时速160公里动力集中动车组动力车总体介绍中车株洲电力机车

时速160公里动力集中动车组

动力车总体介绍中车株洲电力机车有限公司1一项目来源二项目研制历程三设计方案四运用维修目录为满足中国铁路总公司运输及经营发展要求，提高铁路运输服务品质，充分利用既有运输资源和机、客车的检修资源，在中国铁路总公司和中国中车集团统一指挥下，立项研制时速160公里动力集中动车组。

一、项目概述

2与中国铁路总公司签署的科技合同1、项目来源3一、项目概述2、主要特点项目应用前景广阔。时速160公里动力集中动车组已正式纳入“复兴号”序列，将逐步全面取代普速线路既有机车车辆，将大幅改善乘客添乘体验，提升中国铁路运输品质。参与单位多，协调难度大。动力车参与单位：株机公司、大连公司、大同公司。控制车及拖车参与单位：唐山公司、浦镇公司、四方股份、长客股份。4陆东福现场视察王同军现场调研一、项目概述2、主要特点项目关注度高。中国铁路总公司和中国中车集团高度重视、积极推动项目研制。

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5前期准备2015年8月开始，中国铁路总公司和中国中车多次在北京组织召开了“动力集中动车组技术条件及技术方案研讨会”，并分别提出了V1.0和V2.0版动力车基本技术要求。项目启动顶层指标2015年11月，中国铁路总公司和中国中车在北京组织召开了“动力集中动车组技术方案及研制工作方案研讨会”，会议明确了动车组的各项顶层指标。科技立项2016年8月，中车株机公司与中国铁路总公司签订了《时速160公里动力集中动车组关键技术研究—动力车关键技术研究》。二、项目研制历程

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6二、项目研制历程7铁总评审2017年8月，铁总组织进行了技术条件、设计方案和试验评审。型式试验2017年9月中旬开始进行整列型式试验、动力车专项试验、互联互联试验验证、科学研究试验等。2017年12月，完成环形铁道试验部分。2018年1月，在成都局完成线路运行试验部分。运用考核2018年2月，铁总组织进行了短编组试用评审、长编组方案评审和试验评审；动车组回送至乌鲁木齐局。2018年4月开始运用考核陪试工作，期间配合乌局完成了大风试验，目前运用考核里程达到20.2万公里。2018年5月，3#动力车回送至环铁进行长编组整列型式试验考核。二、项目研制历程

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三、设计方案第1部分总体第2部分电气系统第3部分车体第4部分转向架第1部分总体9

三、设计方案安全可靠成熟先进

依托既有机车自主创新成果及研制经验借鉴既有动车组成熟设计理念提升系统可靠性及冗余性加强新技术、新结构及新材料的验证、考核101、设计原则及思路

三、设计方案简统化平台化系列化

简统设计打造具有广泛兼容性的动车组产品推行重要部件及系统的多家自主化研制实现两平台产品互联、互通、互控

提高部件及系统的集成度11

三、设计方案1、设计原则及思路同一技术条件株机平台连车平台互联互通互控简统化多家自主系统配套12

三、设计方案1、设计原则及思路线路条件：时速160公里速度等级线路条件符合GB50090-2006《铁路线路设计规范》相关规定时速200公里及以上速度等级线路条件符合《时速200公里客货共线铁路设计暂行规定》（铁建函[2005]285号）编组形式：短编组：1Mc+7T+1Tc（可重联）长编组：1Mc+18T+1Mc灵活编组：

1Mc+9T～18T+1Mc轴重指标：动力车≤19.5t，拖车和控制车≤16.5t。

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三、设计方案1、设计原则及思路14

三、设计方案HXD1G机车动力车技术来源：动力车在既有机车上进行适应性设计。1、设计原则及思路15原有涂装方案16铁总发布涂装方案17

三、设计方案

牵引系统：动力车采用6.5kV等级IGBT元件、轴控方式的主电路，通过采用双弓双主断及增设变流器隔离开关等方式提高了冗余度。辅助系统：动力车采用主辅电路一体化技术，实现辅助系统过分相不间断供电功能。列车供电系统：动力车采用IGBT四象限整流及水冷方式的DC600V列车供电系统。1、设计原则及思路18

三、设计方案网络系统：动力车采用成熟可靠的列车级WTB+车辆级MVB的网络控制系统，都设置了车辆级以太网。车体：动力车采用满足高强度、轻量化、耐碰撞的车体技术，动力车对头型进行了流行型设计，增设了开闭机构，简统了车钩缓冲器。转向架：动力车采用空心轴六连杆传动机构的架悬转向架。动力车增设了端面齿挠性联轴器。制动系统：动力车采用微机控制的自动式制动机，动车组采用5线制电空制动。1、设计原则及思路19

三、设计方案2、总体参数及性能2、总体参数及性能20

三、设计方案轨距1435mm车顶距轨面高度4030mm轴式B0-B0车钩中心距19336mm轴重19.5t转向架中心距9000mm车体宽度3105mm转向架固定轴距2900mm动力车采用流线型设计，流线型长度提升至5m，其流线型长细比接近于现有和谐动车组水平。动力车尾部设置过渡罩、外风挡等实现与拖车的平滑过渡；车体外表面采用内嵌入设计，前端及底架设置导流罩及裙板，有效减小了动力车气动阻力。21

三、设计方案2、总体参数及性能动力车和拖车采用统一截面，两者连接处通过导流罩实现高低过渡。两者之间安装有外风挡。22

三、设计方案2、总体参数及性能符合GB146.1-1983《标准轨距铁路机车车辆限界和建筑限界》要求；符合TG/01-2014《铁路技术管理规程》“客运专线铁路机车车辆限界”要求。23

三、设计方案2、总体参数及性能可以通过半径为125m的曲线，并能在半径为250m的曲线上正常摘挂。24

三、设计方案2、总体参数及性能轮周牵引功率5600kW/持续6400kW/半小时最高运营速度160km/h起动牵引力240kN牵引恒功率速度范围95～160km/h持续牵引力212kN最大再生制动力153kN持续速度95km/h再生制动恒功率速度范围132～160km/h25

