儿童火车科学绘本3·了不起的高铁动车

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 图书在版编目(CIP)数据

 儿童火车科学绘本.3，了不起的高铁动车/李京伟

著绘.—北京:中国铁道出版社有限公司，2022.6

 ISBN978-7-113-28913-3

 Ⅰ.①儿… Ⅱ.①李… Ⅲ.①高速动车-儿童读物

Ⅳ.①U292.9-49②U266-49

 中国版本图书馆CIP数据核字(2022)第031985号

书名：

儿童火车科学绘本 3 ·了不起的高铁动车

ERTONGHUOCHEKEXUEHUIBEN3·LIAOBUQIDEGAOTIEDONGCHE

作者：李京伟

责任编辑：巨凤编辑部电话：(010)83545974电子邮箱：herozyda@

封面设计：仙境

责任校对：焦桂荣

责任印制：赵星辰

出版发行：中国铁道出版社有限公司（100054，北京市西城区右安门西街8号）

网址：

印刷：北京盛通印刷股份有限公司

版次：2022年6月第1版2022年6月第1次印刷

开本：889 mm×1 194 mm 1/16印张：4.5字数：140千字

书号：ISBN 978-7-113-28913-3

定价：68.00元

版权所有侵权必究

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  打击盗版举报电话：(010)63549461

前 言

中国高铁历经十几年的飞速发展，已建设4万余公里的高速铁路，最高

运营时速达到350公里，位居世界第一。动车组从和谐号到复兴号，已经发展

出数十种车型，我国成为世界上拥有动车组数量和型号最多的国家。中国辽阔

的地域、丰富的地形地貌，更是让全国各地的高铁都极具特色，沿线风景各不

相同。我国在高铁科技和文化的推广上有着绝对的优势，值得更多地去探寻和

发掘。

本书以全景形式对中国高铁进行全方位的科普，挑选31种型号动车组，

结合31个知识大主题、200余个知识小版块，用细腻的插画描绘出一幅幅生动

有趣的铁路大场景，营造身临其境的视觉体验，激发孩子们对于高铁的探索欲

望。书中绘图精致严谨、细节丰富、构图巧妙，大量知识点融合于场景中，每

种动车组均参照真车绘制，并用通俗易懂的文字进行介绍，让孩子们快速认识

不同型号的动车组。

科普小版块对孩子们可能感兴趣的知识点做了延伸解读。200余个知识点

“干货”满满，配以直观易懂的小插图，图文结合地介绍了高铁相关的各种事

物和科技，并对很多晦涩难懂的技术进行解析，不仅解答了人们对于高铁的一

些常见问题，还增加了一些鲜为人知的冷知识，以及铁路最新行业动态，涉及

动车组、高铁线路、高铁信号、高铁运输、高铁岗位等方方面面。

书中的场景力求做到高铁与美景结合，精心挑选中国高铁最具代表性的线

路，按照真实的景色用插画还原。31幅场景图涵盖了我国大部分地区的地形地

貌，在展现祖国锦绣河山的同时，又融进一些文物古迹、人文风情，以及著名

的高铁车站、桥梁隧道，很多场景都能在现实中找到，让孩子们在阅读中仿佛

置身于一场中国高铁的旅行。

本书的目录采用手绘高铁线路图的形式直观呈现，31种车型按照其使用特

点分布在中国各个地区，与正文里的场景相对应，不仅方便查阅，还可以结合

地理知识对我国的高铁线路的概括建立起一个整体的印象。

最后，还要感谢中国铁道科学研究院的赵红卫老师，对本

书提出的宝贵建议。由于本人水平有限，书中难免会有疏漏，

新浪微博ID：西北环线欢迎读者指正。

李京伟

2022年1月

目录

和谐号CRH1A型动车组......................2和谐号CRH2E型动车组....................34

和谐号CRH2A型动车组......................4复兴号CR400AF型动车组(样车).....37

和谐号CRH5A型动车组......................7复兴号CR400BF型动车组(样车).....38

