动车组车体构造总体及主要技术参数的对比分析.docx
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动车组车体构造总体及主要技术参数的对比分析
动车组车体构造总体及主要技术参数对比分析
摘要：
随着我国国民经济的飞速发展，铁路运能与运量之间的矛盾日益突出，中国铁路是世界铁路的重要组成部分，以占世界6%的路网长度完成了近一半以上的世界铁路客、货运周转量。
进一步挖掘铁路运能是当今中国铁路要解决的问题，而提速，重载是进一步扩大铁路有效的手段。
动车组是铁路高速客运最为有效的运输工具之一。
随着我国铁路装备技术水平的发展，“和谐号”CRH系列动车组在既有线运行速度达到200KM每小时，部分区段最高运行速度甚至达到250KM每小时，2007年4月18日铁路第六次提速调图后，我国既有铁路160KM每小时及以上提速区段延展里程达到1。
4万千米，其中，200KM每小时线路延展里程达到6003千米，250KM每小时线路延展里程达到846千米。
至2020年，我国铁路客运专线里程将达到18000KM。
铁路客运专线建设和动车组技术的飞速发展对人才培养提出来新的要求。
第一章世界高速铁路的发展
第一节高速铁路的定义
高速铁路是一个具有国际性和时代性的概念，1985年5月，联合国欧洲经济委员会将高速铁路列车的最高运行速度规定为客运专线300千米每小时，客运混线为250千米每小时，1996年欧盟对高速铁路的最新定义是：
在新建高速专用线上运行时速至少达到250km的铁路可称作是高速铁路。
铁萌认为，各国可以根据自身情况确定本国高速铁路的概念，在既有线上提速改造，时速达到200km以上，也可称为高速铁路。
高速铁路是一项集各项最先进的铁路技术，先进的运营管理方式，市场营销和资金筹措在内的十分复杂的系统工程，具有高效率的运营体系，它包含了基础设施建设，机车车辆的配置，站车运营规则等多方面的技术与管理。
广义的高速铁路包含使用磁悬浮技术的高速轨道运输系统。
第二节世界高速铁路的发展
为了提高列车运行速度，使铁路适应社会发展，从本世纪初至50年代，德、法、日本等国开展了大量的有关高速列车的理论的研究与实验工作。
1903年10月27日，德国用电动车首创了实验速度达210公里每小时的历史记录；1955年3月28日，法国用两台电力机车牵引三辆客车实验速度达了331公里每小时，刷新了世界高速铁路的记录。
日本充分利用德法等国家高速列车的试验经验，并依靠本国的技术力量，于1964年建成了世界上第一条高速铁路——东海道新干线（东京至大阪，全长515.4公里，时速210公里），并研制了“0”系列高速列车，东海道新干线以其安全，快速，舒适，准时，运输能力大，环境污染轻，节约能源和土地资源等优越性博得了政府和群众的支持和欢迎，1964年投入运营，1966年开始盈利，1972年收回全部投资。
第一条高速铁路的问世使一度被人们认为的“夕阳产业”的铁路，出现了生机，显示出了强大的生命力，预示着铁路第二个大时代的来临。
从而引发了世界高速铁路建设的第三次高潮。
第三节世界各国高速铁路的发展历程
日本1964年10月1日，东海道新干线正式开通运营，运行速度达到210公里每小时，日均运送旅客36万人次，年运输量达1.2亿人次。
这条专门用于客运的电气化标准轨距的双线铁路，代表了当时世界第一流的高速铁路技术水平。
标志了高速铁路由试验阶段跨入了商业运营阶段。
1971年日本国会审议通过了《全关铁道新干线建设法》掀起了高速铁路建设的新浪潮。
1975年至1985年间，又依次开通了山阳新干线，东北新干线，上越新干线，列车最高时速300公里，基本形成了国内高速铁路网骨架，1997年北陆新干线通车运营，列车最高时速260公里。
法国高速铁路称TGV，1971年法国政府批准修TGV南线，（巴黎至昂，全长417公里，其中新建高速铁路线389公里），1976年10月正式开工，1983年9月全线建成通车，TGV高速列车最高运行时速270公里，1989年和1990年，法国又建成了大西洋线，列车最高时速达到300公里。
