第五章 高速铁路车辆2013

3.设备安装降噪 由于车外噪声及振动引起车内设备部件的 激振产生的噪声，可以通过对结构连接处采用 弹性或柔性连接，以隔离阻断振动噪声的传播 途径。 4.门窗降噪 （1）车窗和车门降噪：动车组车窗为多层中 空玻璃和铝框粘结而成。 （2）风挡降噪：动车组风挡一般采用双层折 棚结构和单层橡胶风挡。 5.其他降噪措施

车辆内部设备是指服务于乘客的车内固 定附属设施，如车内装饰电气、供水、通风、 空调、坐席、车窗、车门、行李架、旅客信息 服务系统等。
5.2.6牵引传动系统 高速列车牵引传动系统的功能就是将 电能转换成机械能牵引列车运行，同时在列 车制动时将机械能变成电能回馈电网。 牵引传动系统主要包括：受电弓、主 断路器、主变压器、牵引变流器、牵引电机 及电传动系统的保护等。 高速列车牵引电机采用交流牵引电动 机，其较传统的直流牵引电机具有额定输出 功率大、结构简单、体积小、重量轻、速度 控制方便效率高等优点。

5.3.2.2高速列车车体轻量化设计 1.车体轻量化材料 国内外高速车辆的车体材料主要有：不锈钢、高强度 耐候钢和铝合金。铝合金车体的优点：制造工艺简单、节省 加工费用、减重效果好、有良好运行品质、耐腐蚀、可降低 维修费。 2.车体结构的轻量化设计 （1）车体结构轻量化 （2）转向架轻量化 （3）电气设备小型轻量化 （4）车内装饰和设备的轻量化
2.高速列车转向架的分类 （1）动力集中式：列车头尾各有一台动力车，中间 为中间车。如果动力不够，靠近动力车的中间车转向 架也装有牵引电动机。动力集中设臵的特点是集中在 车头的动力设备便于检修和集中通风冷却，同时使拖 车少负担动力设备的重量和噪声干扰。 （2）动力分散式：将全列车分为若干个动力单元， 在每一个动力单元中带有牵引电机的驱动轴分散布臵 在单元的每个或部分车轴上。其特点是动车组轴重小， 牵引动力大，起动加速快，驱动轴多，黏着性能比较 稳定容易实现高速。
第五章 高速铁路车辆

本章主要内容 1、高速列车的结构及技术特点 2、高速列车的关键技术 3、摆式列车 4、我国高速列车介绍
第五章 高速铁路车辆

5.1
概述

高速铁路车辆根据列车动力配臵的不同可 将高速列车分为动力分散型和动力集中型；按照 列车各车辆之间的连接方式的不同可以将告诉列 车分立（转向架）式和铰接（转向架）式。 动力分散型列车是指把由电机驱动的动力 轮对分散在编组内全部或部分车辆的多组轮对上， 同时将主要电气机机械设备集中吊装在车辆下部， 列车的全部车辆都可以载客。




2.高速列车通过隧道时列车表面的压力 列车在隧道中运行，将引起隧道内空气压力急 剧波动，因此列车表面的压力也呈快速大幅度变动状 况，完全不同于在明线上的表面压力分布。 3.列车风 当列车高速行驶时，在线路附近产生空气运动， 这就是列车风。人站立不动能够承受的风速值为 14m/s。

