動車組
以整體固定編組為特徵的列車
動車組,全稱動車組列車(D-SeriesHigh-SpeedTrain),是現代火車的一種類型,由至少兩節帶驅動力的車廂(簡稱動車)和若干節不帶牽引力的車廂(簡稱拖車)共同組成。
最簡單的動車組只有兩個外觀反向對稱的動力車廂組成,如初期運行的廣州APM線列車;一般的動車組則以多節動力車廂和拖力車廂按一定數量的比例組合,如國鐵和諧號列車;當一列火車所有車廂都帶動力時,就是純動車組列車,如北京S1線玲龍號磁懸浮列車。相比大多數傳統列車,動車組具有牽引力大、加速度快以及無需更換火車機車等多種優點,廣泛用於各種高快速鐵路和城市軌道交通中,是未來客運列車的主流。
我國高速鐵路、快速鐵路和城際鐵路均使用動車組作為客運列車,以CRH系列車型為主,並逐漸推廣普及CR系列車型(中國標準動車組又稱復興號動車組)。
2020年10月21日,我國自主研發的時速400公里跨國互聯互通高速動車組,在中車長春軌道客車股份有限公司下線。列車可在不同氣候條件、不同軌距、不同供電制式標準的國際鐵路間運行,能讓國際、洲際旅行更便捷。
目錄
動車組,英文稱(MultipleUnits,簡寫為MU),即多個(動力)單位。比較於單動力的傳統列車,Multiple是多,Units是單位,含義即多單位,在談論動力的語境里就是指“動力多單位”。電力動車組稱EMU,內燃動車組稱DMU,把動力裝置分散安裝在多節車廂上。動車組觀念來源於地鐵,首尾各有一個動車,可兩頭開。動車組是由若干節動車和拖車組成的列車,不等於動車、機車或高速列車,它們彼此概念不同。
在中國,由於大眾對火車科普知識了解不夠、媒體和部分官方資料不嚴謹,導致日常生活中大多數人對動車組的概念只停留在國家鐵路線上運行的CRH系列動車組,甚至誤以為只有D字頭列車、和諧號等才是動車組。
根據機車類型、即動力來源,動車組可分為內燃機動車組和電力動車組,電力動車組又可分直流和交流兩類型。根據動力分配方式,動車組可分為動力集中式和動力分散式兩大類。其中,動力分散型動車組還可以細分成純動車組和一般動車組。根據列車速度範圍,動車組可分為低速動車組、快速(普通)動車組和高速動車組。
動車組主要由帶動力的車廂、機車和不帶動力的車廂共同組成。
純動車組中每一節車廂都有動力裝置,車頭和車廂大多融為一體或沒有車頭、列車完全由鐵路系統控制;主要用於部分城市軌道交通列車,如磁懸浮列車、APM列車和超高速度試驗列車等。
一般動車組由兩節機車、若干節動力車廂和非動力車廂共同組成,也有一些動車組取消了火車頭上的動力裝置,僅保留列車的操控設備;主要用於國家鐵路線上列車,如和諧號、復興號等。
簡易動車組由兩台機車和若干節非動力車廂共同組成,即動力集中型動車組,與機車重聯沒本質區別,也有些簡易動車組是直接由兩三節動力車廂構成;前者主要用於國家鐵路線上列車,如先鋒號、藍箭號等,後者主要用於載客量較小的城市軌道交通列車,如APM列車、小編組的輕軌或地鐵列車等。
不同功能用途和功率性能的動車組,編組模式各有不同,一般情況下,單列動車組普遍比傳統列車的短。
城市軌道交通的動車組編組多在2至8節車廂,動力分配方式多樣,有純動車組也有動車和拖車混合編組。
中國早期國鐵動車組由於生產管理、技術規格等多方面的不統一,編組多在7至13節車廂,多為動力集型。
當代國鐵動車組分CRH和CR兩大系列,單列動車組採用4或8節車廂編組,並有16節的列車重聯。其中CRH系列動車組的動力分配方式不統一,如CRH1B為10動6拖,CRH2B是8動配8,CRH380AL採用14動2拖的編組。中國標準動車組統一採用4動4拖編組模式,並以4節車廂為一個動力單元,每個單元是2動2拖,能實現4、8、12、16等4的倍數的數量車廂自由編組。
現今,國家鐵路屬於動車組的列車班次有市域(市郊)車次、城際(城動)車次、普動車次和高動車次,分別以大寫字母S、C、D和G開頭。人們常說的“動車”(非科學說法),一般是指D字頭車次的普通動車組。中國人平常說的動車組通常直指這些國鐵線上運行的動車組。
市郊動車組:只在城市境內運營,速度在160km/h以內,如和諧長城號、CRH6S等;
普通動車組:通常跨省區域運行,速度在250km/h之內,如CRH3A、CRH5G等;
動車組有兩種牽引動力的分佈方式,一是動力分散,二是動力集中。一般列車用分散式:前者是每個動車帶若干拖車,後者是若干動車並列。但實際上,動力集中式的動車組,有兩種:一種嚴格上來說只能算是普通的機車+車輛模式的翻版再升級,例如,青藏鐵路的列車常常是兩三個車頭;另一種為純動車組,更高速度試驗列車就是6動車的列車。
動力分散電動車組的優點是:動力裝置分佈在列車不同的位置上,能夠實現較大的牽引力,編組靈活。由於採用動力制動的輪對多、制動效率高,且調速性能好、制動減速度大,適合用於限速區段較多的線路。代表:中國的CRH系列。
對於停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路,這優勢特別明顯。另外,列車中一節動車的牽引動力發生故障對全列車的牽引指標影響不大。其缺點是:牽引力設備的數量多,總重量大。代表:地鐵列車。
動力集中的電動車組其優點是動力裝置集中安裝在2~3節車上,檢查維修比較方便,電氣設備的總重量小於動力分散的電動車組。其缺點是動車的軸重較大,對線路不利。代表:法國TGV系列。
動車組
動車組在兩端都有駕駛室,列車掉頭時無需先把機車在一端脫鉤后再移到另一端掛鉤,大為加快運轉的速度。同時亦減少車務人員的工作及提高安全。機車亦可以用推拉操作達到一樣的效果。
動車組可以容易組合成長短不同的列車。有些地方的動車組會先整成一列,到中途的車站分開成數節,分別開向不同的目的地。因為動車組運轉快、佔地小。代表:德國ICE2高速列車。
動車組稱得上是鐵路旅客運輸的主力軍,使用動車組的比重最大的國家是中國佔87%、次之荷蘭佔83%、英國佔61%、法國佔22%、德國佔12%。德國是最早製造和運用動車組的國家,製造技術一直領先。1903年7月8日,這是世界上第一列由接觸網供電的單相交流電動車組同年10月28日,西門子公司製造的三相交流電動車進行了高速試驗,首創時速210.2公里的歷史性記錄。
(1)動車組在兩端都有駕駛室,大為加快運轉的速度。
動車組
(2)動車組可以容易組合成長短不同的列車。其中動力分散的動車組優點特別明顯:①動力效率較高,特別是在斜坡上,動車組車卡的重量放置在各個帶動力的車輪上,而不會成為拖在機車後面無用的負重。②因為同樣的原因,動車組上的動力軸對路軌黏著力的要求較低,每軸的載重亦較少。因此選用動車組的高速鐵路路線,對路線的土木工程及路軌的要求都較為低。③電力動車組因為有較多的電動機,所以再生制動能力良好。對於停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路,該優點特別明顯。④因為動車組運轉快、佔地小,行走市郊的通勤鐵路很多都是動車組。輕便鐵路、地下鐵路使用的亦幾乎全是動車組。
特點
單純就原理來講,動車組不比傳統列車更有優勢,反而增加了編組和維護上的麻煩。但在實際應用中,具體車型與具體應用環境的恰當結合能讓動車組擁有傳統列車不具備的巨大優勢——當然,也有配置與現實脫節的失誤。具體到中國,動車組一般具有加速能力強、爬坡能力強、換向方便等優點。
加速能力強
這個優點來源於較大的動拖比。做同重量折算,在功率充足和功率輸出控制合理的情況下,動拖比越大,列車可發揮的牽引力越大。
