高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
高鐵定義
高(gao)(gao)鐵(tie)(原(yuan)名高(gao)(gao)速鐵(tie)路),是指通過改造原(yuan)有線路(直線化(hua)、軌距(ju)標準(zhun)化(hua)),使(shi)最高(gao)(gao)營(ying)運(yun)速率(lv)達(da)到(dao)(dao)不(bu)小(xiao)(xiao)于每(mei)小(xiao)(xiao)時200公(gong)里,或者專門修建新的"高(gao)(gao)速新線",使(shi)營(ying)運(yun)速率(lv)達(da)到(dao)(dao)每(mei)小(xiao)(xiao)時至少250公(gong)里的鐵(tie)路系統。高(gao)(gao)速鐵(tie)路除了在列車在營(ying)運(yun)達(da)到(dao)(dao)一定速度標準(zhun)外,車輛、路軌、操(cao)作都需(xu)要配合提升(sheng)。
中國2014年1月1日起實施的《鐵(tie)路安(an)全管(guan)理條(tiao)例(li)》規定,高速鐵(tie)路(高鐵(tie))是(shi)指設計開行(xing)時(shi)速250公(gong)里以上(shang)(含(han)預(yu)留),并且初期運營時(shi)速200公(gong)里以上(shang)的客運列(lie)車專線鐵(tie)路。
世界上首條高鐵
世界上首條(tiao)出現的(de)高速(su)(su)鐵(tie)路是(shi)日(ri)本的(de)新(xin)干(gan)線,于1964年正式營運(yun)。日(ri)系新(xin)干(gan)線列車(che)由(you)川崎重工建造,行(xing)駛在東(dong)京-名古屋(wu)-京都-大阪的(de)東(dong)海道新(xin)干(gan)線,營運(yun)速(su)(su)度每小時271公(gong)(gong)里(li),營運(yun)最高時速(su)(su)300公(gong)(gong)里(li)。
此后高(gao)鐵(tie)技(ji)(ji)術(shu)(shu)得到(dao)各個(ge)國家的(de)(de)重(zhong)視,高(gao)鐵(tie)在世界各個(ge)城市(shi)遍地(di)開(kai)花(hua),緣起法國的(de)(de)TGV技(ji)(ji)術(shu)(shu)、緣起德國的(de)(de)ICE技(ji)(ji)術(shu)(shu)、緣起西班牙的(de)(de)Talgo技(ji)(ji)術(shu)(shu)以(yi)及得益(yi)于(yu)航空航天技(ji)(ji)術(shu)(shu)發展而誕生(sheng)的(de)(de)磁懸浮技(ji)(ji)術(shu)(shu)都為(wei)高(gao)鐵(tie)速度的(de)(de)提升探索了思路和方式。而中(zhong)國研究的(de)(de)CRH技(ji)(ji)術(shu)(shu)是高(gao)鐵(tie)科技(ji)(ji)領域(yu)的(de)(de)又(you)一重(zhong)大(da)突破。本文就是向各位介紹CRH技(ji)(ji)術(shu)(shu),而CRH技(ji)(ji)術(shu)(shu)正是高(gao)鐵(tie)與普通鐵(tie)路區分的(de)(de)關鍵技(ji)(ji)術(shu)(shu)因素之(zhi)一。
高鐵動車的基本組成
1.車體
車體(ti)的(de)作(zuo)用是安裝(zhuang)基礎和(he)承載骨架(jia)。現代動車組車體(ti)均采用整(zheng)體(ti)承載的(de)鋼(gang)結構或者輕(qing)金(jin)屬結構,以實現在最輕(qing)的(de)自(zi)重下(xia)滿足(zu)強(qiang)度和(he)剛度要求。
2.轉向架(jia)
轉(zhuan)向架有(you)(you)動(dong)力(li)轉(zhuan)向架和非動(dong)力(li)轉(zhuan)向架之分(fen)。其(qi)作用(yong)是承(cheng)載、轉(zhuan)向、減(jian)振、制動(dong),動(dong)力(li)轉(zhuan)向架還具有(you)(you)驅動(dong)的(de)功能(neng)。轉(zhuan)向架由構架、懸掛裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、輪對軸箱裝(zhuang)置(zhi)(zhi)和基礎制動(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)等組成(cheng)。而動(dong)力(li)轉(zhuan)向架還有(you)(you)驅動(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。
3.牽引傳動控制系統
作用是傳(chuan)遞能量和運行控(kong)制。牽引傳(chuan)動(dong)系(xi)統(tong)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)是指列車的電(dian)(dian)氣設(she)備,分為傳(chuan)動(dong)電(dian)(dian)路(lu)系(xi)統(tong)、輔(fu)(fu)助電(dian)(dian)路(lu)系(xi)統(tong)和電(dian)(dian)子與控(kong)制電(dian)(dian)路(lu)系(xi)統(tong)。主(zhu)(zhu)(zhu)傳(chuan)動(dong)電(dian)(dian)路(lu)系(xi)統(tong)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)包括主(zhu)(zhu)(zhu)變(bian)壓器、主(zhu)(zhu)(zhu)變(bian)流器、牽引電(dian)(dian)機。輔(fu)(fu)助電(dian)(dian)路(lu)系(xi)統(tong)主(zhu)(zhu)(zhu)要(yao)包括通風(feng)冷卻裝(zhuang)置(zhi)、車內(nei)供電(dian)(dian)裝(zhuang)置(zhi)。
4.制動裝(zhuang)置
該裝(zhuang)置包括機械(xie)部分、空(kong)氣(qi)管路部分和電氣(qi)控制(zhi)(zhi)部分。制(zhi)(zhi)動方(fang)式(shi)有(you)空(kong)氣(qi)制(zhi)(zhi)動和電氣(qi)制(zhi)(zhi)動,不同的制(zhi)(zhi)動方(fang)式(shi)有(you)不同的制(zhi)(zhi)動裝(zhuang)置。
5.車端連(lian)接裝置
該裝(zhuang)置包(bao)括各種車購(gou)緩沖裝(zhuang)置、鉸接(jie)(jie)裝(zhuang)置和風擋等。作用是連接(jie)(jie)車輛成(cheng)列及緩和縱向沖擊。
6.受流裝置(zhi)
動車組均采用受(shou)電(dian)弓受(shou)流器(qi)。
7.車輛內部設備和(he)駕駛室設備
這里(li)面就是些類似于"家(jia)具(ju)"一樣的(de)東(dong)西(xi)了(le),如(ru)空調、燈、座椅(yi)等。
CRH核心技術點
動車本質上是人類科(ke)學(xue)技術水平的(de)(de)(de)集中(zhong)體(ti)現,里面的(de)(de)(de)所(suo)(suo)有設備裝(zhuang)置(zhi)都是科(ke)技在鐵路運輸上的(de)(de)(de)應用。所(suo)(suo)以談(tan)到動車組的(de)(de)(de)核心技術,很多都是在別的(de)(de)(de)地方有應用的(de)(de)(de)。
動車組核心的核心是牽引傳動系統
我國動(dong)車組均采用交(jiao)直交(jiao)傳動(dong),接觸(chu)網(wang)上的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)經過受電(dian)弓和變壓器之后(hou),被整流(liu)成直流(liu),再(zai)逆變成交(jiao)流(liu)通入異(yi)步牽引電(dian)機。
弓網關系
高(gao)速列車在運行的時候(hou),列車速度越(yue)高(gao),受電弓(gong)與接觸(chu)網的良好(hao)接觸(chu)就越(yue)難實現(xian),這(zhe)就是(shi)弓(gong)網關系(xi)。
輪軌關系(轉向架)
高(gao)速下,輪對與鋼軌(gui)之間的蠕滑、輪軌(gui)動力學、運動穩定性、曲線通過性能(neng),這些基本上可以歸納(na)到轉向架中。
變流技術
要(yao)實現整流(liu)(liu)和(he)(he)逆變最根本的(de)(de)是器件,所以動車的(de)(de)運行(xing)(xing)必(bi)須要(yao)大功率的(de)(de)可控(kong)器件。其(qi)中以IGBT為代表。其(qi)次,逆變器和(he)(he)整流(liu)(liu)器的(de)(de)拓撲(pu)結構(gou)決定了輸出的(de)(de)性(xing)能。再者(zhe),整流(liu)(liu)器和(he)(he)逆變器的(de)(de)控(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)也非常重要(yao),而且(qie)控(kong)制(zhi)技(ji)術(shu)牽涉(she)到整車的(de)(de)運行(xing)(xing)策略和(he)(he)工況,難度非常高。
牽引電機控制技術
對牽引電機的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)一(yi)(yi)般是(shi)(shi)將逆變(bian)器和電機作為(wei)整體進行(xing)控(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de),現在最(zui)成熟(shu)的(de)(de)兩種(zhong)控(kong)(kong)制(zhi)方(fang)法一(yi)(yi)個是(shi)(shi)矢量控(kong)(kong)制(zhi)一(yi)(yi)個是(shi)(shi)直接(jie)轉矩控(kong)(kong)制(zhi)。在具體的(de)(de)控(kong)(kong)制(zhi)方(fang)法中(zhong),還有很(hen)多實現上的(de)(de)困難。在其(qi)中(zhong),會(hui)添加一(yi)(yi)些技(ji)術,比(bi)如無傳感器技(ji)術,非線性(xing)解耦等(deng)。
再生制動
再生(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)是一(yi)種(zhong)非常環保的(de)(de)(de)制(zhi)動(dong)(dong)技術,它利(li)用列車的(de)(de)(de)動(dong)(dong)能發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian),將電(dian)(dian)(dian)能返送到電(dian)(dian)(dian)網中(zhong)去。再生(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)技術本質上(shang)(shang)是控制(zhi)技術,它不需要(yao)額外的(de)(de)(de)主(zhu)電(dian)(dian)(dian)氣設(she)備,它只是將電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機作為(wei)發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)機,逆(ni)變器(qi)作為(wei)整流器(qi),整流器(qi)作為(wei)逆(ni)變器(qi),參照上(shang)(shang)圖。再生(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)技術中(zhong)最主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de),是如何保證返送回電(dian)(dian)(dian)網的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)(de)質量。
網絡控制系統和列車運行系統
動車組通(tong)常動力較為分散,設備(bei)都分布在不同的(de)(de)車廂上,在高速運(yun)行中(zhong),如何使設備(bei)協(xie)調工(gong)作(zuo),消除延時,這個是網絡控制系統解決的(de)(de)。其中(zhong)涉及(ji)到信(xin)號傳輸、通(tong)信(xin)協(xie)議、車載計算機等技術。
至于列車運行系統主要針對外部和列車的協調(diao)。這其中包括區間閉塞技術(shu)、無線通信技術(shu)。
輔助供電系統
這(zhe)段不多說,詳情見目前(qian)火車是如何供電(dian)的(de)。