和谐号CRH2C型动车组.....................8和谐号CRH3A（城际）型动车组........40

和谐号CRH3C型动车组...................10和谐号CRH3A型动车组....................42

和谐号CRH1E型动车组....................13和谐号CRH5E型动车组....................44

和谐号CRH380A型动车组................14和谐号CRH5G（技术提升）型动车组.46

和谐号CRH380B型动车组................16复兴号CR400AF型动车组................49

和谐号CRH380CL型动车组..............18复兴号CR400BF型动车组................50

和谐号CRH380D型动车组................20复兴号CR400BF-C型动车组............52

和谐号CRH380AM动车组................22复兴号CR300AF型动车组................54

和谐号CRH380AJ型动车组..............25复兴号CR300BF型动车组................57

和谐号CRH6A型动车组....................26复兴号CR400AF-Z型动车组............58

和谐号CRH1A-A型动车组...............28复兴号CR400BF-Z型动车组............60

和谐号CJ2型动车组.........................31复兴号CR200JS-G型动车组............63

和谐号CRH2G型动车组...................32

和谐号CRH1A型动车组

和谐号CRH1A型动车组是2007年投入使用的首批和谐号之一，主要活跃在我

国南方地区。它是典型的动力分散式动车组，由8节车厢组成，其中5节车厢带有

动力，另外3节车厢没有动力，简称为“5动3拖”。它的时速最快可以跑到250公里。

CR400

复兴号快速了解中国动车组型号

CR300

代号CR中国动车组主要分为和谐号和复兴号两大家族，它们的基本型号用各自

CR200

字母代号+数字组成，简单归纳有两种命名方式：

CRH1

复兴号，用字母CR开头；和谐号用字母CRH开头。

CRH2

和谐号1位数字的，代表技术编号，例如CRH2，2表示四方厂。

CRH33位数字的，指速度级别，例如CRH380，380表示最高时速380公里。

代号CRH

CRH5

CRH380

固定编组

动车组由多个车厢共同出力，所有车厢组

成一个不轻易分开的整体，这种特点称为

“固定编组”。

2

什么是动车组

火车跑得快，全靠车头带。传统的火车车厢没有动力，只能由机车在前面拉着

车厢行驶，到达目的地后机车再和车厢分开。动车组完全颠覆了这种模式，它采用

多动力组合模式，不再只靠前面的车头拉，通常中间的一些车厢也带有动力，其中

带动力装置的车厢称为“动车”，不带动力的车厢称为“拖车”，这种配置又称为“动

力分散式”。

首尾车头最高时速

为了方便调头反向行驶，动车（公里）

组首尾各有一个车头。运行CRH380系列380

时，前面的车头会亮起白灯，高

尾部的车头会亮起红灯。速

CR400系列350动

车

CR300系列组

CRH1/2/5系列250

普

通

CR200系列160动

车

组

不同速度等级的动车组分类

我们常见的动车组一般都采用“动力分散式”，然而还有一种“动力集中式”动车组，

它的车厢并不带动力，动力在两端车头上，有点类似传统火车头。

红色车头是有动力车

普通火车：只有车头有动力。

M：动车（有动力）

MTTTTTTMT：拖车（无动力）

动力集中式动车组：动力车集中在两端车头。

动车编组表示方式：

MTMMTMTM例如(5M+3T)

