第1章 概述.ppt

1、动车组技术,第1章 绪论 第2章 动车组与城市轨道车辆总体 第3章 牵引与传动 第4章 转向架 第5章 制动系统 第6章 车体结构及车辆装备 第7章 车体接连装置 第8章 列车环境与卫生设备 第9章 列车信息网络与运行控制系统,主要参考书,高速动车组概论. 李沛等. 西南交大出版社. 2008 高速动车组总体及转向架. 王伯铭. 西南交大出版社. 2008 动车组装备. 刘志明，史红梅 中国铁道出版社. 2007 动车组构造. 李晓村 侯梅英 西南交大出版社 2009,第1章 概述,动车组概述 高速列车发展概况 高速铁路线路 高速铁路运输组织 城市轨道交通概述,动车组定义,动车组就是几节自带动

2、力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。,1.1 动车组概述,T： Trailer拖车 M：Motor动车 C：Cabin驾驶室车 K：Kitchen带酒吧车 S：Special一等车 P：Pantograph受电弓,动车组以固定编组运营，不能解编。往返不需调头。,动车组特点,动车组是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具，具有编组灵活、方便、快捷、安全，可靠、舒适的特点，因而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。,动车组运用场合,城际高速动车组 城市地铁 城市轻轨,动车组分类,按牵引动力分： 电动车组 内燃动车组 磁悬浮动车

3、组,按动力配置方式分： 动力集中型 动力分散型 按转向架连接方式分： 独立式 铰接式,高速动车组关键技术,大功率牵引传动系统是实现高速的原动力，VVVF交流传动系统是理想选择； 具备优越高速动力学的转向架，以实现高速的安全、可靠与舒适性； 大容量、高可靠性的制动系统是实现高速的基础安全性保障； 优良的空气动力学性能和轻量化车体是实现高速的必然要求； 控制噪声，提高气密性，改善空调与通风是实现高速舒适性的重要措施； 先进的列车运行控制系统与信息系统：保证列车安全、高效、准时运行。,1.2 高速动车组发展概况,1903年10月27日，德国电动车试验速度达210km/h；1955年3月28日，法国客

4、车试验速度达331km/h。 1964年10月1日，世界上第一条高速铁路日本东海道新干线正式开通,时速达210公里。这条专用于客运的电气化铁路标志着世界高速铁路跨入了商业运营阶段。并成为支撑日本经济腾飞的重要基础设备之一。 法国、德国、西班牙、意大利、英国、荷兰等10多个国家相继修建了各具特点的高速铁路。其中日本、法国、德国、意大利是高速铁路的原创国。,新干线是日本的高速铁路客运专线系统。 JR（Japan Railways）是日本的大型铁路公司集团，由日本国有铁道于1987年分割为七间公司：北海道旅客铁道（JR北海道） 、东日本旅客铁道（JR东日本） 、东海旅客铁道（JR东海） 、西日本旅客

5、铁道（JR西日本） 、四国旅客铁道（JR四国） 、九州旅客铁道（JR九州） 、日本货物铁道（JR货物）,日本,* 0系：1964年登场的0系列车是新干线诸多车型的开朝元老，于1999年年全数退出东海道新干线。0系的营运时速为220公里/小时，并曾在高速测试中创下260公里/小时的纪录。 * 100系：100系列车已经于2003年全数退出东海道新干线的载客服务。营运时速230公里/小时。 * 200系：1982年东北新干线及上越新干线通车时开始使用。2004年时，一列200系列车由于新潟县中越地震而出轨，但并没有造成人员伤亡。200系的标准营运时速为240公里/小时。 * 300系：东海道山阳新

6、干线上等级最高的希望号（，Nozomi）首次登场时所使用的车种，最初以270km/h的最高车速投营运，但目前已经退出第一前线。 * 400系：行驶于山形新干线的迷你新干线列车。新庄至福岛130km/h，福岛至东京240km/h。翼号（，Tsubasa）列车使用。最高345km/h。,* 500系：最高营运时速达300公里（山阳新干线路段）、当时世界上营运时速最快的高速铁路列车（1997年），并曾在测试中达到320公里/小时的速度。 * 600系：原本在开发阶段预计命名为新干线600系的JR东日本新型列车，在实际量产后改用新的命名规则，以代表“East”字首的英文字母“E”作为之后所有新车型的名

