高速动车组的几项关键技术
摘要：对我国高速动车组的几项关键技术进行分析并指出其发展方向。 关键词：高速铁路，动车组，关键技术
1 概述
2004年10月铁道部组织完成了140列时速200km动车组的采购项目合同签订，成功引进了川崎重工（与四方机车车辆股份有限公司合作）、庞巴迪（与青岛BSP股份公司合作）、阿尔斯通（与长春轨道客车股份公司合作）的动车组先进技术，05年11月又引进西门子（与唐山机车车辆厂合作）的动车组先进技术，成立合资公司进行动车组的生产，至今国产化工作进展顺利。
2 动车组的组成及主要技术参数
ＣＲＨ１：５Ｍ＋３Ｔ，８节编组，动力分散装置，４２１吨，总牵引功率５５００ｋｗ，总长２１３．５ｍ，车辆宽度３．３２８ｍ，车辆高４．０４ｍ。
ＣＲＨ２：４Ｍ＋４Ｔ，８节编组，动力集中装置，３５９．７吨，总牵引力４８００ｋｗ，总长２０１．４ｍ，车辆宽度３．３８ｍ，车辆高３．７ｍ。
ＣＲＨ３：４Ｍ＋４Ｔ，８节编组，动力分散装置，４２５．０８吨，总牵引力８８００ｋｗ，总长２００ｍ，车辆宽度３．２６５ｍ，车辆高３．８９ｍ。
ＣＲＨ５：５Ｍ＋３Ｔ，８节编组，动力集中装置，４５１．３吨，总牵引力５５００ｋｗ，总长２１１．５ｍ，车辆宽度３．２ｍ，车辆高４．２７ｍ．
３ 动车组的几项关键技术
３．１牵引传动系统
ＣＲＨ１：（１）系统组成。该动车组中有２动１拖和１动１拖两种基本动力单元，其中２动１拖得基本动力单元位于整车的两端。（２）网侧高压电气设备。主要包括受电弓、主断路器、避雷器、电压和电流互感器、接地开关等。（３）牵引变压器。一个基本动力单元有１个，全列共计３个。采用芯式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。具有１个原边绕组（２５ｋｖ，１６００ｋｖＡ），４个牵引绕组（９３０ｖ，４Ｘ４００ｋｖＡ），１个谐振滤波电抗器（１０００Ｖ）。外形尺寸（ＬＸＷＸＨ）为３９００Ｘ２２００Ｘ７３０（ｍｍ），重４２００ｋｇ。（４）牵引变流器。全列共计５个（２Ｍ１Ｔ基本动力单元有２个、１Ｍ１Ｔ基本动力单元有１个）。采用车下吊挂、水冷却方式。（５）牵引电动机。每个动力车４个牵引电机，全列共计２０个。牵引电动机为三相鼠笼式异步电动机，采用架悬、强迫风冷方式，通过绕性浮动齿式连轴节连接传动齿轮。电机额定功率为２６５ＫＷ，额定电压１２８７Ｖ，转差率０．０１２，重５９６ｋｇ，效率９４％。（６）系统性能。动车组牵引功率５３００ＫＷ，满足动车组运营速度２００ｋｍ／ｈ和最高试验速度２５０ｋｍ／ｈ的要求。定员载荷的动车组平直道上的起动加速度大于０．６ｍ／ｓ²；２００ｋｍ／ｈ运行时，其剩余家加速度不小于０．１ｍ／ｓ²。
ＣＲＨ２：（１）系统组成。该动车组中有２动２拖为一个基本动力单元。一个基本动力单元的牵引传动系统主要由网侧高压电气设备、一个牵引变压器、２个牵引变流器、８台三相交流异步牵引电动机等组成。（２）网侧高压电气设备。主要包括受电弓、主断路器、避雷器、电流互感器、接地保护开关等。（３）牵引变压器。一个基本动力单元有１个，全列共计２个。采用壳式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。具有１个原边绕组（２５ｋｖ，３０６０ｋｖＡ），２个牵引绕组（１５００ｖ，２Ｘ１２８５ｋｖＡ），１个辅助绕组（４００Ｖ，４９０ｋｖＡ）。采用铝线圈、轻量耐热材料和环保型硅油，实现了小型化、轻量化；外形尺寸（ＬＸＷＸＨ）为２５７０Ｘ２３００Ｘ８３５（ｍｍ），仅重２９１０ｋｇ，效率大于９５％。（４）牵引变流器。全列共计４个（１个基本动力单元有２个）。采用车下吊挂、液体沸腾冷却方式。（５）牵引电动机。每个动力车４个（并联）牵引电动机，全列共计１６个。牵引电动机为４极三相鼠笼式异步电动机，采用架悬、强迫风冷方式，通过绕性浮动齿式连轴节连接传动齿轮。电机额定功率为３００ＫＷ，额定电压２０００Ｖ，转差率０．０１４，重４４０ｋｇ，效率９４％。