动力分散式动车组：动力车分散在中间车厢中。表示5节动车加3节拖车

3

和谐号CRH2A型动车组

和谐号CRH2A型动车组最高时速250公里，由8节车厢组成，后期又衍生出

很多种型号，形成了一个庞大的家族，例如16节大编组的CRH2B型、全列卧铺的

CRH2E型等，在外形上它们长得几乎一样，只有一些细小的差别，不太容易区分。

有砟铁路术语解读

轨道

客运专线铁路：专门行驶客运列车的铁路，简称“客专”。

客货共线铁路：客运列车、货运列车共同行驶的铁路。

有砟轨道，也是常规轨道，

道床由碎石铺成，通常在

时速250公里及以下的铁

路上使用。其结构简单、

造价低，较为常见。

无砟

轨道

16节大编组的CRH2B型

南宁屯里桥群

无砟轨道，道床采用整体式轨道

它位于广西壮族自治区南宁板，多用于时速250公里以上的

市。在一些大城市枢纽地区，会高速铁路。

出现多条高铁线交叉汇集的场

面，形成一个立交桥似的桥群。

4

动车组行驶的各式铁路

中国幅员辽阔，不同地区的铁路建设会根据需求来选择，高速铁路并不全是一

种速度标准，它的设计时速常分为250公里、350公里等级别。动车组也不只在高

速铁路上运行，近年来随着铁路和经济的发展，很多时速80~160公里的客货共线

铁路也开行了动车组列车。

200公里/时以下客货共线200~250公里/时高速铁

铁路不同运营速度列举：路不同运营速度列举：

怀密线100公里/时胶济客专 200公里/时

大丽线140公里/时石太客专 210公里/时

长白线160公里/时西成客专 250公里/时

250公里/时以上高速铁

路不同运营速度列举：

沪昆高铁 300公里/时

京广高铁 310公里/时

京沪高铁 350公里/时

路基宽       桥梁多

限制坡度大曲线半径大

8节编组的CRH2A型

线路直线多轨道精度高

高速铁路的线路特点

5

1997年4月1日1998年10月1日2000年10月21日2001年10月21日2004年4月18日

第一次大提速第二次大提速第三次大提速第四次大提速第五次大提速

在京广、京沪、三大干线时速提重点在中西部地继续扩大提速范几大干线铁路部

京哈三大干线高到160公里，区提速，初步覆围，使铁路提速分路段旅客列车

上，首次开行最其他路线时速达盖了中国主要干里程达到13000时速达到200公

高时速140公里到120公里。广线，北京至乌鲁公里，覆盖了全里。首次开行时

的快速列车和夕深铁路首次开行木齐列车时间缩国大部分省市。速160公里的直

发朝至列车。动车组。短了13个小时。达特快列车。

中国铁路前五次大提速小回顾

铁路提速后的改造

列车速度提高后，气动作用也会增大，当两列时速

200公里的动车交会时，相互间会产生一个很大的

＞4.4米压力波，不仅会使车身晃动还可能打碎车窗玻璃，

因此需要把铁路线的间距增大到4.4米以上。

功率4800千瓦

体重1100吨

第六次大提速与和谐号动车组

2007年4月18日，中国铁路第六次大提速，是和谐号动车组正式亮相的日子，

全国首次大批开行时速200～250公里的高速列车，车次以“D”字开头，也正是

从那天起“动车”一词正式走入百姓的生活，不过当时动车组是在既有的铁路上和

普通火车一起奔跑。

6

和谐号CRH5A型动车组

和谐号CRH5A型动车组，最高时速250公里，擅长在冰天雪地中奔跑，具有非

常好的耐寒性，可以在最低气温零下40摄氏度的环境中运行。它的车身上有很多