7、称，而改名为E1。 * 700系：于1999年年投入运营、是极速虽只有285公里但平均营运时速较500系高的车型，前方车头长9米，因造型独特被日本人昵称为“鸭嘴兽”。 * N700系：由700系改良而来的测试列车，JR东海与JR西日本共同开发、首度导入倾斜列车技术的第五代新干线车辆。N700系列车已于2007年7月1日正式投入使用，最高营运时速也达到300km/h。该型号列车投入运行后，东京到大阪之间只需要2小时25分。 * 800系：由JR九州开发，主要行驶于九州新干线路段，作为燕号（，Tsubame）列车的使用车辆。虽然极速只有260公里/小时，但因800系是配合九州地区多山特性所设计的摆

8、式列车，因此反而拥有最高的过弯车速。,* E1系： 第一款全列车双层配置的新干线列车，使用于上越新干线路段。最高营运速度为240公里/小时。主要是作为朱鹭号（，Toki）与谷川号（，Tanigawa）列车使用。 * E2系： 行驶于东北新干线及长野新干线。营运时速为275公里/小时。作为疾风号（，Hayate）、浅间号（，Asama）、山彦号（，Yamabiko）列车的使用车辆。 * E3系： 行驶于山形、秋田新干线的迷你新干线列车，东京至盛冈/福岛区间275km/h，盛冈至秋田、福岛至新庄区间130km/h。小町号（，Komachi）、翼号列车使用。 * E4系： 世界载客量最大的双层高速铁

9、路列车，达1587人，行驶于东北新干线上。最高营运时速240公里/小时。,法国,法国高速列车（法语train grande vitesse）也称TGV，是由阿尔斯通公司和法国国家铁路公司SNCF设计建造，并由后者负责运营的高速铁路系统。 1981年9月27日，巴黎里昂高速铁路开通，TGV-Pse第1代高速列车以最高速度270km/h运营，最高试验速度达380km/h； 1990年北大西洋线(280km)开通，TGVA第2代高速列车以最高速度300km/h运营，并于1990年5月创造515.3km/h的纪录； 1994年，欧洲之星TGV-Eurostar高速列车运营，通过英法海底隧道将欧洲大陆与

10、英国连接起来； 1996年，第3代的双层TGV Duplex出厂，容量提高了45%，最高运行速度为300km/h。是目前法国高铁系统的主力车型。 2001年，第4代的AGV动力分散式高速列车在黑尔-加米线运行试验，2002年初投入试运营，最高速度350km/h。 2007年4月3日，TGV以574.8公里的时速创造了轮轨列车的最快纪录。,德国高速列车,城际特快列车（德语InterCityExpress，简称ICE），由西门子为首设计制造，德国国铁（德语Deutsche Bahn AG）所营运。 1989年，ICE 401型（ICE-1）正式投入服务。 1997年起，402型ICE（ICE-2）

11、登场。ICE 2在基本结构上与ICE 1几乎雷同。ICE 1和ICE 2在车辆规格上，比国际铁路联盟（UIC）建议的国际火车规格更宽和更重。 ICE 1、ICE 2都是采用推拉式。为了合乎UIC的新标准，新型的ICE 403型（ICE-3）及406型（ICE3M）皆采用动力分布式设计。所有的ICE 3衍生车型都是属于西门子旗下的Velaro高速列车平台系列。,意大利高速列车 意大利高速铁路干线有南北高速干线（米兰那不勒斯）和东西高速干线（都灵-威尼斯），形似T字高速路网及西南支线（米兰-热那亚）高速线，全长1276km。 第一条意大利高速铁路罗马佛罗伦萨（316km）于1992年通车，最高运营

12、速度250km/h，先采用ETR450摆式列车，现为ETR500高速列车。 ETR500 最高试验速度319km/h，编组M+11T+M，594座，异步交流传动，VVVF GTO，总功率8800kW，铝合金车体，1995年投入运营。,西班牙高速列车 马德里塞维利亚高速铁路，全长471km，最大坡道15。1989年签定24列AVE高速列车技术转让合同，通过4列法国本土制造，4列在西班牙联合制造，余下16列西班牙制造完成技术转让。1992年4月2日全线投入运营，最高速度300km/h。编组：M+8T+M，总功率8800kW，交流同步传动。 马德里巴塞罗那法国边境高速铁路，由西班牙Talgo专利公司

13、与德国ADtranz公司、西门子公司联合研制的Talgo350（AVES102）高速列车，M+12T+M，总功率8000kW，最高运营速度350km/h；2001年已完成试验，最高试验速度达到359km/h。 由德国提供的ICE350E改进型VELARO-E（AVES103）高速列车,2(M+T+M+T)，总功率8800kW，最高运营速度350km/h。,韩国高速列车,1994年签订法-韩技术转让合同，制造TGV-korea 46列，其中12列由ALSTOM制造，后34列由韩国ROTEM集团公司制造。1998年原型车出厂，2003年汉城-大丘第一期281.6km通车，全线于2004年开通运营。

