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1、中国和谐号CRH动车组1964年，日本铁路开创了铁路发展的新纪元，世界上第一条高速铁路东海道新干线建成通车，最高运行速度达到210km/h。20世纪80年代，以法国、德国为代表的欧洲发达国家相继开行了最高时速超过250公里的高速动车组，加快了世界铁路高速化、现代化进程。2007年4月18日，我国铁路成功实施了第六次大面积提速调图，和谐号CRH动车组首次出现在中国大地，在既有线上实现了最高时速250公里的高速列车运营，标志着我国铁路既有线提速达到了世界先进水平。2008年8月1日，铁路京津城际客运专线正式运营，和谐号CRH动车组以时速350公里的速度飞驰，两城间30分钟内到达，实现了我国高速铁路
2、又一次跨跃。铁路动车组的通常定义是动力分散，固定编组，能够两端同时驾驶，配备现代化服务设施的旅客列车的单元，是高速铁路旅客运输的重要装备。中国铁路高速动车组CRH（ChinaRailwayHighs-peed）是中国铁路自主品牌的系列高速动车组。在国家制定的引进先进技术、联合设计生产、打造中国品牌”的基本原则和“先进、成熟、经济、适用、可靠”方针指导下，从法国、德国、日本、加拿大等国引进先进动车组技术，铁道部引导组织铁路机车车辆生产企业、科研单位，联合了一批高校，以掌握核心技术为目标，把原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新结合起来，以产、学、研为一体开发制造了CRH系列动车组。我国铁路机车车
3、辆制造厂商的国外长期合作伙伴纷纷在动车组和部件的制造生产方面给予技术支持和技术转让，涉及的技术转让部分有动车组列车的一般性组装、车体、转向体、牵引变压器、牵引逆变器、牵引机车、牵引控制系统和列车网络控制系统等关键技术，使得我国铁路机车车辆制造厂商掌握了包括动车组总成、车体、转向架、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机、牵引控制系统、列车网络控制系统、制动系统等的设计制造九大关键技术，以及10余项主要配套技术。和谐号CRH系列动车组分别是青岛四方庞巴迪鲍尔铁路运输设备有限公司生产的CRH1型，四方机车车辆股份有限公司生产的CRH2型，唐山轨道客车有限责任公司生产的CRH3型，长春客车轨道股份有限公司
4、生产的CRH5型。CRH1型由8辆车辆构成一个基本编组，其中5辆是动车（带有牵引车辆运行的动力），3辆是拖车（不带有牵引车辆运行的动力）；CRH2型由8辆车辆构成一个基本编组，其中4辆动车，4辆拖车；CRH3型由8辆车辆构成一个基本编组，其中4辆动车，4辆拖车；CRH5型由8辆车辆构成一个基本编组，其中5辆动车，3辆拖车的。在CRH系列动车组中，CRH1型和CRH5型为时速200公里速度等级的动车组；CRH2型动车组则包括了时速200公里速度等级动车组（又称CRH2-200型）和通过技术升级而成的时速300公里速度等级动车组（又称CRH2-300型）；CRH3型动车组为时速300公里速度等级动
5、车组。（图2）根据运营需要，上述各型动车组均可以由2列基本编组列车联挂成1列16辆长编组列车运行。图中国CRH系列动车组nnnnJ网络技术、通讯技术，CR骨列动车组中一动车组成零部件大约有12000件,拖车组成零部件也在8000件左右，大概可以分为145个子系统，涉及到电子、微电子、计算机技术、网络技术、通讯技术，以及机械加工、非金属材料、电器制造等等，直接参与设计制造的企业达100多家。经过工程技术人员的艰辛努力，掌握了在车辆的系统集成技术、轻量化技术、高速转向架技术、交流传动技术、高速受流技术、高速制动技术、网络控制技术、人机工程技术、节能环保技术等方唱的关键技术。车组（从左自右从上到下分
