中國北車研制武廣動車組突破多項技術難關
文章來源(yuan)：中國北方機車車輛工業集團公司(si) 發布時間：2010-12-14
圖為唐山廠調(diao)試生產線
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。
作為迄今為止(zhi)世界運營速度最高(gao)的武廣(guang)高(gao)速鐵路，如(ru)何使列(lie)車在長(chang)距(ju)離上保持(chi)持(chi)續的高(gao)時速，是對(dui)鐵路客車裝(zhuang)備(bei)制(zhi)造業提出的一大技術挑戰。孫幫成介紹說：“與短距(ju)離京津城際(ji)動車組相比，長(chang)距(ju)離武廣(guang)高(gao)速動車組，在創新方面實現了三大突破。”
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。
如果將鐵軌(gui)看(kan)作是(shi)一條跑(pao)(pao)道的(de)(de)話，京津城(cheng)際高速(su)(su)(su)動(dong)(dong)車組(zu)(zu)好比是(shi)短跑(pao)(pao)運(yun)動(dong)(dong)員(yuan)，而(er)武(wu)廣(guang)客運(yun)專(zhuan)線高速(su)(su)(su)動(dong)(dong)車組(zu)(zu)就是(shi)中長跑(pao)(pao)運(yun)動(dong)(dong)員(yuan)。有(you)這樣一個常識(shi)，人在跑(pao)(pao)800米(mi)的(de)(de)時候，從開始到結束很難保持以(yi)百米(mi)的(de)(de)速(su)(su)(su)度沖刺。要跑(pao)(pao)下800米(mi)，必須科學合(he)理地分配和使用力氣，以(yi)保存(cun)體力。該加速(su)(su)(su)的(de)(de)時候不(bu)能減(jian)慢(man)，該沖刺的(de)(de)時候一定得(de)開足馬力。武(wu)廣(guang)高速(su)(su)(su)動(dong)(dong)車組(zu)(zu)的(de)(de)設計(ji)，比照了800米(mi)中長跑(pao)(pao)運(yun)動(dong)(dong)員(yuan)的(de)(de)節(jie)拍，通過(guo)優(you)化牽引系(xi)統參數設計(ji)的(de)(de)功能，提升動(dong)(dong)車組(zu)(zu)的(de)(de)牽引能力，使動(dong)(dong)車組(zu)(zu)8800kW的(de)(de)功率得(de)到充(chong)分發揮(hui)，做到了更好的(de)(de)啟動(dong)(dong)加速(su)(su)(su)和持續(xu)高速(su)(su)(su)運(yun)行的(de)(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。
解決這一難題，唐車(che)公司主要(yao)采用優化動(dong)(dong)車(che)組(zu)空(kong)氣動(dong)(dong)力(li)(li)學性能來實現技術(shu)要(yao)求，對(dui)動(dong)(dong)車(che)組(zu)外(wai)(wai)形進一步(bu)的平滑設計，增(zeng)加外(wai)(wai)風擋，對(dui)受電弓(gong)導(dao)(dao)流(liu)罩(zhao)、空(kong)調導(dao)(dao)流(liu)罩(zhao)、轉向(xiang)架裙板和前端總成等車(che)體空(kong)氣動(dong)(dong)力(li)(li)外(wai)(wai)形進行(xing)了優化設計，有效減(jian)少(shao)動(dong)(dong)車(che)組(zu)高(gao)(gao)速(su)運行(xing)阻力(li)(li)，降低(di)(di)了高(gao)(gao)速(su)動(dong)(dong)車(che)組(zu)對(dui)內以及對(dui)外(wai)(wai)的噪(zao)音(yin)。武廣客(ke)運專線(xian)的實驗證(zheng)明，新一代(dai)高(gao)(gao)速(su)動(dong)(dong)車(che)組(zu)實現了在原(yuan)有基礎上降低(di)(di)空(kong)氣阻力(li)(li)5％的目標。
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)的主要目的是增加載客(ke)(ke)量(liang)(liang)，一般的高速動車(che)組只有8節車(che)廂，載客(ke)(ke)610人，而(er)“重聯”列車(che)有16節，載客(ke)(ke)數量(liang)(liang)翻(fan)了(le)一倍，一趟車(che)拉(la)(la)了(le)兩趟車(che)的客(ke)(ke)人。這也(ye)是從適應(ying)我國(guo)國(guo)情出發，專(zhuan)門(men)采用的一種“多拉(la)(la)快跑”的編制形式。據鐵路(lu)部門(men)透露，武廣客(ke)(ke)運專(zhuan)線(xian)將于本月26日全線(xian)開通(tong)，選擇這個時段開通(tong)，也(ye)是為緩解春(chun)運客(ke)(ke)流高峰提前準(zhun)備。
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