我国铁路动车和动车组的发展_上_

第1期(总第383期)

2006年1月　　　　　　　　　　内燃机车　　　　　　　　　　　

综述

我国铁路动车和动车组的发展(上)

乔英忍

(大连机车研究所,)

摘要:综述了从1958,对国内外铁路

,9个方面与国际先进水平的差距,5。简析了铁路动车和动车组国内、国际市场。

关键词:动车组;技术水平;发展阶段;分析;市场;差距;意见

中图分类号:U266　　文献标识码:A　　文章编号:100321820(2006)0120002206

B1型起动变矩器和B2型运转变矩器。箱内还设

1　我国铁路动车和动车组发展的几个阶段

我国铁路动车和动车组的发展已经经历了两

个阶段,目前正在向第三阶段过渡。1.1　发展的初始阶段

从1958年到20世纪80年代末期,是我国铁路动车和动车组发展的初始阶段,历经30余年。

1958年,四方机车车辆厂(以下简称四方厂)在大连机车车辆研究所(今中国北车集团大连机车研究所)、上海交大和集宁机务段协作下,自行设计、研制了我国首列双层液力传动内燃动车组,当时称为东风号双层摩托列车。该列动车组于1959年交付北京内燃机务段,在北京—天津间试运。

东风号内燃动车组由2节动车和4节双层客车编组而成。每节动车装有2台山西柴油机厂制造的坦克用B22300型高速四冲程柴油机,车用机型号改为DV12A型。该型柴油机缸径为150mm,行程是180mm(左)和18617mm(右),标定转速为1500r/min,12缸V形排列,UIC标定功率是220kW(300马力)。单节动车功率是440kW,动车组总功率是880kW。液力传动装置型号是SF200621型,液力变速箱内装有自行设计的两套变矩器:

收稿日期:2005210210

),男,陕西三原人,编审。作者简介:乔英忍(1941—

有齿式离合器的换向机构。司机按照机车的速度

和柴油机转速,以电2风遥控进行换挡。

动车的轴式为B-B,整备重量是65t,轴重为16125t,构造速度是120km/h。该动车组的研制为四方厂1959年试制卫星型2000马力液力传动干线客运内燃机车打下了基础。

我国自行设计制造的首列电力动车组是由长春客车厂(以下简称长客厂)、株洲电力机车研究所(以下简称株洲所)和铁道科学研究院,根据铁道部科学技术发展规划,于1978年开始研究设计,1988年完成试制的KDZ1型电力动车组。该动车组为2动+2拖4节编组,总功率为1200kW,采用经济八段桥、相控交2直流传动,最高速度是140km/h。4节车均设硬座,座席呈2+3布置。全列总定员是382人,其中单节动车定员88人,单节拖车定员103人。

KDZ1型电力动车组于1989年在北京环形试验线上进行动态调试和各种试验,最高试验速度达到14215km/h,各项指标满足设计要求。据资料记载,这列试验型电力动车组因受当时运用条件的限制,未能投入正式运用,但是它为后来我国电力动车组的发展积累了经验。

在上述两种动车组研制之间,1962年我国铁路从匈牙利进口2列NC3型内燃动车组。这种动车组是由匈牙利GanzMavag工厂制造的,由2动+2拖4

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节编组而成,动车布置在两端,总功率为735kW(1000马力),设计速度是128km/h。每节动车上安装1台12JV17/24型柴油机,缸径是170mm,行程为240mm,标定转速是1250r/min,UIC标定功率是36715kW(500马力)。动车采用机械传动。

NC3型内燃动车组进口后,最初配置在北京内燃机务段,运用于北京—天津之间。1975年5月,2列动车组全部调转到兰州铁路局。1987年,NC3型动车组全部报废。

从以上所述可以看出,我国铁路动车和动车组在发展初始阶段具有以下特点:

②电力传动、用;

;,制造工厂、运用部门、科研单位和院校联合协作;

