中国北车研制武广动车组突破多项技术难关
发布时间:2018-11-26 14 来源: 互联网 浏览量:23

12月9日,由中国北车唐山轨道客车有限责任公司自主创新开发,具有完全自主知识产权的新一代高速动车组,跑出394.2公里的时速,创两车“重联”制式下的世界高速铁路最高运营速度。

武广铁路客运专线是迄今为止世界上一次建成里程最长、运营速度和技术标准最高的高速铁路,南起广州,北至武汉,全长1068.6公里,首次试运行用时不到3小时,比原先缩短旅程7小时。

有媒体用“才饮‘珠江水’又食武昌鱼”,生动描绘了武广高速动车组的速度之快,方便快捷的出行生活,给城市带来惬意的阳光。

“武广高速动车组是京津城际动车组的升级版。”中国北车唐车公司总工程师孙帮成首先明确了它是自主创新的品牌。他说,武广高速动车组是在铁道部统一组织下,依托国内一流科研资源,总结京津城际动车组开行一年来的试验、运用等情况后,结合武广线前期科学试验数据和经验,自主创新开发出的又一具有完全自主知识产权的新一代高速动车组。

作为迄今为止世界运营速度最高的武广高速铁路,如何使列车在长距离上保持持续的高时速,是对铁路客车装备制造业提出的一大技术挑战。孙帮成介绍说:“与短距离京津城际动车组相比,长距离武广高速动车组,在创新方面实现了三大突破。”

短跑变长跑,加大的不只是距离

京津城际铁路全长120公里,京津两地用时30分钟,动车组最高运行时速350公里,但是这个速度只维持短短的十分钟左右,全程平均旅行时速为260公里左右。

武广客运专线全长1068.6公里,武广两地3小时左右到达,动车组最高运行时速也是350公里,可是这个速度至少要维持在1小时以上,全程平均旅行时速为341公里以上。

如果铁轨看作是一条跑道的话,京津城际高速动车组好比是短跑运动员,而武广客运专线高速动车组就是中长跑运动员。有这样一个常识,人在跑800米的时候,从开始到结束很难保持以百米的速度冲刺。要跑下800米,必须科学合理地分配和使用力气,以保存体力。该加速的时候不能减慢,该冲刺的时候一定得开足马力。武广高速动车组的设计,比照了800米中长跑运动员的节拍,通过优化牵引系统参数设计的功能,提升动车组的牵引能力,使动车组8800kW的功率得到充分发挥,做到了更好的启动加速和持续高速运行的能力。

障碍重重,像刘翔一样轻松跨越

横跨天堑江河,飞越重峦叠嶂,在武广客运专线中国人创造了多项奇迹:全长从南到北1068.6公里,桥梁和隧道的总长度占到线路总长的66.7%,其中,桥梁684座468公里、隧道226座177公里,毫无疑问,两组数字,成为已建世界高速铁路之最。

如何在重重障碍下保持高速动车组以飞一样的速度安全运行,牵引动力性能和制动性能显得至关重要。有专家介绍,武广高速动车组在优化轮轨关系,使其在高速运行时有充足的安全余量上做了大胆的尝试。安装在地面的无线闭塞中心系统,能让高速动车组的大脑更灵活。

专家进一步解释,目前国产高速动车组在牵引系统、制动系统等方面均处于世界领先。时速350公里的高速动车如果瞬间刹车制动,需要减速滑行6500米。我国自行研发的“列控”技术智能化程度相当高,遇到紧急情况,通过地面主控室信号指令,动车组可以保证在5公里内安全停下来。常规的在线运行列车,32公里范围内互通信息数据,自动保持14公里的安全车距,实现“盲跑”。

波音737、747型飞机的起飞速度大约220公里每小时,火车的时速达到350公里会不会脱离钢轨飞上天?有数据显示,时速200公里的列车经过时,铁道两侧掀起的风速值相当于7级以上的大风。可以想象,时速350公里动车组会是怎样的一种咆哮。特别是在两车交汇和穿越隧道时,车辆会产生活塞效应会对车体造成很大的压力波动,这不仅影响到列车运行的稳定性和乘车的舒适度,还会给环境带来噪音。

解决这一难题,唐车公司主要采用优化动车组空气动力学性能来实现技术要求,对动车组外形进一步的平滑设计,增加外风挡,对受电弓导流罩、空调导流罩、转向架裙板和前端总成等车体空气动力外形进行了优化设计,有效减少动车组高速运行阻力,降低了高速动车组对内以及对外的噪音。武广客运专线的实验证明,新一代高速动车组实现了在原有基础上降低空气阻力5%的目标。

两车“重联”,跑出世界第一速

京津CRH3动车组是单列8辆编组,单受电弓受流,在120公里的全程中采用CTCS-3D列车控制系统,就好比一个人进行百米冲刺。

而武广CRH3动车组采用两列重联运行方式,列车共有16节车厢,双受电弓同时受流,好比一前一后的两个人,手牵手串联在一起,以同样的速度同样的姿势飞奔向前,这必然对两列车之间的耦合、控制等提出了新的挑战。“在武广高速动车组自主研发中,我们已经系统解决了动车组高速‘重联’的双弓受流技术,使动车组能够安全可靠通过双受电弓能量传递到动力部件上。”唐车公司总工程师孙帮成自信地说。

据介绍,目前发达国家在运高铁主要采用单车运营模式,平均运营时速都不过300公里:法国277公里,日本243公里,德国232公里。我国京津城际高速动车组的平均运营时速为320公里,而武广铁路客运专线,是在两车“重联”的制式下,跑出了时速394公里,平均旅行时速341公里的世界第一速度,创造了业界神话。

“重联”列车的主要目的是增加载客量,一般的高速动车组只有8节车厢,载客610人,而“重联”列车有16节,载客数量翻了一倍,一趟车拉了两趟车的客人。这也是从适应我国国情出发,专门采用的一种“多拉快跑”的编制形式。据铁路部门透露,武广客运专线于本月26日全线开通,选择这个时段开通,也是为缓解春运客流高峰提前准备。

 

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