FXD3-J型動車組動力車總體技術研究

朱 飛

（中國鐵路成都局集團有限公司重慶機務段，重慶 400000）

基于我國區域經濟不斷發展的趨勢下，游客出行理念也發生了相應的變化，基于線路車廂配置資源保持不變的基礎上，積極開發低軸重動力集中動車組動力車能夠與當前已有線開行動車組的需求保持一致，借助于已有線的運輸資源以及機車的檢修資源來迎合運輸需求。鑒于此，探索FXD3-J型動車組動力車總體技術，旨在為類似工作提供重要的參考依據。

1.動力車的顯著特征與技術關鍵點

1.1 動力車的顯著特征

第一，通過對設備布置動力的深度剖析，我們可以從中了解到其通常是將以下幾種結構當作主要結構方式：一是單司機室；二是中間貫通道結構。針對機械間關鍵設備來說，需要在充分結合相關原則的基礎上加以設置，最后還要充分利用B0-B0轉向架；針對尾部而言，其應當設置和客車互相銜接的通過門[1]。第二，結合相關實踐調查可知，主電路主要采取了以下幾點：一是全去耦、輕量化牽引變壓器；二是輕量化、大容量牽引電機等。第三，對輔助電路動力車內部進行分析后，可以發現：其里面存在的輔助變流器不單單一起匯集到指定的地方以外，而且還在一定程度上由牽引變壓器2個輔助繞組供電，同時還與牽引系統呈現出解耦的態勢。第四，通過對列車通電系統的分析，我們可以得知該系統一般是借助于邊延期二次側繞組進行供電的，同時也對四象限整流技術進行了充分利用，從中可以發現每一組列車供電模塊輸出功率都是200 kW。第五，針對控制網絡來說，其對兩級總線拓撲結構進行了充分利用，具體分為以下幾個部分：一是列車級總線；二是車輛級總線。對車輛級總線進行深入分析后可知，其一般在車內設備監督通信方面發揮出了不容小覷的價值；第六，針對通風方式來說，其通常將以下幾點當作核心內容：一是獨立通風冷卻；二是機械間正壓技術，就通風機來說，其主要以鋁制風機為主；第七，通過對車體動車車體的分析，我們可以從中了解到其屬于中間內貫通道式單司機室整體承載結構，同時也對單層鋁合金活動頂蓋進行了充分運用；對流線形司機室鋼結構進行深入研究后可知，其實際上是在充分利用板梁結構方式的基礎上形成框架的，而頭罩往往是采取玻璃鋼整體成型方案。第八，通常情況下，轉向架輕量化轉向架存在一定數量的驅動裝置。結合相關實踐調查可知，其一般由以下幾個部分一起構成：一是牽引電機；二是空心軸裝配；三是六連桿等。第九，在深度剖析空氣制動系統制動的基礎上，可以得知：其實際上是將自動式制動機+電空制動當作主要方式的。第十，無論是針對安全防護還是監測診斷機車來說，都對以下幾種裝置進行了科學安裝：一是CTCS裝置；二是6A裝置等，同時還在指定的地方安裝了與之相匹配的高壓安全聯鎖裝置，同時針對車外懸掛部件來說，其主要將防脫落設計當作主要設計方式。

1.2 技術關鍵點

對一體化接口和維護開展動力車和拖車機電一體化接口技術分析，就已有動力車及拖車修程修制，制定出切實可行的維護周期，旨在將其利用率加以提升。其次，快速啟停能力為與動車組啟停標準相吻合，相關人員應當將目光放在以下探索中：一是動力車牽引/制動控制；二是拖車制動系統熱負荷能力的適應性。再次，動力學基于不同牽引模式以及不同編組模式下動力集中動車組動力學研究，促使動車組運行穩定性得到有效保證。最后，車體剛度和模態重點研究中部大開門拖車車體剛度及其模態，旨在與動車組運行需求相匹配[2]。

2.FXD3-J型動車組動力車總體技術指標

2.1 速度等級的明確

對有關技術政策進行深度剖析之后可以得到如下幾點信息：一是客貨運共線的主要干線速度等級最高為200 km/h；二是客運專線速度等級為200～350 km/h。倘若想要與相關要求相匹配，那么這個時候就要求相關人員要在動力車達到指定等級的同時對其加大開發與研究力度，同時還要覆蓋160 km/h及以下各速度等級的旅客運輸。

2.2 限界的明確

倘若想要讓以下幾個方面均滿足相關要求：一是干線鐵路；二是客運專線互聯互通，那么就要采取針對性的手段確保外形尺寸和相關電力機車限界要求相吻合[3]。在對車體截面進行設計時，可采用一體化設計，保證與拖車之間的結合更加緊密。車體的后端不主要通過設置過渡導流罩的方式，讓拖車的高度差得到有效調整。通常情況下，車體下部會設置導流罩和裙板；變壓器兩側的群板上，會被設置兩個檢修窗口，以保證后續的檢測工作可以定期開展，維護車體的運作穩定性。