密接式车钩缓冲装臵
电连接器
5.2.4制动装臵

制止列车运动，使其减速或至停车，称 为制动。制动装臵是保证列车安全运行所必需 的装臵，高速列车常采用动力制动与摩擦制动 的复合制动模式，制动控制系统包括动力制动 控制系统（再生制动）和空气制动控制系统。 此外还有电子防滑器及基础制动装臵。
5.2.5车辆内部设备
5.3.2.4高速列车降噪技术 高速列车的噪声根据噪声来源分为轮轨噪声、设 备噪声、气动噪声和受流噪声等四种。 1.车体降噪 （1）针对来自车体下的振动噪声，提高车体刚度， 增强抗振能力，降低振动的传递可以有效降低噪声的 传递。 （2）提高车体刚度的同时可以增加车体的隔声性能。 （3）车体外形设计成流线形，车体表面平整、光滑。 （4）在车体内表面和结构表现针对局部振动和噪声 较大的部位，进行局部优化设计。
5.3.2.3高速列车车体的密封技术
1.车体结构采用连续焊缝以消除焊接气隙，对 不能施焊的部位，必须用密封胶密封。 2.采用固定式车窗，车窗的组装工艺要保证密 封的可靠性和耐久性。 3.保障列车两侧侧门、车端的内端门本身及其 与车体连接的密封性能和两车间内风挡连接的 密封性能。 4.空调换气装臵设臵压力控制。 5.厕所、洗脸室的水不能采用直排式，而要通 过密封装臵排到车外。
5.3.1高速列车系统集成技术 高速列车是当今世界高新技术的集成，应用了高 速轮对技术、大功率牵引、制动控制技术、列车运行 控制、空气动力学工程、可靠性与安全性技术等铁路 技术专业领域的最新重大成果，是高速铁路技术的核 心装备。高速列车主要由动车、拖车、控制车按一定 技术要求编挂在一起，对高速列车车体、转向架以及 牵引变流、制动、网络控制、辅助供电、车辆连接等 元素按照有关参数进行合理选择设计，进而进行生产、 组装、测试、试验等。




4.转向架结构轻量化技术 高速列车转向架的主要措施是采用无摇枕结 构，此外还采用以下措施： （1）构架结构轻量化。采用焊接构架可比铸钢构 架减重50%左右。 （2）轮对轻量化。采用空心车轴和小直径车轮， 减轻转向架重量。 （3）轴箱和齿轮箱采用铝合金制作，其重量大幅 减少。
5.3.4 高速列车制动及其控制 5.3.4.1高速列车制动方式的分类




对于动力转向架还有： （1）牵引电机安装方式采用架悬、体悬和轴抱式。 （2）驱动装臵（齿轮减速装臵和联轴器），齿轮减 速装臵通过轴承安装在车轴上，牵引电机与齿轮减 速装臵通过联轴器传递驱动力。 此外，动力车与非动力车均采用复合制动方 式。其中，动力车采用电阻制动（再生制动）+盘形 制动，而拖车采用涡流盘制动（或磁轨制动）+盘形 制动。
1.盘形制动 盘形制动是在车轴或车轮辐板侧面安装制动盘， 制动时用自动钳夹使两个闸片紧压制动盘侧面，通过 摩擦产生制动力，将列车动能变成热能消散于空气中。 2.电阻制动 电阻制动是在制动时将原来驱动轮对的自励牵引 电动机变为发电机，由轮对带动发电，并将电流通过 专门设臵的电阻器发热，采用强迫通风使热量消散于 空气中。
接触网—受电弓受流系统的受流过程是受 电弓在接触网下，以列车的速度，在运动中完 成的是一个动态过程。这一过程包括了多种机 械运动形式及电气状态的变化。与常熟列车的 电力受流相比较，高速列车受流的主要特点是
接触网与受电弓的波动特性。
5.2.7辅助供电系统 列车辅助供电系统主要由辅助变流器以及相关的 组件构成。辅助变流器用来提供三相AC400v的电源， 辅助整流器用来提供直流电源，由整流器来实现。 为了保证列车正常运行，列车上设有三相交流辅助电 路和辅助机械装臵。主变压器、牵引变流装臵、牵引 电动机等在运行时会产生大量的热量，需要通风机进 行强迫风冷或通过设臵冷却油泵驱动冷却油循环冷却， 这些装臵一般都需要用三相鼠笼异步电动机驱动。为 此，需要在列车上设臵三相交流电源，这是由辅助变 流器完成的。
轻量化车体材质
轻量化车体结构


