复件高速铁路及高速动车组技术

1高速铁路及高速动车组技术高速铁路及高速动车组技术西南交通大学机械工程学院傅茂海E-mail:[e-mail]:028-876340322z高速铁路概述z高速动车组的发展z我国高速动车组的总体参数z高速动车组技术z摆式动车组技术z高速铁路的防灾预警及应急处理系统z高速铁路的环境保护主要内容31.高速铁路概述1.1高速铁路的定义国际上根据铁路线路允许运行的昀高时速作以下划分普通铁路100～160km/h快速铁路160～200km/h高速铁路＞200km/h(既有线改造)＞250km/h(新建线)41964年日本东海道新干线诞生1981年法国东南线开通1990年法国创造515.3km/h世界记录1991年德国两条高速铁路开通1992年西班牙首条高速铁路开通1992年意大利首条高速铁路开通1994年英法海峡高速海底隧道开通2002年9个国家5435km高速线投入运营高速铁路发展历程5•高速列车•线路好•列车速度高•舒适•投资大•周期长•摆式列车•既有线路提速•投资少•见效快•提速幅度有限1.2提高旅客列车速度的途径61.3高速铁路的基本模式•日本新干线模式全部修建新线,旅客列车专用•法国TGV模式部分修建新线,部分旧线改造,旅客列车专用•德国ICE模式全部修建新线,旅客列车和货物列车混用•英国APT模式既不修建新线,也不对既有线路进行大量改造,主要依靠摆式列车提速,旅客列车和货物列车混用7（一）、线路长度1、干线客运专线z一般线路长度大于200km，或是长大客运专线的一部分，如上海----杭州z跨地区干线客运铁路网z大城市----另一大城市1.4高速铁路的主要技术特征8z一般大于50km小于300kmz地区中心县级市z县级市另一县级市z经济区域内中心城市另一中心城市z县级市至经济繁荣、人口较多的城镇2、地区铁路城市经过小城镇（一）、线路长度1.4高速铁路的主要技术特征93、城市轨道交通z以市区中心为圆心，半径为15km左右z线路长度一般不超过30km（城市环线除外）（一）、线路长度1.4高速铁路的主要技术特征104、郊区城轨（郊区铁路）z线路长度一般不超过50kmz大于70km，站间距大于4km的远郊铁路属地区铁路范围（一）、线路长度1.4高速铁路的主要技术特征11（二）、平均站间距离1.干线客运专线大于30km2.地区（城际）铁路5～10km3.郊区铁路2～4km4.市区轨道交通1～1.5km5.市区轻轨列车0.5～1.0km（现代化有轨电车）1.4高速铁路的主要技术特征12（三）、列车昀高运行速度1.高速客运专线200～300km/h2.地区（城际）铁路120～200km/h3.郊区铁路≤120km/h4.市区轨道交通≤80km/h5.市区轻轨列车≤70km/h1.4高速铁路的主要技术特征13•运送时间短不同交通工具的优势距离S如下：小汽车：S200km航空：S1000km高速列车：V=210km/h，S=300～500kmV=250km/h，S=250～600kmV=300km/h，S=200～800kmV=350km/h，S=180～1100km1.5高速铁路的优越性14•运送时间短经统计：行程在85km以上,比乘长途汽车快行程在205km以上,比乘小轿车快行程在1058km内,比乘飞机快因此,在85~1058km范围内,乘座高速列车比乘座其它交通工具节省时间。1.5高速铁路的优越性15•安全、舒适•准确性高•能源消耗低571.2403.2583.83309.62998.80500100015002000250030003500高速铁路普通铁路高速公路公共汽车小轿车飞机能耗J/人.km1.5高速铁路的优越性16•占地少高速铁路仅为高速公路的1/3高速铁路仅为航空用地的1/2~1/3•运输价格低71124105010025020406080100120高速铁路硬座高速铁路软座高速铁路软卧高速公路豪华大客车小型公共汽车小轿车飞机国内航线平均运价率分/人.km1.5高速铁路的优越性17•运输能力强高速铁路的运能远大于航空，而且也大于高速公路。