CRH3动车组-总体技术要点

第2章总体技术目录第2章总体技术...................................................22.1概况.......................................................22.1.1原型车一般情况.......................................22.1.2原型车主要技术特征...................................22.1.3高新技术采用的情况...................................42.1.4与原型车的主要差异...................................42.2主要总体特性..............................................62.2.1列车总体描述及动力配置...............................62.2.2总体平面布置.........................................72.2.3车种车型设置及特征..................................172.2.4旅客界面............................................172.2.5主要技术参数........................................192.2.6在中国使用所受的限制................................202.3车种车型.................................................212.3.1车内布置............................................212.3.2车下布置............................................242.4牵引制动特性.............................................252.4.1动车组牵引特性......................................252.4.2动车组制动特性......................................292.4.3与ATP系统的衔接....................................342.4.4救援回送的工况......................................432.5动车组标记...............................................552.5.1车外标记............................................552.5.2车内标记............................................622第2章总体技术2.1概况2.1.1原型车一般情况CRH3动车组的原型车是Velaro-E动车组。它是以德国铁路股份公司（DBAG）的ICE-3高速动车组为原型车开发研制的，最高运行速度达350km/h，用于西班牙新建的马德里—巴塞罗那高速铁路，将2007年投入运用。由于ICE系列动车组是德国国铁的注册商标，所以西门子公司为西班牙提供的动车组定名为Velaro-E，Velaro-E是西门子公司具有自主知识产权的品牌。自1991年首批ICE高速旅客列车投入运营以来，ICE系列高速列车一直在不断地改进。ICE-1是德国首批高速列车，运行速度为250km/h，它的成功为后续高速列车建立了极好的基础。ICE-2充分发挥了高速列车的基本特性，通过灵活编组，适应了德国客流量的变化，设置了控制车，提高了列车的运能。ICE-3高速动车组不仅致力于增加定员，还致力于在颇具挑战性的线路上达到330km/h的最高运行速度。为了满足高速、大坡度(40‰)、起停频繁及加减速度大的要求，ICE-3高速动车组采用了动力分散方式。最高运行速度达到了350km/h的Velaro-E作为该系列（ICE）中的最新产品，是由德国西门子公司交通技术集团以ICE-3为基础开发的，在开发过程中考虑了欧洲TSI（欧洲铁路联运技术规范）要求，切合实际的采纳了防撞与防火保护规范。表2-1德国高速列车家族的基本情况技术参数ICEVICE-1ICE-2ICE-3Velaro-E用户DBDBDBDBDB/NSDBRENFE投入使用年份(年)1985199119972000200020042005编组数量(辆)51488888供电制式(kV/Hz)AC15/162/3AC15/162/3AC15/162/3AC15/162/3AC15/25DC1.5/3AC15/162/3AC25/50最大速度(km/h)350280280330330/220330350重量(t)300782410410436410425列车长度(m)120358200200200200200定员(人)87669389415404458404最大轮轴功率(kW)84009600480080008000/430080008800制造数量(列)160443713+413162.1.2原型车主要技术特征Velaro-E采用了与ICE-3完全相同的SF500型转向架与牵引、控制技术，仅将牵引功率由ICE-3的8000kW增加到8800kW，以保证最高运行速度达到350km/h，牵引变流器的元件由ICE-3的GTO改进为IGBT，并配备了最先进的欧洲ETCS2级信号系统，同时是欧洲铁路第一个完全符合最新《跨欧铁路系统机车车辆子系统互通性技术规范》（TSI）的高速列车，考虑了欧洲TSI（欧洲铁路联运技术规范）要求，切合实际地采纳了防撞与防火保护规范。