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動(dòng)車(chē)組概述 |
Electric Multiple Units |
動(dòng)車(chē)組就是由動(dòng)車(chē)和拖車(chē)組成或全部由若干動(dòng)車(chē)固定連掛在一起組成的車(chē)組,主要用于高速鐵路旅客運(yùn)輸。目前動(dòng)車(chē)組多數(shù)采用電力驅(qū)動(dòng),由外部接觸網(wǎng)供電。 |
動(dòng)車(chē)組分類(lèi) |
動(dòng)車(chē)組按速度等級(jí)分為3種:
1. 準(zhǔn)高速列車(chē) 最高運(yùn)行速度為160~200km/h
2. 高速列車(chē) 最高運(yùn)行速度為200~400km/h
3. 超高速列車(chē) 最高運(yùn)行速度為400km/h以上
準(zhǔn)高速列車(chē)就是通常說(shuō)的“動(dòng)車(chē)”。
高速列車(chē)是通常說(shuō)的“高鐵”。實(shí)際上高鐵指的是高速鐵路,在高速鐵路上跑的依然是動(dòng)車(chē)組。
目前商業(yè)應(yīng)用的超高速列車(chē)還很少。
在動(dòng)車(chē)組中具有動(dòng)力(有牽引電機(jī))的車(chē)稱(chēng)為動(dòng)車(chē),沒(méi)有動(dòng)力的車(chē)稱(chēng)為拖車(chē)。按動(dòng)力車(chē)的布置分為動(dòng)力集中型與動(dòng)力分散型。
動(dòng)力集中型列車(chē)
動(dòng)力集中型列車(chē)將動(dòng)力裝置集中安裝在列車(chē)的一端或兩端的動(dòng)力車(chē)(車(chē)頭、機(jī)車(chē))上,車(chē)頭的車(chē)輪是由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力輪,動(dòng)力車(chē)只作牽引不載客。拖車(chē)的車(chē)輪無(wú)電機(jī)驅(qū)動(dòng),只載客不牽引,圖1中上圖是動(dòng)力集中型列車(chē)。
在車(chē)體與軌道之間有轉(zhuǎn)向架,是承載車(chē)體運(yùn)動(dòng)的部分,裝有牽引電機(jī)的轉(zhuǎn)向架稱(chēng)為動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架(動(dòng)力轉(zhuǎn)向架)。一個(gè)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架安裝有2個(gè)動(dòng)車(chē)輪對(duì),但CRH5動(dòng)車(chē)組的動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架只安裝了1個(gè)動(dòng)車(chē)輪對(duì),另一個(gè)是非動(dòng)力輪對(duì)。拖車(chē)安裝的是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架(非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架)。
動(dòng)力集中型列車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)是只有動(dòng)力車(chē)有動(dòng)力裝置,包括受電、變電、變流驅(qū)動(dòng)、牽引電機(jī)等,其他均為拖車(chē),無(wú)動(dòng)力裝置,所以車(chē)輛維護(hù)量少,造價(jià)低,拖車(chē)數(shù)量調(diào)整方便。
動(dòng)力集中型列車(chē)的主要缺點(diǎn)是機(jī)車(chē)非常笨重,不只是因?yàn)橛性S多大型設(shè)備,也因?yàn)樾枰幸欢ǖ闹亓渴管?chē)輪與鐵軌有足夠的摩擦力以保證有足夠的牽引力,笨重的機(jī)車(chē)使鐵軌與車(chē)輪磨損加大,也要求鐵路有足夠的堅(jiān)固性,如果是高速鐵路造價(jià)會(huì)很高。 |

