“和谐号”动车组主要技术

简述“和谐号”动车组主要技术

通过从世界高速铁路技术发达国家引进高速动车组，经过中国南车、北车集团的消化、吸收、再创新，中国铁路形成了具有自主品牌的CRH系列高速动车组。在先进、成熟、经济、适用、可靠的方针指导下，中国高速铁路在轻量化、交流传动、高速受流、高速制动等方面达到了世界先进水平。

轻量化技术

在高铁技术中，高速列车占有十分重要的地位，而高速列车车体承载结构轻量化的研究也就成为重要的一项内容。对于列车来说，笨重的车体一直是限制其高速行驶的难题，故而，要实现列车的高速运行，在确保车体强度、刚度的前提下，减轻列车重量势在必行。

现实实践中，车体、车内设备以及走行部（转向架）重量的减轻不仅实现了列车的轻量化、减轻原材料的消耗、降低牵引功率、提高列车运行速度、改善列车启动和制动性能，而且可有效减小轮轨间的动力作用、减小振动和噪声、增加机车和线路的使用寿命，达到节能和环保的要求。

列车轻量化的实现主要通过以下几种途径实现：一是降低轴重，减轻轴重能有效地降低对地基的振动，减少线路的破坏和维修工作量，进而减少钢轨的损伤以提高其使用寿命；二是车体结构轻量化设计，在保证强度和刚度的基础上，对车体结构进行优化设计，其主要措施是采用铝合金车体；三是车内设备的轻量化，广泛选用轻合金或高分子工程材料和复合材料，使设备重量大大减轻；四是转向架结构轻量化，目前主要采用空心轴、空气弹簧等技术以实现其轻量化。

列车轻量化是一个综合工程，需要从材料、结构、工艺等多个方面进行考虑，集中反映一个国家的综合设计及制造水平。

交流传动技术

在过去的生产和应用中，电力牵引列车多数采用直流传动。随着交流电动机的出现、大功率半导体器件的发展等，交流传动技术逐渐发展起来。

现代高速列车和动车组几乎全都采用先进成熟的交流传动技术，CRH系列动车组无一例外采用了该技术。交流传动电力牵引的列车一般来说主要有受电弓从接触网上将单相交流电引入列车，经过主变压器变压后向主变流器输入，变成需要的直流电，再经过逆变器逆变成牵引电机所需要的三相交流电，简称交—直—交传动。

三相交流牵引传动系统的优越性在于它集成了简单可靠的三相交流电动机、先进的电子技术和半导体技术，是牵引电传动发展史上的重大突破。其特点是牵引电动机采用了交流异步电动机，其一系列的优点都是由此而表现出来的，与传统的机车传动系统相比，其优越之处表现在机械、绝缘、耐热、耐潮、粘着、维修、效率、重量尺寸等诸多方面。

高速受流技术

电动车组与内燃动车组最直观的区别是车顶的受电弓。受电弓属于车顶高压系统之一，承担着从高压接触网上引入列车所需电流，并在制动时作为反馈线将多余电流反馈至弓网的任务。因而列车能否正常运行直接取决于接触网——受电弓系统的技术状态，接触网——受电弓系统工作可靠是确保高速动力良好取流的根本条件。

与普速列车的电力牵引相比较，高速列车电力牵引受电的特点主要有两点：一是由于高速列车的速度远高于普通列车，这就使接触网与受电弓的波动性增大；二是高速列车在运行中受到的空气阻力大于常速列车，空气阻力也是高速受电的一个重要因素。

为满足以上要求，高速动车组用受电弓的设计必须从动力学、运动学、电机学、等多方面综合考虑。目前我国“和谐号”动车组采用的受电弓主要有两种：一是CRH1、CRH2和CRH3动车组采用的DSA250型受电弓；二是CRH3型动车组采用的SS400型受电弓。

高速制动技术

平常生活中常见的货车、普通客车几乎都是采用压缩空气驱动闸瓦抱住车轮踏面进行制动的，列车制动起始和停止瞬间，乘客会有前冲后仰的趋势，列车之间有前后撞击的声音，制动不平稳。而当列车的运行速度超过200km/h后，其制动所需要的能量是普通列车的4—9倍，此时若仍然采用踏面制动，制动会更加不平稳，存在极大的安全问题。因而高速列车需要更加快捷、环保、有效、安全可靠地复合制动系统。

高速动车组复合制动系统指由空气制动、动力制动和非黏着制动综合的制动系统。对于高速动车组，在正常情况下应当优先并充分发挥动力制动能力，空气制动为辅助，例如我国CRH系列动车皆采用这种“动力制动+空气制动”的制动模式。

高速列车的复合制动模式包括不同车辆在不同制动作用和各种速度下的制动能量分配关系，应根据列车的动力方式和编组条件进行设计并通过微机控制，这是高速列车的关键技术问题之一。

在经济全球化的新时代背景下，引进国外先进技术是世界各国加快铁路发展的重要手段。近年来，我国通过引进、消化、吸收、再创新，在铁路技术装备方面已形成具有自主知识产权的以“和谐号”高速动车组为代表的技术平台。今后，我国将在该技术平台上进一步研制速度更快、性能更优、安全性更好的一系列高速动车组，将在世界高速动车领域占有重要地位。