我国铁路机车车辆现代化的关键技术

合集下载

浅谈高速铁路机车车辆技术

【摘要】高度铁路机车车辆技术主要包括牵引传动技术、高性能转向架技术、外形空气动力学设计技术以及车辆间密接式连接技术等，涉及电子、机械、材料、计算机以及数控等多个领域，在研究上存在一定难度。本文阐述了我国高速铁路机车车辆发展过程，并针对重点技术进行了分析。

【关键词】高速铁路；机车车辆；关键技术

高速铁路行业的快速发展，促进了社会经济的发展以及人们生活质量的提升。高速铁路机车车辆技术的存在，对保证机车车辆运行安全的重要保证，其牵引系统是否能够正常运行，发挥其所具有的功能与性能，又或者是外型空气动力学设计是否合理，都影响着列车运行安全[1]。因此，必须要加强对高速铁路机车车辆技术的研究，提高列车运行的稳定性与安全性。

一、高速铁路机车车辆技术发展概述

随着科学技术的发展，我国高速铁路机车车辆发展快速，逐渐实现了由传统蒸汽机车牵引向内燃、电力牵引的转换。高速铁路机车车辆牵引传动多为电力牵引传动方式，即便有采用内燃牵引的高速列车也是电传动方式。而所谓的电传动方式就是将外部输入的电能或者是自身产生的能源通过一整套的电能转换与传递装置，实现电能与机械能之间的转换，以此来完成驱动牵引机车前进[2]。以电传动装置所采用的牵引电动机类型可以将电动机车分为两种，即直流电传动方式和交流电传动方式，其中交流电传动方式有可分为交流同步电传动方式与交流异步电传动方式两种。早期投入运行的高速铁路机车车辆基本都是直流电传动方式，随着大功率可控硅变流技术的发展，三相交流传动技术逐渐得到了应用，此后相继出现交通同步传动方式、交流异步传动方式等，推动了我国高速铁路机车车辆技术的发展。

浅谈高速铁路机车车辆技术

张永军

【期刊名称】《科技与企业》

【年(卷),期】2014(000)014

【总页数】1页(P427-427)

【作者】张永军

【作者单位】呼和浩特铁路局集宁车辆段内蒙古锡林郭勒盟二连浩特 011100【正文语种】中文

【相关文献】

1.高速铁道机车车辆技术的发展

2.铁道机车车辆技术教育中虚拟现实技术的应用与开发

3.基于铁路机车车辆技术运用的可靠性分析

4.我国机车车辆技术的发展与展望

5.我国铁路机车车辆技术标准国际化发展研究

因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买

高速铁路机车车辆关键技术解析

高速铁路在现在快节奏的生活下已经被广泛的应用，其中所涉及的机车车辆技术涵盖了牵引传动技术以及外形空气动力学等技术等。文章围绕高速铁路机车车辆的关键技术，分析了其中应用的几种技术。

标签：高速铁路；机车车辆；技术

0 引言

高速列车是推动高速铁路运行的主要技术核心，同时也是机车车辆逐渐现代化的主体形式。在现阶段快节奏的生活环境下，高速列车已经被广泛的应用于交通出行中。若高速铁路可以体现现代化的科学技术，那么高速列车则融合了机械与电子等多方面的技术形式[1]。受铁路网规划要求的影响，我国在修建高速铁路的工作中已经有了既定的规划，为了实现这一目标，相关人员对高速铁路机车车辆关键技术进行研究，全面推动机车车辆技术水平的提升已经逐渐成为现阶段铁路相关工作人员进行思考的重要问题。为此，文章中针对高速铁路机车车辆关键技术，对其所应用的几种技术进行了分析。

1 牵引传动技术

高速列车和普通列车不同之处在于，高速列车的牵引设备要比较大的功率，并且其牵引机的重要比较轻，可以运行于比较恶劣的环境中，同时需要维修。高速列车的牵引设备能够可控逆转，加强在高速下的黏着利用，设备中电机没有转换向，这样便不会造成电机出现比较大的耗损。在高速列车中应用比较广泛的牵引传动技术是交-直-交变流体系，该技术被广泛应用的原因是可以把单相交流电转换成为可以进行调频变压的三相交流电，以此作为牵引力的主要牵引动力。高速列车中的交流传动体系作用于工业行业中的交流设备中，不管是调速范围或是控制性能都存在比较大的提升，在快速动态的响应方面存在一定的优势，在其中可以将牵引和再生制动进行转换，并且具有较高的运行效率以及防震性能。