2.3 動力車總體布設情況

通常情況下，FXD3-J型動力車多為四軸單獨司機室設置。同時，為保證車體在運行過程中不會受到較大的外部阻力，會采用流線型的設計；并在車身的前端設置車鉤開閉機構和司機室；設置在機械室內的中央貫通道寬度可達700 mm；同時，牽引變流器、復合冷卻器等機械設備會被設置在車內，并采用平面斜對稱的方式進行布置；動力車設備布置如圖2所示。車體下部一般會設有兩臺兩軸轉向架以及一個主變壓器，而車頂位置會設有兩臺受電弓和兩臺車頂避雷器；車軸軸頭部位會安裝四個接地裝置，在車內的高壓柜中還會連接網側高壓電器；對司機駕駛室進行深入分析后可知，其兩邊都設置了與之相匹配的側窗，這個窗戶能夠開啟，同時還要在后墻的指定地方安裝相應的門；站在客觀的角度出發來講，司機室主要由以下設備共同組成：一是操縱臺設備；二是前墻設備；三是后墻設備；四是左側墻設備；五是右側墻設備；六是頂面設備。室中還會配備兩個駕駛員座椅。車外設備包括頭燈標志、輔照燈、車端連接設備等，動力車主要采用獨立通風方式，與此同時，共有三個通風支路來保證獨立通風機構的穩定運轉，讓車體內的空氣可以與外部環境自由交換，針對通風支路來說，其通常由以下幾個部分一起構成：一是牽引電機通風支路；二是冷卻通風支路；三是壓縮機通風散熱支路。

2.4 牽引制動特性

結合我國動車組動力車總體技術使用方面的要求，針對160 km/h速度等級的動力集中動車組通常可以分為以下幾種形式：一種是“1動1控+7輛拖車”的短編方案；另一種是“2動+16輛拖車”的長編方案。為了保證固定編組能夠讓動車組相對動力得到分散，相關工作人員可依據市場需求來采用不同編組形式，讓動力集中動車組車承載重量與車輛基本持平，例如，固定編組形式為“1Mc+xT+1Tc”,“1Mc+xT+1Mc”，這可保證車輛編組基于不同速度下其以下幾種參數均能滿足相關標準：一是剩余加速度；二是啟動平均加速度[4]。

2.5 對軸重加以明確

在對動力車軸設計過程中，應當對編組載客量和牽引性能綜合考量，旨在讓二者適應性得到有效保障。筆者結合自身經驗建議相關人員需要對以下幾點予以高度重視：第一，動力車設計軸重成19.5 t ；第二，無論是針對哪根動軸的實際軸重來說，均要和動力車實際平均軸重之間的數值之差保持在2%的范圍內為宜。第三，對于動力車的車輪輪重而言，其和該軸平均輪中之差應當保持在小于該輪平均輪重3%的范圍內為宜。第四，整車左右兩側的輪重差不得超過動力車總重的1%。

2.6 重視運營維護

從我國當前的動車組使用的檢修體制上看，最為常見的一種體制為計劃性預防檢修，共可分為五級修程。其中，一級檢修以及二級檢修屬于運用檢修；三級檢修、四級檢修以及五級檢修屬于高級檢修，通常是在具備一定資歷的單位實施。從客觀的角度出發來講，動車組運用維修通常以走行公里周期為主、時間周期為輔的檢修模式。這是因為動力集中動車組主要以固定編組模式為主，其檢修環節讓以下方面發生了質的改變：一是機車維護形式；二是車輛維護行為。在充分結合以下幾個方面基礎上實現運營維護目的：一是已有機車檢修資源；二是客車檢修資源；具體維護過程中，還應當確保動力車與拖車處于解編狀態，這個步驟應當分別在以下幾個地方進行：一是機務段；二是車輛段。針對既有客車和機車修程對比，請1所示。

表1 既有客車與機車修程對比

3.環保效果

從客觀的角度出發來講，無論是針對動力集中動車組設計制造所使用的材料來說，還是就部件防火而言，均要實施以下幾種標準：一是DIN5510—2003,2級標準；二是GB6771標準，旨在盡可能地預防火災形勢進一步蔓延。對牽引設備進行深度剖析后可知，其一般匯集在動力車的上面，基于這種背景下，動力車輔助機組的工作次數應當在結合以下幾種手段的基礎上減少動車組能耗以及運行期間對四周環境噪聲輻射等級：一是壓縮機間隔啟動；二是機車工況自動調節等，其輻射噪聲與相關標準處于一致的狀態。基于動車組一動不動的情況下，我們就會看到自動控制通風機等相關設備通常都是基于低頻形式下進行運作的，顯然這樣能夠在無形當中降低噪聲輻射的情況。從客觀的角度出發來講，因為編組拖車上面不存在相應的動力設備，因此就能夠讓車廂噪聲等相關問題得到妥善處理，促使越來越多的旅客可以獲得良好的乘車體驗[5]。

4.結語

通過對動力集中動車組動力車開發的深度剖析，我們可以從中了解到其承載了新型的交流傳動客運電力機車技術平臺，能夠在很大程度上為我國更加深入的研究提供了有價值的參考信息。該動力車的開發讓我國交流傳動動力集中動車組的空白得到了有效彌補，同時也對強化鐵路運輸水平、舒緩鐵路運輸瓶頸約束，及其提升我國相關企業的研究開發水平，積極創建我國特色品牌的機車，促使鐵路裝備可以朝著現代化的方向發展等方面均有著積極的意義。