，其发展速度、研制产品

6、的技术水平、品种和数量等与 同期国外铁路工业和铁路运输发展较快、水平较高的国家的产品比较，相对缓慢和滞后。 探寻我国铁路动车和动车组在发展初期缓慢和滞后的原因，归结起来主要和当时我国铁路旅 客运输的客观发展形势以及人们的主观认识跟不上特定阶段社会政治经济迅猛发展的实际 有很大关系。长期以来，我国铁路运输被誉为是国民经济的大动脉，担负着国家主要客、货运输任务。据 资料分析，第五个五年计划末期的1980年，铁路完成的旅客和货物周转量分别为1380亿 人?km没和5 707亿t?km，各占全国各种现代化运输方式完成的总旅客周转量和总货物周转 量的60.5%和71.7%。在20世纪80年代的大部分时间

7、里，铁路客流货源仍然充足，只是运 力明显不足，供求矛盾尖锐。“车难要，票难买”是那个时期铁路货物和旅客运输状况的鲜 明写照。当时铁路运输和铁路工业部门上下的注意力主要集中在解决运能与运量的矛盾上， 在客运方面，认为让旅客能买到票、坐上车、走得了是当务之急，忽视了旅客列车的提速、 乘车条件的改善以及相应的技术创新和线路改造，从而抑制了动车和动车组的发展。然而在那个时期，与铁路运输部门形成鲜明对比的是，民航、公路、水运等部门，在党和国 家“对内搞活，对外开放”的方针鼓舞与指引下，适时地抓住机遇，进行大规模基础设施建 设，迅速从计划经济向市场经济转型，特别是民航和公路运输得到迅猛发展，并不断地蚕食

8、着原本属于铁路的独有市场。统计表明，“八五”期间(1991-1995)，民航旅客周转量增长 202%，公路旅客周转量增长69%。而铁路完成的旅客周转量占全国各种现代运输方式完成 的总旅客周转量的比例，相继从1980年的60.5%下降到1990年的53.4%和 1995年的41%。 1995年和1980年相比，下降了近20个百分点。通过对这个时期历史背景的回顾，一方面我们可以从中找到当时我国铁路动车和动车组发展 缓慢和滞后的一些主、客观原因，另一方面也能说明那时我国铁路动车和动车组进一步发展 的迫切性和必要性。1.2加速发展阶段20世纪90年代到21世纪最初几年，是我国铁路动车和动车组发展的第二

9、阶段，即加速发 展阶段。忽视提高铁路行车速度和改善乘车条件带来的严重后果给“铁老大”上了生动的一课。于是 在当时包括铁路工业系统在内的全路上下，迅速行动起来，积极采取各种措施，决心夺回失 去的市场。1990年9月5日，全路首列四季空调列车在北京-广州的47/48次列车上启用。 自此，铁路客运出现了多品种、多样性、多档次、多元化的新局面。铁路运输部门针对不同 层次和需求的客流，开行有速度含义的普通列车、直特快列车、夕发朝至列车和全程不停车 的直达列车；有质量含义的普通列车、空调列车、全列卧铺列车和豪华列车；有提供特种服 务的会议列车、旅游列车、球迷专列和民工专列等。为使铁路运输产品真正具有较强竞

10、争力而采取的重大措施是铁道部对列车运行图的重大调 整和几次大幅度的列车提速。从1997年到2004年，中国铁路实施了 5次大提速。通过5 次大面积提速和调图，铁路提速网络总里程达到16500 km，其中速度160 km/h及以上的提 速线路里程为7 700 km；直通夕发朝至列车增加到169对，旅游专列增加到39对，途中一 站不停的直达特快列车有19对。直达特快列车平均持续运行距离1 320 km，平均持续运行 时间11h7min，其中北京一杭州直达特快列车运行距离突破1600 km，持续运行时间突破13 h。铁路客运领域的重大技术创新和喜人的形势变化，为铁路工业系统开发新型动车和动车 组提供

11、了市场需求和动力，从而形成了我国铁路动车和动车组发展的难得机遇和良好条件。 据不完全统计，1994年以来，中国北方、南方机车车辆工业集团公司所属企业，在铁道部 及其下属运用部门的密切合作下，研究开发了各种动车和动车组2O多个品种，计67歹U。 其中内燃动车组有47列，包括动车78节，拖车226节；电力动车组20列，包括动车44 节，拖车125节。在总计67列动车组中，有46列在国内进行试验或交付运用，2l列出口到 国外。出口产品中，有6列是由株洲电力机车厂和长客厂合造的2动+8拖动力集中式双层电力动 车组，1997年10月出口伊朗，用于德黑兰市郊铁路；有15列由四方厂制造的1动+5拖动 力集中