浅谈高速铁路机车车辆技术

【关键词】高速铁路；机车车辆；关键技术

一、高速铁路机车车辆技术发展概述

70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程

第39卷第5期2019年10月

铁道机车车辆

RAILWAY LOCOMOTIVE I CAR

Vol.39No.5

Oct.2019

f专题研究I

文章编号=1008-7842(2019)05—0025—11

70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程

李和平】，严霄蕙2

（1中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，北京100081；

2北京电子科技职业学院经济管理学院，北京100176）

摘要回顾分析了新中国成立以来我国铁路机车车辆制动技术的发展变化,重点介绍了货运列车、提速旅客客车、重载货运列车、高速列车、复兴号动车组制动技术的自主研发情况及关键技术、性能参数，分析了制动技术在我国铁路发展过程中所起到的重要作用。最后介绍了我国铁路参与国际铁路机车车辆标准制订情况及对铁路走出去的影响。

关键词铁路；机车车辆；高速列车；制动；发展

中图分类号：U260.35文献标志码：A doi：10.3969力.issn.1008—7842.2019.05.06

（一）

自1876年中国大地上出现第1条营业铁路$$吴淞铁路建成通车之日起，到1949年解放前夕，旧中国在70余年仅仅修建了2.7万余公里铁路，其中能够维持通车的只有2.2万公里#新中国建立后，作为国民经济的大动脉，铁路得到快速发展，截止2018年底，我国铁路总里程已达到13.1万公里，其中高速铁路2.9万公里，占全世界总里程的2/3。2017年6月26日代表着世界先进水平、被命名为复兴号的两列中国标准动车组在京沪高铁亮相，开启了中国铁路技术装备新时代#回眸70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展和变化，每一步都印证着我国铁路的发展和技术进步#

高速铁路机车车辆关键技术分析

【摘要】

本文主要对高速铁路机车车辆的关键技术进行了分析。在首先介

绍了背景信息，指出高速铁路的重要性和发展需求；其次阐述了研究

意义，指出了深入研究高速铁路机车车辆技术的重要性；最后介绍了

研究方法，说明了本文采用的研究方法和途径。在分别从高速铁路机

车车辆概述、主要技术指标分析、电力传动技术、车辆牵引系统和车

辆监测系统五个方面进行了详细分析和讨论。最后在结论部分总结了

本文的研究成果，展望了高速铁路机车车辆技术的发展趋势，以及对

社会的影响和应用前景。通过本文的研究，可以进一步促进高速铁路

机车车辆技术的发展和应用，推动高速铁路建设的进步。

【关键词】

高速铁路、机车、车辆、关键技术、概述、技术指标、电力传动、牵引系统、监测系统、总结、发展趋势、影响、应用。

1. 引言

1.1 背景介绍

高速铁路机车车辆关键技术分析

引言

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，高速铁路已经成为

现代交通运输的重要组成部分。高速铁路机车车辆作为高速铁路运输

系统中的重要组成部分，承担着载客和货物运输的重要任务。其技术

水平的提高和发展直接影响着高速铁路运输系统的安全性、运行效率

和运输能力。

随着高速铁路建设规模的不断扩大和技术水平的不断提升，高速

铁路机车车辆的关键技术已经成为研究的热点之一。各国纷纷加大对

高速铁路机车车辆技术的研究和开发力度，不断推动高速铁路技术的

创新和进步。

本文旨在对高速铁路机车车辆的关键技术进行分析和研究，从而

全面了解高速铁路机车车辆的技术特点和发展趋势，为高速铁路技术

的进一步发展提供参考和支持。

铁路机车车辆技术运用的可靠性分析

建材发展导向

铁路机车车辆技术运用的可靠性分析

于一航

(中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东青岛266111)

摘要：“十三五”期间，我国经济社会发展面临着激烈的国际市场竞争和艰巨的改革发展任务，特别是铁路机车运输业。我国机车车辆装备在负荷、速度、环保智能等方面取得了快速发展，随着运输市场的不断完善，机车希望在运输市场上占有一席之地，必须提高其可靠性。

关键词：铁路；机车车辆技术；可靠

铁路运输一直被认为是国民经济的主要动脉。因此，它不仅是中国重要的基础设施之一，也是综合交通体系的重要组成部分，它在中国经济社会发展中发挥着不可替代的作用。机车设备技术是铁路客货运输等各种功能的动力源，是实现中国铁路快速发展的重要保障之一。经过近十年的发展，我国铁路机车车辆装备技术不断提高。它不仅符合国际先进水平，甚至超越发达国家，走在世界前列。既促进了铁路系统的综合发展，又促进了社会经济的发展。

