高速铁路及高速动车组技术

1、1高速铁路及高速动车组技术西南交通大学机械工程学院傅 茂 海 Tel: 028-876340322z高速铁路概述z高速动车组的发展z我国高速动车组的总体参数z高速动车组技术z摆式动车组技术z高速铁路的防灾预警及应急处理系统 z高速铁路的环境保护 主 要 内容1. 高速铁路概述1.1 高速铁路的定义国际上根据铁路线路允许运行的最高时速作以下划分 普通铁路 100160km/h快速铁路 160200km/h高速铁路 >200km/h(既有线改造 >250km/h(新建线 341964年日本东海道新干线诞生 1981年法国东南线开通 1990年法国创造515.3km/h世界记录 1991

2、年德国两条高速铁路开通 1992年西班牙首条高速铁路开通 1992年意大利首条高速铁路开通 1994年英法海峡高速海底隧道开通 2002年 9个国家5435km高速线投入运营 高速铁路发展历程 高速列车 线路好 列车速度高 舒适 投资大 周期长 摆式列车 既有线路提速 投资少 见效快 提速幅度有限1.2 提高旅客列车速度的途径51.3 高速铁路的基本模式 日本新干线模式全部修建新线 , 旅客列车专用 法国 TGV 模式部分修建新线 , 部分旧线改造 , 旅客列车专用 德国 ICE 模式全部修建新线 , 旅客列车和货物列车混用 英国 APT 模式既不修建新线 , 也不对既有线路进行大量改造 ,

3、主 要依靠摆式列车提速 , 旅客列车和货物列车混用6(一 、线路长度1、干线客运专线z一般线路长度大于 200km ,或是长大客运 专线的一部分,如上海 -杭州z跨地区干线客运铁路网z大城市 -另一大城市1.4 高速铁路的主要技术特征78z一般大于 50km 小于 300kmz地区中心县级市 z县级市 另一县级市z经济区域内中心城市 另一中心城市z县级市至经济繁荣、人口较多的城镇2、地区铁路 城市经过小城镇 (一 、线路长度1.4 高速铁路的主要技术特征1.4 高速铁路的主要技术特征(一 、线路长度3、城市轨道交通z以市区中心为圆心,半径为 15km 左右 z线路长度一般不超过 30km (城

4、市环线除外 91.4 高速铁路的主要技术特征(一 、线路长度4、郊区城轨(郊区铁路z线路长度一般不超过 50kmz大于 70km ,站间距大于 4km 的远郊铁路属 地区铁路范围1011(二 、平均站间距离 1. 干线客运专线大于 30km 2. 地区(城际铁路 510km 3. 郊区铁路 24km 4. 市区轨道交通 11.5km 5. 市区轻轨列车0.51.0km(现代化有轨电车1.4 高速铁路的主要技术特征(三 、列车最高运行速度1. 高速客运专线 200300km/h2. 地区(城际铁路 120200km/h3. 郊区铁路 120km/h4. 市区轨道交通 80km/h5. 市区轻轨列

5、车 70km/h1.4 高速铁路的主要技术特征12 运送时间短不同交通工具的优势距离 S 如下:小汽车:S < 200 km航 空:S > 1000 km高速列车:V=210km/h, S=300500 km V=250km/h, S=250600 km V=300km/h, S=200800 km V=350km/h, S=1801100 km 1.5 高速铁路的优越性13 运送时间短经统计:行程在 85km 以上 , 比乘长途汽车快行程在 205km 以上 , 比乘小轿车快行程在 1058km 内 , 比乘飞机快因此 , 在 851058km范围内 , 乘座高速列车 比乘座其它

6、交通工具节省时间。1.5 高速铁路的优越性14 安全、舒适 准确性高 能源消耗低 1.5 高速铁路的优越性 占地少高速铁路仅为高速公路的 1/3 高速铁路仅为航空用地的 1/21/3 运输价格低1.5 高速铁路的优越性 运输能力强高速铁路的运能远大于航空,而且也大于高速公路。 环境影响小有害物质的换算排放量,公路约为铁路的 8倍。高速 列车产生的噪声污染约为飞机和小轿车的 1/10。 劳动生产率高1.5 高速铁路的优越性171.6 高速线路的基本特点¾高平顺性¾高稳定性¾高精度、小残变、少维修¾宽大、独行的线路空间¾高标准的环境保护¾

