动车组机械装置-车体技术及结构

CR400AF型动车组

牵引系统

主要部件结构与功能牵引变流器tPower-TI3型牵引变流器(以下称“本装置”)主要用于控制4台牵引电机及辅助电路的电源。其结构简洁，整流器、直流中间电路、逆变器、接触器等主电路模块、DCU等控制电路模块均安置在一个箱体内的一箱体构造，从而缩小了安装空间。变流器内部装置的每个单元在结构和控制方面具有互换性。本装置安装在2、4、5、7车的车下设备舱内。tPower-TI3型牵引变流器装置包括：整流器功率单元（2台）、主逆变器功率单元（2台）、辅助逆变器功率单元（1台）等，具体构成如下表7-1所示。牵引变流器牵引变流器工作原理：牵引变流器由单相交流变为直流电力的整流器部分、直流电流变为3相交流以驱动电机的逆变器部分、吸收电压波动获得直流定压的中间直流电路部分、直流电流变为3相交流以供辅助设备的辅助逆变器部分等构成。以两辆动车（每个动车安装一台变流器，两台变流器共用一个变压器）为一个基本单元。牵引传动系统关联图如图7-2所示。由受电弓将接触网单相交流25kV/50Hz的线电压，通过VCB与牵引变压器的1次侧绕组相连接。主电路由VCB来实施开闭。牵引变压器2次侧的2个牵引绕组分别在1次侧绕组的励磁作用下感应出1900V（1次侧为25kV时）的电压，并输入牵引变流器的整流器部分。牵引变流器每节动车搭载有1台牵引变流器，在牵引运行时向牵引电机提供牵引力和制动时进行再生制动控制，此外还具有保护功能。牵引电机使用了3相鼠笼式感应电机，轴端设有速度传感器用于向检测牵引变流器、制动控制装置的发送转速信号（转子频率）。牵引电机YQ-625型三相异步牵引电动机（以下简称电机）为4极强迫冷却通风三相鼠笼式异步牵引电动机。牵引电机由定子、转子、端盖、轴承、测速装置和温度监测装置等几大部件组成。牵引电机主要技术参数见表7-2。牵引电机一、CRH2型动车组主要参数、编组结构二、CRH2A动车组主要设备布置目录重点：CRH2编组、车种难点：主要设备布置原型车E2-1000川崎重工设计时速315公里，运营时速275公里；代表日本新干线最先进的动车组技术；可满足中国铁路高速客运需要。中国南车集团四方机车车辆股份有限公司引进日本川崎重工技术，国内生产．一、CRH2型动车组主要参数、编组结构CRH2A为8节车厢编组的座车动车组，4辆动车、4辆拖车。200公里级别（营运速度200KM/h，最高速度250KM/h)。CRH2-300为8节车厢编组座车动车组，300公里级别，是在CRH2同一技术平台直接提升，

6辆动车、2辆拖车。作为京津城际高速铁路的用车，标称时速300公里，最高营运时速为350公里。

T：拖车M：动车C：驾驶室车K：带酒吧车S：一等车CRH2A

编组结构图CRH2-300

编组结构图（总牵引功率7200kW)CRH2A

主要参数总长：201.4ｍ头车长度：25.7ｍ中间车长度：25

ｍ车体宽度：3.38ｍ车体高度：3.7ｍ适应站台高度：1.25ｍ主电源：２５KW（１７.５－３１）电机功率：３００KW轨距：１.４３５m转向架中心距：１７．５ｍ固定轴距：２.５ｍ车轮径：８６０ｍｍ车号12345670备注形式代号T1M1M2T2T3M3M4T4整备重量/t42.84846.54244.14846.841.5平均轴重/t11.814.013.312.512.114.012.711.7输出功率/kw01200120000120012000合计4800定员/人5510085100551005164合计610乘客重量/t4.48.06.88.04.48.04.15.180kg/人定员重量/t47.256.053.350.048.556.050.946.6整体重量408.5主要技术参数CRH2A