6、别为：CRH1埶CRH2型CRH3型和CRH5型）竝向題牽引瑕机图3动车组的关键技术示意图一、关键技术1系统集成技术CRH系列动车组的设计制造过程是一个系统工程。动车组近万余个涉及到电子、微电子、计算机技术、网络技术、通讯技术的零部件，多达100多家涉及到机械加工、非金属材料、电器制造等的直接参与设计制造的国内外企业，工程技术人员用自己的智慧完全掌握了动车组系统集成的技术，并且零部件的国产化率超过了70%。2.流线型与轻量化技术通常情况下，列车运行每牵引1吨重量大约要消耗12千瓦，速度达到300公里时，每牵引1吨重量大约要消耗1617千瓦。因此，世界各国的动车组均采用轻量化技术和流线型的车头外
7、形来降低列车自身能耗。CRH系列动车组除了根据空气动力学做出了最优的车头形状选择外，车体在引进消化创新的基础上，还分别采用了大型中空铝合金型材料或不锈钢的薄筒型轻量化结构，使得动车组车体重量比传统机车车辆减轻了50%。轻量化技术也体现在了CRH系列动车组转向架技术中。CRH系列动车组采用焊接构架、空心车轴、小直径车轮、铝合金轴箱和齿轮箱，大大降低了动车组自重。图4运用轻量化技术制造车体在轻量化车体制造过程中，采用了数控机床和自动机械手进行加工制造，不仅降低了工人的劳动强度，提高了制造精度，而且还为我国的数控机床和自动机械手制造行业提供了市场。图5动车组加工制造过程中使用的数控机床和自动机械手3
8、.牵引制动技术牵引传动是高速列车的关键技术之一。CRH系列动车组的牵引系统采用先进的交直交牵引传动方式。牵引系统的变流器模块采用先进的IGBT/IPM电力半导体器件，具有驱动简单、开关频率高等特点，构成的变流器传动平稳，能够有效抑制空转和滑行，输出功率大。一组交流传动的动车组功率可以达到8800千瓦。由于速度的提高，使得高速列车制动系统的性能要求和组成不同于常速列车。和谐号CRH系列动车组制动系统采用了微机控制的电空复合制动方式，即“动力制动优先、空气制动补充”。在高速制动时，列车首先采用再生制动方式，利用电动机发电机的可逆效应将高速运行列车的动能转化为电能并回馈电网；当动车组速度降至90km
9、/h时，启动拖车的机械制动；速度降至30km/h时，再启动动车机械制动。整个制动系统完全由计算机控制，不仅能够按照预置的制动模式控制曲线实现平稳、准确调速和停车，而且还充分发挥了再生制动的节能作用，200公里时速的列车制动距离小于2000米，达到了世界先进水平。4.转向架技术转向架技术是以轮轨关系为基础的轨道交通的核心技术。转向架是列车车身与车轮之间的连接部件，集承载、牵引、缓冲、转向、制动功能于一身，其重要性和可靠性始终处于动车组设计的关键位置，是高速动车组的核心部件。CRH系列动车组的转向架分为动力转向架和非动力转向架，其主要部分采用基本一致的结构形式，均为无摇枕转向架，空心车轴轮对，整体
10、轧制车轮，磨耗型踏面，空气弹簧；采用多自由度刚度和阻尼控制悬挂结构，减少了轮轨作用力，提高了运行品质，高速运行具有良好的稳定性和舒适性。制动采用了盘型制动技术，制动力大，灵敏可靠，整体可以满足最高时速200350公里的运行要求，实现了高速转向架技术的突破。靠电子计算机来控制的。列车根据预先设定的速度曲线在线路上运行，根据车外的温度调整车厢内的温度和风量，报告和发布旅客信息，对列车重要设备进行自我诊断和故障监测等，以保证旅客的乘车舒适度和安全。CRH系列动车组具有列车车辆两级控制网络，在故障导向安全模式下对全列车所有设施、设备，以及操作人员的操作进行监视、控制，随时保持和地面控制中心的联系，实现