在中國,常規的傳統客運列車一般是一台機車牽引大編組客車,機車88噸或132噸,客車編組880噸~1100噸,動力集中,動拖比非常小,導致列車可發揮牽引力很小;而動車組多為動力分散,即使偶有動力集中型號,其動拖比仍然大於傳統的大編組客運列車。這同時導致兩個特徵:動車組加速能力更強。
加速能力強,列車出站或通過限速緩行區段后能在短時間內恢復到正常運營速度,這個優點能帶來一系列好處。
對於乘客,這意味著最高限速相同的動車組在同樣長的運行時間裡能停靠更多車站,方便出行,或者在線路良莠不齊時旅行時間比傳統大編組客車更短。
對於調度部門,這意味著列車起動、加速附加時間少,更容易調度,更容易提高鐵路的運用效率。
對於生產廠家,這意味著不必為了保證列車平均速度而拚命擠提高列車最高允許速度的獨木橋——這同時節省了造車成本和修路成本。
小編組的傳統列車、雙機車牽引的傳統列車和某些雙節機車牽引的傳統列車同樣可以進入弱動力分散領域,擁有較高的平地加速能力。這在國外比較常見,只是在國內比較少見,沒有普遍意義。也見過報道,某通勤線路某天曾經使用DF11G牽引三節22型客車,這屬於強動力分散,但這種情況出現得更為罕見。所以在國內,這個優點幾乎成為動車組的專利。
爬坡能力強
這個特徵在上以特徵中已附帶提及,同樣來源於大的動拖比。強動力分散列車在功率充足的情況下能在2%的連續坡道上仍然能保持准高速甚至高速運行的能力,而弱動力分散系只能小碎步上去,動力集中系甚至連起步都很困難,啟動了也只能慢慢往前蹭。
中國入圍的高速列車都是強動力分散動車組,強悍的爬坡能力和坡道保速能力為高速鐵路的選線提供了極大便利,能有效降低線路修建與維護成本。中國傳統列車和自主研發的動車組均因動拖比或功率不足而不具備在連續大坡度線路上以高速或准高速通過的能力,所以這一塊市場由僅靠技術和合資技術填補。
單台機車的動拖比一般是1:0,動力超級分散,爬坡能力最強。多台機車拖帶少量機車,也具備很強的爬坡能力。而在日本某且坡度過大的線路上,即使是動車組,也需要加掛補機。只是這樣的情況不具備代表性。
換向便利
中國的傳統列車,運營中的換向步驟是“進站停車-摘除前端機車-列尾重新掛上機車-再次開出”。而動車組,只要仍然保持在正常的成組運營狀態,則列車兩端必然由司機室,每個司機室都可以操控整列車上的動力與制動設備,換向時只需要司機前往列車另一端的司機室。這省掉了機車調車作業的步驟,從而節省了換向時間,也減少了車站線路被機車調車佔用的時間,還降低了因摘車、掛車事故導致人身傷害的幾率。
傳統列車也可以做到這一點。列車兩端都掛上機車,或者一端掛機車而另外一端掛帶司機室的控制車,再用重聯纜線貫通整列車,讓兩端的司機室都能操控整個列車的運行於制動能力,即可實現換向不摘掛。但國內不存在這種運營模式,所以運營中換向不摘掛在國內只是動車組的專利。
豪華、舒適、高速、安全、綠色這是最大的誤區。動車組應用最多的場合是市內和近郊通勤,這類列車的核心價值是用可接受的速度和舒適度運送大量乘客。豪華、舒適來自有費檔次列車,與動車組沒有必然聯繫。國內某些媒體大力宣傳的動車組,尤其是CRH系列,屬於高消費檔次高速列車,這讓大眾產生了“動車組豪華、舒適、高速”的誤識。
7·23甬溫線特別重大鐵路交通事故不屬於高速度事故、不是中國新定標準下的高速鐵路的事故,但屬於高速動車組事故,事故主要原因是快速鐵路和高速列車上的一系列防追尾保護設施失靈以及緊急調度處理不當。
在現代,數量眾多的單元式組合列車都具備以下特徵:
1.多個司機室
每個司機室都具備完全的列車操控能力。列車至少有兩個司機室,一般分佈於列車兩端,在列車終到換向或中途換向時無須調頭。有些列車具有更多司機室,可以在中途停站時輕易分解成獨立而完整的若干列車。
2.編組完整風格統一
同一系列的列車,各節車尺寸樣式不會相差太遠,甚至無法輕易與本系列之外的車輛連掛。這個特徵在高速列車和新型通勤列車中尤為明顯。
按動拖比分類
列車中,有動力的車軸所承載的車重與無動力的車軸所承載的車重之比稱為動拖比。列車動拖比小於1:3為動力集中;小於1:1但不小於1:3為弱動力分散;等於和大於1:1為強動力分散。當列車編組中,動力車全部車軸均有動力、每節動力車軸數與非動力車軸數相同且軸重接近的情況下,可以用動力車數量與非動力車節數之比粗略計算動拖比。
這是最常見的動車組分類方式。需要注意的是,這個分類方式也同樣適用於傳統列車。一個比較極端的強動力分散例子是一台132噸機車與兩節55噸車廂組合的編組。
動力集中系動車組非常少見,已知只有德國ICE1的2動車12拖車編組和中國“新曙光”的2動車9拖車編組,前者曾用於城際特快,現用於長途直達班次,後者被不科學地用於城際線路。
弱動力分散系動車組相對多見,多用於城際和中長途線路。法國的TGV、德國的ICE1-2動車10拖車編組和ICE2、美國的Acela、瑞典的X2000、中國的“中華之星”、“藍箭”、“神州”等大多數推挽、推拉式動車組都是這樣。
強動力分散系動車組最為常見,多用於通勤場合,但也常用於城際和中長途線路。地鐵與輕軌中的動車組、法國的AGV、TGV-V150、德國的ICE3、中國的“春城”、“先鋒”、“中原之星”、“長白山”以及CRH系列均屬此列。
按照用途分類
絕大多數型號和數量的動車組都被用於客運領域,少量動車組被用於貨運,還有極少一部分用於軌道檢測等特殊用途(如動檢,其代表產品為青島龐巴迪為海南提供的動車項目)。
按照動力燃料類別分類
動車組按動力裝置可分為柴油動車組、燃氣輪動車組和電力動車組三類。電力動車組按電流制又分為直流電力動車組和交流電力動車組兩種。柴油動車組按傳動方式又分為機械傳動動車組、液力傳動動車組和電力傳動動車組三種。燃氣輪動車組按傳動方式又分為電力傳動動車組和液力傳動動車組兩種。蒸汽動車之間無法聯控,所以沒有蒸汽動車組。
符合“狹義動車組”定義的內燃動車組,日文稱“氣動車”。
符合“狹義動車組”定義且燃料為柴油的內燃動車組,英文名為“DieselMultipleUnits”,縮寫為“DMU”,在繁體中文地區多被稱為“柴聯車”。
汽油動車存在,但尚不能肯定汽油動車組存在。
按作用分類
動車組的附掛車按作用分為有動力的(轉向架上裝有牽引電動機)和無動力的以及無動力但一端有駕駛台的三種。
由動車組和拖車組共同編成的列車,編組靈活,加速能力強,有些動車、動車列車或混編列車甚至兩頭都有司機室,不用專門的調車作業就能往返運行。
早期的動車各節自成體系,不能相互操作,列車中每節動車都要有人操作。然而通勤線路九曲十八彎,通勤列車又走走停停,即使是經驗豐富的老司機之間的配合也難免會出差錯,一旦前車猛然減速而後車剛好加速,又寸到彎道上……。
頻繁的脫軌事故使得動車列車編組只能很小,這大大扼殺了動車編組靈活的優勢。好在車到山前自有路,一項來自新型電力機車的技術──重聯──砸碎了動車發展的枷鎖。重聯,指用特定手段將兼容機車的聯繫在一起,由一個司機室操縱。最常見的手段是用一組重聯電纜連接多台同系列機車的操控系統或動力系統。動車由電力機車發展而來,產生於電力機車的重聯技術也很快用於動車列車。從此,動車列車與無動力車廂混編的列車可以由一個司機全面操控了。從此,動車組誕生了。
時間:1903年7月8日。
地點:德國柏林。
編組:動車+無動力車廂+動車+動車+無動力車廂+動車。