定员、平面布置图1辆一等车和7辆二等车（含1辆酒吧、二等合造车）。全列车定员610人，定员布置如下表：序号12345678定员5510085100551005164驾驶动车平面布置图中间车平面布置图二、主要设备布置1号车（拖车）2号车（动车）3号车（动车）

4号车（拖车）5号车（拖车）Ｔ１ｋ

6号车（动车）7号车（动车）0号车（拖车）系统部件1车2车3车4车5车6车7车0车牵引系统受电弓○○过分相信号接收器○○高压器箱○○牵引变压器○○主变流器○○○○牵引电机○○○○辅助空压机○○○主要设备布置表：系统部件1车2车3车4车5车6车7车0车制动系统空气压缩机○○○制动控制单元BCU○○○○○○○○制动指令转换器○○辅助供电系统控制用铅蓄电池○○○无线电用蓄电池○辅助电源装置APU、ARF○○外接400V电源插座○○系统部件1车2车3车4车5车6车7车0车空调换气系统空调及换气装置○○○○○○○○司机室电加热装置○○空气清新器○○给排水系统盥洗室、厕所、小便间○○○○水箱、污物箱○○○○车内设备备品室（过渡板）○○乘务员室（一等车）○酒吧、餐饮○驾驶室CRH动车组主要技术参数对比

车型项目CRH1CRH2CRH3CRH5编组型式8辆编组，可两编组连挂运行动力配置2×(2M+1T)+(1M+1T)4M+4T4M+4T(3M+1T)+(2M+2T)车种一等车、二等车、酒吧座车合造车定员(人)670610601622运营速度(km/h)200300200试验速度(km/h)250330250牵引功率(kW)5300480088005500车体型式不锈钢车体大型中空型材铝合金车体转向架H型无摇枕、转臂式定位、空气弹簧轴重(t)≤16≤14≤17≤17（动）/16（拖）受流电压制式AC25kV-50Hz牵引电机功率(kW)265300562550制动方式直通式电空制动+再生制动辅助供电制式3相AC380V50Hz，DC110VDC100V、单相AC100VAC220V、AC400V3相AC440V60Hz，DC110V3相AC380V50Hz，DC24V列车控制网络系统车载分布式计算机网络系统CRH2-300是在200公里动车组为基础，通过速度提升和优化设计，完成自主研制。动车组由6辆动车2辆拖共8辆车构成编组，编组配置如图1.1-1所示。另外，两列动车组可联挂运行。一、车体流线型结构二、车体轻量化设计三、车体的密封及隔音技术四、车体的防火安全技术五、CRH2动车组车体结构43重点：动车组车体技术、CRH2型车体结构难点：CRH2型车体结构及各部分作用44车体技术要求运行阻力小轻量化密封隔音防火安全45一、车体流线型结构1、列车空气动力学（1）运行中列车的表面压力（2）会车时列车的表面压力（3）通过隧道时列车的表面压力（4）列车风（当列车高速行驶时，在线路附近将产生空气运动，这就是列车风）