三、设计方案2、总体参数及性能0-40km/h平均加速度（m/s2）0.35160km/h剩余加速度（m/s2）0.12726

三、设计方案2、总体参数及性能从上图可以看出，在大部分坡道情况下电制动力能满足调速要求。27

三、设计方案2、总体参数及性能28

三、设计方案3、设备布置为提高动车组可靠性，动力车车顶布置有两套相互冗余的高压设备（受电弓、避雷器及25kV高压穿墙套管）。车顶布置有通讯设备用的天线、冷却塔进风口、受电弓监视摄像头等设备。29

三合一天线多频段合路天线1DMSGPS天线WLAN/3G天线GSM-R北斗通信天线

三、设计方案3、设备布置-车顶设备布置30

三、设计方案救援列供刮雨器标志灯辅照灯前照灯风笛电气插座车钩风管3、设备布置-前端设备布置救援模拟安装电钩和15号托梁钩状态前端采用105A型车钩缓冲装置，具有密接式车钩缓冲装置的安装接口。前端装有救援用的DC600V供电插座，能够实现救援时拖车不断电。31

三、设计方案3、设备布置-前端设备布置32

三、设计方案3、设备布置-后端设备布置

动力车入口门设置在机械间，入口门与司机室间走廊宽度达840mm，司机室所有设备可直接从走廊门进出，走廊门净宽度达600mm。机械间整体布局充分考虑了设备后续检修的可维护性和可达性。33

三、设计方案

复轨器3、设备布置-机械间设备布置司机室整体风格、设备布局进行优化设计，采用新材料降低重量，提升品质，并通过实物模型进行符合性验证；司机室内设置有两个司机座椅，满足双司机值乘要求。34

三、设计方案3、设备布置-司机室设备布置35操纵台设备布置整个操纵台分成台面板组成、左柜组成、中柜组成、右柜组成、主、副司机脚踏组成、左边柜组成、左后墙柜组成、右边柜组成、右后墙柜组成，采用模块化设计。

三、设计方案36对台面及左边柜、生活类开关布置、副台及脚踏、副司机座椅位置、重联电话、扳键开关、美工色彩方案等项点进行了优化。样车优化后

三、设计方案372.2仪表座设备布置操纵台设备按功能分区进行布置，主司机操纵位布置有所有与运行有关的操纵装置、仪表、显示装置、各类开关按钮等,其中主要的功能区有：运行区、制动区、牵引区等。以主司机面向前方操作为基准，运行区位于主司机的正前方；制动区位于主司机的左侧；牵引区设置在主司机的右侧的台面板上。6A显示屏司机室显示单元2监控显示屏司机室显示单元1速度表、网压表、电压表MMI紧急制动按钮、乘务员状态预警提示模块、拾音器紧急牵引故障指示灯、门关闭指示灯、火灾报警阅读灯

三、设计方案382.3台面设备布置牵引模式高音风笛关左门制动控制阀受电弓主断半自动过分相司机控制器释放左门开左门空压机关右门前照灯停放制动施加后备制动阀蜂鸣器停放制动缓解司机室灯释放右门辅照灯仪表灯司机警惕开右门送受话器电笛高音风笛

三、设计方案392.4台面设备布置笔记本、手机专用插座高音风笛按钮以太网调试端口记点灯调车灯显副台布置有笔记本、手机专用插座、以太网调试端口、调车灯显，高音风笛按钮、记点灯。

三、设计方案402.5左边柜设备布置左边柜功能区布置有制动缸压力表、总风/列车管压力表、后备均衡压力表、茶杯托、紧急放风阀、开关面板1（踏面清扫、换端、列供断电）、开关面板2（风扇等功能控制、标志灯、仪表灯、走廊灯、尾灯、地脚灯、底架灯等灯光控制、监控隔离、控制电源等开关控制）以及其他辅助设备（五孔插座、行灯插座、地脚灯、灭火器）。左柜立面上布置有烟灰盒、打印机及外部扬声器、重联电话。制动缸、总风/列车管、后备均衡压力表开关面板2五孔插座、地脚灯重联电话开关面板1茶杯托打印机及外部扬声器紧急放风阀灭火器

三、设计方案

三、设计方案3、设备布置-司机室设备布置按照GB/T6769的要求，操纵台面设备的布置位于最舒适操作范围内，左边柜和中柜上部的按钮和转换开关分别在侧身操作姿态和旋转操作姿态下可完成操作。操纵范围分析指尖可达半径极限最大可达半径最小可达半径

三、设计方案3、设备布置-司机室设备布置从阳光开始直射显示屏到阳光结束直射显示屏，从显示屏反射的光线都不会对司机造成反射眩光。炫目分析阳光直射开始位置阳光直射结束位置显示屏阳光反射线显示屏阳光反射线43操纵台内部美工色彩优化样车方案优化后方案-蓝墨茶色

三、设计方案Page44取消CTCS显示屏时，将微机显示屏左移至原CTCS显示屏位置，将左边柜上的网压表、控制电压表移至多功能面板，并增加双针速度表。取消CTCS显示屏仪表座上增加多功能面板取消CTCS台面布置方案

三、设计方案

45动力车通风系统采用独立通风方式。通风系统主要由牵引电机通风支路、冷却塔通风支路、压缩机通风支路、辅助变压器柜通风支路及机械间通风支路。司机室设有空调及通风支路组成。

三、设计方案4、通风系统

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三、设计方案4、通风系统47

三、设计方案设有通风冷却设备健康管理系统，可对牵引风机、冷却塔风机、辅助变压器柜风机等设备的风速、轴承温升及振动进行状态监控、数据采集及分析，可以为故障诊断、检修维护提供技术支持。4、通风系统

48每一个牵引电机由一台牵引风机进行强迫通风冷却。

牵引风机主要性能参数风量1.8m3/s全压4300Pa电机功率15kW

三、设计方案4、通风系统-牵引电机通风支路

49冷却塔通风支路的作用是冷却油水复合散热器，上部为牵引变流器水/防冻液散热器，下部为牵引变压器油散热器。冷却塔风机技术参数静压1380Pa流量12m3/s额定功率28kW冷却塔技术参数水路冷却量140kW油路冷却量285kW

