京沪高速列车技术指标

《京沪高速列车技术指标》由会员分享，可在线阅读，更多相关《京沪高速列车技术指标（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、本文转载来源于会员：Wheremylove一京沪高速列车顶层技术指标京沪高速列车设计持续运营速度350km/h,最高运行速度380km/h,最高试验速度400km/h 以上，旅行速度330km/h,全程直达运营时间4小时左右。车内噪音方面，VIP客室不大于65dB(A),其他客室不大于68 dB(A),司机室不大于76 dB(A), 通过台不大于78dB(A)o 一般来说，噪音达到70 dB(A)以上则会干扰谈话，造成心烦意乱，精神 不集中，影响工作效率。节能方面，京沪高速列车以 350km/h 速度运行时的基本阻力小于 0.165 千牛/吨，平均轴重 小于 15 吨，牵引总效率不低于 85%

2、，直达人均耗能小于 80 千瓦时，再生制动能量回收率大于 90%。防灾方面，侧风风速20m/s以下高速列车正常运行，侧风风速2025m/s时限速200km/h 运行，侧风风速2530m/s时限速160km/h运行，侧风风速3035m/s时限速70km/h运行， 侧风风速大于35m/s时停运；雨水、积雪不超过轨面100mm，高速列车正常运行；耐170kV 雷击电压。为了解决不同运量的需求，京沪高速铁路系统采用长短编组交叉运营方式。 京沪高速列车的设计，不是完全独立的全新设计。京沪高速列车将充分利用京津城际铁路积 累的大量数据和丰富经验，在CRH2-300和CRH3型动车组技术平台基础上，研制CR

3、H2-350和 CRH3-350两种车型。针对速度提升带来的轮轨动力学、空气动力学、高速受流和振动噪声等一 系列问题，需要对两种车型进行优化设计，突破制约速度提升的相关关键技术，以实验京沪高速 列车速度顶层设计目标。CRH2-300 型和 CRH3 型动车组正式投入运营至今，总体运营情况良好，动车组主要系统性 能稳定、安全可靠，如牵引性能、制动性能、动力学性能、弓网受流性能等；动车组主要系统设 备与车内设施故障率低、运行稳定；动车组与线路、通信信号、牵引供电和运输组织之间匹配良 好。 CRH2-300 型和 CRH3 型动车组满足京津城际铁路 350km/h 速度下的安全、舒适、节能、 环保和

4、可靠运行。为实现京沪高速铁路直达旅行时间 4 小时左右的目标，满足京沪高速铁路长距离、高密度、 大运量、多样化的运输需求，京沪高速列车的研制在整体体现高速度、高舒适性、高安全可靠性 及节能环保等方面的先进技术水平的同时，综合考虑了经济性因素。为此确定了如下的京沪高速 列车顶层技术指标。速度指标持续运营速度：350km/h最高运行速度：380km/h 试验速度：400km/h编组和运能指标编组： 16 辆 定员：大于 1000 人牵引能力指标0200km/h 平均加速度： 0.4m/s/s350km/h 剩余加速度： 0.05m/s/s380km/h 剩余加速度： 0.01m/s/s安全性指标设

5、计临界失稳速度：550km/h脱轨系数：0.8轮重减载率：0.8紧急制动距离：初速度350km/h时小于6500米；初速度380km/h时小于8500米综合舒适度及环境指标舒适度指标：NS2 运行平稳性指标：W2.5运行品质：车体横向、垂向加速度小于 2.5m/s/s 气密性：客室气压从4000帕降到1000帕时间超过50秒（“似乎已改成6000帕？”）；客室气压变化值小 于 200 帕/秒350km/h时车内噪音/dB （A）：所有客室68；司机室76；通过台78二总体方面的优化设计与京津城际铁路相比，京沪高速铁路距离更长、线路和气象条件更复杂、运行速度更高。因此，CRH2-300 型和CR