防寒防雪的细节设计，例如电加热风挡玻璃、防结冰的集水槽、车头下面防止积雪

的底架防雪装置等。

双城堡站

动车组为什么比普通火车跑得快？

双城堡站位于京哈铁路上，建于1899

年，是一个绿瓦黄墙、飞檐斗拱的老动车组的车身大小与普通火车相比差不

车站。站房由两座大殿组成，屋顶覆多，但它体重更轻，动力也更大。

盖绿色琉璃瓦，门窗为红漆木雕花。

功率11000千瓦

体重950吨

高速转向架

要想跑得快，“双腿”也

要升级，动车组转向架能

适应更快的速度。

流线型头型

这样的造型可以有效降

低风阻，能够提高一定

的速度。

动车组通常采用轻量化的铝合金型材结构，

不仅减轻了列车的重量，外表还能更平整和

铝合金车身光滑，减小阻力。

7

和谐号CRH2C型动车组

和谐号CRH2C型动车组是2007年研制的高速动车组，是在CRH2A型动车组基

础上改进的型号，它的外形几乎没有变化，主要区别是车头加了一组车灯。最大的

改进是动力车由4节增加到6节，功率提升了近三分之一，设计时速达到320公里。

2008年4月，CRH2C型动车组在京津城际铁路上试验，跑出了370公里的最高时速，

刷新了中国铁路最高时速纪录。

钢轨伸缩器具有调节钢轨热胀冷缩的作用。

它用一根尖轨紧贴在另一根楔形的钢轨上，

形成一个紧贴的“轨缝”，这样钢轨既有了

伸缩空间又不会出现大的缝隙。

钢轨伸缩器

早期短钢轨一节25米（有缝线路）

25米

钢厂生产的钢轨一节100米无缝

焊轨厂焊接后的长钢轨一节500米线路

100米

钢轨焊缝500米

在有缝线路上，为应对钢轨热胀冷缩的情况，每

隔一个标准25米长度的钢轨，就会留下接头和缝

隙。其缺点为：降低行车速度，损伤钢轨接头，

加大线路维修频率。

8

高速铁路的无砟轨道

高速铁路的无砟轨道相比普通铁路的有砟轨道，最大的特点就是没有了小石块

和一根根的轨枕。它采用一整块水泥板作为道床，因小石块名为“石砟”，所以称

作无砟轨道。动车组如果在有砟轨道上高速行驶，会带起小石块飞打到车身上，此

外由于小石块之间存在缝隙，时间久了就会产生沉降，导致轨道变得高低不平，因

此经常要检查调整。而板式道床坚固耐用，轨道几乎不会变形，大大减轻了维护工

作量。

如果将标准短钢轨焊成几百米的钢轨条，遇到

热胀冷缩后怎么办呢？

钢轨之所以会伸缩是受温度的影响，所以在钢轨焊接前

要做轨温锁定，将钢轨锁定在一个温度范围内。

螺旋道钉

弹条

轨道板

高强度的扣件紧固住钢轨

使得钢轨无法再热胀冷缩

无缝钢轨

扣件

轨道板

京广高速铁路

京广高速铁路起自北京西站，终至调整层

广州南站，全长2298公里，是世

界上运营里程最长的高速铁路。

无砟板式道床结构底座

9

和谐号CRH3C型动车组

2008年随着北京奥运会的召开，京津城际铁路正式投入运营，这也是中国第

一条设计时速350公里的高速铁路。CRH3C型动车组来往于北京和天津之间只需要

半小时，目前这种车已配属到其他地区运营。

牵引变电所是铁路边的“加油站”，它受电弓升起，与接触网摩擦，

将输电网送来的高压电变成适合铁路使将单相25千伏交流电引入车

输电网用的单相25千伏交流电，再送到接触内，再送至主变压器。

网上供动车组获取使用。

牵引变电所1

受电弓

接触网

接触网支柱

2

主变压器需要先将25千伏高压电降

主变压器

压，再送给后面的变流器使用。

10

动车组的各种设备分散

安装在每节车厢的地板

下面，不会占用车厢内

的空间。

通风机

制动模块

变流器

