首先,这两台车有什么特别之处呢?注意它们的名字:标准化动车组。 那么标准在哪儿呢?为什么要搞标准化呢?动车组又是什么意思?这要从车辆技术和中国高速铁路的引入历史谈起。 高铁即高速动车组,而动车组是高速铁路的基础运行模式。一般的列车其动力是由位于列车车首的机车提供的,也叫做机辆模式,机即机车,辆即车厢。而动车组也叫做动力分散式列车,它一整列并不是只有车头提供牵引力,而是整列当中多个动力单元即车厢都具有驱动装置,相当于整列车分散着动力一起驱动列车前进。一般的动车组根据不同的动力需求至少有两个以上分开的驱动单元,最多甚至可以做到全列都每个轮对能够提供动力。在动车组中提供动力的单元叫动车(M),不提供动力的单元叫拖车(T),比如6M2T的意思就是全列8节车厢,其中6节具有驱动力。4M4T是4动4拖,依此类推。 CR400BF的动力转向架 而动车组列车相比于机辆模式更适合高速铁路的原因主要有如下几点: 1,受到黏着重量的限制,机辆模式的机车有再大的功率也无法充分发挥到整列加速上面。这是因为全列的驱动力都需要由机车的轮对和轨道之间的摩擦力来提供,机车的重量有限,在重力作用下能够产生的轨道和轮对间的摩擦力也很有限,因此一台机车要靠着自身重量产生的那点微小的摩擦力来拉动身后相当于自身重量几倍甚至几十倍重量的列车,即动拖比小,空有再大的驱动功率也无济于事——如果动力输出超过摩擦力极限只会引起打滑,有劲使不出;而动车组列车的动力是分散的,动拖比大,所以能够带来更强的黏着特性,即能够产生想对更大的用来驱动列车前进的摩擦力,这样就使得动力输出的效率可以更高,更不容易打滑,其直接结果是:能够承载更强的动力、加速更快、爬坡能力更强、对速度的保持能力更好。 传统机辆模式如果输出动力太强只会引起打滑,功率利用率低 2,由于车钩之间存在间隙,传统机辆模式的列车在加速和制动的时候会产生很大的闯动,严重影响乘坐舒适性和整列的动力学特性。而动车组列车由于是整列加速整列制动,所以再加速过程会非常平稳,舒适性和动力学特性都远远好于机辆模式,尤其在高速行驶时,这一点尤为关键。 客车为了运行平稳,禁止使用任何单独制动机车的制动方式 3,不仅加速能力更强,制动性能也更优异。这是由于现在电力驱动的机车除了具备机械制动(空气制动)之外,还具有能够把动能反向转化为电能并回馈电网的再生制动(电制动)功能。在传统机辆模式的列车上,再生制动的制动力只能作用于具有牵引电机的机车动轴上,充其量也就是机车本身,而对于后位被牵引的车辆则完全无济于事。因此在机辆模式的列车上再生制动功能存在两个局限:1,能够提供的制动力有限;2,由于只是作用于机车本身,所以我国铁路客运中是禁止使用再生制动的,以防止再生制动过程中由于车钩间隙造成的后位车辆前闯影响旅客的乘坐舒适。而动车组列车由于动力分散,所以在使用再生制动时既不会引起车辆闯动,也能够提供作用于整列的强大制动力。这种制动力带来的制动效果会比传统机辆模式单纯使用空气制动所带来的制动力输出更加均匀、制动效果更好,同时也更节能(动能并不是在摩擦过程中单纯转化为制动系统的热量被浪费了,而是转化为一部分电能回馈触网,相当于再发电),因此这也为动车组列车在高速行驶提供更强的安全保障-----制动性能。 再生制动将动能转变为电能回馈触网 4,机辆模式机车的较高轴重(每轴承受的重量)是为了带来更好的黏着效果即轮对和钢轨间的摩擦力。而动车组列车由于动力分散,所以就不再需要像机辆模式那么高的轴重了。更低的轴重意味着自身更灵活的动力学特性,以及对钢轨和轨基的压力较小,在施工和维护过程中能够保持更好的状态,更有利于车辆运行的平稳。