动车组的中国发展史?

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-03
中国高铁发展简史?

中国高铁发展史:京沪高铁日赚3500万,总里程已占全球六成

我国动车真正开始立项并成为国家战略性工程是在2003年,历经引进消化再吸收,创造成为中国制造的代表和名片。对我国经济发展和社会繁荣具有重要意义。十几年来,除了我们熟知的和谐,复兴外还有一部分被我们遗忘的“功勋”,如果没有它们的开辟,中国高铁将落后至少三十年。


中国首列DMU型双层内燃动车组是一种理想的中、短途轨道运输工具。唐山机车车辆厂于1998年自行开发研制成功,并于当年6月在南昌至九江间投入运行。设计速度120km/h,总定员540人。此车的试制成功标志着我国动车发展的开始,为后续工作奠定了宝贵基础。车上大量采用现代流行的客车装饰材料,有硬座、软座、硬卧、软卧设计。车门采用塞拉门,有全密封车设空气调节装置。中部可根据用户要求加装酒吧或小卖部(高大上)。使旅客的旅行舒适惬意。动力系统采用美国康明斯QST 30系列产品。整车采用PLC 控制,485总线方式数据传输,达到前后车同步的目的。全部采用无摇枕结构。空气弹簧直接支承车体,牵引为―Z‖字牵引杆。设纵横向减振器及减振装置。牵引电机为架悬式,通过一级齿轮传动驱动轮对。电器连接器选用客车通用大功率连接器,双路供电。车端装有通讯和器连接器。制动采用双路供风。


中国首列液力传动内燃动车组,1998年底由四方机车车辆厂研制,并于1999年2月在南昌至九江和南昌至赣州间投入运行。设计速度140km/h,总定员450人。液力传动内燃动车组目前正在运行的有9组,其中2组在南昌铁路局,7组在哈尔滨铁路局。


新曙光”号准高速双层内燃动车组于1999年8月由戚墅堰机车车辆厂和南京浦镇车辆厂联合研制完成,并于当年10月在沪宁线上投入商业运行。最大运营速度180km/h,总定员1140人。为满足铁路中短途客运提速需要而建造,该机车利用了东风11型准高速内燃机车和25K型双层客车的成熟技术,是1998年度铁道部重点科研攻关专案之一。动车组采用双层客车设计,以头尾每端各一台柴油机车牵引,以推挽式运行。动力配置为二动九拖(应付上升客流时可增加至十节拖车),最大运用速度为180KM/H。


“春城”号电动车组,昆明"春城号"电动车组采用动力分散型交直传动方式,以一动一拖为一个动力单元,一列6辆编组,可运用于标准轨距电气化线路上,牵引总功率2160KW。为迎接"99"昆明世界园艺博览会而建造。该电动车组的电传动系统主电路采用了国内电力机车成熟技术一可控硅多段桥技术及微机控制技术;控制电路采用多单元重联技术,安全可靠,便于操作。首次采用无摇枕转向架及数字模拟式制动机。车内造型新颖、色调明快,大量地采用了新技术、新结构、新材料。车内设施齐全。


“先锋”号交流传动电动车组,国内首列交传动动力分布式列车,被国家计划委员会列为"第九个五年计划"的重点科技关注项目。先锋号由南京浦镇车辆厂负责研制,车辆吸收了日本新干线300系的技术,IGBT牵引逆变器使用了日本三菱电机产品,并采用无摇枕转向架,轴重仅15吨。列车最高运营速度可达200公里/小时,共有6节车厢,每3节车厢组成一个单元,其中包含2辆动力车和1辆拖车。列车设有一等软座车1节,二等软座车5节,编组总定员424人。

中国铁路动车组发展历程

动车组是现代火车的一种类型,由至少两节带驱动力的车厢(简称动车)和若干节不带牵引力的车厢(简称拖车)共同组成。

而根据动力分配方式。动车组分成动集集中型动车组(简称动集)和动力分散型动车组。动力分散型动车组还可以细分成纯动车组和一般动车组。根据列车速度范围,动车组可分为低速动车组、快速(普通)动车组和高速动车组。举实例来看,中国动车组型号中,动集集中型动车组有CR200J型复兴号动车组,DJJ1型蓝箭号动车组等。

