文章來源:中(zhong)國北方機(ji)車車輛工業集(ji)團公司 發(fa)布時間:2010-12-14
圖為唐山廠調試(shi)生產線
12月9日,由中國北車唐山軌道客車有限責任公司自主創新開發,具有完全自主知識產權的新一代高速動車組,跑出394.2公里的時速,創兩車“重聯”制式下的世界高速鐵路最高運營速度。
武廣鐵路客運專線是迄今為止世界上一次建成里程最長、運營速度和技術標準最高的高速鐵路,南起廣州,北至武漢,全長1068.6公里,首次試運行用時不到3小時,比原先縮短旅程7小時。
有媒體用“才飲‘珠江水’又食武昌魚”,生動描繪了武廣高速動車組的速度之快,方便快捷的出行生活,給城市帶來愜意的陽光。
“武廣高速動車組是京津城際動車組的升級版。”中國北車唐車公司總工程師孫幫成首先明確了它是自主創新的品牌。他說,武廣高速動車組是在鐵道部統一組織下,依托國內一流科研資源,總結京津城際動車組開行一年來的試驗、運用等情況后,結合武廣線前期科學試驗數據和經驗,自主創新開發出的又一具有完全自主知識產權的新一代高速動車組。
作(zuo)為(wei)迄(qi)今(jin)為(wei)止世界運營速度最高的武(wu)廣高速鐵路,如何使列車(che)在長距離(li)上保持(chi)持(chi)續的高時(shi)速,是對鐵路客車(che)裝備制(zhi)造業提出的一大技術挑戰。孫(sun)幫(bang)成介(jie)紹說:“與短距離(li)京津城際(ji)動車(che)組(zu)相比,長距離(li)武(wu)廣高速動車(che)組(zu),在創新(xin)方面實現了三大突(tu)破。”
短跑變長跑,加大的不只是距離
京津城際鐵路全長120公里,京津兩地用時30分鐘,動車組最高運行時速350公里,但是這個速度只維持短短的十分鐘左右,全程平均旅行時速為260公里左右。
武廣客運專線全長1068.6公里,武廣兩地3小時左右到達,動車組最高運行時速也是350公里,可是這個速度至少要維持在1小時以上,全程平均旅行時速為341公里以上。
如果(guo)將鐵軌看(kan)作是一(yi)條跑(pao)道的(de)話,京津城(cheng)際高(gao)速(su)(su)(su)動車(che)(che)組(zu)好(hao)比是短(duan)跑(pao)運(yun)(yun)(yun)動員,而武廣(guang)客運(yun)(yun)(yun)專(zhuan)線(xian)高(gao)速(su)(su)(su)動車(che)(che)組(zu)就(jiu)是中長(chang)跑(pao)運(yun)(yun)(yun)動員。有(you)這樣一(yi)個常識,人在跑(pao)800米的(de)時候,從開始到(dao)結束很(hen)難(nan)保持(chi)以百米的(de)速(su)(su)(su)度沖刺。要(yao)跑(pao)下800米,必須科(ke)學合理地分(fen)配和(he)使用力氣,以保存(cun)體力。該(gai)加速(su)(su)(su)的(de)時候不能減慢,該(gai)沖刺的(de)時候一(yi)定得(de)開足馬力。武廣(guang)高(gao)速(su)(su)(su)動車(che)(che)組(zu)的(de)設計,比照了800米中長(chang)跑(pao)運(yun)(yun)(yun)動員的(de)節(jie)拍(pai),通過(guo)優化牽引系統參數設計的(de)功能,提升動車(che)(che)組(zu)的(de)牽引能力,使動車(che)(che)組(zu)8800kW的(de)功率得(de)到(dao)充分(fen)發揮(hui),做到(dao)了更好(hao)的(de)啟(qi)動加速(su)(su)(su)和(he)持(chi)續高(gao)速(su)(su)(su)運(yun)(yun)(yun)行的(de)能力。
障礙重重,像劉翔一樣輕松跨越
橫跨天塹江河,飛越重巒疊嶂,在武廣客運專線中國人創造了多項奇跡:全長從南到北1068.6公里,橋梁和隧道的總長度占到線路總長的66.7%,其中,橋梁684座468公里、隧道226座177公里,毫無疑問,兩組數字,成為已建世界高速鐵路之最。
