高速铁路概论机车ppt课件

1、高 速 铁 路 概 论第三章高速列车的牵引动力第一节概述受电弓与传动安装第三节动力车车体与转向架第二节制动技术第四节第一节概 述 高速牵引动力是高速行车的重要技术关键之一，其本身涉及到许多方面的新技术：新型动力安装和传动安装牵引动力的配置动车组方式高速制动技术高速电力牵引时的高可靠的受电技术和配备车载微机控制的列车牵引、制动和智能诊断技术顺应高速行车要求的车体、走行部构造及车体外形第第 一一 节节概概 述述从速度上看，目前已开行的高速列车的最高速度可以划分为三个等级。第一速度级： 最高运转速度200250Km/h第二速度级： 最高运转速度250300Km/h第三速度级： 最高运转速度300Km

2、/h以上法国、德国和日本的高速列车已从第一代开展到第三代。以法国 TGV高速列车为例，第二代与第一代相比，其最高运营速度由270km/h提高到300km/h，牵引电动机质量不添加，而 额定功率 提高一倍，噪声 降低 8dB。第三代TGV高速列车为双层列车，车体资料为铝合金，轴重小于17吨，比前两代 TGV都轻。 第第 一一 节节概概 述述补充：提速的几个概念补充：提速的几个概念最高速度vmax平均技术速度vj平均游览速度vla= vj/ vmax= vl /vj=vl /vmax = a 一、高速列车对牵引功率的要求二、高速列车的阻力三、牵引动力及其配置确保加速功率到达或略高于该档速度运转所需

3、的功率为其中 N高速列车所需牵引功率kW Q高速列车的总质量(t) w高速列车的单位阻力(N/t) Vmax高速列车的最高运转速度(km/h) K裕量系数3600maxkVwQN一、高速列车对牵引功率的要求 参考国外高速列车运转情况及提出的一些阅历公式进展计算可知：列车总质量确定为800吨可运送旅客1000名，最高运转速度到达200km/h时需求的总牵引功率为6400kW；最高运转速度到达250km/h时需求的总牵引功率为8800kW；最高运转速度到达300km/h时需求的总牵引功率为00kW。而同样质量的列车，在常规速度时所需的总牵引功率仅为1600kW。上述阐明，从常规速度级提高到第一速度

4、级，速度添加1倍，功率添加4倍。阐明N不仅与V成正比，更主要是高速以下车的单位阻力大大添加的缘故。一、高速列车对牵引功率的要求二、高速列车的阻力运转阻力运转阻力根本阻力根本阻力随列车运转随列车运转速度的不同而异速度的不同而异附加阻力附加阻力空气阻力机械阻力坡道附加阻力隧道空气附加阻力曲线附加阻力 在低速运转时，主要是机械摩擦阻力；到达100KM/h时，空气阻力与机械阻力各占一半，到达200Km/h时，空气阻力占70，运转速度越高，空气阻力占的比例越大)(212dLCAVCDdd空气阻力的计算公式为：空气密度空气阻力系数列车速度列车断面积列车压力阻力系数列车侧面气动摩擦系数列车长度列车气动直径d

5、CVAdCLd空气阻力与列车速度的空气阻力与列车速度的平方成正比平方成正比 三、牵引动力及其配置1 1、牵引动力的方式、牵引动力的方式 电力牵引电力牵引 内燃电传动牵引内燃电传动牵引电力牵引的优点：功率大、轴重小、经济性能好、环境电力牵引的优点：功率大、轴重小、经济性能好、环境污染小污染小电力牵引的缺陷：初期投资大电力牵引的缺陷：初期投资大内燃电传动牵引的优点：投资少、见效快、经济性能好内燃电传动牵引的优点：投资少、见效快、经济性能好 如英国的如英国的HSTHST高速列车、德国的高速列车、德国的VT610VT610内燃动车组。内燃动车组。内燃电传动牵引可用于尚未电气化的高速铁路区段，也内燃电传

6、动牵引可用于尚未电气化的高速铁路区段，也可作为加速开展高速铁路建立的一种过渡牵引方式。可作为加速开展高速铁路建立的一种过渡牵引方式。 高速列车的牵引可采用传统的机车牵引方式，也可高速列车的牵引可采用传统的机车牵引方式，也可采用动车组。由于动车组的轴重低，可减少对线路的破采用动车组。由于动车组的轴重低，可减少对线路的破坏作用，大部分列车采用动车组牵引方式。坏作用，大部分列车采用动车组牵引方式。2 2、牵引动力的配置、牵引动力的配置动力集中动力分散动力集中动力集中单端集中单端集中 传统牵引方式，机车牵引客车传统牵引方式，机车牵引客车功率较小、速度不高，小于功率较小、速度不高，小于200Km/h20

