看了下高票的回答,我觉得很好啊,模块化的思路并不是完全创新的,10年前庞巴迪的Talent或者更早在2004年Stadler的Flirt就这么搞了,那个不太成功的AGV也是这种思路,庞巴迪还向当时的铁道部推销过,现在西欧四大厂新设计的动车组基本都是模块化的规格,因为很受运营商的喜欢。双层拖车单层动车的思路也是4年前庞巴迪的Regio 2N上最早看到的。但是能搞出这个车说明我们的整体设计能力和列车网络技术已经上了一个新的台阶了,必须赞。
CRH3X 主要的创新点主要有两部分,一方面是牵引传动,另外一方面是旅客界面。
唐车在完成 CRH3C 时速 350KM/h 动车组的量产以后,就开始研究时速 200~250KM/h 动车组的前期研究。这个研究我们熟知的成果就是研制出 CJ1 和 CJ2 两款外形不太好看的动车组。另外一方面还存在一个时速 250KM/h 的动力集中动车组方案。
与株机 200~250KM/h 动力集中动车组的设计不同,唐车的 250KM/h 动力集中动车组方案是八辆编组设计,2M6T 的动力配置。动力车设置在 1 车和 8 车,中间 2 车到 7 车共 6 个车厢都是拖车。不同的是动力车厢也是载客的,牵引设备都放在动力车的车底,拖车车底放置辅助变流器。这样八个车厢都能载客,不像现在的动力集中动车组,牺牲了一个动力车的载客容量。说白了就是 CRH3C 砍掉了 3 车和 6 车的牵引电机,只保留 1 车和 8 车的牵引电机。最终这种设计只停留在纸面上,并没有制造出样车。
既有动车组的确有检修运用时的弊端。既有动车组固定在八辆编组或十六辆编组无法自由解编增编,客流低峰期就无法减少编组降低成本。要不就是车次直接停运,但这样做又影响乘客出行。到了客流高峰期,某车次的客流量需要增加到十二辆编组的人数。要不就是两列八辆编组的动车组重联,要不就是放弃这部分增量的客流。还有就是如果动车组的一个车厢出现故障需要维修,那么整列车都无法上线运营。
于是黄总工程师带领他的团队,潜心研究在 2012 年就申请了动力分散又且相对集中的动车组专利,并且在 2013 年审批通过。
拿到实用新型专利以后,可变编组动车组开始实车研发。大约在 2016 年整车完成组装。CRH3X 分为两个平台,一个是 250KM/h 速度平台,另外一个是 350KM/h 速度平台。根据不同的速度要求,配置不同的动拖比实现不同的速度等级。250KM/h 平台可扩展到 160~300KM/h,350KM/h 平台可扩展到 200~350KM/h。
每一个车厢都是独立一个单元。动力车必然是单层车。动力车车厢底部放置牵引动力集成单元、制动单元、废排单元、冷却风机和集便箱。头车车底有动力集成单元(功率只有中间车的一半)、制动单元、回送装置、供风单元、冷却风机和集便箱。头车两个转向架,靠近头型的是无动力转向架,靠近中间车厢的是动力转向架。中间单层拖车有废排单元、制动单元、充电机、集便箱。双层拖车就只有制动风缸和和集便箱了。
250KM/h 平台是使用 1500KW 动力集成单元,头车功率减半到到 750KW。350KM/h 平台使用 2600KW 动力集成单元,头车减半到 1300KW。1500KW 动力集成单元已经由永济电机成功研发。主变压器、牵引变流器都集中在同一个
不过存在一个问题,不管是 250KM/h 平台的 1500KW 动力集成单元,还是 350KM/h 平台的 2600KW 动力集成单元。辅助变流器的容量只有 230KVA。而头车的辅助变流器容量是 100KVA。按照既有动车组的情况,每个车厢的辅助供电容量平均在 100KVA 左右,每节车厢空调系统的功率需求接近 50KW。那么 16 辆长编组动车组的辅助供电需求量在 1600KVA。按照《可变编组动车组设计》一书中的说法。250KM/h 平台下的 160KM/h 长编组列车是 6M10T 编组。辅助供电容量只有 1120KVA。而 350KM/h 平台下的 200KM/h 长编组列车是 4M12T,辅助供电容量只有 660KVA,显然无法满足车辆用电需求。这似乎会限制了动车组动拖比配置不能低于 1:1,总不能让乘客没有照明和空调的情况下坐车吧。
同一个速度平台下,不同速度的配置动拖比不一样,齿轮箱传动比是一样的。同一平台下速度跨度很大,用同一种传动比就不合适了。250KM/h 平台下的齿轮箱传动比是 3.44,牵引电机最高转速大约在 6000rpm 左右。在 16 辆编组的情况下,牵引功率是 10500KW。这是十分适合最高运营速度 250KM/h 的运营场景。而在 160KM/h 等级下的配置是 6M10T,总牵引功率是 7500KW。牵引功率是足够的,但是传动比过低,起动牵引力输出受到限制。牵引电机起动转矩是 2345Nm,算出起动牵引力在 365KN,与 16 辆编组的 CRH2B 相若。考虑到 CRH3X 车体更重,起动加速度还要比 CRH2B 更弱一点。而 350KM/h 平台下 200KM/h 等级的动拖比配置,则让这个问题突出。