这点在高速行驶时也是尤为关键的。 第一个问题解答完了,什么是动车组,高速动车组的优势。 继续往下说第二个问题:中国高速动车组的由来。在21世纪初,世界上的高速动车组技术主要集中在日本和欧洲。而我国凭借自己的技术水平自力更生尝试造高速动车组的几次努力均以失败告终。而在那时,时任铁道部部长刘志军就提出了要搞跨越式发展的目标,即认识差距,承认差距,通过市场换技术的手段从西方发达国家引入先进的技术。先后从川崎重工、阿尔斯通,庞巴迪运输和西门子引入了四种高速动车组平台,并与国内四家本土厂家合资生产高速动车组。分别是以庞巴迪和南车集团青岛四方庞巴迪(简称BST)引进了庞巴迪Regina C2008为原型生产的CRH1型、以川崎和南车集团青岛四方引进了川崎E2-1000为原型生产的CRH2型,以西门子和北车集团唐山唐车引进了西门子ICE-3为原型生产的CRH3型,和以阿尔斯通和北车集团长春长客引进了阿尔斯通Pendolino为原型生产的CRH5型。 左:CRH1/2/3/5。右:它们对应的原型车 当然这里想说的是,上述四种车型中并非每个型号都能够真正跑到很高的速度,所以狭义上来讲只能算动车组而并不都算高速动车组,当然无论如何他们所能达到的运营速度也是之前国内传统机辆模式列车所难以企及的,因此在我看来仍然可以在广义上定义为高速动车组。 以上是第一个引入阶段。 之后咱们国家又根据自身的发展和运输需求在这四种原型车的基础上做了一些本土化的改进,研发出了新一代更高运营速度的车型,分别是南车四方以CRH2C型为基础研发的CRH380A/AL型;北车唐车以CRH3C为基础研发出的CRH380B/BL型;北车长客通过以CRH380BL为基础更换了日立牵引系统研发的CRH380CL型;南车BST引进了庞巴迪Zefiro平台研发出的CRH380D型。上述四种车型名字中的“380”是指380公里每小时的运营速度,当然后期人为降速让它们跑不快就是另外一码事了,但它们都具备跑380的能力。除此以外也包括一些新的衍生型号,比如CRH1A-A等这类。 CRH380A/B/C/D 以上是第二个自主消化吸收技术再创新阶段。 当然直到此时,你也应该能够看到咱们国家的高铁仍然没有脱离国外高铁的影子,准确来讲就是它们的构架仍然是国外较早期的车型。所以如果有人问你中国的高铁是怎么来的,在CRH380A/B/C/D的发展阶段你可以这样回答他们:主要从外国买来的,外加一点点自主创新的改造而来的。 这并不丢人,因为很简单:咱们国家的基础工业本来就是落后于西方发达国家的,这是现实,你想不承认都不行。但是咱们有一个优势:人多地大。所以咱们国家对于铁路尤其是高铁的需求又是其它任何国家无法比拟的。在这种双向的需求之下催生了市场换技术的交易,西方一些高铁生产厂家获得了巨额的订单,同时也把高铁技术转让给了中国,虽然并非最新最好的,但至少,咱们国家总体上有了造高铁的技术。 但是这种发展方式仍带来了一个问题:四个合资厂家虽拥有各自的技术却各自为战,产品之间的互通性很差,并且完全执行不同的控制系统和标准。这直接导致了不同厂家不同技术平台的产品无法重联、无法互救、司机无法以统一技术控制的局面。比如来自川崎技术的CRH380A可以和自家平台的CRH2A重联,却无法与西门子技术的CRH380B重联。这严重影响了高铁运营的通用性、灵活性。 以前只能同技术平台车型重联运行 对于有如此巨大需求和发展潜力的中国铁路市场,如果各家的高铁都能够按照统一的标准打造,那么未来高速铁路的运营效率理论上会更上一个台阶,因此催生了中国高铁发展的第三个阶段——标准化动车组。