1铁路机车车辆的关键技术

1.1牵引传动技术

铁路机车牵引传动装置对机车运行至关重要，对牵引传动技术的要求很高。首先，它应具有额定输出功率大、重量轻、能承受恶劣环境的能力，便于维护和速度控制。在这项技术中还包括直流、交流电的变流系统，交一直一交变流系统指的是将交流电通过整流能够变为为直流电，然后将直流电转换成三相交流电，由交流牵引电机的逆变器调节频率和电压。与普通换流器系统相比，铁路机车交流传动系统具有调速范围宽、控制更全面的特点，响应速度快，输出电压波形质量好，牵引和再生制动频繁转换等优点。

铁道机车车辆焊接技术及应用

摘要：焊接技术是铁路机车车辆制造中最关键的工艺技术，广泛应用于车体结构制造中。本文介绍了目前铁路装备

行业中广泛应用的焊接技术以及一些代表未来发展方向的焊接技术与应用情况，希望对了解铁路机车车辆焊接技术具有一

定参考意义。

关键词：铁道机车车辆；车体；焊接技术；应用现状

前言：

随着装备制造业的快速发展，铁道机车车辆相关生产制造技术也得到了迅速发展。焊接作为其中的一项关键技术，

对铁路机车车辆车体的制造成本、生产效率和质量等方面具有重大影响，研究其技术特点及应用十分有必要。当前国内外

铁路车辆制造所用焊接技术有电阻焊、电弧焊以及近年来出现的新的焊接技术，如激光焊、搅拌摩擦焊等。下面将分开对

其技术特点和应用进行论述。

1.电阻点焊技术

铁道车辆采用了箱式结构，车体可划分为底架、侧墙、端墙和车顶，在以不锈钢车体为主的制造中大量使用了点焊

工艺。所谓点焊，是将待焊接的金属板件重叠，用电极施加压力，并通过电流以利用焦耳热局部熔化焊接区实现焊接材料

接合的焊接方法。电阻点焊总体热输入相较于电弧焊要低的多，易于实现自动化，操作简易，在大批量生产中生产效率高，是当前不锈钢车体首选的焊接方法。

由于点焊不是连续焊接，难以保证焊件的水密性，因此对水密性有要求的接头，如车顶板，则通过基于电弧焊接的

连续焊接进行施工。电阻点焊属于自动焊接方法，其焊接质量基本上与作业者无关，不能从外观上判定焊接状态，也没有

其他简易的无损检测方法，如何确保焊接质量是一项需要解决的课题。在目前的实际操作中，点焊作业前必须制作焊接试样，通过对其进行破坏试验来确认焊接装置状态及条件满足要求以保证焊接质量。

高速铁路机车车辆关键技术分析

第21卷　第2期郑州铁路职业技术学院学报 Vol .21　No .2　2009年6月 Journal of Zhengzhou Rail w ay Vocati onal &Technical College Jun .2009

　收稿日期:2008-12-10

　作者简介:李新东(1969-)男,河南新密人,郑州铁路职业技术学院机电工程系副教授。

卢桂云(1966-)女,河南商丘人,郑州铁路职业技术学院机车车辆系副教授。

高速铁路机车车辆关键技术分析

李新东　卢桂云

(郑州铁路职业技术学院　河南郑州　450052)

摘　要:针对高速铁路机车车辆应普遍具有的牵引传动技术、复合制动技术、高性能转向架技术、车辆轻

量化技术、外形的空气动力学设计技术、高速列车的控制、检测和诊断技术、车辆间密接式连接技术、车厢密封减噪及集便排污技术、高速列车倾摆技术、高速受电弓技术等十大关键技术进行分析,提出高速列车应进一步完善的技术问题。

关键词:高速铁路　机车车辆　关键技术高速列车是高速铁路的技术核心,是机车车辆现代化的有效载体。如果说高速铁路是现代高新技术的综合集成,则高速列车是机械、电子、材料、计算机、数控等现代技术综合集成的集中体现。根据国务院批准执行的“中长期铁路网规划”要求,2020年前我国将修建四纵四横的客运专线及三个城际快速客运系统,共计达12000k m 以上。为此,研究高速列车关键技术,推进我国机车车辆现代化建设已成为铁路科技工作者面临的紧迫任务。