1993年，法国第三条高速铁路TGV北欧线开通运营，由巴黎为起点穿过英吉利海峡隧道通往伦敦，并与欧洲北部国家相连，是一条重要的国际通道，1999年，地中海线建成，最高时速350公里。
法国TGV列车可以延伸到既有线上运行，所以其高速铁路虽然只有1282公里，但TGV高速列车的通行范围，已达5921公里，覆盖大半个法国国土，根据规划，法国将在21世纪的头十年内把东南线延伸至马赛，还要修建通向意大利和西班牙的南部欧洲线以及巴黎至德国斯特拉斯堡的东部欧洲线。
德国高速铁路成为ICE，1979年试制成第一辆ICE机车。
1982年德国高速铁路计划开始实施，1985年首次试车，以时速317公里打破德国150年来的记录，1988年创造了时速406.9公里的记录。
但是德国的实用性高速铁路直到20世纪90年代初才开始修建，1991年曼海姆至斯图加特线建成通车，1992年汉诺威至维尔茨堡线通车运营。
1992年德国铁路以29亿马克购买了60列ICE列车。
其中41列运行第六号高速铁路，分别连接汉堡，法兰克福，斯图加特，运行速速280公里。
第四节世界高速铁路建设模式
一日本新干线模式，1958年12月，日本内阁会议批准了修建东海道新干线的设想，1964年奥运会在东京举行时开始运行的东海道新干线，不仅需要总额高达3800亿日元的投资，而且要确保每小时200公里高速运行的安全，由于新干线可在4小时之内将京滨，中京，阪神工商业地带及中间城市有机的连接在一起，大大促进了新干线眼线地带新产业的形成。
2新干线的技术特点:
新干线采用动力分散的运行方式，而不是用机车牵引。
所谓动力分散，就是每节车厢的车轮都安装了驱动装置——电动机，将列车的动力分散到各节车厢，传统的机车牵引方式需要依靠机车的动力，是以较少的驱动轮对带动整列列车行走，为了有效利用牵引功率和防止空转，就需要在机车上加上很大的重量，从而加大了对轨面的压力，增加建设和维修成本，新干线采用动力分散方式，以每节车厢的车轴做为驱动，不需要沉重的机车，由此车厢的轴重就可以大大减轻，不仅利于加减速和在大坡度线路上的平稳行驶，也降低了噪音和振动，大大提高了旅行舒适性，同时，由于降低了对轨面的压力，既降低了建设成本，又提高了经济效益。
随着半导体技术的发展和应用，新干线列车的制动系统由原来的空气制动改为电——空联合制动与再生制动，使用再生制动的列车在制动时会将电机的接线反接，这时电动机就变成了发电机，将列车运行时的动能转化为电能，发出的电能通过转换以后可回馈牵引电网进行从新利用，从而可节省能源，同时列车的电气控制系统由GTO控制转向了更先进的VVVF控制，进一步提高了运行效率，节省了耗电。
3日常维护新干线的日常维护主要依靠线路检测车的日常监测及施工队伍的维修，在日本新干线上，活跃着两种检测车，运行在东海道山阳新干线的著名的黄医生，此车全身涂以明快的橙黄色而得名，早期新干线的黄医生由专门改造的0系新干线即E922系担当，而现在则由700系改造而成的E923系取代了老旧的0系，黄医生平时停靠于东京市1号新干线车辆所，而到夜间，则出发对新干线线路，轨道，供电，信号系统等进行全面细致的监测，平均每六天能对同一线路重复检测一次。
而在JR东日本所属的东北，上越，山形，长野秋田新干线上，则活跃着另外一种线路检测车，称为East-i，这种车辆由E3系新干线改造而来，编号E926系。
East-i的检测任务基本与黄医生相同，所不同的是新干线内部的供电制式有所不同，所以跨区间运行的East-i需要额外检测供电接触网的电压及电流频率。
平时该车辆停靠于位于宫城县的仙台。
4列车：
新干线列车全面采用分布式驱动式防止高速行驶时的蛇形移动，减轻路线的维护保养费用，行车时的摇晃极小，为世界上运转品质最佳的高速铁路，其种类如下：
0系：
1964年登场的0系列车是新干线诸多车型的开国元老，在服务超过30多年后，此车系于1999年全部退出东海道新干线的载客服务，之后以回声号的身份行驶于山阳线的新干线进行各站停车服务。