12、式电力传动内燃动车组，2000年6月出口斯里兰卡，用于科伦坡市郊铁路。另外南 车四方股份公司出口纳米比亚的1列窄轨内燃动车组于2005年1月竣工下线，由于具体编 组情况不详，未列入本资料统计数据之中。另外，1998年8月28日，广深铁路股份公司从瑞典引进1列X2000型新时速高速摆式电力 动车组，在广深线投入正式运营。该动车组为1动+6拖编组，功率是3 260 kW，采用GTO 交流传动系统我国铁路动车和动车组的发展（中）1.3引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌阶段我国铁路动车和动车组在发展第二阶段所取得的进步和成果是有目共睹的。但是就总体而 言，到2004年，我国客运机车车辆的水平基本

13、上处于160km/h速度级，经过5次大面积提 速，全路大量开行的是160km/h的旅客列车，200km/h及以上的高速列车仍处于试制试验阶 段。然而，为实现我国铁路与国际接轨的跨越式发展目标，我国铁路客运技术必须提高到目 前国外铁路达到的200km/h及以上这一较高档次，否则我们只能继续停留在目前一般档次 上而落后于人。为此我国铁道部提出在2007年将实现第6次大面积提速，部分提速干线列 车速度要达到200km/h，实现发达国家既有铁路线路的提速目标值。然而要实现这一新的目标值，当前对于我国铁路工业系统来说是有难度的。正如前述，我国 目前拥有的几种200km/h及以上速度级的高速动车组属于试制

14、试验产品，除篮箭动车组生 产了 8列外，其它几种各试制了 1列，且处于试验考核改进阶段，要达到铁道部提出的”先 进、成熟、经济、适用、可靠”的技术方针，迅速满足第6次大面积提速和今后对200km/h 左右速度级动车组大批量的要求是不现实的。在这种背景下，我国铁路动车和动车组的发展 适时地进入到”引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的第三阶段。严格来说，我国铁路动车和动车组发展的第三阶段筹谋于2003年，起步于2004年，从2005 年全面铺开实施。2003年，铁道部在向国务院呈报中长期铁路网规划的同时，于6月28日提出实现铁路 跨越式发展的总体战略目标。2003年10月23日，铁道部部长

15、刘志军在株洲就机车车辆工业发展发表重要讲话，他指出， 机车车辆现代化包括机车车辆装备现代化和机车车辆制造业现代化，通过制造业现代化保证 装备现代化。2004年1月7日，国务院原则通过中长期铁路网规划1月21日，由国家发展和改革委 员会以发改交运2004159号文下发铁道部。文件要求，要加快铁路现代化建设，立足国产 化，引进和吸收国外先进经验和技术，增强自主创新能力，带动相关产业的发展。中长期 铁路网规划规定，为满足快速增长的旅客运输的需求，建立省会城市及大中城市问的快速 客运通道，规划”四纵四横”铁路快速客运通道以及3个城际快速客运系统。建设客运专线 1.2万km以上，客运速度目标值达到200

16、km/h及以上。规划中提出的”四纵”客运专线是： 北京?上海、北京?武汉?广州?深圳、北京?沈阳?哈尔滨（大连）和杭州?宁波?福州?深圳。”四 横”客运专线是：徐州?郑州?兰州、杭州?南昌?长沙、青岛?石家庄?太原、南京?武汉?重庆？ 成都。3个城际客运系统是指环渤海地区、长江三角洲地区和珠江三角洲地区城际客运系统。 2004年2月24日，铁道部副部长孙永福在全国铁路工作会议上号召全路抓好机车车辆装备 现代化推进工作时，谈到铁道部将制订并颁布有关机车、客车技术条件，向国家报送引进技 术装备计划，与此同时，开展技术交流，促进内外合作，然后在此基础上，分批招标。孙永 福副部长同时指出，要制定具体的

17、推进计划，继续抓好国内产品，搞好”中华之星”和”先 锋”号动车组的运行考核，使之不断完善。2004年铁道部公布的实施机车车辆装备现代化纲要的重点工作包括，认真抓好纲要的推进 落实，做好技术论证和比选工作，尽早起动重点扶持企业的技术改造，把这些重点企业建设 成为技术引进和合资合作生产基地，使他们在实现我国机车车辆装备现代化中发挥主导作 用。重点工作中特别强调了机车车辆技术装备要能够适应第6次大面积提速需要的内容。 2004年8月，铁道部铁路主要技术政策出台。政策提出了旅客运输高速化、快速化 的技术发展方向，同时对旅客列车运行速度提出具体要求：客运专线达到200350km/h；客 货列车共用线的主

18、要干线最高200km/h。2004年9月，我国铁路通过公开招标方式，成功引进200km/h动车组技术，这为进一步实 施既有线第6次大面积提速和客运专线建设提供了装备保证，也为加速推进机车车辆装备现 代化提供了有力的技术平台。这次引进坚持按照”引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总体要求，走技贸结 合、自主创新的路子。这次招标采购的主体是国内机车车辆制造企业，外方作为国内企业的合作伙伴，转让先进技 术并提供相关支持。在招标引进工作中，坚持先进、成熟、实用、可靠的原则；对外企技术转让内容、进度和有 效性作了严格规定，要求外方全面转让先进技术，特别是系统集成、交流传动等核心技术； 要求国外合