高速列车按列车动力轮对分布和驱动设备的设置来分类,可分为动力集中型和动力分散型;按列车转向架布置和车辆联结方式来分,可分为独立式转向架和铰接式转向架。随着高速列车速度进一步提高到300k m /h 以上,动力集中与动力分散两种类型正在相互靠拢,动力分散式相对集中,动力集中式将动轴扩展,粘着利用将更加充分。

高速铁路机车车辆关键技术分析

随着我国高速铁路网络的不断扩建和完善，高速铁路机车车辆技术也得到了迅速的发展和提升。高速铁路机车车辆的关键技术在保障列车安全、提高运行速度、降低能耗和减少环境污染等方面发挥着重要作用。本文将从动力系统、车体设计、牵引系统、制动系统和车辆控制等方面对高速铁路机车车辆关键技术进行分析。

一、动力系统

高速铁路机车车辆的动力系统是其运行的核心，直接关系到列车的牵引性能和运行速度。随着技术的不断进步，高速铁路机车车辆采用了多种先进的动力系统，如交-直流混

合动力系统、异步牵引电动机技术、无齿轮传动技术等。这些技术的应用大大提高了机车车辆的牵引力和加速性能，同时也提高了运行效率和降低了能耗。

二、车体设计

高速铁路机车车辆的车体设计是为了提高列车的稳定性、降低风阻、增加载客量和保障列车的安全。近年来，高速铁路机车车辆采用了多种轻量化材料和结构设计，如碳纤维复合材料、空气动力学设计等，以降低车辆自重和风阻，提高列车的运行速度和能效。在车体设计中也强化了列车的抗风性能和抗震性能，提高了列车的稳定性和安全性。

三、牵引系统

高速铁路机车车辆的牵引系统是其动力输出和传输的关键组成部分。目前，高速铁路机车车辆主要采用了VVVF（可变电压可变频率）控制技术和IGBT（绝缘栅双极型晶体管）牵引逆变技术，以实现电力传动系统对牵引电动机的精密控制和高效能输出。这些技术不仅提高了列车的牵引力和加速性能，还降低了能耗和减少了对环境的污染。

高速铁路机车车辆关键技术分析

作者：李国亮

来源：《智富时代》2019年第06期

【摘要】我国高速铁路的迅速发展和建设促进了区域经济发展和人们生活质量提升。机车车辆技术作为保证高速铁路机车车辆运行安全的重要基础，所涉及的技术众多，加强对机车车辆技术的研究，对于提高高速列车运行稳定性、安全性具有重要意义。

【关键词】高速铁路；牵引传动；外形空气动力学；高速转向架；复合制动技术

高速铁路列车按照动力轮对、驱动设备可以分为动力集中型、动力分散型，按照转向架布置、车辆连接方式可以分为独立转向架式、铰接转向架式。高速铁路机车车辆所涉及的技术众多，交流牵引电机控制技术能够使列车牵引、制动、导向、曲线通过性、运行平稳性等实现良好统一。机车车辆的控制与诊断技术能够明确故障位置，提出应急处理方案。与此同时，高速鐵路机车车辆还融合了机械、电子等多方面的技术。在我国高速铁路迅速发展、加快建设的大环境下，在一带一路的战略背景下，分析高速铁路机车车辆关键技术，对于推动机车车辆技术水平发展至关重要。

一、高速铁路机车车辆技术的发展

在科技技术迅速发展的背景下，我国高速铁路机车车辆获得了较快发展，逐渐由传统的蒸汽机车牵引技术转变为内燃、电力牵引技术。现阶段，机车车辆的牵引传动技术多采用电力牵引传动，将外部输入的电能或自身产生的能源通过电能转化与传递，将电能转变为机械能，以驱动牵引机车前进。早期运行的高速铁路机车车辆主要采用的直流电传动方式，伴随机车车辆技术的发展和新技术的引进，交流同步传统、交流异步传动的出现大大推动了高速铁路机车车辆技术的发展。

70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程(续)

第39卷第6期2019年12月

铁道机车车辆

RAILWAY LOCOMOTIVE I CAR

Vol.39No.6

Dec.2019

f专题研究I

文章编号=1008-7842（2019）06—0016—16

70年来我国铁路机车车辆制动技术的发展历程（续）

李和平！，严霄蕙2

（1中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所，北京100081；

2北京电子科技职业学院经济管理学院，北京100176）

摘要回顾分析了新中国创立以来我国铁路机车车辆制动技术的发展变化，重点介绍了货运列车、提速旅客客车、重载货运列车、高速列车、复兴号动车组制动技术的自主研发情况及关键技术、性能参数，分析了制动技术在我国铁路发展过程中所起到的重要作用#最后介绍了我国铁路参与国际铁路机车车辆标准制订情况及对铁路走出去的影响#