動(dong)(dong)車(che)組(zu)CRH和(he)和(he)諧電HXD系列(lie)。動(dong)(dong)車(che)組(zu)的牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)供電系統(tong)由(you)接觸網(wang)經受電弓到(dao)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)變(bian)壓器(qi),牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)變(bian)壓器(qi)變(bian)壓后(hou)到(dao)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)整流(liu)器(qi),然(ran)后(hou)是牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)逆變(bian)器(qi),最后(hou)到(dao)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)電機(ji)。這是牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)供電系統(tong)。而車(che)廂內照(zhao)(zhao)明、空氣制(zhi)動(dong)(dong)機(ji)和(he)列(lie)車(che)控制(zhi)系統(tong)供電來源是由(you)輔(fu)助變(bian)流(liu)器(qi)得到(dao),在變(bian)壓器(qi)后(hou)面(mian)有另一個繞組(zu)接出(chu),接上輔(fu)助變(bian)流(liu)器(qi)。而控制(zhi)電路(lu)和(he)照(zhao)(zhao)明供電有專門的蓄電池(chi)備用。
材料技術
車(che)(che)窗(chuang)、車(che)(che)體、轉向架、輪對、閘瓦都需要材料技術的支(zhi)撐(cheng)。這個無需贅言。
此(ci)外,高鐵(tie)和普通鐵(tie)路(lu)還有很(hen)大差別。
1.高(gao)速鐵(tie)路(lu)使用無砟(zha)軌道(在中國是設計時(shi)速超過250km/h的高(gao)速鐵(tie)路(lu)使用無渣軌道,設計時(shi)速200-250km/h的客運專(zhuan)線很多使用的是有(you)砟(zha)軌道)。
普(pu)通(tong)鐵(tie)(tie)(tie)路軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)是(shi)在(zai)小塊石頭堆砌的(de)基(ji)礎(chu)上,再鋪(pu)設枕(zhen)木或水泥枕(zhen)木,被稱(cheng)為有(you)砟(zha)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)。京滬高(gao)(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)用(yong)(yong)的(de)是(shi)無砟(zha)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao),路基(ji)不(bu)用(yong)(yong)碎石,鐵(tie)(tie)(tie)軌(gui)(gui)(gui)(gui)、軌(gui)(gui)(gui)(gui)枕(zhen)直接鋪(pu)在(zai)混凝土路上,整條線路水平誤(wu)差不(bu)超過0.1毫米。在(zai)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)方(fang)面(mian),大量采(cai)用(yong)(yong)長距離無縫(feng)鋼軌(gui)(gui)(gui)(gui)。也就是(shi)在(zai)高(gao)(gao)(gao)鐵(tie)(tie)(tie)上幾乎聽不(bu)到傳統火車(che)的(de)哐當(dang)哐當(dang)的(de)聲音。沒有(you)了鋼軌(gui)(gui)(gui)(gui)接縫(feng),對于列車(che)速度的(de)提高(gao)(gao)(gao)也有(you)幫助(zhu)。而且道(dao)岔(cha)(cha)都采(cai)用(yong)(yong)高(gao)(gao)(gao)速可動心道(dao)岔(cha)(cha)。其通(tong)過速度比普(pu)通(tong)道(dao)岔(cha)(cha)高(gao)(gao)(gao)很多(duo)。且高(gao)(gao)(gao)速鐵(tie)(tie)(tie)路線路彎道(dao)更(geng)少(shao),火車(che)盡可能的(de)是(shi)直線。(需要說(shuo)明的(de)是(shi)無砟(zha)軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)的(de)技(ji)術僅日本和德國(guo)擁(yong)有(you),中國(guo)缺乏軌(gui)(gui)(gui)(gui)道(dao)板制造技(ji)術,遂選擇引進外國(guo)技(ji)術及自主(zhu)研發。)
2.高速(su)鐵路使用的列車(che)是(shi)動(dong)(dong)力分散式動(dong)(dong)車(che)組。
動(dong)力分(fen)布式列(lie)(lie)車(che)(che)是鐵路列(lie)(lie)車(che)(che)的(de)(de)一種和動(dong)力集(ji)中(zhong)式相對的(de)(de)牽(qian)引(yin)(yin)方式,特點(dian)是動(dong)力來(lai)源分(fen)散在列(lie)(lie)車(che)(che)各個(ge)車(che)(che)廂上(shang)的(de)(de)發動(dong)機,而(er)不是集(ji)中(zhong)在機車(che)(che)上(shang),中(zhong)國(guo)的(de)(de)"和諧號(hao)"動(dong)車(che)(che)組是以架空電(dian)纜方式提供電(dian)力來(lai)驅(qu)動(dong)牽(qian)引(yin)(yin)電(dian)動(dong)機的(de)(de)電(dian)力動(dong)車(che)(che)組。而(er)普通(tong)列(lie)(lie)車(che)(che)是由火車(che)(che)頭牽(qian)引(yin)(yin)的(de)(de),這是動(dong)力集(ji)中(zhong)式的(de)(de)牽(qian)引(yin)(yin)方式。
3.信號控(kong)制(zhi)系統(tong)不同。
中國列車控制系(xi)(xi)統,簡(jian)稱(cheng)CTCS,是(shi)中國鐵路(lu)參照歐洲列車控制系(xi)(xi)統,并結合中國國情(qing)構建的技(ji)術體系(xi)(xi)。使用數字(zi)控制信號(hao)(hao),比傳統的模(mo)擬信號(hao)(hao)更加(jia)的精確和穩定,確保(bao)列車運行安全。
4.定價和定位不同。
P.S:需要注意(yi)的(de)是磁(ci)懸浮(fu)列車(che)也屬于(yu)高速(su)鐵路(lu)的(de)一種。高鐵的核心技術有哪些
2015-08-21 15:53:12 來源:京鐵辦
高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
高鐵定義
高(gao)鐵(tie)(原(yuan)名(ming)高(gao)速(su)鐵(tie)路),是指通過改(gai)造(zao)原(yuan)有線(xian)(xian)路(直線(xian)(xian)化、軌距標準(zhun)化),使最(zui)高(gao)營運(yun)速(su)率(lv)達到(dao)不小于每(mei)小時200公里,或(huo)者(zhe)專(zhuan)門修(xiu)建新的"高(gao)速(su)新線(xian)(xian)",使營運(yun)速(su)率(lv)達到(dao)每(mei)小時至少250公里的鐵(tie)路系(xi)統。高(gao)速(su)鐵(tie)路除了在列車在營運(yun)達到(dao)一(yi)定速(su)度標準(zhun)外,車輛、路軌、操作都需要配合提升(sheng)。
中國2014年1月1日起(qi)實施的《鐵(tie)路(lu)安全管理條例(li)》規定(ding),高速(su)鐵(tie)路(lu)(高鐵(tie))是指設計開行時(shi)速(su)250公(gong)里以(yi)上(含(han)預留),并且(qie)初(chu)期運(yun)營(ying)時(shi)速(su)200公(gong)里以(yi)上的客運(yun)列車專線鐵(tie)路(lu)。
世界上首條高鐵
世界上首條出(chu)現的高(gao)速鐵路(lu)是日本(ben)的新(xin)干線(xian),于1964年正式營運(yun)。日系新(xin)干線(xian)列車由(you)川崎(qi)重工(gong)建造(zao),行(xing)駛在東京-名(ming)古屋-京都-大阪(ban)的東海道新(xin)干線(xian),營運(yun)速度每小時(shi)271公(gong)里(li),營運(yun)最高(gao)時(shi)速300公(gong)里(li)。
此后(hou)高鐵(tie)(tie)(tie)技術得到(dao)各(ge)個(ge)國(guo)家的(de)重(zhong)視,高鐵(tie)(tie)(tie)在(zai)世界各(ge)個(ge)城市遍(bian)地開花,緣起法國(guo)的(de)TGV技術、緣起德國(guo)的(de)ICE技術、緣起西班牙的(de)Talgo技術以及(ji)得益(yi)于航空航天技術發展而誕(dan)生(sheng)的(de)磁懸(xuan)浮技術都(dou)為高鐵(tie)(tie)(tie)速(su)度的(de)提升探索了思路和方式。而中(zhong)國(guo)研究的(de)CRH技術是(shi)(shi)高鐵(tie)(tie)(tie)科技領域的(de)又一重(zhong)大(da)突破(po)。本文(wen)就是(shi)(shi)向各(ge)位(wei)介紹CRH技術,而CRH技術正(zheng)是(shi)(shi)高鐵(tie)(tie)(tie)與普通鐵(tie)(tie)(tie)路區(qu)分的(de)關鍵(jian)技術因素(su)之一。
高鐵動車的基本組成
1.車(che)體(ti)
車(che)(che)體的作用是(shi)安裝基礎和承(cheng)載骨架。現代動(dong)車(che)(che)組(zu)車(che)(che)體均采用整體承(cheng)載的鋼(gang)結(jie)構或者輕(qing)金(jin)屬結(jie)構,以實現在(zai)最(zui)輕(qing)的自重下滿足強度(du)和剛度(du)要求。
2.轉向(xiang)架
轉(zhuan)向(xiang)架(jia)(jia)有(you)(you)動力轉(zhuan)向(xiang)架(jia)(jia)和(he)(he)非動力轉(zhuan)向(xiang)架(jia)(jia)之分。其作用是(shi)承載、轉(zhuan)向(xiang)、減(jian)振、制動,動力轉(zhuan)向(xiang)架(jia)(jia)還(huan)具有(you)(you)驅(qu)動的功能。轉(zhuan)向(xiang)架(jia)(jia)由(you)構架(jia)(jia)、懸掛裝置、輪對軸箱裝置和(he)(he)基礎制動裝置等組成。而動力轉(zhuan)向(xiang)架(jia)(jia)還(huan)有(you)(you)驅(qu)動裝置。
3.牽引傳動控制(zhi)系(xi)統(tong)
作(zuo)用是傳遞能(neng)量和運行控(kong)制(zhi)。牽引(yin)(yin)傳動(dong)系統(tong)主(zhu)(zhu)要(yao)是指列(lie)車的電(dian)氣(qi)設備(bei),分為傳動(dong)電(dian)路系統(tong)、輔助(zhu)電(dian)路系統(tong)和電(dian)子與控(kong)制(zhi)電(dian)路系統(tong)。主(zhu)(zhu)傳動(dong)電(dian)路系統(tong)主(zhu)(zhu)要(yao)包括(kuo)主(zhu)(zhu)變壓器、主(zhu)(zhu)變流器、牽引(yin)(yin)電(dian)機。輔助(zhu)電(dian)路系統(tong)主(zhu)(zhu)要(yao)包括(kuo)通風冷卻裝置、車內供電(dian)裝置。
4.制動裝置(zhi)
該裝置包括機(ji)械部(bu)分、空氣管路部(bu)分和電氣控(kong)制部(bu)分。制動方式(shi)有空氣制動和電氣制動,不(bu)同的(de)制動方式(shi)有不(bu)同的(de)制動裝置。
5.車端連接裝置
該裝置(zhi)包括各(ge)種(zhong)車(che)購緩沖裝置(zhi)、鉸接裝置(zhi)和(he)風擋等。作用是連接車(che)輛成(cheng)列及(ji)緩和(he)縱向(xiang)沖擊。
6.受(shou)流裝置
動(dong)車組均(jun)采用受電(dian)弓受流器(qi)。
7.車輛內部(bu)設(she)備(bei)和駕(jia)駛室設(she)備(bei)
