朱峰

摘 要：介紹了我國(guó)和世界高速鐵路的發(fā)展概況，我國(guó)自主生產(chǎn)的動(dòng)車(chē)組的基本結(jié)構(gòu)，車(chē)體構(gòu)造、車(chē)體技術(shù)及動(dòng)車(chē)組的基本組成，各部件功能，主要講解了CRH2型動(dòng)車(chē)組的車(chē)體結(jié)構(gòu)及車(chē)體技術(shù)，和各型號(hào)動(dòng)車(chē)組的主要技術(shù)參數(shù)。

關(guān)鍵詞：組成；結(jié)構(gòu)；參數(shù)；功能

中圖分類號(hào)：U266.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）19-0052-02

作為現(xiàn)代化鐵路的代表，動(dòng)車(chē)組列車(chē)具有的方便快捷，舒適環(huán)保等特點(diǎn)得到廣大人們的喜愛(ài)，通過(guò)本論文論述動(dòng)車(chē)組的車(chē)體結(jié)構(gòu)及車(chē)體技術(shù)，制造出更加舒適，更加人性化的列車(chē)。

1 動(dòng)車(chē)組行車(chē)標(biāo)志

動(dòng)車(chē)組運(yùn)行方向首端司機(jī)室頭燈向前顯示白色燈光，動(dòng)車(chē)組運(yùn)行方向尾部司機(jī)室頭燈向后顯示紅色燈光。

動(dòng)車(chē)組無(wú)動(dòng)力回送時(shí)及被推行時(shí)，運(yùn)行方向首端司機(jī)室向前顯示白色燈光，運(yùn)行方向尾部司機(jī)室向后顯示紅色燈光，不用掛邊燈。

2 動(dòng)車(chē)組外觀及編組

以CRH2為例：CRH2動(dòng)車(chē)組兩頭車(chē)長(zhǎng)25700mm、中間車(chē)長(zhǎng)25000mm、總長(zhǎng)201.4米、車(chē)寬3380mm、車(chē)高3700mm。CRH2動(dòng)車(chē)組以4輛動(dòng)車(chē)和4輛拖車(chē)共8輛車(chē)構(gòu)成一個(gè)編組。

3 動(dòng)車(chē)組的基本組成

動(dòng)車(chē)組的組成與普通列車(chē)大體相同，具體內(nèi)容如下：（1）車(chē)體：動(dòng)車(chē)組的車(chē)體可分為兩種，帶司機(jī)室和不帶司機(jī)室。車(chē)體是容納旅客和司機(jī)的地方，又是安裝和連接其他部位和設(shè)備的主體，是非常重要的組成部分。（2）轉(zhuǎn)向架：動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架也分為兩種，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架和非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架，動(dòng)力轉(zhuǎn)向架在動(dòng)車(chē)上，非動(dòng)力轉(zhuǎn)向架在拖車(chē)上。轉(zhuǎn)向架是承受車(chē)體重量，并且直接與軌道接觸，牽引車(chē)輛在軌道上行駛，動(dòng)車(chē)組轉(zhuǎn)向架同樣是動(dòng)車(chē)組安全舒適運(yùn)行的保證。（3）連接緩沖裝置：連接緩沖裝置也就是減緩連接部位的沖擊力等外力，由于動(dòng)車(chē)的速度快，編組列車(chē)之間的作用力強(qiáng)，緩解列車(chē)之間的作用力就至關(guān)重要。動(dòng)車(chē)組的連接緩沖裝置可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械連接、高壓電氣連接、輔助系統(tǒng)和供電連接以及控制系統(tǒng)連接。（4）制動(dòng)裝置：由于動(dòng)車(chē)組列車(chē)的高速度，普通的制動(dòng)裝置就不能保證列車(chē)的安全制動(dòng)。動(dòng)車(chē)組采用的是電氣制動(dòng)與空氣制動(dòng)的復(fù)合制動(dòng)。動(dòng)車(chē)組制動(dòng)系統(tǒng)包括動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)、空氣制動(dòng)系統(tǒng)、電子防滑器和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等。（5）車(chē)輛內(nèi)部設(shè)備：車(chē)輛內(nèi)部設(shè)備是指為旅客服務(wù)的車(chē)內(nèi)固有設(shè)備，例如車(chē)內(nèi)的座椅、門(mén)窗、電氣、飲水、空調(diào)、取暖、行李架等。（6）牽引傳動(dòng)系統(tǒng)：牽引傳動(dòng)系統(tǒng)包括主電路、高壓設(shè)備、受電弓、主斷路器、其他高壓設(shè)備、主變壓器、牽引變流器、牽引電機(jī)及電傳動(dòng)系統(tǒng)的保護(hù)等。（7）輔助供電系統(tǒng)：用于動(dòng)車(chē)組用電設(shè)備的供電，由輔助供電系統(tǒng)提供，包括冷卻通風(fēng)機(jī)?？諝鈮嚎s機(jī)、水泵電機(jī)、油泵電機(jī)、采暖設(shè)備、應(yīng)急用電、維修用電、通信及其控制等。

