电动轨道车与内燃轨道车优缺点对比分析

孙海民

摘 要：本文以江苏某公司生产的电动铁道车辆和中州电力机车为例，阐述了其技术特点、牵引特性、结构布置、传动、控制等，电动轨道车的控制系统和电池功能，与地铁建设中经常使用的燃油轨道车相比，电动轨道车不仅能满足施工、移动运营和线路运营的后勤维护需要，同时也保护了环境，改善了地铁隧道的建设条件。

关键词：电动、内燃、轨道车、优缺点

1、前言

世界各国城市都在发展轨道交通，国内发展更具活力。在国外一些地区，各种的功能都得到了广泛应用，而对地下施工机械的需求量较低，因此对声束系统没有专门的产品开发，而是使用小型内燃机车进行地下维修。地铁区域狭窄，气流不畅，而且天黑，加上各种施工机械的噪音和烟雾污染，地铁隧道的条件比较差，新能源技术和环保施工机械在改善地铁隧道施工条件方面发挥着重要作用。介绍了地铁施工用电动轨道车辆的技术特点。

2、两种轨道车

2.1简介

内燃机是柴油机的曲轴箱发动机，通过弹性联轴器、万向节、液压齿轮和轴传动传递给车轮[1]。以空气制动器为核心的制动系统不仅是液压，还接受来自道路或蓄电池的动力作为动力源，电流通过高速开关。牵引电路的高压箱、功率电抗器和牵引逆变器将直流电转换为可控的三相变量，异步牵引电机为电机提供动力，使电机旋转，电空制动采用DC-1制动机作为核心，可与电机一起进行再生制动和电阻制动。

2.2传输模式比较

以下各节比较了柴油和电动轨道车的牵引模式。柴油机运行时，柴油机噪声可达100db，严重影响员工和维修人员的健康[2]。在山区和陆地地区，也会影响周边居民的生活，产生负面的社会影响。电动机在电气轨道上承受发动机推力，电能直接转化为机械能，无需柴油点火过程，燃料燃烧会产生许多有害气体，如一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮等有害气体。它不利于隧道机械设备的损坏，严重污染了城市空气，电动轨道器几乎没有弹出。任何内燃机的更换都将直接将二氧化碳排放量减少到近2100吨[3]。目前，国家大力提倡节能减排，计划从将单位国内生产总值二氧化碳排放量减少40%，这一目标已作为约束性指标纳入国民经济和社会发展中长期规划，它代表了我国经济社会发展对电动轨道车的合理选择。内燃机的能耗为35-45%。在失去液压传动和曲轴的情况下，机车的整体效率低于33%，发动机的功率消耗为89%。另外，机车传动直接在轴上，传动轮短，磨损小。机车整体效率在85%以上，轨道车辆效率在2.58倍以上，考虑平均期末节点老化的影响，效率更高。

3、制动系统比较

jmy420自行车有两种制动方式：基于JZ-7的压缩空气制动和液压制动;基于DC-1制动器的压缩空气制动器和基于再生制动器和制动片的电轨制动器

3.1 JZ-7带DK-1制动器

JZ-7型压缩空气制动机是我国自行研制并广泛应用于内燃机车的制动机。DK-1型电空制动机是以压缩空气为能量，控制机车的缓解、制动和改变气压的制动机。与文献中的具体性能相比，DK-1型制动器的充气速度快于JZ-7型制动器。电气控制，通风静音，易于控制和维护，改善了操作环境[4]。

3.2液压和再生制动

液压制动器是空气制动器的补充。它给传动油加油，将机车的动能转化为传动油，然后扩散到空气中。因此，在制动过程中仍然需要柴油机产生的能量。机车在电能中的动能，以及通过开关和电弧或通过切换到车辆运输蓄电池的接触电网并将电能保持在制动模式下而获得的电能。制动性能基于直流电机的可逆原理。当牵引发动机转换为发电机模式时，电能消耗在制动电阻中，而扭矩由发动机产生。电制动以电制动的形式减速，运动抑制只消耗机车的动能。它不需要消耗额外的能量，并且具有高度的独立性。因此，再生制动作为辅助制动模式具有设置舒适等优点。