7、0Km/h两端集中德国两端集中德国ICEICE，机车方式，列车长度方面机动性大，机车方式，列车长度方面机动性大法国法国TGVTGV，动车组方式，采用动车和拖车具有共用转向，动车组方式，采用动车和拖车具有共用转向架和铰接构造，载荷均匀，运转平稳，但机动性差架和铰接构造，载荷均匀，运转平稳，但机动性差动力分散动力分散完全分散方式完全分散方式中间车全部为动力车，如日本的中间车全部为动力车，如日本的0 0系列，系列，1616辆均为动力车辆均为动力车相对分散方式相对分散方式大部分为动力车，小部分为拖车，大部分为动力车，小部分为拖车，如日本的如日本的100100、700700系列，系列，1616辆中辆中1

8、212辆辆为动力车，为动力车，4 4辆是拖车辆是拖车采用动车牵引是当前高速牵引的主要方式。它将高度集中的牵引动力配置改为分散或相对分散配置，即将牵引动力分散在各个动车上，抑制了传统机车牵引总功率受限制的缺陷，从而使运转速度进一步提高到第二速度级和第三速度级。这种牵引方式主要运用于新建的高速客运专线和新建的客货混用高速线上，如日本、法国、德国、瑞典、意大利等国的高速铁路都采用这种牵引方式。 3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较1 1轴重轴重 a a最大轴重最大轴重 牵引动力集中配置比分散配置的大牵引动力集中配置比分散配置的大 如如ICEICE为为19T19T

9、，TGV17TTGV17T，日本，日本0 0系系16T 16T ，100100系系15T 15T 。 b b平均轴重平均轴重 牵引动力集中配置比分散配置的平均轴重牵引动力集中配置比分散配置的平均轴重小由于整列车中大量拖车的轴重较轻小由于整列车中大量拖车的轴重较轻 如如ICE12.5TICE12.5T，日本，日本0 0系系15.1T15.1T，100100系系14.1T14.1T。轴轴 重重3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较 要开行高速列车，不论是最大轴重还是平均轴重都应该降低。由于轴艰苦的列车对线路的影响和破坏作用也大。但在额定最高运转速度下，最大轴重的

10、限制终究定位多少适宜，尚难作出一致结论。日本根据本身地理条件，采用牵引动力分散，将最大轴重定为16t。法国采用牵引动力集中配置方式，将最大轴重定为17t。 平均轴重低可以减少线路建立投资，减轻对线路的动力作用，从而降低线路的检修和养护费用。轴轴 重重3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较2 2簧下质量簧下质量 机车车辆的簧下质量因轨道不平顺而产生冲机车车辆的簧下质量因轨道不平顺而产生冲击呼应，直接影响到轨道、轨枕、道床乃至路基。击呼应，直接影响到轨道、轨枕、道床乃至路基。在其他条件一样的情况下，簧下质量越大，对线在其他条件一样的情况下，簧下质量越大，对线路的

11、破坏作用也越大。随着速度的提高，这种作路的破坏作用也越大。随着速度的提高，这种作用也随之增大。然而要用一个简单的表达式对簧用也随之增大。然而要用一个简单的表达式对簧下质量做出定量限制，尚难做到，由于其与轨道下质量做出定量限制，尚难做到，由于其与轨道上部构造质量、轨面损伤、车轮轮圆度及本身动上部构造质量、轨面损伤、车轮轮圆度及本身动平衡、线路的质量与养护程度等多种要素有关。平衡、线路的质量与养护程度等多种要素有关。 为了对不同机车车辆簧下质量的影响进展比为了对不同机车车辆簧下质量的影响进展比较，通常采用等效簧下质量的概念。牵引动力集较，通常采用等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车

12、的每轮等效簧下质量略中配置的高速列车动力车的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。低于动力分散配置的数值。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较2 2簧下质量簧下质量 机车车辆的簧下质量因轨道不平顺而产生冲机车车辆的簧下质量因轨道不平顺而产生冲击呼应，直接影响到轨道、轨枕、道床乃至路基。击呼应，直接影响到轨道、轨枕、道床乃至路基。在其他条件一样的情况下，簧下质量越大，对线在其他条件一样的情况下，簧下质量越大，对线路的破坏作用也越大。随着速度的提高，这种作路的破坏作用也越大。随着速度的提高，这种作用也随之增大。然而要用一个简单的表达式对簧用也随之增大。然而

