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交通运输概论目录铁路机车3.1铁路车辆3.2动车组3.3城轨车辆3.4汽车3.5其他运输工具3.6CONTENTS动车组03什么制约了火车的速度？牵引与制动能力运动部件的疲劳列车系统的稳定性关键技术牵引能力动力配置；制动能力制动能耗容量。为了克服列车运行阻力，随着列车运行速度的提高，必须提高列车单位重量的牵引力，即比功率。同理，要使初速度越高的列车制动，所需的制动能力就越大。但是，无论是牵引还是制动，其最大能力都要受到轮轨粘着的限制。牵引与制动能力列车速度与比功率列车速度Km/h比功率kW/t实际参考值601我国货物列车的实际水平1203我国旅客列车的实际水平1605提速列车达到的水平2109日本0系动车组为11.5kW/t23011日本100系动车组为11kW/t25013德国第ICE2列车为12kW/t27015法国TGV-PSE列车为15.4kW/t30018法国TGV—A列车为17.9kW/t48046法国1989年试验列车为46kW/t，创造482.4km/h纪录50052法国1990年试验列车为52kW/t，创造515.3km/h纪录57573法国2007年试验列车为73kW/t，创造574.8km/h纪录动车组（动力集中）动车组（动力分散）机车牵引100比功率kW/t速度km/h3002005004006000106050403020▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲▲根据我国及德、日、法试验结果绘制的列车运行速度与比功率关系图为提高列车制动能力，高速列车一般采用电制动和机械制动联合作用的复合制动，同时还要采用制动同步装置。图为轮盘制动、车轮制动动力试验和有限元温度场计算结果。轮轨间匹配产生粘着，类似于齿轮齿条的啮合，牵引动力通过粘着产生对列车的牵引力，列车可能实现的最高速度由牵引阻力和粘着条件决定。速度160km/h时，粘着系数约为0.20～0.25；速度250～300km/h时，粘着系数约为0.05～0.03。轮轨匹配粘着齿轮齿条啮合可能产生的最大牵引力（粘着力）=动轮荷载×轮轨间粘着系数一般认为粘着铁路极限速度约为350km/h，但是，随着机车车辆转向架构造的改善，交流电机驱动的使用，以及轨道结构的强化和轮轨材质的提高，粘着系数可以增大；又随着高速列车流线型程度的提高，空气阻力相应减少，极限速度随着科学技术的进步而有所增大。年代国家列车速度1825英国蒸汽机车241829英国火箭号蒸汽机车471840英国1201903德国电动车组2091903英国蒸汽机车3111964.10日本电动车组2101981.02法国TGV电动车组3801988.05德国ICE电动车组406.91990.05.18法国TGV电动车组513.32007.04.03法国TGV电动车组574.83.3动车组-关键技术运动部件的疲劳铁路发展的初期，列车运行速度比较低，通过提高牵引力，就可以直接提高列车运行速度。随着内燃机车和电力机车的发展，运动件（车轮、车轴等）发生疲劳破坏问题日益突出，直接危及运输安全。疲劳破坏常发生在零部件截面突变处，破坏处的名义应力不高，低于材料的屈服极限。车轴疲劳断裂列车系统的稳定性车轮蛇行运动稳定铁路车轮采用锥度踏面，这是人类的一个创造，它使在轨道上运行的车辆具备了良好的自动对中性能，但也产生了车辆蛇行运动的原因。车轮蛇行运动失稳随着速度的提高，在轨道不平顺激励下，如出现列车蛇行运动失稳，将导致轮轨滚滑接触并伴随轮轨冲击作用，严重时甚至将造成车辆脱轨。牵引控制系统牵引电机制动系统牵引变流器牵引变压器转向架列车网络控制系统铝合金、不锈钢车体动车组系统集成动车组九大关键技术配套技术及其他47%车体9%转向架13%牵引系统17%牵引控制系统3%网络控制系统3%制动系统9%掌握九大关键技术的意义在动车组成本中占有50％以上；是动车组的核心技术和技术先进性的标志；是建立具有技术提升能力平台、提高国内企业自主创新能力、打造中国品牌的重要基础。关键技术在项目总成本中的比例1、动车组系统集成技术对动车组车体、转向架以及牵引变流、制动、网络控制、辅助供电、车辆连接等元素按有关参数进行合理选择设计，进而生产、组装、测试、试验的过程。通过集成使动车组达到牵引、制动、车辆动力学、列车空气动力学、舒适性、安全性等性能要求。轻量化铝合金车体2、车体技术车体作为动车组所有设备的载体，设计与制造是关键技术。动车组的高速化需要流线化、车体减重；动力分散使得车体承载了众多设备；车体保证强度、刚度与轻量化是一对矛盾；铝合金/不锈钢车体制造技术。减小空气阻力减小动车组会车时的列车表面压力波幅值减小动车组通过隧道时列车表面压力波幅值控制气动升力车体流线形受电弓封闭的底架空气进口转向架突出部件表面摩擦流线型前端小车辆间隙•3、高速转向架•转向架是列车高速运行最重要的保障。•作为执行机构，高速转向架在保证列车高速稳定运行时还要承担列车的减振降噪作用；作为承载结构，高速转向架在各种振动工况下确保结构强度安全可靠性。高速动车组转向架•4、牵引传动与控制系统•包括牵引电机、牵引变压器、牵引与辅助变流器、牵引控制系统牵引传动与控制技术五大要素动力分散及控制技术具有蠕滑控制功能的牵引力控制技术新型绝缘材料和工艺的牵引电机技术车体下悬挂芯式及壳式牵引变压器技术大功率元器件的牵引变流器及控制技术电机整流器～/－逆变器－/3~整流器将牵引变压器次边输入的单相交流电变为直流电。交逆变器将中间直流电逆变为牵引电机所需要的可调频调压的三相交流电。交中间直流电路为逆变器提供一个稳定的直流电源。直•4、牵引传动与控制系统牵引高压设备牵引变流牵引驱动高压电器主变压器四象限中间电压过压保护牵引逆变器牵引电机齿轮箱车轮网侧变流控制器电机侧变流控制器车辆控制接触网受电弓主变压器变流器牵引电机钢轨牵引系统关系链再生牵引控制系统ABBABB车辆网(MVB)动态配置诊断系统(TDS)车载计算机(VCU)诊断系统(TDS)网关输入/输出单元驱动控制单元(DCU)车辆网(MVB)动态配置输入/输出单元车载计算机(VCU)驱动控制单元(DCU)网关列车网(WTB)静态配置驾驶动车带弓拖车中间动车中间拖车拖车中间动车带弓拖车驾驶动车5、列车网络控制系统6、制动系统