動(dòng)車(chē)組的基礎知識
動(dòng)車(chē)組是城際和市郊鐵路實(shí)現小編組、大密度的高效運輸工具,以其編組靈活、方便、快捷、安全,可靠、舒適為特點(diǎn)備受世界各國鐵路運輸和城市軌道交通運輸的青睞。
使用動(dòng)車(chē)的比重以日本為最大,占87%;荷蘭、英國次之,分別占83%和61%;法國、德國又次之,分別占22%和12%。動(dòng)車(chē)組稱(chēng)得上是鐵路旅客運輸的生力軍。
德國是最早制造和運用動(dòng)車(chē)的國家,制造技術(shù)一直領(lǐng)先。1903年7月8日,首先運行了由鋼軌供電的動(dòng)車(chē)組,由4節動(dòng)車(chē)和2節拖車(chē)編成。同年8月14日,又運行了由接觸網(wǎng)供電的動(dòng)車(chē)組,這是世界上第一列由接觸網(wǎng)供電的單相交流電動(dòng)車(chē)組。同年10月28日,西門(mén)子公司制造的三相交流電動(dòng)車(chē)進(jìn)行了高速試驗,首創(chuàng )時(shí)速210.2公里的歷史記錄。
動(dòng)車(chē)組是在車(chē)輛轉向架的輪軸上安裝動(dòng)力裝置的車(chē)輛。一般一節車(chē)上一個(gè)轉向架上裝一對,一節車(chē)上兩個(gè)轉向架上都裝等多種情況。動(dòng)車(chē)組內有動(dòng)力的車(chē)輛稱(chēng)為動(dòng)車(chē),沒(méi)有動(dòng)力的車(chē)輛稱(chēng)為拖車(chē)。動(dòng)車(chē)組一般用于高速、準高速、城市軌道交通的車(chē)輛上。
目前,國外的列車(chē)運行速度一般達到200~300km/h光靠機車(chē)來(lái)拉已經(jīng)很吃力。所以在每輛車(chē)上都裝上動(dòng)力裝置是個(gè)很有效的解決提速問(wèn)題的方法。動(dòng)車(chē)組前途比較光明,主學(xué)有車(chē)輛工程方面的知識和電機方面的相關(guān)知識。國內目前比較空缺這方面的人才。
目前動(dòng)車(chē)段建設是客運專(zhuān)線(xiàn)建設組成部分,現在正在建設的動(dòng)車(chē)段有京津城際北京動(dòng)車(chē)段,武廣專(zhuān)線(xiàn)武漢動(dòng)車(chē)段、廣州動(dòng)車(chē)段、長(cháng)沙動(dòng)車(chē)運用所、衡陽(yáng)動(dòng)車(chē)綜合維修段,鄭西專(zhuān)線(xiàn)西安動(dòng)車(chē)段、鄭州動(dòng)車(chē)段,主要是技術(shù)支持是德國。
動(dòng)車(chē)組的基本特點(diǎn)
我們通??吹降碾娏C車(chē)和內燃機車(chē),其動(dòng)力裝置都集中安裝在機車(chē)上,在機車(chē)后面掛著(zhù)許多沒(méi)有動(dòng)力裝置的客車(chē)車(chē)廂。動(dòng)車(chē)組,亦稱(chēng)多動(dòng)力單元列車(chē),是鐵路列車(chē)的一種,特點(diǎn)是動(dòng)力來(lái)源分布在列車(chē)各個(gè)車(chē)輛上的發(fā)動(dòng)機,而不是集中在機車(chē)上。動(dòng)車(chē)組的司機駕駛室一般都被大為縮短,放在列車(chē)的兩端。
動(dòng)車(chē)的技術(shù)發(fā)展主要表現在功率、速度和舒適性的提高、單位功率重量的降低以及電子技術(shù)的應用等方面。動(dòng)車(chē)組今后還將不斷發(fā)展,特別是世界各國正在發(fā)展市郊鐵路與地下鐵道過(guò)軌互通,構成城市高速鐵路網(wǎng),動(dòng)車(chē)組在其中將會(huì )起到主力軍的作用。
動(dòng)車(chē)組的優(yōu)點(diǎn)
與用機車(chē)拖動(dòng)普通車(chē)輛相比,動(dòng)車(chē)組的優(yōu)點(diǎn)是:
動(dòng)車(chē)組在兩端都有駕駛室,列車(chē)掉頭時(shí)無(wú)需先把機車(chē)在一端脫鉤后再移到另一端掛鉤,大為加快運轉的速度。同時(shí)亦減少車(chē)務(wù)人員的工作及提高安全。
動(dòng)車(chē)組可以容易組合成長(cháng)短不同的列車(chē)。有些地方的動(dòng)車(chē)組會(huì )先整成一列,到中途的車(chē)站分開(kāi)成數截,分別開(kāi)向不同的目的地。
其中動(dòng)力分散的動(dòng)車(chē)組以下的優(yōu)點(diǎn)特別明顯:動(dòng)力效率較高;特別是在斜坡上。動(dòng)車(chē)組車(chē)卡的重量放置在各個(gè)帶動(dòng)力的車(chē)輪上,而不會(huì )成為拖在機車(chē)后面無(wú)用的負重。
因為同樣的原因,動(dòng)車(chē)組上的動(dòng)力軸對路軌黏著(zhù)力的要求較低,每 軸的載重亦較少。因此選用動(dòng)車(chē)組的高速鐵路路線(xiàn),對路線(xiàn)的土木工程及路軌的要求都較為低。