14、列车最高运营速度300km/h，线路预留350km/h。 TGV-korea（KTX）列车编组M+Tm+16T+Tm+M，总功率13200kW，交流异步传动,与TGV-Eurostar列车技术相似。 在此基础上，由韩国ROTEM公司自行研发KHST型350km/h高速列车，M+Tm+7T+Tm+Tm+7T+Tm+M，动力转向架8个,总功率17600kW。,台湾,台湾高速列车于2007.1.5通车，为日本新干线700系的派生型，命名为700T。动力系统参考500系，信号、机电系统主体采用欧洲规格。 供电方式 交流25kV 单相60Hz 编组 Tc+M1+Mp+M2+T+M1S+Mp+M2+M1+

15、Mp+M2+Tc 由三个动单元组成共12节（9动+3拖） 主要尺寸 列车编组长304m 车身长度 27m（头车，流线形长8m） 25m（中间车） 车身宽度 3.38m 车身高度 3.65m（落弓高4.49m） 乘客座位 全列 989人 列车重量 满载 576t（轴重12t） 最高运营速度 300km/h（加速度0.55m/s2） 驱动系统 VVVF控制同步交流电机驱动 列车编组总功率10260kW 制动系统 电制动方式 再生制动（动力车）涡流制动（拖车） 安全系统 数字ATC系统,中国,庐山号： 动力集中式，双层内燃动车组 1998年 ，唐山机车车辆厂 编组为2动2拖（2M+2T） 动车组动力

16、转向架为TW160D，非动力转向架为 209HS。 设计速度：120km/h 总功率：1320kW 基本定员：540人,NYJ1型内燃动车组,液力传动，动力集中型内燃动车组 1999年开始投入运行，四方机车车辆厂。有九江号、北海号、北亚号、罕露号、晋龙号等。 2动4拖（M+4T+M），首尾为动车，起动时一拉一推，俗称推拉式。 总 功 率：2000kW 设计速度：140km/h 基本定员：450人,大白鲨号： 动力集中式，高速电动车组， 1999年， 株洲电力机车厂 编组为1动6拖，拖车中有1节带司机室的二等座车。 速度：200km/h。 总功率：4000KW。 定员：424人,2000年“九方

17、”DJ型高速交流传动客运电力机车、“蓝箭”DJJ1型高速交流传动电动车组先后研制成功。 2001年“先锋”号高速交流传动电动车组也研制相继问世，并取得了高速运营的经验。 2000年11月，“蓝箭”号在广深线为236km/h，2001年1月“九方”号在广深线为231km/h； 2001年11月“先锋”号在广深线为249.5km/h；2002年9月在秦沈线达到292km/h。,2001年由株洲所完成了交流传动系统核心技术的国产化 主变流器：四象限整流器+中间电路+三相逆变器， 采用GTO（4500V/3000A）水冷方式。 交流异步电机：1225kW 2180V 390A 1495rpm 微机控制

18、：直接力矩控制的VVVF系统，MVB+WTB总线的分 布式微机网络系统 具有自主知识产权的代表作： DJF1（中原之星）交流传动高速动力分散式电动车组 2001年11月18日投入商业运营。 DJ2（奥星）交流传动高速客运电力机车 2002年4月28日在广深铁路创试验最高速度230km/h DJJ2(中华之星)交流传动高速电动旅客列车组 2002年11月27日在秦沈客运专线创试验最高速度 321.5km/h,中华之星,首次采用双拱流线头形。 整列车由2节动车和9节拖车组成。拖车为国内首次采用铝合金制造的宽车体鼓形断面客车。 动力集中， 交-直-交流传动 总 功 率：7000kW 设计速度：270

19、km/h 实验速度：321.5km/h 基本定员：700人,2007年4月18日零点起，铁路第六次提速正式付诸实施，在主要干线开行时速200公里及以上的CRH动车组，动车组名称为“和谐号”。 CRH 是China Railway High-speed（中国铁路高速）的缩写，目前有CRH1CRH5几种型号。这些型号分别从日本、德国、法国等国引进先进技术，并消化吸收及国产化，成为“具有我国自主知识产权”的动车组产品系列。,CRH动车组,2010年底，中国已投入运营的高速铁路营业里程达到7531公里，居世界第一位，已成为世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最