0系的运营时速为220公里每小时，并曾在高速测试中创下了256公里每小时的记录。
2008年12月14日，0系列车正式退役。
100系：
1985年投入服务，行走东海道，山阳新干线，设计最高时速为275公里每小时，营运时速为230公里每小时。
100系是首款拥有双层车厢的新干线列车，于2003年全数退出东海道新干线的载客服务，现行驶于山阳新干线上。
作为回声号进行各站停车服务。
200系：
1982年东北新干线及上越新干线通车时开始使用，200系的标准运营时速为240公里每小时，但依照编组的不同，E编成只有210公里每小时的营运速度，但F90变成却有270公里每小时。
300系：
东海道至山阳新干线上等级最高的希望号首次登场时所使用的车种，最初以270公里每小时最高时速开始运营，但目前已经退出第一前线，主要是作为光速号和回声号使用。
400系：
行驶于上形新干线的迷你新干线列车，设计最高时速为345公里每小时，东京至福岛新干线路段最高营运速度为240公里每小时。
而行走在米线福岛至新庄营运速度最高为130公里每小时，于2009年夏季退出营运服务。
500系:
最高营运时速达300公里，当时营运时速最快的高速铁路列车并曾在测试中达到320公里每小时的速度。
500系会于2008年中行走回声号班次。
同时5组列车进行改造，分拆成8节列车，其余4组列车，会继续以“希望”每日来往东京至博多俩次。
600系：
原本在开发阶段预计命名于新干线600系日本旅客铁道新型列车，在实际量产后改用新的命名规则。
700系：
于1999年投入运营，虽只有285公里但平均营运时速较500系高的车型。
前方车头长9米，因造型独特呗日本人昵称为“鸭嘴兽”。
N700系：
由700系改良而来的测试列车，东海旅客铁道与西日本旅客铁道共同开发，首次导入倾斜列车技术的第五代新干线车辆。
N700系列车已于2007年7月1日正式投入使用，最高营运时速也达到300km/h。
该型号列车投入运行后，东京到大阪之间只需要2小时25分。
800系：
主要行驶于九州新干线路段，作为燕号列车的使用车辆。
虽然急速只有260公里/h，但因800系是配合九州地区多山特性多设计的摆式列车，因此反而拥有最高的过弯车速。
E1系：
第一款全列车双层配置的新干线列车，使用于上越新干线路段，最高营运速度为240公里/h。
主要是作为朱鹭号与谷川号列车使用。
E2系：
行驶于东北新干线及长野新干线，营运时速为275公里/h，作为疾风号，浅间号，山彦号列车的使用车辆。
E3系：
行驶于山形，秋田新干线的迷你新干线列车，东京至盛冈、福岛区间275km/h，盛冈至秋田，福岛至新庄区间130km/h。
小町号，冀号列车使用。
E4系：
世界载客量最大的双层高速铁路列车，达1634人，行驶于东北，上越，长野新干线上。
最高营运时速240公里/h。
二法国TGV模式
TGV列车最早的原形是TGV001.它以正气涡轮为动力，在1972年11月8日创造了时速318公里的世界纪录。
这种车在试验中曾175次跑出超过300公里的时速。
70年代后期，法国到巴黎到里昂之间铺建了一条全新的线路。
TGV已经成为法国的高技术象征。
TGV列车属于载客列车，有小部分用作邮政列车，服役于巴黎及里昂线。
驱动方式
前后的车辆用机车方式驱动。
日本新干线方式全车辆驱动。
TGV车辆便宜地制造。
可是摇晃很大，线路的保守费用大。
车辆的乘务员数少。
三德国ICE
ICE系统是一个连接各大城市的高速铁路系统，班次由每半小时、一小时或两小时一班不等，也有速度更快的特别直达车存在。
因为德国人口于集中型城市分布较为平均，所以德国境内的ICE线路旨在连接各大城市形成完整路网，而非求取点对点间的最短行车时间。
在整个ICE路网中，列车只可以在两段高速路线上达到300公里／小时的最高营运速率。
这与法国的TGV及日本新干线系统集中提高首都与其他城市的交通，与点对点高速铁路的构思有所不同。
