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DJJ2中华之星 - 早期探索时期 - 记录动车组列车发展历程——慧伊创新科技(北京)有限公司
图 / 来自网络

DJJ2中华之星

2002年11月问世,共1组

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动车组列车
早期探索
DJJ2中华之星
概述

DJJ2“中华之星”是拥有自主知识产权的高速电力动车组,设计时速270 km/h,2002年11月27日,“中华之星”冲刺试验在秦沈客运专线创造了当时“中国铁路第一速”321.5 km/h。

技术特征

DJJ2型270 km/h高速列车命名“中华之星”,是经过国家计委批准并列入国家高新技术产业化发展计划的项目。“中华之星”高速列车编组为2动9拖,是我国首列拥有自主知识产权的高速列车,为京沈快速客运通道配套专用列车,可作为未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。其中,动力车由株洲电力机车厂、大同电力机车有限责任公司和株洲电力机车研究所等单位共同研制。

动力车总体设计采用集成化、模块化设计技术。设备布置采用国际上交流传动机车流行的设备布置方式—贯通式中间走廊,斜对称设备布置,能最大程度地确保动力车的重心靠近车体纵、横向中心线,并尽可能地降低重心高,以有利于实现动力车轴重的均匀分配和提高运行的平稳性。采用半体悬两级空心轴的高速动力转向架,主要采用的新技术有:双空心轴六连杆传动,驱动与制动合成为一的驱动制动单元,轴盘制动,牵引电机半体悬,轻量化构架。焊接铝合金托架,独特的润滑与密封,整体圆柱滚子轴箱轴承,齿轮的优化设计,高应力一、二系螺旋弹簧。

采用TBQ18-6452/25牵引变压器,为下沉式一体化多绕组全分裂(全退耦)变压器,采用株洲电力机车研究所自主开发的与DJ2型机车相同的TEP28WG01型GTO水冷主变流器,该变流器设计容量3600 kVA,直接驱动2台1200kW的异步牵引电机。JD128异步牵引电动机专门为“中华之星”动力车设计。它在“奥星”电力机车的电动机基础上为适应逆变器的需要加大了定、转子漏感,电动机转差在全磨耗下满足在270 km/h速度下发挥1225 kW功率的要求。JD128的性能综合了“奥星”电力机车的电动机JD121和“蓝箭”动车电动机4FHA7056C的性能,其性能特点有:(1)加大了定子漏感。(2)加大了转差,增加了转子发热量,提高了电动机的轴承温度。(3)定子电阻在端部略有增加,定子发热基本保持JD121的水平。(4)在设计方法上增添了200~284 km/h时直流中间环节电压(从2600V升至2800V)。(5)增加了从284~400 km/h的自然特性区。以转向架为单元的IGBT 辅助变流器能提供VVVF 和CVCF两组三相辅助电源,对辅助机组进行分类分级供电,系统冗余性强、节能降噪效果好。

钢结构车体为整体承载半不锈钢结构。鼓形断面的车体的主要承载梁柱由耐候钢和低合金钢16Mn制造,波纹地板采用不锈钢板材质,车顶、侧墙板和端墙板则由N4003 半不锈钢制造。车辆外皮采用连续焊缝,以保证车体的气密性。通过对钢结构的设计方案进行优化计算,车体钢结构的承载重量仅12.0 t,为全车的减 重指标的完成提供了有力的支撑。

铝合金车体结构在充分吸收借鉴国外先进高速车铝合金车体的结构特点和经验教训的基础上,确定选用国际上最新的完全闭式的中空挤压铝型材的结构型式,车体采用筒形结构,全部由大型中空挤压铝型材通过通长的纵向焊缝焊接而成,符合铝合金车体的发展潮流,具有一定的先进性。型材的断面设计充分考虑到我国铝型材制造厂的工艺水平及设备能力,尽可能提高模具的寿命,在确保整车强度和刚度的前提下,尽量降低车体的重量。