13、要用一个简单的表达式对簧下质量做出定量限制，尚难做到，由于其与轨道下质量做出定量限制，尚难做到，由于其与轨道上部构造质量、轨面损伤、车轮轮圆度及本身动上部构造质量、轨面损伤、车轮轮圆度及本身动平衡、线路的质量与养护程度等多种要素有关。平衡、线路的质量与养护程度等多种要素有关。 为了对不同机车车辆簧下质量的影响进展比为了对不同机车车辆簧下质量的影响进展比较，通常采用等效簧下质量的概念。牵引动力集较，通常采用等效簧下质量的概念。牵引动力集中配置的高速列车动力车的每轮等效簧下质量略中配置的高速列车动力车的每轮等效簧下质量略低于动力分散配置的数值。低于动力分散配置的数值。3 3、牵引动力集中配置与分散

14、配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较3 3粘着利用和加速性能粘着利用和加速性能 充分利用粘着是高速列车牵引动力设计时的充分利用粘着是高速列车牵引动力设计时的一个重要的指点思想。日本在研制牵引动力安装一个重要的指点思想。日本在研制牵引动力安装时，以为粘着系数将随速度的提高而下降，担忧时，以为粘着系数将随速度的提高而下降，担忧单轴的粘着力过小，只好添加动轴的数量，以保单轴的粘着力过小，只好添加动轴的数量，以保证足够的牵引力，这就是日本的高速列车的牵引证足够的牵引力，这就是日本的高速列车的牵引动力采用分散配置方式的缘由之一。动力采用分散配置方式的缘由之一。 西欧各国开展高速列车时，人们对高速

15、运转西欧各国开展高速列车时，人们对高速运转条件下粘着的认识已有提高。新型防滑安装的研条件下粘着的认识已有提高。新型防滑安装的研制胜利，使动力车的设计可获得较大的粘着系数，制胜利，使动力车的设计可获得较大的粘着系数，用较少的动轴既可满足牵引力的要求。用较少的动轴既可满足牵引力的要求。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较3 3粘着利用和加速性能粘着利用和加速性能 法国法国TGVTGV、德国、德国ICEICE、意大利、意大利ETR500ETR500的运营的运营阅历都阐明：动力集中配置的列车的粘着利用完阅历都阐明：动力集中配置的列车的粘着利用完全可以满足高速行车的

16、要求。日本全可以满足高速行车的要求。日本300300系列动车系列动车组的粘着系数也提高了，从而减少了动力车的数组的粘着系数也提高了，从而减少了动力车的数量。量。 动力分散配置型的高速列车大部分或全部为动力分散配置型的高速列车大部分或全部为动力车，因此具有较大的粘着牵引力和较好的起动力车，因此具有较大的粘着牵引力和较好的起动加速性能，而动力集中配置型在粘着利用方面动加速性能，而动力集中配置型在粘着利用方面那么较差。但目前采用三相交流传动技术，动力那么较差。但目前采用三相交流传动技术，动力集中配置行动力车的轴牵引功率已大大提高，从集中配置行动力车的轴牵引功率已大大提高，从而使其加速性能不亚于动力分

17、散配置型。而使其加速性能不亚于动力分散配置型。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较4 4列车总功率和轴功率列车总功率和轴功率 高速列车在其牵引分量和速度目的值确定之后，高速列车在其牵引分量和速度目的值确定之后，无论采用动力集中还是分散配置，所需的列车总功无论采用动力集中还是分散配置，所需的列车总功率根本上是一样的。两者的区别仅在于动力分散配率根本上是一样的。两者的区别仅在于动力分散配置型列车的动轴多、单轴功率小；而动力集中配置置型列车的动轴多、单轴功率小；而动力集中配置型列车的动轴少、单轴功率较大。型列车的动轴少、单轴功率较大。 当需求扩展高速列车编组时，

18、均可添加动轴的当需求扩展高速列车编组时，均可添加动轴的数量来满足总功率的要求。动力分散配置型可在列数量来满足总功率的要求。动力分散配置型可在列车中部添加牵引单元，而动力集中配置型那么可将车中部添加牵引单元，而动力集中配置型那么可将邻接动力车的挂车转向架改为动力转向架。当需求邻接动力车的挂车转向架改为动力转向架。当需求提高列车速度时，两种配置均可经过减少挂车的数提高列车速度时，两种配置均可经过减少挂车的数量来实现。量来实现。 总之，对于列车总功率，两种配置方式几乎没总之，对于列车总功率，两种配置方式几乎没有区别，而在轴功率问题上，由于科技的开展，单有区别，而在轴功率问题上，由于科技的开展，单轴功

