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和諧號CRH380A型電力動車組
來源:互聯網

和諧號CRH380A型電力動車組,全稱“和諧號CRH380A(L)型電力動車組”,又名“CRH2-380型”,是由中國南車股份有限公司旗下南車青島四方機車車輛股份有限公司在CRH2C型動車組的基礎上,通過自主創新研制出的中國第二代CRH動車組。CRH380A系列為動力分散式、交流傳動的電力動車組,采用了鋁合金空心型材車體。該電力動車組最高運行時速達486.1km/h,擁有多個品種類型,并具備耐高寒、抗風沙,能在高海拔行駛等特點。中國鐵道部將所有引進國外技術、聯合設計生產的國鐵集團高速(CRH)車輛均命名為“和諧號”。

2008年,中國開始研發CRH3-350動車組,隨后原青島四方新一代高速動車組研制項目CRH3-350更名為CRH2-350,隨著設計標準的提升,最高時速從350km/h增加到380km/h,項目名稱再次變更為CRH2-380。2009年6月,原鐵道部向中國的動力分散式列車制造企業招標采購共320列時速350km/h的高速動車組,原CSR中車青島四方機車車輛股份有限公司中標;9月28日,中國鐵路武漢局集團有限公司與青島四方在北京簽署了140列時速350km/h速度級動車組的采購合同。2010年4月底,車身僅標示為“試驗車CRH380A”的新頭型和諧號CRH2型電力動車組第二階段動車組下線,并于5月起開始在鄭西高速鐵路進行試驗。2010年9月,根據鐵道部下發的《關于新一代高速動車組型號、車號及坐席號的通知》,青島四方的CRH2-380型動車組正式更改型號名稱為CRH380A系列,其中短編組動車為CRH380A,而長編組動車為CRH380AL。同年9月28日,CRH380A在滬杭客運專線進行了高速試驗,其先后兩次刷新“國鐵集團第一速”,并刷新了世界上“正常營運編組列車最高試驗速度”。2014年7月1日,青島四方生產的CRH380A系列動車組號段進行了重新分配。2015年3月14日,中國鐵路青藏集團有限公司中國鐵路西安局集團有限公司臨時抽調了兩列CRH380A動車組列車試跑蘭新鐵路,其最高時速達到394km/h,由此證明了CRH380A動車組在高原運行的能力。

和諧號CRH380A型電力動車組自2010年投產,至2017年停產;期間,除模型車外累計生產448組,其中CRH380A型40組,CRH380A統型279組,CRH380AJ型5組,CRH380AL型113組,CRH380AN型1組,CRH380AM型1組,港鐵CRH380A型9組,折合561標準組。和諧號CRH380A型電力動車組解決了高速狀態下的結構可靠性、動力學性能、振動模態匹配、氣動性能等關鍵技術,實現了頭型技術、高速轉向架技術、噪聲控制技術、牽引系統、車體氣密強度和氣密性、制動系統等十大系統創新,車型內布局有一等座包間、一等座車、二等座車、餐車和觀光區等。該動車組的設計速度為350-450km/h,運營速度為310-385km/h,核載人數51-1061人。

發展歷程

研制背景

2008年2月26日,中華人民共和國科技部與原鐵道部共同簽署了《中國高速列車自主創新聯合行動計劃》,計劃中明確了重點實現的目標:一是在引進技術消化吸收和再創新已取得階段性重大成果的基礎上,進一步加大自主創新力度,突破關鍵技術,集成創新成果,研制新一代時速350公里及以上高速列車,為京滬高速鐵路提供強有力的裝備保障;二是建立并完善具有自主知識產權、國際競爭力強的時速350公里及以上中國高速鐵路技術體系,加快實現引領世界高速鐵路技術發展的目標;三是發揮兩部聯合優勢,構建中國特色的高速列車技術創新鏈和產學研聯盟,不斷增強自主創新能力,為中國高速列車技術的可持續發展提供強有力的支撐;四是積極引導創新要素向企業聚集,促進創新成果向現實生產力轉化,打造中國高速列車產業鏈和產業群,帶動并提升中國制造相關重大裝備的能力。