有鉴于ICE系统令列车不能完全发挥的问题，德国国铁特别于早晨及黄昏列车需求量极大的时间、于各大城市之间推出ICESprinter（ICE特快）。
ICE特快线路与大部份ICE相同，但大量减少站数，令商务客人及长途旅客可以更快到达目的地。
除特快段落将会额外收费外、ICE特快余下的车程收费是与普通ICE列车一样的。
第二章我国动车组的发展
高速铁路是世界铁路的一个发展方向，动车组是高速铁路最关键的技术装备之一。
随着我国高速铁路的快速发展，依据速度等级，车辆编组，车辆品种等，我国对高速动车产品进行了规划并将逐步形成适合国情，路情的高速动车组。
第一节动车组的定义
一动车组是按动力分布方式而命名的，其实就是动力分散式列车。
动力集中式列车的牵引力是机头产生，动力集中于一侧。
具有牵引力的动车与无动力的拖车再加上机头，三者组合称为动车的组合，简称动车组。
把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。
而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。
带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。
二动车组的组成，有多种方式
①由两节或两节以上的动车联挂组成。
②一节动车和一节或数节无动力的附挂车组成，尾部附挂车的末端设有驾驶台。
③两端为动车，中间连接一节或数节无动力的附挂车。
④两端为动车，中间连接多节附挂车，但与动车相邻的附挂车中靠近动车的转向架是驱动转向架，另一转向架为无动力的关节式转向架，其他附挂车的转向架均为无动力的关节式转向架。
关节式转向架的支承方式是相邻的两节附挂车的端部共同支承在一个转向架上。
⑤两节动车为一单元，每单元有一个受电弓和司机室，每列动车组由一个单元或数个单元组成。
⑥两节动车为一单元，每单元有一个受电弓，动车组两端的单元有司机室，每列动车组可以有多个中间单元，也可没有中间单元。
⑦两节动车为一单元，每单元有一个受电弓，用多个单元作为中间部分，两端挂接设有驾驶台的无动力附挂车。
⑧一节动车和一节附挂车为一单元，由数个单元组成，但两端均为动车。
⑨两端各为2～3节附挂车，最外端为设有驾驶台的附挂车，中间为5节动车。
上述组成方式中，所有车轴均为驱动轴的全动轴动车组的优点是：
粘着性能好；驱动装置平均分摊给各轴，每根动轴的功率可小些,因而轴重轻,有利于高速运行和线路维修保养；转向架形式单一，零部件互换性高；个别驱动装置发生故障时对整列动车组的功率无重大影响。
缺点是制造和修理费用较高，功率损耗和噪声都较大。
三运用范围
动车组最早只用于支线，后来扩大到地下铁道客运、城市市郊快速客运，大城市间特快客运。
地下铁道和电气化铁路采用电力动车组；非电气化的铁路采用柴油动车组。
大城市间特快客运速度接近或超过每小时200公里的高速客运列车,须用电力动车组或用燃气轮动车组。
狭义动车组定义
“狭义动车组”英文名为“MU”，全称“MultipleUnits”，意为“单元式组合列车”。
“单元”是这种列车中最突出和最核心的概念。
“单元”指若干车辆以特定方式连挂以实现特定功能的编组。
而当这样的编组中一节车也不能再缩减时，称做“最小单元”。
某些情况下，单元内会有可以摘除冗余车辆，但多数情况下单元就是最小单元。
最小单元一旦被拆散，该单元用以实现的功能将消失，或者不再完整。
在比较罕见的情况下，单节车也可以成为单元。
单元结构
为方便进一步描述，可以按照以下方式划分单元：
1.制动单元
1.制动单元
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂，连挂后的编组具备完整的制动能力。
最小制动单元被打破后，编组失去制动能力。
所谓丧失制动能力，即编组无法下闸制动──这个相对好办，拿别的车拖着或者推着，按调车方式慢慢走；也有可能无法松闸缓解──这个就需要专门的处置措施了，在车轮抱死的情况下硬拖硬推是相当糟糕的主意。