這種無動力車廂不會隔斷動車之間的聯繫,因為它也安裝了重聯線。與動車相對,這種專門為動車組準備的無動力車廂叫從車,中文翻譯為拖車──儘管有時候它是被夾著走或者推著走。
1903年8月14日,由接觸網供電的單相交流電動車組問世。
1903年10月28日,西門子公司製造的三相交流電動車組進行高速試驗,首創時速210.2公里的歷史性記錄。
70年代,法國試製了燃氣輪機高速動車組──TGV-0。
80年代,高速鐵路網在歐洲延伸,風馳電掣的各系TGV以300km/h的速度成為法國人的驕傲。
90年代,TGV試驗速度突破500km/h。
新世紀,TGV試驗速度突破570km/h。中國CRT實驗速度突破600公里每小時。
然而在大多數場合,動車組擔負的都是市內、市郊、城際通勤任務。大多數輕軌、地鐵以及國外大多數城際列車都是動車組。高速列車在動車組中只佔很小比例。
引用一份來自網路的統計,世界各國/地區的鐵路系統中,使用動車/動車組最大的為日本,佔87%;荷蘭、英國次之,分別佔83%和61%;法國、德國又次之,分別佔22%和12%。
我國500km/h以上速度動車組關鍵技術獲得突破
(2015年)8月7日從科技部獲悉,科技部高新司在北京組織專家對“十二五”國家科技支撐計劃“更高速度等級動車組轉向架關鍵技術研究及裝備研製”(2011BAG10B00)項目進行了驗收。
項目由青島市科學技術局組織實施,在南車青島四方機車車輛股份有限公司、北京交通大學、西南交通大學、同濟大學等課題承擔單位共同努力下,研製出適用於500km/h以上速度等級動車組轉向架樣機,並通過台架試驗驗證。這也標誌著我國高速軌道交通技術在350km/h動車組技術平台的基礎上得到了進一步的提升與完善。
這是指標準軌道的動車組(米軌動車組的不同,時速較低)。
使用雙動車組,2動車加若干拖車。
普通動車組是中國動車組的大多數,因為它運行的快速鐵路遠遠多於高鐵的里程,車次標誌是D——D字頭列車:D表示動車組(其實是動車組的一般類型而非全部類型),後來分出了高速動車組(G)。
所謂普通或一般是主流或大多數,以D表示動車組的D字頭列車主要用於快速鐵路,有160級、200級和250級(早期的廣義D字頭列車還包括更高速度的動車組)。由於低速動車組的發展晚於一般動車組和高速動車組,是普通技術的下延,使得這個一般類型成為中速的了。
使用雙動車組(2動6拖),用於時速160—200公里上下的列車。有的主要用於低級市域快鐵。
高速動車組時速在不同時代標準不同,在中國是適應中國高速鐵路,不低於250的:時速250、350、380、400等等的。
列車跑得快,全靠動車帶。高速動車組使用四動車組(4動4拖),一般是用於時速300公里上下的列車,6動車組目前只有“更高速度試驗列車”使用。
動車組可以按照以下方式劃分單元:
1.制動單元
若干車輛按照一定的組合或順序連掛,連掛后的編組具備完整的制動能力。
最小制動單元被打破后,編組失去制動能力。所謂喪失制動能力,即編組無法下閘制動──這個相對好辦,拿別的車拖著或者推著,按調車方式慢慢走;也有可能無法松閘緩解──這個就需要專門的處置措施了,在車輪抱死的情況下硬拖硬推是相當糟糕的主意。
提到這個單元,也會同時提到一列暫時未做定義的“廣義動車組”──“中華之星”,這個爭議多於公開資料的特殊列車。從已有的照片上看,該動車組的拖車總以3的倍數出現,即0、3、6或9。有有傳聞雲該車採用微機指令直通制動。因此估計,該列車每特定三節拖車方能組成一個完整的制動單元。一個可能的方式是其中一節車裝有空氣壓縮機,為本車和相鄰的兩節車提供製動與緩解的動力;而微機指令傳遞系統又可能在沒有壓縮機的車上。
2.自走單元
最小自走單元被打破后,編組失去自力運行能力,並可能因制動單元被破壞而喪失制動能力。
當前形態CRH1的自走單元為動車+拖車+動車;當前形態CRH2A的自走單元為4節,編組為拖車+動車+動車+拖車。
3.隨走單元
若干車輛按照一定的組合或順序連掛,連掛后的編組在其他編組中司機室控制下具備完整的運行與制動能力。多數情況下,隨走單元包含若干個完整的制動單元;而其中又以一個隨走單元即為一個制動單元的情況居多。隨走單元可以不包含司機室,而自走單元在很多情況下也具備隨走功能。
最小隨走單元被打破后,編組失去自力運行能力,並同樣可能因制動單元被破壞而喪失制動能力。
當前形態“長白山”的4、5、6號車即構成一個隨走單元;其自走單元成為非駕駛端時,也成為隨走單元。
4.運營單元
若干車輛按照一定的組合或順序連掛,連掛后的編組能用來執行運營任務。不同的運營組織方式對運營單元有不同的要求,但運營單元一般包含若干完整的自行/制動單元,有時也包含隨走單元。
最小運營單元被打破后,運營變得很不方便,甚至事實上無法繼續。
以當前形態CRH5為例,該車由兩個自走單元背靠背連掛組成,每個自走單元各有一個司機室,連掛後分別位於列車兩端。該列車的典型運用環境要求列車終到后無須調頭即可立即折返。如果拿掉一個自走單元,只剩一個司機室,列車在向某個方向行駛時必然出現司機室在車尾的情況,事實上無法實現高速載客運營的目的。
5.特殊單元
在ICE3型列車裡,4、5號車都是拖車,沒有動力,純粹只是與列車首尾兩個自走單元兼容的電氣-制動單元。這樣的單元在其他型號/系列列車中是非常罕見的。
高速動車組的制動裝置及安全裝置從接到通知到緊急剎車程序操作完成,留給司機的有效時間非常短,否則就和前車撞上了。作為安全措施須在每列車上安裝衛星通信裝置,由全線總調度室主電腦每隔幾秒通過衛星轉播安全信號,當有狀況時用衛星同步向所有列車下達剎車指令,機車電腦在接到信號后,規定時間內沒檢測到手動剎車操作,就轉入自動剎車程序。對於隧道內接不到信號的問題,可以在每列車的車尾安裝定向天線,本車剎車時向後發出剎車信號,後車在車頭有接收天線。"和諧號"CRH3型動車組最高時速為380公里,如此高的速度會使列車的貼地力減小,可在每節車箱的頂部安裝由電腦控制的風翼(減速板),當檢測到車輪壓力非正常下降時,適當升起風翼(減速板),用高速時的風阻將列車壓回地面。風翼(減速板)平時緊貼車頂以減小阻力,當緊急剎車時完全張開用高速時的風阻減速,讓列車短時間內從高速降為中速,使車輪剎車裝置工作時車輪不打滑。風翼(減速板)中央要留出動力電線的位置,防止風翼(減速板)升起后碰到動力電線。
中國動車組在前期即CRH動車組,後來分為兩級:一般動車組(D字頭列車)主要用於快速鐵路(中國快鐵里程是高鐵里程的兩倍多),高速動車組(G字頭列車)主要用於高速鐵路。正在研製低速動車組(中車青島公司研究時速140公里的)適合將來的中短途城際列車。
高速鐵路主要用高速動車組列車而兼行一般動車組列車,快速鐵路主要用一般動車組列車而兼行普速列車,如丹大快速鐵路。
撫順電鐵客車
撫順電鐵是中國最大的地方性准軌電氣化鐵路網,修建於清末1904年,運營至今。早期運行在其上的客運列車是在中國可以追溯到的最早的動車組。
從電鐵老照片中可以看到,解放前撫順電鐵是單節或2節的強動力編組,早期運營編組為M+M,或單節M,五六十年代撫順電鐵利用解放前遺留的電鐵車體編組成M+M+M+M都是車頭組成,後來接受滿鐵,將所有“満鉄ジテ1形”轉交撫順礦務局改裝成通勤電機車供工人們上下班使用。主要是對鐵道部調入的重油、輕油和大火車3種進行了技術改造,組裝成電動客車。編組為M+T+T+T+T+M,屬於弱動力分散列車,這樣的列車並不適合通勤。但撫順電鐵的運營速度很低,即使列車加速能力不那麼強,也足以在短時間內加到運營速度。因這種電動客車適應不了客車增節編組增容的要求,於是1962年外委常州電機廠,專門為電鐵設計製造了ZQ-110KW主電動機,共新造150台,其中安裝使用114台,從1968年起,陸續將電動客車全部更換為新製造的電機車。1980年由長春客車廠製造100台客車轉向架。