19、作方为国内企业提供技术服务与培训，提高国内企业设计、制造和质量管理人员 的技术水平；坚持国内制造，一律使用中国品牌。2004年9月招标的标的共140列动车组，分为7包，每包20列。最后通过评标委员会综合 评审，由中外双方自主选择的中国北车集团长春轨道客车股份有限公司与法国阿尔斯通公司 合作、中国南车集团四方机车车辆股份有限公司与日本川崎重工合作、青岛四方？庞巴迪？ 鲍尔铁路运输设备有限公司（BSP中、加合资企业）共3家企业集团中标，中标数量分别为3 包、3包、l包。此后据有关媒体报道，这3家企业集团中标项目的大致内容如下。长春轨道客车股份有限公司与法国阿尔斯通公司合作提供的3包60列电力动车组

20、采用阿尔 斯通公司的宽体Pendolin0列车技术（该技术原为意大利Fiat公司所有，2000年6月，Fiat 公司铁路分部被Alstom公司兼并;本次中标的Pendolin0技术，不含该技术的核心部分之一?？ 摆式系统）。这次中标的8节式CA250型动车组以阿尔斯通公司为芬兰制造的摆式宽体动车 组为基型，主要参数是最高速度200km/h，最大加速度0.6m/s f 2，列车总长211.5 133，车 体宽度3200mm，最大轴重为17t，采用水冷IGBT元件和交流异步牵引电动机、3个变压器 和5个逆变器组，总定员为622人。含技术转让费的合同总额约6.2亿多欧元。按照项目实 施计划，阿尔斯通

21、公司意大利萨维格利阿诺工厂和法国拉罗歇尔工厂负责提供3列编组完备 的动车组和6列车的散件以及在中国制造另外51列动车组所需设备。预计动车组于2007 年交付运用。四方机车车辆股份有限公司与以日本川崎重工为首的、有三菱电机和日立公司参加组成的日 本集团合作提供的3包60列电力动车组，是以日本铁路运用的E2-1000型动车组为基型， 采用4动+4拖8节编组，速度为200km/h。三相交流传动和VVVF控制，车体为双层结构。 两端带控制台的头车长25.7m，其余中间车厢长25m，最大宽度为3380mm，最大高度为 3915mm，最大轴重是12t。日本E2-1000型动车组为8动+2拖10节编组，总定

22、员是814人， 总功率为9600kW，最高运营速度达到275km/h，并首次批量采用主动有源悬挂系统。E2-1000 型动车组在2003年4月的一次试验中，最高试验速度达到362km/h。项目合同总额约12.7 亿美元。按照合同规定，头3列在日本制造；另外6列以散件形式供货，由四方股份公司组 装；其余动车组以技术转让方式由四方股份公司制造。首列动车组交付时间为2006年6月。 青岛四方一庞巴迪一鲍尔铁路运输设备有限公司(中、加BSP合资企业)在2004年9月获l 包20列动车组合同后，又于2005年5月30日再获1包20列追加订购合同。两批40列8 节式电力动车组合同总额共约7.5亿美元。这种

23、动车组的基型车是Bombardier公司2002年 9月和2003年3月分别为瑞典一家机车车辆租赁公司和名为Vasttratik的地方运输局设计制 造的”Regina”标牌的宽体式电力动车组。Regina C2008型8节式动车组最高速度为200km/h, 最大加速度是0.6m/s f 2，列车全长214m，车体最大宽度3331mm，列车总重420t，最大轴 重是16t，全列定员为760人。据媒体报道，业内人士认为2004年9月招标购买的140列动车组仅是中国铁路对200km/h 动车组需求的一小部分，绝大部分将通过技术引进、消化吸收，由我国企业制造。目前引进 200km/h动车组制造技术项目

24、正在按计划有步骤地全面深入展开。2005年11月，我国铁道 部与中国北车集团唐山机车车辆厂及其合作伙伴德国西门子公司签订购买60列300km/h动 车组及技术转让协议。这种高速动车组以德国ICE 3型高速列车为基型，8列编组，定员601 人，功率大于8800kW，轴重小于17t。西门子公司向唐山厂转让包括动车组总成、牵引变 流、牵引控制等9项关键技术，并让其具有相应的生产能力，国产化率逐步达到70%以上。 2009年底前全部交付。可以预料，以上招标引进工作的顺利进行，不仅为我国铁路进一步 全面大提速提供急需的装备保证，而且也为我国铁路动车和动车组的进一步健康发展提供有 利的时机和更高的技术平台