三、设计方案4、通风系统-冷却塔通风支路

50动力车有2个压缩机通风支路。压缩机通风支路采用冬夏季转换模式，夏季机械间内空气（约0.7m3/s）经压缩机散热风扇和车体底架风道排出车外，冬季排到机械间内。

三、设计方案4、通风系统-压缩机通风支路

51辅助变压器风机的作用是冷却辅助变压器。辅助变压器风机主要性能参数风量0.8m3/s全压100Pa电机功率0.75kW

三、设计方案4、通风系统-辅助变压器柜通风支路

52机械间通风支路的作用是用来冷却机械间空气温度，并维持机械间正压，并具有冬夏季转换模式。机械间正压4极电机80Pa-150Pa6极电机10Pa-100Pa

三、设计方案4、通风系统-机械间通风支路

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三、设计方案辅助变压器柜风机主要性能参数风量2m3/s全压1000Pa电机功率6kW机械间风机机械间风机电机采用4/6极电机，机车静止时风机为6极转速运行，有利于降低噪音。4、通风系统-机械间通风支路

54牵引电机通风支路进风口及机械间排风口安装有百叶窗（惯性过滤器）。机械间通风系统采用三级过滤除尘。一级过滤为百叶窗（惯性过滤器），二级过滤为过滤棉，三级过滤为旋风除尘器。冷却塔进风口安装有不锈钢编织网板压型的通风栅格。

三、设计方案4、通风系统-过滤网百叶窗铰链百叶窗过滤棉冷却塔车顶通风过滤栅格

55空调机组采用柜式冷暖空调，位于机车机械间内。空调机组符合Q/CR278-2014机车空调装置技术条件的要求。空调通风支路有两个独立的空气支路：室内空气循环和室外空气循环。制冷量6kW制热量6kW风量800m3/h（高速时为800m3/h，低速不小于500m3/h）制冷剂R407C机组噪声整机噪声不大于78dB(A)，室内侧不大于68dB(A)

三、设计方案4、通风系统-司机室空调支路动力车满足TB/T3138和DIN5510的防火要求。司机室设置4个2L的灭火器，机械间设置2个3L的灭火器。设置有防火监控系统（集成在6A系统中）。

司机室内设置1个感温和1个感烟探头、设备间中间顶部位置沿纵向方向布置了4个感温和5个感烟探头、低压柜以及列车供电柜中各设1个感烟探头，确保动力车防火的安全可靠性。565、防火

三、设计方案动力车简统化分类互联互通运用操作接口技术方案部件互换性动力车控制安全设施检修及整备接口操作界面、显示屏合屏、显示界面简统外观造型、操作台、驱动系统、变流元件、辅助电源受电弓及主断路器等高压电器、贯通道、易损易耗件典型控制、保护逻辑车钩及缓冲装置、通讯信息57

三、设计方案6、简统化2015年11月中国铁路总公司和中国中车组织召开动力车自主化系统配套及简统化专题会。在既有HX型机车简统化的基础上，进行了进一步的深化和细化。2016年7月

完成了动力车简统化文件，共计7大类约110项简统。部件供应商简统程度进度受电弓株机公司、北京赛德对外接口完全简统，可整体互换。已完成主断路器株机公司、北京赛德对外接口完全简统，可整体互换。已完成牵引变压器电机公司、大同ABB对外接口完全简统，可整体互换。已完成牵引变流器株洲所、永济公司对外接口完全简统，可整体互换。已完成牵引电机电机公司、永济公司对外接口完全简统，可整体互换。已完成网络系统株洲所、大连电牵对外接口完全简统，可整体互换。已完成制动系统株机公司、铁科院纵横对外接口完全简统，可整体互换。已完成58