正在運行的主型電鐵客車均類似國鐵的30/31型客車,頭車前臉類似DF4D,但仍然由少量翻修后的老車開行。由於客流萎縮,2014年以前的電鐵客車新車主要編組形式縮減為M+T+T或M+T,末端拖車有和動車相似的前臉和司機室;老車編組為M+T+T+M。自90年代一列帶有流線型前臉的客車加入后,不再有新的客車加入。
2009年7月1日,撫順客運電鐵停運,貨運電車至今正常運營。
1987年全部報廢。
早期的先鋒號動車組有的時速120—140,在貴陽—都勻等鐵路運營試驗。後來,常規的先鋒號動車組,列車運營速度200km/h,最高試驗速度250km/h。2007年7月7日—2009年9月30日在成渝城際鐵路、達成鐵路、遂渝鐵路。
中國藍箭號動車組是動力集中式電動車組是為了實現中短距離大城市間的快速鐵路旅客運輸而設計製造的,該車採用CW-200轉向架,構造速度200公里/小時。該動車組分VIP豪華空調軟座車和一等空調軟座兩個車種。
2012年11月21日鑒於藍箭號車底走行公里已達到一定標準,需要下線對其技術狀態進行性能評估,為保證旅客安全,貴陽至六盤水城際列車將更換為S25K型空調車底載客運行。自此,“藍箭號”正式“退役”。
中國長白山號動車組是中國北車集團長客股份公司自主開發研製的200km/h速度等級的動力分散型電動車組。每列九輛編組,兩動一拖為一個動力單元。是動車組中科技含量高、技術較為先進的子彈頭高速列車之一,設計時速為210公里。長白山號動車組以德國ICE3為基礎研製。
此外,還有著名的中華之星動車組、新曙光動車組、金輪號動車組等,不過這些初期進口或國產的動車組現在已基本全部報廢或被存入鐵路博物館。
2007年中國鐵路第六次大提速上線運行的動車組名稱為“和諧號”。CRH動車組系列,CRH是ChinaRailwayHigh-speed(中國鐵路高速)的縮寫,有CRH1~CRH5幾種型號。這些型號分別從日本、德國、法國等國引進先進技術,並消化吸收及國產化,成為“具有中國自主知識產權”的動車組產品系列。
新的動車組列車乘務工作模式也有很大變化。列車上只配一長(列車長)、一員(列車員)、兩名配餐員和兩名保潔員,乘務工作要求更高效有序。
新型列車的首次高速運行,不僅對乘坐“和諧號”列車的乘客產生了巨大的影響,也對乘坐普通列車的旅客提出了需要注意的事項。
和諧號動車組具體型號:
CRH1(CRH1A,CRH1B,CRH1E)
CRH2(CRH2A,CRH2B,CRH2C,CRH2E,CRH2H)
CRH3(CRH3C)
CRH4
CRH5(CRH5A,CRH5G)
CRH380A(CRH380A,CRH380AL)
CRH380B(CRH380B,CRH380BL)
CRH380D
CRH6
2014年11月30日,中國首次出口最高速度(時速176達世界第一)的米軌動車組在南車株洲電力機車有限公司下線,預計2015年底前在馬來西亞吉隆坡至怡保200多公里的線路上運營。
舊型的CRH是引進提高,混合歐標和日標,又在中國環境產生一些中國特徵。而研製的新型CRH又增加兼容性、不脫軌等功能,因此形成了鮮明而全面的中國特徵,冠名中國標準(華標),它比動車組技術上的歐標和日標更高級,代表目前世界動車組技術的最高標準。2017年,中國標準動車組正式命名為“復興號”。
2016年中國啟動研製時速400公里可變軌距高速列車(屬於軌距可變列車)。
2016年《中國正式啟動時速600公里磁浮與400公里可變軌距高速列車研發》報道:國家重點研發計劃先進軌道交通重點專項首批三個項目(包括時速600公里高速磁浮、時速400公里可變軌距高速列車、軌道交通系統安全保障技術等)21日在北京舉行啟動會。這是我國首個由企業牽頭組織實施的國家重點專項,標誌著我國科技管理體制改革專項試點拉開序幕。
時速400公里跨國聯運高速列車
項目將研究“一帶一路”沿線國家不同軌距、不同電壓制式、不同環境溫度、不同技術標準、不同信號控制的運用需求,按照統一的技術平台、不同的技術路線研製具有產品平台特徵的時速400公里跨國聯運高速列車。
據悉該項目由中車長客股份公司牽頭,推出的高速列車設計時速400公里,採用6動2拖8輛編組模式。中車長客股份公司、中車四方股份公司、中車唐山公司將各研製一列動車組,其中中車長客股份公司與中車四方股份公司研製的列車,能夠適應40攝氏度至零下50攝氏度運營環境,中車唐山公司研製的列車則能夠適應50攝氏度至零下25攝氏度運營環境。
在完善和健全既有相關試驗驗證手段與平台的基礎上,該項目將有助於初步建成高速列車裝備領域具備面向全球創新資源凝聚、技術輻射、產業轉移和創新過程協同功能的創新能力網路化平台,並能夠形成高速列車多效應耦合及智能牽引控制技術,實現能耗降低10%。
北京S2線鐵路上運行的內燃機動車組,最大速度160km/h,服務於北京市區與八達嶺一帶地區的通勤客流。
2017年7月1日21時16分,隨著D311次列車從北京南站準點駛出,開往上海站,我國新型卧鋪動車組正式上線投入運營。該卧鋪動車組採用全新設計,每個鋪位都是“包間”。卧鋪動車組有“移動賓館”之譽,是為鐵路長距離客運而研製的動車組車型。它的開行,大大提高了旅客長途旅行的舒適度,而且按照“夕發朝至”模式,節省了大量的白天時間,為旅客出行提供了多樣化的選擇。
新型卧鋪動車組是在中國鐵路總公司主導下,由中車青島四方機車車輛股份有限公司在既有CRH2E卧鋪動車組基礎上研製的我國最新型卧鋪動車組。採用16節編組,全列軟卧,運營時速250公里,總定員880人,列車從旅客乘坐舒適性、私密性和多樣化功能需求等方面採用了全新設計,進一步提升動卧的服務品質。
新型卧鋪動車組採用全新設計,提升了私密性。車廂中間為中央通道,兩側設置雙層卧鋪,鋪位採用縱向布置,即與列車的運行方向平行。這樣每個鋪位空間獨立,相當於一個小“包間”,每位旅客都擁有充足的私人空間。同時採用雙層車窗,上下每個鋪位的旅客都享有獨立車窗。
新型卧鋪動車組車內的設施和服務也更加人性化,滿足旅客多樣化需求。每個鋪位有單獨的茶桌,方便旅客放置電腦、小件物品、餐食飲料等。同時,單獨配備充電插座、照明燈、閱讀燈、書報網、書報袋,為旅客在旅途中閱讀、辦公、休閑等提供便利。每個鋪位還配置了拉簾、扶手、褲掛、衣帽鉤,非常人性化。
為了給旅客創造安靜的乘車環境,新型卧鋪動車組進一步優化了減振降噪設計,車廂內部的雜訊控制在62分貝,列車雜訊水平達到優級。即使列車在高速運行時,車廂里也十分安靜。
另外,新型卧鋪動車組增加了車體高度,上鋪的空間更加寬裕,旅客在上鋪也能夠舒適地坐立。鋪位的牆面上配有靠背,並且可以按坐姿需求調整傾斜角度,空調為每個鋪位單獨送風,非常舒適。車廂下鋪設置的行李放置空間,可供放置6個17寸標準行李箱或2個25寸超大行李箱,為旅客提供方便。
除了繼續在CRH和CR系列上推出新動車組產品外,我國多家機車生產基地還不斷推出了覆蓋面更廣、可服務於新建市域鐵路以及改造既有線鐵路的新式動力集中型動車組,雖然設計速度不高,但實用性、經濟性和安全性提升。和動力分散型動車組相比,動力集中型動車組具有技術簡單、成本低廉、維護簡易、作業方便和能耗節約等眾多優點,特別適用於既有普速鐵路線上舊車型的更新換代。與傳統單節電力機車相比,動力集中式動車組牽引力大、加速性能強,能實現前拉後退模式運作,並且在車站折返線無需更換火車頭位置,工作效率高。另外,中國在上世紀90年代末就已開展動力集中動車組的研製工作,擁有不亞於動力分散式動車組的科研技術經驗。