关键词铁路；机车车辆；高速列车；制动；发展

中图分类号：U260.35文献标志码：A doi：10.3969力.issn.1008—7842.2019.06.04

（二）

4重载货运制动技术

我国铁路重载运输开始于上世纪80年代初#改革开放以后，国民经济快速发展，铁路货运量猛增，运量与运能的矛盾日益突出，发展重载运输成为不二选择# 1980年铁科院机辆所首次向国家计委、国家经委和铁道部建议实施重载运输#国家经委和铁道部采纳了该建议，并安排铁科院开展相关科研课题#1981年由国家科委、国家计委、国家经委及国家建委下达的交通系统主要技术政策研究中，铁科院承担了“铁路牵引动力发展方向和发展步骤”、“提高旅客运输能力及客车发展方向”、“铁路大型货车发展方向”等课题#铁科院机辆所在1983〜1984年期间，首次完成了4000〜5000t重载列车制动配套技术的试验研究，并第一次在环行线进行了双机牵引7000〜10000t货运列车的探索性制动试验#1984年，机辆所与北京铁路局合作，在环形线和丰沙大线首次进行了5000t列车纵向动力学试验，基本上摸清了长大重载列车的纵向力分布规律#在此期间，为了适应货车制动技术研究和发展需要，铁科院将建于1964年的100辆编组货车制动试验台，扩展为150辆编组#本世纪初为了适用于长大货运列车制动试验的需要，又将试验台扩展到200辆编组#发展铁路重载货运的核心问题之一是制动问题#在开展重载列车研究初期，机辆所与南京摩擦材料厂合作，研制成功了407G型高摩合成闸瓦；与齐齐哈尔车辆厂等合作，研制了ST1—600型双向闸瓦间隙自动调整器;研制了400A/B型货车制动机空重车自动调整器#这些新技术与103制动阀、新型制动缸等配套，运用于重载C）'a敞车#与此同时，铁科院机辆所与齐厂合作，成功研制了用于大秦线单元运煤列车的缩短型专用C）3A敞车，为开行重载组合列车而研制了组合列车空气同步制动装置和列车尾部主管压力遥测装置#

动车组列车的结构及关键技术

动车组列车的结构及关键技术
1.1 动车组列车的结构
7.列车控制与监测网络系统
列车控制与监测网络系统（TCMS）主要由中央控制单元（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）、车辆总线（MVB）、控制总线（CAN）、网关（GW）及车内各种设备的监控、诊断和显示装置等组成。TCMS的主要作用是对整个列车的牵引、制动和车内的所有设备进行控制、监测与故障诊断。信息传输及网络控制是由计算机系统完成的，其主要采用模块化产品，产品分布在列车的各个控制现场。顺畅的通信网络是列车正常运行的根本保证，是现代列车运行的核心。
动车组列车的结构及关键技术
1.1 动车组列车的结构
6. 车内设备
列车车内设备是指为旅客提供必要的舒适条件所需的设备（固定附属装置）和服务于车辆运行的辅助设备。固定附属装置有换气装置、空调装置、取暖装置、厨房设备、卫生设施、旅客信息系统、座椅和拉手等。车辆运行的辅助设备有通风冷却装置、辅助空气压缩机、辅助电源装置、蓄电池、继电器（箱）、主控制箱、总风缸、各种电气开关和接触器（箱）等。
1. 车体
动车组列车的结构具有特殊性，其车体分为带司机室头车车体和中间车体两种。其内部空间不仅包括用于司机操纵驾驶、容纳旅客及装载行李的地方，而且包括用于设置动车上其他设备和部件的连接安装基础的地方。通常，车体空间框架由底架、端墙、侧墙和车顶等组成，承受着作用于车辆上的各种垂直载荷和水平载荷。为了保证车体的强度、刚度及车体的轻量化指标，高速动车组通常采用不锈钢材料、薄壁筒形整体承载结构，或铝合金材料、中空型组焊结构制造，而铝合金材料是今后动车组车体的主导材料。

