《CRH3高速動車組》是鐵道部運輸局、唐山軌道客車有限責任公司於2008年8月14日申請的發明專利，該專利申請號為2008201100401，公布號為CN201193028，專利公布日為2009年2月11日，發明人是張曙光、孫幫成、張雷，該發明涉及一種鐵路車輛，特別是一種時速300公里以上的高速動力車組。
《CRH3高速動車組》包括依次連線的端車1 EC01、變壓器車1 TC02、中間變流器車1 IC03、便餐車BC04、一等車FC05、中間變流器車2 IC06、變壓器車2 TC07、端車2 EC08，端車1 EC01和端車2 EC08為司機室，端車1 EC01、變壓器車1 TC02、中間變流器車1 IC03、便餐車BC04為動車，一等車FC05、中間變流器車2 IC06、變壓器車2 TC07、端車2 EC08為拖車，動車包括兩個動力單元，一個動力單元包括變壓器、牽引變流器和牽引電機。從而提供了一種速度更高，噪聲風阻較小，密閉性好的高速動車組。
2010年11月10日，《CRH3高速動車組》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《CRH3高速動車組》的摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：CRH3高速動車組
- 公布號：CN201193028
- 公布日：2009年2月11日
- 申請號：2008201100401
- 申請日：2008年8月14日
- 申請人：鐵道部運輸局、唐山軌道客車有限責任公司
- 地址：北京市海淀區復興路10號
- 發明人：張曙光、孫幫成、張雷
- 代理機構：北京雙收智慧財產權代理有限公司
- 代理人：吳傑
- Int.Cl.：B61B1/00(2006.01)、 B61D1/00(2006.01)
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2008年8月之前，市面上已有的輪軌列車包括若於節車廂，客車車體為全金屬焊接結構，由底架、側牆、車頂和端牆等四部分焊接而成，車底架由中梁、側梁、枕梁、橫樑、端梁及地板橫樑等組成。轉向架主要由輪對、側梨和搖枕、軸箱油潤裝置、彈簧減振裝置、基礎制動裝置所組成，基礎制動裝置由制動缸活塞推桿以至間瓦及其間一系列槓桿、拉桿、制動梁等傳動部分所組成，2008年8月之前路機車車輛採用的制動方式最普遍的是間瓦制動。動力分配為動力集中型，牽引功率和驅動輪受到限制，速度慢：車廂外形不符合空氣動力學，空氣阻力大：機車控制不採用模組化作較為煩；運輸效率不夠高，噪聲比較大，車廂的密閉性不夠好。
發明內容
專利目的
《CRH3高速動車組》的目的是提供一種速度更高，噪聲風阻較小，密閉性好的高速動車組。
技術方案
《CRH3高速動車組》包括依次連線的端車一EC01、變壓器車一T002、中間變流器車一1C3、使警車BCO4、一等車FC05、中間變流器車二1006、變壓器車二1T007、端年二EC08，所述的端車一ECO1和端車二EC08為可機室，所述的端車一EC01、變壓器車一TC02、中間變流器車-IC03、便餐車BC04為動車，所述的一等車FC05、中間變流器車ニI06、變壓器車TC07、端車二EC08為拖車，所述的動車包括兩個動力單元，所述一個動力單元包括變片器、牽引變流器和牽引電機。
該發明的高速動車組，所述的變壓器、牽引變流器和牽引電機分布於列車底部。
該發明的高速動車組，所述的端車一EC01、變壓器車一TC02、中間變流器車一1003便餐車BC4、一等車FC05、中間變流器車二106、變壓器車二T007、端車二ECO8還包括車頂空調和電氣設各，所述的車頂空調和電氣設備設有導流罩，所述的端車端車一EC01、變壓器車-TC02、中間變流器車-IC03、便餐車BC04、一等車FO05、中間變流器車二1006、變壓器車二T07、端車二FC08車下設有封閉的設備艙，所述端車一ECO1和端車二EC08的尾端設有車鉤導流罩，所述的變壓器車一T002、中間變流器車一1C03、使餐車BC04、一等車FC05、中間變流器年二1C06、變壓器車二。T007兩端設有車鉤導流罩。
該發明的高速動車組，所述的端車一EC01、變壓器車一T002、中間變流器車一IC03、便餐車BC04、一等車FC05、中間變流器車。1C06、變壓器車-T07、端車二EC08的車門為單頁塞拉門。