普鐵動車組
2017年4月27日,時速160千米的動力集中型動車組在中國中車唐山公司研製成功。160km/h速度級別的動力集中式動車組是我國鐵路深化供給側改革、提高既有線鐵路客運服務品質的最新成果,是用於替代既有線鐵路25型客車的全新升級產品。2015年,根據國家鐵路運輸和經營發展要求,充分利用既有線鐵路的運輸資源和機客車檢修資源,在國家鐵路局的組織下,中國鐵路總公司和中國中車共同牽頭,開展了時速160千米動力集中型動車組研製工作。
市域動車組
在青島舉行的溫州市域鐵路S1線首列動車組試乘活動上,溫州市域鐵路首列動車組正式亮相。這是我國自主研製的第一列市域動車組,設計時速為140公里,填補了我國市域軌道交通裝備領域的空白,預示著我國市域軌道交通邁出一大步。
出口澳大利亞
長春軌道客車股份有限公司與澳大利亞EDIRail公司簽署EDI雙層軌道客車項目,合同總金額為3.1億美元。這是迄今為止中國機車車輛行業最大的出口項目,也標誌著中國的機車車輛將首次進入發達國家。
據預測,2010年中國動車組列車將達700組。
2010年5月27日,中國自主研發的時速380公里新一代高速列車“和諧號”380A首輛車在中國南車集團青島四方公司竣工下線。繼350公里時速高鐵之後,中國鐵路再一次刷新了世界鐵路的最高運行時速。
2009年3月16日,中國鐵道部與中國北車簽署了研製新一代高速動車組的合同。此前,北車集團曾先後製造出時速250公里和350公里的高速列車。中國北車長客股份公司在一年後完成了新一代高鐵首輛車的研製。
“和諧號”380A持續運營時速350公里,最高運營時速380公里,最高試驗時速將超過480公里,這也是世界上速度最快的高鐵產品。按照中國南車集團與鐵道部的合同,這款車將先研製1000列。
出口馬來西亞
2011年7月7日,記者從中國南車集團獲悉,228輛最高時速140公里的米軌動車組將出口馬來西亞,成為首都吉隆坡中心的城際線運營主力。
這筆訂單是中國迄今數量最大的電動車組出口訂單,2011年首列車已在南車株機公司竣工下線。列車按照馬來西亞1米軌距設計,相比國際同類車型,列車體重輕3噸,每年可省電2萬度。另外剎車時動能轉換電能回饋率95%以上,這意味著每次停車可產生40度電回饋電網。
吉隆坡是馬來西亞全國交通樞紐,也是公共交通出行比重最高的大都市。針對吉隆坡城際線站間距短的特點,列車具有高啟動加速度功能,50秒內可迅速加速到時速100公里。該項目動車組全部投入運營后,吉隆坡城際列車發車間隔將由30分鐘縮短為7.5分鐘,為當地市民出行帶來極大便利。另外,列車車門採用飛機艙門鎖閉技術,能在大客流情況下確保乘客安全。
南車株機公司馬來西亞城際動車組項目創造了全球最快的訂單響應速度,從訂單簽訂到首列車下線僅用12個月時間,兩年內228輛車將全部交付。
歐洲
2015年7月7日上午,中國首列出口歐洲的動車組在中國中車旗下株洲電力機車有限公司竣工下線。這是中國出口到歐洲的第一個動車組項目,也是中國動車組產品符合歐洲TSI(歐洲鐵路互聯互通技術規範)要求進入歐洲市場的第一單。
動車組
中國中車株機公司副總工程師、馬其頓動車組總設計師陳喜紅透露,該項目實現了中國動車組產品的多個首次:首次採用低地板設計技術、首次採用鉸接式轉向架,首次在出口動車組產品上按照歐洲標準採用三級防撞設計。
同時,該動車組採用三級碰撞能量吸收系統,能在兩列車以時速36公里相撞、或一列車以時速36公里撞擊80噸貨車、或一列車以時速50公里撞擊15噸可變形障礙物等工況下,通過車體的能量吸收系統,確保乘客和司機的安全。
中國中車副總裁樓齊良表示,這是中國中車成立后第一個下線出口項目,也是中國中車積極參與“一帶一路”建設的重要體現。
馬其頓動車組交付后,將在該國北起與塞爾維亞接壤的塔巴諾夫采,南至與希臘接壤的蓋夫蓋利亞,途徑馬其頓首都斯科普里,全長約215公里的線路上運行。該線路為泛歐鐵路10號走廊的重要組成部分,承擔了馬其頓國內80%的鐵路運力。
2003年6月,鐵道部黨組明確了推進技術裝備現代化進程的新路子。
2003年8月23日,鐵道部裝備現代化領導小組召開會議,研究技術引進項目的操作方式與實施策略。
2003年11月29日,鐵道部部長辦公會審議通過《加快機車車輛裝備現代化實施綱要》。
2004年7月29日,國家發改委與鐵道部聯合印發《大功率交流傳動電力機車技術引進與國產化實施方案》和《時速200公里動車組引進與國產化實施方案》。
2004年8月,鐵道部公開招標採購時速200公里動車組項目。
動車組
2005年10月,鐵道部公開招標採購時速350公里動車組項目。
2006年7月31日,國內首列國產化時速250公里動車組下線。
2006年9月,鐵路部門在膠濟線以及第六次大提速既有線改造區段組織了多次全線拉通試驗和提速平推試驗,動車組進入運行試驗。
2007年2月,動車組以160公里的時速投入春運。
2007年4月18日,動車組全面上線投入運營。
2008年8月1日,動車組投入運營的京津線是中國首條高速鐵路客運專線,是中國進入高鐵時代的標誌。
2008年底,國內首列時速350公里動車組問世。
2010年12月3日,在京滬高鐵棗莊至蚌埠試驗段,CRH380AL新一代高速動車組創造了時速486公里的世界鐵路運營試驗第一速。CRH380A是中國高速動車組的主流,是里程碑基礎。
2012年中國鐵路總公司主導研製中國標準動車組(作為運營列車),2015年6月30日下線。
2012年3月中國鐵道科學研究院的高速列車最高試驗時速達530公里。
2013年鐵總首啟動車組招標,多個鐵路項目將進入“通車年”。
2014年鐵路部門為深化改革,加快走向市場,向市場開放了列車冠名權,全國各鐵路局陸續都有企業冠名動車組列車。
2014年1月南車青島廠的更高速度試驗列車時速達605公里。
2014年11月30日,中國為馬來西亞生產的世界運營速度最高的米軌動車組30日在南車株洲電力機車有限公司下線,預計明年底前在馬來西亞吉隆坡至怡保200多公里的線路上運營,遠期計劃從新山到巴東勿剎900多公里的線上運營。
2015年6月30日,具有完全自主知識產權時速350公里中國標準動車組,在中國鐵道科學研究院環形試驗基地正式展開試驗工作。這標誌著中國標準動車組研製工作取得重要階段性成果。
2015年8月我國400km/h以上速度動車組轉向架項目驗收。
2015年9月報道中國向馬來西亞出口的米軌動車組創下時速176公里的米軌鐵路世界速度之最。
2015年11月9日,具有完全自主知識產權的中國標準動車組,在太原鐵路局大西鐵路客運專線開展型式試驗,最高試驗速度將達到時速385公里。
2016年7月15日,我國自行設計研製、全面擁有自主知識產權的兩輛中國標準動車組,以420公里的時速進行交會試驗,這也是世界上首次利用擬運營動車組進行時速400公里以上的試驗。
CRH1—5是中國鐵道部兼容並蓄地與外國公司合作生產:CRH1(加拿大龐巴迪公司),CRH2(日本川崎重工公司),CRH3(德國西門子公司),CRH5(法國阿爾斯通公司)。CRH6是中國南車集團(南京和青島)研製生產的,CRH380系列是自主研製生產的。