這(zhe)里面就是(shi)些(xie)類似于(yu)"家具"一樣(yang)的(de)東西了,如(ru)空調、燈、座椅(yi)等。
CRH核心技術點
動車(che)本質上(shang)是(shi)人類(lei)科學技(ji)術水平(ping)的(de)集中體現,里面(mian)的(de)所有(you)設(she)備裝置都是(shi)科技(ji)在(zai)鐵(tie)路運輸上(shang)的(de)應用。所以談到動車(che)組的(de)核心技(ji)術,很(hen)多都是(shi)在(zai)別的(de)地方(fang)有(you)應用的(de)。
動車組核心的核心是牽引傳動系統
我國動(dong)車組(zu)均采用交(jiao)(jiao)直交(jiao)(jiao)傳動(dong),接觸網上的交(jiao)(jiao)流電(dian)經過受電(dian)弓和變壓(ya)器之后,被整流成(cheng)直流,再逆變成(cheng)交(jiao)(jiao)流通入(ru)異步牽引電(dian)機。
弓網關系
高(gao)速列車(che)在(zai)運行的(de)時候,列車(che)速度(du)越高(gao),受電(dian)弓與接(jie)觸網的(de)良好(hao)接(jie)觸就越難實現,這就是(shi)弓網關系。
輪軌關系(轉向架)
高速下,輪對與鋼(gang)軌之間(jian)的蠕(ru)滑、輪軌動(dong)力學(xue)、運動(dong)穩定性(xing)(xing)、曲線(xian)通過性(xing)(xing)能,這些(xie)基本上可(ke)以歸納到(dao)轉向(xiang)架(jia)中(zhong)。
變流技術
要實(shi)現整(zheng)流(liu)(liu)和(he)(he)逆變(bian)(bian)最根本的(de)(de)是(shi)器(qi)(qi)(qi)件,所以動車的(de)(de)運行必須要大功率的(de)(de)可控器(qi)(qi)(qi)件。其(qi)中以IGBT為代表。其(qi)次,逆變(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)整(zheng)流(liu)(liu)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)拓撲結構決定了輸出的(de)(de)性能。再者(zhe),整(zheng)流(liu)(liu)器(qi)(qi)(qi)和(he)(he)逆變(bian)(bian)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)控制技術也非(fei)常重要,而且控制技術牽(qian)涉到整(zheng)車的(de)(de)運行策略和(he)(he)工況(kuang),難度非(fei)常高。
牽引電機控制技術
對(dui)牽(qian)引電機(ji)的控(kong)制(zhi)(zhi)一(yi)(yi)般(ban)是將逆(ni)變(bian)器和(he)電機(ji)作為(wei)整(zheng)體(ti)進行控(kong)制(zhi)(zhi)的,現(xian)在最(zui)成熟的兩種控(kong)制(zhi)(zhi)方法一(yi)(yi)個是矢量(liang)控(kong)制(zhi)(zhi)一(yi)(yi)個是直接轉矩控(kong)制(zhi)(zhi)。在具體(ti)的控(kong)制(zhi)(zhi)方法中(zhong),還有很多實現(xian)上的困(kun)難。在其(qi)中(zhong),會添加一(yi)(yi)些技術,比如無傳感器技術,非線性(xing)解耦等。
再生制動
再生制(zhi)(zhi)動(dong)是一(yi)種非常環保(bao)的(de)制(zhi)(zhi)動(dong)技(ji)(ji)術(shu),它利用列車的(de)動(dong)能發電(dian)(dian)(dian),將(jiang)電(dian)(dian)(dian)能返(fan)(fan)送到電(dian)(dian)(dian)網(wang)中(zhong)去。再生制(zhi)(zhi)動(dong)技(ji)(ji)術(shu)本質上是控制(zhi)(zhi)技(ji)(ji)術(shu),它不需要(yao)額外的(de)主電(dian)(dian)(dian)氣設備,它只是將(jiang)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機作為(wei)(wei)發電(dian)(dian)(dian)機,逆變(bian)器(qi)作為(wei)(wei)整(zheng)流器(qi),整(zheng)流器(qi)作為(wei)(wei)逆變(bian)器(qi),參照(zhao)上圖。再生制(zhi)(zhi)動(dong)技(ji)(ji)術(shu)中(zhong)最主要(yao)的(de),是如何保(bao)證返(fan)(fan)送回電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)電(dian)(dian)(dian)能的(de)質量。
網絡控制系統和列車運行系統
動(dong)車組通(tong)常(chang)動(dong)力(li)較為分(fen)散,設備(bei)都(dou)分(fen)布在不同的(de)車廂上(shang),在高速運行(xing)中,如何(he)使(shi)設備(bei)協調工作,消除延時,這個(ge)是網絡控制系統解決的(de)。其(qi)中涉及到信號(hao)傳輸、通(tong)信協議、車載計算機等技術。
至于列車運行系統(tong)主要針對外部和(he)列車的協調。這其中包括區間閉(bi)塞技術(shu)、無線通信技術(shu)。
輔助供電系統
這段不多說,詳情(qing)見(jian)目前火車是如(ru)何供電(dian)的。
動車(che)組CRH和(he)和(he)諧電HXD系列。動車(che)組的(de)牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)供電系統(tong)由接觸網經受電弓(gong)到牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)變(bian)壓器(qi)(qi),牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)變(bian)壓器(qi)(qi)變(bian)壓后(hou)到牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)整流器(qi)(qi),然后(hou)是(shi)(shi)牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)逆變(bian)器(qi)(qi),最后(hou)到牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)電機。這是(shi)(shi)牽(qian)(qian)(qian)引(yin)(yin)(yin)供電系統(tong)。而車(che)廂內照(zhao)明(ming)、空氣制動機和(he)列車(che)控制系統(tong)供電來源是(shi)(shi)由輔助變(bian)流器(qi)(qi)得到,在變(bian)壓器(qi)(qi)后(hou)面(mian)有另一個(ge)繞組接出,接上輔助變(bian)流器(qi)(qi)。而控制電路(lu)和(he)照(zhao)明(ming)供電有專門(men)的(de)蓄電池備用。
材料技術
車窗、車體、轉向(xiang)架、輪對、閘瓦都(dou)需要材料技術的支撐。這(zhe)個無需贅(zhui)言。
此外,高鐵和(he)普通鐵路還(huan)有很大差別。
1.高速鐵(tie)路使用(yong)(yong)無砟(zha)軌道(在中(zhong)國是(shi)設(she)計(ji)時速超過250km/h的(de)高速鐵(tie)路使用(yong)(yong)無渣軌道,設(she)計(ji)時速200-250km/h的(de)客運專線很(hen)多使用(yong)(yong)的(de)是(shi)有(you)砟(zha)軌道)。
普通鐵(tie)(tie)路(lu)軌(gui)道(dao)是(shi)在小塊石頭(tou)堆砌的(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang),再鋪設枕木(mu)或水泥枕木(mu),被稱為有(you)砟(zha)軌(gui)道(dao)。京滬(hu)高鐵(tie)(tie)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)無砟(zha)軌(gui)道(dao),路(lu)基不用(yong)(yong)碎石,鐵(tie)(tie)軌(gui)、軌(gui)枕直接鋪在混(hun)凝土路(lu)上(shang),整條線(xian)(xian)路(lu)水平誤差不超過(guo)0.1毫米。在軌(gui)道(dao)方面,大(da)量(liang)采(cai)用(yong)(yong)長距離(li)無縫鋼軌(gui)。也就(jiu)是(shi)在高鐵(tie)(tie)上(shang)幾乎聽(ting)不到傳統火(huo)車(che)的(de)(de)(de)哐(kuang)(kuang)當哐(kuang)(kuang)當的(de)(de)(de)聲音。沒有(you)了(le)鋼軌(gui)接縫,對于列(lie)車(che)速度的(de)(de)(de)提(ti)高也有(you)幫助。而(er)且(qie)道(dao)岔(cha)(cha)都采(cai)用(yong)(yong)高速可動心道(dao)岔(cha)(cha)。其通過(guo)速度比普通道(dao)岔(cha)(cha)高很(hen)多。且(qie)高速鐵(tie)(tie)路(lu)線(xian)(xian)路(lu)彎道(dao)更少,火(huo)車(che)盡(jin)可能的(de)(de)(de)是(shi)直線(xian)(xian)。(需(xu)要說(shuo)明的(de)(de)(de)是(shi)無砟(zha)軌(gui)道(dao)的(de)(de)(de)技術僅日(ri)本和(he)德國擁有(you),中(zhong)國缺(que)乏軌(gui)道(dao)板(ban)制造技術,遂選擇引進外國技術及自主研發。)
2.高速鐵路使用的列車(che)是動力(li)分散式動車(che)組。
動(dong)(dong)力分布式(shi)列車是(shi)(shi)鐵路(lu)列車的(de)一種(zhong)和動(dong)(dong)力集中式(shi)相對的(de)牽(qian)引(yin)方(fang)式(shi),特(te)點是(shi)(shi)動(dong)(dong)力來源(yuan)分散在列車各個車廂(xiang)上的(de)發(fa)動(dong)(dong)機(ji),而(er)(er)不是(shi)(shi)集中在機(ji)車上,中國的(de)"和諧號(hao)"動(dong)(dong)車組是(shi)(shi)以架空電纜(lan)方(fang)式(shi)提供電力來驅動(dong)(dong)牽(qian)引(yin)電動(dong)(dong)機(ji)的(de)電力動(dong)(dong)車組。而(er)(er)普通列車是(shi)(shi)由火車頭牽(qian)引(yin)的(de),這是(shi)(shi)動(dong)(dong)力集中式(shi)的(de)牽(qian)引(yin)方(fang)式(shi)。
3.信號控制系統(tong)不同。
中國(guo)(guo)列車控制系(xi)統(tong)(tong),簡稱(cheng)CTCS,是中國(guo)(guo)鐵(tie)路(lu)參照歐(ou)洲列車控制系(xi)統(tong)(tong),并結合中國(guo)(guo)國(guo)(guo)情構(gou)建的技術(shu)體系(xi)。使用數字控制信(xin)號,比傳(chuan)統(tong)(tong)的模擬信(xin)號更(geng)加的精(jing)確(que)和(he)穩定,確(que)保列車運(yun)行(xing)安(an)全。
4.定價和定位(wei)不同。
P.S:需(xu)要注意的(de)是磁(ci)懸浮列車(che)也屬于高速鐵路的(de)一種。高鐵的核心技術有哪些
2015-08-21 15:53:12 來源:京鐵辦
高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
高鐵定義
高(gao)(gao)鐵(原名高(gao)(gao)速(su)鐵路(lu)(lu)),是指通過改造原有線(xian)(xian)路(lu)(lu)(直線(xian)(xian)化(hua)、軌距標(biao)準化(hua)),使最(zui)高(gao)(gao)營(ying)運(yun)速(su)率達(da)到不小于每小時(shi)200公里(li),或(huo)者專門修建新(xin)的"高(gao)(gao)速(su)新(xin)線(xian)(xian)",使營(ying)運(yun)速(su)率達(da)到每小時(shi)至少250公里(li)的鐵路(lu)(lu)系統。高(gao)(gao)速(su)鐵路(lu)(lu)除了在(zai)列車在(zai)營(ying)運(yun)達(da)到一定速(su)度標(biao)準外,車輛(liang)、路(lu)(lu)軌、操作都需要(yao)配合提升。