4 CRH2型動(dòng)車(chē)組車(chē)體結(jié)構(gòu)

采用車(chē)體輕量化的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）減輕自重降低運(yùn)行阻力，節(jié)省牽引和制動(dòng)能量。（2）減少車(chē)體對(duì)軌道的壓力，從而減少車(chē)輪對(duì)軌道的摩擦。（3）降低車(chē)輛和線路的維修保養(yǎng)。（4）減少車(chē)輛材料的消耗。基于以上幾點(diǎn)，要想做到車(chē)體的輕量化，選用材料就是關(guān)鍵，目前世界上的動(dòng)車(chē)組車(chē)體普遍使用的是鋁合金材料。CRH2車(chē)體用鋁合金材需具有強(qiáng)度高、焊接性好、擠壓加工性能優(yōu)、耐腐蝕性持特性，主要采用了5000系合金的5083、6000系合金的6N01、7000系合金的7N01等。

CRH2型動(dòng)車(chē)組的車(chē)體可以分為兩種形式，即頭車(chē)車(chē)體和中間車(chē)體。兩個(gè)透徹的車(chē)體結(jié)構(gòu)基本相同，各中間車(chē)體的結(jié)構(gòu)也大體相同，都采用大型中空鋁合金擠壓型材焊接而成，車(chē)體結(jié)構(gòu)是由底架、側(cè)墻、車(chē)頂、端墻、車(chē)下設(shè)備艙、頭部排障裝置、司機(jī)室和客室地板結(jié)構(gòu)等組成。