當時,中國的和諧號CRH2型電力動車組型動車組(第一階段)是在250km/h的CRH2A型動車組基礎上加大牽引功率,但也僅滿足最高運營速度350km/h的要求,難以滿足京滬高速鐵路最高運營速度380km/h的營運要求。而CRH2C型動車組(第二階段)則在此基礎上,又全面提升了列車整體性能,對動車組的牽引系統、空氣動力學外形作出了較大的改變。于是,中車青島四方機車車輛股份有限公司便以CRH2C二階段為基礎,研制新一代時速380公里級別高速動車組,研制項目名稱確定為CRH380。

研制歷程

2008年,原青島四方新一代高速動車組研制項目CRH3-350更名為CRH2-350。新一代高速動車組則在和諧號CRH2型電力動車組型動車組(第二階段)的基礎上開始了研發,以達到持續運營時速為350km/h,最高運營時速為380km/h,最高試驗時速400km/h以上的要求。而之后,隨著車輛設計標準的提高,最高時速也由350km/h提高到了380km/h,因此項目名稱更名為了CRH2-380。

2009年6月,原鐵道部向中國的動力分散式列車制造企業招標采購共320列時速350km/h的高速動車組,原CSR青島四方也是此次中標的廠商之一。

2009年9月28日,中國鐵路武漢局集團有限公司與青島四方在北京簽署了140列時速350km/h速度級動車組的采購合同,其中包括100列16節長編組,及40列8節短編組的高速動車組訂單,合同總金額約值450億元人民幣。為了預先獲得CRH380型動車組的空氣動力學效能和實車試驗數據,鐵道部于2009年決定將CRH2-150C(即和諧號CRH2型電力動車組2150)作為CRH380A的試驗實體樣車,頭型則改為使用下一代的新頭型。

2010年4月底,車身僅標示為“試驗車CRH380A”的新頭型CRH2C第二階段動車組下線,并于5月起開始在鄭西高速鐵路進行試驗。

2010年5月,南車四方機車車輛股份又定制了一節CRH380A頭車的1:1實體模型,在上海世博會國鐵集團館展出至世博會閉幕。該模型后于2010年12月再次參展于北京舉行的第七屆世界高速鐵路大會,陳列于中國國家會議中心,后續又制造了一節中間車,車體上標注403m,為CRH380AL的模型車。隨后的“十一五”國家重大科技成就展在北京舉行,另一節頭車與一節新造餐車模型一同送到了中國國家會議中心參展。

2010年9月,鐵道部下發《關于新一代高速動車組型號、車號及坐席號的通知》。青島四方的CRH2-380型動車組型號名稱更改為CRH380A系列,其中短編組動車為CRH380A,而長編組動車為CRH380AL;9月1日,CRH380A-6001~CRH380A-6010(即CRH380A-2501~CRH380A-2510)相繼下線并開始配屬中國鐵路上海局集團有限公司,同時進入滬寧城際鐵路和滬杭客運專線進行高速試驗。

2010年9月28日,CRH380A在滬杭客運專線進行高速試驗,并先后兩次刷新“國鐵集團第一速”,并刷新了世界上“正常營運編組列車最高試驗速度”。當日上午10時40分,由上海虹橋站開往杭州市方向的CRH380A-6001列車(車次G55001)的試運行時速達到413.7 km/h。不到一小時后的11時37分,由杭州折返到上海虹橋試運行(車次G55002)途中,最高時速達到416.6 km/h。

運營使用

2010年9月30日、10月1日、10月7日三天,為應對中華人民共和國國慶節期間來往南京和上海市的往返客流,中國鐵路上海局集團有限公司安排CRH380A首次進行了載客運營,在滬寧城際鐵路擔當了臨時高速動車組旅客列車任務,這也是該車型的第一次載客運營。2010年10月底,首列長編組CRH380A-6041L在青島四方的廠房下線。

2010年10月26日起,CRH380A正式在滬杭客運專線投入服務;12月3日起,CRH380A開始在武廣客運專線投入運營。與此同時,在同年的12月3日,CRH380AL還創造了486.1km/h的最高運行時速。

2011年3月8日起,為配合2011博鰲亞洲論壇的舉行,兩組CRH380A又開始在海南東環鐵路進行運行。2011年6月30日,CRH380AL正式投入京滬高速鐵路運營。

2014年7月1日,根據《鐵總運(2014)150號》文件,所有CRH動車組的編號均作出了調整,青島四方生產的CRH380A系列動車組重新分配號段,受此影響,CRH380A系列動車組的編號方式發生變化:原編號為CRH380A-6001~CRH380A-6040改為CRH380A-2501~CRH380A-2540;原編號為CRH380A-6141~CRH380A-6196改為CRH380A-2641~CRH380A-2696。此后,青島四方生產的CRH380A系列動車組均依照新規定之格式安排編號。