19、率可以有较大的提高，这对牵引动力采用集中轴功率可以有较大的提高，这对牵引动力采用集中配置方式是有利的。配置方式是有利的。3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较5 5制动间隔制动间隔 有人以为动力分散配置型列车由于其动轴多，有人以为动力分散配置型列车由于其动轴多，可充分利用动力制动，缩短制动间隔。实践上，可充分利用动力制动，缩短制动间隔。实践上，动力制动也属于粘着制动。无论动力配置方式如动力制动也属于粘着制动。无论动力配置方式如何，其轮轨间允许的粘着系数是一样的。只需制何，其轮轨间允许的粘着系数是一样的。只需制动力不超越粘着允许的范围，当列车分量一样，动力不超

20、越粘着允许的范围，当列车分量一样，制动功率相等时，其制动间隔是一样的。制动功率相等时，其制动间隔是一样的。 动力集中型列车虽然其动轴少，但大量挂车动力集中型列车虽然其动轴少，但大量挂车车轴上有足够的空间可用于安装作用性能良好的车轴上有足够的空间可用于安装作用性能良好的盘型制动安装和防滑器。尤以后者可使制动粘着盘型制动安装和防滑器。尤以后者可使制动粘着系数的利用值提高，制动间隔不会比动力分散配系数的利用值提高，制动间隔不会比动力分散配置型大。而动力分散配置型列车的众多动轴上均置型大。而动力分散配置型列车的众多动轴上均安装有牵引电动机，所剩余的位置狭窄，安装盘安装有牵引电动机，所剩余的位置狭窄，安

21、装盘型制动安装有一定困难。型制动安装有一定困难。 3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较6 6受流受流 高速受流的稳定性可用受电弓离线率来表征。高速受流的稳定性可用受电弓离线率来表征。 动力分散配置型的高速受流是多弓受流，如日本动力分散配置型的高速受流是多弓受流，如日本100100系列高速列车需求升起系列高速列车需求升起6 6个受电弓，噪声很大，甚至隔音个受电弓，噪声很大，甚至隔音墙都无法挡住。多个受流弓相距很近、受电过程中引起接墙都无法挡住。多个受流弓相距很近、受电过程中引起接触网导线产生复杂的多层动摇，而这些受电弓又无法跟随触网导线产生复杂的多层动摇，而

22、这些受电弓又无法跟随处于动摇中的导线，导致频繁的受电弓离线，伴随频繁的处于动摇中的导线，导致频繁的受电弓离线，伴随频繁的飞弧放电效应。不仅损失电能，严重时使动力车无法稳定飞弧放电效应。不仅损失电能，严重时使动力车无法稳定任务。离线率超越任务。离线率超越10%10%，导致接触导线波状磨耗，寿命仅，导致接触导线波状磨耗，寿命仅4-54-5年。年。 欧洲汲取日本的教训，经过多次实验和研讨，最后的欧洲汲取日本的教训，经过多次实验和研讨，最后的处在处在200m200m以内的间各种不允许第二个受电弓开起任务的结以内的间各种不允许第二个受电弓开起任务的结论。论。法国、德国采用动力集中配置，升弓数量仅为法国、

23、德国采用动力集中配置，升弓数量仅为1 1个或个或2 2个，个，很少发生离线景象，防止了电弧放电、电磁干扰，使高速很少发生离线景象，防止了电弧放电、电磁干扰，使高速受流比较完善。受流比较完善。 3 3、牵引动力集中配置与分散配置的比较、牵引动力集中配置与分散配置的比较7 7外形流线化及运输组织外形流线化及运输组织 动力集中配置型高速列车的动力车相当于动力集中配置型高速列车的动力车相当于两台机车，分置于列车的两端，便于头部流线两台机车，分置于列车的两端，便于头部流线型化设计，且免除了转线作业。中间的拖车相型化设计，且免除了转线作业。中间的拖车相当于普通的客车车辆，因此全列车可以采用一当于普通的客车

