動車:鐵路運輸工具-中文百科頻道

火車簡介

概念定義

動車、全稱動力車輛，是指在軌道上運行的擁有驅動裝置、能産生一定牽引力的機車或車廂。動力裝置就是發動機，用于将其它形式能量轉化成機械能，并推動車輪運轉，例如蒸汽機、内燃機或電動機等。相反，沒有配備任何動力裝置、不産生牽引力的車輛就是拖車。一列火車若能獨立正常地行駛，就離不開動車。

兩大類型

動車有兩大類别，一種是單節機車，它們隻負責車輛牽引，不具備運載功能；另一種是動力車廂，它們不僅擁有牽引能力，還有運載功能，可以在車輛上運輸旅客或貨物。

動力單元

動力單元是指用至少一節動車和若幹節拖車（這裡的若幹節一般不超過五節）所組成的短列車。動力單元是一種列車編組模式，實現動車與動車或動車與拖車之間按一定數量比進行組合搭配，使之在長期的作業中提高工作效率、統一編組方式以及适應特定運輸功能。

動力單元其實并不陌生，蒸汽火車就是動力單元最早也是最廣泛的應用。蒸汽機車動力單元由一節蒸汽機車頭和一節以上的煤水車構成。盡管煤水車皮沒有動力，但它是蒸汽機車不可或缺的能源儲備車廂，沒有它，蒸汽機車的動力就無法維持下去，故蒸汽機車需要煤水車組成動力單元。中國标準動車組是典型的由若幹動力單元組合形成的列車，每個動力單元配置兩節動車和兩節拖車，并能自由組合形成車廂數量為4的倍數的動車組。廣州市旅客自動輸送系統中的CX100車型車廂，每節車可作為獨立運行的最小單元，兩端設有全自動車鈎，通過全自動車鈎實現快速連挂、自由編組。和諧1G型客運機車由兩台機車構成動力單元。貨運列車也有設動力單元的情況，一般在載重大、坡道陡的條件下，若隻靠一節機車無法提供足夠拉力時，就會通過重聯設置動力單元。

區别車頭

動車不完全等同于火車頭。火車頭是指配置在列車兩端、具有控制列車運作功能的軌道車輛。傳統機車是火車頭的主體，它們不僅有牽引裝置，還有一系列的操縱設備，設有司機駕駛室，調控整列火車的主要正常工作。随着新型火車的出現，一些列車不再将驅動輪安放在火車頭，而是全部安裝在中間車廂内，如中國複興号列車。還有一些列車沒有設計火車頭，隻有動力車廂，列車的綜合操作完全由調度中心來控制，如廣州APM線列車。

無論動車是否充當車頭，它都隻能實現車輛在同一軌道線内的前進或後退，火車變線導向是由岔道完成的。

區别車組

動車是自帶動力裝置的車輛，不是動車組。動車組是由若幹節動車和若幹節拖車連挂而成的車組。現今出現了一系列把“動車組”簡稱為“動車”的案例，包括12306官網在内、把D字頭車次标注為“動車”等，這些都是違背專業術語、科學常識和語文詞法的錯誤現象。動車是伴随着火車與生俱來的産物，任何軌道交通系統都有動車。

分類

1、按照動力排布：動力集中，動力分散。

2、按照用途：客運，貨運（比如日本M250，法國TGV行郵），特殊用途（軌道檢測等）。

3、按照性能：高性能，低性能。動車的結構從總體布置看，與普通客車不同處是車廂兩端設有駕駛台并配有驅動裝置。

動車組 MU(Multiple Units)。

動車組列車 multiple unit train。

電力動車組 EMU (Electric Multiple Units)。

内燃動車組 DMU (Diesel Multiple Units）為增加載客席位，也可把驅動裝置布置在車架以下。動車或動車組最早出現于鐵路支線，進而發展到用于地下鐵道和城市郊區旅客運輸，以及城市間的快速客運。由于動車組與普通鐵路機車相比可采用全動軸或部分車。

動車軸為動軸，使裝置分散，以減輕軸重，因此，現代高速客運的發展，趨向是采用全動軸或部分動軸的動車組。

基本概念

試驗參數

為方便說明問題，暫時取一列100噸的小編組常傳統車（一台40噸輕型電力機車拖四節15噸市内客車，機車所有車輪均為驅動輪）和一列100噸由動車組成的列車（五節一樣的20噸市内動車，每節動車的驅動輪均隻承擔一半的單節車廂重量）作為研究對象：

→傳統列車與鋼軌間壓力大小=980KN

→動車列車與鋼軌間壓力大小=980KN

→傳統列車驅動輪與鋼軌間壓力大小= 392K（980KNx40t/100t)

→動車列車驅動輪與鋼軌間壓力大小=490KN（980KN/2）

→輪軌動摩擦因數=0.1

→傳統列車能獲得的最大進摩=39.2KN（392KNx0.1）

→動車列車能獲得的最大進摩=49KN（490KN/0.1）

→（實際極限靜摩擦力比滑動摩擦力略大，本文計算時暫時算做與極限靜摩擦力等大）

→傳統列車能獲得的最大加速度=0.392m/s^2（39.2KN/100t)