随速度提高急剧增大随长细比增大减小随两车间距增大而减小随会车长度增大而增大随侧墙高度增大而减少462、空气阻力高速运行时，空气阻力占80%-90%以上。

（1）包括：压差阻力、摩擦阻力、干拢阻力（2）与阻力系数、空气密度、列车速度、列车横截面面积成正比。

473、车体头形设计(1)车体头形基本要求(2)车体头形设计：满足司机室净高、宽度、前窗尺寸、瞭望等条件，头部趋于扁形，鼻锥部分设计成椭圆形状。阻力系数头形系数（长细比）考虑有效减少运行中、会车时、通过遂道时的表面压力、解决运行稳定性。(3)车身外形设计：具备良好的空气动力学性能48头型设计考虑：（1）纵向对称面上外形轮廓线，要满足司机室净空高、前窗几何尺寸、玻璃形状、以及了望等条件，尽可能降低垂直高度，使头部趋于扁平。（2）俯视图最大轮廓线形状，要满足司机室的宽度要求，鼻锥部分设计为带锥度的椭圆形状。（3）凹槽形的导流板，将气流引向车头两侧（4）头部外形与车身外形严格相切，头部外形，任意选取的两曲面也要相切，保证外形的光滑。4950车身外形设计：（1）断面呈鼓形（2）车辆底部采用与车身断面形状相吻合的裙板（导流罩）（3）表面光滑，尽量减少突出物。（如门、扶手、脚蹬等设计）（4）两车连接处的风档，与车身保持平齐，避免形成空气涡流（5）受电弓外形具有良好的空气动力学性能51头车的三维图52中间车的三维图53二、车体轻量化设计1、车体材质：不锈钢、铝合金2、车体结构优化设计采用骨架式、整体承载的簿壁筒型车体结构，中空挤压型材焊接。采用双壳中空挤压型材结构，上下是整体铝板壳，采用交叉斜筋板支撑，形成中空状

。整体通长铝型材，大幅减少零件数量，提高自动化焊接程度544、转向架轻量化构架、轮对、轴箱、齿轮箱（铝合金）3、车内设备轻量化门、窗、座椅、行李架、供水、卫生等设备均采用轻合金或高分子复合材料。交流电机（交流）、变压器（使用铝合金等材料）

如日本100系采用直流牵引电机，每台质量为85Kg，而300系采用交流感应电机后，每台质量仅为39Kg.德国ICE3的主变压器铁芯采用优质铁-铝合金，使导磁率提高4—5倍，又将铜编线改为铝编线，冷却使用硅油，这样其总重由11.5t降为7t。555657（一）噪声源

1、轮轨碰撞、摩擦2、空气沿车体的流动摩擦3、受电弓与接触网的摩擦4、风档等撞击5、列车相会、进出隧道产生的压力波6、各种设备的运行振动噪声三、车体密封及隔音技术58（二）车体密封技术1、车体采用连续焊缝、密封胶。2、固定式车窗，双层车窗，应能承受不会变形破坏。3、采用密封性良好的塞拉门4、通过台采用橡胶大风档，处理好过渡板密封5、厕所、洗脸室采用真空集中式，通过密封装置排到车外。6、对直通车下的管道和电缆孔采取必要的密封措施。7、车内选用吸声效果好的高分子聚合材料。

8、空调设备设压力控制，保证车内压力稳定。9、出厂前进行气密性、水密性试验。59（三）车内噪声控制技术1、车轮上安装消音器，或开发弹性车轮。2、车体外形设计减少列车运行中的空气摩擦。3、采用橡胶风档，减少撞击声。4、在空调系统安装消音器5、采用双层墙6、车体多属表面涂防振阻尼层。601、防火系统设计原则

系统集成、预防为主、应急对策、以人为本2、防火结构要求国内：使用酚醛玻璃钢材料制造车内设备、装饰板、通风管道国外：窗帘采用聚酯纤维上喷镀不锈钢或采用玻璃纤维做基底的纺织窗帘布。卧车包间内隔墙全部用防火板包上，隔墙里添加阻燃材料。3、火灾预测及灭火装置4、火灾发生时的对策四、车体防火安全技术613、火灾预测及灭火装置烟雾报警器手动报警器在每个拖车乘务室内装置：每个动车、拖车明显处便携式灭火器和干粉灭火器4、火灾发生时的对策四、车体防火安全技术62

五、CRH2车体组成

车体分两种：头车车体、中间车体。由底架、侧墙、车顶、端墙、司机室、裙板结构等组成的筒形整体承载焊接结构，承受垂直、纵向、横向、扭转等复杂载荷。车下设导流罩、导流罩最低点距轨面高度为200mm,司机室前端下发设有设排障器，排障器距轨面高度为150mm，为固定式高度，不可调节。63头车由中间车演