⑤除进口产品外,试制产品没有投入正式商业运营和批量生产,但是所进行的设计、试制、试验工作为后来我国铁路动车组乃至机车的进一步发展积累了经验;

⑥初始阶段持续时间长,约30余年,其发展速度、研制产品的技术水平、品种和数量等与同期国外铁路工业和铁路运输发展较快、水平较高的国家的产品比较,相对缓慢和滞后。

探寻我国铁路动车和动车组在发展初期缓慢和滞后的原因,归结起来主要和当时我国铁路旅客运输的客观发展形势以及人们的主观认识跟不上特定阶段社会政治经济迅猛发展的实际有很大关系。

长期以来,我国铁路运输被誉为是国民经济的大动脉,担负着国家主要客、货运输任务。据资料分析,第五个五年计划末期的1980年,铁路完成的旅客和货物周转量分别为1380亿人 km和5707亿t km,各占全国各种现代化运输方式完成的总旅客周转量和总货物周转量的6015%和7117%。在20世纪80年代的大部分时间里,铁路客流货源仍然充足,只是运力明显不足,供求矛盾尖锐。“车难要,票难买”是那个时期铁路货物和旅客运输状况的鲜明写照。当时铁路运输和铁路工业部门上下的注意力主要集中在解决运能与运量的矛盾上,在客运方面,认为让旅客能买到票、坐上车、走得了是当务之急,忽视了旅客列车的提速、乘车条件的改善以及相应的技术创新和线路改造,从而抑制了动车和动车组的发展。

然而在那个时期,与铁路运输部门形成鲜明对比的是,民航、公路、水运等部门,在党和国家“对内搞活,对外开放”的方针鼓舞与指引下,适时地抓住机遇,进行大规模基础设施建设,迅速从计划经济向市场经济转型,特别是民航和公路运输得到迅猛发展,。统计表明八五”(),民航旅客周%69%。而铁量的比例,相继从1980年的下降到1990年的5314%和1995年的41%。1995年和1980年相比,下降了近20个百分点。

通过对这个时期历史背景的回顾,一方面我们可以从中找到当时我国铁路动车和动车组发展缓慢和滞后的一些主、客观原因,另一方面也能说明那时我国铁路动车和动车组进一步发展的迫切性和必要性。1.2　加速发展阶段

20世纪90年代到21世纪最初几年,是我国铁路动车和动车组发展的第二阶段,即加速发展阶段。

忽视提高铁路行车速度和改善乘车条件带来的严重后果给“铁老大”上了生动的一课。于是在当时包括铁路工业系统在内的全路上下,迅速行动起来,积极采取各种措施,决心夺回失去的市场。1990年9月5日,全路首列四季空调列车在北京—广州的47/48次列车上启用。自此,铁路客运出现了多品种、多样性、多档次、多元化的新局面。铁路运输部门针对不同层次和需求的客流,开行有速度含义的普通列车、直特快列车、夕发朝至列车和全程不停车的直达列车;有质量含义的普通列车、空调列车、全列卧铺列车和豪华列车;有提供特种服务的会议列车、旅游列车、球迷专列和民工专列等。为使铁路运输产品真正具有较强竞争力而采取的重大措施是铁道部对列车运行图的重大调整和几次大幅度的列车提速。从1997年到2004年,中国铁路实施了5次大提速。通过5次大面积提速和调图,铁路提速网络总里程达到16500km,其中速度160km/h及以上的提速线路里程为7700km;直通夕发朝至列车增加到169对,旅游专列增加到39对,途中一站不停的直达特快列车有19对。直达特快列车平均持续运行距离1320km,平均持续运行时间11h7min,其中北京—杭州直达特快列车

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内燃机车

2006年

运行距离突破1600km,持续运行时间突破13h。

铁路客运领域的重大技术创新和喜人的形势变化,为铁路工业系统开发新型动车和动车组提供了市场需求和动力,从而形成了我国铁路动车和动车组发展的难得机遇和良好条件。

据不完全统计,1994年以来,中国北方、南方机车车辆工业集团公司所属企业,在铁道部及其下属运用部门的密切合作下,研究开发了各种动车和动车组20多个品种,计67列。其中内燃动车组有47列,包括动车78节,拖车226节;电力动车组20列,包括动车44节,拖车125节。在总计67中,有46到国外。

