第2章-动车组总体技术-2.1动车组关键技术

第2章动车组总体技术授课内容2.1动车组关键技术2.2动车组技术参数2.3动车组限界2.4动车组牵引力2.5动车轻量化技术第2章

动车组总体技术2.1.1动车组九大关键技术2.1.2动车组十大配套技术（补充知识）1.理解动车组九大技术2.理解动车组十大配套技术学习知识点学习目标2.1

动车组关键技术第2章

动车组总体技术2.1

动车组关键技术第2章动车组总体技术为实现高速动车组技术的消化吸收、再创新和全面创新，根据动车组的基本组成、技术难度和我国轨道交通技术的现代化水平，把高速动车组的技术分成九大关键技术和十大配套技术。九大关键技术十大配套技术2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术1.动车组总成（即系统集成）轮轨关系接口——轮轨匹配关系弓网关系接口——符合400km/h以上运行速度的高速受电弓动力学参数，满足气动、阻力要求和噪声要求的高速受电弓结构。流固耦合关系接口——保证列车安全运行的环境风控制范围，列车阻力和气动抬升力限值。机电耦合关系接口——根据线路条件和动车组状态，给出满足动车组运行需求的牵引供电系统的总体参数。环境耦合关系接口——确定动车组噪声和噪声声强控制值，提升动车组降噪吸音材料的性能要求。通过动车组总成使动车组达到牵引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性和安全性等性能要求。2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术2.车体车体关键技术主要包括：①车体轻量化技术，包括新材料、新工艺、改变车体结构、模块化和集成化。②气动外形技术。③车体密封技术。气动外形原始梁结构优化方案1优化方案2板件厚度：19.19mm质量：46.48t板件厚度：17.49mm质量：46.21t板件厚度：17.55mm质量：46.41t轻量化设计型材结构拓扑优化铝合金中空型材密封气流2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术转向架轻量化技术碳纤维转向架基于尺寸变量的构架轻量化实现转向架减重4.37%转向架悬挂技术非动力转向架动力转向架转向架结构简图3.转向架2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术转向架驱动技术动力转向架牵引电机齿轮箱驱动驱动转向架沿轨道导向行驶电机安装在转向架上提供动力，减少动力传递损失，提升加速性能；采用现代控制技术，实时调整电机输出，实现平稳加速和减速，并通过传感器实时监控驱动状态；转向架设计时，考虑沿轨道运行的导向性，同时考虑动态稳定性、有抗侧倾设计，提高安全性；实施减振技术。2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术牵引电机悬挂技术电机悬挂形式轴悬式架悬式体悬式刚性轴悬式刚性架悬式弹性轴悬式轮对空心轴架悬式挠性浮动齿式联轴节式架悬式电机空心轴架悬式半体悬式全体悬式弹性架悬式轴悬式架悬式体悬式2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术高温超导变压器：利用高温超导材料制作绕组的变压器，具有体积小、重量轻、效率高等优点。电子变压器：将工频交流电通过电力电子变换器转换为高频交流方波，然后通过高频变压器进行电压变换。

牵引变压器是牵引传动系统中质量、体积最大，耗损最多的部件。尤其在动力分散动车组中，由于要求起动加速功率和再生制动功率大，而安装空间又有限，所以主变压器损耗占到总损耗的30%，因此减小质量、减小体积、降低损耗，一直是牵引变压器技术发展的目标。随着电子技术的发展和高温超导线材性能的提高，出现了两种新型变压器4.牵引变压器技术（本课程不讲）2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术

牵引变流器采用新型大功率半导体器件，从最早的晶闸管发展到GTO、IGBT、IPM以至IGCT。牵引变流器发展的目标是小型化、轻量化、节能、环保、可靠和经济适用。关键技术：集成设计和冷却目前主要的冷却方式：风冷、油冷、水浴、沸腾冷却和热管冷却。5.牵引变流器技术（本课程不讲）2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术6.牵引电机技术（本课程不讲）近代高速动车组大多采用三相交流异步牵引电机直流电机三相交流异步牵引电机质量小、功率大、结构简单运用可靠、寿命长、维修简便具有较好的自我抑制空转的性能中国“复兴号”德国的ICE永磁多极同步牵引电机损耗低、质量小有可能实现无传动齿轮的直接驱动噪声小、无油泄漏2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术7.牵引传动控制系统（本课程不讲）