（1）底架：CRH2車(chē)體底架分頭車(chē)底架和中間車(chē)底架。頭車(chē)底架由車(chē)身底架和車(chē)頭底架兩部分組成，中間車(chē)底架只有車(chē)身底架。（2）側(cè)墻：CRH2車(chē)體側(cè)墻采用大型中空擠壓型材，不設(shè)車(chē)內(nèi)側(cè)立柱，頭車(chē)與中間車(chē)側(cè)墻結(jié)構(gòu)相同但縱向長(zhǎng)度不同。型材之間的焊接為在車(chē)體長(zhǎng)度方向上連續(xù)焊接的方式，側(cè)墻與車(chē)頂?shù)穆?lián)結(jié)采用車(chē)內(nèi)側(cè)、車(chē)外側(cè)連續(xù)焊接，側(cè)墻和底架邊梁之間的聯(lián)結(jié)采用車(chē)內(nèi)側(cè)點(diǎn)固焊接，車(chē)外側(cè)連續(xù)氣密焊接。（3）車(chē)頂：車(chē)頂是車(chē)體上部結(jié)構(gòu)，是受電弓、高壓電纜等車(chē)頂設(shè)備的安裝基礎(chǔ)。CRH2車(chē)體車(chē)頂由大型中空擠壓型材構(gòu)成，車(chē)頂型材之間的焊接采用在車(chē)體長(zhǎng)度方向連續(xù)焊接。車(chē)頂和側(cè)墻的連接采用車(chē)內(nèi)側(cè)、車(chē)外側(cè)連續(xù)焊接結(jié)構(gòu)。（4）端墻：頭車(chē)車(chē)體一側(cè)帶有端墻，中間車(chē)兩側(cè)均帶有端墻。端墻根據(jù)車(chē)輛衛(wèi)生間和洗臉間的布置主要分為兩種結(jié)構(gòu)形式，即分體式和整體式兩種。（5）車(chē)下設(shè)備艙：出于保護(hù)設(shè)備及改善列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)性能的考慮，CRH2設(shè)有車(chē)下設(shè)備艙。設(shè)備艙主要由側(cè)蓋板、蓋板安裝件和托座等組成。側(cè)罩由鋁合金型材和板材等組裝而成，通過(guò)螺栓連接到底架上。側(cè)罩在車(chē)長(zhǎng)方向分塊組裝，根據(jù)車(chē)下設(shè)備的需要，不同的部位設(shè)有通風(fēng)口和檢查門(mén)。（6）頭部排障裝置：CRH2在頭車(chē)車(chē)體的前端設(shè)置結(jié)構(gòu)堅(jiān)固的排障裝置。該裝置能在排障時(shí)撞飛障礙物，絕不允許卷入物品鉆入轉(zhuǎn)向架下。當(dāng)列車(chē)以200km/h運(yùn)行時(shí)，可以排除高250mm，質(zhì)量100kg以下的障礙物。靜態(tài)強(qiáng)度可滿足137kN的要求。排障板距軌面的高度是150mm以上。（7）司機(jī)室：CRH2頭車(chē)車(chē)體前端為司機(jī)室頭部結(jié)構(gòu)，它以骨架外殼結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)。頭部結(jié)構(gòu)按車(chē)頭斷面形狀變化將縱骨架形成環(huán)狀，與橫向骨架叉接組焊，骨架外焊接鋁制外板。（8）客室地板結(jié)構(gòu)：地板要對(duì)車(chē)室內(nèi)的負(fù)荷有足夠的強(qiáng)度，并從地板下、地板中間考慮有足夠的隔音結(jié)構(gòu)。地板結(jié)構(gòu)為下部氣密地板和上部蜂巢狀地板組成的雙層結(jié)構(gòu)，在地板中有空調(diào)風(fēng)道和座位配線的空間。

5 動(dòng)車(chē)組車(chē)體技術(shù)

5.1 列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)

列車(chē)在高速運(yùn)行當(dāng)中，空氣對(duì)列車(chē)的運(yùn)行會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)大的影響。而且隨著列車(chē)速度的提高，不僅僅空氣對(duì)列車(chē)的影響增大，高速運(yùn)行中的列車(chē)所產(chǎn)生的周?chē)目諝庾兓瑯訒?huì)對(duì)周?chē)h(huán)境產(chǎn)長(zhǎng)影響，這就需要研究高速列車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題。

5.2 動(dòng)車(chē)組頭形設(shè)計(jì)

由于高速列車(chē)所帶來(lái)的空氣阻力等問(wèn)題，動(dòng)車(chē)組頭型的設(shè)計(jì)就顯得至關(guān)重要。好的頭型可以有效的減少空氣對(duì)列車(chē)運(yùn)行的阻力，還能解決運(yùn)行穩(wěn)定性等問(wèn)題。

頭部縱向?qū)ΨQ面上外形輪廓線，要滿足司機(jī)室凈空高、前窗幾何尺寸、玻璃形狀，以及瞭望等條件。還應(yīng)做到的是盡可能降低該輪廓線的垂向高度，使頭部趨于扁形，這樣做可以減少?zèng)_擊，改善尾部渦流影響。同時(shí)，端部的鼻錐部位設(shè)計(jì)成橢圓形狀，這樣做可以減少列車(chē)運(yùn)行時(shí)的空氣阻力。

