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北京与上海之间,隔了3个小时

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6月25日,“复兴号”亮相,6月26日通车,现为试运营阶段。6月26日上午11:05在京沪高铁正式双向首发。根据12306全国铁路客户服务中心官网显示,本次“复兴号”担当的G123次和G124次高速列车跑完全程时间是5小时45分。据了解,“复兴号”列车的试验速度是400km/h。不过首发的两列“复兴号”时速依旧保持了“和谐号”原先的速度,200- 350公里每小时进行。理论上今后北京到上海对开的高铁,可能只需要3个多小时就能到达。

“复兴号”中国标准动车组 北京南站

不禁感叹科技时代距离已经不再是一个大问题,但更多的是自豪于如此强悍的“复兴号”是我国具有完全自主知识产权的中国标准动车组。在中国的高铁,可能是继“外卖”之后吸引外国朋友喜欢中国的又一原因。


绝对的自主研发

高铁在中国一开始是从别国引进,在中国的高铁一直存在些问题。比如车不能“互联互通”。仅司机的操作台不一样,连车厢里的定员座位都不一样,无法相互替代。一旦某节车出现故障,需要组织乘客换乘,临时调来的车很可能出现要么“挂不上”,要么“缺座位”;而且因为车型标准不统一,每种车都需要有备用车停在车站应急,动车检修的车间也要把4种车的零部件全配备,甚至高铁司机也要把各种车型都学习一遍。

而这次“复兴号,是中国标准动车组的“中国”,软件全部是自主开发。在高速动车组254项重要标准中,中国标准占84%。中国标准动车组整体设计以及车体、转向架、牵引、制动、网络等关键技术都是我国自主研发,具有完全自主知识产权。

“复兴号”中国标准动车组 上海虹桥站

这也就意味着今后所有高铁列车都能连挂运营,互联互通。只要是相同速度等级的车,不管哪个工厂出品,不管是哪个平台出品,都能连挂运营,不同速度等级的车也能相互救援。


与“和谐号”相比,“复兴号”的优势是什么?


“寿命”更长

中国标准动车组在降低全寿命周期成本、进一步提高安全冗余等方面加大了创新力度。为适应中国地域广阔、温度横跨正负40℃、长距离、高强度等运行需求,“复兴号”进行了60万公里运用考核,比欧洲标准还多了20万公里。最终,整车性能指标实现较大提升,“复兴号”的设计寿命达到了30年,而“和谐号”是20年。


“身材”更好

采用全新低阻力流线型头型和车体平顺化设计,车型看起来线条更优雅,跑起来也更节能。坐过“和谐号”的朋友都会发现,动车组车顶有个“鼓包”,那其实是受电弓和空调系统。咱们“复兴号”把这个“鼓包”下沉到了车顶下的风道系统中,使列车不仅看起来更美,列车阻力比既有CRH380系列降低7.5%-12.3%,列车在350公里时速下运行,人均百公里能耗下降17%左右。


“容量”更大

从外面看“复兴号”身材更好了,登车后,旅客还会惊异于空间更大,因为列车高度从3700毫米增高到了4050毫米。虽然断面增加、空间增大的情况下,按时速350公里试验运行,列车运行阻力、人均百公里能耗和车内噪声明显下降,而且有心的乘客还会发现,座位间距更宽敞。


舒适度更高

“复兴号”空调系统充分考虑减小车外压力波的影响,通过隧道或交会时减小耳部不适感;列车设有多种照明控制模式,可根据旅客需求提供不同的光线环境。当然更值得喜大普奔的是,车厢内实现了WiFi网络全覆盖。当然,这个连接效果如何,还有待乘客们上车检验。


“警惕性”更高

“复兴号”设置智能化感知系统,建立强大的安全监测系统,全车部署了2500余项监测点,比以往监测点最多的车型还多出约500个,能够对走行部状态、轴承温度、冷却系统温度、制动系统状态、客室环境进行全方位实时监测。它可以采集各种车辆状态信息1500余项,为全方位、多维度故障诊断、维修提供支持。

此外,列车出现异常时,可自动报警或预警,并能根据安全策略自动采取限速或停车措施。在车头部和车厢连接处,还增设碰撞吸能装置,在低速运行中出现意外碰撞使,可通过装置变形,提高动车组被动防护能力。



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达索系统的Simpack是专家级机电系统运动学/动力学仿真分析软件,具有先进的求解器技术和丰富的专业化模块,能仿真模拟现实世界中任何的机械/机电系统,广泛应用在汽车、铁路、航天、风机等各个行业。

2017年5月1日劳动节当日晚上,央视《焦点访谈》节目播出“全国五一巾帼奖章”获得者、中车株洲电力机车有限公司的高级工程师曾艳梅研制中国人自己的120公里时速A型地铁车辆转向架的经历。

曾艳梅告诉记者,在研制120公里时速A型地铁车辆转向架之前,中国只有研制100公里时速A型地铁车辆转向架的经验,然而时速从100公里到120公里,虽然只提高了20公里,但对于转向架来说却是质的跨越,一切都要重新设计。

速度提高了,车辆就很容易出现失稳的现象,舒适性也会变差。为了解决高速下车辆的运行安全性和运行舒适性的问题,曾艳梅大胆地提出了轻量化设计思想,就是要让转向架变得更轻。

地铁车辆转向架看似简单,却包括10多个复杂的功能系统,涉及零部件上万个,要让它变轻谈何容易。一个转向架重达七八吨,按照曾艳梅的计算,至少要减轻百分之十,才能保证在120公里时速下的安全性指标。经过反复思考计算,曾艳梅把目光投向了四个车轮上的刹车盘。

据了解,在这之前,地铁车辆制动系统的刹车盘都是采用钢铁材料做成的,全世界的地铁车辆还没有在刹车盘上采用铝合金材料的先例,曾艳梅决心大胆试试。

经过反复计算比较多种铝合金材料和各种刹车片,曾艳梅终于找到了理想的铝合金材料。新的铝合金材料刹车盘换上后,重量比以前减轻了三分之二。

解决了车辆的安全性问题,曾艳梅又开始着手解决另外一个难题,那就是在高速下车辆的舒适性和稳定性问题。这跟转向架的两级弹簧减振系统密切相关。(敲黑板,这里是重点:采用的软件是专家级多体动力学软件Simpack,注意看视频内容。

一般车辆转向架的一级减振系统采用的是螺旋钢弹簧,直接影响车辆的稳定性,二级减振系统采用的是空气弹簧,直接影响乘客的舒适性感受。曾艳梅要解决的难题是,在120公里的高时速下,如何避免两级弹簧产生共振。

解决共振的办法就是要对两级弹簧的各种参数进行最佳匹配。曾艳梅率领她的团队,选出了几十种一级弹簧和二级弹簧,通过废寝忘食的计算分析,终于找到了一种最佳的匹配参数。



来源:达索系统
Simpack碰撞航空航天汽车电力多体动力学理论材料控制工厂试验
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首次发布时间:2023-04-21
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