6、H3型动车组与京沪高速列车相比，在最高运行速度、350km/h持续运行时间、编组方式和运行条 件等方面有较大差异，要求基于两种车型的京沪高速列车的研制，必须在16辆长大编组功率提升、气动力 学优化、长时间可靠运行以及长大隧道、特大桥梁和封闭车站通过等关键技术上实现新的突破。 实现速度提升必须解决如下关键问题：轮轨动力学气动力学优化牵引传动系统基础制动能力高速受流振动和噪音控制车间耦合CRH2-350的优化方案CRH2-300 型动车组 350km/h 运行时，系统性能裕量不足，必须进行全面的设计创新、系统提升列车 整体性能，以满足最高运行速度380km/h的要求。（“这就是为什么通过CRH2的

7、改进，国内相应行业能得 到很大提升的缘由”）1）牵引性能16编组的列车采用14动2拖， 7个动力单元， 56台牵引电机，电机总功率20440千瓦，轮周功率不 小于19418千瓦，平直道均衡速度不小于400km/h；传动比2.37,起动加速度约0.53m/s/s （1.9km/h/s）,350km/h 剩余加速度 0.062m/s/s， 380km/h 剩余加速度 0.023m/s/s； 0350km/h 加速需要 27.5 公里、 420秒，350380km/h加速需要21.5公里、210秒。牵引电机功率提升到365千瓦，强化了电机的结构和容量。 整流器容量有1513千伏安提升到1617千伏安

8、，逆变器容量由1670千伏安提升到1785千伏安，整流器输入电压由1500V提升到1650V，中间电压提升到30503100V。变压器容量由3515千伏安提升到3855千伏安，改进铁芯，牵引绕组的铝线改为铜线，优化冷却能力。 齿轮比由3.03降为2.37,在电机最高转速时，新轮对应速度约418km/h，全磨耗轮对应速度约385km/h。 优化列车头型、车体断面、车间连接、受电弓及其整流罩，达到减阻 5%的要求。2）制动性能单个制动盘最大制动功率500kW，最大制动容量40MJ,闸片采用浮动结构，使热负荷更加均匀。 调整制动控制曲线，高速区段提高制动力，减少制动距离；低速区段降低制动力，减少冲动

9、。 紧急制动时再生制动的终止速度由15km/h降为10km/h。350km/h平均制动减速度0.765m/s/s,紧急制动距离6404米；380km/h平均制动减速度0.733m/s/s，紧急制动距离7841米（“我也不知道为什么紧急制动减速度如 此的小、距离如此的大”）。考虑加装风阻制动。（就是“猫耳朵”）3）运行稳定性和平稳性目前CRH2-300的转向架失稳速度460km/h以上，仅能满足最高速度350km/h的要求，因此还需要提 高。CRH2-300型转向架的轮轨-踏面匹配合理，一系悬挂参数设计适当，CRH2-350将保留原设计 转向架允许轴重由 14吨提高到15吨。优化车间减振器、主动

10、/半主动横向减振器和二系悬挂参数。选择新型的齿轮箱和轴承增加失稳检测装置。4）车体性能加大侧顶圆弧半径，加厚断面，优化筋板结构，提高局部刚度。 单板材地板改为中空型，提高刚度和强度，同时优化地板安装处的边梁结构。 外端强由单层板改为中空型，提高刚度。优化司机室骨架密度和蒙皮厚度。 气密性方面，优化型材的接缝，优化薄弱部位、开口部位等，经计算分析，可以满足6000帕交变气动 载荷的需求。5）受流性能16编组动车功率巨大，必须采用双弓受流，速度380km/h的双弓受流全世界没有先例。需对高速弓网 关系、气动力学等进行研究，采用高强度和高导电率的接触线，优化受电弓的结构和滑板材质，以期获得 良好的受

11、流性能。下图为 CRH2350 优化后的车体结构加Ml昭W肝地板曙构U)图 3. i()原边供纪构新边梁結构CRUZ轟 空京沪疝世列平塞休隔部优化设j I h H图*-浙锁檢皓购f2】姒地板端构|悼地椒苗构CRH3-350的优化方案CRH3 型动车组 350km/h 运行时，动车组关键子系统如车体、转向架等有一定裕量，具有提速的潜力 CRH3-350除了扩大编组，主要是对CRH3进行局部优化，提升综合性能，重点围绕提升牵引功率、降低运 行阻力、优化制动性能、控制车内噪声等方面。1) 牵引性能现有的 CRH3 动车要满足 380km/h 运行，功率必须达到 11000 千瓦以上，提升约 30%，

