高速铁路机车车辆关键技术解析

王 晶

黑龙江交通职业技术学院

高速铁路机车车辆关键技术解析

王 晶

黑龙江交通职业技术学院

现阶段高速列车已经深人人们的生活，成为人们出行的主要交通工具，然而高速列车运行的稳定性与舒适感却一直是相关技术人员思考的主要问题。因此为确保列车稳定运行，并一步推动我国高速铁路行业的发展，必须要加强对高速铁路机车车辆技术的研究，结合我国铁路客流组织的特点和具体运行的线路条件，加强高速铁路机车车辆关键技术的控制，从而推动我国高速列车运行的不断发展。基于此本文分析了高速铁路机车车辆关键技术。

高速铁路；机车车辆；关键技术

1 、高速铁路机车车辆技术发展概述

随着科学技术的发展，我国高速铁路机车车辆发展快速，逐渐实现了由传统蒸汽机车牵引向内燃、电力牵引的转换。高速铁路机车车辆牵引传动多为电力牵引传动方式，即便有采用内燃牵引的高速列车也是电传动方式。而所谓的电传动方式就是将外部输入的电能或者是自身产生的能源通过一整套的电能转换与传递装置，实现电能与机械能之间的转换，以此来完成驱动牵引机车前进。以电传动装置所采用的牵引电动机类型可以将电动机车分为两种，即直流电传动方式和交流电传动方式，其中交流电传动方式有可分为交流同步电传动方式与交流异步电传动方式两种。早期投入运行的高速铁路机车车辆基本都是直流电传动方式，随着大功率可控硅变流技术的发展，三相交流传动技术逐渐得到了应用，此后相继出现交通同步传动方式、交流异步传动方式等，推动了我国高速铁路机车车辆技术的发展。

2 、高速铁路机车车辆关键技术

2.1 牵引传动技术

高速列车和普通列车不同之处在于，高速列车的牵引设备要比较大的功率，并且其牵引机的重要比较轻，可以运行于比较恶劣的环境中，同时需要维修。高速列车的牵引设备能够可控逆转，加强在高速下的钻着利用，设备中电机没有转换向，这样便不会造成电机出现比较大的耗损。在高速列车中应用比较广泛的牵引传动技术是交一直-交变流体系，该技术被广泛应用的原因是可以把单相交流电转换成为可以进行调频变压的三相交流电，以此作为牵引力的主要牵引动力。高速列车中的交流传动体系作用于工业行业中的交流设备中，不管是调速范围或是控制性能都存在比较大的提升，在快速动态的响应方面存在一定的优势，在其中可以将牵引和再生制动进行转换，并且具有较高的运行效率以及防震性能。

2.2 复合制动技术

在高速列车的运行系统中，复合制动技术也是十分重要的技术，在选择制动系统时，务必要将制动距离缩短，同时确保在高速制动状态下车轮处于不滑行的状态，减少制动系统中的簧下重量，确保高速列车运行的安全性。高速列车的制动系统一般运用危机控制电气制动和摩擦式制动这两种复合形式。高速列车在制动状态下，会利用手动或是自动控制的形式进行控制，对于高速列车选择的制动系统，特别是复合制动的形式，更要满足能够进行其他一些形式的转换，使衔接能够比较平稳，以此确保列车运行的舒适性。

2.3 高性能转向架技术

高速列车的转向架技术务必要保证高速列车在高速运行状态下的平稳、舒适与安全。其一，转向架技术的一系悬挂体统。其轴向定位的刚度与其簧下质量都能够对直线运动的平稳性形成很大的影响。其二，在其二系悬挂系统中，空气弹簧是其最为重要的元件，能够很好的解决高速列车车身的振动问题，尤其是垂向振动与在乘坐过程中的舒适感。高速列车在运行中的稳定与曲线通过性能是互相制约的，尤其是各个因素的参数，参数的兼容性很难与系统相匹配，例如针对其刚度的选择，直线运行的平稳性以及曲线的通过性能之间便存在一定的矛盾，那么在这时，我们可以应用主动(半主动)的有源控制技术对其进行解决，以此让机车的各个性能能够很好的适应复杂的环境，将车身振动的问题很好的解决，并且在保证高速运行的基础上提高其舒适性。

2.4 轻量化技术

2.4.1 车体轻量化技术

车体轻量化的主要途径是采用新材料和优化结构设计。

传统的车体材料是碳素钢，由于预留了较大的腐蚀余量，因此自重大、寿命短。所以各国高速列车在车体设计制造中已基本采用铝合金挤压型材或不锈钢材质，使车体结构具有无涂装，免维修或少维修特点。尤其是铝合金挤压型材，包括异型或大截面空腹断面型材，是目前高速列车车体结构的主导材料。

大量采用高分子非金属材料作为车厢内部设备材料也有较好的减重效果。如水箱、集便器、整体厕所、座椅等。

2.4.2 转向架轻量化技术

转向架重量约占车辆自重的20～30%，因此高速列车转向架轻量化具有重要意义。各国高速列车的转向架轻量化技术主要包括采用无摇枕结构，构架采用H型钢板焊接结构，取消端梁，采用空心车轴，车轮小型化，采用铝合金齿轮箱和轴箱，采用交流牵引电机，制动盘轻量化，二系悬挂中采用了空气弹簧等技术。

2.5 车间密接式连接技术

传统列车连接技术，沿中心线方向间隙量最大可以超过30mm，这样列车在行驶过程中，无论是启动、制动还是调速等都会产生很大的加速度与冲击力，很大程度上影响了列车的运行稳定性。随着高速列车技术的不断发展，现在要求高速列车之间连接间隙基本都控制在2mm以内，存在的上下左右间隙比较小，不但可以提高列车运行平稳性，同时啊会对电气线路、风管自动对接等提供了保证。

2.6 受电弓技术

受电弓的主要技术特性应满足弓头质量小，具有良好的追随特性;具有良好空气动力学特性;与接触网参数能很好地匹配，以获得良好的受流性能，减少离线率;能双向运行，并具有防护装置保护接触导线免受损坏;结构简单，维修方便。

总之，高速铁路机车车辆技术的存在，对保证机车车辆运行安全的重要保证，其牵引系统是否能够正常运行，发挥其所具有的功能与性能，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

[1]赵庆国.高速铁路产业发展政策研究[D].江西财经大学，2013.

[2]孙鹏.动车组维修物联网及其关键技术研究[D].中国铁道科学研究院，2013.

[3]陈春阳.中国机车车辆业创新战略研究[D].北京交通大学，2007.