2015年3月14日,中國鐵路青藏集團有限公司中國鐵路西安局集團有限公司臨時抽調了兩列CRH380A動車組列車試跑蘭新高鐵,其最高時速達到394km/h,由此證明了CRH380A動車組在高原運行的能力。

CRH380A型電力動車組自2010年投產,至2017年停產,除模型車外累計生產448組,其中CRH380A型40組,CRH380A統型279組,CRH380AJ型5組,CRH380AL型113組,CRH380AN型1組,CRH380AM型1組,港鐵CRH380A型9組,折合561標準組。

技術參數

CRH380A

CRH380AL

CRH380AJ

CRH380A統型

CRH380A港鐵

CRH380AM

CRH380AJ(原公務車)

CRH380AN

型號細分

CRH380A

和諧號CRH380A動車組總數為40列,全部由中車青島四方機車車輛股份有限公司生產。CRH380A采用低阻力流線頭型,使用DSA350型高速受電弓,牽引電機均采用架懸式懸掛方式。CRH380A型動車組使用SWMB-400/SWTB-400型無搖枕轉向架,由和諧號CRH2型電力動車組二階段使用的SWMB-350/SWTB-350改良而來,空氣彈簧跨距均為2460mm,軟箱和轉臂一體加工成型,轉向架增加了抗側滾扭桿,帶兩組抗蛇行減震器,加強了二系懸掛空氣彈簧柔度,提高了轉向架的穩定性和減震效果,滿足轉向架臨界失穩速度達550千米/小時的指標要求,端部車的二系懸掛采用半主動橫向減振器。

CRH380A動車組,設計速度為380km/h,最大實驗速度416.6km/h。由于列車運行時速提高到380km/h,為滿足兩列動車同時雙向通過隧道的氣密需要,CRH380A型動車組進一步提升了氣密性,車廂采用差壓控制模式的全密封加壓,車廂內壓力從4000帕下降到1000帕實際大于180秒,氣壓變化值小于200帕/秒。

CRH380AL

第一階段

和諧號CRH380AL系列動力分散式列車是由中車青島四方機車車輛股份有限公司生產的長編組動車。CRH380AL型動車組采用14M2T的編組方式,使用YQ365或Y92B2型牽引電機,額定功率為365kW,設計速度為380km/h,運行速度386.3km/h,最大實驗速度486.1km/h。其轉向架與短編組基本相同,為SWMB-400/SWTB-400型無搖枕轉向架,車體重量雖然有所增加,但軸重仍維持在15噸的水平。

2010年10月底,首列長編組CRH380A-6041L在青島四方的廠房下線。11月8日,CRH380A-6041L被運送至北京環行鐵道進行安裝試驗設備及初步試驗。11月20日,CRH380A-6041L前往京滬高速鐵路先導試驗段(棗莊市蚌埠市)開始進行正式線路聯調聯試和綜合試驗,并在26日首次進行了時速380km/h的高速試驗。12月3日,CRH380A-6041L動車組在京滬高鐵進行沖高速試驗。1時6分,列車從棗莊西站出發。1時28分,列車在宿州東站附近達到486.1km/h的最高運行時速,繼9月28日CRH380A型動車組在滬杭客運專線試運行創下時速416.6km/h之后,再次刷新“正常營運編組列車最高試驗速度”。????2011年6月30日,CRH380AL正式投入京滬高速鐵路運營。

第二階段

在第二階段,CRH380AL進行了統型化改進,統一了操作界面,優化了乘客體驗。二階段CRH380AL采用新的坐席配置,將商務座設置于1車和16車,4車也由一等座車改為二等座車等,商務座定員26人、一等座定員112人,二等座定員923人,全列定員1061人。同時,CRH380AL二階段最后一組列車(CRH380A-6140L)還承擔了智能高速列車試驗車的作用。其首次提出智能列車的概念,以高速列車為核心,以全息化列車狀態感知和數字化運行環境為基礎,以信息化智能處理與交互為支撐,具有自檢測、自診斷、自決策能力的智能化高速列車系統,并能提供數據通信、資訊服務、電子票務等個性化服務,實現了高速列車安全可靠運行和全生命周期的能力保持和優化,將運用檢修效率提高了25%,定期檢修檢修效率提高20%以上。

