构建动车组自主创新体系推动铁路技术装备现代快速发展

坚持自主创新,我国铁路掌握了动车组核心技术和相关配套技术,构建了时速200～250km、300km的高速动车组技术平台。CRH动车组的主要技术特点体现在动力、车体、转向架、制动系统、牵引传动、网络控制、弓网受流、编组、内装9个方面;技术发展趋势主要表现在高速化、多品种、轻量化、高运行品质、模块化、舒适性、安全性与可靠性、良好的空气动力学性能8个方面。CRH动车组技术创新重点是在高速转向架、车体、牵引控制、制动系统、网络控制、电磁兼容、车内环境与设备、运用检修、安全评估9个方面,为构建和谐铁路提供了技术支撑。     

轻量化动力集中动车组动力转向架

根据动力集中动车组要求,研制了一种可适用于"高速铁路网"与"普速铁路网"的轻量化动力集中动车组动力转向架,阐述了该转向架主要技术及结构特点:转向架采用B0轴式、驱动装置采用主动齿轮空心轴+挠性板联轴器弹性机构驱动,牵引电机架悬,1 050 mm车轮轮装盘式基础制动,轮缘油气润滑,转向架具有较小的轴距和质量。通过试验验证该转向架具有较好的可靠性和动力学性能。     

国产CRH2E型卧车动车组关键技术

介绍国产CRH2E型卧车动车组总体结构,从整车轻量化、牵引方式、车钩缓冲装置、高速转向架和制动系统阐述动车组的关键技术.     

下一代高速列车关键技术的发展趋势与展望

迅速发展的轨道车辆装备制造业已经成为未来世界经济发展的重要引擎。针对全球高速铁路发展及高速列车的技术特征进行技术分析和调研,分析了世界高速铁路发展状况及高速列车发展计划,尤其是欧洲及日本的下一代高速列车技术研制特征。同时,介绍我国下一代高速列车的技术特征和技术目标,包括设计理念,车体、转向架、牵引传动和制动、智能化特征、安全性等关键技术。重点提出我国下一代高速列车的技术指标建议值,论述了下一代高速列车转向架、车体、牵引传动等关键系统的技术发展方向和智能化的设计目标。结论表明:国内外下一代高速铁路的技术发展和竞争依然比较激烈,下一代高速铁路先进技术成为当前的主要热点和重要研究方向,具有迫切性和必要性。     

制动系统综合试验台综述

提出了一种新的制动系统综合试验台设计方案,对试验台关键部分的结构设计和测控系统进行了介绍.通过这样的设计,可以满足高速动车组制动系统、转向架系统及车体模拟装置性能试验和研究性试验的需求.     

新一代高速动车组车体结构创新设计

为满足因速度提升带来的车体评价标准改变,新一代高速动车组车体在CRH2A型动车组成熟结构基础上进行结构优化设计。仿真和试验结果表明,新一代高速动车组车体结构在轻量化、强度、振动模态、空气动力学和动应力测试等方面具有优异的性能,结构安全可靠。     

高速动车转向架动力学性能SIMPACK仿真建模与分析

针对高速动车转向架动力学性能的影响因素缺乏综合分析,提出一种基于SIMPACK的高速动车转向架动力学性能仿真建模与分析方法。以高速动车安全舒适运行需求为目标,根据高速试验列车客车强度及动力学性能规范,构建高速动车转向架动力学性能评定的指标,并研究基于SIMPACK的转向架动力学性能仿真评价及其实现流程。以CRH2型动车组为例,建立其转向架及车体的动力学仿真模型,具体分析四类车轮踏面类型和五类一系及二系悬挂系统等主要影响因素,提取CRH2型高速动车稳定及平稳运行的重要特征参数,为高速动车组转向架的动力学设计及优化提供支持。     

轮轨高速牵引动力关键技术的特点与发展趋势

高速牵引动力是高速铁路的关键装备,如何把握高速牵引动力在电传动系统变流装置、车体、转向架、辅助系统及可靠性等方面关键技术的特点与发展趋势,在吸收消化国外先进技术的基础上,坚持关键技术的自主创新,本刊执行主编(记者)胡可良对我国高速铁路研究专家、铁道科学研究院研究员臧其吉进行了专访。现将访谈内容辑录成本刊专栏文章,并经臧其吉研究员审阅同意后刊出。     

高速动车组电空制动系统试验台

中国铁道科学研究院建设了高速铁路系统试验国家工程实验室高速动车组制动系统试验室,这是一个具有国际先进水平的高速动车组制动系统试验研究和创新平台,实现对300～500km/h高速动车组制动系统及关键部件的研究性试验、性能试验和可靠性试验。高速动车组电空制动系统试验台是试验室的重要组成部分。试验台围绕高速动车组制动系统的发展方向和关键技术,可以进行高速动车组微机控制直通电空制动系统的匹配特性试验、系统联调试验和测试验证。还可以进行高速动车组制动系统关键气动部件和电气部件的性能试验、可靠性试验及测试验证。     

运营于京津城际铁路的CRH2-300型“和谐号”动车组

由南车四方机车车辆股份有限公司（“南车四方股份公司”）自主研发制造的首批6列时速300公里及以上动车组（CRH2—300型动车组）已顺利通过了为期7个月严格的试验验证、试运营考验。8月1日，首批动车组在北京奥运会配套工程、我国第一条高速城际铁路——京津城际铁路正式投入运营。CRH2—300型“和谐号”动车组是在引进消化吸收国外时速200公里动车组的技术平台的基础上，由南车四方股份公司自主开发、设计和制造，首列国产时速300公里及以上动车组于去年年底竣工下线。该高速动车组结合我国铁路的运营特点和线路状况，在动力学、系统集成、车体、转向架、牵引系统、制动系统、环境控制系统、旅客服务系统等方面进行了一系列自主创新，整体技术等级达到了世界先进水平。     