CR200J型复兴号动车组

CJJ1型蓝箭号动车组

可以看见,动集集中型的受电弓位于车头两段,也就是说动集集中型动车组的动力集中在车头两段,故其名为动集。

再看动集分散式动车组。

CRH380A型高速动车组

CR400BF型高速动车组

CRH1A型动车组

可见这几款动力分散型动车组的受电弓都位于车厢中部,并不位于列车头部。所以,看受电弓的位置是可以区分动车组为动集集中型动车组还是动力分散型动车组。但是经过实践证明,动力分散型动车组才是高速动车组的优良的动力分配方式。

在中国,由于大众对火车科普知识了解不够、媒体和部分官方资料不严谨,导致日常生活中大多数人对动车组的概念只停留在国家铁路线上运行的CRH系列动车组,甚至误以为只有D字头列车、和谐号列车等才是动车组。其实复兴号动车组和城市地铁列车,都属于动车组。

中国动车组发展:

技术实验期:2004年以前

2004年之前,铁道部从国外引进技术标准参差不齐的动车组,国内也有一些研发,但是没有大规模量产。如中华之星号动车组,蓝箭号动车组,先锋号动车组。

中华之星号动车组

先锋号动车组

这些动车组大多因技术不成熟,故障率奇高,维修困难,而被铁道部抛弃。

飞速发展阶段:2004年至2014年

1.此阶段以中国铁道部为进行中国铁路第六次大提速里的快速铁路及准备修建的高铁(高速客运专线),于2004年起向庞巴迪运输和青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司(BST)(前称“青岛四方-庞巴迪-鲍尔铁路运输设备有限公司”、BST)订购的CRH系列高速电力动车组:CRH1型动车组为开端。

CRH1型动车组

在引进加拿大技术后,取得了良好的运营效果。为配合全面发展高速铁路产业,铁道部从法、日和德等国家正式引进动车组技术。

2.与日本川崎重工合作,引入了CRH2型动车组。其原型车是日本川崎重工株式会社生产的E2系新干线动车组。此车型是铁道部引入的所有动车组技术中故障率最低的一款动车组,其极其优良的性能和极其高的品控促使中国后来的380A动车组和复兴号系列动车组都采用了CRH2系动车组的大量技术。

CRH2系动车组

3.同时,铁道部与德国西门子合作,引进了CRH3C型动车组,CRH3C型列车的原型为德国铁路的ICE-3列车。其被用于300公里和350公里两种时速的线路运营。后来铁道部吸收技术改造生产了CRH380B型动车组。

CRH3C型动车组

CRH380B型动车组

4.同时,铁道部还向法国阿尔斯通和中国中车集团长春轨道客车股份有限公司订购的CRH系列动车组车款,整个系列都比较耐高寒,其中CRH5G型最优。

CRH5A型动车组

此系列车时速不高,但是耐寒耐风沙能力很强。故被广泛用于兰新高铁和东北的高铁线路。

5.在充分吸收了各国的高铁技术后,铁道部自主改进了合型号的动车组。命名为CRH380系列动车组。是中国标准动车组问世以前世界上商业运营速度最快、科技含量最高、系统匹配最优的动车组,持续时速350公里,最高时速380公里及其以上。车型有CRH380A、CRH380B、CRH380C、CRH380D等系列。

其研制基础分别是:CRH380A(CRH2),CRH380B(CRH3C),CRH380C(CRH3C),CRH380D(CRH1)

CRH380D型动车组

成熟阶段:吸收了充足的经验和技术,铁路总公司在2014年以后,开始生产中国标准动车组,并陆续开展市域动车组和城际动车组等的研制和使用。并命名为复兴号动车组。英文代号为CR,列车水平高于CRH系列。三个级别为CR400/300/200,数字表示最高时速,而持续时速分别对应350、250和160,适应于高速铁路(高铁)、快速铁路(快铁)、城际铁路(城铁)。早期的两个型号是红神龙CR400AF和金凤凰CR400BF。复兴号CR400系列是上档时速400公里、标准时速350公里。

CR400AF型动车组

CR300AF型动车组

CR200J型动车组。

豪华、舒适、高速、安全、绿色这是最大的误区。动车组应用最多的场合是市内和近郊通勤,这类列车的核心价值是用可接受的速度和舒适度运送大量乘客。豪华、舒适来自有费档次列车,与动车组没有必然联系。国内某些媒体大力宣传的动车组,尤其是CR复兴号系列,属于高消费档次高速列车,这让大众产生了“动车组豪华、舒适、高速”的误识。

通过数十年的吸收和消化经验,中国动车组的技术已经走向成熟,中国动车组技术与日本和德国的差距已经越来越小。在此,祝中国动车组技术发展越来越成熟,中国动车组的世界地位越来越高,早日走上世界之巅,成为动车技术世界的“扛把子”!