提到这个单元，也会同时提到一列暂时未做定义的“广义动车组”──“中华之星”，这个争议多于公开资料的特殊列车。
从已有的照片上看，该动车组的拖车总以3的倍数出现，即0、3、6或9。
有有传闻云该车采用微机指令直通制动。
因此估计，该列车每特定三节拖车方能组成一个完整的制动单元。
一个可能的方式是其中一节车装有空气压缩机，为本车和相邻的两节车提供制动与缓解的动力；而微机指令传递系统又可能在没有压缩机的车上。
2.自走单元
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂，连挂后的编组具有若干个司机室，在本编组司机室控制下具备完整的运行动能力。
多数情况下，自走单元包含若干个完整的制动单元；而其中又以一个自走单元即为一个制动单元的情况居多。
最小自走单元被打破后，编组失去自力运行能力，并可能因制动单元被破坏而丧失制动能力。
当前形态CRH1的自走单元为动车+拖车+动车；当前形态CRH2A的自走单元为4节，编组为拖车+动车+动车+拖车。
3.随走单元
若干车辆按照一定的组合或顺序连挂，连挂后的编组在其他编组中司机室控制下具备完整的运行与制动能力。
多数情况下，随走单元包含若干个完整的制动单元；而其中又以一个随走单元即为一个制动单元的情况居多。
随走单元可以不包含司机室，而自走单元在很多情况下也具备随走功能。
最小随走单元被打破后，编组失去自力运行能力，并同样可能因制动单元被破坏而丧失制动能力。
当前形态“长白山”的4、5、6号车即构成一个随走单元；其自走单元成为非驾驶端时，也成为随走单元。
4.运营单元
第二节CRH动车组系列
中国铁路开行的CRH动车组已知有CRH1，CRH2，CRH3，CRH5，CRH380A，CRH6。
中国铁道部将所有引进国外技术、联合设计生产的CRH动车组车辆均命名为“和谐号”。
CRH1
中国南车四方机车车辆股份有限公司与加拿大庞巴迪的合资公司——青岛四方-庞巴迪铁路运输设备有限公司（BST）生产。
原型车以庞巴迪为瑞典AB提供的RegainaC2008为基础。
CRH1B为16节大编组动车组。
CRH1E为16节车厢的大编组卧铺动车组。
200公里级别（营运速度200KM/h，最高速度250KM/h）。
2009年9月28日，BST公司在北京与铁道部签订了80列时速350~380公里动车组订单，其中16辆编组的EMU动车组60列，8辆编组的EMU动车组20列
CRH2
中国南车四方机车车辆股份有限公司（联合日本川崎重工，引进技术）负责国内生产。
以川崎重工业新干线E2-1000型动车组为基础，200公里级别（营运速度200KM/h，最高速度250KM/h）。
CRH2-B为16节长大编组动车组，在CRH2A基础上扩编至16节。
CRH2E为16节长大编组的卧铺电力动车组，CRH2C（300公里级别）作为京津城际高速铁路的用车在2008年8月投入使用。
标称时速300公里，最高营运时速为350公里。
CRH3
中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司（联合德国西门子，引进技术）负责国内生产。
以西门子ICE3（Velaro）为基础。
300公里级别（营运速度350KM/h，最高速度394KM/h）。
作为京津城际高速铁路的用车在2008年8月投入使用，且京津城际列车大多数为CRH3型列车。
CRH3D以CRH3C为基础的16节车厢的大编组座车动车组。
CRH5
中国北车集团长春轨道客车股份有限公司（联合法国阿尔斯通，引进技术）负责国内生产。
以法国阿尔斯通的Pendolino宽体摆式列车为基础，但取消了装设的摆式功能，而车体以法国阿尔斯通为芬兰国铁提供的SM3动车组为原型。
200公里级别（营运速度200KM/h，最高速度250KM/h）。
其中CRH2和CRH3具备提速至350km/h的条件。
CRH380A