出口产品中,客厂合造的2动组,1997年10,用于德黑兰市郊铁路;有15列由四方厂制造的1动+5拖动力集中式电力传动内燃动车组,2000年6月出口斯里兰卡,用于科伦坡市郊铁路。另外南车四方股份公司出口纳米比亚的1列窄轨内燃动车组于2005年1月竣工下线,由于具体编组情况不详,未列入本资料统计数据之中。

表1介绍了20世纪90年代以来,我国铁路工业系统生产的铁路动车和动车组的简明情况。

另外,1998年8月28日,广深铁路股份公司从瑞典引进1列X2000型新时速高速摆式电力动车组,在广深线投入正式运营。该动车组为1动+6拖编组,功率是3260kW,采用GTO交流传动系统,属摆式列车,车体最大倾摆角为8°,最高运行速度是210km/h,实际运用速度是200km/h,列车总重是365t,全长为165m,总座位数是416个。中国铁路引进X2000型新时速电力动车组采取租赁方式,目的是对广州—深圳—九龙线、北京—郑州线和郑州—宝鸡线3条既有线路开行摆式列车的可行性进行研究和提供实践依据。

不难看出,表1所列动车和动车组是按照产品研制时间的先后顺序排列的。从1994年到2004年间,除1995年没有新产品出现外,其余10年,年年都有新产品问世,而且品种愈来愈多,技术含量一年比一年高。

我国铁路工业系统1994年以来研制的动车和动车组,包括内燃和电力两种类型。内燃动车和动车组又可分为液力传动和电力传动;电力动车和动车组又包括直流电力传动和交流电力传动。属于液力传动内燃动车和动车组的产品有天安公务动车、柳州局公务动车、青藏铁路公务动车,九江号、北亚号、罕露号、晋龙号、北海号和包神地方铁路用内燃动车组,三茂铁路摆式内燃动车组和出口纳米比亚窄轨内燃动车组等。值得指出的是,在上述液力传动内燃动车和动车组中,除三茂铁路,其余产的、、北海号和包,每列动NYJ1型动力车牵引,柴油机采用美国Caterpillar3508B型柴油机,装车功率是1000kW,车组总功率是2000kW,液力传动装置型号是SF2010型,动车组最高运用速度是140km/h。该系列各型动车组之间的不同之处是,根据不同用户要求,拖车的数量、品种以及全列定员不同。

属于电力传动内燃动车和动车组的产品有唐山厂研制的自行内燃公务动车和庐山号双层内燃动车组,戚墅堰厂和浦镇厂研制的新曙光号双层内燃动车组,四方厂出口斯里兰卡内燃动车组,大连、长客、四方、唐山和浦镇厂分别联合研制的神州号、金轮号双层内燃动车组以及普天号摆式内燃动车组。所有这几种电力传动内燃动车和动车组均采用交2直流电力传动。

在全部内燃动车组中,只有唐山厂为三茂铁路制造的动车组为4动+1拖动力分散式,其它动车组均属于动力集中式,2节动力车布置在列车的前后端,中间是拖车。

在所有内燃动车组中,装用16V240ZJE型柴油机的神州号和金轮号(长编组)动车组总功率为2×3310kW,是国产内燃动车组中功率最大的。神州号动车组总定员为1440人,是至今为止国产动车组中定员最多的一种。

属于电力动车组的产品有出口伊朗的双层动车组,春城号、大白鲨号、篮箭号、先锋号、中原之星号、中华之星号和长白山号动车组。其中出口伊朗动车组、春城号和大白鲨号动车组采用交2直流电力传动,其余电力动车组均采用交流电力传动。