24、车辆，因此全列车可以采用一致思索的减少空气动力阻力的优化设计。由于致思索的减少空气动力阻力的优化设计。由于拖车可随意摘挂，从运输组织及空气动力学观拖车可随意摘挂，从运输组织及空气动力学观念看，动力集中配置具有较好的性能。念看，动力集中配置具有较好的性能。 动力分散型高速列车需在两端的牵引单元动力分散型高速列车需在两端的牵引单元设驾驶室并制成头部流线型，而且这两个牵引设驾驶室并制成头部流线型，而且这两个牵引单元与其他牵引单元不能互换编挂，因此对运单元与其他牵引单元不能互换编挂，因此对运输组织并不方便。输组织并不方便。 第一代牵引动力有动力集中配置的传统的机车牵引和第一代牵引动力有动力集中配置的传

25、统的机车牵引和动力分散配置的动力牵引两种方式。传统的机车牵引动力分散配置的动力牵引两种方式。传统的机车牵引以英国以英国IC225IC225高速列车的牵引为例，最高运转速度为高速列车的牵引为例，最高运转速度为225km/h225km/h；动力分散配置的动力牵引如日本的；动力分散配置的动力牵引如日本的0 0系列动系列动车组，最高运转速度为车组，最高运转速度为210km/h210km/h。第二代牵引动力以相对集中配置为特点，如法国第二代牵引动力以相对集中配置为特点，如法国TGVTGV最最高运转速度可达高运转速度可达300 km/h300 km/h。高速列车最高运转速度的三个等级恰好高速列车最高运转速

26、度的三个等级恰好反映了高速牵引动力开展的三个阶段：反映了高速牵引动力开展的三个阶段：第三代牵引动力除仍采用两端配置动力车外，主要在第三代牵引动力除仍采用两端配置动力车外，主要在电传动技术上有新的突破，即采用三相交流牵引电动电传动技术上有新的突破，即采用三相交流牵引电动机驱动，使动力车的牵引功率大大添加，且牵引粘着机驱动，使动力车的牵引功率大大添加，且牵引粘着特性更为理想，从而使列车速度突破特性更为理想，从而使列车速度突破300 km/h300 km/h。已研。已研制胜利的有：德国的制胜利的有：德国的ICEICE、瑞典的、瑞典的 X2X2、意大利的、意大利的 ETR500ETR500行动车组以及

27、日本的行动车组以及日本的300300系列。法国正在研制系列。法国正在研制的第三代的第三代 TGVTGV动车组，其设计最高速度达动车组，其设计最高速度达350 km/h350 km/h。高速列车最高运转速度的三个等级恰好高速列车最高运转速度的三个等级恰好反映了高速牵引动力开展的三个阶段：反映了高速牵引动力开展的三个阶段：3-2 3-2 受电弓与传动安装受电弓与传动安装一、高速受电与受电弓二、传动方式与传动安装在电力牵引情况下，无论机车或动力车，普通是由受电弓与传动安装、车体、走行部、车钩缓冲安装、制动安装组成。除了与车辆类似的部分以外，从本节起，我们将逐次予以引见。一、高速受电与受电弓一、高速受

28、电与受电弓1、高速受电的特点2、接触网受电弓系统3、受电弓1、高速受电的特点高速列车的速度较高，因此受电弓沿接触网导线的挪动加快。接触网与受电弓的动摇特性发生变化，从而对受电产生影响；高速列车的空气阻力较大，空气动态力也影响到受电弓的受电；牵引功率较大，假设采用多弓受电必然会添加阻力、加大噪声，引起接触网的动摇干扰，因此受电弓不能太多，这就需求处理受电弓从接触网大功率受电的问题。2 2、接触网受电弓系统、接触网受电弓系统1、在最高行车速度和更大的速度变化范围内能保证正常的供电；2、应有更高的耐磨性和耐蚀包括电蚀性才干；3、对接触网的布置和构造有更高的要求；4、接触悬挂方面，目前在常速列车供电中

29、采用的弹性半补偿链形悬挂和弹性全补偿悬挂不能顺应高速的要求，应有更好的接触悬挂安装接触网的根本功能是将电能供应机车，对高速受电用的接触网应有更高的要求：接触导线的动摇和噪声接触导线的动摇和噪声高速运转时，接触导线会产生复杂的多层横波，使受高速运转时，接触导线会产生复杂的多层横波，使受电弓无法跟随处于动摇中的接触导线以坚持严密、延续电弓无法跟随处于动摇中的接触导线以坚持严密、延续接触，导致受电弓频繁离线。接触导线的动摇会产生电接触，导致受电弓频繁离线。接触导线的动摇会产生电弧放电以及剧烈的噪声问题弧放电以及剧烈的噪声问题离线问题离线问题导线的高度变化以横波的方式传播，其传播速度赶不导线的高度变化

