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世界各國高速動車組技術的發展現狀

1.1概述

先來介紹一下“動車組”這個概念:把動力裝置分散安裝在每節車廂上,使其既具有牽引力,又可以載客,這樣的客車車輛便叫做動車。而動車組就是幾節自帶動力的車輛加幾節不帶動力的車輛編成一組。帶動力的車輛叫動車,不帶動力的車輛叫拖車組.動車組技術源于地鐵,是一種動力分散技術。一般情況下,我們乘坐的普通列車是依靠機車牽引的,車廂本身并不具有動力,是一種動力集中技術。而采用了“動車組”的列車,車廂本身也具有動力,運行的時候,不光是機車帶動,車廂也會“自己跑”,這樣把動力分散,更能達到高速的效果。

1.2動車組分類

按照動力排布:動力集中,動力分散

按照用途:客運,貨運(比如日本M250,法國TGV行郵),特殊用途(軌道檢測等)

按照性能:高性能,低性能。 1.3牽引方式

動車組有兩種牽引動力的分布方式,一種叫動力分散,一種叫動力集中。

動力分散電動車組的優點是,動力裝置分布在列車不同的位置上,能夠實現較大的牽引力,編組靈活。由于采用動力制動的輪對多,制動效率高,且調速性能好,制動減速度大,適合用于限速區段較多的線路。

另外,列車中一節動車的牽引動力發生故障對全列車的牽引指標影響不大。動力分散的電動車組的缺點是:牽引力設備的數量多,總重量大。動力集中的電動車組也有其優點,動力裝置集中安裝在2~3節車上,檢查維修比較方便,電氣設備的總重量小于動力分散的電動車組。動力集中布置的缺點是動車的軸重較大,對線路不利。

1903年7月8日,在德國柏林誕生了一種“動車+無動力車廂+動車+動車+無動力車廂+動車”這樣編組的列車。這種無動力車廂不會隔斷動車之間的聯系,因為它安裝了重聯線。與動車相對,這種專門為動車組準備的無動力車廂叫從車,中文翻譯為拖車。 8月14日,由接觸網供電的單相交流電動車組問世。

10月28日,西門子公司制造的三相交流電動車組進行高速試驗,首創時速210. 2公里的歷史性記錄。

一戰結束,內燃機車開始普及,內燃動車出現。 二戰結束,內燃機車也能重聯了,內燃動車組出現。

60年代,日木決心新建高速客運鐵路網,于是有了世界上首列運營用高速動車組—新干線—0系。

70年代,法國試制了燃氣輪機高速動車組—TGV-0。

80年代,高速鐵路網在歐洲延伸,風馳電掣的各系TGV以300km/h的速度成為法國人的驕傲。

90年代,TGV試驗速度突破500km/h。

新世紀,TGV試驗速度突破500km/h 。 2.1國外動車組狀況

日木的高速列車以動力分散為主,大編組、高功率、小軸重。1964年10月,日木先于其他國家開通了世界第一條高速鐵路一東海道新干線(東京一新大阪的高速客運專線),最高運行時速為210公里。至今已40多年過去,高速列車從東海道新干線的O系,發展了100系、200系、300系、400系、500系、700系、El系(MAX)、E2系、E3系等。

新干線里最受關注的車輛,是運營速度最快,體現出九十年代高科技水準的500系電動車組。生產于1995-1998年,16輛編組,最高運行時速為300公里。500系的車頭流線型可謂十足,彎曲部分長達9米多。遠遠看過去,500系就象一條細長的蛇。所有新干線車輛中,流線型最好的就數500系了。

700系名為鐵路之星RailStar,這是日本最新也是最先進的一款電動車組。正式投入運行是在1999年3月11日。700系C sets模式每組車16節車廂,E sets模式有8節車廂。最高運營時速為285km/h。由于車體采用了中空鋁型材,700系重僅708噸。車的編組方式為12動4拖,功率13200kw。700系全長約400米,共載1323名乘700系的車體是用鋁合金壓制成的中空外殼,內部填充的是吸音,防震的復合材料。

日木高速鐵路的發展有以下幾個特點:高速列車采用動力分散型,軸重小,這樣的設計使得列車的安全性增強;線路中橋隧比重大,線路的標準不斷提高;列車運行密度大,定員多,旅客輸送最大;安全性能好,旅客死亡事故少。

德國是鐵路客運速度提高較快的國家之一。1962年德國研制的“菜茵金子”號客車的構造速度已達160km/h,1974年ET403型電動車組的最高運行速度為160km/h, 1977年提高到200km/h, 1985年制造出1CE型高速列車。由5輛車組成的1CE列車于1985年交付試驗。頭車和尾車為動車,各長20. 8m,自重78.2t,采用三相交流牽引裝置,每輛動車的功率為4209kw。中間3輛拖車的長度均為24. 34m。 德國的ICE第一代列車(ICE1)于1988年就跑出了4OOkm/h的速度,列車編組為2輛動力頭車牽引10--14節客車不等。該列車的設計把乘客的舒適度放在第一位,由于德國鐵路穿越隧道較多,故對列車的密封性設計也仿效日本新干線列車進行設計,為歐洲第一代氣密性列車,隨后改進制成ICE第二代(1CE2)和1CE第三代(ICE3)產品。

由于ICE3要在萊茵-科隆問線路上運行,該線路設計坡度為40‰,并以300km/h運行,為了有足夠的粘著力,故該車采用動力分散型。

德國高速鐵路發展有其一定特點:它采用三相交流傳動技術:計算機控制列車制動:輕型車體構造;列車有自診斷技術:統一調度指揮。法國高速鐵路線上采用的電動車組在牽引動力上的布置與日本不同,它采用的是動力集中式,只在列車兩端的頭車(或與頭車相臨的客車的一端)裝有牽引動力裝置。法國第一條鐵路線(巴黎東南新干線)于1972年動工,1983年投入運用。運用TGV-PSE電動車組,最高時速為270公里。在巴黎東南新干線通車后,法國繼續擴大高速鐵路線,1990年大西洋新干線(巴黎一勒芒、圖爾)正式通車,采用TGV-A

電動車組,最高運行時速為300公里。

“歐洲之星”高速列車是法國TGV列車的派生系列,目前運行在倫敦至巴黎和布魯塞爾之間、該車載客量794人、12根動軸,總功率12000kw,時速達300km/h,編組型式為2L18T,鉸接式轉向架。 法國高速鐵路發展的特點是:動車組采用動力集中方式及鉸鏈式車廂:多電流制供電與簡單鏈型懸掛接觸網,能使用一般線路的1500V3000V直流供電,也能使用高速線25kV交流供電;采用符合ETCS標準的TVM列車控制系統;注重系統的安全性與可靠性;線路要求高 標準高質量

2.2中國動車組發展足跡

2004年4月1日,國務院召開會議專題研究鐵路機車車輛裝備有關問題,形成《研究鐵路機車車輛裝備有關問題的會議紀要》,明確了“引進先進技術、聯合設計生產、打造中國品牌”基木原則,確定重點扶持國內幾家機車車輛制造企業、引進少量原裝、國內散件組裝和國內生產的項目運作模式。

2004年7月29日,國家發改委與鐵道部聯合印發《大功率交流傳動電力機車技術引進與國產化實施方案》和《時速200公里動車組引進與國產化實施方案》。

2004年8月,鐵道部公開招標采購時速200公里動車組項目。 2005年1 0月,鐵道部公開招標采購時速300公里動車組項目。 2006年7月31日,國內首列國產化時速200公里動車組下線。





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