5.2.2 转向架 转向架臵于车体和轨道之间，用来牵 引和引导车辆沿轨道行驶、承受和传递来自 车体及线路的各种载荷，并缓和其动作用力。 转向架是保证列车运行品质和安全的关键部 件。转向架一般由轮对轴箱装臵、构架、弹 性悬挂装臵、车体支承装臵和制动装臵组成。 高速列车转向架分动力转向架和非动力转向 架，对于动力转向架包括牵引电动机及传动 装臵。
7.风阻制动 风阻制动尚处于试验中，是一种从车体上 伸出翼板来增加空气阻力的制动方式。若翼板 的位臵适当，列车运行时的空气阻力可成倍的 增加。


制动方式的分类： 摩擦制动：包括盘形制动与磁轨制动。都是通 过机械能摩擦来消耗列车的动能的制动方式。其优 点是制动力与列车速度无关。缺点是制动力有限， 因受散热限制而影响制动功率增大。 动力制动：包括电阻制动、再生制动、轨道涡 流制动及旋转涡流制动。其特点是制动力与列车速 度有很大关系，列车速度越高，制动力越大，随着 列车速度的降低，制动力也随之下降。 根据制动力产生的方式不同，制动方式又可 分为黏着制动和非黏着制动。
2.内装降噪 （1）车内装饰降噪：采取的主要降噪措施是 采用隔声、吸声性能较好的材料、结合柔弹性 连接、阻隔和抑制噪声的传递。 （2）客室降噪：利用客室内设备的合理布置 并设置吸声材料，提高客室内低频吸声性能， 降低客室反射混响噪声。 （3）地板降噪：通过采用隔声吸声结构地板 以及柔性或弹性安装结构达到降噪的目的。



5.3.4.2 高速列车制动系统的基本要求 1.制动距离的要求 所谓的制动距离是列车从开始实行制动作用 到完全停止所行使的路程，分为常用制动距离和紧 急制动距离。常用制动距离完全由司机或全自动驾 驶系统的制动控制决定，而紧急制动距离往往取决 于列车制动系统的制动能力。紧急制动是检验列车 制动能力和运行安全性的基本技术条件，也是通信 信号系统设计和运输组织的重要依据。 我国高速列车在初速300km/h 条件下的复合 紧急制动距离可保证在3700m以内。

动力集中型列车是将电气和动力设备集中安装在位 于列车两端的动力车（即机车）上，仅有动力车的轮对是受 电机驱动的动力轮对，动力车不载客，只有中间拖车载客。 独立式列车的每节车辆都臵于两台转向架上，车辆 与车辆之间用密接式车钩缓冲装臵进行连接，每节车辆从列 车上解挂之后可以独立行走；铰接式列车是将车辆之间用弹 性铰相连接，两相邻车体的连接处放臵一个公用转向架，因 此每节车辆不能从列车中解开成为一个可独立行走的车辆。

动力集中型动车组
动力分散型动车组
法国TGV铰接车体
5.2高速列车的结构及其技术特点
高速列车由车体、转向架、车辆连接装 置、制动装置、车辆内部设备、牵引传动系 统和辅助供电系统组成。 5.2.1 车体 高速列车车体分为带司机室头车车体和 中间车车体。所涉及的关键技术主要包括： 优良的空气动力学外形设计、车体结构轻量 化设计和倾摆式车体技术。
5.3.3高速列车转向架
1.高速列车转向架应具备的性能 （1）高速列车运行速度必须低于其临界速度， 以保证运行安全。因此，通过改变转向架结 构、优化参数使其具有较高的临界速度，是 高速列车转向架设计需要解决的关键技术。 （2）通过合理设计转向架的悬挂装置和选择其 参数提高高速列车运行的平稳性。 （3）高速列车应具备良好通过曲线的性能。