时速350km高速动车组的技术创新点

CRH2型时速350km高速动车组由南车四方股份公司自主研发和设计制造。在该型动车组的设计过程中,技术人员以大量理论研究、仿真计算、工程化设计和试验数据为支撑,进行多层面的创新研究,在转向架、车体、牵引系统、制动系统、减振降噪、旅客界面等方面实现技术升级,其综合技术达到了世界先进水平。CRH2型时速350km高速动车组的主要技术创新点包括：     

国外高速铁路机车车辆关键技术的研究

国外高速列车采用交流牵引电机控制技术,其转向架要与总体模式相兼容,使列车的牵引和制动、导向及曲线通过性能和运行平稳性能达到良好的统一。高速列车的控制与诊断系统可确定故障的位置,提出应急处理方案或通知地面维护部门。此外,国外高速列车还采用了复合制动技术,车体结构设计及其轻量化技术,车厢密封、环境控制及卫生排污技术,轻量化材料、减振材料、密封及制动材料等。通过对这些关键技术的分析研究,为我国客运专线试验、运行和维护以及配套技术系统提供参考和借鉴。     

小轮径快速动力集中动车组动力车转向架研究

文章介绍了一种适用于快速动力集中动车组,采用小轮径轴盘制动且电机弹性架悬的动力车转向架的基本结构特点及主要技术参数,重点对轮对轴箱、驱动制动系统、牵引装置、构架等部件结构进行了分析。仿真计算表明该转向架的动力学性能优良,强度满足要求,达到了轻量化目标。     

走进中国高速铁路(三)——探秘动车组(下)

上期杂志中,我们介绍了高速列车头型、车体和转向架。而如何让列车高速行驶？如何及时停车保障安全？庞大的列车又由什么控制呢？就让我们继续探秘动车组,了解高速列车的牵引系统、制动系统和网络控制系统。     

高速动车组转向架的发展及其动力学特性综述

概述了国内外高速动车组转向架的发展历程、高速动车组动力学性能评定和转向架结构对车辆动力学性能的影响,对我国高速动车组转向架的基本模式提出了部分建议.     

高速动车组制动信息显示平台设计

通过设计建立高速动车组制动信息显示平台,论述制动系统在高速动车组控制系统中的重要性及高速动车组司机控制台显示器的组成及框架结构,设计高速动车组司机控制室的列车制动信息界面,实现高速动车组制动信息的实时性、智能化.     

动车组故障轨边图像自动检测系统的设计与实现

动车组故障轨边图像自动检测系统(TEDS)是集高速数字图像采集、大容量图像数据实时处理技术、精确定位技术、模式识别技术、智能化与网络化技术以及自动控制技术于一体的智能系统,可采集运行中动车组车体底部、车体两侧裙板、车辆连接装置、转向架等可视部位的外观图像,并实时传输至监测中心,对图像进行故障识别报警。TEDS系统采用人机结合方式,可及时发现动车组关键部位故障,有助于提高动车组检修作业质量,保障行车安全。     

400km/h高速动车组变轨距走行系统关键技术研究

为了适应不同的轨距尺寸,以传统动车组轮对结构为基础,进行了400 km/h高速变轨距走行系统关键技术设计,包括车轮和车轴的间隙设计研究、车轮和车轴的横向锁紧机构设计、转矩的传动技术设计、地面装置的设计以及适应高速运行的动力学分析,对各项技术的设计原理及其关键作用进行了详细说明。该设计思路可供国内变轨距转向架的研发提供参考。     

速度350 km·h-1等级世界高速列车技术发展综述

分析法国AGV型、日本Fastech360型、德国ICE350E型、西班牙Talgo350型及韩国HSR-350X型等350 km.h-1速度等级高速列车的技术特征,对各项重要的技术性能指标进行分析比较。指出世界高速列车技术发展方向基本是:更多采用动力分散形式,最高运行速度达到350~400 km.h-1;采用IGBT、IPM、IGCT等模块,实现牵引传动变流器的大功率、小体积和高可靠性;转向架采用有源或半有源悬挂,有效降低横向振动;强化复合制动系统,开始采用安全电阻制动及空气阻力板制动;提高车体气密性及降噪性能;采用先进的列车自动控制系统及故障监测系统;利用倾摆车体技术扩展高速列车的使用范围。     

基于复合材料应用和结构优化的车体轻量化关键技术

车体轻量化设计是实现高速动车组高水平轻量化的必然选择。通过对高速动车组车体质量占比、车体组成结构质量占比情况进行分析，明确了车体轻量化设计的必要性。对比6000系与7000系铝合金车体牵引梁的结构性能发现，7000系铝合金牵引梁在结构安全系数提升的情况下，牵引梁壁厚减少2.0～4.0 mm，质量减轻约7.5%。对比复合材料与传统金属材料的性能差异，系统介绍复合材料在高速动车组的应用情况、“积木式”试验验证及无损检测方法等，并阐述了复合材料面临的结构强度和适应性问题。以某型动车组车体为例进行结构优化设计，在满足车体结构静强度、疲劳强度、模态等性能要求的前提下，车体结构质量由10.35 t降至8.88 t，质量减轻约14.2%；并采用新技术实现车窗、座椅、电器柜、空调系统等车上设备设施的轻量化。