三、设计方案7、自主化多家配套2015年11月中国铁路总公司和中国中车组织召开动力车自主化系统配套及简统化专题会。第2部分电气系统

三、设计方案59主要技术特点如下：网侧高压设备主要安装在机械间网侧柜内；牵引变压器采用芯式结构；牵引变流器采用6.5kVIGBT、主-辅集成和轴控方式；辅助电源采用3AC380V/50Hz；动力车网络控制系统采用两级总线式拓扑结构，列车级总线采用WTB，车辆级采用MVB；控制系统实现不同平台产品之间的互联、互通、互控；1、概述60牵引变压器、牵引变流器、牵引电机和网络控制系统实现多家配套；关键部件多家配套设计原则：统一机械接口、电气接口及冷却接口、保护检测接口、冷却介质等实现不同供应商产品的整体互换，油、脂、水等的通用和牵引系统关键部件交叉组合配套。不同平台部件简统化设计：受电弓、主断路器、高压接地开关、车内避雷器、库用插座、车端连接器、显示屏、司控器等；简统化设计原则：机械安装接口统一，电气连接接口兼容，气路连接接口兼容，易损易耗件统一，实现不同平台之间部件的整体互换和易损易耗件的通用。1、概述6162网侧电路：双受电弓、双主断、双高压互感器；简统化设计：受电弓、主断路器、接地开关和车内避雷器；多家配套：牵引变压器、牵引电机和牵引变流器。2、主电路方案额定电流700A滑板长度1576mm爬电距离＞1000mm符合标准TJ/JW028额定运行速度250km/h63机械安装接口统一；电连接接口兼容；气路连接接口兼容；碳滑板可以互换。2、主电路方案-受电弓额定电压30kV额定电流1000A接通能力50kA额定开断电流20kA开断容量600MVA分闸时间＜60ms机械寿命250000次符合标准TJ/JW03064机械安装接口统一；电连接接口兼容；气路连接接口兼容。2、主电路方案-主断路器65变比25kV/150V额定输出容量2×30VA次边热极限输出电流1A精度等级1级额定雷电冲击耐受电压185kV额定工频耐受电压85kV符合标准TJ/JW0312、主电路方案-高压互感器66高压绕组牵引绕组列供绕组额定容量(kVA)67524×15882×200额定电压(V)250004×20112×340额定电流(A)2707902×588阻抗电压(%)38变压器结构芯式变压器效率≥96%绝缘等级A级冷却介质45#变压器油冷却方式强迫导向油循环风冷ODAF安装方式车体下吊挂电抗器谐振电抗器供电电抗器频率(Hz)10050电感值(mH)2×0.352×0.35额定电流(A)736A670A牵引端子列供端子2、主电路方案-牵引变压器67采用标准：GB/T25120-2010、IEC60310-2004。设计要求：变压器和内置电抗器均在既有的机车牵引变压器平台上进行研制，器身的设计及外部保护附件的选型及布置均采用已在国内铁路验证过的方案；保护设计：设置有油温保护、油流保护、压力保护、布赫继电器保护；计算验证：油温升计算、绕组温升计算、油箱强度仿真计算；试验验证：完成了部件型式试验、与多家牵引变流器配套的地面组合试验。2、主电路方案-牵引变压器68采用6.5kVIGBT元件；主-辅集成；轴控；单轴牵引模块通过隔离开关连接到中间直流公共环节。斩波电阻直流支撑电容牵引控制单元辅助逆变器模块隔离开关内循环风机短接接触器预充电组件2、主电路方案-牵引变流器69采用标准：GB/T25122.1-2010、IEC61287-1；自保护功能：过压保护、欠压保护、过流保护、过载保护、接地保护、过热保护等；外部部件保护：网侧过流、牵引绕组接地、牵引电机过流、牵引电机接地、牵引电机超温等的检测和保护等；故障策略：对于轻微故障可以自动恢复，对于较严重的故障可以及时保护甚至从软件和硬件上隔离故障单元，同时变流器具备故障记录功能；试验验证：完成了部件型式试验、与多家牵引变压器和牵引电机配套的地面组合试验、隔离开关功能及各种工作模式性能验证研究性试验。单个四象限整流器输入电压AC2011V额定输入电流803A最大输入电流911A开关频率≥250Hz单个中间直流环节标称直流电压3600V直流支撑电容≥4mF二次谐振电容7.2mF单个主逆变器输出电压3AC0～2808V输出电压频率0～137.5Hz额定输出电流430A最大输出电流480A开关频率≤350Hz2、主电路方案-牵引变流器额定功率1430kW短时功率1630kW额定电流（基波）≤415A额定电压（基波）2550V变流器标称中间电压3600V最大启动电流（基波）≤480A额定转速1863r/min160km/h转速3139r/min设计最高工作转速4094r/min额定转矩7317N.m额定频率62.55Hz启动转矩8283N.m额定效率（基波）95.6%极数4极绝缘等级200级70非传动端轴承NUB219润滑脂美孚SHC220注油嘴DIN71412-AM8×1×82、主电路方案-牵引电机71采用标准：GB/T25123.2-2010、IEC60349-2-2010；整机采用架悬安装，非传动端单轴承支撑，传动端通过联轴节与主动齿轮连接组成驱动装置，预留轴温报警复合传感器安装接口，采用既有牵引电机成熟的3600V绝缘结构，轴承选用YQ-1633相同的成熟轴承配置；保护设计：由控制系统实现过热保护、过流保护、接地保护、短路保护；计算验证：温升计算，端盖、机座、转轴强度仿真计算；试验验证：完成了部件型式试验、与多家牵引变流器配套的地面组合试验；不同供应商之间速度传感器、温度传感器、轴承、润滑脂、注油嘴通用。

三、设计方案2、主电路方案-牵引电机变频变压和恒频恒压两个支路；冗余供电功能：一个辅助逆变器故障，另一个辅助逆变器给所有负载供电；辅助逆变器从主电路中间直流环节取电，具有过分相辅机不断电功能。72三、设计方案3、辅助电路方案73三、设计方案定压定频电源130kVA,3AC380V/50Hz变压变频电源130kVA,3AC80~380V/10Hz~50Hz电压总谐波含量不大于5%（额定电压输出时）辅助逆变器容量额定130kVA，冗余260kVA定压定频负载输出功率(kW)功率因数容量(kVA)压缩机116.000.8818.18压缩机216.000.8818.18牵引变流器风机0.570.850.67水泵5.500.747.43油泵5.500.876.32空调7.000.729.72辅助变压器柜风机6.750.887.67充电机3.300.74.81侧墙加热3.0013.00三相变压器9.2819.67合计72.90-85.65辅助电源容量校算计算结果表明：两路辅助负载容量均小于130kVA，满足辅助电源正常使用需求；辅助负载总容量小于260kVA，满足单个辅助逆变器冗余供电使用需求。变压变频负载输出功率(kW)功率因数容量(kVA)牵引风机115.000.8817.05牵引风机215.000.8817.05牵引风机315.000.8817.05牵引风机415.000.8817.05冷却塔风机28.000.8831.82合计92.00-100.023、辅助电路方案-辅助电源参数蓄电池类型铅酸蓄电池容量(10小时率)170Ah额定电压2V节数48节74三、设计方案控制蓄电池充电机额定输入电压3AC380V±5%50Hz额定输出电压DC110VDC110V电流4×37.5ADC24V电流2×21A3、辅助电路方案-控制电源75三、设计方案短编组输出2×200kW，长编组输出1×400kW；采用两组四象限整流器供电，一组故障，另一组可维持300kW供电(≥25kV)额定输出电压DC600V，控制精度±5%；稳态输出电压允许范围为DC570~DC630V；额定效率≥97.5%功率因数≥0.96强迫水循环冷却4、列供电源方案76三、设计方案动车组列车网络控制系统由动力车、拖车和控制车网络控制系统三部分组成，采用统一的网络通信标准。动力车网络控制系统采用两级总线式拓扑结构，列车级总线采用WTB，车辆级总线采用MVB，符合GB/T28029.1-2011《牵引电气设备列车总线第1部分：列车通信网络》；拖车网络控制系统分为列车级和车辆级总线，均采用Lonworks，符合TB/T3035-2002《列车通信网络》及TB/T3188-2007《铁道客车行车安全监测诊断系统技术条件》控制车网络控制系统分为控制部分和客室部分。控制部分网络构架与动力车保持一致，客室部分与拖车保持一致。5、控制系统方案77动力车/控制车与拖车之间通过Lonworks总线进行通信，拖车车门、火警、制动及轴报等信息可在司机室显示单元集中显示。

三、设计方案78动力车网络控制系统采用分布式控制技术，即分布采集及执行，中央集中控制与管理的模式。由中央控制单元CCU/GW，事件记录模块ERM、牵引控制单元TCU、制动控制单元BCU，输入输出单元CIO/MIO、司机室显示单元DDU、lonworks/MVB网关及列车供电控制系统ETS等部分组成。

三、设计方案79控制车控制部分采用与动力车一致的网络构架、控制与管理模式。由中央控制单元CCU/GW，事件记录模块ERM、制动控制单元BCU，输入输出单元CIO、司机室显示单元DDU、lonworks/MVB网关等部分组成。