•环境影响小有害物质的换算排放量，公路约为铁路的8倍。高速列车产生的噪声污染约为飞机和小轿车的1/10。•劳动生产率高1.5高速铁路的优越性181.6高速线路的基本特点¾高平顺性¾高稳定性¾高精度、小残变、少维修¾宽大、独行的线路空间¾高标准的环境保护¾平直、曲线半径大¾线间距宽、隧道截面积大191.7高速铁路的主要结构¾高标准的平纵断面设计¾高速轨道新结构——无碴轨道¾高速道岔¾高速路基、路桥过渡段¾高速铁路桥梁¾高速铁路隧道¾高速牵引供电系统202.高速动车组发展679法国/意大利158比利时/荷兰115435合计3267合计72英国918丹麦/瑞典862比利时1015丹麦9651西班牙852法国/英国7586意大利7142比利时6302法国5246意大利5171德国4471西班牙4345中国台湾3796德国3426韩国21520法国2415日本12175日本1长度/km国家或地区序号长度/km国家序号2007年计划建成2002年前已投入运营212.1日本高速列车发展200系400系E1E2E3E4STAR210系100系300系700系[951试验车][961试验车]198519921999300X100N系300N系500系WIN350东北·上越·山形·北陆秋田东海道山阳196422E2－1000型23CRH2动车组242.2法国高速列车发展TGV-PSETGV-ATGV-2NTGV东南线大西洋线第二代198119891990.5.18创515.3km/h记录AVE1992西班牙高速线用TGV-R高速联线、北方线1993TGV-TMST1994英、比、法三国国际线TGV-PBKA1996法、荷、比、德四国国际线TGV-K1997韩国高速线用1996第三代双层高速列车，东南线、地中海线第四代2006法国东部线第一代25TGV－2N262.3德国高速列车ICE-3272.3德国高速列车CRH3282.4意大利高速列车ETR500292.5西班牙高速列车AVE302.6韩国高速列车KTX312.7我国高速铁路的发展及应用概况90年代开始认识到建设干路客运专线网的重要性，提出建设京沪高速铁路，并建成了我国第一条200km/h等级的秦沈客运专线。我国计划修建客运专线：2010年9800km2020年14500km32按照国务院提出的“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的要求，积极采用“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术和标准，引进了世界一流动车组技术。国产化工作进展顺利。CRH（ChinaRailwayHigh-speed）系列动车组每列8辆编组，并可实现两列车联挂运行。CRH1BSPCRH2四方股份CRH3唐山工厂CRH5长客股份CRH系列动车组动车组制造情况表20列00第一批第二批第一批第二批第二批第一批批次51列6列3列57列03列唐山工厂/西门子51列6列3列长客股份/阿尔斯通20列00BSP/庞巴迪60列00四方股份/川崎重工国内制造散件组装整车进口项目阶段制造企业35CRH1动车组组成庞巴迪-四方-鲍尔（BSP）生产，原型是庞巴迪为瑞典AB提供的Regina1MC15M3Tb2TP18MC26M27TP23M143.我国高速动车组总体参数z5M+3T，8节编组zMc+Tp+M+M+T+M+Tp+Mc36CRH1动车组编组情况37z主电源：25kv，50Hz，单相交流z运行速度：200km/hz牵引总功率：5300KWz起动加速度：0.406m/s2z空车编组重量：420tz定员载荷重量：474tCRH1动车组主要参数38z动车组总长：214000mmz车体最大长度:头车26950mmz中间车26600mz车体最大宽度：3331mmz车体最大高度：4040mmz车门处地板面高度：1250mmz客室天花板高度：2250mmz