采用符合TCN标准网络结构,采用二层总线架构,列车级控制信号通过WTB列车总线进行数据传输,包括控制车的控制命令及各车的状态信息等,传输速率为1Mbps,可以连接32个车辆节点。车辆级控制采用MVB总线,传输速率为1.5Mbps。在MVB上能寻址4095个设备,其中256个是能参与消息数据通信的设备。整列车由2动9拖组成,每节车均设有1个WTB节点,各WTB节点通过WTB列车总线连接起来,主节点设在动力车上。WTB列车总线采用2路动态冗余。当系统上电运行或每次车辆摘挂时,WTB列车总线重新组态,即初运行。初运行完成后,列车网关进入正常操作状态。动力车车辆网络系统充分继承了DJ2“奥星”交流传动电力机车微机网络控制系统的优点并根据“中华之星”的特点进行了优化改进。动力车网络系统采用以功能为单元的分布式系统。各功能单元采用MVB进行通信。MVB总线采用了光纤(OGF)、电缆ESD及ESD+3种介质。作为动力车中央控制单元(CCU)采用2套同等的硬件结构,负责控制、通信及故障诊断。拖车网络控制系统以车辆控制单元(VCU)为中心构成,负责车辆级网络系统的控制与管理。拖车MVB总线采用了光纤(OGF)及电缆EMD2种介质。

该制动系统主要由微机直通电空制动、基础制动、防滑器及备用自动空气制动等4个部分组成。微机直通电空制动除有一般直通电空制动动作响应迅速、控制灵活、制动控制作用一致等优点外,它还由于采用了微 机控制技术,弥补了空气制动功能单一的不足,使制动系统的功能更趋完善。

国家“八五计划”以来,对高速列车动力学问题进行了大量的理论和实验研究,“中华之星”是这些研究成果的具体体现。虽然该车的诞生代表了我国当时铁路装备技术的新高,计算机网络控制技术、动力再生制动加电控制动的直通式数字制动机等先进技术,体现了中国机车车辆制造技术的最高水平,但是,总体而言,该车国产化率较低,受电弓、真空断路器、GTO器件、去离子水泵、高速轴承和螺杆空气压缩机等部件均为国外进口,同时,该车从立项到研发过程显得十分仓促,导致列车各部件匹配程度较差,导致稳定性不足,故障率高,同时加之环境发生变化,导致该车最终没有量产。

发展历程

"九五"(1996年-2000年)期间,国家重点科技攻关项目"高速铁路实验工程前期研究"和"200km/h电动旅客列车组和动力分散交流传动电动车组研究"正式开始,并先后研制了DJJ1(蓝箭)和先锋号高速电力动车组。研制更高速度的列车正式提上日程,国家计委以计高技[2000]1147号文对铁道部科教司上报的铁科教函[2000]100号文250公里/小时等级高速列车产业化项目建议书做出批复,同意将此项目列人国家高技术产业发展项目计划。同年11月,株洲会议决定将列车速度等级由250公里/小时改为270公里/小时,部科教司同时向国家计委申报。至2000年初,铁道部正式向国家计划委员会提交"270km/h高速列车产业化项目报告",国家计委以计高技[2000]2458号文批复。根据国家计委《关于270公里/小时高速列车产业化项目可行性研究报告的批复》(计高技(2000)2458号),2001年1月,铁道部科教司在北京组织召开该项目开题讨论会;3月,在北京召开该项目工作会议,确定项目进度计划及组织形式,并成立项目总体组。中国工程院院士刘友梅出任总体组组长。年内主要完成如下工作:

1.确定270公里/小时高速列车设计任务书。北车集团公司、南车集团公司共同组织有关单位进行270公里/小时高速列车设计任务书的编制工作,并在专家论证和进一步修改完善的基础上,最后形成《270公里/小时高速列车设计任务书》(报批稿)报送铁道部。铁道部于4月30日以铁科教函2001J166号文正式批复该设计任务书。

2.签订《铁道部科技研究开发计划项目合同》。北车集团公司与南车集团公司联合、大同机车厂与株洲电力机车厂联合、长春客车厂四方车辆研究所等单位分别与铁道部签订270公里/小时高速列车研制合同。

