铁道概论课件：动车组

动车组1目录COMPANY

01动车组概况02动车组的基本构造03动车组的技术特点04动车组检修01任务一动车组概况3案例引导42017年7月6日上午9点30分，一组从中车长春轨道客车股份有限公司生产线下线的CRH5G型技术提升动车组，抵达西安铁路局西安动车段西安北动车所，这也是该型号动车组在我国的首次亮相。CRH5G型技术提升动车组是专门针对兰新线的特点，以更好地适应高寒、高温、高湿、高海拔、强风沙和强紫外线运用条件而研制生产的全天候动车组，设计运行时速为250公里。与既有型号CRH5G动车组不同的是，该型号动车在原有的技术平台基础上，对车体结构、车内空间、内装效果以及服务设施等方面进行了优化提升，从而使旅客能得到更好的乘车体验。此次配属的CRH5G型技术提升动车组，将于宝兰高铁开通后陆续投入使用。宝兰高铁开通后，国家中长期铁路网规划中“八纵八横”高速铁路网的重要组成部分——徐兰高铁将全线贯通，西北地区高铁将全面纳入全国高铁网。新型动车组具有先进、稳定、安全、舒适的性能特点，能很好地满足西北地区提高客运运输效率和运输质量的需求。CRH5G型技术提升动车组具体有什么特点？动车组是由至少两节机车或带动力的车厢和若干节不带动力的车厢所组成的列车。1.动车组分类（一）按照动拖比分类列车中，有动力的车轴所承载的车重与无动力的车轴所承载的车重之比称为动拖比。列车编组中，在动力车全部车轴均有动力、每节动力车轴数与非动力车轴数相同且轴重接近的情况下，可以用动力车数量与非动力车节数之比粗略计算动拖比。列车动拖比小于1∶3为动力集中型。动力集中型动车组非常少见，目前已知的只有德国ICE1的2动车12拖车编组和中国“新曙光”的2动车9拖车编组。列车动拖比小于1∶1且大于1∶3为弱动力分散型。弱动力分散型动车组相对多见，多用于城际和中长途线路。法国的TGV、瑞典的X2000、中国的“中华之星”“神州”等大多数推拉式动车组都属弱动力分散系。列车动拖比大于或等于1∶1为强动力分散型。强动力分散型动车组最为常见，多用于通勤场合，但也常用于城际和中长途线路。日本的新干线各系、法国的AGV、中国的CRH系列均属此列。471.动车组分类（二）按照用途分类目前，绝大多数型号和数量的动车组都被用于客运领域，少量动车组被用于货运，还有极少一部分用于轨道检测等特殊用途。（三）按照动力源分类按照动力源不同，动车组可分为电力动车组和内燃动车组。482.动车组的编号规则动车组的编号是由动车组简称、技术序列代码、制造序列代码和型号系列代码组成的。动车组编组中的车种代号是汉语拼音的缩写，如表6-1所示。动车组编组顺位代号以两位阿拉伯数字表示，代表位置排列编号，自首车起从“01”开始顺序排列，尾车的排列编号为“00”。4902任务二动车组的基本构造84.动车组工作原理（一）启动与调速内燃及电力动车组列车运行时，启动与调速分别与内燃机车和电力机车的工作原理相同。（二）动车组动力

1．动车组的动力配置动力分散型动车组的动力配置也有两种模式，一种是完全分散模式，即动车组中的车辆全部为动力车，如日本的0系高速列车，16辆编组中全部是动力车；另一种是相对分散模式，即列车编组中部分是动力车，部分为无动力的拖车，如日本的100系、700系高速列车，16辆编组中有12辆动力车，4辆是拖车，即12动＋4拖。2．高速受电高速列车的受电是通过受电弓与接触网的接触导线紧密接触而实现的，因而受电是否正常直接取决于接触网—受电弓系统的技术状态。接触网—受电弓系统工作可靠是确保高速动力车动力的根本条件。544.动车组工作原理（三）动车组转向架在设计制造高速转向架时，必须解决其高速运行时的稳定性、平稳性和良好的曲线通过性能等关键技术问题，以保证高速列车安全行驶、乘坐舒适并减少维修。动车组转向架分为动力转向架和非动力转向架两类。动车下面是动力转向架，拖车下面是非动力转向架。（四）动车组空调系统空气调节装置（简称空调装置）是高速客车的设备之一，并具有以下特点：高可靠性，高舒适性，适应车外压力波的变化，适应高速车辆轻量化、小型化的要求，低噪声和低振动。554.动车组工作原理（五）动车组制动及其控制

