高速列車關鍵技術分析

摘 要：現今時代進步促使國家鐵路運輸得到了較快發(fā)展，在該種環(huán)境背景之下優(yōu)化列車技術成為了國家政府以及社會大眾關注的焦點?？梢哉f高鐵是高新技術集成展現，而高速列車則是先進數控以及材料和相應電子等綜合技術應用載體。先進的列車技術對于推進我國鐵路運輸的發(fā)展起著重要的作用。本文基于此就高鐵列車主要涉及的五項關鍵性技術予以分析，以期為后續(xù)關于高鐵方面以及列車技術方面的研究提供一定參考依據。

關鍵詞：高速鐵路；列車；關鍵技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.231

0 前言

一般來講如果依據動力驅動以及輪對分布對高速列車進行劃分，則包含了動力分散和動力集中兩種高速列車；如果是依據車輛聯結和轉向架予以劃分則包含了鉸接型和獨立型兩種高速列車。隨著現今技術發(fā)展高鐵列車在運行速度上實現了較大化提高，順利實現每小時三百千米以上的運行速度目標。下面就高速列車關鍵的五項技術進行闡述分析。

1 關鍵技術之牽引傳動

牽引傳動該種技術主要是包含了特殊裝置要求以及變流系統。首先從特殊裝置要求來講，牽引傳動需要建立在額定大功率基礎上，牽引電機具備維修便捷以及較輕重量和耐復雜環(huán)境的實際特點，對于牽引電機進行速度控制也會比較便捷。牽引電機在速度轉矩方面能夠可抑制無轉向，損害機械以及電氣較小；其次從變流系統來講主要是建立在交流——直流——交流轉換基礎上，簡單來講就是將交流單項電向直流電予以轉變之后，利用逆變器再實際轉變?yōu)榻涣魅龓烧{頻電流，進而為牽引電機實際運行而服務。高速列車實際應用的變流系統相較于工業(yè)生產涉及變流系統更加優(yōu)越，不僅具備較寬調速，而且還具備較強電壓波形，尤其是在牽引傳動方面可靠性較高同時效率較高，還具備較強防震功能。

2 關鍵技術之復合制動

復合制動該種技術主要是包含了基礎制動以及制動兩種系統。相較于一般列車，高速列車實際應用的復合制動該種技術要更為先進，所謂復合制動就是能夠保證高速列車在緊急狀況下實現短時間或者是短距離有效制動，從而將行車安全予以有效保障。首先從制動系統來講，高鐵列車涉及的先進制動系統主要是建立在摩擦制動以及電氣制動兩種復合方式基礎上，在實際制動環(huán)節(jié)中通常首先電氣制動，通過列車動力和空氣動力進而實現列車自動控制運行。而在此基礎上配合摩擦制動；其次從基礎制動來講，基礎制動建立在盤形功率裝置基礎上，因此也可以將基礎制動稱之為是盤形制動[1]。在實際制動環(huán)節(jié)列車閘片會和相應制動盤予以良好協作，通過將兩者強度予以增加以及熱裂紋予以減少進而起到制動效果。

3 關鍵技術之高性能轉向架

高性能轉向架該種技術主要是包含了懸掛以及有源控制兩種系統。所謂高性能轉向架使高速列車具備了運行靈活性以及曲線性。這對于高速列車安全運行起著重要的影響作用。首先從懸掛系統來講，一系懸掛利用簧下質量以及軸箱定位來對高速列車穩(wěn)定運行予以作用，而二系懸掛相較于一系懸掛更為重要，能夠對高速列車在較快速度的實際運行中避免較大震動狀況產生，二系懸掛中的空氣彈簧能夠將列車運行很想剛度予以良好降低，并對列車運行水平予以調整變位；其次從有源控制來講，通常高速列車在曲線性以及相應的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性三者之間具備較強的制約性，簡單來講就是列車運行穩(wěn)定和運行曲線以及運行平穩(wěn)三者相互作用而又互相約束。有源控制該種系統中將列車運行中上述三者數據予以分析，之后對空氣彈簧實際參與予以相應調整，結合半主動以及主動兩種控制技術進而保證列車實現平穩(wěn)穩(wěn)定安全運行。

4 關鍵技術之輕量化

輕量化該種技術主要是包含了車體以及轉向架兩方面，首先從車體方面輕量化來講，傳統慢速列車通常應用碳素鋼該種材料來加工車體，而該種材料不僅具有較大自重同時實際使用壽命也不夠長，基于此高速列車將車體材料賦予輕量化先進技術，采用非金屬性高分子優(yōu)化材料作為車廂以及內部設備的主要材料，而采用不銹鋼又或者是耐擠壓鋁合金作為車體材料?；诖烁咚倭熊囋谲圀w方面則具備了維修較少同時無需涂裝的實際特點。而無論是高分子還是耐擠壓鋁合金等等材料均從很大程度上將運行中的列車予以減重；其次從轉向架方面輕量化來講，一般運行中高速列車實際轉向架占到了整體列車自重的25%到30%之間[2]。而對于轉向架予以減重就顯得至關重要?，F今高速列車往往將無搖枕該種結構應用在轉向架的加工制作中，同時將H型鋼板作為轉向架實際材料，車軸空心同時取消端梁從而真正對轉向架予以了優(yōu)化。

5 關鍵技術之空氣動力學

空氣動力學該種技術主要是包含了列車頭以及列車外形兩方面設計技術。首先從列車頭方面設計技術來講，一般高速列車在實際運行中由于速度較快因此實際受到的阻力也會更強，如隧道氣壓波以及列車外部壓力和相應的空氣阻力等等，如果是以往的四方型列車頭往往在較強的運行阻力下是很難實現提速目標的。但是如果應用空氣動力該種先進設計技術可以將列車頭予以流線型實際設計，而具備流線型的列車頭以細長尖頭為主，阻力更小；其次從及列車外形方面設計技術來講，高速運行中的列車需要具備平整光滑的外部表面，尤其是各個車廂之間需要過渡平滑這樣才能將運行中氣動側力以及交會壓力予以良好減少，而先進的空氣動力該種設計技術則能夠較好實現上述目標[3]。

6 結論

綜上分析可知，現今高鐵成為了國內居民出行的重要交通工具，而高鐵列車提高運行速度以及強化運行安全成為了現今國家政府以及社會大眾關注焦點。而通過空氣動力以及輕量化和相應的高性能轉向架等關鍵的五項技術則可以將高速列車實際運行速度良好提高并大大的提高了其運行安全。

參考文獻：

[1]繆炳榮，張衛(wèi)華，鄧永權等.新一代中國高速鐵路動車組面臨的技術挑戰(zhàn)與策略研究[J].中國工程科學，2015（04）：98-112.

[2]李芾，安琪，黃春蓉.中國鐵路列車車輛裝備技術發(fā)展及展望[J]. 中國鐵路，2012（11）：11-17.

[3]盧春房.提高鐵路科技創(chuàng)新能力促進鐵路科學發(fā)展——在全路科技工作會議上的講話（摘要）[J].中國鐵路，2013（02）：17-22.

作者簡介：馬松花（1966-），河南新宻人，副教授。