3.完成各有关项目的内部技术设计审查工作。大同厂与株机厂组成动力车联合设计组,并与中南大学(长沙铁道学院)、西南交通大学、铁道科学研究院、戚墅堰机车车辆工艺研究所等单位共同完成动力车技术设计工作:长客厂和四方厂完成拖车的技术设计工作。为协调各研制单位之同的技术接口问题,做好整列车技术设计审查的准备工作,项目总体组组织对动力车的车体及总体设计,拖车供电系统及拖车总体、列车制动系统、列车控制网络系统、动力车转向架、动力车交流传动系统、动力车齿轮箱、拖车的气密塞拉门、拖车空调系统、车钩缓冲器及风挡等主要系统和部件的内部技术审查。

4.通过铁道部组织的技术设计审查。8月16~18日铁道部在株洲组织召开270公里/小时高速列车技术设计审查会。专家组认为:该高速列车的技术设计起点高,指标先进,工程化可行,特别是大功率交流传动装置、密接式车钩缓冲器等10多项关键部件的设计达到国内最先进的设计技术水平,符合国际高速列车发展趋势,具有长远发展的潜力。

2001年4月,铁道部下达"270km/h高速列车设计任务书","中华之星"高速列车正式展开研发。

2001年8月18日,"中华之星"项目通过了技术设计审查,进入试制阶段。

“中华之星”270公里/小时等级高速动力车由北车集团公司和有关单位共同设计研制。列车由2辆动力车和9辆拖车组成,2001年1月,株洲厂开始设计DJJ2型高速电动车组的交流传动动力车,8月9日,铁道部总工程师王麟书到工厂检查指导270公里/小时高速列车动力车研制工作。8月21日,标志着中国铁路发展水平的“中华之星”270公里/小时高速列车动力车一次落车成功。8月29日,铁道部科技司副司长陈春阳、北车集团公司副总工程师王星明到工厂检查270公里/小时高速列车动力车研制工作。8月31日,动力车在大同厂下线剪彩,标志着我国具有自主知识产权的首列高速列车动力车研制工作取得成功,并于9月3日顺利出厂。随后在西南交大的动力学实验室和铁科院北京环行道成功地进行了型式试验。2002年9月,“中华之星”动车组各节动力车及拖车于中国国家铁道试验中心北京环行铁道进行最后组合,并开始编组调试,9月26日,动力车赴铁科院环形铁道试验基地,集团公司总经理崔殿国登车检查。

拖车中,其中4辆二等座车和1辆酒吧车是由南车四方股份公司研发,其余车厢由北车长客研发。四方厂于2001年年底完成了270公里/小时钢制高速客车2个车型及高速试验车的设计开发工作;此外还设计开发了SW-300型高速客车转向架。长客厂铝合金拖车于2002年4月完成图纸设计,首台铝合金车体钢结构7月18日完成。

列车整车于10月出厂到线上试验,10月11日,铁道部副部长蔡庆华在集团公司总经理崔殿国等陪同下,视察正在做试验的“中华之星”高速列年动力车。10月17日,全国人大常委会副委员长邹家华在铁道部长傅志寰、部党组书记刘志军、集团公司总经理崔殿国等陪同下,视察了“中华之星”高速列车。

2002年10月27日。“中华之星”高速列车在秦沈客运专线综合试验中,采用2M3T编组的列车成功创造了321.5公里/小时的当时中国铁路最高速度纪录。

2003年270公里/小时“中华之星”高速动车组进行了30万公里试运行考核,并完成A1修。

2003年1月至2005年初,"中华之星"持续在秦沈客专进行线路运行考核,每天不载客往返沈阳及秦皇岛一次,总运行里程达到53.6万公里。随后"中华之星"正式配属沈阳铁路局并于2005年8月1日起正式投入载客运营,运行秦沈客运专线,担当来往沈阳及山海关的临时准高速列车,车次为L517/8次,最高运营速度限制为160 km/h,由于故障率较高,"中华之星"自2006年8月2日停运,后存放在沈阳车辆段后转至通化存放直至被铁道博物馆收藏。