技术装备如何推动现代化铁路的发展

第一篇：技术装备如何推动现代化铁路的发展

技术装备如何推动现代化铁路的发展

【摘要】铁路是国家的重要基础设施、国家的大动脉、大众化交通工具。在综合交通体系中处于骨干地位，没有铁路的现代化就难以实现国家的现代化。中国幅员辽阔、内陆深广、人口众多，资源分布及工业布局不平衡，铁路运输在各种运输方式中占有的优势更加突出，在经济社会发展中具有特殊重要的地位和作用。而为了实现铁路事业跨越式发展的目标,铁路技术装备必须现代化。在技术装备上，以客运高速、快速和货运快捷、重载为重点，使我国铁路机车车辆技术、线路桥涵技术、通信信号技术达到国际先进水平，实现铁路信息化,实现技术装备现代化。

【关键字】现代化铁路、技术装备现代化、高铁技术、铁路运输安全、职工素质

[正文]德国高铁技术装备的应用

德国的ICE高速列车使用了大量高科技，是全世界高新科技代表之一。ICE的运行速度很快，乘坐亦十分舒适。其中ICE 5 使用完全不同的技术的新车型（使用磁悬浮技术），用于汉堡-柏林磁悬浮线路，这条线路由德国铁路公司经营。ICE 21 计划中的另一种快速列车，用于试验一系列新技术，如采用不同于现在ICE的新型转向架。但这项计划的财政尚未获批准，在未来五年内也许不会实现。ICT 由ICE派生的可倾式（摆式）列车，这种列车在传统线路上运行速度可达到230km/h。ICE-VT 在非电气化铁路上运行的内燃-电动车组，带四节车厢，速度可达200km/h。有鉴于ICE系统令列车不能完全发挥的问题，德国国铁又特别于早晨及黄昏列车需求量极大的时间、于各大城市之间推出ICE Sprinter（ICE特快）。ICE特快线路与大部份ICE相同，但大量减少站数，令商务客人及长途旅客可以更快到达目的地。在德国整个ICE路网中，列车只可以在两段高速路线上达到300公里／小时的最高营运速率。德国高铁模块式原理，ICE材料轻，承载能力

铁路机车车辆技术

货车转向架各部分的名称
1-轮对；2-轴箱；3-摇枕弹簧；4-侧架；5-摇枕
（1）轮对
轮对（下图）是两个车轮紧密地压装在一根车轴上组
成的。轮对承受车辆的全部重量，以较高的速度引导车辆在钢轨上行驶，并与钢轨相互作用产生各种作用力.
图3-17 轮对实物图
车轮与钢轨头部的接触面，称为踏面,踏面为园锥体。
应能自动制动停下。
目前我国广泛使用闸瓦摩擦式制动装置，其制动方式如图所示，在闸瓦压力作用下，闸瓦
压紧滚动的车轮踏面，与车轮
踏面产生摩擦，从而将列车运
动的动能转换为摩擦热能消散
于大气，达到列车减速或停车的目的。车辆制动装置由制动机、基础制动装置和手制动机三部分组成。
闸瓦摩擦式制动
1－转向架侧架；2－闸瓦；
作用原理：根据铁路运输生产的需要，为了实现挂钩或摘钩，使车辆连接或分离，车钩应具有锁闭、开锁、全开三种位置。
车辆连挂后各车钩应处在锁闭位置，以保证列车运行时各车钩不能
任意分离；摘解车辆时，车钩应处在开锁位置，以便使两连挂的车钩脱开；连挂车辆时，车钩应处在全开位置，使其中的一个车钩钩舌完全张开，才能使另一车钩的钩舌进入其钩腕内，以便两钩连挂。
在三通阀主鞲鞴移动的同时和它连在一起的滑阀也跟着向右移动使得制动缸内的压缩空气经过滑阀下的排气口排出于是制动缸鞲鞴被弹簧的弹力推回原位使闸瓦离开车轮而缓解减压制动作用2空气制动机的工作原理减压制动作用当司机将制动阀移到制动位时制动主管内的压缩空气向大气排出一部分这时副风缸内的空气压力相对地大于制动主管内的压力因而推动三通阀的主鞲鞴向左移动截断充气沟的通路使副风缸内的压缩空气不能回流