中國2014年1月1日起(qi)實施(shi)的《鐵路安全管理(li)條例》規定,高速鐵路(高鐵)是指設計開行時速250公(gong)里(li)以上(shang)(shang)(含(han)預留),并(bing)且初期(qi)運營時速200公(gong)里(li)以上(shang)(shang)的客運列車專線(xian)鐵路。
世界上首條高鐵
世界上首條出現(xian)的高(gao)(gao)速鐵路是日(ri)本的新(xin)干(gan)線,于1964年正式營運。日(ri)系新(xin)干(gan)線列車由川崎重工建造,行駛在東(dong)京-名古屋-京都-大(da)阪的東(dong)海道新(xin)干(gan)線,營運速度(du)每小時(shi)271公里,營運最高(gao)(gao)時(shi)速300公里。
此(ci)后(hou)高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)技(ji)術(shu)(shu)得(de)(de)到各個國家的重視,高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)在世(shi)界各個城市遍地開(kai)花,緣起(qi)法國的TGV技(ji)術(shu)(shu)、緣起(qi)德(de)國的ICE技(ji)術(shu)(shu)、緣起(qi)西班牙的Talgo技(ji)術(shu)(shu)以(yi)及(ji)得(de)(de)益于航(hang)空航(hang)天技(ji)術(shu)(shu)發展而誕生(sheng)的磁懸(xuan)浮(fu)技(ji)術(shu)(shu)都為高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)速度的提升探索(suo)了思(si)路和(he)方式。而中國研究的CRH技(ji)術(shu)(shu)是高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)科(ke)技(ji)領域的又一(yi)重大突破。本文就是向各位介紹CRH技(ji)術(shu)(shu),而CRH技(ji)術(shu)(shu)正是高(gao)(gao)鐵(tie)(tie)與普通鐵(tie)(tie)路區分(fen)的關(guan)鍵技(ji)術(shu)(shu)因素之一(yi)。
高鐵動車的基本組成
1.車(che)體
車體的(de)作用是安裝基礎(chu)和(he)承載(zai)骨架。現代動車組(zu)車體均采(cai)用整體承載(zai)的(de)鋼結(jie)構(gou)或(huo)者輕(qing)金屬(shu)結(jie)構(gou),以實(shi)現在(zai)最輕(qing)的(de)自重下(xia)滿足(zu)強(qiang)度和(he)剛(gang)度要(yao)求。
2.轉向架
轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)架(jia)(jia)(jia)(jia)有(you)動力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)架(jia)(jia)(jia)(jia)和非動力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)架(jia)(jia)(jia)(jia)之(zhi)分。其作用是承載、轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)、減(jian)振(zhen)、制動,動力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)架(jia)(jia)(jia)(jia)還(huan)具有(you)驅動的功能。轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)架(jia)(jia)(jia)(jia)由構架(jia)(jia)(jia)(jia)、懸掛裝(zhuang)置、輪(lun)對軸箱裝(zhuang)置和基礎制動裝(zhuang)置等組(zu)成。而(er)動力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)架(jia)(jia)(jia)(jia)還(huan)有(you)驅動裝(zhuang)置。
3.牽引傳(chuan)動控制系統
作(zuo)用是傳(chuan)遞能(neng)量和(he)運行控制(zhi)。牽引傳(chuan)動(dong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)主要(yao)是指列車(che)的電(dian)氣設備,分為傳(chuan)動(dong)電(dian)路(lu)(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)、輔(fu)助電(dian)路(lu)(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)和(he)電(dian)子與(yu)控制(zhi)電(dian)路(lu)(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)。主傳(chuan)動(dong)電(dian)路(lu)(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)主要(yao)包括(kuo)主變壓器、主變流器、牽引電(dian)機。輔(fu)助電(dian)路(lu)(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)主要(yao)包括(kuo)通風冷卻(que)裝(zhuang)置、車(che)內(nei)供(gong)電(dian)裝(zhuang)置。
4.制(zhi)動裝置
該裝置包括機械(xie)部(bu)分(fen)、空(kong)氣管路部(bu)分(fen)和電氣控制(zhi)部(bu)分(fen)。制(zhi)動(dong)(dong)方式(shi)有空(kong)氣制(zhi)動(dong)(dong)和電氣制(zhi)動(dong)(dong),不(bu)同(tong)的制(zhi)動(dong)(dong)方式(shi)有不(bu)同(tong)的制(zhi)動(dong)(dong)裝置。
5.車端連接裝置
該裝置(zhi)包括各種車購緩沖(chong)裝置(zhi)、鉸接裝置(zhi)和風擋等。作用是連接車輛成列及緩和縱向沖(chong)擊。
6.受流裝置
動(dong)車組均采用受電弓受流器(qi)。
7.車輛內(nei)部設備和駕駛室(shi)設備
這里面就(jiu)是(shi)些(xie)類似于(yu)"家具(ju)"一樣的東西了,如(ru)空(kong)調、燈(deng)、座(zuo)椅等。
CRH核心技術點
動(dong)車(che)本質(zhi)上是(shi)人類科學(xue)技術水平的(de)(de)集(ji)中體現,里面的(de)(de)所有設備(bei)裝置都(dou)是(shi)科技在鐵路運輸上的(de)(de)應(ying)用。所以(yi)談(tan)到動(dong)車(che)組的(de)(de)核心技術,很多都(dou)是(shi)在別的(de)(de)地方有應(ying)用的(de)(de)。
動車組核心的核心是牽引傳動系統
我國(guo)動車組(zu)均采用交(jiao)(jiao)直(zhi)交(jiao)(jiao)傳動,接觸網上的(de)交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)電經過受電弓和變(bian)壓器之后,被(bei)整流(liu)(liu)(liu)成直(zhi)流(liu)(liu)(liu),再逆變(bian)成交(jiao)(jiao)流(liu)(liu)(liu)通入異步牽引電機。
弓網關系
高(gao)速列(lie)車(che)在運行的時候,列(lie)車(che)速度越高(gao),受電弓與接(jie)觸網的良好接(jie)觸就(jiu)越難實現,這就(jiu)是弓網關系(xi)。
輪軌關系(轉向架)
高速(su)下,輪對(dui)與(yu)鋼軌之間的(de)蠕滑、輪軌動力學(xue)、運(yun)動穩定性、曲線通過性能(neng),這些(xie)基本上可以歸納到轉向架(jia)中。
變流技術
要(yao)實現整流和逆(ni)變(bian)最根本的(de)(de)是器(qi)件(jian),所以動車(che)的(de)(de)運行必須要(yao)大(da)功率的(de)(de)可控器(qi)件(jian)。其(qi)中以IGBT為代(dai)表(biao)。其(qi)次,逆(ni)變(bian)器(qi)和整流器(qi)的(de)(de)拓撲(pu)結構決(jue)定(ding)了輸出的(de)(de)性能。再者,整流器(qi)和逆(ni)變(bian)器(qi)的(de)(de)控制(zhi)技術(shu)也非常重要(yao),而且(qie)控制(zhi)技術(shu)牽涉到整車(che)的(de)(de)運行策略和工況,難度非常高。
牽引電機控制技術
對牽引(yin)電(dian)機的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)般是將逆(ni)變器(qi)和(he)電(dian)機作為整體進行控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)的(de)(de),現(xian)(xian)在最(zui)成熟的(de)(de)兩種控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方法一(yi)個(ge)(ge)是矢量控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)個(ge)(ge)是直接轉(zhuan)矩(ju)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)。在具體的(de)(de)控(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)方法中(zhong),還(huan)有很多實現(xian)(xian)上的(de)(de)困難。在其中(zhong),會添加一(yi)些技(ji)術(shu),比如無傳感器(qi)技(ji)術(shu),非線性(xing)解耦(ou)等。
再生制動
再生制(zhi)動(dong)是(shi)一種非常環保的(de)制(zhi)動(dong)技(ji)(ji)術(shu),它(ta)(ta)利用列車的(de)動(dong)能(neng)發電,將電能(neng)返送(song)到(dao)電網中去。再生制(zhi)動(dong)技(ji)(ji)術(shu)本質(zhi)上是(shi)控(kong)制(zhi)技(ji)(ji)術(shu),它(ta)(ta)不(bu)需要(yao)額(e)外的(de)主電氣(qi)設備(bei),它(ta)(ta)只是(shi)將電動(dong)機作為(wei)發電機,逆(ni)變(bian)器(qi)(qi)(qi)作為(wei)整流器(qi)(qi)(qi),整流器(qi)(qi)(qi)作為(wei)逆(ni)變(bian)器(qi)(qi)(qi),參照(zhao)上圖。再生制(zhi)動(dong)技(ji)(ji)術(shu)中最主要(yao)的(de),是(shi)如何(he)保證返送(song)回電網的(de)電能(neng)的(de)質(zhi)量(liang)。
網絡控制系統和列車運行系統
動車組通常動力(li)較(jiao)為分散,設(she)備都分布在不同的車廂上,在高速運行中,如何使設(she)備協(xie)調(diao)工作,消除延時,這(zhe)個是網絡控(kong)制系統(tong)解決的。其中涉及(ji)到信號傳輸、通信協(xie)議、車載(zai)計(ji)算機等技術。
至于列(lie)車(che)運行系統主要(yao)針對(dui)外(wai)部(bu)和列(lie)車(che)的協調(diao)。這(zhe)其中包括(kuo)區(qu)間閉塞技術、無線通信(xin)技術。
輔助供電系統
這段不多說,詳情見目(mu)前火車(che)是如何供(gong)電的。
動(dong)車組CRH和和諧電HXD系(xi)列。動(dong)車組的(de)牽引(yin)(yin)供電系(xi)統(tong)由(you)接觸網經受電弓到(dao)(dao)牽引(yin)(yin)變(bian)(bian)壓器,牽引(yin)(yin)變(bian)(bian)壓器變(bian)(bian)壓后到(dao)(dao)牽引(yin)(yin)整流(liu)器,然后是牽引(yin)(yin)逆變(bian)(bian)器,最后到(dao)(dao)牽引(yin)(yin)電機(ji)。這(zhe)是牽引(yin)(yin)供電系(xi)統(tong)。而車廂內照明(ming)、空氣(qi)制(zhi)動(dong)機(ji)和列車控制(zhi)系(xi)統(tong)供電來源是由(you)輔助變(bian)(bian)流(liu)器得到(dao)(dao),在變(bian)(bian)壓器后面有另一個繞組接出(chu),接上輔助變(bian)(bian)流(liu)器。而控制(zhi)電路和照明(ming)供電有專門的(de)蓄電池備(bei)用。