12、从节能角度 看非常不合理。因此，除了提高功率，降低阻力更是关键。16编组的CRH3-350动车为8动8拖，轮周功率18400千瓦，平直道均衡速度约394km/h；传动比 2.43，起动加速度约 0.55m/s/s(2.0km/h/s)， 350km/h 剩余加速度 0.052m/s/s， 380km/h 剩余加速度 0.017m/s/s。优化牵引电机的通风冷却效果，使电机功率功率由562千瓦提升到586千瓦以上。优化牵引变流器的冷却效果，功率由2383千瓦提升到2480千瓦以上。 优化变压器的冷却效果，容量有5640千伏安提高到5920千伏安以上。传动比由2.79降为2.43，以满足电机最高转

13、速、车轮全磨耗时对应的速度不小于380km/h，现在仅 330km/h。CRH3-350 动车组车体设计为保持现有主体结构不变，即车体断面和流线型车头不变，因此实现减阻 的难度非常大 “老张原话”。只有靠重点解决好车体外露部件的气动性能，如风挡、受电弓、转向架、空调、设备舱、裙板、车灯、 扶手等设备。CRH3 的转向架部位是一个很大的豁口，运行时产生严重的气流分离引起涡流，车体两侧流向底部的气 流也受到严重的干扰。需要在转向架部位增加一块裙板，使气流更顺畅的流动。CRH3 车间采用小风挡，产生较大的压差阻力，最大可使阻力系数提高 30% 。 需要在车间部位增加裙板和橡胶囊外风挡，减少此处的气流

14、分离、旋涡等。CRH3 车顶部件较多，主要是受电弓和空调。受电弓上部是复杂形状的构件，气动阻力不容忽视；车顶 空调突出面积大，其阻力也要关注。需要对车顶空调、受电弓、限压电阻、车间高压连接线等突出部件进行优化，设置合理的导流罩或导 流板，减少分离和旋涡现象，改善气流起到减阻作用。2）动力学性能CRH3 的转向架性能满足 350km/h 要求，并有速度提升裕量，因此 CRH3-350 的转向架保持其主体结 构不变。优化部分参数（“尤其是过大的一系定位刚度”）。增加半主动横向减振器和车间减振器。优化构架、枕梁、轮轴以及转臂等部件的疲劳强度。优化轴承、齿轮箱、联轴器的性能。3）制动性能紧急制动方面现

15、有CRH3动车组350km/h时空电复合紧急制动距离为4355米（实测值），纯空气紧急制动距离为5670 米（计算值），可以满足京沪高速列车的制动要求。但是制动初速度提高到380km/h后，闸片和制动盘温度将超过500度，需要将制动力随速度变化进行 合理的分级控制。常用制动方面CRH3 动车常用制动时再生制动功率过小，高速段再生制动力不足，空气制动补充过多，闸片磨损大。 因此，制动系统的优化需要：优化牵引控制软件，是再生制动功率达到 18400 千瓦，与牵引功率相同。紧急制动时再生制动终止速度由 80km/h 降为 10km/h。提高常用制动时电制动的利用率，减少高速段空气制动的投入，降低盘片、闸片磨耗。 调整制动参数，减少制动盘热负荷。优化制动盘的通风辐板结构和连接螺栓的强度和数量。 考虑采用性能更好的辅助空压机，对辅助空压机与受电弓的控制逻辑重新设计优化，以改变对受电弓 升弓的限制。4，受流性能与 CRH2-350 的优化措施相同。以下为 CRH3350 在风挡、转向架、车顶方面的优化设想r图3. 14转向架裙板结构优化（中間车转向架 3.16电渕冷總器站构惶化苗3.1?址电丐呼直眾结种代ft三舒适性方面的优化设计（列车方面）列车舒适度主要有 6 个方面。1）振