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鐵路高速化的技術基礎 需大功率牽引機車

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鐵路高速化的技術基礎 需大功率牽引機車

發布日期:2019-09-17 作者: 點擊:

高速鐵路是一項龐大的系統工程,是當今世界鐵路高新技術的一項重大成就,集機械、動力、控制、電子、信息、環保等一系列學科之精華,綜合利用了計算機、網絡、材料、工藝方面的最新成果,將牽引機車、車輛、線路、橋梁、信號等新產品組合成一個整體,從而使鐵路成為世界上僅次于飛機的現代化高速交通工具。它的每一方面都不能有一點含糊和疏漏,否則造成的后果不堪設想。

車身流線型減少阻力

高速鐵路是指行車速度達到每小時200公里以上的客運專線。列車運行最高速度從每小時的100公里,提高到每小時200公里是一個質的飛躍,列車常速運行時不明顯的因素,到高速時就會暴露出來。比如,由于列車高速運行時空氣阻力上升,這種阻力占運行總阻力的80%-90%,比以時速100公里運行時大了3-4倍,因此空氣阻力的變化成為影響速度提高的重要因素。為了減小阻力,高速列車的端部都做成流線型,像子彈頭,像梭子??茖W實驗證明:圓形端部的阻力是方形端部阻力的1/5-1/6。技術人員對車廂連接處也做了處理,使其更加平順、光滑。而且,通過降低車輛高度也能有效減少空氣阻力,經過技術處理后的高速列車,它的外形都是流線型,常被稱為“子彈列車”。

“心臟”大功率電力機車

高速鐵路對技術要求是全方位的。首先,要有大功率牽引機車。俗話說,火車跑得快,全靠車頭帶。目前,一列普通客車所需的機車牽引功率為2000-3000千瓦,而一列時速300公里的高速列車所需的機車牽引功率則高達10000千瓦。在現代鐵路牽引動力的行列中,電力機車和內燃機車并駕齊驅,分擔運輸任務。兩者比較,電力機車功率大、拉得多、跑得快、爬坡能力強,在運營中比內燃機車更勝一籌。一臺電力機車的運輸能力相當于1.5臺內燃機車,而電力機車牽引每萬噸公里能耗僅為內燃機車牽引的2/3。當然,電力機車必需有供電系統,造價要高些。

第二,要有又輕又穩的車輛。由于采用諸如高強度鋁合金、玻璃纖維、加強塑料、高聚氨脂等新材料,使得車輛自身重量大幅度下降,車輛輕量化目標得到實現。不僅如此,采用計算機技術設計的流線型車身以及采用智能化控制的車輛密閉通風結構,使高速列車具有極其良好的空氣動力性能。車輛轉向架是確保列車高速運行平穩的一個關鍵部件,采用計算機仿真技術來設計車輛轉向架,同時采用先進的精確制造工藝和組裝技術,能使車輛自身振動和線路干擾振動降低到最低水平。

軌道無接縫超長鋼軌

鐵路是由一根根鋼軌連接起來的。在普通鐵路上,火車是在有縫線路上行駛,運行中會產生劇烈的震動,并發生噪聲,影響旅客的休息,同時,因為車輪與鋼軌的端部不斷沖擊,在鋼軌與鋼軌的連接處,軌縫就會產生凹陷現象,使車輪和鋼軌的使用壽命降低,隱患隨之增多。

高速鐵路使用的是無縫線路。所謂無縫線路,就是把鋼軌焊接起來的線路,所以又稱焊接長鋼軌線路。無縫線路與有縫線路相比,有顯著的優越性,僅從節約勞力和延長設備使用壽命方面計算,無縫線路比有縫線路可節約線路維修費用50%左右,此外,還可減少機車車輛的修理費,并能使火車運行平穩,旅客乘坐舒適。無縫線路是改革鐵路結構的一項新技術,它能使行車速度大提高,在普通鐵路的軌道結構中,支承軌枕的石碴叫道床,而整體道床是一種新型軌道基礎,它是用鋼筋混凝土澆注而成的。整體道床的優點是堅固耐久、造價便宜、線路平順、整潔美觀。不但有利于高速列車的行駛,而且延長了線路上部建筑的使用壽命:它特別適合與無縫線路配合使用,可以大大提高線路強度和運輸能力。

“大腦”全自動控制系統

高速列車要有先進的列車自動控制系統。整個列車自動控制系統是由行車自動指揮、列車自動駕駛和列車自動防護三大部分組成。整個系統的特點是:以電子器件和微電子元件組成集中管理、分散控制的模式來替代傳統模式,從而確保高速列車高效率、高可靠性地行駛。日本是最早發展高速鐵路的國家,40多年來,從未發生過行車重大事故,創造了世界行車安全之最,其主要經驗之一,就是采用先進的列車自動控制系統。

21世紀是高速鐵路世紀,在世界鐵路向高速化邁進的過程中,確保列車運行安全是各國鐵路的努力方向。當前,鐵路科技發達國家正在研制和試驗世界最新的綜合性異常檢測系統,這也是列車中裝有在行駛過程中對車輛各部分以及地上設施的重要部位進行監測的裝置,一旦發現異常情況,該裝置便立即通過通信網向中央計算機報警,以防事故的發生。這種下一代新干線被稱為“具有頭腦的新干線”。


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關鍵詞:內燃牽引機車配置,內燃牽引機車,礦用防爆機車

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