材料技術
車(che)窗、車(che)體、轉向架、輪對(dui)、閘瓦都需(xu)要材料技(ji)術的支(zhi)撐(cheng)。這個無需(xu)贅言。
此外,高(gao)鐵(tie)和(he)普通鐵(tie)路還有很大差別。
1.高速(su)(su)鐵(tie)路使用無(wu)(wu)砟(zha)(zha)軌道(在中(zhong)國是設計時速(su)(su)超過250km/h的(de)(de)高速(su)(su)鐵(tie)路使用無(wu)(wu)渣軌道,設計時速(su)(su)200-250km/h的(de)(de)客運專線很多使用的(de)(de)是有(you)砟(zha)(zha)軌道)。
普(pu)通鐵(tie)路軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)是(shi)在小(xiao)塊石(shi)頭堆砌的(de)基礎上,再鋪設(she)枕(zhen)木(mu)或(huo)水泥枕(zhen)木(mu),被稱(cheng)為有(you)(you)砟(zha)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)。京滬高(gao)鐵(tie)用的(de)是(shi)無(wu)(wu)砟(zha)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao),路基不(bu)用碎石(shi),鐵(tie)軌(gui)、軌(gui)枕(zhen)直接鋪在混凝(ning)土路上,整條線(xian)路水平(ping)誤差(cha)不(bu)超過0.1毫米。在軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)方面,大量采用長距(ju)離無(wu)(wu)縫鋼軌(gui)。也(ye)就是(shi)在高(gao)鐵(tie)上幾乎聽(ting)不(bu)到傳統火車的(de)哐當(dang)(dang)哐當(dang)(dang)的(de)聲音。沒有(you)(you)了(le)鋼軌(gui)接縫,對于(yu)列車速(su)度(du)的(de)提高(gao)也(ye)有(you)(you)幫助。而且道(dao)(dao)(dao)(dao)岔都采用高(gao)速(su)可動心道(dao)(dao)(dao)(dao)岔。其(qi)通過速(su)度(du)比普(pu)通道(dao)(dao)(dao)(dao)岔高(gao)很(hen)多。且高(gao)速(su)鐵(tie)路線(xian)路彎道(dao)(dao)(dao)(dao)更少,火車盡可能的(de)是(shi)直線(xian)。(需(xu)要說明的(de)是(shi)無(wu)(wu)砟(zha)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)的(de)技(ji)術僅(jin)日(ri)本(ben)和德(de)國(guo)擁有(you)(you),中(zhong)國(guo)缺乏軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)板(ban)制造技(ji)術,遂選(xuan)擇引進外國(guo)技(ji)術及自主研發。)
2.高速鐵路(lu)使用的列車(che)是動(dong)力(li)分散(san)式動(dong)車(che)組。
動(dong)(dong)(dong)力(li)分布式(shi)列車(che)(che)(che)是鐵路列車(che)(che)(che)的(de)(de)一種和動(dong)(dong)(dong)力(li)集(ji)中式(shi)相對的(de)(de)牽引(yin)方(fang)式(shi),特點是動(dong)(dong)(dong)力(li)來(lai)源分散在列車(che)(che)(che)各個車(che)(che)(che)廂上(shang)的(de)(de)發動(dong)(dong)(dong)機(ji),而(er)不是集(ji)中在機(ji)車(che)(che)(che)上(shang),中國的(de)(de)"和諧(xie)號(hao)"動(dong)(dong)(dong)車(che)(che)(che)組(zu)是以架空電(dian)纜(lan)方(fang)式(shi)提供電(dian)力(li)來(lai)驅動(dong)(dong)(dong)牽引(yin)電(dian)動(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)電(dian)力(li)動(dong)(dong)(dong)車(che)(che)(che)組(zu)。而(er)普通列車(che)(che)(che)是由(you)火車(che)(che)(che)頭牽引(yin)的(de)(de),這是動(dong)(dong)(dong)力(li)集(ji)中式(shi)的(de)(de)牽引(yin)方(fang)式(shi)。
3.信號(hao)控制系統不(bu)同。
中國(guo)列車控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong),簡稱(cheng)CTCS,是中國(guo)鐵(tie)路參照歐洲列車控制(zhi)系(xi)(xi)統(tong),并結合中國(guo)國(guo)情(qing)構(gou)建(jian)的技術體系(xi)(xi)。使用數字控制(zhi)信號,比傳統(tong)的模擬信號更(geng)加的精(jing)確和穩定,確保列車運行安全。
4.定(ding)價和(he)定(ding)位不(bu)同。
P.S:需要注意的(de)是(shi)磁懸浮(fu)列車也屬于高(gao)速鐵路的(de)一(yi)種。高鐵的核心技術有哪些
2015-08-21 15:53:12 來源:京鐵辦
高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
高鐵定義
高(gao)鐵(原(yuan)名高(gao)速(su)鐵路(lu)),是指(zhi)通(tong)過(guo)改(gai)造原(yuan)有線(xian)路(lu)(直(zhi)線(xian)化(hua)(hua)、軌距標(biao)準化(hua)(hua)),使最高(gao)營(ying)運(yun)速(su)率達到(dao)(dao)不小(xiao)于每小(xiao)時200公里(li),或者專門修建(jian)新(xin)的"高(gao)速(su)新(xin)線(xian)",使營(ying)運(yun)速(su)率達到(dao)(dao)每小(xiao)時至少250公里(li)的鐵路(lu)系統。高(gao)速(su)鐵路(lu)除了(le)在列車在營(ying)運(yun)達到(dao)(dao)一(yi)定速(su)度標(biao)準外,車輛、路(lu)軌、操作(zuo)都(dou)需要配(pei)合提(ti)升。
中(zhong)國2014年1月1日(ri)起實(shi)施的《鐵(tie)路安全管理條(tiao)例》規定,高(gao)速(su)(su)鐵(tie)路(高(gao)鐵(tie))是(shi)指設計(ji)開行時(shi)速(su)(su)250公(gong)里以上(含預留(liu)),并(bing)且(qie)初(chu)期運營時(shi)速(su)(su)200公(gong)里以上的客運列車專線鐵(tie)路。
世界上首條高鐵
世界上首(shou)條出現的高(gao)速(su)鐵路是日本(ben)的新干線,于(yu)1964年正式(shi)營(ying)運。日系新干線列(lie)車由川(chuan)崎重工(gong)建(jian)造(zao),行駛在(zai)東京-名古屋-京都(dou)-大阪的東海道新干線,營(ying)運速(su)度每小(xiao)時271公里(li)(li),營(ying)運最高(gao)時速(su)300公里(li)(li)。
此(ci)后高(gao)鐵(tie)技(ji)術(shu)(shu)得(de)到各(ge)個國(guo)家的(de)(de)(de)重視(shi),高(gao)鐵(tie)在世界各(ge)個城市(shi)遍地開(kai)花,緣(yuan)起法(fa)國(guo)的(de)(de)(de)TGV技(ji)術(shu)(shu)、緣(yuan)起德國(guo)的(de)(de)(de)ICE技(ji)術(shu)(shu)、緣(yuan)起西(xi)班牙的(de)(de)(de)Talgo技(ji)術(shu)(shu)以及得(de)益于(yu)航(hang)空航(hang)天技(ji)術(shu)(shu)發(fa)展而誕生的(de)(de)(de)磁(ci)懸浮技(ji)術(shu)(shu)都(dou)為高(gao)鐵(tie)速度(du)的(de)(de)(de)提升探索了思(si)路和方式。而中國(guo)研(yan)究的(de)(de)(de)CRH技(ji)術(shu)(shu)是(shi)(shi)高(gao)鐵(tie)科技(ji)領域的(de)(de)(de)又(you)一重大突破。本文就(jiu)是(shi)(shi)向各(ge)位介紹CRH技(ji)術(shu)(shu),而CRH技(ji)術(shu)(shu)正是(shi)(shi)高(gao)鐵(tie)與普通鐵(tie)路區分(fen)的(de)(de)(de)關鍵技(ji)術(shu)(shu)因(yin)素之一。
高鐵動車的基本組成
1.車體
車(che)體(ti)的(de)作用是安(an)裝基礎和(he)承載骨架(jia)。現(xian)代動車(che)組車(che)體(ti)均采用整(zheng)體(ti)承載的(de)鋼(gang)結構或者輕金屬結構,以實(shi)現(xian)在最輕的(de)自重下(xia)滿(man)足強(qiang)度和(he)剛度要求。
2.轉向架
轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)架(jia)(jia)有(you)(you)動(dong)(dong)(dong)力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)架(jia)(jia)和非(fei)動(dong)(dong)(dong)力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)架(jia)(jia)之分(fen)。其作用是承(cheng)載、轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)、減振、制(zhi)動(dong)(dong)(dong),動(dong)(dong)(dong)力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)架(jia)(jia)還具有(you)(you)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)的功能。轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)架(jia)(jia)由構架(jia)(jia)、懸掛裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、輪對軸箱裝(zhuang)置(zhi)(zhi)和基礎制(zhi)動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)等組(zu)成。而動(dong)(dong)(dong)力轉(zhuan)(zhuan)向(xiang)(xiang)(xiang)架(jia)(jia)還有(you)(you)驅(qu)動(dong)(dong)(dong)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)。
3.牽引傳動控(kong)制系統
作用是傳遞能量和運(yun)行控制。牽(qian)引(yin)傳動(dong)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要是指列車的電(dian)(dian)(dian)氣設備(bei),分為傳動(dong)電(dian)(dian)(dian)路(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)、輔(fu)助電(dian)(dian)(dian)路(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)和電(dian)(dian)(dian)子(zi)與控制電(dian)(dian)(dian)路(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)。主(zhu)傳動(dong)電(dian)(dian)(dian)路(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要包(bao)括主(zhu)變(bian)壓器、主(zhu)變(bian)流器、牽(qian)引(yin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)。輔(fu)助電(dian)(dian)(dian)路(lu)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要包(bao)括通風冷卻裝置(zhi)、車內供電(dian)(dian)(dian)裝置(zhi)。