30、以横波的方式传播，其传播速度赶不上高速列车的速度，就会产生离线景象上高速列车的速度，就会产生离线景象在高速运转条件下，接触网受电弓系统的任在高速运转条件下，接触网受电弓系统的任务对受电产生的影响，表如今以下几个方面：务对受电产生的影响，表如今以下几个方面：弓线间的接触压力弓线间的接触压力压力变小呵斥受电弓离现，出现电弧，使弓线烧伤，压力变小呵斥受电弓离现，出现电弧，使弓线烧伤，压力变大使接触导线升高，使受电弓滑板和接触导线的压力变大使接触导线升高，使受电弓滑板和接触导线的磨损加剧磨损加剧3 3、受电弓、受电弓受电弓受电弓滑板和接触导线压力恒定，不能太大也不能太小受电弓运动部分的质量尽量减轻，以

31、保证可靠的电接触，主要是惯性力受电弓滑板上的空气制动力尽量由别的零件承当，减小对接触压力的影响受电弓滑板的资料、外形、尺寸应顺应高度的要求，以保证耐磨性和接触形状受电弓在升降弓时，初始动作迅速，终了动作缓慢，以确保在降弓时快速断弧受电弓该当满足的要求受电弓该当满足的要求支柱拉杆腕臂接触导线承力索吊弦坠砣二、传动方式与传动安装二、传动方式与传动安装1、直流传动：以直流牵引电动机为动力 用于早期的高速列车2、交流传动以交流牵引电动机为动力同步牵引电机异步牵引电机传动方式：就是将外部输入的能源或本身产生的能源经过传动方式：就是将外部输入的能源或本身产生的能源经过一整套电能变换和传送安装，将电能转换为

32、机械能，驱动一整套电能变换和传送安装，将电能转换为机械能，驱动动轮轮对以牵引列车。动轮轮对以牵引列车。这种电能变换和传送安装称为电传动安装。按照电传动安这种电能变换和传送安装称为电传动安装。按照电传动安装所采用的牵引电动机的类型，电传动方式分为两大类：装所采用的牵引电动机的类型，电传动方式分为两大类：早期的高速列车大部分采用直流电传动方式，随着大功率可控硅变流技术的开展，使三相交流电传动技术得到了实践运用，出现了交流同步传动方式和交流异步传动方式。1 1、直流电传动、直流电传动根据其牵引供电系统的不同分为直直电传动和交直电传动。直直电传动是指由直流供电系统供电、直流牵引电动机为动力的传动方式。

33、由于其设备简单、技术可靠，因此在铁路电气化早期占有主导位置。但由于本身的缺乏，不能够得到进一步开展。交直电传动是指由单相交流供电系统供电、脉流牵引电动机为动力的传动方式。从接触网获得单相交流电源，经变压器降压后，由整流安装将交流电变换为直流电，再向牵引电动机供电，实现电能向机械能的转变。电力牵引从直流制转为交流制是铁路电气化的一大技术提高，由于单相工频交流制具有一系列优点：可大大提高动力车的牵引功率，为高速运转提供最根本的前提条件；可实现高压输电，减少变电站的数量，降低电气化的初期投资；大大减少有色金属用量减少60%左右降低能耗1/3，从而减少运营支出；可防止直流电腐蚀地下设备。无论是用于家庭

34、还是用于工厂，单相交流电源和三相交流电源，其电压和频率均按各国的规定有一定的规范，如我国大陆规定，直接用户单相交流电为220V，三相交流电线电压为380V，频率为50Hz，规范的电压和频率的交流供电电源叫工频交流电2 2、交流电传动、交流电传动交流电传动是以交流牵引电动机为动力的一种电传动方式。在相当长的一段时间内，这种传动方式因调速不便和效率较低而未被运用。直到晶闸管技术和大功率逆变技术的逐渐成熟，使得在大功率条件下交流电的变频得以顺利实现，从而可以使交流牵引电动机的转速和转矩可以得到快速、平稳、准确的控制。在这一前提下，世界各国纷纷采用三相交流同步牵引电动机和三相交流异步牵引电动机为动力的