在交流电力动车组中,中华之星号动车组采用的是2001年研制成功的具有自主知识产权的3500kVAGTO水冷变流机组和1225kW三相异步牵引电动机;中原之星号动车组采用的是具有自主知识产权的1300kVA模块化IGBT风冷VVVF主变流

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内燃机车

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器;篮箭号动车组采用的是引进欧洲的先进智能功率模块IPM水冷变流系统,并通过自主系统集成;先锋号动车组采用的是从日本引进的中等功率的IPM变流系统。

在电力动车组中,大白鲨号、篮箭号、中华之星号和出口伊朗的电力动车组属于动力集中式,租用瑞典的X2000型新时速电力动车组也是动力集中式;春城号、先锋号、中原之星号、长白山号电力动车组属于动力分散式。

我国铁路动车和动车组按速度不同划分,有3种类型。

速度等于或大于200km/h组,也可称为高速列车。度是270km/h,到32115km/h;210km/h,250km/h;先锋号最高设计速度是200km/h,在秦沈客运专线的最高线路试验速度达到292km/h。篮箭号最高设计速度是200km/h,在广深线最高试验速度达到230km/h;大白鲨号最高设计速度为200km/h;租用瑞典的X2000型新时速摆式动车组的最高设计速度为210km/h,实际最高运用速度为200km/h。

速度在140～200km/h的称为快速动车组,也有人曾将速度在160～200km/h的动车组称为准高速列车。设计速度为180km/h的有神州号和新曙光号内燃动车组;金轮号、普天号和三茂铁路用内燃动车组以及天安002号内燃公务动车的设计速度均为160km/h。九江号、北亚号、罕露号、晋龙号、北海号液力传动内燃动车组和出口伊朗的电力动车组设计速度都是140km/h。

速度等于或低于120km/h的称为普速动车组。庐山号、春城号动车组,天安公务动车、自行内燃公务动车、柳州局公务动车和青藏铁路公务动车设计速度均为120km/h;出口斯里兰卡动车组和包神铁路动车组设计速度是100km/h。

综上所述,我国铁路动车和动车组在发展的第二阶段具有以下特点。

(1)发展速度快。与第一阶段情况形成鲜明对比的是,在第二阶段的约10年中,我国铁路工业系统在运用部门的密切合作下,共研究开发新型动车和动车组20多个品种,生产67列,其中动车122节,拖车351节。几乎年年都有新产品投入试验或交付运用。

(2)技术含量高。我国研制的设计速度大于

200km/h的动车组有5种之多。中华之星动车组

设计速度为270km/h,正线最高试验速度为32115km/h,试验台最高试验速度达到400km/h。我国已步入研制、生产和运用高速列车的国家行列。

我国研制的普天号、三茂铁路用内燃动车组均为摆式列车,在多弯道的既有线上运行,速度可达160km/h。。我国研制的,并WTB与用IGBT和IPM等组件的先进交流电力传动系统,跨越了国际上多数国家经历的几代方式,直接进入水冷变流器和交流异步电动机传动方式并实现了工程化,性能指标接近20世纪90年代国际同类产品先进水平。

另外,我国铁路工业系统、运用部门、科研院校等通力协作,在高速转向架、轻量化技术、复合制动、微机控制、车体密封、可靠性和舒适性技术等方面深入研究,反复试验,不断取得喜人进步,水平全面提高。

(3)品种全,用途广。我国研制的新型铁路动车组有电力和内燃,电传和液传,摆式和非摆式,高速、快速和普速,单节、短编组和长编组,动力集中和动力分散,标准轨与窄轨,硬座、卧铺和豪华包间等多种类型,以适应长途、中程、短途或城际、地区和市郊等不同类客流和旅客列车要求以及国内和国外、路内和地方等不同用户需要。