→動車列車能獲得的最大加速度=0.49m/s^2（49KN/100t)

當傳統列車機車提動的驅動扭矩使進摩達到39.2KN時，傳統列車能獲得0.392m/s^2的極限加速度；而一旦機車進一步提高輸出扭矩，軌道便無法提供更大的摩擦力，驅動輪即開始空轉，無論機車功率多大扭矩多大，進摩已不會再增大，甚至略有降低。

反觀動車列車，直到進摩達到49KN時才會出現空轉，此時動車列車的加速度已經超過傳統列車。

進一步推導和計算可知，最大加速度隻由驅動輪承載的重量比例主導。對于市内、市郊通勤動車來說，動車的驅動輪承載的重量一般都會超過全車的一半，而傳統列車的驅動輪承載的重量往往隻及全車的1/10甚至更少，實際使用中，加速差距是相當明顯的。

如果你的物理不好，或覺得以上說明過于無厘頭，無法用想明白怎麼回事，不妨做個試驗：

穿上溜底的、不防滑的鞋子，找一個你拿得動的重物，再找一處結實、光滑的平面（真冰溜冰場最佳）。試試拖/推着重物起跑（模拟傳統列車，隻有機車重量壓在驅動輪上──隻有你的體重壓在你的腳上）和背/抱/提/舉着重物起跑（模拟動車列車，所有重量壓在驅動輪──你的腳上），看哪樣加速更快。

動車由早期的電力機車和客運車廂發展而來，所以最早的動車是電力動車，而市内有軌電車即為動車活化石。為了充分利用富餘動力，一些通勤列車動車中間會混編少量無驅動裝置的車廂。動車列車和這種混編列車就是動車組的前身。

在動車組出現前，各節動車都是一個完整的體系，單車即可自力運行和自力運營。動車組出現後，因為某些技術和運營需要，一些供動車組使用的動車的司機室、變壓器、受電弓或者某些控制設備被移到其他車廂，失去自力運行能力，必須與特定的其他車廂搭配組成單元，以單元為單位運行和運營。

中國經營動車1000多個車次。

機車構造

動車的結構兼有客車和柴油機車或電力機車的特點。車體、底架和走行部跟客車基本相同。主要差别在于動車車體兩端都有駕駛控制設備和了望窗，有一端的駕駛台後面是機器間，内裝柴油機和傳動裝置。底架比普通客車的輕些。功率較小的動車走行部一般隻有一個驅動轉向架，另一個與普通客車的相同。電力傳動動車的驅動轉向架上安裝有牽引電動機和車軸驅動齒輪箱。機械傳動動車的驅動轉向架上裝有車軸驅動齒輪箱和萬向軸。

液力傳動的驅動轉向架有兩種方式：一種同于機械傳動動車；另一種是将柴油機和液力傳動裝置都安裝在轉向架上，使得結構緊湊。柴油機安裝在車體地闆的一個洞内，伸入車體下部。這個伸入部分同前面的司機操縱台之間、同後面的座席之間用隔聲、隔熱牆闆隔開，形成機器間，柴油機的輔助設備全都裝在機器間内。這種布置占用車體面積較小。有的動車為了多設座席，采用功率在360千瓦以下的卧式柴油機，并将柴油機、傳動裝置和冷卻器等輔助設備裝在動車底架下部。功率小些的采用機械傳動裝置，功率大的采用液力傳動裝置驅動一台轉向架的車輪；功率更大的用兩套卧式柴油機和傳動裝置分别驅動前後轉向架的車輪。電力動車除車體内設座席外，其他部分與電力機車基本相同，但功率較小。

牽引方式

動車組有兩種牽引動力的分布方式：一種叫動力分散，一種叫動力集中。

動力分散電動車組的優點是，動力裝置分布在列車不同的位置上，能夠實現較大的牽引力，編組靈活。由于采用動力制動的輪對多，制動效率高，且調速性能好，制動減速度大，适合用于限速區段較多的線路。另外，列車中一節動車的牽引動力發生故障對全列車的牽引指标影響不大。

動力分散的電動車組的缺點是：牽引力設備的數量多，總重量大。動力集中的電動車組也有其優點，動力裝置集中安裝在2～3節車上，檢查維修比較方便，電氣設備的總重量小于動力分散的電動車組。動力集中布置的缺點是動車的軸重較大，對線路不利。

動車的技術發展主要表現在功率、速度和舒适性的提高、單位功率重量的降低以及電子技術的應用等方面。動車組還将不斷發展，特别是世界各國正在發展市郊鐵路與地下鐵道過軌互通，構成城市高速鐵路網，動車組在其中将會起到主力軍的作用。

技術瓶頸

一、增大電力機車功率。

否定原因：在當時，小功率電力機車尚屬于高新技術，大功率電力機車隻存在于科幻中。

二、多個電力機車牽引。

否定原因：機車之間無法聯控，難以協調操作，頻繁的加減速一旦操作不當造成前堵後擁──脫軌去吧。

三、減少車廂。

否定原因：這其實是變相實現前兩條，但鐵路公司不幹──一旦速度加起來，不需要繼續加速時，機車的牽引能力就會大大富餘，又不能把司機座賣給乘客收票錢，鐵路公司運營成本大大增高。