第三階段

CRH380AL的第三階段內飾與第二階段差距不大,但是細節部分做了一些優化。技術方面,增加了停放制動,并能夠在較大坡度的線路運行,車間高壓則改用跳線,還增加了車門防夾功能,夾物后可自動單獨開啟,同時還優化了車內監控系統。

CRH380AJ

CRH380AJ配屬中國鐵路總公司,安裝有ATP、信號參數、無線場強、弓網關系、軌道幾何形態、動力學及加速度檢測的設備和線路監視系統,主要負責時速250-350公里級的高速鐵路的軌道幾何狀態、動力學、接觸網、信號、ATP、無線通信、線路環境等的周期性檢測和新建線路的全方位檢測。它是以CRH380A/L新一代高速列車技術平臺為基礎,歷時8個月研制成功的,采用7M1T編組,設計時速為400km/h。

2011年2月22日,CRH400A 001于在青島市下線。3月1日,CRH400A 001出廠。3月3日,CRH380A 001奔赴京滬高速鐵路對線路狀態進行了一系列檢測,以確保京滬高速鐵路的安全可靠運營。2014年,根據相關文件對名稱及車號進行了調整,CRH380A 001更名為CRH380AJ-0201。

CRH380A統型

和諧號CRH380A統型動車組,是2013年新購置動車組中,根據國鐵集團的要求采用根據運營經驗和乘客乘坐需求,在各型動車組技術平臺上,對列車的車型、定員、旅客服務設施、司機操作設施、列車的主要性能進行統一而設計出來的動車組。衍生出的統型CRH380A,與之前的CRH380A型動車組有諸多不同。技術方面,統型新增的撒砂裝置能自動檢測輪軌面的黏著系數,從而向軌道撒砂,增加輪對踏面和鋼軌間的摩擦力,提高了動車組的制動可靠性。此外,還增加了彈簧儲能式停放制動,轉向架一系則改用分體式軸箱,增加了轉向架失穩檢測,將司機室前窗安裝結構由壓板安裝式改為了整體框架安裝式,提升司機室前窗的維修便利,實現快速更換的要求,高壓系統采用半剛性終端及車間跳線,從而實現車間高壓連接和快速解編。

車內布局與設施方面,CRH380A統型動車組每節車廂兩端和過道上都安裝有攝像頭,并對4號車廂的無障礙衛生間進行了改造,還新增了餐車廚房冷藏箱,為工作人員提供冷藏儲備。

該車相關的招標信息有:2013年8月10日招標時速350km/h高速動車組,四方中標40組(2641-2680);2013年11月11日招標時速350km/h高速動車組,四方中標60組(2681-2740);2014年8月22日招標時速350km/h高速動車組,四方中標91組(2741-2834);2014年10月11日招標時速350km/h高速動車組,四方中標5組(2835-2839);2015年6月12日招標時速350km/h高速動車組,四方中標4組(2845-2848,大秦鐵路股份有限公司);2015年7月15日招標時速350km/h高速動車組,四方中標69組(2840-2844、2849-2912);2016年4月25日招標時速350km/h高速動車組,四方中標5組(2921-2925,大秦鐵路公司);2017年3月27日招標時速350km/h高速動車組,四方中標5組(2931-2935,大秦鐵路公司)。

CRH380A港鐵

CRH380A港鐵版本是港鐵為廣深港高速鐵路購置的9列以南車四方CRH380A新一代高速列車技術平臺為基礎的電力動車組??傮w性能與參數與中國內地版統型CRH380A基本相同,也可與統型CRH380A重聯運行。CRH380A港鐵在碰撞、防火、電磁兼容等性能上做了進一步提升,優化了轉向架設計并改善了車廂內部結構,采用了各種更先進的新型噪音吸收和阻隔技術材料,在時速350公里/小時的情況下車廂內噪聲保持在67至69分貝。更加人性化的旅客界面,使旅客乘坐更加舒適。列車共提供579個座位,設一等席和二等席,由于只運行廣深港高速鐵路段,運行里程短,因此不提供餐車和商務席。車廂內提供Wi-Fi和電源插座。