风源系统

3主变流器先通过整流器把交流电转成直流电，再

通过逆变器将直流电逆变成可以调节的三相交流

电，然后才能送给车轴上的牵引电机使用。

主变流器

沪昆高速铁路

全长2252公里，东起上海

虹桥站，西至昆明南站，是

中国东西向线路里程最长、

经过省份最多的高速铁路。

4

牵引电机

牵引电机安装在车轴上，它接收变流器送来的三

相交流电后旋转，再通过齿轮箱驱动车轮转动。

动车组的动力系统

动车组的动力系统原理和电力机车是一样的，都是由受电弓、主变压器、主变

流器、牵引电机等几大部分组成，只是在布置安放上差异比较大。电力机车是将这

些设备集中安装在一个车头里，而动车组是将设备完全分散安装在各个车厢的地板

下面，由若干个车厢组成一个完整的动力单元。例如CRH3C型动车组共有8节车厢，

每4节车厢为一个动力单元，全车共有两套一样的动力单元，可以提供8800千瓦

的动力。

11

高铁线上的小站

在中国数万公里的高铁线上，除了城市中那些大站外，还有很多默默无闻的小

站，这些车站一般位于人烟稀少的偏僻乡村，站内没有旅客站台，不能上下车，它

们就是“越行站”。越行站主要给高铁“超车”用，因为动车的等级不同，有快有慢，

当速度较快的动车追上了速度较慢的动车时，就需要慢车进入越行站内靠边停车，

让快车超过去慢车再走。铁路上把列车的让路称为“待避”，超车称为“越行”。

高铁线上两个车站距离都非常远，为了保证信

号传输通畅，各个车站之间会设几个“中继站”，

每个中继站起到接力棒一样的作用。

高铁线旁带有信号塔的小院子往往就是中继站，

里面有各种传输信号的机器

越行的动车（通过）

技术演练

快速接触网综合作业车

工区内会备有一种黄色的抢修车，它能够

以160公里的时速疾驰到现场，车顶上两

个灵活的伸缩工作台和定位器，可以方便为了不断提高工人们的

工人对接触网等设备进行维修。技能，工区里定期会进行

技术演练和培训。

12

车站信号楼

信号楼是高铁小站的心脏，值班员在里面负责

盯控着车站的情况，每一列动车的越行和待避

他们都尽在掌握。

待避的动车（停车）

高铁线路维修工区

很多车站还设有一个线路维修工区，负责高铁

线路的检查和维修。但是白天却很少见到这些

工人忙碌，因为高铁施工一般都在凌晨，动车

停运时才能进行。

技术培训

和谐号CRH1E型动车组

和谐号CRH1E型动车组是一种卧铺动车组，最早于2009年开始在京沪铁路上

运行，每天夜里往返于北京和上海之间。它一共有16节车厢，可乘坐618人，除

了两节二等座车厢外，其余车厢全部是卧铺车厢，人们可以在睡梦中享受夜间的旅

途。卧铺车厢中有一节车厢很独特，是“高级软卧”车厢，车厢里分成8个小包厢，

每个包厢里只有两张床铺，还带有一个沙发和衣柜，具有更好的舒适性。

13

和谐号CRH380A型动车组

和谐号CRH380A型动车组是2010年研制的动车组，相比之前的几种动车组，

它的最高时速又提升了一个台阶，达到了380公里，这也是它型号中数字“380”

的含义。2010年12月3日，长编组的CRH380AL型动车组在京沪高铁冲高试验中，

创造了486.1公里的时速纪录，这一成绩刷新了世界铁路运营试验最高速度纪录。

2011年京沪高铁正式开通，CRH380A型动车组开始大量地疾驰于北京和上海之间。

每节车厢有两台转向架，上面各有两根车轴车轮并不是直接装在车身上，而是装在一个

独立的构架上，成为一个“小车”，再让“小

车”和车身相连。动车组通过弯道时，“小车”