车辆的总体布置也按西班牙铁路的要求进行了调整，如图2-1和图2-2所示。3图2-1Velaro-E内部布置图2-2Velaro-E平面布置Velaro-E动车组的主要技术特点：1.运营速度高，最高运行速度350km/h，是当今世界上运营速度最高的动车组；2.采用基于GSM-R标准ETCS2级的列车运行控制系统，并装有LZ80列控系统；3.列车控制及防护系统的自动化水平较高，列车通讯网络由WTB和MVB组成，确保数据传输的可靠、通畅；4.采用与ICE-3相同的SF500转向架，具有优良的运行品质，乘坐舒适性高；5.采用先进、成熟的牵引-控制技术，运用可靠性高；6.采用铝合金车体，铝合金车体按EN标准设计，强度、刚度设计标准高，车辆运用寿命长，可达20年以上；7.车辆的密封性好，可使旅客免受列车高速会车及通过隧道时车外压力波对车内造成的影响；8.按欧洲联运技术条件（TSI）进行防撞结构设计，对旅客及乘务人员有较高的安4全保护作用；9.按欧洲联运技术条件（TSI）进行防火结构设计，发生火灾时，列车能以80km/h的速度运行15分钟，能够使列车及时开出隧道、高架铁路及其他禁止停车的危险区；10.具有完备的车载技术诊断系统，对各种功能设备故障的检测、预报、排除的水平较高，并方便地面检修，具有良好的运用检修体系，运用效率高；11.各种旅行必备技术设施齐全，且车辆档次高，堪称世界最高档旅客列车。根据不同的旅客需求，车上设3种旅客坐席，264个普通坐席，103个舒适坐席，37个俱乐部会员坐席。在司机室后部设有会议室和VIP间，与司机室之间是玻璃墙，可以看到司机的操纵和透过前窗玻璃观看景色。四种厨房提供高质量的餐饮服务：自助餐厅、舒适级坐席旅客的餐厅、37个俱乐部会员的主餐厅和普通旅客的餐厅；12.采用模块化设计，在较高的标准化、系列化水平的前提下，具有较大的灵活性，既方便制造、组装、运用检修，又便于满足不同的用户需要。2.1.3高新技术采用的情况CRH3动车组是在Velaro-E高速动车组的基础上，适应中国的客运需求进行适应性优化设计而来的，它继承了Velaro-E高速动车组的高新技术，并根据技术的发展趋势进行了改进。车体采用大型中空挤压铝型材焊接结构，司机室采用弯曲铝型材梁和板状铝型材作蒙皮的焊接结构。车体的强度按EN12663进行设计。防火安全性按DIN5510和EN45545设计，火灾发生后，可以80km/h的速度运行10分钟的要求，车体、电气柜和重要电缆、外端门、重要电缆和系统的防护、材料选择等都采用特殊的设计。转向架采用经过实践验证、性能优良的SF500转向架。为适应车体的加宽和速度的要求，仅对枕梁、减振器、弹簧参数、传动比等进行了适应性的改变和优化。牵引系统与Velaro-E动车组基本相同，牵引功率同样为8800kw,牵引部件分散配置在6辆车上。主变压器设计成单制式的变压器，容量为5.6MVA，与Velaro-E动车组不同的是它取消了辅助绕组。主变压器采用强迫导向油循环风冷方式，当变压器冷却系统的风机故障时，车辆的可用牵引力只减少25%。牵引变流器采用结构紧凑，易于运用和检修的模块化结构，功率模块采用的半导体元件是IGBT。辅助供电系统采用列车线供电方式，由分散布置在若干车厢的各电源设备向干线供电。列车的车载电源的电力是通过牵引变流器的直流环节获得的。静止辅助变流器（ACU）把直流电转换为车辆的车载电源系统的三相交流电。网络控制系统由列车控制微机网络系统完成信息传输功能。列车控制网络系统由两级传输组成：MVB和WTB。列车通信和控制微机网络系统应为车载分布式计算机网络系统。可由多级网络构成。通讯协议基本上基于标准UIC556和IEC61375-1。2.1.4与原型车的主要差异为保持Velaro-E动车组的良好技术特性与质量品质，并适合中国铁路运营需要，将5改动降低到最小程度，CRH3主要改动有以下几个方面：1．根据GB146.1和GB146.2，进行了车体加宽设计，在二等车中按２＋３的形式布置座椅。2．SF500转向架（走行部）按宽体的动车组的运用要求进行了以下调整：1)加宽了转向架上部枕梁的宽度；2)对减振器连接和悬挂装置进行了调整；3)优化了传动比；4)根据中国铁路的要求加宽车体，车内设备进行如下了调整：5)加宽了顶板、地板、端部和侧墙；6)每辆车中加装饮水机；7)车中设置更大容量的净水箱；8)一等车采用按2+2定向排列布置的、宽度经优化设计的座椅，二等车采用按2+3定向排列布置的、宽度经优化设计的座椅；9)按大运量旅客需求及环境条件，调整了空调系统参数；10)使用合成橡胶地板布，确保容易清洗；11)餐车设有餐厅和酒吧；3．列车控制为满足中国铁路运用需要，对操作控制和通信系统进行调整和优化设计：1)调整音频输出，并优化了诊断系统的设计；2)调整乘客信息系统来满足中国的特殊要求。将中国的列车保护系统和中国列车无线通讯系统集成在车辆中。具体的差异见下表2-2所示：表2-2具体的差异序号主要技术参数要求Velaro-ECRH31定员（人）404原型601(国产化557)2车辆长度（mm）24775248253车体宽度（mm）295032574坐席布置一等车2+1，二等车2+2一等车2+2，二等车2+35外车窗与车体外形一致的曲面窗连续的玻璃窗带平面窗喷漆窗带6适应站台高度（mm）550和760，带有折梯1250固定脚蹬7最大启动牵引力（kN）2833008设计速度（km/h）3503009最高试验速度（km/h）385考核验收试验330最高试验速度35010最大启动加速度（m/s2）0.550.511传动比2.612.78812碰撞能量吸收有无13列车操作系统西班牙文中文14列车运行控制系统ETCS2级ETCS1级15车体结构加宽车体车体端部横截面和中部相同16转向架加宽枕梁踏面形状优化减振器的连接和数量传动比17外门气动塞拉门电动塞拉门18受电弓19牵引变压器620牵引变流器21车载供电系统22制动系统自动式电空制动有电阻制动直通