2012年4月16日,中國南車集團正式與港鐵簽約,落實為廣深港高速鐵路購置9列以南車四方CRH380A新一代高速列車技術平臺為基礎的電力動車組,每列8節編組。2013年11月7日,首列列車在青島市完成生產和下線。2014年3月,首列列車抵達中國鐵道科學研究院北京環行鐵道試驗基地開始進行型式試驗。2016????年9月26日,首列列車交付港鐵。2017年2月15日,首列列車入駐港鐵公司石崗車廠;10月7日,全部9列列車完成交付。2018年9月23日,廣深港高速鐵路開通,該車正式投入運營。

CRH380AM

CRH380AM型動車組是綜合檢測列車,也曾是更高速度試驗列車。它以CRH380A創新成果為基礎,以更高速條件下安全、可靠運行為首要目標,圍繞提升臨界速度、牽引能力和降低阻力等,對系統集成、頭型、車體和轉向架、牽引和制動系統等進行了全面創新。列車關鍵技術在中國南車實現了自主化和產業化,標志著中國在高速列車的前瞻性研究中取得了階段性的重大成果。

CRH380AM-0204綜合檢測列車,曾命名為更高速度試驗列車,其最高設計速度為450km/h,持續運行速度400km/h,實驗條件下可實現短時速度超過500km/h,計劃為更高速商業運營列車的安全性、可靠性等提供研究平臺。更高速度試驗列車項目是在科技部和鐵道部的部署下,以“‘十一五’國家科技支撐項目-共性基礎及系統集成”“國家973計劃項目-時速500公里高速列車關鍵力學行為研究“為依托,以中國南車四方股份有限公司為主體,以國家高速動車組總成工程技術研究中心開放的研究平臺為基礎,采用產、學、研、用相結合的模式,于2009年開始研制,整車于2011年12月成功落成并正式亮相。

2014年1月16日,CRH380AM-0204在試驗平合完成時速605公里測試;4月18日,首次離開青島市,開始首次遠行;4月24日,跑出了385 km/h的速度。不過,該車最終也沒有完成既定的相關實驗項目,但通過其完成的相關技術驗證為后續新產品的開發奠定了基礎,隨著復興號動車組的立項,更先進的技術和更先進的列車逐步誕生,相關試驗后續則由它的后輩們繼續進行。

CRH380AJ(原公務車)

公務版CRH380A于2014年6月誕生,是世界上第一款設計時速超過350km/h的臥鋪動車組,也是首款為國家領導人公務出行需求量身打造的高速動車組,在諸多方面進行了優化改進。它不僅滿足日常乘坐的舒適度,還增加了辦公和會議場所,同時,該車也擁有較好的性能和乘坐體驗,多名世界政要都曾在各種場合經乘坐過這款動車組。

2015??年3月14日,公務版CRH380A試跑蘭新鐵路,最高速度達到394km/h,證明了CRH380A動車組在高海拔、大風環境下運行的能力。2015年3月26日,公務版CRH380A前往海南,為2015博鰲亞洲論壇服務。之后,隨著新一代復興號動車組的問世,這兩組公務版CRH380A動車組退役,并于2019年改造為高速綜合檢測車,以滿足日益擴大的高速鐵路版圖的檢測需求。

CRH380AN

CRH380AN型動車組是中國中車集團旗下中車株洲電力機車有限公司研究所有限公司歷時11年,累計1000萬次試驗,積累150G數據,耗資1億元打造的“永磁高速動車組”。該車攻克了第三代軌道交通牽引技術,即永磁同步電機牽引系統,掌握完全自主知識產權,用于時速500公里高速動車組的電機功率高達690KW,且始終是高速運行狀態,對牽引系統的穩定性、可靠性等各方面都提出了極大的挑戰。

2013年12月,株洲所成功開發出可用于時速500公里高鐵動車的電機。2014????年10月,在青島四方股份公司成功裝車考核。2015年7月,CRH380A-2820新一代永磁電機裝車投入試驗(后改名為CRH380A-0206)。2015年10月,搭載著中車株洲電機有限公司研發的TQ-600永磁同步牽引電機的中國首列“永磁高速動車組”,通過了整車首輪線路運行試驗考核,最高運行速度達到385 km/h。2019????年2月12日,搭載永磁電機的CRH380A定名為CRH380AN,國家鐵路局頒發設計許可證。2020年1月18日,CRH380AN-0206配屬中國鐵路成都局集團有限公司。2020年1月22日,它首次投入商業運營。