在 250KM/h 平台下的 300KM/h 配置下,由于传动比限制,牵引电机无法长时间超过额定最高转速,即使堆上更多动力车,该配置还是无法。假定牵引电机最高转速是 6000rpm,传动比 3.44 只能达到 280KM/h。如果要达到 300KM/h 的运营速度,牵引电机的转速要增加到 6450rpm。这个情况与 CRH2C 第一阶段强行超转速跑 350KM/h 运营速度一样,是存在安全隐患的。
相比之下,西门子主导研发的 ICE 4 则是较为工程化和成熟的可变编组动车组。与 CRH3X 相似的是,ICE 4 的动力车搭载一个 1650KW 的动力集成单元,可以根据需求满足 5 至 14 辆编组自由编组的需求。在 5 至 7 辆编组的长度下,最高运营速度是 230KM/h。而 8 至 14 辆编组则能达到 250KM/h 的运营速度。但是 ICE 4 的动力车并不会集中在动车组的两端,而是动力车和非动力车交错配置,确保每辆拖车前面或后面总有一辆动力车提供辅助供电。ICE 4 的车厢要比一般车厢要长,7 辆编组长度就达到 200 米,14 辆编组长度则到 400 米。传统的车辆设计是 8 辆编组 200 米和 16 辆编组 400 米。
ICE 4 的内饰也采用了模块化设计,座椅都设计成允许快速装拆。列车进入动车基地,48 小时内可以完成一等座车和二等座车布局互换。至于面壁,欧洲人似乎都不太在乎这一方面。
至于旅客界面,CRH3X 中的硬卧车已经在 CRH2E 纵向动卧和 CR400BF 纵向卧铺列车。CRH2E 和 CR400BF 纵向动卧采用的是 4050mm 高度的车体。如果采用 4433mm 车体高度,走廊中间的顶部还能增加乘客存放行李的空间,比现在的空间要大。
软卧车我认为是这款动车组最出彩的地方。定员还是跟现有动卧包厢一样是 40 人,但每个人都有自己的私密空间。设计上允许每个上下铺设置一个玻璃门,很大程度隔绝了中间走道的噪声干扰。纵向软卧还能灵活转换成卧代座。日间作为座车定员 80,与普通的二等座车接近,比现有动卧卧代座增加 20 定员。
至于商务座车,新的座椅设计虽然增加了定员,但是似乎已经确认由于尺寸的原因无法换向。呃,让付了贵价车票的商务座乘客反方向坐几个小时的高铁,这太不厚道了。
还有一个能炒菜的双层餐货合造车,说是能煮热菜,但考虑到现在都没有专门的餐车了。。。
下层的货仓看上去仅仅适合用来托运行李和运输快递小件,还不能用机器装卸,聊胜于无。
至于其他类型的车厢设计,则和现有的和谐号复兴号大同小异,这里就不在详述了。
如果非要让我说 CRH3X 动车组怎么样,我觉得这款车连原型车都算不上,只能算作是某几种技术的概念验证车,类似于 CIT500 和 E954 猫车的角色。这款动车组距离量产还很远,对动车组检修体系也是巨大冲击。但这并不妨碍它的创新之处。牵引传动系统、列车网控、座席布局在国内是全新概念,也是独树一帜的,影响也是深远的。 @丁丁冬冬 在前文提到的难点,我想这是实现动车组编组灵活可变的一个代价。
倒不用纠结列车在日常运用中如何编组变动上的运用。可变编组不仅仅在运用层面,在列车研发层面也是可变编组。不同的铁路运营商有不同的运营要求,厂家往往需要针对需求重新研发车辆,耗时又耗力。而在可变编组动车组的平台上,厂家可以更快向铁路运营商交付车辆,日后铁路运营商要扩大列车编组也更方便。市域铁路和城际铁路初期客运量少,编组小可以减少初期运营成本。后期客流培养起来,客运量极大,需要使用大编组列车满足客流需求。可变编组动车组正好适合这种编组变化大的场景。
最后,因为懒得重新拍《可变编组动车组设计》里的一些章节,所以就直接从 @wmlrail 在铁路在线发的帖子里扒图。如有不妥,立即更正。
谢腰。容我口胡下。
双层,还可变编组?唐山这个步子是不是太大,会不会扯到蛋。
动力设备的布置问题:
目前未知唐山把动力系统分散到多少,不过据我估计,这玩意要搞可变编组,最多二节一动力编组,也就是两节本来就没有多少地步空间的车辆要塞下高压变压器、交直交电气设备、污物箱,还要塞动力转向架,空间必然要拥挤,到时候这些设备再过下火之类的。。。。画美不看啊。
成本问题:
上述电气设备必然有个成本问题,我称之为1+1>2的问题,就是多套小功率小容量电气设备的成本大于一套中等功率等容量电气设备的成本。另外车厢里面还塞那么多客用设备(尤其那个毫无必要的座椅液晶屏),这成本只会打着滚的往上涨啊。
乘客体验问题:
根据网上流传的图,一个双人座头顶上是卧铺位,卧铺位只覆盖了大约1.5个座位宽,这样下面的乘客叽里呱啦聊天的时候,上面睡觉的乘客是不是没法安心睡觉了?还有那个狗屎一样的间隔式商务座,靠近过道的有窗户,靠近侧墙的只能面壁,怎么坐怎么不爽啊。据说还有座椅不能调节前后方向,更别说要在4.75米的高度限界内搞双层,每层内部净空够不够1.8米,不知道个子稍微高点的乘客能不能直着脑袋在车厢里行走。
口胡结论:这车估计要暴死。。。。唐山厂又作妖,估计忘了20年前唐老鸭怎么暴死的。。。