未来所有的车型无论你的技术平台来自于谁,都按照统一的控制系统和标准来打造,一定程度打通了各家的技术隔阂,实现更强的互通性。 因此你就看到了它们的诞生:中国首批标准化动车组(简称标动)。分别是青岛四方打造的CR400AF型(外号蓝海豚)和长春长客打造的CR400BF型(外号金凤凰)。 有了统一标准,不同技术平台的车型也可以重联运用了 所有的问题都解答完了(这文章的铺垫好像太长了点)。下面开始正式说这两台车:它们都采用8节编组,4动4拖(T-M-T-M-M-T-M-T)的驱动布局,运营速度350km/h,实际曾达到的测试速度为420km/h。 可能有人会问:不是都标准化了么,为啥两列车在外形上还是差别较大呢?这是因为标准虽然相同,但是技术平台和研发路线不同,两种车分别诞生自原南车和北车各自具有的技术构架(不用我说你应该也能一眼就看出它们分别是从什么车的基础上衍生而来的)。但是它们这一次最大的突破就是:可以重联运行了,司机只要从一端就可以完全同步操纵两组列车,这是以前完全不具备的能力。 在这两台车的试验阶段,我和许多车迷就多次去铁科院环铁试验场拜访它们,那时候我们就期待着有一天这代表着中国高铁新时代的产品能够批量生产并投入运用,当然我们更希望的是它们比前任产品无论在各个方面都要更好,这才真正标志着中国自主研发达到的新高度。我们幻想着它们正式运用的那天一定要亲自去乘坐感受。 图片拍摄自环铁试验场 我在测评汽车的时候就总是告诉大家:任何产品一定要亲自体验过之后才有发言权,千万不要按照固有的认知去判断,那一定是偏颇的。高铁也一样,虽然我不能开但我能坐,除了外观内饰功能性这些表面功夫以外,我其实更加关注它们的行驶品质、动力学性能等等。 这个机会终于来了!2017年2月25日-3月10日,全新的国产标准化动车组CR400AF-0207和CR400BF-0503担当京广线G65(北京西-广州南)和G68次(广州南-北京西)的运营,隔日发车。 这一次算是两种全新的标准化动车组第一次投入正式运用,但为了能够充分体验这两组新车,并与前一代产品进行比较,我安排了两趟行程:第一趟是3月7日乘坐蓝海豚从北京西坐到石家庄,再从石家庄坐CRH380A回到北京西;第二趟是3月9日乘坐金凤凰从北京西到保定东,到达之后随即返程坐CRH380AL回北京西。所有行程全部为一等座。 这两趟行程的好处是把蓝海豚和金凤凰都坐了一遍,并且回程走相同的路线对比体验上一代中国的高铁产品,同时也是京广线的主力担当——CRH380A。同样的线路,同样的天气,相对而言已经创造了最最公平的对比环境,看看新款的标动在产品力表现上能否完全超越上一代车型。 去程坐标动,回程坐CRH380A 既然是对比,那就得设定一些对比的指标出来。我虽然不是铁路行业的专业技术人员,但我以一位乘客的需求和长年以来对于汽车行业的评估经验,罗列了如下一些对比项目: 1,座椅的舒适性 2,乘坐空间 3,内饰氛围 4,功能性 5,座舱隔音性 6,车厢连接处隔音性 7,竖向震动的过滤性和弹跳性 8,横向摇摆和抗蛇行能力 9,错车时车身的摇动 10,有无某速度共振 3月7号和9号我很早就到达了西站虽然两列车的外观之前已经看过无数次了,但对于首次登上这两组列车还是兴奋了一下。当然登车之前最重要的是:在重联处隔着玻璃观察了一下司机室(因为站台的高度,能看见司机室了,之前在环铁试验场停放的时候真心太高够不着)。果然司机室的布局完全相同了,都是单手柄操纵,且与之前的380A/380B都不同。
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