5.3 動(dòng)車(chē)組車(chē)身外形設(shè)計(jì)

動(dòng)車(chē)組必須具有完善的氣動(dòng)外形，以使其具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。列車(chē)練好空氣動(dòng)力學(xué)性能的實(shí)現(xiàn)主要通過(guò)車(chē)體外形的特殊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的。（1）頭尾部為細(xì)長(zhǎng)，呈流線型。（2）車(chē)身斷面為鼓形，及車(chē)頂為圓弧形，側(cè)墻下部向內(nèi)傾斜以圓弧形過(guò)渡到底架，上部同樣向內(nèi)傾斜，以圓弧形過(guò)渡到車(chē)頂。（3）列車(chē)下部設(shè)有導(dǎo)流罩，且能夠方便開(kāi)啟。（4）列車(chē)縱斷面盡量使用平滑過(guò)渡方式，形狀不一致是應(yīng)加過(guò)渡區(qū)段。（5）采用與車(chē)身橫斷面形狀相吻合的裙板遮住車(chē)下設(shè)備，以減少空氣阻力，也能防止高速運(yùn)行下濺起的沙石打壞車(chē)下設(shè)備。（6）列車(chē)表面光滑平整，無(wú)明顯的凸出和凹陷。（7）兩車(chē)輛連接處采用橡膠大擋風(fēng)，與車(chē)身保持平齊，避免形成空氣渦流。（8）列車(chē)受電弓外形具有良好的空氣動(dòng)力學(xué)性能。

5.4 車(chē)體結(jié)構(gòu)的輕量化技術(shù)

輕量化主要有三大優(yōu)點(diǎn)：一是節(jié)能；二是減小對(duì)軌道的破壞；三是改善振動(dòng)噪聲引起的環(huán)境問(wèn)題。節(jié)能主要體現(xiàn)在牽引和制動(dòng)消耗的能量上，重量越輕，所需牽引和制動(dòng)功率就越小。列車(chē)超重，對(duì)軌道的振動(dòng)沖擊越嚴(yán)重，易造成軌道的破壞。重量越大，振動(dòng)噪聲越大。

要想實(shí)現(xiàn)車(chē)體的輕量化，主要有2個(gè)辦法：一是選用新型的輕質(zhì)材料，而是優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前車(chē)體輕量化材料一般選用耐候鋼車(chē)體、不銹鋼車(chē)體、鋁合金車(chē)體等。

5.5 車(chē)內(nèi)設(shè)備的輕量化技術(shù)

車(chē)內(nèi)設(shè)備首先要滿足防火阻燃的要求之后再考慮輕量化。車(chē)內(nèi)設(shè)備約占車(chē)體總質(zhì)量的20%，所以車(chē)內(nèi)設(shè)備輕量化對(duì)車(chē)體輕量化具有重要意義。

車(chē)內(nèi)設(shè)備均可采用輕合金或高分子工程材料或復(fù)合材料，使設(shè)備重量大大減輕。

5.6 轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)輕量化技術(shù)

降低轉(zhuǎn)向架自重是高速轉(zhuǎn)向架技術(shù)開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方面，它對(duì)改善車(chē)輛振動(dòng)性能和減小輪軌之間的動(dòng)力作用均有顯著效果。國(guó)外高速轉(zhuǎn)向架輕量化的主要措施之一是采用無(wú)搖枕結(jié)構(gòu)，此外還有很多輕量化措施。

通過(guò)對(duì)車(chē)體結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)、車(chē)內(nèi)設(shè)備及其它設(shè)備在選材和優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上采取措施，可使車(chē)輛自重（軸重）明顯減輕。

6 車(chē)體氣密性及隔音技術(shù)