25、。我们坚信，用不了多久，由我国铁路工业企业制造的、具有完 全自主知识产权的、先进可靠的中国品牌的动车和动车组，一定能够在国内和国际两个市场 上展姿扬威。我们期望着，我国铁路动车和动车组全面、深入、蓬勃发展新阶段的迅速到来。 2国内外铁路动车和动车组发展水平比较2.1 电力动车和动车组据统计，国外铁路运用的电力动车组接近2.2万列，其中动车和拖车各约5.3万节。我国国 家铁路运用的电力动车组不到15列，其中动车和拖车合计约100余节。在数量上，我国国 家铁路拥有的电力动车和动车组大约是香港九广铁路公司或台湾省铁路拥有量的十分之一， 与国外铁路拥有数量相比，可忽略不计。但是，从上世纪90年代以来的

26、10多年间，我国国产电力动车和动车组在品种和技术水平上 都有了飞快的进步和提高。动力分散式先锋号动车组和动力集中式中华之星号动车组代表了 我国目前电力动车组的实际水平。2.2内燃动车和动车组国外铁路运用的内燃动车组大约有1万列，动车和拖车合计约2.2万节，平均每列编组约为 2节。但是从编组构成上分析，动车和拖车的比例为3：1，即在约1万列内燃动车组中，有 动车约16 000余节，拖车5 000余节。也就是说有一定数量的内燃动车，是单节或多节联挂 运用。我国国家铁路运用的内燃动车和动车组数量也不多，大约运用的内燃动车组约30列，动车 和拖车合计数量约200余节。与国外铁路相比，数量也相当少。香港

27、九广铁路公司没有内燃 动车和动车组运用。台湾省铁路运用的内燃动车组大约是l20余列，其中动车约180节，拖 车50多节，动车和拖车的比例大约也是3 : 1，内燃动车组平均编组约2节，与国外铁路情 况差不多。我国铁路内燃动车和动车组真正有实质性发展的时间虽然也不很长，但是由于我国铁路内燃 机车牵引发展的时间却不算短，内燃机车和铁路客车的研制有一定的规模和水平，这为内燃 动车和动车组的发展打下了一定基础。所以我国铁路工业系统在10多年的时间里，也研制 了多种具有一定水平的内燃动车和动车组，不断满足路内外、国内外铁路用户的需要。3国产动车和动车组与国际先进水平的差距(1)最高速度目前国外运用的电力动

28、车组的最高设计速度达350km/h，例如西班牙的Talgo 350型和 ICE-350E型(运用型号为AVE S103型)。法国国家铁路正在研制的6动+4拖AGV型高速列 车最高设计速度也是350km/h。日本正在研制的” Fastech360”试验型新干线电动车组(包括 E954和E955两个型号)设计速度为360km/h，要求进行性能试验时，速度达到405km/h。 我国研制的中华之星电力动车组的设计速度是270km/h，是目前国产动车组中速度最高的。 西班牙铁路运用的Talgo XXI型摆式内燃动车组设计速度达到220km/h；英国铁路运用的 Super Voyager 221型摆式内燃

29、动车组、Voyager 220型非摆式内燃动车组和德国铁路的 ICE-TD(VT-605)型摆式内燃动车组的设计速度均为200km/h。我国研制的新曙光号和神州号内燃动车组的设计速度都是l80km/h，是目前我国内燃动车组 速度最高的。最大功率列车速度的提高，首先要求牵引功率要大。日本500系16M动力分散式高速列车的总功率 达到18240kW，采用TGV技术的韩国KTX动力集中式高速列车的总功率为13200kW，运 行在巴黎、伦敦和布鲁塞尔之间的欧洲之星(Eurostar )高速列车总功率也达到12200kW。我国中华之星高速列车的功率达到9 600 kW，先锋号动车组总功率为中华之星列车的

30、一半， 是 4800kW。动车用轻型柴油机国产动力集中式大功率内燃动车组，采用国内制造的240和280系列大功率机车柴油机，而 动车用单台1000kW以下的柴油机则采用Cummins、Caterpillar. MTU等进口柴油机。目前 在国际市场上颇受用户欢迎的是由可安置在地板下面的由卧式柴油机组成的动力包，而我国 铁路工业系统，目前还提供不出这种类型的成熟、可靠产品，必需时，只能依靠进口。从国外铁路动车组发展的趋势看，大功率高速动车组(或高速列车)普遍采用电力牵引，而小 编组、高密度、公交化的普速动车组则更适合于采用内燃牵引，而且这种动车或动车组的市 场需求也很大。因此缺少适用、成熟、可靠的