论高速铁路机车车辆关键技术范斌

发布时间：2021-08-10T08:02:24.296Z 来源：《基层建设》2021年第15期作者：范斌

[导读] 中国铁路建设在规模以及技术方面居于世界前列，为人们出行以及货物运输提供了很大的便利

中国铁路呼和浩特局集团有限公司包头车辆段内蒙古自治区包头市 014010

摘要：中国铁路建设在规模以及技术方面居于世界前列，为人们出行以及货物运输提供了很大的便利。高速铁路作为现代化先进的铁路技术，其不仅推动了我国交通运输行业的发展，同时对于其他产业和技术发展也起到了推动作用。基于此，本文就高速铁路机车车辆关键技术展开研究，首先阐述了高速铁路机车车辆技术，其次对其关键技术进行了深入分析，以期能够为高速铁路机车车辆优化完善奠定基础。

关键词：高速铁路；机车车辆；关键技术

引言

随着我国高速铁路技术的不断发展，现在的铁路机车均朝着高速化、重载化的方向发展，对机车的运行安全也提出了更高的要求。铁路机车在长期高负荷运转下极易出现设备故障，目前对机车故障的诊断主要采用人工定期检修及车载故障巡检系统的方式，但人工检修周期长、效率低，无法发现突发的故障。车载故障巡检系统则无法实施在线监测和数据包升级，只能到地面检修中心后通过数据接口和分析系统相连接，无法满足故障排查的及时性。因此，需要加大力度研究高速铁路机车车辆技术，以保证列车运行稳定、安全，提高高速铁路运行质量。在工作时系统能够实时对列车设备和系统的运转状态进行检测，从而快速确定故障类型、解决方案，同时还能够有效地获取地面数据中心的远程在线诊断和故障修复，从而极大地提升了铁路机车运行的安全性和稳定性。

相关主题

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

我国铁路机车车辆现代化的关键技术

前言

高速铁路正在全世界如火如萘地发展，2002年底统计世界新建高速铁路已达5435km，2004年4月1日韩国首条高速铁路开通，速度达300km/h，2005年中国台湾省首条高速铁路也将开通，到2007年全世界新建高速铁路还要增加3267km。

高速列车是高速铁路的技术核心，是机车车辆现代化的具体载体。如果说高速铁路是现代高新技术的综合集成，则高速列车是机械、电子、材料、计算机、控制等现代技术综合集成的集中体现。根据国务院批准执行的“中长期铁路网规划”要求，2020年前我国将修建四纵四横客运专线及三个城际快速客运系统共计达12000km以上，为此研究开发并攻克高速列车的关键技术，推进我国机车车辆现代化已成为当前摆在铁路科技工作者面前的紧迫任务。

高速列车如按列车动力轮对分布和驱动设备的设置来分类，可分为动力集中型和动力分散型，如按列车的转向架布置、车辆联结方式来分类，可分为独立转向架式和铰接转向架式，各种类型的高速列车各有其优、缺点，但总体上均取得成功。随着高速列车速度提高到300km/h以上，动力集中与动力分散两种类型正在相互靠拢，界线逐渐模糊，动力分散式相对集中，动力集中式将动轴扩展，粘着利用更加充分而性能价格比提高，正向着综合型式发展。

各型高速列车不论具体结构及设备如何，其关键技术是一致的，可以列出如下十大技术领域：

一、交流传动技术

1. 高速列车牵引传动装置的特殊要求

高速列车在高速下运行，其基本阻力大大增加，尤其是空气阻力与速度成二次函数关系，其功率与速度成三次函数关系，因此，必须具备大功率的牵引动力。高速列车牵引传动装置的特殊要求是：

◆大的额定输出功率。

◆牵引电机重量轻，易维修，耐恶劣环境条件。

◆速度控制方便。

◆电机的转矩—速度特性较陡，可抑制空转，提高高速下粘着利用。

◆电机无换向，不会引起电气、机械损耗，无环火故障。

2. 交—直—交变换系统

交—直交变换系统是将单相交流电通过整流转变为直流电，又通过逆变器将直流电转变为可改变频率与电压的三相交流电，供交流牵引电机牵引所用，高速列车的交流传动系统与一般工业领域的变流装置相比，有其技术上的特点：◆调速范围宽，可从0速度一直到最高速度300km/h以上，而且调频连续无冲击。

◆控制特性全面。从恒功控制到恒转矩控制，再到自然特性区控制，均可实现。

◆有良好的快速动态响应特性。能适应空转，打滑、跳弓、离线等各种网压波动。

◆输出电压波形质量良好，能尽量减少谐波分量，功率因数可接近为1.0。

◆牵引与再生制动可频繁转换。

◆效率高、可靠性好。

◆重量轻、体积小、耐振、可接近性好。

在交流传动系统中，采用异步牵引电机越来越成为发展主流。自换向同步交流电机最大的优点是变流器控制装置比较简单，控制同步电机的GTO晶闸管逆变器可靠、成本低，但同步交流电机仍存在换向机构(滑环及电枢绕组)、其体积和重量相对异步电机要大，而且维修仍有困难。而异步牵引电机没有换向器，结构简单，体积小，重量轻，功率/重量比高，可实现电机无维修，因此更受欢迎。尤其是逆变器技术的进步，新型电力电子功率元件的发展，为异步电机广泛采用提供了优越条件。