轨距：1435mmz转向架中心距：19000mmz固定轴距：2700mmz轮径：915mmz中间车钩高度：940mmz端部车钩高度：880mmCRH1动车组主要尺寸39CRH2动车组编组结构图CRH2动车组组成及主要参数z主电源：25kv，50Hz，单相交流z电动机：额定功率300kwz额定总功率：4800kWz总长：201.4mz头车长度：25.7mz中间车长度：25mz车体宽度：3.38mz车体高度：3.7mz适应站台高度：1.25mz4M+4T，8节编组zTc+M+M+Tp+T+Mp+M+Tc40CRH2动车组编组结构图CRH2动车组组成41z车体最大长度头车：25,700mmz中间车：25,000mmz全长：201,400mmz车体最大宽度：3,380mmz车体最大高度：3,700mmz车门处地板面高度：1,300mmz车厢天花板高度：2,277mmz轨距：1,435mmz转向架中心距：17,500mmz固定轴距：2,500mmz车轮径：860mmz车钩中心线高度：1,000mmCRH2动车组主要尺寸42下线的CRH2动车组一等车二等车CRH2动车组客室44CRH2动车组驾驶室45通过台就餐区小卖部CRH2动车组车内设备46卫生间CRH2动车组车内设备盥洗间小便池残疾人卫生间47CRH2动车组由1辆一等车和7辆二等车（含1辆酒吧、二等合造车）组成全列车定员610人，定员布置如下表：6451100551008510055定员87654321序号驾驶动车平面布置图中间车平面布置图CRH2动车组定员、平面布置图CRH2动车组速度提升的主要设计变化动车组由4动4拖(总牵引功率4800kW)改为6动2拖（总牵引功率7200kW)44动动44拖拖66动动22拖拖非动力轴动力轴CRH3高速动车组速度等级为时速300公里。50389012601678.5z总长：约200mz头车长度：25.70mz中间车长度：25mz车体宽度：3.3mz车体高度：3.89mz适应站台高度：1.25mCRH3动车组主要参数z4M+4T，8节编组zMc+Tp+M+T+T+M+Tp+Mc。51头车变压器车变压器车酒吧车一等车中间车中间车头车拖车轴牵引轴充电器电池辅助变流双辅助变流器制动电阻变压器牵引变流器CRH3动车组编组结构图527387875750878773定员87654321序号CRH3动车组由1辆一等车和7辆二等车（含1辆酒吧车）组成全列车定员601人，定员布置如下表：驾驶动车平面布置图中间车平面布置图CRH3动车组定员、平面布置图一等车二等车CRH3动车组客室54CRH3动车组驾驶室55CRH3动车组驾驶室56CRH3动车组车内设备盥洗间行李间控制间酒吧间57z(3M+1T)+(2M+2T)，8节编组zMc+M+Tp+M+T+Tp+M+Mc。CRH5动车组主要参数北车长春客车厂（联合阿尔斯通）生产原型阿尔斯通为芬兰国铁提供的SM3型58¾高速动车组的基本模式¾高速动车组的主要技术要求¾高速动车组的基本组成¾高速动车组转向架¾高速动车组试验、运用及检修4、高速动车组技术59¾动力集中型动车组是指将列车电器和动力设备集中安装于位于列车两端的动力车上，仅动力车的轮对是动力轮对，动力车不载客的动车组。¾动力分散型动车组是将由电机驱动的动力轮对分散布置在列车的全部或部分轮对上，同时将列车的主要电器和机械设备吊挂在车辆下部，列车全部车辆可载客的列车模式。4.1高速动车组的基本模式动力分散动力分散动车组优点:•牵引功率大，载客人数多•轴重小，黏着力用合理•启动快，加速性能好•运用可靠，不需换向•利用率高，适合公交化客运•编组灵活，经济效益高动力集中高速动车组发展趋势由于动力分散动车组与动力集中动车组比较在高速运用条件下有明显的优点，原采用动力集中技术的国家在开发时速300公里及以上高速动车组时，也选择了动力分散的技术。动力分散是高速动车组的发展趋势。62高速动车组的主要技术要求：•有较高的运行稳定性•高的运行安全性•有好的舒适性•车体轻，轴重小•车体气密