高速动车组电力牵引传动系统向功率大、质量小、体积小、可靠性高和低成本方向发展，基本都采用先进的交流(交-直-交)传动系统。而近代牵引传动控制手段普遍采用数字电路和大规模、超大规模集成电路以及微处理器、微控制器和数宇信号处理器等组成的微机控制系统，由单机个别控制向车载计算机网络发展。车载计算机网络由列车控制级、车厢控制级和功能控制级组成。2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术8.动车组制动技术（本课程不讲）关键技术：基础制动技术、动力制动技术、复合制动技术、非黏着制动技术和防滑控制技术。作用：产生一定的制动力，使列车在规定的距离或时间内减速或停车。基本组成：空气制动系统、电制动系统、磁轨制动系统、电磁制动系统、液压制动系统、组合制动系统和防抱死系统等智能控制系统。2.1.1

动车组九大关键技术第2章动车组总体技术作用：对整个列车的牵引、制动和车内所有设备进行控制、监测和诊断。组成：列车信息中央装置、列车信息终端装置、列车信息显示器、各种列车和车辆总线、网关以及车内各种设备的监控、诊断和显示装置。9.列车网络控制系统（本课程不讲）

高速动车组网络监控与诊断技术大致可以分为运行监控、故障检测与诊断以及通信网络三方面的内容。通信网络:控制指令和信息的传送

运行监控:防止列车冒进和追尾等冲撞事故的发生。

故障检测:诊断动车组的故障2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术1.空调系统动车组车内空气环境控制系统，通常称为动车组空气调节系统，它是列车的“呼吸器官”。主要功能：①供应新风，排放废气；②采暖和制冷制热能力；③气流的导向和分配；④气体的过滤；⑤新风和排气系统的压力保护；⑥紧急通风。组成：通风系统、制冷系统、制热系统、自动控制系统。补充知识2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术2.车钩及缓冲装置技术车钩缓冲装置是用于使车辆与车辆，机车或动车相互连挂。它由车钩，缓冲器、钩尾框，从板等组成。2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术3.车窗技术动车组车窗包括司机室前窗和客室侧面车窗2种。除了必须具有足够的强度要求外，还须具有良好的隔热隔声性能和减速功能。最新车窗技术具有安全锁定机制、智能化技术，如使用智能调光玻璃、集成显示屏功能提供站点、天气等实施信息，部分车窗采用自洁涂层具有自洁技术。2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术4.塞拉门技术组成：密封门框、门扇、侧立集成组件、承载驱动机构、内部操作装置、外部操作装置等大部件和机构支架、门口踏板以及下压条安装支架等小件。功能：集控功能、本车控制、门速度联锁、紧急解锁、障碍检测功能、隔离功能，隔音隔热功能。2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术5.内饰技术为了保证车辆的轻量化及旅客乘坐的舒适性，车内装饰通常采用轻量化、模块化设计，采取隔声降噪措施，充分体现人性化设计理念。动车组的内饰通常包括以下几个部分：座椅、行李架、车窗、照明系统、卫生间、餐车、安全设备等。6.辅助供电技术辅助供电系统是保证动车组除主传动系统以外的所有用电设备正常工作的必不可少的系统。现代高速动车组的辅助供电系统通常采用列车总线供电方式，由分散布置在若干辆车底架的各电源设备向干线并联供电。2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术7.风挡技术列车风挡设置在车厢两端，起活动连接作用，此外，还具有纵向伸缩性能，适应车辆间的相对运动；当动车组高速运行时（尤其是会车或通过隧道时），为了保证旅客的舒适性，连接风挡必须具有很好的密闭性。通常，高速动车组的风挡采用密闭式橡胶风挡或双层折棚风挡。2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术8.受电弓技术采用电力牵引的高速列车必须通过弓网受流系统不间断地从接触网上获取电能。受流装置是将电能由接触网顺利导入动车组内部变压设备的重要装置。结构：滑板、上框架、下臂杆(双臂弓用下框架)、底架、升弓弹簧、传动气缸、支持绝缘子等部件组成。2.1.2

动车组十大配套技术第2章动车组总体技术9.座椅技术人体工学技术：座椅设计依据人体工学原理，具有可调性安全技术：结构和固定方式符合标准，配备安全带，保证安全隔音隔热技术：使用吸音材料减少外部噪音，配有加热通风功能便捷性设计：一些座椅设计为可折叠或可移动以方便乘客上下车智能化技术：最新先进动车组座椅集成传感器，监测乘客舒适度和安全情况，并为乘客提供实时信息和娱乐内容等个性化服务。2.1.2

动车组十大配套技