相对车身左右转动，从而实现转弯，这个“小

车”就是“转向架”。

幸福源水库

贵广高速铁路起自贵阳北站，终

至广州南站，全长857公里，

中间经过风景秀美的桂林，在阳

朔站附近跨越幸福源水库。

14

转向架

转向架是动车组的“双腿”，车轮就装在上面，动车组转弯、加速、制动都少

不了它。它还承受着车身的全部重量，安装了舒适度更高的空气弹簧和减振器。同

时还采用了空心车轴等新技术，列车可以跑得更快。转向架可分为动车转向架和拖

车转向架，动车转向架安装有牵引电机和齿轮箱，用于驱动车轮旋转；拖车转向架

没有动力装置。

踏面

轮缘

为了便于列车通过曲线，

列车的车轮踏面倾斜成

一个圆锥形，这样车轮

在钢轨上就有一定的左

右移动空间。

当列车速度过快时，车轮就会出现左右摆动，列

车将像蛇一样蠕动前进，出现失稳，转向架的特

殊结构和圆锥形踏面可以有效解决这个问题。车轮蛇行运动

动车前部铲子一样的装置是排障

器，用于扫除较大的障碍物，而

较小的物体需要靠扫石器清除。

排障器

扫石器

扫石器是安装在车轮前面的一

块小挡板，专门用于扫除钢轨

上的石头等较小的障碍物。

15

和谐号CRH380B型动车组

东北地区的冬季最低气温可达零下40摄氏度，以前的普通火车，冬天车内温

度往往只能维持在十几摄氏度。CRH380B型动车组采用耐高寒设计，车身加了一层

防寒材料，车门和车窗也强化了防雪密封，使得冬季车内温度不会低于22摄氏度。

2012年，哈尔滨至大连的哈大高铁开通，CRH380B型动车组开始执行这条线的客运

任务，每天来往于东北几大城市之间。

他们是动车的“随车医

生”，负责车上的技术

检查和处理。在停车时

还要下车检查车身外部。

随车机械师

餐服员

餐服员是餐车的乘服员，

动车进站时司机会负责售卖餐食和商品。

立正向动车敬礼她们经常推着一个售货

小车穿梭于车厢内。

接班的动车司机

上水工加水

随车机械师检查车身

每节车厢上都隐藏着一个大水箱，

车上用的水就来自于它，在一些车

站会有专人负责为动车加水。

16

动车组在站台上的休整

当列车到达终点站，旅客们全部下车后，动车组往往还要继续上路。它们一天

要连续执行多趟任务，每趟任务结束后只是原地在站台稍做休整，换个车次就开始

迎接新一批旅客。休整时间往往很短，车上的工作人员要迅速完成换班、打扫车厢、

技术检查等工作，保证接下来的客运工作正常进行。此外，一些运行距离较长的动

车，它们也会在中间某个车站停车时间稍长一些，做一个小休整。

乘服员负责车厢内的保洁

工作，旅客下车后她们要

把车厢彻底打扫干净。

乘服员

乘务员

动车如果改变行驶方向，

乘务员要把座椅全部转到

餐服长

相反的方向，避免旅客倒

着坐产生不舒适感。餐服长负责餐车的管理工

作。如果厨房内的盒饭储

备不多了，要及时联系相

关负责人在站台上补货。

D135次司机

可以关闭车门。

哈尔滨站

列车长哈尔滨站始建于1899年，

2018年改造的新车站，参照

车门开关由司机统一控制，当了历史设计，站台雨棚采用古

准备关闭车门时，列车长要先典风格绿色铁艺，别具特色。

确认旅客已经全部上车，然后

用对讲机通知司机可以关门。

17

和谐号CRH380CL型动车组

和谐号CRH380CL型动车组是一种16节长编组动车组，型号中字母“L”代表“长”，

比一般的8节车厢多了一倍。它与CRH380BL型动车组总体设计相同，最大的区别

在头车上。CRH380CL型动车组的头型采用了全新设计，整体圆润，可进一步降低

空气阻力，同时它的“眼睛”——车灯被移到了两侧靠后的位置，看起来很像“鲨

鱼”。这种车生产数量较少，并不是常见的车型。

制动手柄上有1～8个级位，制动显示屏

正常制动时只使用这8个级位。

司机通过它可以观察到每一节车厢的

制动是否正常工作。

制动手柄

紧急制动位

8 制动力最大停放制动按钮

相当于动车的“手刹”，停车

后按下黄色按钮，动车就可

1A 制动力最小以稳稳地停在大坡上，不会

运转位

溜车。

紧急制动按钮

遇到紧急情况时，只要按下

这个按钮，动车就会紧急

制动。

金温高铁提篮拱桥

该桥位于浙江省丽水市的大溪河

上，桥拱用吊杆吊住桥梁，斜交

的吊杆形似一个篮子。

18

夏河古塔

装有闸片的

该塔为八面九层楼阁式砖塔，

制动卡钳

建于1585年，位于浙江省丽

水市的金温高铁旁边。

制动盘

动车组拖车的车轴上装有3个制动盘，

当启用空气制动时，通过制动闸片摩擦

制动盘来使车轮减速。

制动距离（米）

6500

3800

3200

2000

1400

800

动车组速度越快，制动距离就越长，120160200250300350

速度（公里/时）

如果以时速350公里紧急制动，需

要在6500米内完全停下。动车组不同速度制动时的走行距离

动车组的制动

动车组的速度快，如果像传统火车一样靠摩擦制动盘来减速停车，将会让制动

盘片的温度过高，磨耗增大，所以动车组采用了“电制动+空气制动”的复合制动

方式，由电脑进行控制。正常制动时优先使用电制动减速，当车速较低或者电制动

力不足时，会启用空气制动，靠摩擦制动盘减速停车。

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和谐号CRH380D型动车组

和谐号CRH380D型动车组是2012年研制的高速动车组，最高时速380公里。

和谐号的380系列前面已经介绍了A、B、C三种，“D”是这个系列的最后一种，不

同的字母表示不同的厂家技术代