該發明的高速動車組，所述的端車ーEC01、變壓器車一T002、中間變流器車一103便車BC01、一等車FC05、中間變流器車二1C06、變壓器車二T007、端車二EC08的變壓器為單制式的變壓器。
該發明的高速動車組，所述的車變壓器車中間變流器車-1C03使餐車BC04、一等車FCO5、中向變流器車變壓器車車二EO8的車體採用大型擠壓中空鋁型材岸接而成。
改善效果
《CRH3高速動車組》動車組運行速度更高，動力設備分布於車底部，可多容納座椅，使運輸效率高，由於採用流線形設計，降低空氣動力學阻力和噪聲車門是壓力密封的，因此，列車的密閉性更好。
附圖說明
圖1是《CRH3高速動車組》的動力配置圖；
圖2是該發明的動力轉向架結構圖；
圖3是該發明的非動力轉向架結構圖。
權利要求
1.《CRH3高速動車組》包括依次連線的端車一（EC01）、變壓器車一（TC02）、中間變流器車（IC03）、便餐車（BC04）、一等車（FC05）、中間變流器車二（IC06）、變壓器車二（TC07）、端車二（ECO8），所述的端車一（EC01）和端車二（EC08）為司機室，所述的端車一（EC01變壓器車一（TC02）、中間變流器車-（103）、便餐車（BC04）為動車，所述的一等車（FC05）中間變流器車二（1C06）、變壓器車二（TC07）、端車二（EC08）為拖車，其特徵在於，所述的動車包括兩個動力單元，所述一個動力單元包括變壓器、牽引變流器和牽引電機。
2.根據權利要求1所述的高速動車組，其特徵在於，所述的變壓器、牽引變流器和牽引電機分布於列車底部。
3.根據權利要求2所述的高速動車組，其特徵在於，所述的端車一（EC01）、變壓器車（TC02）、中間變流器車一（1003）、便餐車（BC04）、一等車（FC05）、中間變流器車二（IC06）變壓器車二（TC07）、端車二（E08）還包括車頂空調和電氣設備，所述的車頂空調和電氣設備設有導流罩，所述的端車一（EC01）、變壓器車一（TC02）、中間變流器車-（1C03）、便餐車（BC04）、一等車（FC05）、中間變流器車二（1C06）、變壓器車二（TC07）、端車二（EC08）車下設有封閉的設備艙，所述端車一（EC01）和端車二（EC08）的尾端設有車鉤導流罩，所述的變壓器車一（TC02）、中間變流器車-（1C03）、便餐車（BCO4）、一等車（FC05）、中間變流器車二（1C06）、變壓器車二（TC07）兩端設有車鉤導流罩。
4.根據權利要求3所述的高速動車組，其特徵在於，所述的端車一（EC01）、變壓器車（TC02）、中間變流器車一（103）、便餐車（BC04）、一等車（FC05）、中間變流器車二（1C06）變壓器車二（TC07）、端車二（FC08）的車門為單頁塞拉門。
5.根據權利要求4所述的高速動車組，其特徵在於，所述的端車一（EC01）、變壓器車（T002）、中間變流器車一（1C03）、便餐車（BC04）、一等車（PC05）、中間變流器車二（IC06）變壓器車二（TC07）、端車二（FC08）的變壓器為單制式的變壓器。
6.根據權利要求5所述的高速動車組，其特徵在於，所述的端車一（ECO1）、變壓器車（T02）、中間變流器車-（IC03）、便餐車（BC04）、一等車（FCO5）、中間變流器車二（IC6）、變壓器車二（TC07）、端車二（EC08）的車體採用大型擠壓中空鋁型材焊接而成。
實施方式
《CRH3高速動車組》所述動車組採用動力分散式牽引技術，動車組由8輛車編組構成，4輛動車，4輛拖車，兩端為司機室，兩列動車組可以聯掛運行，自動解編。動車組的所有的動力設備分布於列車底部，因此列車可以比其它同樣長度列車多容納25%的座位。動車組採用具有良好氣動外形形流線形車體，車輛所有部件按模組化設計製造，列車長度為200米，可容納556名旅客，運營時速為每小時300公里，動車組採用供電制式為單相25千伏，牽引功率800千瓦車輛外形滿足中國鐵道限界，車內所有座椅可旋轉，並設有符合中國高速鐵路運營的車輛自動控制系統，本動車組僅在中國鐵路客運專線上運行。
CRH3動車組為8輛編組的交流傳動的電動車組，分為兩個牽引單元，每個牽引單元又包括兩個動力單元。兩端為帶司機室控制車，列車正常運行時由前端司機室操縱。兩列動車組可以連掛在一起運行。