三、设计方案互联互通形成了规范性技术文件9个，实现了对动力集中动车组网络系统构架、数据传输、功能需求、故障代码、司机室显示单元、列车贯通线、安全环路、拖车TCDS主机与动车TCMS通信协议、互联互通地面测试大纲等项点的统一。株机平台连车平台统一网络结构通讯协议显示界面重联功能硬线信号故障诊断80

三、设计方案81动力车与控制车间的互联互通控制车采用与动力车一致的网络结构，可实现对本车以及编组列车的逻辑控制及故障诊断；可实现不同生产厂家的动力车与控制车（动力车）间的互联互通；

可实现短编动车组的动-控、控-控重联运行；可实现编组内列车级网络故障时的紧急牵引；

可实现对全列动力车及控制车的控制电源集中控制；

可实现列车进站后的站台方向和全列进站识别。

三、设计方案82动力车与控制车还可实现牵引屏和制动屏合屏、速度模式与转矩模式的灵活切换、列车级WTB电缆的断线检测等功能。

三、设计方案83动力车/控制车与拖车的互联互通设置Lonworks总线与拖车进行通信，拖车的车门、火警、制动及轴报等信息可在司机室显示单元集中显示；可识别来自拖车四个环路的报警信号，进行警示和列车级保护动作；可实现不同生产厂家的动力车/控制车与拖车间的交叉匹配与控制；

可实现对全列拖车外门的集中控制；可实现车列电空制动控制功能；全列车采用统一的时间基准，便于管理和故障诊断。

三、设计方案互联互通相关规范和文件

序号文件名称主要内容1时速160公里动力集中动车组WTB网络初运行及互联互通控制规范规定了时速160公里动力集中动车组网络控制系统互联互通所需的列车配置以及初运行功能和参数。2时速160公里动力集中动车组WTB总线数据传输规范规定了时速160公里动力集中动车组列车级数据传送要求及内容。3时速160公里动力集中动车组互联互通网络控制功能需求规范规定了时速160公里动力集中动车组网络控制系统互联互通相关的控制功能需求。4时速160公里动力集中动车组故障诊断代码规范规定了时速160公里动力集中动车组网络控制系统相关的故障诊断代码规则。5时速160公里动力集中动车组TCMS故障代码表规定了时速160公里动力集中动车组故障诊断代码具体编码及其处理措施。6时速160公里动力集中动车组司机显示单元技术规范规定了时速160公里动力集中动车组司机室显示单元硬件要求和显示界面。7时速160公里动力集中动车组互联互通列车线定义规定了时速160公里动力集中动车组互联互通列车贯穿线及电钩等的信号定义及相应功能说明。8时速160公里动力集中动车组安全环路设计规范规定了时速160公里动力集中动车组四个安全环路控制功能。9时速160公里动力集中动车组TCDS与TCMS通信协议规范规定了时速160公里动力集中动车组拖车TCDS主机与动力车/控制车网络控制系统间的通讯协议。10时速160公里动力集中动车组互联互通地面联调测试大纲规定了时速160公里动力集中动车组地面互联互通的功能测试项目和要求。84

三、设计方案安装LKJ2000，预留CTCS2安装接口LKJ2000设备监控主机（H1型）、人机界面单元、TAX07装置、总线扩展盒、传感器、GPS信息接收装置、机车运行监测数据无线传输车载装置（TSC2）、电子标签等预留CTCS2设备预留CTCS2主机（200C）、显示终端、BTM主机及天线等部件安装接口856、监控、6A及CMD方案-监控系统

三、设计方案866A系统：包含空气制动安全监测子系统、防火监控子系统等6个子系统。其中，视频系统增设了受电弓监测功能，并可实现编组内各司机室与机械间的视频信号通信及显示；CMD系统：包括CMD车载LDP主机、车载天线等。编组内的CMD采用双主模式，动力车/控制车各自独立采用主机发送本节相关信息至地面系统。6、监控、6A及CMD方案-6A及CMD系统

三、设计方案第3部分车体87

三、设计方案21车体部件方案目录4车端连接方案3门、窗、内装等方案车体总体方案881、车体总体方案-总体结构本方案是在株机公司既有HXD1G机车技术平台上进行适应性改进的。

车体采用整体承载结构形式，承载结构由司机室、侧墙、底架、后端墙、底架地板及设备安装骨架等主要部件构成一箱形壳体结构。车体由车体承载结构、顶盖、排障器、车端连接装置、车体附件组成。89

三、设计方案

开闭装置排障器

导流板

底架

前窗玻璃

司机室钢结构固定侧窗

活动侧窗

头罩

头灯玻璃

901、车体总体方案-头部

三、设计方案911、车体总体方案-断面轮廓

三、设计方案车钩中心距19336mm车体长度

19168mm车体宽度3105mm底架上平面距轨面高度1530mm车体顶盖蒙皮距轨面的高度4030mm前端车钩中心线距轨面高度

880(+10/-25)mm后端车钩中心线(MJGH-25T)距轨面高度880(0/-30)mm排障器距轨面高度110(+10/0)mm921、车体总体方案-主要结构参数

三、设计方案车体强度满足EN12663-1：2010《铁路应用-铁道车辆车体的结构要求》L级规定的要求；排障器中央底部能承受140kN的静压力；车体能承受40kN·m扭转载荷。

2000kN纵向压缩载荷应力云图931、车体总体方案-车体强度

三、设计方案

车体耐碰撞采用车体吸能区吸能(吸能区)与防撞梁(防撞区)抵抗破坏相结合的方式。941、车体总体方案-车体安全被动防护方案

三、设计方案车体吸能结构车体吸能结构主要包括缓冲器和前端防撞结构吸能区。碰撞吸能区951、车体总体方案-车体安全被动防护方案

三、设计方案防撞结构

防撞结构包括半环形腰梁、防撞柱和角柱；半环形腰梁中的前部防撞腰梁、两侧侧部防撞腰梁均能承受300kN的静压力。961、车体总体方案-车体安全被动防护方案

三、设计方案车体钢结构采用在-40℃时具有良好低温性能的材料；

与外界接触的板材，如蒙皮、底架地板采用铁道车辆用耐大气腐蚀钢05CuPCrNi(TB/T1979-2003)；板厚(t)3mm

t

12mm的采用低合金高强度结构钢Q460E（GB/T1591-2008）；板厚(t)t

12mm的采用低温压力容器用低合金钢16MnDR或16MnDR锻钢。顶盖材料采用铝合金，铝板采用5083、铝型材采用6005A。971、车体总体方案-车体主要材料