31、动车用轻型高速柴油机是我国内燃动车和动车 组发展中的一个基本而明显的差距。电力牵引系统对于电力动车组和电力传动内燃动车组来说，由于电力、电子和电器设备及其系统，在体积、 重量不能增大而要求减小的条件下，又要求大幅度增加功率，于是交流传动成为一种必然的 选择。在国外牵引逆变器采用的半导体器件发展中，已经由普通晶闸笥SCR)、门极可关断 晶闸管(Grro)向绝缘栅双极晶体管(IGBT)、集成式门极换向晶闸管(IGCT)和智能功率模块 (IPM)过渡。20世纪90年代初，日本三菱电机公司将开发研制的智能化的IPM牵引逆变器模块，安装在 西日本铁路公司的300N型高速列车上，同原300系列车上的同等容

32、量的GT0逆变器相比， 体积仅为原来的69%，重量仅为原来的73%，目前单台IPM逆变器功率达到1200kW。西班牙Talgo 350型高速列车首次在主电力牵引系统中采用轴功率大于1000kW的IPM变流 装置，与采用GT0技术相比，功率损失降低50%85%，1个IPM模块重量只有4kg，中间 直流环节电压达到2800V。韩国在引进法国TGV高速列车技术的基础上，自主开发了 350km/h的G7型(KHST)高速列 车，采用集成式门极换向晶闸管(IGCT)，这种开关器件具有效率高、设计紧凑、模块化、成 本低等优点，适用于中等电压、大功率电路。我国铁路电力动车和动车组在电力传动技术上，跨越了国际

33、上多数国家经历的几代方式，直 接进入水冷变流器和交流异步牵引电动机传动方式，实现了工程化，性能指标接近20世纪 90年代国际同类先进水平。但是我们的技术和产品的运用考核时间和运行里程都比较短， 自主开发的主变流器的稳定性和可靠性尚不尽人意，有待不断完善。特别是国外变流装置的 控制技术一直在发展，从转差特性控制到矢量变换控制，又到直接力矩控制。我国同国外技 术比较，在变流技术的”软件”方面存在着较大差距，我们所欠缺的就是控制技术上的原创 性进展。我们研制的电力传动内燃动车组至今还缺少交流传动产品，更谈不上技术水平乃至 可靠性等方面的比较。高速转向架为了保证高速动车组安全平稳地运行，高速转向架成为

34、又一项关键技术。日本高速转向架的研制和运用经过了第一代无摇动台转向架、第二代无摇枕转向架和第三代 新型无摇枕转向架等阶段，先后研制成功30多个品种。第三代转向架的主要技术特点是采 用主动控制半有源悬挂系统。500系高速列车采用的WDT205型转向架由川崎公司生产，最 高运用速度300km/h，最高试验速度350km/h，属于第三代转向架。为了实现21世纪运用 速度超过350km/h高速列车的需要，日本铁路工业、科研部门和运用部门联合研制JR21型 高速转向架，其中一种产品是把牵引电动机吊挂在车体和转向架之间，因此只有一半的电机 质量悬挂在转向架构架上，采用平行万向轴驱动装置；另外一种转向架则是

35、将牵引电动机和 盘形制动装置制成一体，吊挂在车体上，电机输出轴与轮对车轴垂直布置，采用圆锥齿轮传 动装置。JR21型转向架成功地减轻了簧间及簧下质量，运行平稳性大幅度提高，最高试验 速度达到450km/h，人们正在期待着JR21型转向架早日装车试验和运用。德国ICE3型和ICEM型高速列车采用的是奥地利SGP公司和德国西门子公司、原Adtranz 公司(今属Bombardier公司)联合开发的SGP500型高速转向架，最高运用速度为330km/h， 最高试验速度达到363km/h。西班牙铁路向西门子公司购买的ICE350型高速列车采用的 SGP500型的发展型转向架，最高运用速度提高到350k

36、m/h。我国是从20世纪90年代中期开始研制高速转向架的。中华之星的DJJ2型动力车转向架采 用小轮径车轮、六连杆二级空心轴弹性传动、后置推挽式平牵引杆、空心轴盘形制动器、人 字形传动齿轮和牵引电动机半悬挂等技术，最高运用速度为270km/h，最高线路运行试验速 度达到321.5km/h。中华之星钢结构拖车转向架采用四方厂在引进日本技术基础上进一步开 发的SW-300型转向架，铝合金拖车转向架采用长客股份公司研制的CW-300型高速转向架， 两种转向架的速度等级与动力车转向架的相同，而SW-300型转向架的最高台架试验速度达 到 400km/h。先锋电力动车组装用PW-250M型动力转向架和P

37、W-250T型拖车转向架，除动力转向架的 传动和基础制动装置以外，两种转向架的功能部件结构基本相同，其特点是采用转臂定位， 无摇枕空气弹簧直接承载，中心销拉杆牵引，最高运行速度均为250km/h。动力转向架采用 一级斜齿轮传动和轮盘式单元制动。我国研制的高速转向架除在速度等级上与国外先进转向架有明显差距外，在可靠性和安全性 方面也存在着较大差距，具体表现在关键部件发生裂损，产品质量不稳定。目前我国对高速 转向架的理论研究采用计算机仿真技术，与国外差距不大，但在如何实现动力学参数的机构 创新方面则较为欠缺。另外我国高速转向架研究设计中的减重问题也应引起重视。中华之星 高速列车动力车转向架的重量为

