动车组牵引与制动
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第一章 高速列车概述

第一节 高速列车分类及基本概念

一、高速铁路与高速列车定义

迄今,高速铁路的定义有如下几种:

1970年,日本政府第71号令将高速铁路定义为:凡在一条铁路的主要区段上,列车的最高运行速度达到200km/h及以上的干线铁路。

1985年,欧洲经济委员会在日内瓦签署的国际铁路干线协议规定:列车最高运行速度达到300km/h及以上的客运专线或最高速度达到250km/h及以上的客货混用线。

1986年,国际铁路联盟将高速铁路定义为:最高速度至少达到250km/h的专用线或最高速度达200km/h的既有线。

我国《高速铁路设计规范》(TB 10621—2014)中将高速铁路定义为:新建设计开行250km/h(含预留)及以上动车组列车,初期运营速度不小于200km/h的客运专线铁路。

可以看出,各个机构对高速铁路的定义不尽相同,随着科学技术的进步,高速铁路的定义还会变化。目前,一般将铁路速度分级定义如下:100~120km/h称为常速;120~160km/h称为中速;160~200km/h称为准高速或快速;200km/h以上称为高速。因此,以最高速度200km/h及以上运行的列车称为高速列车,相应的铁路称为高速铁路。

二、高速列车分类

高速列车的分类方法很多,从不同的角度有不同的分类方法。常用的分类方法主要有:

1.按速度等级分类

按照速度等级可以分为准高速、高速和超高速列车。

(1)准高速列车

最高运行速度为160~200km/h的列车。

(2)高速列车

最高运行速度为200~400km/h的列车。

(3)特高速列车

最高运行速度为400km/h以上的列车。

2.按牵引动力类型分类

高速列车按照牵引动力的类型可以分为:电力牵引高速列车、内燃牵引高速列车和磁悬浮高速列车。

(1)电力牵引高速列车

从高速铁路发展状况看来,尽管电力牵引具有较大的初始投资,但是电力牵引具有牵引功率大、轴重轻、经济性好、利于环保等优点,绝大多数国家的高速列车都是采用电力牵引。

(2)内燃牵引高速列车

内燃牵引高速列车由于其投资少、见效快、经济性好等优点,常常用于尚未电气化的高速铁路区段,或者作为发展高速铁路建设的一种过渡牵引形式。

(3)磁悬浮列车

磁悬浮列车是一种全新的交通运输工具,它与传统列车有着截然不同的特点。它是利用电磁系统产生的吸引力和排斥力将列车托起,使整个列车悬浮在导轨上,并利用电磁力进行导向,利用直线电机将电能直接转换为推进力,推动列车高速前进。磁悬浮列车由于轮轨不接触,不存在轮轨摩擦阻力,因而适于超高速运行,速度可达500km/h以上,而且安全性好,无污染、利于环保,占地面积小,运行平稳,舒适性好等,因而具有非常好的发展前景。目前,由于磁悬浮系统与现有的轮轨系统不兼容,投资费用较高等缺点,尚处于进一步试验、试运营和积累经验的阶段。

3.按牵引形式分类

高速列车按牵引形式可以分为:机车牵引的高速列车和高速动车组。

(1)机车牵引的高速列车

这是传统的牵引形式,由机车牵引车辆,不固定编组,牵引比较灵活,可一端牵引,也可两端推挽牵引。这种牵引形式一般应用于既有线改造为客货混用的高速铁路上,其运行速度一般在200km/h左右。它在高速化初期被不少国家所采用,是一种投资少、见效快的牵引形式。但这种牵引形式由于机车总功率的限制,难以满足速度进一步提高的要求。

(2)高速动车组

动车组是一种带有可操作动力的具有固定编组的列车组。按照牵引动力类型又可分为电动车组和内燃动车组。高速动车组由于轴重轻、牵引功率大、载客量多、舒适、快捷、经济等优点,因而被绝大部分高速铁路所采用。

4.按动力配置方式分类

高速列车按照列车牵引动力配置方式可以分为:动力集中型高速列车和动力分散型高速列车。

(1)动力集中型高速列车

动力集中型列车是将动力装置集中安装于列车的一端或两端的动力车上,仅有动力车的轮对受电机驱动,为动力轮对。将电气设备和动力装置集中安装在动力车上,由动力车牵引列车,动力车只牵引不载客,拖车只载客不牵引。

(2)动力分散型高速列车

动力分散型列车是将由电机驱动的动力轮对分散布置在所有或多组轮对上,同时将主要电气设备及动力装置吊挂在车辆下部。列车的全部车辆都可以载客。

5.按转向架连接方式分类

高速列车按照车辆间转向架的连接方式可以分为:独立式高速列车和铰接式高速列车。

(1)独立式高速列车

独立式列车即为传统的车辆与转向架的连接方式,每节车辆的车体都置于两台转向架上,车辆与车辆之间用密封式车钩相连接,列车解体后车辆可独立行走。

(2)铰接式高速列车

铰接式列车是将车辆的车体之间用弹性铰接相连接,并放置一个共用的转向架,因此每节车辆不能从列车上分解下来独立行走。

高速列车按照动力配置和转向架连接方式组合可以分为:独立式动力集中型、铰接式动力集中型、独立式动力分散型和铰接式动力分散型高速列车。这四种类型的高速列车各有其优缺点,都能满足运行速度300km/h以上的要求。各个国家和地区可根据自身的情况和列车的使用条件来选择适用的类型。例如,德国的ICE1、ICE2型列车采用独立式动力集中型,如图1-1(a)所示;法国TGV型和西班牙的TALGO-350型列车采用铰接式动力集中型,如图1-1(b)所示;日本新干线和德国ICE3型列车采用独立式动力分散型,如图1-1(c)所示;法国AGV型列车采用铰接式动力分散型,如图1-1(d)所示。

图1-1 高速列车动力配置和转向架连接方式类型图