動車組
CRH1—5里,A表示普通組為8個車廂,B為長(大)編組有16節車廂(380系列里有的型號第二個字母L為長編組),C為中心組(CRH2C和CRH3C),E為卧鋪動車組,G為高寒型。J為高速綜合檢測車。另外,CRH6城際動車組裡,S為市域鐵路(如用於溫州市域鐵路S1線的CRH6S)。
CRH為英文縮寫,全名ChinaRailwaysHigh-speed,中文字面意為“中國鐵路高速”,因為是列車品牌名稱,所以完整含義是中國鐵路高速列車,正如動車組英文為MultipleUnits,字面意思是“多單位”,因為是談動力,所以完整含義是動力多單位即多動力單位。
D字頭列車包括CRH1至6的一些型號。這些列車時速是160-200公里級別(營運速度200KM/h,最高速度250KM/h)。具體如下:
CRH1型:全部是D字頭列車級別。
CRH1A標稱速度為200公里/小時,持續運營速度為200公里/小時,最大運營速度為250公里/小時。CRH1B是大編組,全列16節為10節動車配6節拖車,持續運營速度為200(持續速度是正常時速),最高250km/h(最高時速是備用)。CRH1E為16節車廂的大編組卧鋪動車組,10節動車配6節拖車,持續運營速度為200,最高運營速度為250公里/小時。
CRH2型:大部分是正常時速200,而CRH2C專門適應中國高鐵時速。
CRH2A:2004年為用於中國鐵路第六次大提速、時速200公里級別的新建快速鐵路和既有提速幹線,編組是4動車配4拖車。後來的統型CRH2A有一些改進。
CRH2B是16節長大編組,首列型號CRH2B-2111於2008年8月1日起投入合寧鐵路運營,時速200。
CRH2E為16節大編組,標稱時速200公里(正常時速),最高營運時速為250公里。
CRH6城際動車組:時速200、160、140三個級別(其中的低速動車組CRH6S時速140,為市域鐵路,不是D字頭)。
CRH3:CRH3A型以CRH380BL技術平台為基礎,可根據不同運營線路的需求,分別以時速160公里、時速200公里、時速250公里三個速度等級運行。
CRH5型:CRH5A是250公里級別(最低運營時速200公里/小時,正常營運速度250KM/h,具備時速300公里的提速能力)。CRH5G為高寒型,有多種時速類型,蘭中城鐵運行的CRH5G型時速160,其它的時速更高。
開始於CRH2C(了解:CRH1—5里,A表示普通組為8個車廂,B為大編組有16節車廂,C為高速組,E為卧鋪動車組,G為高寒型)。
CRH2C第一階段:設計指標為持續運營時速為330公里,最高營運時速為350公里,2008年8月1日起CRH2C-2061正式投入京津城際鐵路運營,後來其它型號運行於武廣客運專線等高速鐵路。CRH2C第二階段:列車持續運營時速提高至350公里,最高運營時速380公里,首列型號2010年2月起在鄭西高鐵運營。最後一列(CRH2C-2150)的性質較特殊,作為CRH380A的試驗樣車。
CRH3C型為4動4拖,最高運營速度達350km/h。
CRH380系列:是高速動車組列車,時速250-350公里。
中國標準動車組(CEMU):指形成中國標準體系的動車組,其功能標準和配套軌道的施工標準都高於歐洲標準和日本標準,具有鮮明而全面的中國特徵。時速達350-420公里.。
中國普通客車(旅客列車)車箱寬度是3105mm。
CRH1型寬度為3328,車輛高度為4040mm。CRH5型動車組,車體寬度為3200mm。
CRH380ABCD四款車的寬度分別是3380,326——3265,3368。
例如,CRH380A-2501,後面的四位數編號是代表什麼?按照動車組的製造工廠分配:
中國標準動車組英文代號為CR,中文命名為復興號動車組。時速分為400、300、200三種基本類型,滿足不同市場需求,後來兩種是技術下延的衍生品。裡面又有小的分類。
CR400是中國標準動車組的高速檔類型。分為兩種:CR400AF,CR400BF。
最高時速400及其以上(測試里時速可以大大超越400),持續運行時速350。適應於中級中國高速鐵路(高級的是時速600,還在試驗里)。
復興號G124次列車為8節編組,其中兩頭的司機室共有10個商務座,1號車廂為一等座,其餘7節車廂為二等座。“復興號”採用全新低阻力流線型頭型和車體平順化設計,把車頂的受電弓和空調系統這個“鼓包”下沉到了車頂下的風道系統中,使列車阻力比既有CRH380系列降低7.5%~12.3%,更加節能、美觀。
車廂里更是設置了全程免費WiFi,在全程滿員的情況下,依然可以流暢地玩網路遊戲。
CR300是中國標準動車組的中速檔類型,最高時速300及其以上,持續運行時速250,適應於低級中國高速鐵路。
CR200是中國標準動車組的低檔類型,最高時速200及其以上,持續運行時速160或200,適應於中國快速鐵路(兩種時速)。
“復興號”列車高度為4050毫米、寬度為3360毫米,25米長。相比較CRH380B型的556人定員,CR400BF定員增加了20人,為576人;同時,車廂內的二等座椅間距統一加大到1020mm、一等座椅間距統一加大到1160mm;另外,“復興號”的二等座座椅還加長了20毫米。
日本
日本新幹線首段於1964年完工通車,列車皆采動力分散驅動方式,可防止高速行駛時的蛇行運動,減輕路線的維護保養費用。行車時的搖晃極小,為世界上運轉品質最佳的高速列車,最高運營時速超過300公里。
法國
法國高速鐵路線上採用的電動車組在牽引動力上的布置與日本不同。日本是動力分散式,而法國是動力集中式,只在列車兩端的頭車(或與頭車相臨的客車的一端)裝有牽引動力裝置。法國第一條鐵路線(巴黎東南新幹線)於1972年動工,1983年投入運用。運用TGV-PSE電動車組,最高運行時速為270公里。在巴黎東南新幹線通車后,法國繼續擴大高速鐵路線,1990年大西洋新幹線(巴黎--勒芒、圖爾)正式通車,採用TGV-A電動車組,最高運行時速為300公里。
德國
1962年德國研製的“萊茵金子”號客車的構造時速已達160公里,1974年ET403型電動車組的最高運行時速為160公里,1977年提高到時速200公里。1985年製造出ICE型高速列車,並在1988年時速達到406.9公里的試驗速度。1989年,德國開始正式製造第一代ICE高速列車,並於1990年投入使用。在2000年8月1日,德國第三代動力分散型高速列車ICE3,正式投入法蘭克福--科隆新型高速鐵路線的商業運營,最高時速達到300公里。
俄羅斯
俄羅斯採用在既有線路上逐步提高旅客列車速度,使線路的改造和機車車輛的更新同步進行的方法。1984年3月,高速列車正式投入運用,採用了快速電動車組,平均運行時速為140公里,有兩個區間時速達200公里。
義大利
義大利在20世紀70年代中期投入運用了帶擺式車體的ERT401型的客車,最高運行時速為160公里~180公里,20世紀80年代最高時速達到200公里。1988年~1989年開始在米蘭--羅馬、威尼斯--羅馬之間採用ETR450型擺式列車,最高運行時速250公里。
瑞典
瑞典的X2000擺式動車組由BombardierTransportation製造,運行於斯德哥爾摩--哥德堡之間457公里的鐵路線上。該車主要特點是通過彎道處的速度比普通列車提高約40%,並以此來縮短營運時間。
韓國