7、平直、曲线半径大¾线间距宽、隧道截面积大181.7 高速铁路的主要结构¾高标准的平纵断面设计¾高速轨道新结构 无碴轨道¾高速道岔¾高速路基、路桥过渡段¾高速铁路桥梁¾高速铁路隧道¾高速牵引供电系统192. 高速动车组发展679法国 /意大利 158比利时 /荷兰 115435合计3267合 计72英 国 918丹麦 /瑞典 862比利时 1015丹 麦9651西班牙 852法国 /英国 7586意大利 7142比利时 6302法 国 5246意大利 5171德 国 4471西班牙 4345中国台湾 3796德 国

8、3426韩 国 21520法 国 2415日 本 12175日 本 1长度 /km国家或地区 序号 长度 /km国 家 序号 2007年计划建成 2002年前已投入运营2.1 日本高速列车发展 E2-1000型22CRH2 动车组23 242.2 法国高速列车发展TGV-PSETGV东南线大西洋线第二代198119891992西班牙高速线用TGV-R高速联线、北方线1993TGV-TMST1994英、比、法三国国际线 TGV-PBKA1996法、荷、比、德四国国际线TGV-K 1997韩国高速线用1996第三代双层高速列车,东南线、地中海线 第四代2006 法国东部线第一代 TGV-2N252

9、.3 德国高速列车ICE-3262.3 德国高速列车 CRH3272.4 意大利高速列车 ETR500282.5 西班牙高速列车 AVE29302.6 韩国高速列车 KTX2.7 我国高速铁路的发展及应用概况 90年代开始认识到建设干路客运专线网的重要性,提出 建设京沪高速铁路,并建成了我国第一条 200km/h等级的秦 沈客运专线。我国计划修建客运专线:2010年 9800 km2020 年 14500 km31 32按照国务院提出的 “ 引进先进技 术,联合设计生产,打造中国品牌 ” 的要求,积极采用 “ 先进、成熟、经 济、适用、可靠 ” 的技术和标准,引 进了世界一流动车组技术。国产化

10、工 作进展顺利。CRH (China Railway High-speed系列动车组每列8辆编 组,并可实现两列车联挂运行。 CRH 1 BSPCRH 2四方股份CRH 3唐山工厂 CRH 5长客股份CRH系列动车组动车组制造情况表 CRH1动车组组成庞巴迪-四方-鲍尔(BSP生产,原型是庞巴迪为瑞典AB提供的Regina 3. 我国 高速动车组总体参数z5M+3T, 8节编组zMc+Tp+M+M+T+M+Tp+Mc35CRH1动车组编组情况36z主电源:25kv,50Hz,单相交流 z运行速度:200km/h z牵引总功率:5300KW z起动加速度:0.406 m/s2 z空车编组重量:4

11、20tz定员载荷重量:474t CRH1动车组主要参数3738z动车组总长:214000mmz车体最大长度:头车 26950mm z中间车 26600m z车体最大宽度:3331mmz车体最大高度:4040mmz车门处地板面高度:1250mmz客室天花板高度:2250mmz轨距:1435mmz转向架中心距:19000mmz固定轴距:2700mmz轮径:915mmz中间车钩高度:940mmz端部车钩高度:880mm CRH1动车组主要尺寸 39CRH2动车组编组结构图CRH2动车组组成及主要参数z主电源:25kv,50Hz,单 相交流z电动机:额定功率300kw z额定总功率:4800kWz总

12、长:201.4 mz头车长度:25.7 mz中间车长度:25 mz车体宽度:3.38 mz车体高度:3.7 mz适应站台高度:1.25 mz4M+4T, 8节编组 zTc+M+M+Tp+T+Mp+M+TcCRH2动车组组成 40 CRH2动车组编组结构图41z车体最大长度 头车:25,700 mmz中间车:25,000 mmz全长:201,400 mmz车体最大宽度:3,380mm z车体最大高度:3,700mm z车门处地板面高度:1,300mm z车厢天花板高度:2,277mm z轨距:1,435mm z转向架中心距:17,500mmz固定轴距:2,500mm z车轮径:860 mmz车钩中心线高度:1,000mm CRH2动车组主要尺寸 42下线的 CRH2动车组一等车 二等 车CRH2动车组客室 44 CRH2动车组驾驶室通 过 台就 餐 区小 卖 部 CRH2动车组车内设备4546卫生间 CRH2动车组车内设备盥 洗 间小便池残疾人 卫生间 47CRH2动车组由1辆一等车和7辆二等车(含1辆酒吧、二 等合造车组成全列车定员610人,定员布置如下表:驾驶动车平面布置图中间车平面布置图CRH2动车组定员、平面布置图CRH2动车组速度提升的主要设计变化动车组由4动4拖(总牵引