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详解京沪高铁高速动车组CRH380A
稿源: 新华网  | 2011-06-29 08:52:48

  6月16日,工作人员登上停靠在上海虹桥动车所停车库的京沪高铁CRH380A(右)列车。 新华社发(钮一新 摄)(资料图片)

  12月3日,将进行综合试验的“和谐号”CRH380A新一代高速动车组停在京沪高铁徐州东站站台。新华社记者陈树根摄(资料图片)

  6月15日,这是两列即将交付京沪线运营的CRH380A动车组正在进行出厂前最后的静态检测。(资料图片)

  新华网北京6月28日电(记者齐中熙、贾远琨)京沪高铁即将开通运营,其酷似“火箭”的CRH380A新一代高速动车组吸引了大批乘客的目光。

  CRH380A高速动车组是中国南车四方股份公司在2008年初开始研制的,历经上千次试验,积累了大量科学数据,历时2年8个月。这款高速动车组不仅搭载了现代科技与中国文化完美融合的新头型,而且在列车总成、车体、转向架等关键技术研究和装备研制方面取得了实质性的突破,标志着我国高速动车组的研制已达到世界先进水平。

  新头型:取材于长征火箭

  新一代高速动车组是京沪等高速铁路的核心技术装备。2008年,铁道部和科技部共同启动《中国高速列车自主创新联合行动计划》,中国南车四方股份公司成为国家新一代高速列车的主导研制单位,依托国家科技支撑计划项目和“高速列车系统集成国家工程实验室”、国家高速动车组总成工程技术研究中心,汇集国内一流的科研资源和产业资源,开始了对新一代高速动车组的联合科技攻关。

  由于新一代高速动车组的速度接近飞机低速巡航的速度,新头型设计面临的气动环境极其复杂。与航空飞机相比,CRH380A高速动车组的头型设计还要面临地面气流的扰动、两车交汇时车体的激荡以及车体通过隧道时气流的变化。因此,高速列车的外形设计比飞机更富有挑战性。

  据南车青岛四方股份研发人员介绍,在系统研究各设计要素和不同线路条件的基础上,通过32个设计变量和200次模型优化,研发人员设计了20种列车头型,综合分析技术性、文化性和工程可实施性,初选了10种头型基本方案。通过三维流场数值仿真分析和多目标优化,确定了5种备选头型,共进行了17项75次仿真计算。

  备选方案确定后,研发人员对备选方案制作了1:8模型,分别进行19个角度、8种风速的风洞气动力学实验和3种风速、4种编组的风洞噪声试验,对优选出的方案进行样车试制,完成22项试验验证,最终才确定新一代高速列车的头型方案。

  试验表明,新头型在气动阻力、气动噪声、列车尾车升力、侧向力、综合气动性能等方面都达到世界领先水平。其造型概念取材于长征火箭,寓意“比肩航空,取势腾飞”。

  高安全:脱轨几率远小于普通列车

  新一代高速动车组最高时速可达380公里,有人担心速度太快会不会冲出轨道?设计人员告诉记者,新一代高速动车组安全余量十分充足。

  列车的安全性有个很重要的安全指标——脱轨系数。就是不同时速下的列车,不管是时速100公里,还是300公里,它的脱轨系数都要小于0.8。经过测试,CRH380A新一代高速动车组的脱轨系数小于0.13,远远低于限度标准。

  CRH380A的每个部件都要经过严格的试验验证,比如关键部件转向架,要进行10种零部件共计52项试验验证,其中构架的疲劳强度试验要进行1000万次。再比如,关键部件车体要进行车体静强度试验、车体气密强度试验、车体模态试验、车体气密疲劳试验、车体焊接残余应力测试、车体动应力测试等等。

  京沪高铁全长1318公里,途经244座桥梁、22座隧道,线路之长、运营环境之复杂堪称世界之最。当运营时速达到350公里时,高速车体的运行环境发生了质的变化,列车通过隧道或者两列车交会时,列车车体会受到一个巨大的“挤压力”。据测算,最大“挤压力”(即气动载荷)变化范围接近正负6000兆帕,也就是说手掌大小的面积(约1平方分米)就要承受6公斤的压力。CRH380A是按照正负6000兆帕设计的,列车的承载强度比以前提高了50%。

  另外,列车进出隧道时,车内的压力会产生变化,当CRH380A车内压力由4000帕降到1000帕时,大约经时180秒,远优于50秒的标准,这样乘客身体的不适就会减到最小。