1．高速列车的制动方式

1）制动方式的分类根据列车动能消耗的方式不同，制动方式可分为摩擦制动和动力制动。摩擦制动是指通过机械摩擦来消耗列车动能的制动方式。其优点是制动力与列车速度无关，无论列车是在高速还是低速时都有制动能力，特别是在低速时能对列车施行制动直至停车。动力制动是用某种能量转换装置，将运行中列车的动能转换为其他形式的能量，并予以消耗的制动方式，其特点是制动力与列车速度有很大关系，列车速度越高，制动力越大，随着列车速度的降低制动力也随之下降。564.动车组工作原理（五）动车组制动及其控制

1．高速列车的制动方式根据制动力产生的方式不同，制动方式又可分为黏着制动和非黏着制动。2）复合制动传统的纯空气制动能力已不能满足高速列车的需要，高速列车必须采用能提供强大制动力和能更好利用黏着的复合制动系统。复合制动系统通常由制动控制系统、动力制动、摩擦制动等组成。2．制动控制系统1）高速列车制动系统的基本要求（1）制动能力的要求国外300km/h高速列车的紧急制动距离均在3000～4000m之间。我国高速列车在初速300km/h条件下的复合紧急制动距离可保证在3700m以内。574.动车组工作原理（五）动车组制动及其控制2．制动控制系统1）高速列车制动系统的基本要求（2）舒适性的要求采用微机控制的电气指令制动系统可实现制动过程的优化控制，并在提高平均减速度的同时尽量减少减速度的变化率。（3）安全可靠性制动系统作用的可靠性是列车行车安全的基本保证。2）制动控制系统组成微机控制的制动控制系统由电气部分和气路阀类部分组成。585.动车组网络控制高速动车组的控制、监测与诊断系统是车载分布式的计算机网络系统。在每节车辆内通过车厢总线将分布在同一车厢内的各计算机控制装置联网，通过列车总线把分布在不同车厢中的主控单元（节点）联网，直至连接到安装在列车前、后端动车上的列车控制、诊断中心。通过动车司机操纵台上的显示屏，可选择显示列车中各受控设备的工作状态。59案例分析15CRH5G型技术提升动车组（见图6-3）采用了中国标准动车组技术平台上的相关自主技术，搭载了国内第一款具有完全自主知识产权的列车网络控制系统——“中国脑”，也可搭载具有完全自主知识产权的列车牵引系统——“中国心”，并且整车9项关键技术及10项配套技术的自主化率、国产化率达到90%以上，是具有完全自主知识产权的耐高寒防风沙动车组。CRH5G型技术提升动车组保持了我国200公里时速等级动车组的主力车型——CRH5A型动车组和CRH5G动车组技术平台的特点，并对车体、电气、制动等进行高寒适应性优化设计。例如，改进了车体裙板的密封形式，车体门窗还加装了集水槽，防止水珠结冰造成车门无法开启；安装了大功率空调，能确保车外温度达到40℃时，车内温度始终稳定在24℃；空调还采用了防风沙和空气过滤设计，使设备免受风沙侵害。通过种种改进措施，可使该型动车组在零下40℃的高寒条件下正常运营，具有抗风、沙、雨、雪、雾、紫外线等恶劣天气的能力，极其适应宝兰高铁上的恶劣气候。案例分析16与既有的CRH5G车型比较，CRH5G型技术提升动车组外观有很大的改变，采用了经过优化设计的“海豚”型车头。该车型外形设计充分利用了空气动力学原理，不但外形优美大气、重心更低更稳，还具有降低气动噪声的优点。在此基础上，车体宽度也增加了10公分，进而有效提升了车内空间。CRH5G型技术提升动车组不仅各个部件具有自我保护的功能，全车还设有2000多个传感器，对32个设备进行监控，监控点达1000多个，对动车组的主要系统或零部件的工作状态进行实时监控，如电机、齿轮箱、车轮轴承温度等，实现自监测、自诊断、自决策，保证动车组安全可靠地运营。图6-3CRH5G型技术提升动车组案例引导172017年5月24日，朔黄铁路一台1896#内燃机车在运行中突然出现故障，无法正常运用。故障发生后乘务员即刻上报并通知检修工队进行检修。检修工队针对专项问题具体分析，得到的最终结论是：柴油机气缸环磨损超限，弹性差，造成活塞在气缸中往复运动时做功动态间隙增大，燃烧室内部分燃气漏泄到曲轴箱体内。此外，机车按修程计算已到中修期，但由于运用机力稀缺，该机车被坚持用来执行调车作业，在线运用时间过久且未及时保养是产生此次故障的根本原因之一。