韓國高速列車KTX採用了法國TGV的設計,由ALSTOM公司設計製造。KTX每組有2節動車、2節服務車和16節客車。該列車擁有先進的制動系統、集成的防火系統和自動控制系統等,保證了其高度的安全性和可靠性。韓國共採購了46組,首批的16組由法國製造,餘下的由韓國企業自行製造。2003年9月KTX高速列車在首爾——釜山高速鐵路線上試運行時速突破300km/h,該列車主要由韓國自主開發,只有核心零件由法國和韓國聯合製造,國產化率達到92%。2004年4月,KTX高速列車在韓國的第一條高速鐵路首爾——釜山高速鐵路線上投入運營。
中國國外
● 技術起源
動車組技術起源於地鐵列車 ,誕生於20世紀初期。伴隨第二次工業革命,電力機車給火車帶來重聯技術,多台機車可以通過電氣設備統一操作聯動,單司機室即可控制由動車與拖車混合編組的列車。早期動車組只在短距離通勤鐵路使用,也無“動車組”一說 。
1903年7月8日,德國研製出一輛由4節動車和2節拖車組成的鋼軌供電列車,為世界上首台電力動車組;8月14日,德國研製出世界上首台由接觸網供電的動車組;10月28日,德國再造出三相交流電力動車組,試驗速度達210.2千米/小時 。1932年,德國研製成世界上首台內燃動車組 。
● 發展背景
20世紀60年代以前沒有現代化高速鐵路,世界各地列車基本採用常規機輛模式運作,也是火車最原始的構造形態,即由一節機車(特殊情況下會在列車一端或另一端增加1至3機車數量)牽引若干車廂或車皮行駛。隨著列車載客量增大、運行速度加快,即使採用多機重聯方法,這種傳統牽引模式仍限制了機車速度提升空間 。
● 普及歷程
1964年10月1日,日本新幹線鐵路建成,動車組便隨著商業運營高速鐵路建設而迅猛發展,開始大量運用於200千米/小時以上速度級別的鐵路 。
20世紀80~90年代起,隨著世界鐵路復興促進動車組發展,全球動車組保有量大幅度增長 。至1990年,僅前蘇聯動車組保有量就有約1.9萬輛 。
截至2005年,全球83個國家地區共擁有約23000輛內燃動車組 。
比亞迪雲軌
截至2007年,全球已形成以日本新幹線、法國TGV和德國ICE為代表的三大動車組技術體系,傳播於亞太和歐盟等多個地區 ,服務於各國高速鐵路運輸系統。其中,歐洲國家長期發展動力集中式動車組,亞洲國家側重發展動力分散式動車組 。世界各國動車組在各自鐵路旅客運輸總量佔比例方面,日本為87%、荷蘭為83%、英國為61%、法國為22%、德國為12% 。
2007年4月3日,法國V150試驗動車組創下574.8千米/小時的最高行車速度記錄 。
中國國內
● 初始發展階段
中國境內的動車組來源,最早可追溯至1904年建成使用的撫順電鐵,列車採用1~2節電動車廂編組 。1932年,滇越鐵路線上的米其林動車為最早在中國境內開行過的內燃動車組 。20世紀50年代以前,中國鐵路還沒有成型的動車組列車 。
1958年至20世紀80年代末,中國國內先後研製出首台內燃動車組和電力動車組,為中國鐵路動車組發展提供豐富經驗。在當時資金匱乏、科技落後、蒸汽機車為主要牽引車輛等的社會條件下,動車組無法投入運營 。
● 加速發展階段
中國的台灣和香港兩地在20世紀70~90年代加快鐵路系統升級改造 ,引入動車組 ,編組方式豐富 ,服務於特快列車 ,以及機場鐵路等城市軌道交通線路中 。
20世紀90年代至2004年期間,隨著改革開放深入、旅客數量激增、工業水平提升,中國內地相繼製造出多款內燃和電力動車組 ,且內燃動車組數量佔有一定比例 。這些動車組多半為動力集中式動車組,車廂數量2至14節不等,常在局部線路作為特快列車運營。由於列車核心部件依賴外國進口,車體規模標準不一,車輛各項技術不成熟,性能欠佳,未能推廣 。
● 高速發展階段
2004年至2010年期間,在“引進、吸收、消化、創新”的戰略引導下,原中國鐵道部和各大科研機構通過與世界高鐵強國合作,實現動車組技術跨越式發展,研製出具有中外聯合生產特色的和諧號CRH系列高速動車組,運營速度達200~350千米/小時 ,服務於中國國內一大批新建高速鐵路 。在這一階段,中國內地淡化內燃動車組以及動力集中式動車組的開發設計 。
● 多元發展階段
2010年以後,中國國內逐漸掌握具有自主知識產權的動車組技術,相繼研製出新型城際動車組 、中國標準動車組(又名復興號CR系列動車組)等多種動車組,滿足多元化客運需求 。
截至2016年,中國國家鐵路動車組擁有量2595標準組,佔全球營運動車組總量60%以上 。
截至2019年,中國國家鐵路動車組擁有量3616標準組、28927輛 。
2020年10月21日,時速400公里跨國互聯互通高速動車組在中車長春軌道客車股份有限公司下線。該列車設計運營速度達每小時400公里,可以在不同氣候條件、不同軌距、不同供電制式標準的國際鐵路間運行 。
2020年10月21日,中國首列設計時速400千米高速跨國互聯互通高速動車組在位於河北省唐山市的中車唐山公司下線,列車採用可變軌距轉向架和內置軸箱轉向架,可實現在不同國家、不同鐵路軌距線路上的自動變軌,能夠在零下25攝氏度至零上50攝氏度的低高溫環境下持續運營 。
行標技規
動車組,即動車組列車,由若干節動車(動力車廂或傳統機車)與拖車(無動力車廂)經固定編組形成的一類列車。“動車組”一詞只是中國內地使用的交通術語,海外各國家地區沒有明文註釋“動車組”一詞 。
● 國標
《鐵道車輛辭彙第1部分基本辭彙》(2.94):由動車與拖車(包含控制車)組成固定編組使用的車組 。
2014年版《鐵路技術管理規程》(第208條):動車組列車為自走行固定編組列車 。
● 區分
動車組(列車)不等同於動車 ,也不等同於高速列車 。此外,因動車組從原傳統列車基礎上發展而來,所以也有一部分動車組結構特徵介於動車組與傳統列車之間 ,但純粹的多機車重聯列車不屬於動車組範疇 。
車次類型
在中國國家鐵路運輸體系內,動車組列車是一種旅客列車類型,票務系統中,車次開頭以大寫字母“D”作為前綴(源於“動”字漢語拼音字母),簡稱“D字頭列車”,在2007年隨中國鐵路第六次大面積提速后正式使用 。2008年8月1日起,動車組列車分化出城際動車組列車,簡稱“C字頭列車”,專用於中短途城市或城郊之間列車 。2009年12月26日起,動車組列車分化出高速動車組列車,簡稱“G字頭”列車,專用於運營時速300千米的列車 。原有的動車組列車(D字頭列車)改為“(普通)動車組列車”,最高運營速度160~250千米/小時,作為客運級別最低的動車組旅客列車,主要承擔中長途客運任務,也有部分往返於短途城際之間 。
種類形式
動車組一般根據動力布置特點、動力能源類別劃分 ,不同劃分類型之間存在交叉關係,如動力分散式內燃動車組 。
● 動力集中與動力分散
根據動力布置特點,動車組分為動力集中式動車組和動力分散式動車組兩類 。
動力集中式動車組是常規機輛模式列車與動力分散式動車組列車的過渡類型,動力車廂或機車布置於列車一端或兩端(中國國外有將機車布置於列車中部的另類設計),列車採用推挽式(機車前拉后推)運行 。部分動力集中式動車組採用在列車一端或兩端直接配掛機車方式,只分散小部分裝置於中間拖車,甚至機車與拖車之間無任何剛性連接,僅外觀採用一體化設計。這一類列車與常規機輛列車並沒有實質性區別 ,只因其長期採用相對固定編組模式運作而被納入動車組範疇 。部分動力集中式動車組的發動機內嵌於列車兩端既可載客又可駕駛的車體中,這種列車符合嚴格意義上的多動力和固定編組,有時也稱准動力集中式動車組 。
