CRH380AL (Gen 1)
EMU Train was born in October 2010, belongs to the CRH380A series, 14M2T in marshalling, the hole length is 403 m, has a maximum design speed of 380 km/h, and 486.1 km/h in the experiment
使用DSA350型高速受电弓,受电弓两侧加装了挡板,采用低阻力流线头型,青岛四方共设计了20种列车新头型方案,经过进行了气动阻力、气动升力、侧向力、隧道效应等大量的空气动力学的仿真计算,并通过三维流场数值仿真分析和多目标优化,进行了17项、75次仿真计算,确定了5种备选头型。继而又对备选方案制作1:8模型,分别进行了19个角度、8种风速的风洞气动力学实验和3种风速、4种编组的风洞噪声试验,对择优选出的方案进行了样车试制,完成了22项试验验证,经大量的比对、计算、试验之后,最终确定了新一代高速列车的头型方案,实际运行时新头型的阻力系数小于0.13,尾车升力系数小于0.08,而低阻力新头型的使用亦减少超过5%的气动噪音,同时列车采用各种新型噪音吸收和阻隔技术材料,在时速350 km/h的情况下车厢内噪声保持67至69分贝。
振动模态系统匹配,优化了转向架设计参数并改善车厢内部结构,以配合动车组车体的自然震动频率,有效抑制列车在高速运行时的车体结构性共振,同时提高了乘坐舒适度。
由于列车运行时速提高到380 km/h,为满足两列动车同时双向通过隧道的气密需要,CRH380AL型动车组进一步提升了气密性,车厢采用差压控制模式的全密封加压,车厢内压力从4000帕下降到1000帕实际大于180秒,气压变化值小于200帕/秒。
CRH380AL型动车组使用SWMB-400/SWTB-400型无摇枕转向架,由CRH2C第二阶段使用的SWMB-350/SWTB-350改良而来。两者相比,新的转向架增加了抗侧滚扭杆,带两组抗蛇行减震器,加强了二系悬挂空气弹簧柔度,提高了转向架的稳定性和减震效果,满足转向架临界失稳速度达550 km/h的指标要求。中国与欧盟的列车脱轨系数安全标准是小于或等于0.8,实验结果表示,当CRH380A型动车组运行速度为386.3 km/h,其最大脱轨系数为0.34,而CRH2A型动车组以250 km/h运行时最大脱轨系数为0.72。
列车采用各种新型噪音吸收和阻隔技术材料,CRH380AL型动车组在时速350 km/h的情况下车厢内噪声保持67至69分贝,与CRH2A型动车组以250 km/h运行时的情况相若。而低阻力新头型的使用亦减少超过5%的气动噪音。
由于列车牵引动力、结构质量、减噪水平的提高,车辆重量相应增加,但轴重仍维持在15吨的水平。当CRH380A动车组维持380 km/h的旅行速度时,平均每位旅客的每百千米能量消耗小于5.2 kW小时;高效率再生制动,再生能量回馈电网效率达到90%。
长编组列车采用14M2T的编组方式,使用YQ365或YJ92B2型牵引电机,额定功率为365 kW,7个动力单元,56台牵引电动机,牵引功率为20440 kW,能够使列车在时速380 km/h时剩余加速度满足0.02 m/s²的需求。长编组列车转向架与短编组基本相同,为SWMB-400/SWTB-400型无摇枕转向架,同样由于转向架的结构和焊接工艺容易造成焊接位置应力过于集中,导致坑疲劳性能弱。使用Lma踏面,采用小刚度的轴箱定位,以及小节点刚度、阻尼大的抗蛇行减振器,其中一系横向定位刚度为5.5 kN/mm,纵向为13 kN/mm,抗蛇行减振器的节点刚度为8.85 kN/mm,实现550 km/h的转向架临界失稳速度,但会使踏面磨耗范围较小但深度较大,对轮对的寿命有一定的负面影响。YJ92B/YQ-365牵引电机定子为叠片式无机壳焊接结构,这种结构能有效地利用动车运行时的空气流动,对减轻电机质量和改善电机散热条件有比较突出的优势,具有体积小、重量轻和散热冷却效果好等特点。不足之处是在电机整个寿命周期内,部件损伤后的更换检修成本较高。为了降低牵引系统转差控制精度的难度,对YJ92B/YQ-365牵引电机便于进行系统控制及减小轮对之间的负荷分配不均匀,而沿袭了较大转差率的设计理念,导条材质采用了高电阻率的铜合金和铝材。
CRH380AL型动车组运行速度为386.3 km/h,其最大脱轨系数为0.34,优于CRH2A型动车组以250 km/h运行时最大脱轨系数0.72。每个无动力轴有两个轴盘和两个轮盘制动组成,没有停放制动功能,长时间停车需要使用铁鞋,使列车无法在坡度较大的线路运行和停站。
由于列车牵引动力、结构质量、减噪水平的提高,车辆重量相应增加,但轴重仍维持在15吨的水平。当CRH380A动车组维持380 km/h的旅行速度时,平均每位旅客的每百千米能量消耗小于5.2千瓦小时;高效率再生制动,再生能量回馈电网效率达到90%。
2009年09月28日,武汉铁路局与青岛四方在北京签署了140列时速350 km/h速度级动车组采购合同,包括100列16节长编组,及40列8节短编组的高速动车组订单,合同总金额约值450亿元人民币。