(4)研发试制、推广运用、开拓市场相结合。我国铁路动车和动车组在发展第二阶段的10年左右的时间内,能够取得显著成效的原因是和重视推广运用及努力开拓市场的强有力措施分不开的。我们注意到某些产品从研发开始就和特定用户有约在先。大白鲨、篮箭是为广深铁路研制的;象“春城”“、中原之星”“、晋龙”“、庐山”“、九江”、“北亚”、“北海”等标牌名称本身就有专指运用地域的含义,“新曙光”的研制特请上海局直接参与。许多新产品,除满足国家铁路外,还销售到许多地方铁路,并出口到伊朗、斯里兰卡和纳米比亚等亚、非国家。永济电机厂通过产品和技术的输出,帮助越南研制成功首列米轨内燃动车组,产品被列为越南2003年度十大成就之一。

(未完待续)

ABSTRACTS

Viewofdevelopmentofrailcarand

motortrainsetinChina

QIAOYing2ren

(DalianLocomotiveResearchInstitute,Dalian116021,China)

Abstract:　ThedevelopmentofrailcarandmotortrainsetinChinasince1958wassummarized.TheleveldevelopmentofrailcarandmotortrainsetparedwiththatofdevelopedthesetwowasproposedfordevelopingrailcartrainsetofChina.Basedontheresultofanalysisondomesticandinternationalrailcarandmotortrainsetmarket,theauthorpointedoutthatitisneces2sarytoquickenthetempoofdevelopingnationalrailcarandmotortrainset.

Keywords:　railcar;motortrainsetleveloftechnolo2gy;developmentstage;analysis;market;gap;suggestion

Studyoncharacteristicoftorsionalvibrationintransientoperationofinterralcombustionengine

HUAChun2rong,YANBing,MALong2gang,

XUMing2heng,TANGZhi2(ollegeMJiaotong,China)

Aimedattheproblemthatthereisatrendintorsionalvibrationsignalinthetransientoperationofinternalcombustionengine,ingthecharacteristicthattherealandimaginarypartofeachharmoniccopmonentoftor2sionalvibrationintransientoperationisequaltothelinearsuperpositionoftherealandimaginarypartsofeachharmon2iccomponentinsteadyconditionandtrendterm,theaccura2cyamplitudeofeachharmoniccomponentforsteadycondi2tioncanbereceivedbyeliminatingthetrendterm.Throughthesimulationandexperimentresearches,notonlytheappli2cabilityofthemethodisverified,butalsothatitisfoundthatthetrendtermintransientoperationhasthecharacteristicofaffectingtheamplitudegreatlyoflowharmoniccomponent(suchas0.5orderand1order)andrelativelylittleampli2tudeofmiddleandhighharmoniccomponents.

Keywords:　internalcombustionengine;transientoperation;trendterm;torsionalvibration

DevelopmentofcoolingdeviceforTSD09tilting

dieselmultipleunitZHOUMei2wang,SUNWen2lai

(1.DalianLocomotiveResearchInstitute,Dalian116021;2.TangshanLocomotive&RollingStockWorks,Tangshan063035,China)

Abstract:　Thestructuralscheme,designprocess,usedcoolingtechnologies,componentsfeaturesandrelevanttestsofcoolingdeviceforTSD09tiltingdieselmultipleunitweredescribed.Theventilationtestsongroundandthetrac2tionandthermodynamictestonlooprouteofthecoolingde2vicewereperformed.Thetestsconfirmedtheperformanceandthereasonablenessofdesignofcoolingdevice,andshowhthatthecoolingdevicehasmetdesignrequirementsandcanmeetDMUπsdemandsforcooling

Keywords:　TSD09tiltingdieselmultipleunit;cool2ingsystem;coolingdevice;coolingtechnologies;design;cal2culation;test

DevelopmentofelectricalsystemforDF7

modularizedlocomotives

WANGGuan2ying

(BeijingFeb.7thLocomotiveWorks,Beijing100072,China)

Abstract:　Thedesign,performancecharacteristics,technicalparametersofelectricalsystemanditsmajorcom2ponentsforDF7modularizedlocomotives(includingDF7G、DF7Candotherversions)weredescribed.Thestructuralfea2

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/6c5q.html