11、了列车与车辆的信息化管理。二、CRH系列动车组特点技术先进采用标准先进模块化设计采用国际通用和先进的标准设计制造。CRH系列动车组流线型车头和圆滑鼓形断面车体、高速无摇枕转向架等，使它具有优良的高速运行品质；轻量化设计的铝合金或不锈钢车体，大大降低了车体的重量，节能效果显著。成熟的大功率交流传动技术和国际上最先进的元器件，使它具有了高可靠性；先进的计算机网络控制技术，能够实现对动车组各个系统的控制，同时对系统进行监视和故障诊断，并与地面进行通信，实现地面对动车组的监视；动车组设备均采用模块化的结构，大部分故障只需要更换部件或局部维修。动车组所选用的非金属材料均严格按照国际的防火标准执行，重要设
12、施都具有防火措施。设置的防火报警系统可确保发生火灾时，动车组能够驶离不宜停车的地段。车厢两端的防火设计，确保在l5分钟内火灾不会蔓延到邻车。安全可靠信息化管理自诊断功能CRH系列动车组所具有的高强度铝合金和不锈钢车体，确保了整车的安全性。大容量的密接式车钩缓冲装置，可以有效地缓冲各种冲击能量。大量采用的计算机技术，完善的列车网络控制系统，便于实现信息化管理，还具有自诊断功能。关系到动车组安全的重要系统和部件设置了完备的故障导向安全措施，无需人为干预，提高了动车组运用的安全性。宽阔的瞭望视野，先进的列车自动防护车载系统和设备，便于司机根据相关信号操纵动车组正常运行，改善了司乘人员的作业条件。当出
13、现异常情况时，动车组还可以自动减速或停车，确保运输安全。乘坐舒适设施人性化特殊旅客特殊服务CRH系列动车组充分体现了以人为本的理念。采用的高速转向架，具有平稳的高速运行性能；采用的全自动恒温空调系统，确保了车厢的温度和湿度被调节在一个恒定的范围内；采用的气密性车体结构，并设有一系列的隔音降噪措施，有效地降低了车内噪音；密封性更好的风挡结构，极大地提高了车辆隔音隔热性能；自动的压力保护装置，避免动车组高速会车或进入隧道时产生的空气压力波动影响旅客的乘坐舒适度；具备的紧急通风功能能够在高压供电系统断电时，确保两个小时的客室应急通风。车厢比普通列车更为宽敞。车内均为电动门，开启、关闭时噪音低，旅客可
14、以很方便地通过车厢；车厢的座椅全部为软座，可以随意调节宽度和斜度；轻踩椅子下面的踏板，座椅就能旋转掉头，使旅客面对的方向始终与列车运行方向保持一致，避免列车在快速运行时旅客出现头晕现象；座椅扶手内配备了可折叠的茶几，便于书写或放置东西；特殊材质的车窗玻璃，即使面对飞鸟、碎石等近地物体的“袭击”后产生的碎片，也不会划伤手脚。动车组配备有可以提供快餐食品和备种饮料的酒吧休闲区，供旅客使用的卫生间内有感应式水龙头、冷热水供应，厕所坐便器垫板能感应控温。照顾到旅客的特殊要求，动车组的地板与站台无缝对接，残疾人可以使用轮椅等辅助设备无障碍上下车。在残疾人乘坐的车厢，车门扩大了一倍，残疾人专座取消了脚踏板
15、，添装了固定带和安全带，并设有残疾人专用的卫生间和专门供携带婴儿者使用的卫生间。一等车厢旁还设有多功能室，为患病的旅客、哺乳的妇女提供了一个相对宽松、封闭的环境。图7宽敞明亮、人性化设计的司机室、客室、酒吧间和卫生间卫生环保低噪音污物垃圾不污染沿线CRH系列动车组的车内装饰和化工材料全部符合国内和国际环保规定的要求；卫生间便器污物均集中收集排放，不对沿线造成任何污染；由于采用了大量降低噪音的新技术，有效地降低了动车组车内外的噪声，减少了对环境的噪音污染。三、结束语和谐号CRH系列动车组的生产和应用，表明了我国铁路机车车辆的设计制造和应用能力达到了一个新的水平，同时也可以带动相关产业的发展。我国铁路发展正处于黄金机遇期，按照铁路发展中长期发展规划，到2010年，将有700列动车组奔驰在万里铁路线上。为更进一步提升我国铁路的创新能力，铁道部正在与科技部共同搭建首个跨行业、跨学科、跨区域、跨国界的国家级铁路装备现代化技术创新平台，利用相关行业所具有的优势，用35年的时间，更加系统、更加全面、更加深入地掌握和发展铁路装备现代化的核心技术，系统建立与国际接轨的中国动车组技术标准体系；用58年的时间，实现中国铁路引领世界铁路技术发展的奋斗目标。（注：本文曾发表在中国科技投资2008.12期杂志上，引用请