现状

DJJ2 0001A机车在沈阳苏家屯铁路陈列馆永久性展出,DJJ2 0001B机车及一节一等座、一节二等座、一节酒吧车在北京中国铁道博物馆永久性展出,其余封存沈阳北动车所。

技术参数
耐高寒
≤-40℃
速度
270 km/h
设计速度
321.5 km/h
最高实验速度
外观
2M9T
编组
272.9 m
全长
3300 mm
宽度
3840 mm
车体高度
25500 mm
中间车车钩中心距
18000 mm
转向架中心距
2500 mm
转向架轴距
1050/915 mm
新轮轮径(动/拖车)
880 mm
车钩中心高度
880 mm
中间车钩高度
14.5 t
自重轴重
15.5 t
最大轴重
678 t
整备质量
动力
2
动力车数量
9800 kw
装机功率
9600 kw
轮周功率
动力车1 
DJJ2
动力车型号
中车株洲电力机车有限公司
制造厂商
21700 mm
全长
21290 mm
车钩中心距
11280 mm
转向架中心距
3000 mm
转向架轴距
3840 mm
高度
19.5 t
最大轴重
Bo'Bo'
轴式
JD128 × 4
电机型号
1225 kw
电机功率
4900 kw
装机功率
4800 kw
轮周功率
200 kN
起动牵引力
150 kN
最大电制动力
动力车2 
DJJ2
动力车型号
中车大同电力机车有限公司
制造厂商
21700 mm
全长
21290 mm
车钩中心距
11280 mm
转向架中心距
3000 mm
转向架轴距
3840 mm
高度
19.5 t
最大轴重
Bo'Bo'
轴式
JD128 × 4
电机型号
1225 kw
电机功率
4900 kw
装机功率
4800 kw
轮周功率
200 kN
起动牵引力
150 kN
最大电制动力
性能
1.1 km/h/s
标定启动加速度(非实际运用情况)
145 m
通过最小曲线半径
145+10+145 m
通过最小S型曲线半径
-40~40
工作温度
控制
TVM430 LKJ2000
列控系统
更多
19.5-29 kV
正常运行网压
4500 / ? mm
落弓/最大高度
编组与席位
11
全列编组

726
全列定员
动力车 Mpc DJJ2 0001A
01车 T RZ1 110977 (72)
02车 T RZ1 110978 (72)
03车 T RZ2 110979 (98)
04车 T RZ2 110980 (92)
05车 T CA 110981 (45)
06车 T RZ2 110982 (98)
07车 T RZ2 110983 (98)
08车 T RZ2 110984 (98)
09车 T RZ2 110985 (98)
动力车 Mpc DJJ2 0001B
席位及数量
144
一等座
china-emu.cn
582
二等座
china-emu.cn
45
独立餐座
(不售票)
china-emu.cn
拖车1-4由长春轨道客车股份有限公司、拖车5-9由四方机车车辆股份有限公司制造
厂商及批次
中车长春轨道客车股份有限公司|中车青岛四方机车车辆股份有限公司 制造
1组 DJJ2-0001A/B
动力车由中车株洲电力机车有限公司|中车大同电力机车有限公司制造
2001年08月出厂,2015年08月投运 
拖车1-4由长客、拖车5-9由四方制造
示意图为自动生成,仅供参考。
* M:动车;Mc:动车,控制车;Mp:动车带受电弓;T:拖车;Tc:拖车,控制车;Tp:拖车带受电弓
* ZE:二等座车;ZY:一等座车;ZS:商务座车;ZET:二等/特等座车;ZES:二等/商务座车;ZYT:一等/特等座车;ZYS:一等/商务座车;ZEC:二等座车/餐车;WR:软卧车;WE:二等卧车;WY:一等卧车;WG:高级软卧车;WRC:软卧车/餐车;CA:餐车

主要参考文献

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用脚步丈量每一寸轨道,
用心灵享受每一段旅程

列车开往的方向并不重要,
重要的是窗外的风景和看风景的心情。
处在嘈杂的动态中,
却是静而细腻的心思。

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