从之前所讲的CRH1、2、3、5系都是引进仿制国外的技术,即使380系列也是自主研发,但依旧采用的国外的标准。虽然满足了人民群众的出行需求,然而基于不同平台研发出的“和谐号”车型,由于标准不统一,不能互联互通,难以互为备用,提高了运营和维修成本。因此在2012年,由中国铁路总公司主导,中国铁道科学研究院技术牵头,中车所属企业设计制造,开展了中国标准动车组设计研制工作。

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2017年2月25日10点33分,G65次列车驶出北京西站,运行于京广高铁,标志着我国自行设计研制的、拥有全面自主知识产权的中国标准动车组样车正式上线运营,同年6月25日,中国标准动车组被正式命名为“复兴号”。复兴号动车组有CR400、CR300、CR200三个系列,分别对应100-200公里、200-300公里、300-400公里的时速等级。

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CR400系列

CR400系列目前共有CR400AF、CR400AF-A、CR400AF-B、CR400AF-C、CR400AF-G、CR400AF-Z、CR400AF-BZ、CR400BF、CR400BF-A、CR400BF-B、CR400BF-C、CR400BF-G、CR400BF-Z、CR400BF-BZ、CR400BF-GZ等型号。主要为CR400AF(四方)与CR400BF(长客)两种型号,为两家公司分别生产出来。

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CR400系列在动力配置采用8辆编组,4动4拖的统一动力配置形式,由2个基本动力单元组成。通过调整电机特性,可在动力单元配置及网络控制等基本不变的情况下,满足不同速度目标值对牵引能力的需求,可通过不同动力单元的组合,实现灵活编组,满足不同的客流需要。CR400AF在乘车空间、空调系统、行李架设置、车厢照明、无障碍设施等方面做了改善。车厢内二等座椅间距统一加大到1020毫米、一等座椅间距统一加大到1160毫米,设置不间断的旅客用220V电源插座。为适应节能环保要求,中国标准动车组整车采用全新低阻力流线型头型设计

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和车体平顺化设计,降低气动阻力,减少持续运行能量消耗,并统一零部件技术标准,实现各型号动车组相同零部件的互换使用,有效降低运用、检修等寿命周期成本。在牵引系统上采用国产大功率IGBT元器件构成的交直交传动牵引系统,通过提高中间直流环节电压,提高效率,降低损耗,改善电机控制特性,提升单位质量下的牵引输出功率。充分利用元器件性能,在牵引功率基础上显著提高电制动功率。利用移相技术有效控制谐波,保证再生能量的回收质量,降低总能耗。在制动系统上采用微机控制的直通式电空制动系统及大容量基础制动装置,具备以整

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列车进行空电复合控制的能力,可按模式曲线精确控制列车减速或停车。由制动系统实施列车制动力的管理、计算和分配,优化防滑控制逻辑,充分利用黏着及电制动,缩短制动距离,减少盘片磨损。在网络控制系统采用列车级(WTB)和车辆级(MVB)组成的两级网络结构,按照适应中国铁路实际的控制策略,自主开发列车网络控制系统。列车增设诊断以太网,全面加强故障诊断和监测数据的传输,并提供向地面实时传输数据的功能,使列车的智能化程度大幅提升,实现不同厂家生产的相同速度等级动车组重联运营,不同速度等级的动车组互相救援。在转向架采用模块化设计的H形构架无摇枕转向架,强化结构及性能的安全冗余设计。统一采用920 mm的大轮径及磨耗型踏面,改善轮轨匹配关系,优化转向架两系悬挂参数,降低簧下质量,减轻轮轨动力作用,提高运行稳定性、舒适性及结构安全性。实现轮对等主要部件的统型互换。在辅助供电系统采用中国标准制式的

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AC380 V/50 Hz辅助供电系统,具有自动平衡负载和冗余供电功能,辅助变流器由牵引变流器中间直流环节供电,实现过分相不断电、无动力回送/救援工况时自发电功能。研发锂电池直流供电系统,提升单位质量供电能力。在高压电系统采用主动控制受电弓,高压设备外绝缘的雷电冲击耐受电压提升至185 kV,采用整体密闭的高压箱结构,除受电弓外,其余高压部件不暴露于运行环境中,以改善高压系统部件的工作环境,提高系统在不同网高和不同环境下的工作可靠性,实现日常运用的免维护。