4.制(zhi)動裝置
該裝置包括(kuo)機械(xie)部分、空(kong)(kong)氣(qi)(qi)管路部分和(he)電氣(qi)(qi)控制部分。制動(dong)(dong)方式有(you)空(kong)(kong)氣(qi)(qi)制動(dong)(dong)和(he)電氣(qi)(qi)制動(dong)(dong),不(bu)同(tong)的制動(dong)(dong)方式有(you)不(bu)同(tong)的制動(dong)(dong)裝置。
5.車端連(lian)接裝置
該裝(zhuang)置包括各種車購(gou)緩沖(chong)裝(zhuang)置、鉸接(jie)裝(zhuang)置和(he)風擋等。作(zuo)用(yong)是連接(jie)車輛(liang)成列(lie)及緩和(he)縱向(xiang)沖(chong)擊。
6.受流裝置
動車組均采用(yong)受電(dian)弓受流器(qi)。
7.車(che)輛內部設(she)備和(he)駕(jia)駛室設(she)備
這里(li)面就是些類(lei)似于"家具"一樣的(de)東西了,如空調、燈、座椅等。
CRH核心技術點
動車本(ben)質上是(shi)人類科學(xue)技術水平的(de)(de)集中(zhong)體現,里面的(de)(de)所有(you)設(she)備裝置都是(shi)科技在(zai)鐵路運輸上的(de)(de)應用(yong)。所以談到動車組的(de)(de)核心技術,很多都是(shi)在(zai)別的(de)(de)地(di)方有(you)應用(yong)的(de)(de)。
動車組核心的核心是牽引傳動系統
我國動(dong)車(che)組(zu)均(jun)采用交直(zhi)交傳動(dong),接觸網上的交流(liu)電經過(guo)受電弓和(he)變(bian)壓器之后(hou),被(bei)整(zheng)流(liu)成直(zhi)流(liu),再逆變(bian)成交流(liu)通入異步牽引電機。
弓網關系
高速列車(che)在運行的(de)時候,列車(che)速度越高,受電(dian)弓(gong)與接觸(chu)網(wang)的(de)良好(hao)接觸(chu)就(jiu)越難實現(xian),這就(jiu)是弓(gong)網(wang)關系。
輪軌關系(轉向架)
高速下,輪對(dui)與(yu)鋼軌之間的蠕滑、輪軌動力學(xue)、運(yun)動穩定(ding)性、曲線通過性能,這些基本上可以歸納(na)到轉向架中。
變流技術
要實現整流和(he)逆變(bian)(bian)最根本(ben)的是(shi)器(qi)(qi)件,所(suo)以(yi)動車的運行必須(xu)要大功率的可控(kong)器(qi)(qi)件。其中(zhong)以(yi)IGBT為代表。其次(ci),逆變(bian)(bian)器(qi)(qi)和(he)整流器(qi)(qi)的拓撲(pu)結構(gou)決定了輸出(chu)的性能。再者,整流器(qi)(qi)和(he)逆變(bian)(bian)器(qi)(qi)的控(kong)制技術(shu)也非常重要,而且(qie)控(kong)制技術(shu)牽涉到(dao)整車的運行策略和(he)工況,難度非常高。
牽引電機控制技術
對牽(qian)引電(dian)機(ji)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)一(yi)(yi)般是將逆(ni)變器和(he)電(dian)機(ji)作為整(zheng)體(ti)(ti)進行(xing)控(kong)(kong)制(zhi)的(de),現在(zai)最成熟的(de)兩種控(kong)(kong)制(zhi)方法一(yi)(yi)個是矢(shi)量控(kong)(kong)制(zhi)一(yi)(yi)個是直接轉矩控(kong)(kong)制(zhi)。在(zai)具體(ti)(ti)的(de)控(kong)(kong)制(zhi)方法中,還有(you)很多實現上的(de)困(kun)難。在(zai)其(qi)中,會添加一(yi)(yi)些技(ji)術,比如無(wu)傳(chuan)感器技(ji)術,非線性解(jie)耦等。
再生制動
再(zai)生(sheng)制(zhi)(zhi)動(dong)是(shi)(shi)一(yi)種非常環保(bao)(bao)的(de)(de)制(zhi)(zhi)動(dong)技(ji)術(shu)(shu),它(ta)利用列(lie)車的(de)(de)動(dong)能發(fa)電(dian)(dian)(dian),將電(dian)(dian)(dian)能返(fan)送到電(dian)(dian)(dian)網(wang)中去。再(zai)生(sheng)制(zhi)(zhi)動(dong)技(ji)術(shu)(shu)本質(zhi)上(shang)是(shi)(shi)控制(zhi)(zhi)技(ji)術(shu)(shu),它(ta)不(bu)需要(yao)額外的(de)(de)主電(dian)(dian)(dian)氣設備,它(ta)只是(shi)(shi)將電(dian)(dian)(dian)動(dong)機作(zuo)為(wei)發(fa)電(dian)(dian)(dian)機,逆(ni)變器(qi)作(zuo)為(wei)整流(liu)(liu)器(qi),整流(liu)(liu)器(qi)作(zuo)為(wei)逆(ni)變器(qi),參照上(shang)圖。再(zai)生(sheng)制(zhi)(zhi)動(dong)技(ji)術(shu)(shu)中最主要(yao)的(de)(de),是(shi)(shi)如何保(bao)(bao)證返(fan)送回電(dian)(dian)(dian)網(wang)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)能的(de)(de)質(zhi)量。
網絡控制系統和列車運行系統
動(dong)車組(zu)通常動(dong)力(li)較為分(fen)(fen)散,設備都分(fen)(fen)布在不(bu)同的(de)車廂上,在高速運行(xing)中,如(ru)何使設備協調工(gong)作,消除延時,這個(ge)是網絡(luo)控制系(xi)統解決(jue)的(de)。其中涉及到信號(hao)傳輸、通信協議、車載(zai)計(ji)算機等(deng)技(ji)術。
至于列(lie)車運行系(xi)統主要針對(dui)外部和列(lie)車的協調。這其中(zhong)包括(kuo)區間(jian)閉塞技(ji)術、無(wu)線通信技(ji)術。
輔助供電系統
這(zhe)段(duan)不多(duo)說,詳情見目前火車是如何供電的。
動(dong)車(che)(che)組CRH和和諧電(dian)(dian)HXD系列。動(dong)車(che)(che)組的牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)供(gong)(gong)電(dian)(dian)系統(tong)由(you)接(jie)觸網(wang)經(jing)受電(dian)(dian)弓到(dao)(dao)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)變(bian)壓器(qi)(qi),牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)變(bian)壓器(qi)(qi)變(bian)壓后到(dao)(dao)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)整流器(qi)(qi),然(ran)后是(shi)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)逆變(bian)器(qi)(qi),最后到(dao)(dao)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)電(dian)(dian)機(ji)。這是(shi)牽(qian)(qian)(qian)(qian)引(yin)供(gong)(gong)電(dian)(dian)系統(tong)。而車(che)(che)廂內照明(ming)、空氣制(zhi)動(dong)機(ji)和列車(che)(che)控(kong)制(zhi)系統(tong)供(gong)(gong)電(dian)(dian)來源是(shi)由(you)輔助變(bian)流器(qi)(qi)得到(dao)(dao),在變(bian)壓器(qi)(qi)后面(mian)有另一個繞組接(jie)出,接(jie)上輔助變(bian)流器(qi)(qi)。而控(kong)制(zhi)電(dian)(dian)路和照明(ming)供(gong)(gong)電(dian)(dian)有專門的蓄電(dian)(dian)池備用。
材料技術
車窗、車體、轉向(xiang)架(jia)、輪對、閘(zha)瓦都需要材料技術的(de)支(zhi)撐(cheng)。這個無需贅言。
此外,高鐵(tie)和普通鐵(tie)路還有很大差別(bie)。
1.高速(su)鐵路使(shi)用(yong)無砟軌(gui)道(dao)(在(zai)中國(guo)是設計(ji)時速(su)超過250km/h的(de)高速(su)鐵路使(shi)用(yong)無渣軌(gui)道(dao),設計(ji)時速(su)200-250km/h的(de)客(ke)運專線很多使(shi)用(yong)的(de)是有砟軌(gui)道(dao))。
普(pu)(pu)通鐵(tie)(tie)路(lu)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)是(shi)在(zai)(zai)小塊石頭堆砌的(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang),再鋪設(she)枕木或水泥枕木,被(bei)稱為有(you)砟軌(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)。京(jing)滬高(gao)鐵(tie)(tie)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)無砟軌(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao),路(lu)基(ji)不用(yong)(yong)碎石,鐵(tie)(tie)軌(gui)(gui)(gui)、軌(gui)(gui)(gui)枕直(zhi)接(jie)鋪在(zai)(zai)混凝土路(lu)上(shang),整條線路(lu)水平誤差不超(chao)過0.1毫(hao)米(mi)。在(zai)(zai)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)方面,大量采用(yong)(yong)長距離無縫(feng)鋼軌(gui)(gui)(gui)。也就(jiu)是(shi)在(zai)(zai)高(gao)鐵(tie)(tie)上(shang)幾乎聽不到傳統火車(che)的(de)(de)哐當(dang)哐當(dang)的(de)(de)聲音。沒有(you)了(le)鋼軌(gui)(gui)(gui)接(jie)縫(feng),對于列車(che)速(su)度的(de)(de)提(ti)高(gao)也有(you)幫助。而且道(dao)(dao)岔都采用(yong)(yong)高(gao)速(su)可動心道(dao)(dao)岔。其通過速(su)度比普(pu)(pu)通道(dao)(dao)岔高(gao)很多。且高(gao)速(su)鐵(tie)(tie)路(lu)線路(lu)彎道(dao)(dao)更少,火車(che)盡可能的(de)(de)是(shi)直(zhi)線。(需(xu)要說明的(de)(de)是(shi)無砟軌(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)技術(shu)僅日本和德國(guo)擁有(you),中(zhong)國(guo)缺乏(fa)軌(gui)(gui)(gui)道(dao)(dao)板制造技術(shu),遂選擇(ze)引進外國(guo)技術(shu)及(ji)自主研發。)
2.高速鐵路使用的列車是動力分散式動車組。
動力(li)分布式(shi)(shi)列車(che)(che)是(shi)鐵路列車(che)(che)的(de)一種和動力(li)集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)相對的(de)牽引(yin)方(fang)式(shi)(shi),特(te)點是(shi)動力(li)來源分散在(zai)列車(che)(che)各個車(che)(che)廂上的(de)發動機,而不是(shi)集(ji)中(zhong)在(zai)機車(che)(che)上,中(zhong)國(guo)的(de)"和諧(xie)號"動車(che)(che)組(zu)是(shi)以架空電纜(lan)方(fang)式(shi)(shi)提供電力(li)來驅動牽引(yin)電動機的(de)電力(li)動車(che)(che)組(zu)。而普(pu)通列車(che)(che)是(shi)由(you)火車(che)(che)頭牽引(yin)的(de),這是(shi)動力(li)集(ji)中(zhong)式(shi)(shi)的(de)牽引(yin)方(fang)式(shi)(shi)。
