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铁路高速化的技术基础 需大功率牵引机车

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铁路高速化的技术基础 需大功率牵引机车

发布日期:2019-09-17 作者: 点击:

高速铁路是一项庞大的系统工程,是当今世界铁路高新技术的一项重大成就,集机械、动力、控制、电子、信息、环保等一系列学科之精华,综合利用了计算机、网络、材料、工艺方面的最新成果,将牵引机车、车辆、线路、桥梁、信号等新产品组合成一个整体,从而使铁路成为世界上仅次于飞机的现代化高速交通工具。它的每一方面都不能有一点含糊和疏漏,否则造成的后果不堪设想。

车身流线型减少阻力

高速铁路是指行车速度达到每小时200公里以上的客运专线。列车运行最高速度从每小时的100公里,提高到每小时200公里是一个质的飞跃,列车常速运行时不明显的因素,到高速时就会暴露出来。比如,由于列车高速运行时空气阻力上升,这种阻力占运行总阻力的80%-90%,比以时速100公里运行时大了3-4倍,因此空气阻力的变化成为影响速度提高的重要因素。为了减小阻力,高速列车的端部都做成流线型,像子弹头,像梭子。科学实验证明:圆形端部的阻力是方形端部阻力的1/5-1/6。技术人员对车厢连接处也做了处理,使其更加平顺、光滑。而且,通过降低车辆高度也能有效减少空气阻力,经过技术处理后的高速列车,它的外形都是流线型,常被称为“子弹列车”。

“心脏”大功率电力机车

高速铁路对技术要求是全方位的。首先,要有大功率牵引机车。俗话说,火车跑得快,全靠车头带。目前,一列普通客车所需的机车牵引功率为2000-3000千瓦,而一列时速300公里的高速列车所需的机车牵引功率则高达10000千瓦。在现代铁路牵引动力的行列中,电力机车和内燃机车并驾齐驱,分担运输任务。两者比较,电力机车功率大、拉得多、跑得快、爬坡能力强,在运营中比内燃机车更胜一筹。一台电力机车的运输能力相当于1.5台内燃机车,而电力机车牵引每万吨公里能耗仅为内燃机车牵引的2/3。当然,电力机车必需有供电系统,造价要高些。

第二,要有又轻又稳的车辆。由于采用诸如高强度铝合金、玻璃纤维、加强塑料、高聚氨脂等新材料,使得车辆自身重量大幅度下降,车辆轻量化目标得到实现。不仅如此,采用计算机技术设计的流线型车身以及采用智能化控制的车辆密闭通风结构,使高速列车具有极其良好的空气动力性能。车辆转向架是确保列车高速运行平稳的一个关键部件,采用计算机仿真技术来设计车辆转向架,同时采用先进的精确制造工艺和组装技术,能使车辆自身振动和线路干扰振动降低到最低水平。

轨道无接缝超长钢轨

铁路是由一根根钢轨连接起来的。在普通铁路上,火车是在有缝线路上行驶,运行中会产生剧烈的震动,并发生噪声,影响旅客的休息,同时,因为车轮与钢轨的端部不断冲击,在钢轨与钢轨的连接处,轨缝就会产生凹陷现象,使车轮和钢轨的使用寿命降低,隐患随之增多。

高速铁路使用的是无缝线路。所谓无缝线路,就是把钢轨焊接起来的线路,所以又称焊接长钢轨线路。无缝线路与有缝线路相比,有显著的优越性,仅从节约劳力和延长设备使用寿命方面计算,无缝线路比有缝线路可节约线路维修费用50%左右,此外,还可减少机车车辆的修理费,并能使火车运行平稳,旅客乘坐舒适。无缝线路是改革铁路结构的一项新技术,它能使行车速度大提高,在普通铁路的轨道结构中,支承轨枕的石碴叫道床,而整体道床是一种新型轨道基础,它是用钢筋混凝土浇注而成的。整体道床的优点是坚固耐久、造价便宜、线路平顺、整洁美观。不但有利于高速列车的行驶,而且延长了线路上部建筑的使用寿命:它特别适合与无缝线路配合使用,可以大大提高线路强度和运输能力。

“大脑”全自动控制系统

高速列车要有先进的列车自动控制系统。整个列车自动控制系统是由行车自动指挥、列车自动驾驶和列车自动防护三大部分组成。整个系统的特点是:以电子器件和微电子元件组成集中管理、分散控制的模式来替代传统模式,从而确保高速列车高效率、高可靠性地行驶。日本是最早发展高速铁路的国家,40多年来,从未发生过行车重大事故,创造了世界行车安全之最,其主要经验之一,就是采用先进的列车自动控制系统。

21世纪是高速铁路世纪,在世界铁路向高速化迈进的过程中,确保列车运行安全是各国铁路的努力方向。当前,铁路科技发达国家正在研制和试验世界最新的综合性异常检测系统,这也是列车中装有在行驶过程中对车辆各部分以及地上设施的重要部位进行监测的装置,一旦发现异常情况,该装置便立即通过通信网向中央计算机报警,以防事故的发生。这种下一代新干线被称为“具有头脑的新干线”。


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关键词:内燃牵引机车配置,内燃牵引机车,矿用防爆机车

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