圖1--動(dòng)力集中型牽引列車(chē)與動(dòng)力分散型牽引列車(chē) |
動(dòng)力分散型列車(chē)
動(dòng)力分散型列車(chē)的動(dòng)力輪分散在多節(jié)車(chē)輛的轉(zhuǎn)向架中,無(wú)專(zhuān)用的牽引車(chē),列車(chē)的全部車(chē)輛都可以載客。動(dòng)力分散型列車(chē)又分為完全分散模式與相對(duì)分散模式。
一種是完全分散模式,即高速列車(chē)編組中的車(chē)輛全部為動(dòng)力車(chē),另一種是相對(duì)分散模式,即高速列車(chē)編組中大部分是動(dòng)力車(chē),小部分為無(wú)動(dòng)力的拖車(chē)。
動(dòng)力分散型列車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)是動(dòng)力分布在多節(jié)車(chē)輛,每輛車(chē)的動(dòng)力設(shè)備小、輕便,可減輕鐵軌磨損,減輕對(duì)鐵路堅(jiān)固性的要求。雖然動(dòng)力車(chē)輕了,但多個(gè)動(dòng)力車(chē)的總牽引力足夠帶動(dòng)自己與少量拖車(chē),多輪分散驅(qū)動(dòng)提高了列車(chē)啟動(dòng)、運(yùn)行、制動(dòng)能力,非常適合高速列車(chē),目前高速動(dòng)車(chē)組基本都是動(dòng)力分散型列車(chē)。
動(dòng)力分散型列車(chē)的主要缺點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)高些,但鐵路的造價(jià)不會(huì)很高。
在我國(guó)動(dòng)車(chē)組主要為型號(hào)為CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH380,每種型號(hào)又細(xì)分為多種型號(hào)。CRH系列統(tǒng)稱(chēng)為“和諧號(hào)”。
CRH系列動(dòng)車(chē)組多數(shù)為8節(jié)車(chē)輛一組,也有16節(jié)車(chē)輛一組。下面舉例介紹其動(dòng)力布置形式。 |
CRH1
CRH1采用5動(dòng)3拖共8車(chē)輛編組,見(jiàn)圖2。1號(hào)車(chē)、3號(hào)車(chē)、4號(hào)車(chē)、6號(hào)車(chē)、8號(hào)車(chē)為動(dòng)力車(chē),安裝有牽引變流器與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架;2號(hào)車(chē)、5號(hào)車(chē)、7號(hào)車(chē)為拖車(chē),安裝的是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架。在2號(hào)車(chē)與7號(hào)車(chē)頂安裝有受電弓與主變壓器,接受25kV的交流電源,在5號(hào)車(chē)也裝有主變壓器。 |
 圖2—CRH1動(dòng)車(chē)組的編組 |
CRH2
CRH2采用4動(dòng)4拖共8車(chē)輛編組,見(jiàn)圖3。2號(hào)車(chē)、3號(hào)車(chē)、6號(hào)車(chē)、7號(hào)車(chē)為動(dòng)力車(chē),安裝有牽引變流器與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架;1號(hào)車(chē)、4號(hào)車(chē)、5號(hào)車(chē)、8號(hào)車(chē)、為拖車(chē),安裝的是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架。在4號(hào)車(chē)與6號(hào)車(chē)頂安裝有受電弓,接受25kV的交流電源。主變壓器安裝在2號(hào)車(chē)與6號(hào)車(chē)。 |

圖3--CRH2動(dòng)車(chē)組的編組 |
CRH3
CRH1采用4動(dòng)4拖共8車(chē)輛編組,見(jiàn)圖4。1號(hào)車(chē)、3號(hào)車(chē)、6號(hào)車(chē)、8號(hào)車(chē)為動(dòng)力車(chē),安裝有牽引變流器與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架;2號(hào)車(chē)、4號(hào)車(chē)、5號(hào)車(chē)、7號(hào)車(chē)為拖車(chē),安裝的是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架。在2號(hào)車(chē)與7號(hào)車(chē)頂安裝有受電弓與主變壓器,接受25kV的交流電源。 |

圖4--CRH3動(dòng)車(chē)組的編組 |
CRH5
CRH5采用5動(dòng)3拖共8車(chē)輛編組,見(jiàn)圖5。1號(hào)車(chē)、2號(hào)車(chē)、4號(hào)車(chē)、7號(hào)車(chē)、8號(hào)車(chē)為動(dòng)力車(chē),安裝有牽引變流器與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架;3號(hào)車(chē)、5號(hào)車(chē)、6號(hào)車(chē)為拖車(chē),安裝的是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架。在3號(hào)車(chē)與6號(hào)車(chē)頂安裝有受電弓與主變壓器,接受25kV的交流電源。
與其他動(dòng)車(chē)組不同的是CRH5動(dòng)車(chē)組的動(dòng)力轉(zhuǎn)向架只有一個(gè)輪對(duì)有牽引電機(jī)。 |