三、设计方案

底架采用双中央纵梁的框架式结构，它由端牵引梁、枕梁、中间牵引梁、变压器梁、边梁、中央纵梁等组成，并在底架边梁上设有单端救援起吊孔、整体起吊孔、加砂口、加水口、架车垫板等。

加砂口整体起吊销孔端部救援起吊销孔架车垫板982、车体部件方案-底架

三、设计方案

司机室由司机室钢结构和玻璃钢头罩组成；头罩采用玻璃钢+泡沫夹心的三明治结构，主体厚度40mm。992、车体部件方案-司机室

三、设计方案

侧墙采用L形开挖锯齿形梁和“口”字形梁的网格式结构；侧墙上弦梁与侧墙上的门立柱为封闭“口”字形梁；在侧墙上设置有入口门，供司乘人员上下车。1002、车体部件方案-侧墙

三、设计方案在后端墙上装有后端门和风挡，在后端墙下部有与风挡渡板过渡的通道，并在风挡内区域的后端墙上装有吸音材料。1012、车体部件方案-后端墙

三、设计方案

顶盖采用大顶盖结构，由三块活动顶盖组成，由铝合金型材与铝板焊接而成。受电弓下方区域有一层绝缘层。1022、车体部件方案-顶盖

三、设计方案排障器采用板式排障器。防松：采用锁紧垫圈、锁紧螺母。防落：采用防落销、锯齿形防滑板。防落销锯齿形防滑板1032、车体部件方案-排障器

三、设计方案

入口门满足TB/T3266《机车车门通用技术条件》要求。

1）形式铰链门

2）净通过宽度604mm

3）净通过高度1679mm入口门两侧的扶手和入口门锁采用内嵌方式。1043、门、窗、内装等方案-入口门

三、设计方案

走廊门满足TB/T3266《机车车门通用技术条件》要求。

1）形式铰链门

2）净通过宽度604mm

3）净通过高度1756mm走廊门采用紧急安全门锁，紧急情况下在司机室内向下按压把手，可快速开门。1053、门、窗、内装等方案-走廊门

三、设计方案

后端门满足TB/T3266《机车车门通用技术条件》要求。1）形式铰链门2）净通过宽度484mm3）净通过高度1756mm后端门具有良好的隔声性能，计权隔声量NRw≥38dB；后端门上设有观察窗口；门锁与入口门锁使用同1把钥匙。1063、门、窗、内装等方案-后端门

三、设计方案前窗由固定框和活动框（含玻璃）组成，通过更换活动框实现玻璃快速安装和拆卸，具有良好的可维护性。固定框活动框（前窗玻璃和玻璃安装框）1073、门、窗、内装等方案-前窗

三、设计方案活动侧窗由固定框和活动窗组成，具有良好的气密性。密封条1083、门、窗、内装等方案-活动侧窗

三、设计方案

内装材料主要由顶板，侧墙板，侧窗装饰板、侧顶板、遮阳帘检修板、走廊门装饰框、吸音材料等组成,材料为不饱和聚酯玻璃钢。1093、门、窗、内装等方案-内装

三、设计方案

司机室地板由前后两块地板搭接组成，每块地板由地板布、金属复合板、隔音材料组成的三明治结构，具有良好的防滑性能和耐磨性能。1103、门、窗、内装等方案-司机室地板

三、设计方案开闭机构采用手动开闭机构，在开启和关闭状态时，均具备机械锁定功能；并具有较好的密封性能。1114、车端连接方案-开闭机构

三、设计方案

预留有安装自动开闭机构设备的接口开闭机构预留有安装自动开闭机构设备的接口，在手动开闭机构上安装汽缸、电气控制盒、气路控制盒等设备后，能转换成自动开闭机构。气路控制盒电气控制盒气缸1124、车端连接方案-开闭机构

三、设计方案前端钩缓装置采用15X托梁车钩缓冲装置，并具有手动解钩装置。型号：105A车钩长度：

1360mm钩缓装置整体抗拉破坏强度：

≥1800kN缓冲器行程：

≤73mm缓冲器容量：

≥40kJ1134、车端连接方案-钩缓装置

三、设计方案前端有带电气的密接式车钩缓冲装置安装接口，可安装下图所示的带电气密接式车钩缓冲装置。型号：105

车钩长度：

1360mm钩缓装置拉伸强度：

≥1000kN缓冲器行程：

≤73mm缓冲器容量：

≥40kJ1144、车端连接方案-钩缓装置

三、设计方案前端钩缓装置电气管路接口电气接口气路接口1154、车端连接方案-钩缓装置

三、设计方案

后端钩缓装置采用MJGH－25T。型号：MJGH－25T车钩长度：1280mm整体抗拉破坏强度：

≥1800kN缓冲器行程：

≤73mm缓冲器容量：

≥30kJ1164、车端连接方案-钩缓装置

三、设计方案

内风挡采用单向双层折棚气密风挡，风挡符合标准TB/T3094《铁道客

车折棚式风挡》的要求，除渡板外与拖车风挡相同。

外风挡为半包外风挡，与拖车外风挡相同。1174、车端连接方案-风挡

三、设计方案

动力车车体地板与拖车车体地板之间采用台阶过渡，通道内有照明灯、两侧有不锈钢扶手、顶部有防碰头装置。扶手防碰头装置后端门1184、车端连接方案-车端通道

三、设计方案第4部分转向架119

三、设计方案目录1概述2转向架设计方案1203动力学性能计算结果转向架采用B0轴式,电机对置布置。驱动单元采用弹性架悬方式。采用小齿轮双侧支撑并通过联轴器与电机轴相联。齿轮箱为承载式，齿轮箱垂直分箱为大、小齿轮箱。轴箱轴承采用免维护的双列圆柱滚子轴承单元。一系悬挂采用转臂定位＋螺旋弹簧方式＋垂向减振器；二系悬挂采用高圆螺旋弹簧＋橡胶垫结构，辅以各向减振器。牵引装置采用中央低位推挽牵引杆牵引。基础制动采用轮盘制动方式。121转向架基于HXD1G型八轴客运电力机车二轴转向架，主要技术特点如下：1、概述