38、15.1t，而德国ICEl高速列车同等功率动力转向架的重量只 有9.6t，比前者轻38.5%。国外批量生产和运用的动车组采用的独立车轮走行部、铰接式单 轴走行部、关节式列车雅柯比转向架等的发展动向和成果也值得我们重视和借鉴。轻量化技术上面提到的减重问题并不只关系到转向架l个部件。鉴于”高速度”的特点，动车和动车组 的所有设备和零部件都必须在加大功率、增加负荷的同时，缩小体积和降低重量。减重实际 上是一个轻量化技术问题，它的发展趋势和标志可由动车组的最大轴重来体现。日本运用的 高速列车，除部分最大轴重达到15、16、17t夕卜，400系、E3系、E2系和E2-1000型动车 组的最大轴重为l3t

39、，300系、700系和500系动车组的最大轴重只有11.3t和11.1t，而平均 定员时的轴重甚至低于11t。我国先锋号动车组的最大轴重为15t,中华之星号动车组动力车 的最大轴重为19.5t。轻量化技术的主要措施之一是采用铝合金车体。目前国外铁路动车和拖车的车体承载结构已 经由原来的碳钢结构经过不锈钢结构，发展到铝合金结构时代。而铝合金结构也由最初的以 铝代钢的原钢结构，经过铝型材结构、铝蜂窝结构、大型铝挤压型材，发展到中空双表面大 型铝合金挤压型材。近年来，我国铝合金车体的制造工艺取得突破性进展，有的企业已形成批量生产能力。中国 北车集团长春轨道客车股份有限公司为武汉和广州生产的铝合金城轨

40、车辆已经交付运用。按 照我国铁路运用动车组的拖车长度，铝合金车体质量可以达到8.59t，与钢结构车体比较， 可以减重约25%。制动技术为了保证高速动车组高速、平稳、安全地运行，制动技术是关键技术之一。当代高速动车组 的制动技术有3个主要特征：强化复合制动，保持较高的制动减速度；采用电阻制动，确保 安全制动距离；尽可能降低簧下质量。为强化复合制动，西班牙Tal90 350型和ICE350E型高速列车不仅拖车每轴采用34组高 制动功率的轴式制动装置，而且在动车上，加大再生制动的制动功率。法国最新型的AGV 动车组的拖车采用非粘着型涡流轨道制动。日本的E2-1000型高速动车组的拖车采用两组轮 盘式

41、锻钢盘和两组轴盘式锻钢盘，为了降低簧下质量，未采用涡流盘形制动。我国中华之星和先锋号动车组的制动系统已经全部国产化。中华之星制动系统由再生制动、 空气制动和联合制动3种功能方式组成，采用微机控制直通式电空制动，制动力随负荷自动 调整。制动系统的正常功能采用空电联合制动，充分利用再生制动能力，不足部分由空气制 动补充。先锋号动车组制动系统特点基本上和中华之星的相同。不同点在于先锋号的微机直通电空制 动适应动力分散的模式，而中华之星为动力集中模式。另一不同点是中华之星的基础制动采 用轴装合金锻钢制动盘+单元/复合制动缸+粉末冶金闸片组成，而先锋号的基础制动采用大 功率轮装式合金锻钢制动盘+粉末冶金

42、闸片。就制动系统而言，国内已基本具备系统集成和关键部件的设计能力，但是在部件的可靠性加 工工艺水平、新型高性能材料的基础研究以及质量管理体系的落实措施方面，还存在一定差 距。特别是制动系统的控制技术对我们仍然是关键和难点所在。怎样把动力制动和复合制动 结合起来并适时适量地在制动过程中予以施加，而且不致产生冲动和不必要的空转及磨耗， 仍需要通过理论与实践的结合，在不断探索中力求得到更加完善的解决。可靠性作为铁路旅客运输的移动装备，动车组的可靠性是人命关天的头等大事，同时也关系到铁路 运输有秩序、高效率地正常运行。虽然我国铁路动车组的运用数量还不多，运用时间也不算 太长，但是在可靠性方面暴露的问题

43、却值得我们引起高度警惕和重视。仅以同在我国首条客 运提速线一广深线上运用的我国蓝箭动车组和从瑞典引进的X2000型动车组运用状况为例 来寻找我国动车组在可靠性方面的差距。据铁道部有关专家提供的数据，1998年8月28日，我国从瑞典引进的X2000型新时速动车 组投入运营，到2003年3月20日，在1 663天运用中开行列车l3769趟，上线率为99.5%， 总走行208万km。其间因动车组设备故障发生救援7次，平均每10万km故障件数0.35 次；停运68趟，其中因故障停运22趟，因维修人员操作不当停运8趟，因维修停运28趟， 其它原因停运10趟。在X2000型动车组的208万总走行公里的商业

