高速动车组是由若干带动力的车辆(动车)和不带动力的车辆(拖车)组成的,在正常使用寿命周期内始终以固定编组运行、不能随意更改编组的一组列车,典型列车编组方案如图1-1所示。
图1-1 高速动车组编组方案
我国高速动车组采用动力分散式动力配置方案,整车动力分散到高速动车组的若干车辆上,中间车辆有带动力的(即动车),也有不带动力的(即拖车),也可以全部车辆都带动力。
按不同车辆各部分具体功能来分,一般动车组由以下八部分组成,如图1-2所示。
图1-2 高速动车组的基本组成
(1)车体 车体分带司机室头车车体和中间车体两种。其作用包括:提供乘客乘坐空间、设备安装和纵向连接承载。
车体既是容纳乘客和司机驾驶(对于有司机室的车辆)的地方,又是安装与连接其他设备和部件的基础和骨架。通常车体由底架、端墙、侧墙和车顶等组成。
目前最新的动车组车体均采用整体承载的钢结构或轻金属结构,在实现轻量化设计目标的前提下满足强度和刚度要求。
(2)转向架 转向架有动力转向架和非动力转向架之分。其作用包括:承载、导向(转向)、减振和制动;动力转向架还有驱动(牵引)的作用。
转向架位于车辆的最下部、车体与轨道之间,它牵引和引导车辆沿着轨道行驶,并承受和传递来自车体及线路的各种载荷,同时缓和其动力作用。它是保证车辆运行品质和保障运行安全的关键部件。
转向架一般由构架、弹簧悬挂装置、轮对轴箱装置和基础制动装置等组成。而动力转向架还装设有驱动装置(包括牵引电动机和传动齿轮)。
(3)牵引传动及控制系统 牵引传动及控制系统的作用是实现电能有效传递和转换、驱动列车前进和控制列车正常运行。
动车组的牵引传动及控制系统包括动车(或拖车)上的各种电气设备及其控制电路。按其作用和功能又可分为主传动电路系统、辅助电路系统和电子与控制电路系统三部分。主传动电路系统主要包括主变压器、变流装置和牵引电动机等;辅助电路系统主要包括各种通风冷却装置;电子与控制电路系统主要包括与牵引传动系统有关的各种控制装置。
(4)制动装置 制动装置包括机械部分、空气管路部分和电气控制部分。其作用是产生一定的制动力,使列车在规定的距离或时间内减速或停车。它是保证列车安全运行所必不可少的装置,不仅在动车上设制动装置,在拖车上也要设制动装置,这样才能使运行中的车辆按需要减速或在规定的距离内停车。现代动车组通常以再生制动为首选制动方式。
(5)车间连接装置 车间连接装置包括各种车钩缓冲装置、铰接装置和风挡等。其作用是连接车辆成列、缓和纵向冲击和传递电力及信号。一般车辆编组成列必须借助于连接装置,即所谓车钩。当然铰接式动车组通常采用铰接装置来代替车钩。为了改善列车纵向平稳性,一般在车钩的后部装设缓冲装置,以缓和列车冲击。另外还必须借助简便且可靠的连接头将车辆之间的电气和空气管路很好连通。(www.xing528.com)
同时,为了改善列车的密封状况和空气阻力,需要采用密封且外表面平滑过渡的内外风挡。
牵引缓冲连接装置有如下几种形式:
①全自动车钩和缓冲器。
②半自动车钩和缓冲器。
③半永久牵引杆。
④各种形式的铰接装置。
(6)受流装置 受流装置的作用是将电流(能)顺利导入动车。
从接触导线(接触网)或导电轨(第三轨)将电流引入动车的装置称为受流装置或受流器。受流装置按其受流方式分类有多种形式,高速动车组通常采用受电弓受流器,属上部受流。受电弓可根据需要进行升降。
在受流制式上,目前世界各国高速铁路既有采用直流供电的(1500V或3000V),也有采用交流供电的(50/3Hz、15kV或50Hz、25kV)。
我国客运专线全部采用50Hz、25kV单相交流供电,有如下优点:
①可提高牵引电网的供电质量,降低迷流数值。
②增加牵引供电距离,从而减少牵引变电所数量。
(7)车辆内部设备(或动车组辅助设备) 车辆内部设备的作用是保证乘客乘坐安全舒适及主要设备正常工作。车辆内部设备包括服务于乘客的车体内的固定附属装置和服务于车辆运行的辅助设备。
属于前者的包括:车电、通风、取暖、空调、座椅和拉手,以及旅客信息系统等。属于后者的包括:蓄电池(箱)、继电器(箱)、主控制(箱)、空气压缩机、总风缸、辅助电源装置(辅助变流器)、通风冷却装置、各种电气开关和接触器(箱)等。
(8)列车控制网络信息系统 列车控制网络信息系统的作用是对整个列车的牵引、制动和车内所有设备进行控制、监测和诊断。该系统主要由列车信息中央装置(CCU)、列车信息终端装置、列车信息显示器(含IC卡架)、列车总线(WTB,Wired Train Bus)、车辆总线(MVB,Multifunction Vehicle Bus)、控制总线(CAN,Controller Area Network)、网关(GW,Gateway)以及车内各种设备的监控、诊断和显示装置等组成。
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