動車組的基礎知識
動車組是城際和市郊鐵路實現小編組、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。
使用動車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%。動車組稱得上是鐵路旅客運輸的生力軍。
德國是最早制造和運用動車的國家,制造技術一直領先。1903年7月8日,首先運行了由鋼軌供電的動車組,由4節動車和2節拖車編成。同年8月14日,又運行了由接觸網供電的動車組,這是世界上第一列由接觸網供電的單相交流電動車組。同年10月28日,西門子公司制造的三相交流電動車進行了高速試驗,首創時速210.2公里的歷史記錄。
動車組是在車輛轉向架的輪軸上安裝動力裝置的車輛。一般一節車上一個轉向架上裝一對,一節車上兩個轉向架上都裝等多種情況。動車組內有動力的車輛稱為動車,沒有動力的車輛稱為拖車。動車組一般用于高速、準高速、城市軌道交通的車輛上。
目前,國外的列車運行速度一般達到200~300km/h光靠機車來拉已經很吃力。所以在每輛車上都裝上動力裝置是個很有效的解決提速問題的方法。動車組前途比較光明,主學有車輛工程方面的知識和電機方面的相關知識。國內目前比較空缺這方面的人才。
目前動車段建設是客運專線建設組成部分,現在正在建設的動車段有京津城際北京動車段,武廣專線武漢動車段、廣州動車段、長沙動車運用所、衡陽動車綜合維修段,鄭西專線西安動車段、鄭州動車段,主要是技術支持是德國。
動車組的基本特點
我們通常看到的電力機車和內燃機車,其動力裝置都集中安裝在機車上,在機車后面掛著許多沒有動力裝置的客車車廂。動車組,亦稱多動力單元列車,是鐵路列車的一種,特點是動力來源分布在列車各個車輛上的發動機,而不是集中在機車上。動車組的司機駕駛室一般都被大為縮短,放在列車的兩端。
動車的技術發展主要表現在功率、速度和舒適性的提高、單位功率重量的降低以及電子技術的應用等方面。動車組今后還將不斷發展,特別是世界各國正在發展市郊鐵路與地下鐵道過軌互通,構成城市高速鐵路網,動車組在其中將會起到主力軍的作用。
動車組的優點
與用機車拖動普通車輛相比,動車組的優點是:
動車組在兩端都有駕駛室,列車掉頭時無需先把機車在一端脫鉤后再移到另一端掛鉤,大為加快運轉的速度。同時亦減少車務人員的工作及提高安全。
動車組可以容易組合成長短不同的列車。有些地方的動車組會先整成一列,到中途的車站分開成數截,分別開向不同的目的地。
其中動力分散的動車組以下的優點特別明顯:動力效率較高;特別是在斜坡上。動車組車卡的重量放置在各個帶動力的車輪上,而不會成為拖在機車后面無用的負重。
因為同樣的原因,動車組上的動力軸對路軌黏著力的要求較低,每 軸的載重亦較少。因此選用動車組的高速鐵路路線,對路線的土木工程及路軌的要求都較為低。
電力動車組因為有較多的電動機,所以再生制動能力良好。對于停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路,這優點特別明顯。因為動車組運轉快、占地小,行走市郊的通勤鐵路很多都是動車組。輕便鐵路、地下鐵路使用的亦幾乎全是動車組。
動車組分類
【1】.按牽引動力的分布方式分
一個動車組之內不一定是每個車輛都帶有發動機。動車組內沒有動力的車輛稱為拖車。有些動車組內是完全沒有拖車,或拖車只有很少,發動機分布在組內不同的車輛上,稱為動力分散。亦有把發動機集中在一兩個車輛上的動車組,稱為動力集中動車組。動力分散電動車組的優點是,動力裝置分布在列車不同的位置上,能夠實現較大的牽引力,編組靈活。由于采用動力制動的輪對多,制動效率高,且調速性能好,制動減速度大,適合用于限速區段較多的線路。另外,列車中一節動車的牽引動力發生故障對全列車的牽引指標影響不大。動力分散的電動車組的缺點是:牽引力設備的數量多,總重量大。動力集中的電動車組也有其優點,動力裝置集中安裝在2~3節車上,檢查維修比較方便,電氣設備的總重量小于動力分散的電動車組。動力集中布置的缺點是動車的軸重較大,對線路不利。
【2】.按動力裝置分
動車組可以是由柴油發動的內燃動車組(DMU),內燃動車組可由柴油發動機透過齒輪帶動,亦有電傳動力柴油動車組(DEMU)。內燃動車組按傳動方式又分為電力傳動和液力傳動兩種;電動車組按電流制又分為直流和交流兩種。
更常見的動車組是由接觸網供電的電力動車組(EMU)。電力動車組的電動機一般是安裝在轉向架之上。多數的動車組都是用作客運,貨運的很少。
市郊鐵路站間距離短、行車密度高、客運量大,要求動車加減速快、車廂容量大、旅客上下車方便。因此,各國大城市近郊客運基本上都用電動車組,地面鐵路還與地下鐵道相結合,互相過軌,向統一的高速鐵路發展。如,日本8000系斬波器控制的電動車組,由4節動車和2節控制車編成,每節車有4個寬1.3米的側門供旅客上下,能和地下鐵道互相過軌。日本使用的雙層電動車組,能有效地利用空間,增加載客數量。
各種長途高速電動車組具有代表性的有:日本的200系電動車組,由2節控制車和12節動車編成,總功率12880kW,最高速度260km/h。的ЭР200型電動車組,由2節控制車和14節動車編成,總功率11520kW,試驗速度200km/h。法國的TGV電動車組,由2節動車和8節拖車編成,最高速度可達260km/h。英國的APT高速電動車組,采用擺式車體,由2節動力集中式動車和12拖車編成,總功率6000kW。
高速內燃動車組有日本的181系特快內燃動車組,由8節動車和1節拖車編成,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車組,兩端各有1節內燃動車,中間有7~8節拖車,速度最高達229km/h。
【3】.按服務對象分
長途高速電動車組,在城市之間運行。如,日本新干線、 德國 ICE3型、法國TGV、歐洲之星、藍箭號、中華之星、中原之星、長白山號等。
城市軌道交通動車組,在城市內部運行,如北京地鐵等。