科普│普通列车与动车、高铁的工作原理及区别
2016/1/22 走进科学

    

     来源：歙县科普

     一、普通列车与高铁钢轨的区别

     1.普通铁路的钢轨—

     几十米就有个接口，火车行驶总是离不开“哐当哐当”的声音，车轮滚过钢轨连接处时，车轮震动、车厢震动、地面也震动，列车行驶一点儿都不平稳，简直就像在大风大浪的海面上行船一样，不能平稳前进，速度就不能提高，否则震动加剧就会形成翻车的事故。

    

     2.高铁的钢轨—

     我们看看高铁，修路时按照季节，在钢轨热胀冷缩，伸得最长的时候，把一根根的钢轨焊接起来，这样钢轨就不会伸得更长，到了冬天冷缩的时候，就凭着钢材本身的抗拉强度，保持不变形。这样就消除了钢轨上数不尽的接口，车轮平稳地滚动，列车行驶告别了“哐当哐当”的震动，列车平稳前进，就像在风平浪静的海面上，舰艇就可以全速前进了。

    

     二、高铁的工作原理

     第一方面的原因，是高铁的路轨做出了改革，使列车行驶平稳前进，这样才能高速、全速行驶。另一方面，就是高铁的列车也做出了改革。俗话说，火车跑得快——全凭车头带。高铁就不再用火车头来牵引列车，而是使用动车组，几乎所有车轮都一同运转，不仅团结合作力量大，而且变速也灵活了，这样才能提高速度。

    

     1、传统的列车开动—

     首先要火车头的车轮转起来，火车头自己先开动起来，然后拖动列车。可是我们不要搞错了，火车头独自的重量，毕竟比不上整列火车，是不能一口气直接带动整列火车的。实际火车开动时，火车头要首先牵动第一节车厢，有了第一节车厢一同动起来，增大了火车头运动的能量，才能牵动第二节车厢……整列火车开动起来，其实是一节一节动起来的，有个相当长的过程，需要相当长的时间。变速也一样，普通火车要跑这么快，就相当不容易了。

    

     2.再看看高铁 —

     动车组有牵引电机的决不只是火车头，几乎每个车厢都有电动机，几乎每个车轮都是有动力旋转。这样一来，动车组前进，就像赛龙舟个个都奋力划桨，所有车轮一致地运转，团结力量大，列车相对就变轻了，列车就跑快了；这个情况又有些像部队仪仗队，全体动作一致，指挥操作才灵活，要是动作不协调，改变状态要好长过程，速度就不能这么快了。

     总之，高铁原理，至少两个方面，一方面是消除了钢轨连接口，列车才能够全速行驶；另一方面就是使用动车组，所有车轮一同运转，不仅团结力量大，而且动作一致，列车开动和变速都变灵活了。这样一来，高铁的速度就大大加快了。

     三、刹车制动系统—

     动车组各车辆的制动控制装置采用微机控制，由动车的电制动(再生制动)及各车的空气制动(盘型制动)构成，并且在制动控制装置内具有滑行检测功能是采用电气指令式制动系统。由于列车随着速度上升，粘着系数会下降，所以设置了随着速度的变化而改变制动力的速度一粘着模式控制的制动力。该模式是以雨天为前提的粘着试验为基础设置的。所以列车制动时可以保证在规定的距离停车。不致滑行。

    

     1.制动原理：

     动车、拖车的基础制动装置都是采用进行空、电变换的增压气缸和油压盘式装置。4个动车和4个拖车的编组构成下，拖车为全机械制动。动车组采用复合制动方式，即动车使用电制动+空气制动，拖车使用空气制动。关于再生制动与空气制动的切换，通过电一空协调控制，由制动控制装置判断制动力大小，当制动力不足时由空气制动补充。为减少制动盘及闸瓦磨损采用延迟控制方式：再生制动优先，然后是拖车空气制动，再次是动车空气制动。

     2.制动功能类别

     (1)常用制动，其制动力分为1～7N，进行延迟控制。在制动初速度为75Km/h以上时，由动车的再生制动负担拖车部分制动力，在65Km/h速度以下时，切换为单独控制，控制单位是一个动车和一个拖车共两个车辆进行制动。另外，具备随载荷变化，从空气弹簧取得压力信号，计算调整制动力，做到不随车辆载重变化，进行恒定的减速控制。

    

     (2)快速制动，具备常用制动1.5倍的制动力。

     (3)紧急制动。

     (4)耐雪制动。

     (5)辅助制动。

     (6)停车制动，采用铁靴施行停车制动。通常运行时司机用制动控制器操作常用制动(表示为1至7级的7位制动力)，和快速制动。紧急制动、辅助制动在故障时等异常情况下通过开关操作。耐雪制动是积雪时通过开关操作。

     紧急制动距离(包构空走时间)；

     初始速度200km/h时制动距离2000公尺以下。

     初始速度160km/h时制动距离1400公尺以下。

     高铁的工作原理：

     字母代号：T，D、K、Z、L、A等，这是列车车次中的开头字母，表示列车的性质。

     G-高铁，列车时速可达250-300公里，在高速铁路、城际铁路线上开行。

    

     D-高速动车组，时速一般可达200-250公里。

    

     T-特快，列车在行程中一般只经停省会城市或当地的大型城市。

    

     K-快速列车。一般只经停地级行政中心或重要的县级行政中心。

    

     Z-直达列车列车在行程中一站不停或者经停必须站但不办理客运业务。

    

     L-临时客车。这类列车只在需要的时候才运营的，车种也是最杂的列车类别。L系列中有少部分列车相当于快速，大多的相当于普快，也有的相当于普客。

    

     A-按需临客。这类列车比L系列的地位更低，但是大多特征与L系列的相似。

    

     四、高铁与动车的区别 —动车和高铁本质上都是属于动车组，只是速度等级不同，动车组的速度在200-250左右，高铁在300-350左右，另外，动车可以在既有线行驶(普通动车组的信号系统与既有线兼容)，高铁则必须在新建的客专上行驶(高速动车组的信号系统不与既有线兼容)。

    

     高铁就是动车组，只不过在中国将时速300以上的动车组跑的线路叫高铁，及高速铁路，目前中国动车组有CRH1 CRH2 CRH3 CRH5型车，而高铁用的动车组为CRH2C CRH3型车，至于你说的为什么满足不了高铁的速度，是因为车辆在设计时CRH1 CRH2 CRH5就是按时速200公里设计的，最后铁道部将其强行提至时速250公里，而高铁的CRH2C CRH3型车，在设计的时候就定义为时速300公里，最后铁道部将其强行提至时速350公里。

    

     动车是在已有铁路线上进行一定的技术改造来提高速度，而开行的高速列车。高铁所运行的线路都是新建的铁路，其设计时速一般在250公里/小时以上，属于专营线路，不运行普通列车。

    

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