動力分散式動車組又名動力分散式動車組,動力車廂分佈於列車多處位置,列車採用均牽式或強推挽式運行 ,也有全車或幾近全車帶動力裝置這種形式 。
動力集中式與分散式兩種動車組無嚴格界限,動力集中與動力分散是相對的,主要根據動車與拖車數量比以及具體布局而定 ,可編組動車組融合兩者特點 。
● 電力機車與內燃機車
根據動力能源類型,動車組分為內燃動車組和電力動車組。內燃動車組以內燃機為動力機械,通過電傳動或液力傳動裝置牽引車組。電力動車組簡稱“電動車組”,整車動力單元充當電力機車,從接觸網或供電軌獲取電能,經驅動電動機牽引車組,具體又細分直流和交流兩種 。另外,還有電力與燃氣相結合的混合動力型動車組 。同功率等級下,內燃動車組造價約為電力動車組的70%至80%,適用於中低速非電氣化市郊客運 。
組成部分
動車組主體構造包括車體、轉向架、牽引傳動及控制系統、制動裝置、車端連接裝置、受流裝置(電動車組)、車廂內部設備和駕駛室設備、列車控制網路信息系統八大組成部分,並配置其它細節硬體和軟體設備 ,綜合集成機械、電子、新型材料和計算機等諸多現代科學技術 。
● 動拖車
動車是動車組中具有牽引動力裝置車輛,又稱“動力車”,按動力源分為電動車、內燃動車和燃氣輪動車;拖車是動車組中不具備牽引動力裝置或控制裝置車輛;控制車是動車組中具有控制裝置而無牽引動力裝置車輛,其本質仍是拖車 (動車英文縮寫為“M”,拖車英文縮寫為“T” )。動車組駕駛室位於列車前後兩端,可以採用傳統機車,或採用拖車(控制車) 。自動旅客捷運系統(APM)中的動車組採用無駕駛室車體 。
高速動車組兩端車體通常採用“子彈頭”式流線型設計,不僅提升外觀美感,而且減小運行時的空氣阻力 。車體常採用鋁合金焊接結構,大量使用插口型材拼接,接頭長而且規則,便於自動化作業實現,同時對密封性、強度和質量分配等均有高要求。車體製造涉及整體加工、自動焊接、調修、檢測定位以及四角稱重等關鍵技術 。
動車組中的動車與拖車之間通過車鉤、緩衝器、風擋、車端阻尼裝置和電氣連接裝置等相銜接 ,利用牽引系統 (變壓器、變流器、電機等)構成動力單元 ,並通過微機控制技術操縱全列車的啟動和制動運行 。
● 轉向架
轉向架是將兩個或幾個輪對用專門構架組成一體的裝置 ,在動車組中起著承載、牽引、走行和制動等重要作用 ,城市地鐵動車組與城際高速動車組轉向架有所差異 ,但均對可靠性、安全性、平穩性有高要求 。
動力單元
傳統列車沒有動力單元,機車與拖車相互獨立,所有動力裝置集中於機車,車廂或車皮數量可單個增減 。動車組與傳統列車的最大不同之處在於其擁有“動力單元”設計 。動力單元是指模塊化設計的短編車組 ,由動車與拖車或動車與動車按一定數量比例固定編組 ,即單元組,整列動車組又由若干單元組相結合成列車 。雖然動車組也能重聯或解編,但其總以固定編組的動力單元為基礎進行臨時編組作業。即使動力集中式動車組,其動力裝置以及附件(如受電弓、變壓器、操縱端)也非全部集中於一節動車上,而是分散至多節車體中 ,需牽引系統集成控制 。
編組模式
動車組編組模式多樣化,涵蓋動力單元內動車與拖車數量配比以及相同或不同動力單元之間數量配比,不同類型動車組在不同運輸環境下採用不同編組方案達到不同效果 。
短編動車組或動力單元,動拖比或拖動比為1:1、1:2、1:3 、1:4 、2:3 、也有全動車編組以及單節自走行車廂形式 。6至8節的短編動車組,常為兩個小動力單元銜接而成,也可以是獨立個體,動拖比或拖動比為3:3、4:2 、4:4、6:2 ,亦有動拖車數量比為奇偶數配比的情況 。長編動車組有9節以上數量車廂,動拖車數量組合方式更多元化 ,既能由多個動力單元對接而成,也能自成一個獨立的大動力單元列車 。
優勢缺陷
● 相比常規列車的優點
東莞軌道交通2號線列車
動車組的優勢多,廣泛作為客運專線里高速列車 、地鐵列車的營運車輛,並逐漸在其它普速鐵路中應用 。
⑴兩端聯控、高效換向
動車組兩端車頭均設有駕駛室,無需摘掛機車即可原地折返並反向運營,減少佔用軌道資源,降低作業時間和風險,特別適用於立折頻繁的城市軌道交通客運列車在終點站的換向運轉 。
⑵牽引力強、啟停迅速
動車組因其動力牽引裝置分設在不同車廂內,所以減小機車軸重,尤其是動力分散式列車,機車無用功少、能源利用率高,可釋放機車功率資源,增強全車牽引力。對於短途列車,更高牽引力產生更好啟動和制動效果,可適應短距離、高密度城鎮站點經停,也提升在長大坡路段的動力性能;對於長途列車,更大功率可進一步提高行車速度上限,滿足持續高速的要求 。無論長途短途行車,動車組均能縮短追蹤間隔 ,適應公交化運營 。
⑶正點率高、舒適性佳
動車組牽引單元和輔助供電電源單元數量多,可靠性高,即使某單元出現故障,仍可按運行圖行車 。
⑷載客量大、運用靈活
在相同質量和長度下,動車組採用動力車廂為動車,總載客量相比傳統機輛列車的可提高7%至16%。雖然最小動力單元採用固定編組,但可通過重聯實現自由編組,適應不同時段不同峰值客流,提高經濟效益 。在日本和韓國等一些國家地區中,動車組可通過臨時重聯方式,在特定車站組合或解編車組,進行集散運輸 。
⑸磨損度小、易於維護
動車組因綜合性能好,驅動軸負載降低,軌道磨損減小,採用機輛整車統一作業,降低維護成本 。
● 相比常規列車的缺點
動車組有其缺點局限:動力集中式動車組軸重較大,黏著性能差、接近常規列車 ,對線路要求高,但總重量比動力分散式動車組的小,維修方便。動力分散式動車組總重量大,電氣設備數量多,維護成本高 ,造價昂貴 。有些長編動車組列車,因無子動力單元,不可臨時調整編組改變車廂數量,導致無法適應變化客流 。
作業方式
動車組運行線路設有專用機車檢修站,如地鐵車輛段基地、動車運用所等 ,還有專業運用檢修規則 。
旅客捷運
地鐵、輕軌、單軌 、磁懸浮軌道等城市軌道交通營運車輛均為動車組,除上海浦東機場線磁懸浮列車外,其餘均為構造速度160千米/小時以下的中低速動車組 。有軌電車具有動車組特點,一般稱“電車組” 。
市域動車組:結合地鐵列車特性設計的快軌列車,能夠快速啟停 ,構造速度可達100~160千米/小時,適合市郊鐵路或城鎮帶鐵路運營 。
城際動車組:融合高速列車和地鐵列車特性設計的列車,構造速度可達200千米/小時,適合城市間捷運 。
高速動車組:構造速度250千米/小時以上的列車,高速列車主體車型,適用於長大幹線鐵路遠距離客運 。
卧鋪動車組:針對長途列車和過夜旅客需求特點設計的動車組,車廂內有豪華卧鋪席,車票價格較昂貴 。
還有一些為特殊線路定製的動車組,如可變軌動車組 、窄軌動車組 、米軌動車組 、寬軌動車組 ,為特殊環境研製的高寒動車組 ,雙層動車組等 。
貨物快運
貨運動車組:針對輕型快件貨物運輸設計的動車組 ,一些情況下利用高速動車組車廂部分空間運快遞 。
線路檢測
高速鐵路綜合檢測列車:簡稱“動檢車”,中國國內部分檢測動車組外觀採用黃色塗裝,又名“黃醫生”。動檢車專門在動車組運行的線路上檢測軌道系統設備,也可模擬動車組運行,以保障後續列車能在安全環境下運營 。
截至2017年,輪軌高速動車組運營速度可達300千米/小時以上,試驗速度可達400千米/小時以上,未來通過磁懸浮技術可進一步將運營速度提升至500千米/小時以上。同時,動車組將朝著智能化、輕量化發展,安全和環保性能不斷優化 ,且注重靈活編組、結合藝術美學等方面設計 ,還會提供多元化客運功能服務 。