IGBT/IPM元件发展迅速有取代GTO元件的趋势。20世纪70年代，门极关断晶闸管(GTO)首先问世，并迅速取代普通晶闸管，使变流技术迅速发展，它不再需要强迫换相电路，使逆变器构成简单，结构紧凑，在大功率领域得到采用，成为世界高速列车交流传动系统的主要组成。

20世纪末，IGBT(绝缘栅极、双极性晶体管)、IPM(智能功率模块)等新型电力电子功率器件开发成功，使IGBT、IPM在高速列车上得到新的应用，它具有体积小，重量轻，可靠性高，能实现信号处理、故障诊断、自我保护等功能因此IGBT、IPM为新型高速列车如700系、E2系、E4系、ICE-350型等所采用。GTO与IGBT/IPM的基本性能比较见表1。

表1 GTO元件和IGBT、IPM基本性能比较

GTO元件 IGBT/IPM元件

电压 4500V(>6000V) 3300V(>4000V)

电流 3000A～4000A(可关断电流) 1200A

开关频率 500Hz 3kHz

开关损耗大小

通态损耗小大

吸收回路损耗大小

驱动功率大(电流控制型) 小(电压控制型)

di/dt,du/dt限制严格(需加阳极电抗器) 不严(无需阳极电抗器)

保护功能外设完善的自我保护

3. 牵引电机悬挂及机械传动方式

传统的牵引电机采用轴悬式架承在轮对车轴上(也叫抱轴式)，这种方式缺点是电机全部重量支承在车轴上，增大簧下质量，引起轮轨冲击振动，恶化电机工作条件。

高速列车的牵引电机可采用三种悬挂方式：

架悬式：一般动力分散式均采用架悬式。优点是：结构简单，电机悬挂在转向架构架横梁侧面，用齿形联轴器与车轴齿轮箱联接。但这种方式仅适用于单轴功率较小的牵引电机，径向、轴向位移较小(±12mm以内)。

万向轴体悬式：牵引电机悬挂在车体下，通过三滚子万向轴与齿轮箱相连，这种方式优点是传递功率较大，万向轴可传递8000Nm的扭矩，缺点是万向轴要求很高制造精度。

轮对空心轴半体悬式：该系统将牵引电机、齿轮传动系统和传递转矩的内外双空心轴及制动盘、轮对组装成一体，构成驱动制动单元。其优点是空心轴与车轴间径向间隙可补偿电机相对位移，但这种装置要求很高精度，必须先套内外空心轴于车轴上，再压装车轮。

三种悬挂方式都已成功地采用在各型高速列车上。

二、复合制动技术

1. 高速列车制动系统必须具备的条件

高速列车的制动系统，在技术上完全突破了传统的列车制动模式。高速列车制动系统必须具备的条件是：

(1) 尽可能缩短制动距离以保障行车安全

高速列车必须尽可能缩短制动距离，因为自动闭塞的信号区间长度完全由列车允许的制动距离来决定。

高速列车缩短制动距离的办法有：

①减少列车空走时间；

②采用大功率盘形制动机，并作为高速制动系统的主体；

国际铁路联盟规定：在动力制动失效情况下，机械摩擦制动必须保证高速列车能在规定的制动距离内停车，以确保行车系统的安全。因此，摩擦制动为高速列车最终实现停车必不可少的基本制动方式。

③采用复合制动方式；

高速列车制动能量巨大，若完全由盘形制动和闸瓦制动来承担，则制动盘及闸片(闸瓦)寿命将大大缩短。必须研究其他制动方式如动力制动、非粘着制动等来分担繁重的制动任务。只有在其他制动方式发生故障的特殊情况下，盘形制动才承担全部制动负荷，达到经济合理的匹配。

(2) 保证高速制动时车轮不滑行

①按速度控制制动力的大小以充分利用粘着；

②采用高性能的防滑装置；

③采用非粘着制动方式；

(3) 司机操纵制动系统灵活可靠，能适应列车自动控制的要求