35、电传动方式。2 2、交流电传动、交流电传动交流电传动方式很多，主要有：1交直交电传动其特点是交流电源和交流输出之间有不断流环节。2交交电传动其特点是单相交流电源不经中间直流环节，直接变换为频率可调的三相交流电，供应同步或异步牵引电动机。动力车经过受电弓从接触网获取单相交流电源，经变压器降压后，经过一个或几个变频安装，直接变换为可变频率的三相交流电，向牵引电动机供电。交流电传动比直流电传动有一系列优交流电传动比直流电传动有一系列优点，各项技术目的优于直流电传动。点，各项技术目的优于直流电传动。3-1 概 述3-2 受电弓与传动安装3-3 动力车车体与转向架3-4 制动技术3-5 牵引供电系统动力

36、车车体1、构造轻量化2、外形流线化一、动力车车体一、动力车车体1、构造轻量化构造轻量化是要求高速动力车车体的承载构造在确保其动力强度的前提下，尽能够降低其分量。高速客车轻量化，除可以节约能源耗费外，更主要的目的是减轻对线路的磨耗和损伤。根据日本新干线的运用阅历，在钢轨下沉量不变的情况下，假设轴重和簧下分量分别下降20%，那么列车速度可由210km/h提高到250km/h。动力车车体1、构造轻量化2、外形流线化一、动力车车体一、动力车车体1、构造轻量化为了实现构造轻量化，日本300系列高速动车组的车体采用铝合金资料制造，比100系列高速动车组的耐候钢车体的分量减轻20%；德国ICE高速列车的车体

37、用铝板材制造，同样也降低了轴重。一、动力车车体一、动力车车体2、外形流线化 外形流线化是要求高速动力车车体外形应呈流线型，以尽能够减小空气阻力，使动力车具有良好的空气动力性能。细长、无棱角的流线型外形，前后两端动力车的头部应呈尖凸状、并装有低位整体流线挡板；顶部平整光滑，除受电弓外尽能够不安装其他部件；车体外外表应完全平滑光整，车窗、车门与车体齐平，手把、扶杆应凹装在车体表层内。高速动力车的走行部均采用转向架式，对其总体要求是：1、在零到最大速度的范围内能保证平稳平安的运转；2、在直线或曲线上以最高速度运转时，能保证垂直方向和程度方向的动力作用最小；3、能保证由于线路不平及经过曲线时传给牵引安

38、装及车体的动力作用和冲击最小；4、能保证充分利用粘着分量；5、具有良好的适检性和适修性，零件有良好的耐蚀性。二、走行部分二、走行部分型号型号SF600SF600运转速度运转速度250km/h250km/h轨距轨距1435mm1435mm轴距轴距2600mm2600mm分量分量10t 10t 德国ICE高速列车的动力车转向架构造特点： 1、牵引电动机、齿轮传动安装及盘形制动安装一同悬挂在车体和转向架之间。这种悬挂方式使得它们的垂向作用分量的2/3属于车体，1/3属于转向架构架。这种构造设计可以到达高速运转时垂向动力作用力很小的目的。 2、在程度方向上，垂向分配给转向架构架的一部分牵引电动机、齿轮

39、传动安装及盘形制动安装的分量，经过横向液压减震器与车体相连。其结果可使横向动力作业力也很小。 3、不采用常规牵引销，经过斜拉杆传送牵引力和制动力。故转向架不设中间横梁，而呈框架封锁构造。 4、采用轴箱拉杆，实现轴箱的无磨耗纵向定位；横向定位依托一系圆弹簧来实现，使轴箱定位所含的部件数量最少。5、二系悬挂采用柔性高圆弹簧 6、牵引机构和轴箱定位安装中采用大体积橡胶元件和阻尼元件，可以在最大能够限制范围内，实现各个方向作用的相互独立。 7、采用新的根底制动安装，采用盘形制动替代了传统的闸瓦制动。 8、采用新的构造设计，动力车转向架的分量仅为9.65T。簧下质量为1.88T。普通的电力机车的转向架的

40、分量为30T，簧下为6T。第三章 高速列车的牵引动力3-1 概 述3-2 受电弓与传动安装3-3 动力车车体与转向架3-4 制动技术3-5 牵引供电系统3-4 3-4 制动技术制动技术1、高速列车制动的特点2、制动方式3、高速列车的制动方式一、高速列车制动的特点一、高速列车制动的特点 列车制动的普通概念是指对行进中的列车施行减速或使在规定的间隔内停车。 制动的重要性不仅在于它直接关系到运输平安，还在于它是进一步提高列车运转速度的决议要素。列车的速度越高，对制动的要求也就越高。因此，高速列车的制动技术就成为高速运转的关键技术之一。 高速列车由于速度快，用常速列车的单一闸瓦制动方式无法将动能在规定