4、控制系统比较

作为一个车辆控制和通信系统，控制系统主要完成通信控制、功能控制等功能、故障诊断、事件监测等。电动轨道车是一个基于模块化设计的分布式轨道电子控制系统。

4.1系统可靠性

电动轨道车辆的模块化和标准化导致了车辆电气设备接口的标准化，模块之间的模块化通信，使用适当的标准通信线路，而在燃烧轨道上的车辆连接到公共线路，这改善了与电动轨道车的电气接触[5]，电动轨道车的振动比燃烧的轨道车小得多，提高了电力机车系统运行的安全性。此外，在铁路车辆电气化的控制和通信模块中采用了自动故障切换，提高其可靠性。

4.2智能化

电动轨道车的电气化指标远高于柴油轨道车，具有广泛的控制、数据采集和故障诊断能力。模块化设计，易于诊断，系统快速准确地识别故障位置，当故障无法准确定位时，整个维修过程通常需要很久。

5、综合成本比较

5.1 运营成本

理想情况下，柴油发电能力为313kW内燃机车，油耗为208g（kw），目前柴油成本为7.5元/L。考虑到整车的整体性能，差距更大[6]，同時随着石化能源的不断发展，石化能源会逐渐减少，价格会上升，新能源的成本会更有效的增加，而未来电价将趋于稳定。

5.2.维护费用

除电气部件外，还有柴油机、液压齿轮等，柴油机等部件老化，必须进行保养。如果不及时进行维修，由于这些部件不能及时维修，会给运行带来很大的风险。作为一台结构复杂的柴油机，公司缺乏超越进口柴油机的能力和条件，柴油机内的冷却水使机车无法正常工作。也就是说，考虑到条件和产能不能及时完成，维修时间无法完成，但不包括维修，而只包括外部维修，价格高达3K。电动轨道车主要用于维修和更换，大大降低了维修难度。而且，它的大部分重要部件都与电动客车相同。深圳地铁具备了对电动公交车部件进行维修的能力，这将大大降低服务成本。经分析电动轨道车辆的全寿命周期成本较增加。

6、结束语

中国第一辆电动轨道车已经安全运行两年多了。该机的故障率比厢式车低得多，具有排放、噪音等优点，喜欢维修和使用。在设备采购中，建议共采购6台电力机车，显示出旺盛的生命力。电动轨道车有望成为我国城市轨道交通发展的里程碑，引领城市产业发展的新方向。在建筑业建筑工人的环境保护和健康保护领域，电动轨道车辆比轨道车辆具有更多的优点，更多的燃料。然而，电动轨道车辆也有一些缺点：磷酸铁氧体电池容量有限，寿命有限;充电采用三相供电，充电时间长;目前市场处于发展的初级阶段，市场价值处于较高水平。随着国家新能源政策的推进和各级建设资金的拨付，电动轨道车辆车主普遍用于城市道路交通项目。

参考文献

[1]秦娟兰，陈兵. 城市轨道交通轨道车新型转向架研制与仿真分析[J]. 内燃机与配件，2020（16）.

[2]万华武，朱良凯. JY400-8QG型内燃轨道车电气控制系统[J]. 内燃机车，2004（11）：25-26.

[3]唐学宾. 电动轨道运输车：，CN210285720U[P]. 2020.

[4]张琨，许克亮，张浩，等. 一种高铁物流轨道式自动感应站台自动装卸系统：，CN210285705U[P]. 2020.

[5]刘华桥、王琪、姚月明、刘世泽. 轨道交通车辆牵引电动机调速分析[J]. 电气时代，2020，NO.470（11）：64-66.

[6]梅学勤，徐康，魏新平，等. 一种弧形轨道电动平车：，CN111547077A[P]. 2020.