  节能时尚:噪声低于小轿车

  CRH380A新一代高速动车组是通过减小运行阻力、降低振动噪声、提高再生能量利用率来实现的。其中,流线型新头型,制动采用电控制动的方式,再生能量的回馈率达到了90%以上。列车全部采用绿色能源电力牵引,并可以实现列车污物、污水、废气的全部零排放。

  CRH380A新一代高速动车组的旅客界面充分体现了先进性、现代感和中国文化特色。旅客界面的设计科技、时尚、人本,满足多样化、个性化的需求。

  列车设有一等车、二等车、商务车、餐车以及列车观光区。

  商务车设置可躺可旋转软席座椅,座椅分为单人座椅和双人座椅两种,坐躺任意切换,还可以通过手动方式实现整体180度旋转,变换座椅朝向。

  列车观光区紧临司机室,设可躺可旋转软席座椅、高档沙发、电子幕帘、多功能边柜等,为旅客提供高速动感的观光体验。“电子幕帘”位于司机室与观光区之间,旅客可通过调节玻璃透光度,达到观光或休息的目的。

  为满足特殊旅客的需求,列车上设有适合残疾人乘座区、卫生间和轮椅无障碍通道。一等车和二等车均采用旋转座椅。列车设置独立餐车,为全列车提供供餐、就餐服务。各车设置了卫生间、洗脸间、大件行李存放处和电开水炉,设置数量、面积均有较大提升。

  列车的灯光设计主要采用了隐藏式主照明灯光,借鉴了现代的建筑学理念,为旅客提供平静柔和的光环境。

  控制列车噪声、提高舒适度是高速列车设计的关键技术。随着速度的提升,列车的噪声也在急剧地增强,其中轮轨噪声能量随着速度的提升呈3次方增长,气动噪声能量随着速度的提升呈6次方增长,直接影响旅客的乘车感受。

  依据噪声源的种类和传播途径,研发人员采取了“隔、降、吸、减”四种方法,通过13项450多次的实验室和实车测试,和谐号CRH380A在时速300公里运行时,实车最终测试噪声仅有65分贝左右。而飞机是80分贝,在高速公路上的时速120公里的小汽车可达76分贝。

【编辑:宁丁】

详解京沪高铁高速动车组CRH380A

稿源: 新华网 2011-06-29 08:52:48

  6月16日,工作人员登上停靠在上海虹桥动车所停车库的京沪高铁CRH380A(右)列车。 新华社发(钮一新 摄)(资料图片)

  12月3日,将进行综合试验的“和谐号”CRH380A新一代高速动车组停在京沪高铁徐州东站站台。新华社记者陈树根摄(资料图片)

  6月15日,这是两列即将交付京沪线运营的CRH380A动车组正在进行出厂前最后的静态检测。(资料图片)

  新华网北京6月28日电(记者齐中熙、贾远琨)京沪高铁即将开通运营,其酷似“火箭”的CRH380A新一代高速动车组吸引了大批乘客的目光。

  CRH380A高速动车组是中国南车四方股份公司在2008年初开始研制的,历经上千次试验,积累了大量科学数据,历时2年8个月。这款高速动车组不仅搭载了现代科技与中国文化完美融合的新头型,而且在列车总成、车体、转向架等关键技术研究和装备研制方面取得了实质性的突破,标志着我国高速动车组的研制已达到世界先进水平。

  新头型:取材于长征火箭

  新一代高速动车组是京沪等高速铁路的核心技术装备。2008年,铁道部和科技部共同启动《中国高速列车自主创新联合行动计划》,中国南车四方股份公司成为国家新一代高速列车的主导研制单位,依托国家科技支撑计划项目和“高速列车系统集成国家工程实验室”、国家高速动车组总成工程技术研究中心,汇集国内一流的科研资源和产业资源,开始了对新一代高速动车组的联合科技攻关。

  由于新一代高速动车组的速度接近飞机低速巡航的速度,新头型设计面临的气动环境极其复杂。与航空飞机相比,CRH380A高速动车组的头型设计还要面临地面气流的扰动、两车交汇时车体的激荡以及车体通过隧道时气流的变化。因此,高速列车的外形设计比飞机更富有挑战性。

  据南车青岛四方股份研发人员介绍,在系统研究各设计要素和不同线路条件的基础上,通过32个设计变量和200次模型优化,研发人员设计了20种列车头型,综合分析技术性、文化性和工程可实施性,初选了10种头型基本方案。通过三维流场数值仿真分析和多目标优化,确定了5种备选头型,共进行了17项75次仿真计算。