41、的时间和间隔内耗费或吸收，高速列车的制动必需采用综合方式，即多种制动协调运用。二、制动方式二、制动方式摩擦制动摩擦制动闸瓦制动盘形制动电磁轨道制动动力制动动力制动电阻制动再生制动电磁涡流制动经过机械摩擦来耗费列车动能的制动方式。优点：制动力与列车速度无关，无论在高速和低速时都有制动力，特别在低速时能对列车施行制动直至停车。缺陷：制动力有限，这是受热能分发的限制而直接影响制动功率增大的缘故。1闸瓦制动 制动力的大小经过改动闸瓦压力来调理。在高速时闸瓦与车轮踏面之间的摩擦系数较小，制动力不够。假设添加闸瓦压、力，那么会呵斥速度降至某一值时车轮被抱死，产生滑行，制动力反而下降，且车轮踏面、钢轨都会被

42、擦伤。 所以它只能配合其他制动起到低速制动和停车制动的作用。1.摩擦制动摩擦制动闸瓦制动2 2盘形制动盘形制动 以合成资料或粉末冶金资料制成的制动块又称闸衬夹以合成资料或粉末冶金资料制成的制动块又称闸衬夹紧装在车轴上的铸铁或钢制动圆盘，经过制动块与制动圆紧装在车轴上的铸铁或钢制动圆盘，经过制动块与制动圆盘之间的机械摩擦来耗费列车的动能。盘之间的机械摩擦来耗费列车的动能。 和闸瓦制动相比，它散热性能较好，并具有较好的高速制和闸瓦制动相比，它散热性能较好，并具有较好的高速制动性能。缺乏之处是高速制动时制动块磨损速度明显加快，动性能。缺乏之处是高速制动时制动块磨损速度明显加快，热载荷大时制动圆盘易产

43、生裂纹。不能确保制动平安，因热载荷大时制动圆盘易产生裂纹。不能确保制动平安，因此其制动功率依然要受温升的限制。此外，制动力要经过此其制动功率依然要受温升的限制。此外，制动力要经过车轮来传送，因此受轮轨粘着的限制。车轮来传送，因此受轮轨粘着的限制。总之，盘形制动在高速列车的动力车上也只能起辅助制动总之，盘形制动在高速列车的动力车上也只能起辅助制动作用。作用。1.摩擦制动摩擦制动2、盘形制动3 3电磁轨道制动磁轨摩擦制动电磁轨道制动磁轨摩擦制动 利用装在转向架上的制动电磁铁，经通电励磁后吸压到钢轨上，制利用装在转向架上的制动电磁铁，经通电励磁后吸压到钢轨上，制动电磁铁在轨面上滑行，利用其与钢轨之间

44、的机械摩擦来耗费列车动电磁铁在轨面上滑行，利用其与钢轨之间的机械摩擦来耗费列车的动能，从而产生制动作用。的动能，从而产生制动作用。制动电磁铁挂装在非动力车辆转向架的两个车轮之间，距轨面有一制动电磁铁挂装在非动力车辆转向架的两个车轮之间，距轨面有一定高度。根据制动电磁铁悬挂的高度不同，电磁铁制动安装分为高定高度。根据制动电磁铁悬挂的高度不同，电磁铁制动安装分为高悬挂和低悬挂两种。悬挂和低悬挂两种。高悬挂时，制动电磁铁与轨面之间的间隔为高悬挂时，制动电磁铁与轨面之间的间隔为120-160mm120-160mm，制动时，依，制动时，依托风动安装使制动电磁铁吸附于轨面上。托风动安装使制动电磁铁吸附于轨面上。低悬挂时，制动电磁铁与轨面之间的间隔仅为低悬挂时，制动电磁铁与轨面之间的间隔仅为6-10mm6-10mm，制动时，制，制动时，制动电磁铁以其本身的吸力，抑制弹簧力，动电磁铁以其本身的吸力，抑制弹簧力， 直接吸附到轨面上。直接吸附到轨面上。 1.摩擦制动摩擦制动3 3电磁轨道制动磁轨摩擦制动电磁轨道制动磁轨摩擦制动电磁轨道制动的特点：电磁轨道制动的特点：制动力不受轮轨粘着力的限制，是一种非粘着制动方式；制动力不受轮轨粘着力