車內布置

CRH380A型動車組設有一等車、二等車、商務車、餐車以及列車觀光區。商務車設有可躺可旋轉軟席座椅,座椅分為單人座椅和雙人座椅兩種,坐躺任意切換,還可以通過手動方式實現整體180度旋轉,變換座椅朝向。與其他型號的動車組相比,CRH380A型動車的一等車廂還設置了包間,內設6個座位和一張大辦公桌,一按關門按鈕,自動門就會關閉,從而形成一個封閉的會議室,可在里面進行商務洽談。

列車觀光區內設6個座椅,緊臨司機室,設可躺可旋轉軟席座椅、高檔沙發、電子幕簾、多功能邊柜等?!半娮幽缓煛蔽挥谒緳C室與觀光區之間,旅客可通過調節玻璃透光度,以達到觀光或休息的目的。為滿足特殊旅客的需求,列車上還設有適合殘疾人乘座區、衛生間和輪椅無障礙通道。一等車和二等車均采用旋轉座椅。列車設置獨立餐車,為全列車提供供餐、就餐服務。各車設置了衛生間、洗臉間、大件行李存放處和電開水爐。列車的燈光設計則主要采用了隱藏式主照明燈光,借鑒了現代的建筑學理念,為旅客提供平靜柔和的光環境。

配屬情況

CRH380A型電力動車組自2010年投產,至2017年停產,除模型車外累計生產448組,其中CRH380A型40組,CRH380A統型279組,CRH380AJ型5組,CRH380AL型113組,CRH380AN型1組,CRH380AM型1組,港鐵CRH380A型9組,折合561標準組。

CRH380A

CRH380A港鐵

CRH380AL

CRH380AJ

CRH380AN

列車編組

CRH380A

CRH380AL

CRH380AJ

CRH380A統型

CRH380A港鐵

CRH380AM

CRH380AJ(原公務車)

CRH380AN

關鍵技術

中國在設計運行時速達380公里的動車組時,世界上沒有先例可循,完全依靠自主研發。在海量的數據分析、仿真計算、試驗研究的基礎上,CRH380A解決了高速狀態下的結構可靠性、動力學性能、振動模態匹配、氣動性能等關鍵技術問題。而區別一列動車組的知識產權歸屬,則在于四個關鍵部分:車頭造型、轉向架構造、車體強度密封、網絡控制系統和牽引系統。

車頭造型

CRH380A采用的是低阻力流線頭型。動車組頭型的重要性不只是為了美觀,而是與列車的空氣動力學性和安全性高度相關,CRH380A的頭型是中車青島四方機車車輛股份有限公司自主研發設計的。開發該頭型的過程如下:

其一,開發者首先必須具有相當的技術積累,按照新車的速度等參數并依據已有的技術知識形成初步概念,中車青島四方機車車輛股份有限公司最初設計了20個造型,并形成圖紙和模型;

其二,從20個初步方案中,根據表征和技術要素篩選出10個進行氣動阻力、氣動升力、側向力、隧道效應等空氣動力學仿真分析,并通過三維流場數值仿真分析和多目標優化,進行17項、75次計算驗證。

其三,從10個仿真模型中選出5個做風洞模型試驗,并進行精細化計算驗證和模型實物驗證;

其四,再從中選出2個做1:1實物的工藝驗證;

其五,最終選定1個投入生產。

按照以上流程開發出來的CRH380A頭型,與世界上任何列車的頭型都不一樣。在實際運行時,新頭型的阻力系數小于0.13,尾車升力系數小于0.08。

轉向架構造

轉向架的設計是動車最關鍵的環節,是決定列車安全的保證。當列車時速從200公里變成350公里,要求轉向架的構造發生重要變化。比如,高速運行時對轉向架會產生新的危害,復雜性增加,頻帶寬,還要考慮氣流影響風的作用,各種因素的作用結構均變得更為復雜??紤]到速度變化導致的所有這些變化,對構架的承載能力、車輛運行的安全舒適性、懸掛系統的防震減噪、輪軌和制動裝置的關系就都必須重新找到解決方案,而且還要解決相關裝置和系統之間如何匹配的問題。

由于CRH380A的速度大大超過之前的CRH2A,其轉向架就需重新設計,這不僅要求足夠的技術積票,而且要求理解技術的科學原理——動力學、結構強度、一系列剛度等等,而且要求新的材料。必須分析和理解所有影響產品性能的因素并找到解決方案,才能通過系統匹配的技術能力設計出新的轉向架。CRH380A的轉向架就是這樣設計出來的。

