高速动车组是指由动车和拖车或全部由若干动车以特定方式长期固定连挂在一起以实现特定功能的组合式车组,具有自带动力、固定编组、两端均可操作驾驶等特点,其使用方式和检修体制都不同于机车和车辆。
一般有动车和拖车之分,两者之间的共同点是都可以乘坐旅客,其主要区别是动车上装有牵引电动机等牵引动力装置,而拖车不带动力装置。
高速列车按动力的分布和驱动设备的设置分为动力分散型和动力集中型;按列车车辆转向架布置和车辆之间的连接方式分为独立(转向架)和铰接(转向架)式。由列车动力两种分布类型和车辆连接与转向架布置的两种方式相互组合就出现了四种型式不同的高速列车,如图5-1-1所示。
图4-1-1 高速列车的类型
(一)动力集中型与动力分散型动车组
1.动力集中型动车组
列车编组中一端或两端(或一端是动力车,另一端是控制车)为动力车,后面或中间为拖车,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,动力车之间为数量不等的拖车的动车组,形成推挽式牵引。典型代表有德国的ICEl和ICE2、法国的TGV-PSE和TGV-A等。
动力集中型动车组具有以下优点。
(1)制造和维护费用低。
与传统的列车相似,牵引动力集中在两台动车上,牵引电机和电器数量少,列车制造和维护费用低。
(2)客室内舒适性较好。
由于拖车不设置牵引电气、动力机械设备,故旅客车厢内噪声、振动较小,舒适度较高。
(3)适应不同路况能力强。
容易变更动车车型以适应不同路况的需要。牵引头车可以通过摘挂使列车进入既有线,甚至可通过更换内燃机车使列车直接进入非电气化铁路运行。
动力集中型动车组的缺点如下。
(1)载客量相对较少。
由于动力车不载客,所以使整列车相对载客量较少。
(2)轮轨动作用力大。
由于动力集中布置使动车轴重较大,高速运行时的轮轨动作用力明显增大。
(3)黏着利用差。(www.xing528.com)
黏着利用等指标不如动力分散式。
(4)制动性能欠佳。
动力制动只能由头部的动车实施,制动能力受限,闸瓦或闸片磨耗严重,需频繁更换。
2.动力分散型动车组
动力分散式是由若干动车和拖车组成一个单元,再由若干单元组成列车,且整车的主要电气和机械设备几乎全部吊挂在车底架的下部。典型代表有日本的新干线动车组、德国的ICE3、法国的AGV等。
动力分散型动车组具有以下主要优点。
(1)动力装置分布在列车不同的位置,可以充分利用所有车厢载客,故车厢定员多,载客量大,牵引功率大 ,运量大,效率高。
(2)启动加速性能好,动轴数量多,牵引黏着重量大,需要黏着系数较小,轮轨黏着状态易保证,易于发挥牵引力以适应高速需要。
(3)编组灵活,多动力单元组成,冗余性高,运行可靠性高,不需换向,利用率高,经济效益好,适合公交化客运。
(4)每台转向架的牵引装置分散在车底下,体积小,轴重轻且分布均匀,降低了车身强度要求,对线路影响小,易实现轻量化和低轴重。
(5)使用电气制动多,减小了机械制动部件磨耗,改善了制动性能,同时电气和机械制动联合使用,性能稳定,安全性高。
动力分散型动车组的缺点如下。
(1)制造成本和维修费用较大。
与传统运营、维修管理体制和习惯不适应,必须建立一套新的维修保养体系,每辆动车都装有全套牵引用电机和电器,增加了动车组的制造成本和维修费用。
(2)车内噪音和振动较大。
每辆动车车底架下面吊装有动力设备,其产生的振动和噪声会影响车厢内的舒适度。
(二)独立(转向架)式和铰接(转向架)式动车组
独立式动车组的每节车辆的车体都置于两台转向架上,车辆与车辆之间用密接式车钩连接,每节车辆从动车组上解挂后,可独立行走;铰接式动车组的基本原理是两个车体由一个球窝关节联结,其中一个车体落在转向架的二系弹簧上,另一个车体通过球窝关节固定在第一个车体上,简而言之就是两节车厢放在一个转向架上(见图4-1-2),每节车辆不能从动车中解开成为一个独立可行的车辆。
图4-1-2 铰接式转向架
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