6.1 車(chē)體氣密性

我們?cè)谧?chē)時(shí)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)線這樣的狀況，當(dāng)列車(chē)駛?cè)胨淼罆r(shí)，我們會(huì)感到耳鳴，甚至感到疼痛。這是因?yàn)楦咚倭熊?chē)再通過(guò)隧道時(shí)，車(chē)體結(jié)構(gòu)上要承受較大的交變壓力載荷。這種壓力變化還會(huì)引起車(chē)內(nèi)壓力的變化，從而使乘客產(chǎn)生耳鳴、疼痛感，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)舸┒?。所以高速?chē)輛必須保證良好的氣密性。

6.2 隔音技術(shù)

減少車(chē)內(nèi)的噪音，一是減少噪聲源發(fā)出的噪聲強(qiáng)度，二是提高車(chē)體的隔音性能。（1）消弱噪聲源發(fā)出的噪聲強(qiáng)度：在車(chē)輪上安裝消音器和開(kāi)發(fā)彈性車(chē)輪，這樣可以有效的降低輪軌摩擦產(chǎn)生的噪聲；車(chē)體外形設(shè)計(jì)成流線型，車(chē)體表面平整、光滑都有利于減小空氣與車(chē)體的摩擦聲；采用橡膠風(fēng)擋，可減小撞擊聲；在空調(diào)系統(tǒng)上安裝消音器，降低牽引電機(jī)風(fēng)扇的噪音、驅(qū)動(dòng)裝置等設(shè)備的振動(dòng)噪音。（2）提高車(chē)體隔音性能：采用雙層墻結(jié)構(gòu)，可增加隔音量；在車(chē)體金屬表面涂刷防震阻尼層，使鋼結(jié)構(gòu)的聲頻震動(dòng)轉(zhuǎn)化為熱能消耗掉；采用雙層車(chē)窗，減少?gòu)膫?cè)面?zhèn)魅胲?chē)內(nèi)的噪聲；車(chē)內(nèi)選用吸聲效果好的高分子聚合材料；而且提高車(chē)體氣密性也可以起到隔音作用。

7 防火安全技術(shù)

7.1 防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

在全封閉、高速的的動(dòng)車(chē)組列車(chē)上如果發(fā)生火災(zāi)，情況會(huì)是非常危險(xiǎn)的。所以動(dòng)車(chē)組上的防火技術(shù)非常重要。

高速列車(chē)防火系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則是：系統(tǒng)集成、預(yù)防為主、應(yīng)急對(duì)策、以人為本。

7.2 防火結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（1）要選用防火阻燃的材質(zhì)：車(chē)輛使用的耐火材料，主要是指阻燃、低煙、低毒的高分子材料和耐火涂料；根據(jù)車(chē)型位的不同選擇不同等級(jí)的防火、防煙毒材料。（2）緊急設(shè)備：車(chē)門(mén)除自動(dòng)開(kāi)關(guān)外應(yīng)設(shè)有手動(dòng)開(kāi)關(guān)，車(chē)窗上應(yīng)設(shè)有應(yīng)急手錘，發(fā)生事故時(shí)旅客可自行脫離現(xiàn)場(chǎng)。

7.3 火災(zāi)預(yù)測(cè)和滅火裝置設(shè)計(jì)

（1）車(chē)體內(nèi)應(yīng)設(shè)有煙霧報(bào)警器，并與地面防火系統(tǒng)聯(lián)防。（2）每個(gè)拖車(chē)乘務(wù)室應(yīng)設(shè)置一個(gè)手動(dòng)的火災(zāi)報(bào)警按鈕。（3）每個(gè)列車(chē)內(nèi)應(yīng)設(shè)有一個(gè)6L便攜式噴霧滅火器和一個(gè)6kg干粉滅火器。

8 結(jié)語(yǔ)

高速鐵路以其安全、舒適、快捷的優(yōu)點(diǎn)深得人心，符合現(xiàn)代人出行的需要。再加上動(dòng)車(chē)組的節(jié)能環(huán)保，必將在未來(lái)快速發(fā)展，成為人們出行的首選交通工具。中國(guó)人口眾多，客流量大，高速鐵路的發(fā)展必將改善客流密度，使人們出行不在困難，加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展，使我們的國(guó)家更加富強(qiáng)。