其實，即使前面兩條技術上能實現，也會被第三條的經濟規律卡下來──資本家不做虧本買賣。矛盾客觀存在，乘客和鐵路公司鬧别扭解決不了問題，于是有人動起了腦筋，把機車拆散，組裝到列車中的各節車廂上，每節車廂都有了機車的自力行駛功能──動車誕生啦！

國産動車

中國首列國産化時速300公裡“和諧号”動車組列車（ＣＲＨ2－300），2007年12月22日上午在南車四方機車車輛股份有限公司竣工下線，中國也由此成為繼日本、法國、德國之後，世界上第四個能夠自主研制時速300公裡動車組的國家。

ＣＲＨ2－300在經過一系列試驗後，将于明年8月1日在京津城際鐵路正式投入運營。

鐵道部新聞發言人王勇平說：“時速300公裡‘和諧号’動車組，是在引進消化吸收國外時速200公裡動車組技術平台的基礎上，由中國自主研發制造，是目前世界上運營速度最高的動車組列車之一，其國産化率超過70％。”

相對于時速200公裡動車組，時速300公裡動車組的動力更加充沛，列車的氣密性、運行的平穩性、空氣動力學性能等要求更高，技術難度也更為複雜，突出體現了“先進、成熟、經濟、适用、可靠”的特點。

這種列車采用輕量化鋁合金車體、高速轉向架、高速受電弓以及交流傳動、集成一體化的光纖網絡控制等國際一流的先進技術。

首列國産時速300公裡“和諧号”動車組列車竣工下線後，南車四方股份公司将迅速轉入批量生産，預計2008年3月份将交付用戶首批10列動車組。鐵道部新聞發言人王勇平說：“時速300公裡動車組在經過一系列試驗後，将于奧運會召開前、明年8月1日在京津城際鐵路正式投入運營。”

鐵道部副總工程師張曙光說：“南車四方公司已全面掌握了動車組總成、車體、轉向架等關鍵技術，成功搭建了具有世界先進水平的時速300公裡動車組技術平台。這意味着中國鐵路客運裝備制造已經跨入世界高速技術的最前沿。”

“從時速160公裡到時速300公裡的巨大飛躍，南車集團僅僅用了不到4年的時間。”中國南車集團公司總經理趙小剛說。

新下線的時速300公裡動車組ＣＲＨ2－300，采用流線型氣動外形，外觀酷似中國已經運行的時速200公裡動車組，整列車由8節車廂連接而成，全部為座位車，其中7号車為一等車廂。

列車采用了大斷面中空型材鋁合金車體，最薄處隻有1．5毫米。每節車廂的重量約為7噸，是目前世界上同類車型中最輕的動車組，具有優越的節能和環保性能。

為進一步适應國人的旅行習慣，ＣＲＨ2－300設有新型通風換氣系統、多媒體影視系統、真空集便衛生系統、個性化服務餐飲區等，凸顯了具有中國特色的人性化設計特征。

記者上車看到，與時速200公裡動車組明顯不同的是，新車在5号車的餐車部分增加了兩個小的吧台，在7号車則增加了雙面可視的液晶屏幕，便于乘客在列車上休閑娛樂。

ＣＲＨ2－300在每節車廂之間都裝有“車間減震器”，能減輕列車間縱向的沖動和車體本身的擺動。

此外，列車設有半主動懸挂系統等裝置，進一步提升動車組在高速狀态下運行的平穩性、舒适性。

技術方針

制造技術

已經掌握了世界先進成熟的鐵路機車車輛制造技術。法國阿爾斯通、日本川崎重工、加拿大龐巴迪、德國西門子、美國GE、EMD等公司，都是世界著名的鐵路技術裝備制造企業，他們擁有當今世界一流的時速200公裡及以上動車組和大功率電力、内燃機車設計制造技術。經過艱苦努力，我們成功實現了這些技術的轉讓引進，使我國鐵路裝備技術一下子跻身世界先進行列。

核心技術

動車組和大功率機車的核心技術已為我所有。

高速動車組的總成、車體、轉向架、牽引變流、牽引控制、牽引變壓、牽引電機、列車網絡控制和制動系統等核心技術，大功率電力機車的總成、車體、轉向架、主變壓器、網絡控制、主變流器、驅動裝置、牽引電機、制動系統等核心技術，大功率内燃機車的柴油機、主輔發電機、交流傳動控制等核心技術，以及大量的配套技術，我們已經掌握。

運用這些技術生産的時速200公裡及以上動車組和大功率機車的國産化率可達到70%以上。

實現低成本

我們引進的動車組和大功率機車技術，價格比其他國家低得多，動車組比西班牙低14%、比韓國低20%，6軸大功率機車比歐洲同類産品市場價格低44%。之所以能夠取得這樣高的性價比，主要是我們充分利用了中國鐵路巨大的市場優勢，以及在鐵道部主導下國内各企業的組合優勢，再加上采取了靈活的談判策略，實現了國家利益的最大化。