電力動(dòng)車(chē)組因為有較多的電動(dòng)機,所以再生制動(dòng)能力良好。對于停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路,這優(yōu)點(diǎn)特別明顯。因為動(dòng)車(chē)組運轉快、占地小,行走市郊的通勤鐵路很多都是動(dòng)車(chē)組。輕便鐵路、地下鐵路使用的亦幾乎全是動(dòng)車(chē)組。
動(dòng)車(chē)組分類(lèi)
【1】.按牽引動(dòng)力的分布方式分
一個(gè)動(dòng)車(chē)組之內不一定是每個(gè)車(chē)輛都帶有發(fā)動(dòng)機。動(dòng)車(chē)組內沒(méi)有動(dòng)力的車(chē)輛稱(chēng)為拖車(chē)。有些動(dòng)車(chē)組內是完全沒(méi)有拖車(chē),或拖車(chē)只有很少,發(fā)動(dòng)機分布在組內不同的車(chē)輛上,稱(chēng)為動(dòng)力分散。亦有把發(fā)動(dòng)機集中在一兩個(gè)車(chē)輛上的動(dòng)車(chē)組,稱(chēng)為動(dòng)力集中動(dòng)車(chē)組。動(dòng)力分散電動(dòng)車(chē)組的優(yōu)點(diǎn)是,動(dòng)力裝置分布在列車(chē)不同的位置上,能夠實(shí)現較大的牽引力,編組靈活。由于采用動(dòng)力制動(dòng)的輪對多,制動(dòng)效率高,且調速性能好,制動(dòng)減速度大,適合用于限速區段較多的線(xiàn)路。另外,列車(chē)中一節動(dòng)車(chē)的牽引動(dòng)力發(fā)生故障對全列車(chē)的牽引指標影響不大。動(dòng)力分散的電動(dòng)車(chē)組的缺點(diǎn)是:牽引力設備的數量多,總重量大。動(dòng)力集中的電動(dòng)車(chē)組也有其優(yōu)點(diǎn),動(dòng)力裝置集中安裝在2~3節車(chē)上,檢查維修比較方便,電氣設備的總重量小于動(dòng)力分散的電動(dòng)車(chē)組。動(dòng)力集中布置的缺點(diǎn)是動(dòng)車(chē)的軸重較大,對線(xiàn)路不利。
【2】.按動(dòng)力裝置分
動(dòng)車(chē)組可以是由柴油發(fā)動(dòng)的內燃動(dòng)車(chē)組(DMU),內燃動(dòng)車(chē)組可由柴油發(fā)動(dòng)機透過(guò)齒輪帶動(dòng),亦有電傳動(dòng)力柴油動(dòng)車(chē)組(DEMU)。內燃動(dòng)車(chē)組按傳動(dòng)方式又分為電力傳動(dòng)和液力傳動(dòng)兩種;電動(dòng)車(chē)組按電流制又分為直流和交流兩種。
更常見(jiàn)的動(dòng)車(chē)組是由接觸網(wǎng)供電的電力動(dòng)車(chē)組(EMU)。電力動(dòng)車(chē)組的電動(dòng)機一般是安裝在轉向架之上。多數的動(dòng)車(chē)組都是用作客運,貨運的很少。
市郊鐵路站間距離短、行車(chē)密度高、客運量大,要求動(dòng)車(chē)加減速快、車(chē)廂容量大、旅客上下車(chē)方便。因此,各國大城市近郊客運基本上都用電動(dòng)車(chē)組,地面鐵路還與地下鐵道相結合,互相過(guò)軌,向統一的高速鐵路發(fā)展。如,日本8000系斬波器控制的電動(dòng)車(chē)組,由4節動(dòng)車(chē)和2節控制車(chē)編成,每節車(chē)有4個(gè)寬1.3米的側門(mén)供旅客上下,能和地下鐵道互相過(guò)軌。日本使用的雙層電動(dòng)車(chē)組,能有效地利用空間,增加載客數量。
各種長(cháng)途高速電動(dòng)車(chē)組具有代表性的有:日本的200系電動(dòng)車(chē)組,由2節控制車(chē)和12節動(dòng)車(chē)編成,總功率12880kW,最高速度260km/h。的ЭР200型電動(dòng)車(chē)組,由2節控制車(chē)和14節動(dòng)車(chē)編成,總功率11520kW,試驗速度200km/h。法國的TGV電動(dòng)車(chē)組,由2節動(dòng)車(chē)和8節拖車(chē)編成,最高速度可達260km/h。英國的APT高速電動(dòng)車(chē)組,采用擺式車(chē)體,由2節動(dòng)力集中式動(dòng)車(chē)和12拖車(chē)編成,總功率6000kW。
高速內燃動(dòng)車(chē)組有日本的181系特快內燃動(dòng)車(chē)組,由8節動(dòng)車(chē)和1節拖車(chē)編成,共有8臺500柴油機,總功率3650kw,最高速度120km/h。還有英國投入運用的高速內燃動(dòng)車(chē)組,兩端各有1節內燃動(dòng)車(chē),中間有7~8節拖車(chē),速度最高達229km/h。
【3】.按服務(wù)對象分
長(cháng)途高速電動(dòng)車(chē)組,在城市之間運行。如,日本新干線(xiàn)、 德國 ICE3型、法國TGV、歐洲之星、藍箭號、中華之星、中原之星、長(cháng)白山號等。
城市軌道交通動(dòng)車(chē)組,在城市內部運行,如北京地鐵等。