三、设计方案2、转向架设计方案-总体结构转向架由构架、轮对轴箱、驱动装置、悬挂装置、牵引装置、基础制动、踏面清扫、轮缘润滑、6A走行部故障监测子系统、撒砂及扫石器等部件组成。122

三、设计方案轴距

2900mm转向架中心距 9000mm轮径（新/全磨耗）

1250/1150mm踏面形状

JM3传动方式

单侧斜齿轮+双侧六连杆弹性驱动传动比

102/23电机悬挂方式

弹性架悬式转向架启动牵引力120kN牵引方式

推挽式单杆低位牵引牵引点高度 约230mm基础制动

轮盘制动一系静挠度约46mm二系静挠度约125mm机车通过最小曲线半径

125m（V≤5km/h）1232、转向架设计方案-主要技术参数

三、设计方案齿轮传动比102/23，模数9，螺旋角4°，大小齿轮中心距567mm，齿轮材料采用18CrNiMo7-6（EN10084）。齿轮强度根据GB/T3480-97进行计算，结果表明齿轮具有较高可靠度。1242、转向架设计方案-驱动装置

三、设计方案大齿轮箱采用符合TJ/JW064-2015要求的铸造铝合金AlSi7MgWA，小齿轮箱采用符合TJ/JW065-2015要求的球墨铸铁GJS-400-18-LT。齿轮箱强度计算表明，在电机短路扭矩+冲击（垂向5g，横向3g，纵向3g）条件下，小齿轮箱最大应力出现在法兰盘部位，应力值为127.67MPa，大齿轮箱最大应力出现在底部位置，应力值为81.3MPa，此两处最大应力值均小于材料屈服极限。疲劳强度按载荷工况（惯性力和转矩）组合为16个工况，结果表明大齿轮箱和小齿轮箱疲劳强度满足要求。125齿轮箱von-Mises应力分布云图2、转向架设计方案-驱动装置

三、设计方案显示屏中主要图标的含义及主要故障分级：126

四、运用维修主要数据界面按主界面上的“主要数据”可进入主要数据界面。进入主要数据界面后可以动力车/控制车信息及拖车信息的显示。127

四、运用维修封锁条件界面封锁条件界面包括牵引封锁、主断状态、受电弓状态三个界面。通过按键可以选择查看A车或B车。牵引状态界面主要显示牵引失效的条件；主断状态界面显示主断断开的条件；受电弓状态界面显示受电弓不能升弓的条件。128

四、运用维修故障界面故障界面主要显示故障的等级，故障机车号码，故障代码，故障内容，故障发生时间，故障消失时间。按主界面上的故障信息查询按钮进入故障信息界面。通过选择键可以查看A车或B车的当前故障，所有故障，历史故障。129

四、运用维修双司机室显示单元冗余设置主界面显示主要分为标题区，数字仪表区，柱状仪表区，图标区，列车状态及故障提示区，按键区。主界面显示的基本内容应该包括接触网电压、原边电流、牵引力/制动力、机车设定速度、受电弓状态、主断路器状态、运行方向、制动状态、空转、列车供电等运行所关注的重要技术参数。动力车司机室操纵台设置两组互为冗余的司机室显示单元，可兼容显示牵引信息和制动信息，通过自动或手动方式进行切换。动力车主要信息由司机室显示单元显示，不同类别的显示信息应用色彩予以分开。130

四、运用维修合屏模式界面131

四、运用维修安全环路设置动车组设置4个安全环路用于实现与拖车/控制车安全相关系统的互联互通功能，分别为车门安全环路、火灾报警安全环路、轴温报警安全环路及制动安全环路，示意图如下：动车组司机室显示单元内设置4个安全环路的状态和隔离操作界面，示意图如下：132

四、运用维修模式转换与控制设置正常情况下，列车牵引模式包括两种，分别为速度模式和转矩模式；当列车级网络异常情况下，可通过紧急牵引转换开关控制列车进入紧急牵引模式。DDU应显示列车当前牵引模式的提示。1）速度模式和转矩模式正常情况下，列车牵引模式可通过司机操纵台上的白色自复位按钮进行速度模式和转矩模式的切换。列车每次上电（包括断电复位）默认恢复为“速度模式”，且仅占用端司机室的牵引模式按钮有效。133

四、运用维修2）紧急牵引模式当列车级网络异常情况下，可通过紧急牵引转换开关控制列车进入紧急牵引模式。升降弓指令、主断指令、牵引制动指令均通过硬线信号发送至全列车。司机室的显示屏信息显示可能失效，需司机需密切关注机械仪表的高压和牵引、制动设备的状态。该模式下，列车自动限速为70km/h。134

四、运用维修短时功率发挥设置·动力车设置轴功率1400kW和1600kW两种功率发挥模式，默认1600kW。DDU二级界面设置短时功率切除按键，切除后，列车可进入1400kW功率发挥模式。·当轴功率超过1400kW持续运行时间达到半小时，或牵引系统主要部件超过设定温度后，自动退出1600kW功率发挥模式且1个小时内不再自动进入。期间，动力车按照轴功率1400kW运行，DDU提示相应信息。135

四、运用维修一般故障的处理一般故障发生时，控制系统自动处理，不需人工干预。同时，DDU将提示相应信息。运行途中EGWM复位运行途中，如发生故障无法清除时，可以根据判断，进行途中CCU复位。复位前司机手柄退级到大零位，分主断、降弓，然后进行图11所示的操作，注意：当重新复位低压柜面板上CCU时要求同时复位CCU1和CCU2的自动开关，且分断和闭合的时间间隔应不小于10s。当重新上电后制动系统将触发惩罚制动，司机可以立即缓解，（如缓解不及时可能停车），升弓、合主断、司机手柄给级位后继续运行。136

四、运用维修运行途中停车控制电源复位（微机系统大复位）

运行途中，如发生故障无法清除时，需要控制电源复位（微机系统大复位）时，可考虑进行停车控制电源复位。此时机车应根据线路情况确定好具体的停车地点，整个过程大约会持续5至15min。复位前司机手柄退级到大零位、分主断、降弓后进行复位。137