2010年09月,根据原铁道部下发的《关于新一代高速动车组型号、车号及坐席号的通知》,青岛四方的CRH2-380型动车组定型为CRH380A系列,其中短编组动车为CRH380A,而长编组动车为CRH380AL。
2010年10月底,首列长编组CRH380A-6041L在青岛四方的厂房下线。
2010年11月08日,CRH380A-6041L被运送至北京环行铁道进行安装试验设备及初步试验。
2010年11月20日,CRH380A-6041L前往京沪高速铁路先导试验段(枣庄至蚌埠)开始进行正式线路联调联试和综合试验,并在26日首次进行时速380 km/h的高速试验。
2010年12月03日,CRH380A-6041L动车组在京沪高铁进行冲高速试验,当日上午10时35分在徐州东站举行了“CRH380A新一代高速列车上线仪式”。随后11时6分,列车从枣庄西站出发。11时28分,列车在宿州东站附近达到486.1 km/h的最高运行时速;11时39分到达蚌埠南站,列车以34分钟运行了220km,全程平均时速达388 km/h。这是继9月28日CRH380A型动车组在沪杭客运专线试运行创下时速416.6 km/h之后,再次刷新“正常营运编组列车最高试验速度”。
2011年06月30日,CRH380AL正式投入京沪高铁运营。
2014年07月01日,根据《铁总运(2014)150号》文件,所有CRH动车组的编号均做出了调整,青岛四方生产的CRH380A系列动车组重新分配号段,受此影响,CRH380A系列动车组的编号方式发生变化:CRH380A-6041L~CRH380A-6140L改为CRH380AL-2541~CRH380AL-2640。此后,青岛四方生产的CRH380AL系列动车组均依照新规定之格式安排编号。
其中,2009年09月28日订单中的前30组(2541-2570)为CRH380AL(一阶段)。
另外,该车模型车共(至少)5节,包括两节头车和三节中间车,目前陈列于中车青岛四方厂区。2010年05月,在CRH2-150C之后,青岛四方又制造了一节CRH2-380A头车的1:1实体模型,在上海世博会中国铁路馆展出,并亮相到世博会闭幕为止。该模型后于2010年12月参展于北京举行的第七届世界高速铁路大会,陈列于中国国家会议中心,该车编号ZY A00001(后续改为251501),后续又制造一节中间车ZE A00006,该车车体上标注为403 m,即该车为CRH380AL的模型车。随后的“十一五”国家重大科技成就展在北京举行,另一节头车ZYG 600001与一节新造餐车模型一同到中国国家会议中心展示,之后又制造1节中间车SW 600003。
Existing problems and deficiencies
CRH380A系列继承了CRH2系列诸多特征,同时很多缺点仍然存在,因CRH380A系列动力车多,且依然使用的是极其落后的ARCNET网络标准,监测列车运行状态的传感器数量不足,需要人工查找问题,检修十分困难,需要频繁人工检查,同时由于过度追求轻量化而导致车体结构强度严重不足,致使CRH380A系列早期修程较短,无法胜任较长交路运营,维护成本极高,是CRH380中成本最高的系列,后期更换部分配件后修程逐渐增长,部分运行条件较好的交路一级修里程已由早期的4000+400km/24h延长至6000+600km/48h,部分交路仍执行4000km/24h。另外,该车车内通风设施设计不合理,新风与废气容易串流,车内回风口设置于地面座椅下方,同时没有防护措施,车内尤其是卫生间内的污水或者污物有进入通风系统的概率,一旦进入就会发酵变质产生异味,且整个结构不利于清洁。
CRH2系列列车网络落后,不仅列车检修维护困难,而且包括后续的CRH380A、CRH2-NG以及早期的CRH6A,需要使用(日本进口的寿命约为5年的内置不可充电且无法更换电池的)有源NFC卡片写入包括列车车次数据、广播信息以及显示屏内容的列车运行数据,卡片寿命到期后需要更换,且部分列车因年代久远,相关车载装置也存在问题,导致列车无法更换车次信息,部分列车只能长期固定交路,限制了列车运行范围。另外该系统与列车网络深度绑定,通信协议落后,且使用非标准光纤传输,更换系统较为困难,暂无法升级更新。过分相时辅助变流器断电,空调、换气系统和空压机等会停止工作,重新启动时会发出额外的噪音。
备用制动也采用电制动(DC100V),当受电弓无法取电且蓄电池无电的情况下无法缓解制动,只能使用同型号同批次列车以固定方向救援(00车-01车),当使用不同型号动车组或机车救援时,只能全列手动缓解,限速5 km/h。
无停放制动,无法在坡度较大的线路运行。由于动力单元多、牵引电动机多且传感器数量严重不足,大量检修工作需要人工完成,致使该车运营维护成本极高。车门不具有防夹功能,虽然能够保证车门未妥善关闭时无法运行,但是车门夹物后无法自动打开,需要人工切断车门气路才能处置。电源插座仅设置在座椅一侧,当座椅转向00车(16车)方向时,面向座椅朝向的第一排(座位号第17排)无电源插座。