20、大的国家。现在，中国每天开行的动车组就有1000多列，运送旅客约百万人次。 到2015年，将投入大约1000列高速动车组。 到2020年，将建成“四纵四横”的高速铁路客运专线网，加上三条城际快速客运系统，共1.6万km。,1、“四纵”客运专线： (1)京沪线：北京上海客运专线，贯通京津至长江三角洲东部沿海经济发达地区； (2)京广线：北京武汉广州深圳客运专线，连接华北和华南地区； (3)京哈大线：北京沈阳哈尔滨(大连)客运专线，连接东北和关内地区； (4)沿海通道：杭州宁波福州深圳客运专线，连接长江、珠江三角洲和东南沿海地区。 2、“四横”客运专线： (1)徐兰专线：徐州郑州兰州客运专线，连接

21、西北和华东地区； (2)沪昆线：杭州南昌长沙昆明客运专线，连接华中和华东地区； (3)青太线：青岛石家庄太原客运专线，连接华北和华东地区； (4)沿江通道：南京武汉重庆成都客运专线，连接西南和华东地区。 3、三个城际客运系统 环渤海地区、长江三角洲地区、珠江三角洲地区城际客运系统，覆盖区域内主要城镇。,目前我国正在研制时速500-600公里的真空高速列车，这种技术预计10年后实现运营。未来两三年内，实验室将推出时速600-1000公里的真空管道高速列车小比例模型。 根据现在的理论研究，这种真空磁悬浮列车时速可达到2万公里。真空磁悬浮列车只是列车在真空环境下运行，而车厢内并非真空。目前普通铁路造

22、价每公里1.5亿，其隧道断面大概在6米到8米之间，真空磁悬浮管道断面只有4米-5米。 真空高铁三步走 第一步普通真空高铁：时速500-600公里，预计2020年-2030年实现运营。 第二步低真空磁悬浮：在低真空管道中采用磁悬浮技术，时速1000公里以上，两三年后开始研究。 第三步高真空磁悬浮：时速可望超4000公里，目前处于理论阶段。,真空高铁,高速铁路的修建模式,改造既有线路 新建自成系统的客运专线：大城市间 新建与既有线路并行的客运专线,1.3 高速铁路线路,高速铁路线路的要求,高平顺性 高稳定性 高精度、小残变、少维修 宽大、独行的线路空间 高标准的环境保护 一般采用大基床厚度或整体道

23、床，并严格控制沉降。 一般采用大重量钢轨：60kg/m,高速铁路线路的养护、维修及运用管理,采用高速综合检测车对线路定期检测，采用大型养路机械施工。 在相应区段配置检修基地。 一般预留施工作业时间。如法国，白天1.5h，夜间5h。,高速铁路桥梁,客运专线全封闭行车模式，线路要求高，导致桥梁比例明显加大。 桥梁一般采用混凝土结构，桥上采用无碴道床。 尽量避免增设无缝线路伸缩调节器。,高速铁路隧道,空气动力效应会使得旅客感觉不适、列车运行阻力增加、引起隧道口爆破噪声、危害隧道口建筑。 改变列车形状、改善车辆气密性。 根本的解决办法是改变隧道结构，如增大隧道断面尺寸、设置隧道口缓冲区。,高速铁路车站

24、的要求,保证旅客及时疏散：结构尽量简单 保证旅客安全：增大站台安全退避距离 功能完善，方便旅客。,高速铁路运输组织的目标,高速度 高密度 高正点率 高可靠性 高服务质量 提高市场占有率 提高社会经济效益,1.4 高速铁路运输组织,高速铁路的运输组织模式,客货运混跑 全部开行高速旅客列车 跨线 换乘方式 高速旅客列车下高速线 跨线列车上高速线,动车组开行方案,列车定员：一般遵循短编组、高发车频率原则。欧洲1000人/列，日本1300人/列 列车编组 列车等级：速度 列车发到站 列车开行数量：根据客流密度、定员、上座率计算 列车停站方案,动车组列车运行图的特点,高峰时段更加突出 旅行速度的限制更加严格 列车运行线的安排要求更加有弹性 分时段开行的有效时间段和三角区的出现,客运专线列车运行图的基本要素,追踪列车间隔时间：高速列车按3min设计，近期按4min使用；跨线列车按4min设计使用 列车区间运行时间：采用牵引计算确定 列车起停车附加时间：采用牵引计算结果。尽量满足起车附加时间2min，停车