圖5--CRH5動(dòng)車(chē)組的編組 |
CRH380A
CRH380A采用6動(dòng)2拖共8車(chē)輛編組,見(jiàn)圖6。2號(hào)車(chē)、3號(hào)車(chē)、4號(hào)車(chē)、5號(hào)車(chē)、6號(hào)車(chē)、7號(hào)車(chē)為動(dòng)力車(chē),安裝有牽引變流器與動(dòng)力轉(zhuǎn)向架;1號(hào)車(chē)、8號(hào)車(chē)為拖車(chē),安裝的是拖車(chē)轉(zhuǎn)向架。在4號(hào)車(chē)與6號(hào)車(chē)頂安裝有受電弓,接受25kV的交流電源。主變壓器也安裝在4號(hào)車(chē)與6號(hào)車(chē)。 |

圖6--CRH380動(dòng)車(chē)組的編組 |
動(dòng)車(chē)組基本結(jié)構(gòu) |
動(dòng)車(chē)主要由車(chē)體、轉(zhuǎn)向架、車(chē)端連接裝置、車(chē)輛電氣與控制系統(tǒng)、客車(chē)內(nèi)部設(shè)備組成。下面參考CRH2型動(dòng)車(chē)組對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。 |
帶司機(jī)室車(chē)輛
圖7是帶司機(jī)室車(chē)輛基本結(jié)構(gòu)與組成示意圖。車(chē)體主要由車(chē)頂、車(chē)側(cè)墻、端墻與底架組成,是容納乘客和司機(jī)駕駛的地方,是安裝設(shè)備和部件的基礎(chǔ)。為使車(chē)體輕量化,高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體通常采用鋁合金和不銹鋼材料制造。 |

圖7--帶司機(jī)室車(chē)輛基本組成 |
底架是整個(gè)車(chē)輛的承力部件,底架坐在轉(zhuǎn)向架上,上面撐車(chē)廂(客艙)下面掛著各種設(shè)備。在底架上鋪設(shè)地板,在駕駛室部分安裝司機(jī)的操縱臺(tái)與座椅,在客艙部分安裝乘客座椅與衛(wèi)生設(shè)施,兩部分用內(nèi)隔墻分開(kāi)。
在底架下方吊裝所需設(shè)備,主要是電氣與控制設(shè)備、空調(diào)、通風(fēng)設(shè)備等。底架兩頭安裝車(chē)鉤,用來(lái)與其他車(chē)輛掛接。見(jiàn)圖7下圖。
車(chē)前后各有一個(gè)非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架,轉(zhuǎn)向架安裝有制動(dòng)裝置。
圖8是帶司機(jī)室車(chē)輛外觀(guān)圖。 |

圖8--帶司機(jī)室車(chē)輛外觀(guān)圖 |
不帶司機(jī)室車(chē)輛
圖9是不帶司機(jī)室車(chē)輛基本結(jié)構(gòu)與組成示意圖。車(chē)體主要由車(chē)頂、車(chē)側(cè)墻、端墻與底架組成,是乘客艙與安裝設(shè)備和部件的基礎(chǔ)。高速動(dòng)車(chē)組車(chē)體通常采用鋁合金和不銹鋼材料制造。
在底架上鋪設(shè)地板,安裝乘客座椅與衛(wèi)生設(shè)施。
在底架下方吊裝所需設(shè)備,主要是電氣與控制設(shè)備、空調(diào)、通風(fēng)等設(shè)備。主變壓器把25kV變?yōu)樽兞髌鳎ㄗ儞Q裝置)所需電壓,變流器輸出三相交流電通向牽引電動(dòng)機(jī)。底架兩頭安裝車(chē)鉤,用來(lái)與其他車(chē)輛掛接。見(jiàn)圖9下圖。
車(chē)前后各有一個(gè)動(dòng)力轉(zhuǎn)向架,轉(zhuǎn)向架也安裝有制動(dòng)裝置 |