ＣＲＨ５：１）系统组成。该动车组包括两个基本动力单元，３动１拖动力单元和２动２拖动力单元。的牵引传动系统主要由１套网侧高压电器设备、１个牵引变压器、３／２个牵引变流器、６／４台三相交流异步牵引电动机等组成。全列共计２个受电弓，动车组正常时是一个受电弓运行，另一个受电弓备用。（２）网侧高压电气设备。主要包括受电弓、主断路器、避雷器、高压电流互感器、高压电压互感器、接地保护开关等。（３）牵引变压器。一个基本动力单元有１个，全列共计２个。采用芯式结构、车体下吊挂、油循环强迫风冷方式。具有１个原边绕组（２５ｋｖ，５７３５ｋｖＡ），６个牵引绕组（１７７０ｖ，６Ｘ９５５．８ｋｖＡ），外形尺寸（ＬＸＷＸＨ）为４８００Ｘ２３３５Ｘ７２７（ｍｍ），效率９４％。（４）牵引变流器。一个基本动力单元有２或３个，全列共计５个。采用车下吊挂、水冷却方式。（５）牵引电动机。每节动力车２个，一个基本动力单元有６或４个，全列共计１０个。牵引电动机为６极三相鼠笼式异步电动机，采用车体下悬挂、强迫风冷方式，通过万向轴连接至安装在转向架上的变速箱。电机额定功率为５６４ＫＷ，电气效率９３．５％，机械传动效率９７．５％。（６）系统性能。ＣＲＨ５动车组最高运营速度２００ｋｍ／ｈ，最高试验速度２５０ｋｍ／ｈ的要求，动车组总功率５５００ｋｗ。定员载荷的动车组平直道上的起动加速度为０．５ｍ／ｓ²；２００ｋｍ／ｈ运行时，其剩余家加速度不小于０．１５ｍ／ｓ²。
3.２高速转向架。
CRH1：该动车组转向架是以ＡＭ９６转向架为原型进行设计的，后者在中国和欧洲都用在高速运行的列车上，在轮对、轴箱、
一、二系悬挂装置、齿轮箱和牵引装置、制动装置等各部件上均采用了成熟的技术。这就确保了它在高速列车要求的速度和附载方面，符合UIC518规定的运行品质和可靠性要求。CRH1动车组的每辆车都装有两个转向架，因车型不同，有两种类型的转向架：动车转向架和拖车转向架。 CRH2：由川崎重工负责方案选型和技术设计，转向架以川崎重工为东日本铁路公司提供的E2-1000系动车组转向架为原型，其M转向架的型号为DT206，T转向架为TR7004。为适用于中国铁路，对原型车转向架方案进行了部分变更设计。
CRH5 ：在ＴＶＡ－Ｓ１０４转向架基础上改进设计，ＴＶＡ－Ｓ１０４转向架由阿尔斯通公司于２００２年设计，应用于西班牙Ｌａｎｚａｄｅｒａｓ动车组上。该转向架源于意大利ETR系列摆式动车组转向架，并经国内长春轨道客车股份有限公司提出相关的技术要求改进而来。为适应中国的线路，轮对内侧由1360mm改为1353mm;车轮踏面形式重新设计后采用XP55型车轮踏面。
３．２１转向架轻量化技术。３．２２转向架悬挂技术。３．２３转向架驰动技术。３．２４牵引电动机悬挂技术。 ３．３高速制动技术。 3.4 动车组车顶设备 3.41 CRH1动车组
在
2、7号车设受电弓及附属装置，受电弓工作高度最低5300mm,最高6500mm。动车组正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。 3.42 CRH2动车组
在
4、6号车设受电弓及附属装置，安装高度4m时，受电弓工作高度最低4888mm,最高6800mm，最大升弓高度7000mm。动车组正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。 3.43 CRH3型动车组 每车车顶均设有空调机组
在
2、7号车设受电弓及附属装置，受电弓工作高度为4950～6500mm，动车组正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。 3.44 CRH5型动车组 每车车顶均设有空调机组
在每个动车（
1、
2、
4、7和8号车）的车顶还设有制动变阻器
在
3、6号车设受电弓及附属装置，受电弓工作高度为5300～6500mm，动车组正常运行时，采用单弓受流，另一台备用，处于折叠状态。 3.5 车体结构
CRH1型动车组车体: 不锈钢焊接结构;车门处地板距轨面高度1270mm，并设有翻板脚蹬装置;可以适应300～1200mm的站台高度
CRH2型动车组车体:车体采用铝合金结构;车门处地板距轨面高度1300mm，适合1100～1200mm站台
CRH3型动车组车体:车体采用铝合金结构;地板距轨面高度1260mm，固定脚蹬 CRH5型动车组车体:车体采用铝合金结构;车门处地板距轨面高度1270mm，并设有翻板脚蹬装置，可以适应300～1200mm的站台高度
4 结论
高速动车组的大量应用必将促进国家经济的快速发展。随着人们对高速动车组的扩大需求，高速动车组技术也将有更大的进步，同时管理机制也会更加完善。
参考文献：高速动车组总体及转向架：西南交通大学出版社