如何提高机车检修效率？03任务三动车组的技术特点183.动车组的主要技术特点高速动车组的速度都在200km/h以上，空气阻力占主导地位。所以动车组往往从头、尾部至整个列车（包括车顶和车下设备）都设计成流线形状来减低空气阻力，并尽量降低表面粗糙度和列车高度。（一）优良的空气动力学外形为了节省牵引功率，降低高速所引起的动力作用对线路结构、机车车辆结构产生的损伤，以及提高旅客乘坐舒适度，需要最大限度地降低高速动车组的轴重。因此，各国高速动车车体的主要材料是铝合金和不锈钢。从发展趋势看，铝合金将成为动车组车体的主导材料。实现结构轻量化的主要途径有两个：一是采用新材料，二是合理优化结构设计。（二）车体结构轻量化503.动车组的主要技术特点提高列车运行速度首先遇到的问题是转向架运行的稳定性和安全性，所以，提高列车运行速度应保证转向架的高性能，要求高速转向架具有高速运行的稳定性、安全性和良好的曲线通过性能。（三）高性能转向架技术动车组制动系统需具备以下条件：（1）尽可能缩短制动距离以保障列车安全；（2）保证高速制动时车轮不滑行；（3）司机操纵的制动系统需灵活可靠，能适应列车自动控制的要求。因此，动车组的非制动系统可采用大功率盘形制动机；采用复合制动方式，即空气盘形制动电气动力制动（再生制动）非黏着制动（涡流制动和磁轨制动）；按速度控制制动力的大小以充分利用黏着；采用高性能的防滑装置以及采用微机控制等。（四）复合制动技术513.动车组的主要技术特点车辆间的牵引缓冲装置是关系到缓和列车冲击、提高旅客舒适性和列车安全的重要部件，高速列车对牵引缓冲装置提出了更高的要求。目前世界各国高速列车普遍采用密接式车钩连接装置，该装置两车钩连接面的纵向间隙一般都小于2mm，上下、左右偏移也很小，对提高列车的运行平稳性和电气线路、风管的自动对接提供了保证。（五）密接式车钩缓冲装置早期的电力牵引传动系统均采用交—直传动，用直流电动机驱动。由于直流电动机的单位功率重量较大，使高速列车既要大功率驱动又要求减轻轴重，特别是减轻簧下部分的质量，形成了难以克服的矛盾。在交流传动系统中，交流牵引电动机较传统的直流牵引电动机具有额定输出功率大、结构简单、体积小、重量轻、易维修、速度控制方便、效率高等一系列优点。（六）交流传动技术523.动车组的主要技术特点目前在世界高速铁路上的自动控制方式主要分为两类，一类是以设备为主、人控为辅的控制方式，以日本新干线采用的ATC（列车自动控制）方式为代表；另一类是人机共用、人控为主的方式，以法国TGV高速列车为代表，主要采用TVM300型安全防护系统及改进的TVM430型安全防护系统，还有德国ICE高速列车采用的FRS速差式机车信号和LZB型双轨条交叉电缆传输式列车控制设备等。（七）列车自动控制技术5304任务四动车组检修233.机车检修与大、中破范围（一）机车检修我国铁路机车实行计划预防修理制，分为定期检修和机车乘务员日常检查和保养。今后将逐步扩大实施主要零部件的专业化集中修和定期检测状态修。内燃机车、电力机车的定期修程分为大修、中修、小修和辅修四级。大修为厂修修程，一般在机车修理工厂进行，对机车进行全面检查，大范围解体检修，恢复机车的基本性能；中修是对机车全面检查，中等范围（主要部件）解体检修，恢复机车主要性能；小修是对机车全面检查，小范围（关键部件）解体检修，有针对性地恢复机车运行可靠性，有技术诊断条件者，可按其状态进行修理；辅修是对机车全面检查，保养清扫，做故障诊断，按状态修理。693.机车检修与大、中破范围

（二）机车大、中破范围

1．机车大破范围机车大破时，不能独立在线路运行，损坏后需要靠外部机械装备进行吊装运输，回厂后进行长期维修处理。1）内燃机车（1）下列各项之一损坏时，必须大修修复：柴油机、转向架。（2）车体及各梁按货车有关规定办理。2）电力机车（1）下列各项之一损坏时，必须大修修复：主变压器、转向架。（2）车体及各梁按货车有关规定办理。703.机车检修与大、中破范围

（二）机车大、中破范围

2．机车中破范围机车中破时，可以在线路上运行但需借助其他机械牵引。1）内燃机车（1）下列各项之一损坏时，必须大修修复：3台牵引电动机、轮对、主发