通過振動模態系統匹配,優化了轉向架設計參數并改善車廂內部結構,以配合動車組車體的自然震動頻率,有效抑制列車在高速運行時的車體結構性共振,同時提高了乘坐舒適度,還在試驗臺架上跑出了最高時速超過550公里的速度。

CRH380AL型動車組所使用的SWMB-400/SWTB-400型無搖枕轉向架,則是由和諧號CRH2型電力動車組第二階段使用的SWMB-350/SWTB-350改良而來。兩者相比,新的轉向架增加了抗側滾扭桿,帶兩組抗蛇行減震器,加強了二系懸掛空氣彈簧柔度,提高了轉向架的穩定性和減震效果,滿足轉向架臨界失穩速度達550 km/h的指標要求。中國與歐盟的列車脫軌系數安全標準是小于或等于0.8,實驗結果表示,當CRH380A型動車組運行速度為386.3km/h,其最大脫軌系數為0.34,而CRH2A型動車組以250km/h運行時最大脫軌系數為0.72。

車體強度密封

由于列車運行時速提高到380km/h,為滿足兩列動車同時雙向通過隧道的氣密需要,CRH380A型動車組進一步提升了氣密性,車廂采用差壓控制模式的全密封加壓,車廂內壓力從4000帕下降到1000帕實際大于180秒,氣壓變化值小于200帕/秒。

提高列車車體“氣密承載能力”的技術關鍵在于車廂壁板的結構(壁板由雙層鋁合金板通過一定形狀的金屬結構連接組成,結構連接點的中間是空的)。由于氣密強度和速度的冪次方關系,CRH380A的壁板不可能從之前的CRH2A的壁板改進而來,必須由開發者通過試驗測出速度數據,并根據這些數據進行重新設計,然后考核車體設計的氣密疲勞度(何時會斷裂)再加以修改。

網絡控制系統和牽引系統

網絡控制系統

動車組網絡控制系統的主要作用是,實現各動力車的控制;實現全車所有由計算機控制的部件聯網通信和資源共享;實現全列車的制動控制、自動門控制、軸溫監測和空調控制等功能;實現全列車的自檢及故障診斷決策。

在受讓網絡控制系統產品制造、測試技術之后,中車株洲電力機車研究所有限公司依托自身長期積累的技術能力,掌握了所有核心技術。在統一動車組網絡技術構架和功能界面的需求之下,株洲所自主構建CRH380A網絡系統構架和產品配置,較引進車型更大數量和范圍地滿足動-拖車輛控制需求,實現了列車信息管理、列車控制以及與牽引、制動、旅客信息等子系統的信息集成。并且進一步創建和豐富列車設備和安全監控功能,實現了信息網絡實現檢測、管理、共享、車地無線通訊等技術的突破。

牽引系統

在牽引系統方面,株洲所和南車電機為CRH380A提供的牽引系統軸功率已經超過400kW。牽引系統主要參數的變化,是主要部件全部重新設計,其中包括了變壓器、牽引變流器和電機。由于列車牽引動力、結構質量、減噪水平的提高,車輛重量相應增加,但軸重仍維持在15噸的水平。當CRH380A動車組維持380km/h的運行速度時。平均每位旅客的每百千米能量消耗小于5.2KW·H;高效率再生制動,再生能量回饋電網效率達到90%。

車型特點

CRH380A型動車組采用低阻力流線型車頭,車體具有高氣密強度和氣密性,利用先進的隔聲減振技術和強動力綠色牽引系統,持續運營時速達350千米,最高運營時速可達380千米,不僅讓列車能夠平穩低噪運行,且更具安全保障。列車采用各種新型噪音吸收和阻隔技術材料,CRH380A型動車組在時速350千米/小時的情況下車廂內噪聲保持67至69分貝,與CRH2A型動車組以250千米/小時運行時的情況相當。低阻力新頭型的使用亦減少超過15%的氣動噪音。

運行中,列車保持350千米以上時速時,車體十分平穩,旅客在車廂內不頭暈、不耳鳴,加上減速玻璃的設計,旅客還可以在旅途中欣賞窗外的風景。這種車型被譽為“鋼軌上的星級酒店和商務中心”,設計中融匯了國內外航空、鐵路、公路等各種現代公共交通工具的特點,實現了高安全、低磨耗、復合制動和控制診斷監視的智能化,能夠滿足大眾化和高、中端不同層次乘客旅行、娛樂、休閑、餐飲、觀光、會議、辦公等個性化的需求。

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