四方股份于2010年4月12日，通过新一代高速列车新头型发布会，4月底完成首列车下线，并于4月26日开始进入环行线试验，5月份中旬已经完成环行线的调试，5月中旬开始进入郑西高速铁路进行160公里以下调试试验，6月7日开始正式高速试验。
5月27日，长春中国北车长客股份高速车制造基地制造的“首辆车”下线，注不是“首列车”。
新一代高速列车超过京津、武广上运营的高速列车，将创造一个新的世界运营速度最快记录，持续运营时速将达到350公里，最高商业运营速度可达380km/h，为世界之最。
最高运行时速于2010年12月03日的先导试验中高达486.1公里。
超过了先前在沪杭线的实验运营速度记录416.6km/h。
CRH6
CRH6是由中国南车南京浦镇车辆公司联合广东省成立的广东轨道交通车辆修造基地即将生产的国内最新型城际动车组，由浦镇公司派出技术及管理人员赴江门进行大规模批量生产，但首列车由南京制造。
CRH6型车是城际轨道交通的核心技术装备，满足载客量大、快速乘降、快启快停的运营要求，关键技术及零部件与和谐号动车组完全一致。
CRH6型车实现三个覆盖：
覆盖时速160—250公里速度等级；覆盖干线铁路和城际铁路的运营需求；覆盖国内和国际城际动车组的运营需求。
技术质量达到国际先进水平，引领世界城际动车组的发展方向。
该车型将首先在珠三角地区投入运营，包括广珠城轨，广佛肇城轨等.
第三节动车组的分类
按照动拖比分类列车中，有动力的车轴所承载的车重与无动力的车轴所承载的车重之比称为动拖比。
列车动拖比小于1:
3为动力集中；小于1:
1但不小于1:
3为弱动力分散；等于和大于1:
1为强动力分散。
当列车编组中，动力车全部车轴均有动力、每节动力车轴数与非动力车轴数相同且轴重接近的情况下，可以用动力车数量与非动力车节数之比粗略计算动拖比。
这是最常见的动车组分类方式。
需要注意的是，这个分类方式也同样适用于传统列车。
一个比较极端的强动力分散例子是一台132吨机车与两节55吨车厢组合的编组。
动力集中系动车组非常少见，目前已知只有德国ICE1的2动车12拖车编组和中国“新曙光”的2动车9拖车编组，前者曾用于城际特快，现用于长途直达班次，后者被不科学地用于城际线路。
弱动力分散系动车组相对多见，多用于城际和中长途线路。
法国的TGV、德国的ICE1-2动车10拖车编组
动车组
和ICE2、美国的Acela、瑞典的X2000、中国的“中华之星”、“蓝箭”、“神州”等大多数推挽、推拉式动车组都是这样。
强动力分散系动车组最为常见，多用于通勤场合，但也常用于城际和中长途线路。
地铁与轻轨中的动车组、日本的新干线各系、法国的AGV、TGV-V150、德国的ICE3、中国的“春城”、“先锋”、“中原之星”、“长白山”以及CRH系列均属此列。
按照用途分类
目前，绝大多数型号和数量的动车组都被用于客运领域。
少量动车组被用于货运。
还有极少一部分用于轨道检测等特殊用途（如动检）。
按照动力燃料类别分类
动车组按动力装置可分为柴油动车组、燃气轮动车组和电力动车组三类。
电力动车组按电流制又分为直流电力动车组和交流电力动车组两种。
柴油动车组按传动方式又分为机械传动动车组、液力传动动车组和电力传动动车组三种。
燃气轮动车组按传动方式又分为电力传动动车组和液力传动动车组两种。
蒸汽动车之间无法联控，所以到目前为止没有蒸汽动车组。
符合“狭义动车组”定义的电力动车组，英文名为“ElectricMultipleUnits”，缩写为“EMU”，在繁体中文地区多被称为“电联车”，日文称“电车”。
符合“狭义动车组”定义的内燃动车组，日文称“气动车”。
符合“狭义动车组”定义且燃料为柴油的内燃动车组，英文名为“DieselMultipleUnits”，缩写为“DMU”，在繁体中文地区多被称为“柴联车”。
汽油动车存在，但尚不能肯定汽油动车组存在。
附挂车按作用分类：
动车组的附挂车按作
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