44、运行中，没有一次因修 程要求而停止运用。据报道，全球运用的约43列X2000型动车组，只有1节动力车作为动 车组运行360万km时进行维修的备品。我国第一列蓝箭动车组于2000年12月28日在广深线正式投入运营，之后，2号和8号动 车组于2001年3月至8月陆续上线运用。截至2002年年底，8列动车组累计走行392.7万 km，运用期间途中发生设备故障113件，平均10万km故障件数2.88件。为了保证运输需 要，蓝箭动车组图定使用6列，但配属8列，其中1列作为备用，另1列用作较大修程时替 换。(9)其它方面除了上述8个方面外，我国铁路动车和动车组在空气动力学应用技术、网络控制和旅客信息 技术

45、、车体密封技术、舒适性技术等方面与国外先进水平比较，也存在着相当差距，我国铁 路动车和动车组的运用、维修管理体制仍需改革、完善甚至重建。3关于我国铁路动车和动车组发展的意见发展动车组要结合我国铁路现状统筹规划目前国际上客运列车的构成模式，正在从早期的机车牵引客车的模式逐步向自带动力、固定 编组的动车组模式过渡，这是铁路技术的一大进步。一般来说，工业发达国家铁路较之发展 中国家铁路的这一过渡要进行得早，推广得快。在我国，随着铁路客运的改革和提速战略的 实施，已经逐步在一些城际问采用动车组模式，并取得较好的经济和社会效益，预计这种形 势还会进一步发展。在我国铁路动车和动车组的今后发展中，要充分结合

46、我们的国情和路情，全盘考虑，统一规 划。我国国土大、人口多，经济欠发达且发展不平衡，铁路路网分布面广，客流疏密不一， 客运交路长短各异，客货共线昆跑现象普遍存在。为此，在规划动车和动车组发展中，建 议客运列车的构成模式应遵循机车牵引客车模式与动车组模式并存、动力集中式动车组与动 力分散式动车组并存、电力动车组和内燃动车组并存三项原则。在有条件的经济发达和客流 密集的城市间或地区内，直接开行中短途的快速或高速动车组，在新建客运专线或高速铁路 上开行高速列车，而在跨地区的非客运专线的客货混跑区段的长途客运中，宜采用提速机车 牵引客车模式。因为机车牵引客车模式与我国现行机车车辆运用及维修体制一致，有

47、利于铁 路提速战略的加快实施，可减少一次性投入，在当前可收到良好的经济和社会效益。关于动力集中式和动力分散式动车组的存在和发展都有其自身的历史原因，它们都是在各自 成功技术的延伸过程中不断进化、变革和提高，再形成一种全新的技术。动力集中型动车组 是从欧洲开始发展起来的，是传统机车牵引客车模式的延伸和进化，它在现阶段我国铁路上 应用，具有延续性、成熟性和现实性的特征，有利于既有制造技术与装备、维修技术与设备、 运营管理机制和人员素质培训提高的继承和延伸，同样有利于铁路提速战略的加快实施和取 得成功。然而，随着铁路动车组的运营速度向300km/h以上提升，由于动力集中方式的单 轴功率和物理粘着的限

48、制以及对高速运行动力学作用的苛刻要求，其运用越来越受到限制。 与之相比，动力分散式动车组具有轴重小、牵引力大、起动加速快、驱动动轴多、粘着性能 好、列车定员多等特点，它不但能够适应速度200km/h上下动车组的要求，而且成为300 kin/h 及以上高速列车的首选，是今后高速列车的发展方向。尽管动力分散式动车组源于日本，但 是近年来动力集中式动车组的始祖欧洲铁路也开始在新研制的350km/h速度级的动车组上 采用动力分散方式，如法国的AGV动车组和西班牙的ICE 350E型动车组。至于电力动车组和内燃动车组并存的问题不会引起太多的争议。这是由于虽然我国铁路电气 化的发展日新月异，但是根据我国的

49、国情，电气化线路的长度终究不会超过内燃化线路里程。 再说现代内燃动车组的发展也相当迅速，成果显著，最高速度已达到U220km/h，完全可以满 足当代铁路旅客运输的需要。内燃动车组和电力动车组并存，既是客观的需要，也是铁路现 代化的必然结果。坚持技术引进与自主创新相结合2004年1月7日，温家宝总理在国务院常务会议讨论并原则通过中长期铁路网规划时 指出：要加强铁路现代化建设，立足国产化，引进和吸收国外先进经验和技术，增强自主创 新能力，带动相关产业发展。温家宝总理的讲话，不但为包括机车车辆在内的我国铁路现代 化指明了方向，而且也为我国铁路动车和动车组的发展应采取的措施和步骤提出了明确而具 体的指