  备选方案确定后,研发人员对备选方案制作了1:8模型,分别进行19个角度、8种风速的风洞气动力学实验和3种风速、4种编组的风洞噪声试验,对优选出的方案进行样车试制,完成22项试验验证,最终才确定新一代高速列车的头型方案。

  试验表明,新头型在气动阻力、气动噪声、列车尾车升力、侧向力、综合气动性能等方面都达到世界领先水平。其造型概念取材于长征火箭,寓意“比肩航空,取势腾飞”。

  高安全:脱轨几率远小于普通列车

  新一代高速动车组最高时速可达380公里,有人担心速度太快会不会冲出轨道?设计人员告诉记者,新一代高速动车组安全余量十分充足。

  列车的安全性有个很重要的安全指标——脱轨系数。就是不同时速下的列车,不管是时速100公里,还是300公里,它的脱轨系数都要小于0.8。经过测试,CRH380A新一代高速动车组的脱轨系数小于0.13,远远低于限度标准。

  CRH380A的每个部件都要经过严格的试验验证,比如关键部件转向架,要进行10种零部件共计52项试验验证,其中构架的疲劳强度试验要进行1000万次。再比如,关键部件车体要进行车体静强度试验、车体气密强度试验、车体模态试验、车体气密疲劳试验、车体焊接残余应力测试、车体动应力测试等等。

  京沪高铁全长1318公里,途经244座桥梁、22座隧道,线路之长、运营环境之复杂堪称世界之最。当运营时速达到350公里时,高速车体的运行环境发生了质的变化,列车通过隧道或者两列车交会时,列车车体会受到一个巨大的“挤压力”。据测算,最大“挤压力”(即气动载荷)变化范围接近正负6000兆帕,也就是说手掌大小的面积(约1平方分米)就要承受6公斤的压力。CRH380A是按照正负6000兆帕设计的,列车的承载强度比以前提高了50%。

  另外,列车进出隧道时,车内的压力会产生变化,当CRH380A车内压力由4000帕降到1000帕时,大约经时180秒,远优于50秒的标准,这样乘客身体的不适就会减到最小。

  节能时尚:噪声低于小轿车

  CRH380A新一代高速动车组是通过减小运行阻力、降低振动噪声、提高再生能量利用率来实现的。其中,流线型新头型,制动采用电控制动的方式,再生能量的回馈率达到了90%以上。列车全部采用绿色能源电力牵引,并可以实现列车污物、污水、废气的全部零排放。

  CRH380A新一代高速动车组的旅客界面充分体现了先进性、现代感和中国文化特色。旅客界面的设计科技、时尚、人本,满足多样化、个性化的需求。

  列车设有一等车、二等车、商务车、餐车以及列车观光区。

  商务车设置可躺可旋转软席座椅,座椅分为单人座椅和双人座椅两种,坐躺任意切换,还可以通过手动方式实现整体180度旋转,变换座椅朝向。

  列车观光区紧临司机室,设可躺可旋转软席座椅、高档沙发、电子幕帘、多功能边柜等,为旅客提供高速动感的观光体验。“电子幕帘”位于司机室与观光区之间,旅客可通过调节玻璃透光度,达到观光或休息的目的。

  为满足特殊旅客的需求,列车上设有适合残疾人乘座区、卫生间和轮椅无障碍通道。一等车和二等车均采用旋转座椅。列车设置独立餐车,为全列车提供供餐、就餐服务。各车设置了卫生间、洗脸间、大件行李存放处和电开水炉,设置数量、面积均有较大提升。

  列车的灯光设计主要采用了隐藏式主照明灯光,借鉴了现代的建筑学理念,为旅客提供平静柔和的光环境。

  控制列车噪声、提高舒适度是高速列车设计的关键技术。随着速度的提升,列车的噪声也在急剧地增强,其中轮轨噪声能量随着速度的提升呈3次方增长,气动噪声能量随着速度的提升呈6次方增长,直接影响旅客的乘车感受。

  依据噪声源的种类和传播途径,研发人员采取了“隔、降、吸、减”四种方法,通过13项450多次的实验室和实车测试,和谐号CRH380A在时速300公里运行时,实车最终测试噪声仅有65分贝左右。而飞机是80分贝,在高速公路上的时速120公里的小汽车可达76分贝。

编辑: 宁丁

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