3.信(xin)號(hao)控制系統不同。
中國(guo)列車(che)控(kong)制系統,簡稱CTCS,是中國(guo)鐵路參照歐洲列車(che)控(kong)制系統,并結(jie)合中國(guo)國(guo)情構(gou)建的(de)技(ji)術體系。使用數字控(kong)制信號,比傳統的(de)模(mo)擬(ni)信號更加的(de)精確(que)(que)和穩定(ding),確(que)(que)保列車(che)運行安(an)全。
4.定價和定位不同(tong)。
P.S:需要注意(yi)的是磁懸浮列車(che)也屬于高速鐵路的一種。 來源:京鐵辦(ban)
高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
高鐵定義
高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
中國2014年1月1日起實施的《鐵路安全管理條例》規定,高速鐵路(高鐵)是指設計開行時速250公里以上(含預留),并且初期運營時速200公里以上的客運列車專線鐵路。
世界上首條高鐵
世界上首條出現的高速鐵路是日本的新干線,于1964年正式營運。日系新干線列車由川崎重工建造,行駛在東京-名古屋-京都-大阪的東海道新干線,營運速度每小時271公里,營運最高時速300公里。
此后高鐵技術得到各個國家的重視,高鐵在世界各個城市遍地開花,緣起法國的TGV技術、緣起德國的ICE技術、緣起西班牙的Talgo技術以及得益于航空航天技術發展而誕生的磁懸浮技術都為高鐵速度的提升探索了思路和方式。而中國研究的CRH技術是高鐵科技領域的又一重大突破。本文就是向各位介紹CRH技術,而CRH技術正是高鐵與普通鐵路區分的關鍵技術因素之一。
高鐵動車的基本組成
1.車體
車體的作用是安裝基礎和承載骨架。現代動車組車體均采用整體承載的鋼結構或者輕金屬結構,以實現在最輕的自重下滿足強度和剛度要求。
2.轉向架
轉向架有動力轉向架和非動力轉向架之分。其作用是承載、轉向、減振、制動,動力轉向架還具有驅動的功能。轉向架由構架、懸掛裝置、輪對軸箱裝置和基礎制動裝置等組成。而動力轉向架還有驅動裝置。
3.牽引傳動控制系統
作用是傳遞能量和運行控制。牽引傳動系統主要是指列車的電氣設備,分為傳動電路系統、輔助電路系統和電子與控制電路系統。主傳動電路系統主要包括主變壓器、主變流器、牽引電機。輔助電路系統主要包括通風冷卻裝置、車內供電裝置。
4.制動裝置
該裝置包括機械部分、空氣管路部分和電氣控制部分。制動方式有空氣制動和電氣制動,不同的制動方式有不同的制動裝置。
5.車端連接裝置
該裝置包括各種車購緩沖裝置、鉸接裝置和風擋等。作用是連接車輛成列及緩和縱向沖擊。
6.受流裝置
動車組均采用受電弓受流器。
7.車輛內部設備和駕駛室設備
這里面就是些類似于"家具"一樣的東西了,如空調、燈、座椅等。
CRH核心技術點
動車本質上是人類科學技術水平的集中體現,里面的所有設備裝置都是科技在鐵路運輸上的應用。所以談到動車組的核心技術,很多都是在別的地方有應用的。
動車組核心的核心是牽引傳動系統
我國動車組均采用交直交傳動,接觸網上的交流電經過受電弓和變壓器之后,被整流成直流,再逆變成交流通入異步牽引電機。
弓網關系
高速列車在運行的時候,列車速度越高,受電弓與接觸網的良好接觸就越難實現,這就是弓網關系。
輪軌關系(轉向架)
高速下,輪對與鋼軌之間的蠕滑、輪軌動力學、運動穩定性、曲線通過性能,這些基本上可以歸納到轉向架中。
變流技術
要實現整流和逆變最根本的是器件,所以動車的運行必須要大功率的可控器件。其中以IGBT為代表。其次,逆變器和整流器的拓撲結構決定了輸出的性能。再者,整流器和逆變器的控制技術也非常重要,而且控制技術牽涉到整車的運行策略和工況,難度非常高。
牽引電機控制技術
對牽引電機的控制一般是將逆變器和電機作為整體進行控制的,現在最成熟的兩種控制方法一個是矢量控制一個是直接轉矩控制。在具體的控制方法中,還有很多實現上的困難。在其中,會添加一些技術,比如無傳感器技術,非線性解耦等。
再生制動
再生制動是一種非常環保的制動技術,它利用列車的動能發電,將電能返送到電網中去。再生制動技術本質上是控制技術,它不需要額外的主電氣設備,它只是將電動機作為發電機,逆變器作為整流器,整流器作為逆變器,參照上圖。再生制動技術中最主要的,是如何保證返送回電網的電能的質量。
網絡控制系統和列車運行系統
動車組通常動力較為分散,設備都分布在不同的車廂上,在高速運行中,如何使設備協調工作,消除延時,這個是網絡控制系統解決的。其中涉及到信號傳輸、通信協議、車載計算機等技術。
至于列車運行系統主要針對外部和列車的協調。這其中包括區間閉塞技術、無線通信技術。
輔助供電系統
這段不多說,詳情見目前火車是如何供電的。
動車組CRH和和諧電HXD系列。動車組的牽引供電系統由接觸網經受電弓到牽引變壓器,牽引變壓器變壓后到牽引整流器,然后是牽引逆變器,最后到牽引電機。這是牽引供電系統。而車廂內照明、空氣制動機和列車控制系統供電來源是由輔助變流器得到,在變壓器后面有另一個繞組接出,接上輔助變流器。而控制電路和照明供電有專門的蓄電池備用。
材料技術
車窗、車體、轉向架、輪對、閘瓦都需要材料技術的支撐。這個無需贅言。
此外,高鐵和普通鐵路還有很大差別。
1.高速鐵路使用無砟軌道(在中國是設計時速超過250km/h的高速鐵路使用無渣軌道,設計時速200-250km/h的客運專線很多使用的是有砟軌道)。
普通鐵路軌道是在小塊石頭堆砌的基礎上,再鋪設枕木或水泥枕木,被稱為有砟軌道。京滬高鐵用的是無砟軌道,路基不用碎石,鐵軌、軌枕直接鋪在混凝土路上,整條線路水平誤差不超過0.1毫米。在軌道方面,大量采用長距離無縫鋼軌。也就是在高鐵上幾乎聽不到傳統火車的哐當哐當的聲音。沒有了鋼軌接縫,對于列車速度的提高也有幫助。而且道岔都采用高速可動心道岔。其通過速度比普通道岔高很多。且高速鐵路線路彎道更少,火車盡可能的是直線。(需要說明的是無砟軌道的技術僅日本和德國擁有,中國缺乏軌道板制造技術,遂選擇引進外國技術及自主研發。)
2.高速鐵路使用的列車是動力分散式動車組。
動力分布式列車是鐵路列車的一種和動力集中式相對的牽引方式,特點是動力來源分散在列車各個車廂上的發動機,而不是集中在機車上,中國的"和諧號"動車組是以架空電纜方式提供電力來驅動牽引電動機的電力動車組。而普通列車是由火車頭牽引的,這是動力集中式的牽引方式。
3.信號控制系統不同。
中國列車控制系統,簡稱CTCS,是中國鐵路參照歐洲列車控制系統,并結合中國國情構建的技術體系。使用數字控制信號,比傳統的模擬信號更加的精確和穩定,確保列車運行安全。
4.定價和定位不同。
P.S:需要注意的(de)是磁(ci)懸浮列(lie)車也屬于高速鐵(tie)路的(de)一種。高鐵的核心技術有哪些
2015-08-21 15:53:12 來源:京鐵辦
高鐵(原名高速鐵路),是指通過改造原有線路(直線化、軌距標準化),使最高營運速率達到不小于每小時200公里,或者專門修建新的"高速新線",使營運速率達到每小時至少250公里的鐵路系統。高速鐵路除了在列車在營運達到一定速度標準外,車輛、路軌、操作都需要配合提升。
高鐵定義
高(gao)鐵(tie)(tie)(原名高(gao)速(su)(su)鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)),是(shi)指通過改造原有線路(lu)(lu)(直線化(hua)、軌距標準(zhun)化(hua)),使(shi)(shi)最(zui)高(gao)營(ying)(ying)運(yun)速(su)(su)率達(da)到(dao)(dao)不小于每(mei)小時200公里(li),或者專門修建新的(de)"高(gao)速(su)(su)新線",使(shi)(shi)營(ying)(ying)運(yun)速(su)(su)率達(da)到(dao)(dao)每(mei)小時至少250公里(li)的(de)鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)系(xi)統。高(gao)速(su)(su)鐵(tie)(tie)路(lu)(lu)除了在(zai)列(lie)車(che)在(zai)營(ying)(ying)運(yun)達(da)到(dao)(dao)一定速(su)(su)度標準(zhun)外,車(che)輛、路(lu)(lu)軌、操作都需要(yao)配(pei)合(he)提升。
中國2014年(nian)1月1日起實施的(de)《鐵(tie)路(lu)(lu)安全管理條例》規定,高速鐵(tie)路(lu)(lu)(高鐵(tie))是指設計(ji)開行時速250公里以上(含預留(liu)),并且初期運(yun)營時速200公里以上的(de)客運(yun)列車專線鐵(tie)路(lu)(lu)。
世界上首條高鐵
世(shi)界上(shang)首條出現的(de)高速(su)(su)鐵路是日(ri)本的(de)新干線(xian),于(yu)1964年正式營運。日(ri)系新干線(xian)列(lie)車由川崎(qi)重工建造,行駛在(zai)東京-名古屋-京都(dou)-大(da)阪的(de)東海道新干線(xian),營運速(su)(su)度每(mei)小時271公(gong)里,營運最(zui)高時速(su)(su)300公(gong)里。
此(ci)后高(gao)(gao)鐵(tie)技(ji)(ji)(ji)術(shu)得(de)到各(ge)個國(guo)家(jia)的重(zhong)視,高(gao)(gao)鐵(tie)在世界各(ge)個城(cheng)市遍地開花,緣起法國(guo)的TGV技(ji)(ji)(ji)術(shu)、緣起德國(guo)的ICE技(ji)(ji)(ji)術(shu)、緣起西班(ban)牙的Talgo技(ji)(ji)(ji)術(shu)以及得(de)益(yi)于航(hang)空航(hang)天技(ji)(ji)(ji)術(shu)發展而(er)誕(dan)生的磁懸浮(fu)技(ji)(ji)(ji)術(shu)都(dou)為高(gao)(gao)鐵(tie)速度的提升探索了思路(lu)(lu)和方式。而(er)中國(guo)研究的CRH技(ji)(ji)(ji)術(shu)是高(gao)(gao)鐵(tie)科技(ji)(ji)(ji)領域的又一重(zhong)大突破(po)。本文就是向各(ge)位介(jie)紹CRH技(ji)(ji)(ji)術(shu),而(er)CRH技(ji)(ji)(ji)術(shu)正(zheng)是高(gao)(gao)鐵(tie)與普(pu)通鐵(tie)路(lu)(lu)區分(fen)的關鍵技(ji)(ji)(ji)術(shu)因素之一。
高鐵動車的基本組成
1.車體(ti)
車體(ti)的作用是安裝基(ji)礎和承載骨架(jia)。現代動車組車體(ti)均采用整體(ti)承載的鋼結(jie)構或(huo)者輕金屬結(jie)構,以實(shi)現在最(zui)輕的自重下滿足強度和剛度要求。
2.轉向架
轉向(xiang)(xiang)(xiang)架有(you)動(dong)力轉向(xiang)(xiang)(xiang)架和(he)非動(dong)力轉向(xiang)(xiang)(xiang)架之分。其作用是承載、轉向(xiang)(xiang)(xiang)、減振、制動(dong),動(dong)力轉向(xiang)(xiang)(xiang)架還具有(you)驅(qu)動(dong)的功(gong)能(neng)。轉向(xiang)(xiang)(xiang)架由構架、懸(xuan)掛裝置、輪對軸箱裝置和(he)基礎(chu)制動(dong)裝置等組成。而動(dong)力轉向(xiang)(xiang)(xiang)架還有(you)驅(qu)動(dong)裝置。
3.牽引傳動控(kong)制系統(tong)
作用是傳遞(di)能量和運行控制(zhi)。牽(qian)引傳動(dong)系(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要是指列(lie)車(che)的電(dian)(dian)(dian)(dian)氣設備,分為(wei)傳動(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路系(xi)統(tong)(tong)、輔(fu)助(zhu)電(dian)(dian)(dian)(dian)路系(xi)統(tong)(tong)和電(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)與控制(zhi)電(dian)(dian)(dian)(dian)路系(xi)統(tong)(tong)。主(zhu)傳動(dong)電(dian)(dian)(dian)(dian)路系(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要包括主(zhu)變(bian)壓器(qi)、主(zhu)變(bian)流器(qi)、牽(qian)引電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)。輔(fu)助(zhu)電(dian)(dian)(dian)(dian)路系(xi)統(tong)(tong)主(zhu)要包括通風(feng)冷卻裝(zhuang)置(zhi)、車(che)內供電(dian)(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)置(zhi)。
