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低重心 大容量 双层动车也能跑出时速350公里

2019-02-19 09:12来源:科技日报

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  18日,由中国科学院研制的中国未来双层高铁动车组概念模型被媒体披露,引发关注。双层高铁动车组目前在世界上的研发情况如何?什么技术最经济、安全?

  当日,在接受科技日报记者采访时,西南交通大学教授张卫华介绍说,德国、法国的下一代高速列车均提倡用双层动车组技术,其目标是提高旅客乘坐能力,提供运能,提高经济性。

  “就速度来说,只要解决了低重心和大容量等设计技术问题,单层速度跑时速350公里,双层动车速度也应该没问题。”张卫华说。

  列车高速行驶,如果车体加高荷载加重,高速转弯时会因离心力作用导致失稳,这也是双层高铁动车组研制中最关键的问题。

  张卫华认为,只要车体重心低,在规定的平衡速度下,即离心力和曲线超高的重力横向分量抵消,安全性不仅没有问题,而且会更好。

  如何实现车体低重心、大容量?“德国下一代高速列车,希望用独立旋转车轮技术,可使整列车实现低地板,以保持良好的双层空间。”张卫华说。

  所谓独立旋转车轮,是将两轮通过滚动轴承安装在车轴上,车轮相对于车轴能够自由转动,而车轴不必转动。

  “与轨道车辆的刚性轮对相比,独立旋转车轮的轮对摇头和横移动不再耦合,实现了左右轮的解耦,理论上不存在纵向蠕滑力,因而不会产生蛇行失稳。”张卫华解释说,没有蛇行临界速度的限制,使得采用独立车轮的车辆可以达到较高的运行速度。同时,由于运行时车轴不转动,故可以取消公用车轴,或者将车轴做成下凹型,以降低地板面的高度。

  除低地板技术外,张卫华认为,还包括车体布置总体技术,包括客室与座位(或卧铺)布置、原来车下设备的上车问题、以及除低地板外的大容量车体技术(结构设计与制造)。

  公开资料显示,在传统的高铁强国,双层动车组技术已经比较成熟了。例如,法国的TGV Duplex动车组,经历了长时间的运行和多次改进,能提升50%客运量,持续运行时速能达到320公里,堪称双层高铁动车组的王者。

  日本20年前就有了双层的高铁动车组。新干线E4系列车于1997年就上线运行,时速240公里,有16节车厢、定员1634人,是世界载客最多的高速车辆。我国目前16节长编组的“复兴号”动车组,每列定员为1193人。春节前刚刚发布的17节超长编组“复兴号”动车组,每列定员为1283人。

  我国双层高铁动车组研制也在进行。2018年11月,由中车株机研制的动力分散型铝合金双层高铁动车组首次公开亮相。该车采用流线型车头,全车采用模块化设计理念,能够实现4/6/8节编组;8节编组车型全车共有坐席820个,最大载客量1708人。

  据介绍,该双层动车组瞄准国际市场,以时速160公里为基础技术平台,车体、转向架等核心部件按照高速动车组的标准设计、验证,可以根据不同需求进行技术升级,达到时速160公里以上多种速度等级。同时整车采用轻量化设计,复合制动控制,安全节能环保。

  “虽然是双层动车组,但其车辆限界与单层一致。”张卫华说,现有线路和接触网都适用。(矫阳)

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