50、示。目前我国铁路动车和动车组的发展正处在”引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌” 的阶段。这个阶段的总体要求就是通过以市场换技术，走技贸结合、自主创新的路子。我们 的最终目标是立足国产化，促进我国铁路动车和动车组的健康和持续发展。我们不是要向国 外买一个机车车辆装备现代化，而是要通过引进国外成熟先进的技术，努力在我国铁路动车 和动车组的发展中，逐步并尽快实现以跟踪模仿为主向以自主创新为主的深刻转变。10多年来，我们通过不懈的努力，在动车和动车组的研发试制中，开发出了一批包括动力 集中、动力分散、内燃和电力的新型动车组、摆式列车和高速列车，而且较大地提高了机车 车辆工业的创新能力、制造技术和

51、人员素质。我们应该认真总结我国动车和动车组研发、制 造、试验和运用中积累的宝贵经验，继续并进一步做好诸如中华之星和先锋号动车组等国产 新型动车组的运用考核和技术评估工作，不要把完善已有成就与引进先进技术对立起来，而 应该看成是相辅相成的，也是自主创新的一部分。总之我们要不断积极探索和完善在新形势 下技术引进、新产品开发和技术创新的有效途径，努力提高我国铁路动车和动车组的国产化 率和整体水平，打造出在国内外市场上具有强劲竞争力的中国品牌。在这方面，韩国在利用 1994年从法国引进300km/h TGV高速列车技术的基础上，由该国Rotem公司和现代重工公 司联合研制出350km/h的G7型高速列

52、车，2004年4月投入商业运用，并可望从2007年起 实现出口的经验值得借鉴。正确认识和积极对待摆式列车的研发摆式列车被公认的最大价值是在相对经济的条件下，实现了在多弯道的既有线路上列车运行 的高速化，同时能保证行车安全性和提高乘坐舒适性。20世纪90年代，国外铁路摆式列车 在经历了探索期和技术成熟后步入迅速发展期。目前大约有近一万节摆式动车或拖车运用在 20个国家铁路上。随着摆式列车技术的不断进步，摆式列车的数量和运用范围必将进一步 增加和扩大。为跟踪国外铁路先进技术，适应我国铁路客运提速的需要，我国铁路工业系统在铁道部和地 方铁路的支持与配合下，研发和试制了几种摆式列车，为我国摆式列车的进

53、一步发展积累了 经验，打下了一定基础。但是由于摆式列车真正在国外铁路上推广运用的时间不是很长，而 在我国从事研发和试制工作的时间则更短，所以对大多数铁路工作者来说还比较陌生，于是 在某些有关的讨论过程或媒体报道中，难免出现与实际情况有所出入的话语或内容，甚至在 有限的场合引起某些争议。这些都是可以理解的，也是正常的。在这些争议当中，大家对摆 式列车技术本身没有持否定态度，只是对摆式列车在今后铁路客运中的作用和地位有不同的 见解，特别是对摆式列车与高速列车在今后发展中的关系，看法有所不同。其实从技术概念上分析，摆式列车是相对于传统的非摆式列车而言的，它的技术特点是通过 安装车体倾摆机构，提高列车

54、通过弯道的速度和乘坐舒适性。它在长距离平直线路上运用， 和非摆式列车比较，并不具有特别的优势。然而，摆式列车技术之所以越来越引起更多国家 铁路的重视并得到迅速推广应用，是由于高速铁路的建设标准高、投资大、周期长，发展速 度和规模受到限制，所以世界铁路的大多数仍然是相对来说线路标准不够高的既有铁路。如 果在资金和环境保护受到制约的情况下来提高既有线的行车速度，开行摆式列车不愧是一种 最佳选择。当今有的高速列车，为了更好地和运行在普通线路上的普速旅客列车衔接，需要 由高速客运专线上进入普通既有线路上运行，而设计成摆式列车。法国的TGV系列高速列 车中就有摆式列车这一品种，而西班牙铁路的Talgo

55、350型350km/h高速列车也属于摆式列 车；日本最新试制的N700系高速列车也采用车体主动倾摆技术，尽管倾斜角只有1，但 是在半径为2500m曲线上运行，速度可以达到270km/h；日本正在试制的FASTECH360系 360km/h高速试验列车，安装了空气弹簧车体倾摆装置，以提高通过曲线速度。因此发展摆 式列车与修建高速铁路，开行高速列车并不矛盾，而是相辅相成的。这两种技术各自具有其 特点，都有着广阔的发展空间。当前我国铁路客运专线和高速铁路建设还处在初始阶段，在今后很长一段时期内既有线的提 速任务仍然很重，再加上我国土地辽阔，地形复杂，摆式列车大有用武之地。我们要在前一 阶段摆式列车研发的基础上，不断总结经验，抓紧抓好既有产品的试验、运用考核和评价改 进工作，同时不失时机地通过技术引进等措施，提高摆式列车的研发和试制能力，生产出具 有自主知识产权和先进技术水平的新型摆式列车，为