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京张高铁智能动车组是智能京张重要组成部分,定位于“复兴号”的智能型,力求在智能化、安全舒适、绿色环保、综合节能等方面实现新发展新突破,以现有“复兴号”CR400BF型动车组为基础,通过运用现代最新科技,力求在智能化、安全舒适、绿色环保、综合节能等方面实现新发展新突破。

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2022北京冬奥会涂装智能动车组

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CR300系列

复兴号CR300AF型电力动车组是中国“复兴号”标准动车组系列的成员之一,最高运营速度250km/h,是中国铁路总公司向中车青岛四方机车车辆股份有限公司订购的高速铁路动车组。CR300系列复兴号动车组(300km/h级)是自CR400系列(400km/h级)、CR200J系列(200km/h级)之后,复兴号动车组的第三个级别。CR300AF复兴号动车组列车由中车青岛四方机车车辆股份有限公司研发生产,采用4动4拖的8节编组。CR300AF采用了类似CR400AF型动车组的大红色色带外观配色,并采用了全新的头型,车鼻长度较CR400AF有所缩短。由于不设置商务座席,因此CR400AF驾驶室正面的原有的两个副窗被取消,侧窗的位置也相应提高,且由狭长的梯形窗改为菱形窗。在后续制造的车辆上,原有银灰色底色被改为淡水蓝色,故得名为“海之蓝”。

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CR200系列

复兴号CR200系列 中,CR200J型电力动车组是典型代表,也是中国铁路复兴号系列的一款动力集中式的电力动车组。在复兴号系列中也是最低一个等级的产品。该车以HXD1G、HXD3G型电力机车与25T型客车为原型,由中国国家铁路集团有限公司和中国中车牵头,中车唐山、浦镇、大连、青岛四方、株洲、大同等六家公司联合研制。采用绿色涂装,因此也被大家称为“绿巨人”。

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短编组动集为单端推拉式的动力集中式列车,最大编组为1动8拖。整列编组由1节带驾驶室的KZ25T型客车、7节不带驾驶室的25TA/25TB [2] [7] 型客车和1辆复兴1型动力集中式动车组动力车(FXD1-J)或复兴3型动力集中式动车组动力车(FXD3-J)组成。动力机车可在编组最前进行牵引运行,也可在编组尾端进行推行运行,类似中国铁路90年代末21世纪初的“中华之星”、“蓝箭”等推挽式电力动车组的做法。短编组动集设计为可重联运行,由于短编组动力车驾驶室端车钩为15号托梁钩,控制车驾驶室一端为密接式自动车钩,故重连时仅可以控-控重连,不可以动-控重连或动-动重连。列车编组除控制车为一等座车外,其余均为二等座车(含一节二等座/餐车合造车)。

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长编组动集为双端牵引的电力动车组,最大编组为2动18拖,整列编组由18辆拖车组成的拖车组与2辆首尾相对的FXD1-J或FXD3-J型动力车组成。 [7] 动力车分列编组的前后两端进行推挽运行,类似于DJJ2型电力动车组(中华之星)及NDJ3型内燃动车组(和谐长城号)的做法。

与短编组动集不同,长编组动集不设带有驾驶室的拖车,由于编组长度已接近站台允许设计长度,故不允许重联运行。可根据运输的需要,在出厂前进行混合编组,诸如单独的餐车、一/二等座车、一/二等卧车乃至行李车均可编入编组运行。这同时意味着该型车本质上仍是基于普速机辆模式的深度改进产品 。

此外,长编组的CR200J型动力集中电力动车组可根据客流、开行时间等因素,自由变化列车的编组长短(范围为9节至18节),但变化编组长短的作业须在生产厂完成,且须录入铁路总公司的数据库方可上线运营。这一对列车编组的管理方式与复兴号、和谐号动车组的管理方式保持基本一致。

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由于对既有线长途客流的定位不够明晰,加之旅客对”绿皮车”根深蒂固的较差印象。导致大部分运用长编组动集开行的旅客列车,其上座率不甚理想,部分车次甚至处于长期停运状态(例如北京↔南京的D715/6次,北京↔杭州的D711/2次)。

截至2019年12月31日,”动集”已在京沪线、京九线、沪昆线、兰渝线、京广线、南昆线等多条铁路干线上投入运用。2020年5月26日,正在进行联调联试的沪苏通铁路试跑CR200J复兴号动车组。2021年6月25日,内电双源型动力集中式动车组正式于拉林铁路运营。

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