4.制動裝置
該裝置包括機械部分(fen)、空氣(qi)管(guan)路(lu)部分(fen)和電氣(qi)控制部分(fen)。制動方式有空氣(qi)制動和電氣(qi)制動,不(bu)(bu)同(tong)的制動方式有不(bu)(bu)同(tong)的制動裝置。
5.車端連(lian)接裝置
該裝置包括各(ge)種車購緩沖(chong)裝置、鉸接(jie)裝置和(he)風擋(dang)等。作用是連(lian)接(jie)車輛成列及緩和(he)縱向沖(chong)擊。
6.受流裝(zhuang)置(zhi)
動車組均(jun)采用受電弓(gong)受流器。
7.車輛(liang)內部設(she)備(bei)和駕(jia)駛室設(she)備(bei)
這里面就(jiu)是些類似于"家具(ju)"一樣的東西了,如空(kong)調(diao)、燈(deng)、座椅等。
CRH核心技術點
動車本質上是(shi)人類科(ke)學技(ji)術(shu)水平(ping)的(de)集(ji)中體現(xian),里面的(de)所有(you)設備裝置都(dou)是(shi)科(ke)技(ji)在鐵(tie)路運輸上的(de)應用。所以(yi)談到(dao)動車組的(de)核心技(ji)術(shu),很(hen)多都(dou)是(shi)在別的(de)地方有(you)應用的(de)。
動車組核心的核心是牽引傳動系統
我國動(dong)車組均采用交直(zhi)交傳動(dong),接觸(chu)網上的交流(liu)電(dian)經過(guo)受電(dian)弓和變壓器之后(hou),被整流(liu)成(cheng)直(zhi)流(liu),再逆(ni)變成(cheng)交流(liu)通入(ru)異步牽引電(dian)機。
弓網關系
高速列(lie)車在運(yun)行的(de)時候,列(lie)車速度(du)越(yue)(yue)高,受電弓(gong)與接觸(chu)(chu)網的(de)良(liang)好接觸(chu)(chu)就越(yue)(yue)難實現(xian),這(zhe)就是弓(gong)網關(guan)系。
輪軌關系(轉向架)
高速下,輪對與鋼軌(gui)(gui)之間(jian)的蠕滑、輪軌(gui)(gui)動力學、運動穩定性(xing)、曲線通過(guo)性(xing)能,這(zhe)些基(ji)本上可以歸納到轉向架中(zhong)。
變流技術
要(yao)實現整(zheng)(zheng)流和逆變(bian)(bian)最根本的(de)(de)是器(qi)件,所以動車的(de)(de)運行必須要(yao)大(da)功率的(de)(de)可控器(qi)件。其(qi)中以IGBT為代表。其(qi)次(ci),逆變(bian)(bian)器(qi)和整(zheng)(zheng)流器(qi)的(de)(de)拓撲(pu)結構決定(ding)了輸出的(de)(de)性能(neng)。再者,整(zheng)(zheng)流器(qi)和逆變(bian)(bian)器(qi)的(de)(de)控制技術也非常(chang)重(zhong)要(yao),而且控制技術牽(qian)涉到整(zheng)(zheng)車的(de)(de)運行策略和工況,難(nan)度(du)非常(chang)高。
牽引電機控制技術
對牽引電機的(de)(de)控(kong)制(zhi)一(yi)般是(shi)將逆(ni)變器(qi)和電機作為整體進(jin)行(xing)控(kong)制(zhi)的(de)(de),現在(zai)最成熟(shu)的(de)(de)兩(liang)種控(kong)制(zhi)方法一(yi)個是(shi)矢量控(kong)制(zhi)一(yi)個是(shi)直接轉矩(ju)控(kong)制(zhi)。在(zai)具體的(de)(de)控(kong)制(zhi)方法中,還有很多實現上的(de)(de)困難。在(zai)其中,會(hui)添加一(yi)些技術,比如無傳感器(qi)技術,非線性解耦等。
再生制動
再生(sheng)(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)是一種非常環保(bao)的(de)制(zhi)動(dong)(dong)技(ji)術,它(ta)利用列(lie)車的(de)動(dong)(dong)能發電(dian)(dian),將(jiang)電(dian)(dian)能返送(song)到電(dian)(dian)網中去(qu)。再生(sheng)(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)技(ji)術本質上是控制(zhi)技(ji)術,它(ta)不需要額外的(de)主電(dian)(dian)氣設備,它(ta)只是將(jiang)電(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)作為(wei)發電(dian)(dian)機(ji),逆變器作為(wei)整(zheng)流(liu)器,整(zheng)流(liu)器作為(wei)逆變器,參(can)照上圖。再生(sheng)(sheng)制(zhi)動(dong)(dong)技(ji)術中最主要的(de),是如何(he)保(bao)證返送(song)回電(dian)(dian)網的(de)電(dian)(dian)能的(de)質量。
網絡控制系統和列車運行系統
動車(che)(che)組通(tong)常動力較為分散,設備(bei)都(dou)分布在不同的車(che)(che)廂上(shang),在高速運行中,如何使設備(bei)協(xie)調(diao)工作,消除延時,這個是(shi)網(wang)絡控制系統(tong)解決的。其中涉及(ji)到信號傳輸、通(tong)信協(xie)議(yi)、車(che)(che)載(zai)計算(suan)機等技(ji)術。
至(zhi)于列車運行系(xi)統(tong)主要針對外部和列車的協調。這(zhe)其中(zhong)包括區間(jian)閉(bi)塞技術、無線通信技術。
輔助供電系統
這段(duan)不多說,詳情(qing)見目前火車是如何供電的。
動車(che)組(zu)CRH和(he)和(he)諧電(dian)(dian)(dian)HXD系(xi)列。動車(che)組(zu)的(de)牽引(yin)(yin)(yin)供(gong)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)由接(jie)觸網(wang)經受電(dian)(dian)(dian)弓到(dao)牽引(yin)(yin)(yin)變(bian)(bian)壓(ya)器,牽引(yin)(yin)(yin)變(bian)(bian)壓(ya)器變(bian)(bian)壓(ya)后到(dao)牽引(yin)(yin)(yin)整流(liu)器,然后是(shi)牽引(yin)(yin)(yin)逆變(bian)(bian)器,最后到(dao)牽引(yin)(yin)(yin)電(dian)(dian)(dian)機(ji)。這是(shi)牽引(yin)(yin)(yin)供(gong)電(dian)(dian)(dian)系(xi)統(tong)(tong)。而(er)車(che)廂內照明、空氣制動機(ji)和(he)列車(che)控(kong)(kong)制系(xi)統(tong)(tong)供(gong)電(dian)(dian)(dian)來源(yuan)是(shi)由輔(fu)助變(bian)(bian)流(liu)器得到(dao),在變(bian)(bian)壓(ya)器后面(mian)有(you)另一個繞組(zu)接(jie)出,接(jie)上輔(fu)助變(bian)(bian)流(liu)器。而(er)控(kong)(kong)制電(dian)(dian)(dian)路(lu)和(he)照明供(gong)電(dian)(dian)(dian)有(you)專門(men)的(de)蓄電(dian)(dian)(dian)池備用。
材料技術
車(che)窗、車(che)體、轉向架、輪對(dui)、閘瓦都需(xu)要材(cai)料技術的支撐(cheng)。這個無需(xu)贅言。
此外,高鐵和(he)普通鐵路(lu)還有很大差別。
1.高(gao)速(su)鐵路(lu)使用無砟軌(gui)道(dao)(dao)(在(zai)中國是(shi)(shi)設(she)計時(shi)速(su)超(chao)過250km/h的高(gao)速(su)鐵路(lu)使用無渣軌(gui)道(dao)(dao),設(she)計時(shi)速(su)200-250km/h的客運專線很多使用的是(shi)(shi)有砟軌(gui)道(dao)(dao))。
普通鐵路(lu)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)是在(zai)小塊石(shi)頭堆砌(qi)的(de)(de)基(ji)礎上(shang),再鋪設枕木(mu)或水泥枕木(mu),被稱為有砟軌(gui)(gui)道(dao)(dao)。京滬(hu)高(gao)(gao)鐵用(yong)的(de)(de)是無(wu)(wu)砟軌(gui)(gui)道(dao)(dao),路(lu)基(ji)不用(yong)碎石(shi),鐵軌(gui)(gui)、軌(gui)(gui)枕直接鋪在(zai)混凝土(tu)路(lu)上(shang),整條線(xian)路(lu)水平誤差不超(chao)過0.1毫米。在(zai)軌(gui)(gui)道(dao)(dao)方面,大量采用(yong)長距離無(wu)(wu)縫(feng)鋼軌(gui)(gui)。也(ye)就(jiu)是在(zai)高(gao)(gao)鐵上(shang)幾(ji)乎聽不到傳統(tong)火車的(de)(de)哐當哐當的(de)(de)聲音。沒(mei)有了鋼軌(gui)(gui)接縫(feng),對于(yu)列車速度(du)的(de)(de)提高(gao)(gao)也(ye)有幫助。而且道(dao)(dao)岔都采用(yong)高(gao)(gao)速可動心道(dao)(dao)岔。其(qi)通過速度(du)比普通道(dao)(dao)岔高(gao)(gao)很多。且高(gao)(gao)速鐵路(lu)線(xian)路(lu)彎道(dao)(dao)更(geng)少,火車盡可能(neng)的(de)(de)是直線(xian)。(需要說明的(de)(de)是無(wu)(wu)砟軌(gui)(gui)道(dao)(dao)的(de)(de)技(ji)(ji)術僅日本和(he)德國(guo)擁有,中國(guo)缺乏軌(gui)(gui)道(dao)(dao)板制造技(ji)(ji)術,遂選擇引(yin)進外(wai)國(guo)技(ji)(ji)術及自主研(yan)發。)
2.高速鐵路使用的列車(che)(che)是動力(li)分散(san)式動車(che)(che)組。
動(dong)力(li)分布式(shi)列(lie)車(che)(che)是(shi)(shi)(shi)鐵路列(lie)車(che)(che)的(de)一種和動(dong)力(li)集中(zhong)(zhong)式(shi)相對的(de)牽引(yin)方(fang)(fang)(fang)式(shi),特(te)點是(shi)(shi)(shi)動(dong)力(li)來源分散在(zai)列(lie)車(che)(che)各(ge)個車(che)(che)廂(xiang)上的(de)發(fa)動(dong)機,而不是(shi)(shi)(shi)集中(zhong)(zhong)在(zai)機車(che)(che)上,中(zhong)(zhong)國的(de)"和諧號(hao)"動(dong)車(che)(che)組是(shi)(shi)(shi)以架空電(dian)(dian)(dian)纜方(fang)(fang)(fang)式(shi)提供電(dian)(dian)(dian)力(li)來驅動(dong)牽引(yin)電(dian)(dian)(dian)動(dong)機的(de)電(dian)(dian)(dian)力(li)動(dong)車(che)(che)組。而普通列(lie)車(che)(che)是(shi)(shi)(shi)由火車(che)(che)頭牽引(yin)的(de),這(zhe)是(shi)(shi)(shi)動(dong)力(li)集中(zhong)(zhong)式(shi)的(de)牽引(yin)方(fang)(fang)(fang)式(shi)。
3.信號控(kong)制系統(tong)不同(tong)。
中(zhong)國列車(che)(che)控制系(xi)統,簡稱CTCS,是(shi)中(zhong)國鐵(tie)路參照歐洲列車(che)(che)控制系(xi)統,并結合中(zhong)國國情構建(jian)的(de)(de)技術(shu)體系(xi)。使用數字控制信號,比(bi)傳統的(de)(de)模擬信號更加的(de)(de)精確和穩定,確保列車(che)(che)運(yun)行安(an)全。
4.定價和定位不(bu)同。