四、运用维修受电弓无法升起：主断路器无法闭合：138

四、运用维修牵引力无法正常发挥：蓄电池充电机组故障：充电机有；四组充电模块，若报“充电过流”或“**模块故障时”，观察蓄电池充电电压正常时可不处理；若充电不正常时可对充电机复位，同时按压充电机监控模块的小屏幕上的“+”和“-”按键，保持5秒后充电机重置。如无效则维持到前方站停车后“控制电源复位”或“蓄电池复位”处理。139

四、运用维修140牵引电机各项点检修要求。序号项目要求周期1外观检查各紧固件状态及其防松标记状态良好。季度2机座不许有裂纹、损伤，电机铭牌完好、清晰、牢固季度3传感器电缆紧固夹不许有脱落。季度4下部排水孔无堵塞现象季度5密封性检查轴承附近区域不许有漏油。季度6润滑脂补充按照维保手册要求补充油脂。补脂时，检查油嘴不许有松动及破损，油道畅通。季度76A相关机车车载安全防护系统（6A系统）地面专家诊断分析中，轴承不许有异常季度

四、运用维修141牵引变压器各项点检修要求。序号项目要求周期1外观检查所有密封件、箱体、放油阀及管路不许有泄漏。月度2出线套管、蝶阀及其它连接件不许有松动。季度3压力释放阀外观良好，不许有喷油痕迹。月度4油泵运转正常，不许有渗、漏油现象，不许有异音。季度5油流继电器状态良好，安装牢固，不许有泄漏。季度6温度传感器功能正常。季度7主变压器的安装螺栓安装牢靠，不许有松动。季度8油样化验变压器油样进行耐压试验及理化分析。半年9油样色谱分析对主变压器油样进行气相色谱分析。年度

四、运用维修142互感器及变压器各项点检修要求。序号部件项目要求周期1高压电压互感器外观检查外表面清洁，外绝缘伞裙不许有破损。年度2一次高压端子引线绝缘不许有损坏、磨损和龟裂。季度3接地线和各接线柱连接可靠，紧固螺栓紧固到位。季度4安装法兰紧固螺栓紧固到位。季度5高压、回流电流互感器外观检查安装牢固，表面清洁，不许有损伤。季度6辅助变压器外观检查线圈表面清洁，线圈气隙不许有杂物年度7引出线、接地线连接牢固，不许有破损。季度8辅助变压器温度传感器温度传感器功能正常，连接牢靠。季度9三相电源变压器外观检查线圈表面清洁，线圈气隙不许有杂物年度10引出线、接地线连接牢固，不许有破损。季度

四、运用维修143变流器各项点检修要求。序号项目要求周期1外观检查变流器柜体盖板不许有缺失，柜体两侧的插头、插座紧固状态良好，接地线齐全，紧固良好。季度2指示灯状态检查高压指示灯显示正常。季度3状态检查确认中间回路直流电压、冷却水温度、压力值显示正常。季度4电阻检查充电电阻、固定放电电阻外观检查良好。半年5电容检查直流支撑电容和二次谐振电容不许有鼓胀、漏液。电容连接端子不许有松动。半年6继电器、接触器中间继电器、充电接触器、短接接触器触头不许有烧损、卡滞、松动现象，外观良好，接线不允许松动。半年7电动隔离开关检查触头不许有烧损、卡滞现象，外观良好，接线不允许松动。半年8冷却回路检查冷却回路不许有渗漏，快速接头不许有松脱半年9密封检查和清洁门盖板密封条状态良好，柜体内部应清洁年度

四、运用维修144变流器各项点检修要求。序号项目要求周期10控制机箱控制机箱及电子插件、电缆插头不许有松动年度11电气连接检查电连接端子不许有烧损、松动年度12整流、逆变模块检查整流、逆变、辅助逆变器模块接线牢固，输入输出铜母排连接部位不许有烧损。门极驱动板、光纤、连接器不许有松动年度13变压器检查同步变压器、风机隔离变压器外观不许有变形、烧损等异常现象，接线端子不允许有松动。年度14风扇检查机箱冷却风扇工作正常不许有异音。年度15传感器检查电压传感器、电流传感器、水压传感器、温度传感器各接线不允许有松动，电压传感器、电流传感器外观不许有破损、开裂。年度16电容接线端子检查支撑电容连接端子紧固件状态良好。年度17电流或电压检测板检查电流、电压检测板器件外观良好，插头不许有松动。年度18风机检查热交换风机接线排不许有松动，热交换风机运转正常，不许有异音。年度

四、运用维修145列供柜各项点检修要求。序号项目要求周期1门锁检查设备柜门门锁作用良好。季度2连接器对外连接器安装紧固；连接插头固定卡子不许有断裂。季度3控制箱控制箱接地可靠；插件安装到位；对外连接插头安装正确、可靠。季度4同步变压器检查同步变压器外观良好，不许有鼓包、开裂；连接线紧固、可靠。季度5接触器检查充电接触器、短接接触器、输出接触器触头不许有烧损；连接端子及连接线不许有烧损、松动。季度6继电器检查继电器连接端子及连接线不许有烧损、松动季度7显示屏检查显示屏显示正常，插头安装可靠季度8传感器检查电压传感器、电流传感器、水压传感器、温度传感器各接线不允许有松动，电压传感器、电流传感器外观不许有破损、开裂。季度

四、运用维修146列供柜各项点检修要求。序号项目要求周期9熔断器外观良好，不允许有烧损和接线松动季度10电容检查电容端子连接线紧固可靠；电容不许有鼓包、漏液、烧损。季度11电气连接检查可视部分连接器、母排、连接线不许有松动、烧损、脱落。季度12电阻检查充电电阻、不允许有烧损，接线端子不允许有松动。半年13整流模块检查整流模块接线牢固，输入输出铜母排连接部位不许有烧损。门极驱动板、光纤、连接器不许有松动年度14风扇检查机箱冷却风扇工作正常不许有异音；

年度15密封检查和清洁门盖板密封条状态良好，柜体内、外部应清洁年度16冷却回路检查冷却回路不许有渗漏，快速接头不许有松脱季度

四、运用维修147高压电器各项点检修要求。序号部件项目要求周期1受电弓外观状态检查碳滑板、软连线、上框架、上、下导杆、阻尼器、气囊装置、弓头支架部