圖9--不帶司機(jī)室車(chē)輛基本組成 |
圖10是不帶司機(jī)室車(chē)輛外觀(guān)圖。 |

圖10--不帶司機(jī)室車(chē)輛外觀(guān)圖 |
其他車(chē)輛結(jié)構(gòu)基本相同,就不再介紹了。 |
轉(zhuǎn)向架 |
在車(chē)體與軌道之間有轉(zhuǎn)向架,轉(zhuǎn)向架是承載車(chē)體運(yùn)動(dòng)的部分。轉(zhuǎn)向架由機(jī)械構(gòu)架與輪對(duì)組成,機(jī)械構(gòu)架安裝有機(jī)械彈簧與空氣彈簧等減振裝置,以保證車(chē)輛平穩(wěn)運(yùn)行。 |
輪對(duì)
一根車(chē)軸與裝在軸上的兩個(gè)車(chē)輪組成一個(gè)輪對(duì),圖11是來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的拖車(chē)輪對(duì)照片。在兩車(chē)輪間的車(chē)軸上還裝有制動(dòng)盤(pán),其結(jié)構(gòu)與原理與汽車(chē)的剎車(chē)盤(pán)相似。左圖輪對(duì)裝有3個(gè)制動(dòng)盤(pán),右圖輪對(duì)裝有2個(gè)制動(dòng)盤(pán)。 |

圖11--拖車(chē)輪對(duì) |
裝有牽引電機(jī)的輪對(duì)稱(chēng)為動(dòng)車(chē)輪對(duì),圖12是來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)車(chē)輪對(duì)照片。
右圖的車(chē)軸上裝有齒輪箱,采用圓柱齒輪傳動(dòng),電動(dòng)機(jī)軸與車(chē)軸平行。在每個(gè)車(chē)輪兩側(cè)面裝有制動(dòng)盤(pán)。
左圖的車(chē)軸齒輪箱采用圓錐齒輪傳動(dòng),電動(dòng)機(jī)軸與車(chē)軸垂直,CRH5動(dòng)車(chē)采用這種傳動(dòng)方式。在齒輪箱兩側(cè)的車(chē)軸上裝有2個(gè)制動(dòng)盤(pán)。 |

圖12—?jiǎng)榆?chē)輪對(duì) |
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圖13—拖車(chē)轉(zhuǎn)向架 |
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轉(zhuǎn)向架
圖13是來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的拖車(chē)轉(zhuǎn)向架模型照片。拖車(chē)轉(zhuǎn)向架是非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架,車(chē)輛底架座在空氣彈簧上。轉(zhuǎn)向架有2個(gè)拖車(chē)輪對(duì),有4套制動(dòng)裝置。 |
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圖14是來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架照片。動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架(動(dòng)力轉(zhuǎn)向架)裝有牽引電機(jī)。通常一個(gè)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架安裝有2個(gè)動(dòng)車(chē)輪對(duì)與2臺(tái)電機(jī),見(jiàn)左圖。CRH5動(dòng)車(chē)的動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架安裝一個(gè)動(dòng)車(chē)輪對(duì)與一個(gè)拖車(chē)輪對(duì),在右圖前方是動(dòng)車(chē)輪對(duì),電機(jī)另掛在底架下,通過(guò)萬(wàn)向軸與輪對(duì)的齒輪箱聯(lián)接,類(lèi)似汽車(chē)的動(dòng)力聯(lián)接。 |

圖14--動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向架 |
受電弓 |
受電弓安裝在車(chē)輛頂部,受電弓主要由滑板、上框架、下臂桿、升弓與降弓機(jī)構(gòu)、絕緣子等部件組成,滑板從接觸網(wǎng)取得電能傳送給車(chē)內(nèi)動(dòng)力設(shè)備。
圖15是來(lái)自網(wǎng)絡(luò)上的動(dòng)車(chē)受電弓照片。 |

圖15--動(dòng)車(chē)受電弓 |
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