如何在重重障礙下保持高速動車組以飛一樣的速度安全運行,牽引動力性能和制動性能顯得至關重要。有專家介紹,武廣高速動車組在優化輪軌關系,使其在高速運行時有充足的安全余量上做了大膽的嘗試。安裝在地面的無線閉塞中心系統,能讓高速動車組的大腦更靈活。
專家進一步解釋,目前國產高速動車組在牽引系統、制動系統等方面均處于世界領先。時速350公里的高速動車如果瞬間剎車制動,需要減速滑行6500米。我國自行研發的“列控”技術智能化程度相當高,遇到緊急情況,通過地面主控室信號指令,動車組可以保證在5公里內安全停下來。常規的在線運行列車,32公里范圍內互通信息數據,自動保持14公里的安全車距,實現“盲跑”。
波音737、747型飛機的起飛速度大約220公里每小時,火車的時速達到350公里會不會脫離鋼軌飛上天?有數據顯示,時速200公里的列車經過時,鐵道兩側掀起的風速值相當于7級以上的大風。可以想象,時速350公里動車組會是怎樣的一種咆哮。特別是在兩車交匯和穿越隧道時,車輛會產生活塞效應會對車體造成很大的壓力波動,這不僅影響到列車運行的穩定性和乘車的舒適度,還會給環境帶來噪音。
解決這一(yi)難題,唐車(che)(che)(che)公司(si)主(zhu)要采用(yong)優化動車(che)(che)(che)組空(kong)(kong)氣動力學性(xing)能來實現(xian)技術要求,對動車(che)(che)(che)組外形進一(yi)步(bu)的(de)(de)平滑設計,增加外風擋,對受電(dian)弓導流罩、空(kong)(kong)調導流罩、轉(zhuan)向架(jia)裙板和(he)前(qian)端(duan)總成等車(che)(che)(che)體空(kong)(kong)氣動力外形進行了優化設計,有(you)效減少(shao)動車(che)(che)(che)組高速(su)(su)運行阻力,降(jiang)低(di)(di)了高速(su)(su)動車(che)(che)(che)組對內以及對外的(de)(de)噪(zao)音。武(wu)廣(guang)客(ke)運專線的(de)(de)實驗證明,新(xin)一(yi)代高速(su)(su)動車(che)(che)(che)組實現(xian)了在(zai)原有(you)基(ji)礎上降(jiang)低(di)(di)空(kong)(kong)氣阻力5%的(de)(de)目(mu)標。
兩車“重聯”,跑出世界第一速
京津CRH3動車組是單列8輛編組,單受電弓受流,在120公里的全程中采用CTCS-3D列車控制系統,就好比一個人進行百米沖刺。
而武廣CRH3動車組采用兩列重聯運行方式,列車共有16節車廂,雙受電弓同時受流,好比一前一后的兩個人,手牽手串聯在一起,以同樣的速度同樣的姿勢飛奔向前,這必然對兩列車之間的耦合、控制等提出了新的挑戰。“在武廣高速動車組自主研發中,我們已經系統解決了動車組高速‘重聯’的雙弓受流技術,使動車組能夠安全可靠通過雙受電弓將能量傳遞到動力部件上。”唐車公司總工程師孫幫成自信地說。
據介紹,目前發達國家在運高鐵主要采用單車運營模式,平均運營時速都不超過300公里:法國277公里,日本243公里,德國232公里。我國京津城際高速動車組的平均運營時速為320公里,而武廣鐵路客運專線,是在兩車“重聯”的制式下,跑出了時速394公里,平均旅行時速341公里的世界第一速度,創造了業界神話。
“重聯”列車(che)的(de)主要(yao)目的(de)是(shi)增加載(zai)客(ke)(ke)量,一(yi)般的(de)高速(su)動(dong)車(che)組只有(you)8節車(che)廂,載(zai)客(ke)(ke)610人,而“重聯”列車(che)有(you)16節,載(zai)客(ke)(ke)數量翻了(le)一(yi)倍,一(yi)趟車(che)拉(la)了(le)兩趟車(che)的(de)客(ke)(ke)人。這也(ye)是(shi)從(cong)適應我國(guo)國(guo)情出發,專門采用的(de)一(yi)種“多(duo)拉(la)快跑”的(de)編(bian)制形式(shi)。據鐵路部門透露,武廣客(ke)(ke)運(yun)專線(xian)(xian)將于本月(yue)26日全線(xian)(xian)開通,選擇這個時段開通,也(ye)是(shi)為(wei)緩(huan)解春運(yun)客(ke)(ke)流高峰提前(qian)準備。