動車組包括5種不同的車，即BC01/08端車01/08（頭車和尾車）、TC02/07變壓器車02/071C03/06中間變流器車03/06、BC04便餐車04和FCO5一等車05動車組的車頂空調和電氣設備設有導流罩，車下設有封時的設備艙，兩端設有車鉤導流罩，採用流線形設計，降低空氣動力學阻力和噪聲。列車的車門都設計成單頁塞拉門，這些門在關閉位置上是壓力密封的，可以承受運行中生的氣動載荷。
參見圖1，動車組牽引傳動系統由兩個相對獨立的基本動力單元組成，一個基本動力單元主要由主變壓器、牽引變流器和章引電機等組成。主變壓器和冷卻單元集成布置於變壓器午TC02/TC07車下，設計成單制式的變壓器，額定電壓為單相AC25千伏/50赫茲的線路上運行它的次級繞組為牽引變流器提供電能。主變壓器安裝結構及強度滿足在車體下部吊裝的要求主變壓器箱體有足夠的強度，以防止機損壞（例如碎石擊打）。主變壓器採用強迫導向油循環風冷方式，冷卻系統和每個變壓器相鄰，冷卻液被泵入變壓器，並且依靠風機在冷卻系統的熱交換器中冷卻。牽引變流器和冷卻單元集成安裝在動車端車ECO1/EC08、中間變流器車1C03/1C06車下區域的一個牽引箱中。牽引變流器採用結構緊讀，易於運用和檢修的模組化結構。在運用現場通過更換模組可方便更換和維修。牽引變流器由多重四象限變流器、直流電壓中間環節和電機逆變器組成，牽引變流器的模組具有互換性。安裝在牽引變流器旁的個冷卻系統為該牽引變流器提供冷卻。在牽引變流器的冷卻系統中有波紋過濾電抗器。為了把牽引變流器損失的功率散入環境中，冷卻液在冷卻系統中的一個閉環管路中衛環。牟引變流器的報動與衝擊滿足標準EN61373的要求（車輛設備的振動與沖言試驗），變流器櫃防護等級為1P54。列車總共由16個牽引電機驅動。它們位於配有動力轉向架的車下，該牽引系統通過三相異步牽引電機來實現。動車轉向架的每個輪對是由一個牽引電機來驅動的。該牽引電機橫向安裝在轉向架上。該牽引電機按高速列車的特珠要求來設計的它們具有堅固的結構，最佳化重量，低噪音抖放，高效率和緊湊設計的特徵。四極三相異步牽引電機按絕緣等級200製造。該電機是強迫風冷式，一個牽引電機風機為一個轉向架的兩個牽引電機提供必要的空氣量。該牽引電機風機位於車下區域車輛的封閉地板箱內（挨著轉向架）列車供電為3AC440/60赫茲和DC110伏列車線。車輛的車載電源的電力是通過牽引變流器的直流環節獲得的。靜止輔助變流器（ACU）把直流電轉換為車輛的車載電源系統的三相交流電。CRH3裝有六台輔助變流器（CU）。每台變流器由一個PWM逆變器和隔離變壓器組成在變壓器車T002/TC07車下為1x160千瓦，在便餐車BC04，一等車PC5車下為2x160千伏A雙AU。該箱體適用於車下安裝，並能容納功率半導體設備、組合開關、熔斷器、控制元件冷卻系統的元件和磁元件，ACU為強迫空冷。在便餐車BCO4，一等車FC05車下分別安裝個60千瓦電池充電器和一個DC110著電池組，該系統保證了蓄電池的單獨充電和在一個元件故障的情況下充分冗餘。外部電源接口和AC230伏/50赫茲的財房設備的供電來自於安裝在每輛車內的逆變器，它由DC110列車線供電。
CRH3裝備有一個具有10巴主風缸管（MRP）和6巴主制動管（MBP）壓力的壓縮空氣系統。給這些管路供風的相關壓縮機分布在整個列車上。對一個8車編組列車來說，在IC03/ICO6車下安裝2個壓縮機，每個壓縮機提供1300升/分鐘的壓縮空氣。每個壓縮機與個雙塔乾燥器相連，並與帶有防凍功能的油水分離器相連。油水分離器的水箱能夠防止含油的水排到軌道上。在變壓器車TC02/TC07車下安裝2個輔助空氣壓縮機。在一等車FC05車下配有一套過渡車鉤，當救援時，可以用6巴進行制動和緩解。空氣風缸和電制動控制單元一起安裝在每輛車下的制動框架內。制動框架可以保護控制裝置免受環境的影響，並且保讓它的實用性和壽命。它們的狀態（施加/緩解以及啟動/關閉）在每輛車兩側的外部顯示器上顯示出來。所有制動部件的布置保證易於接近、測試和拆卸，以及為維護及維修可在單個上啟動和關閉各部件。每輛車下設廢排裝置，端車PCOI/EC08車下設有司機室空調冷凝單元。
變壓器車TC02/TC07，中間變流器車IC03/IC06，一等車FCO5車下設有5個容量為450升的污物箱，兩個衛生間共用一個污物箱。污物箱兩側設定真空外排接頭（通用2.5”快速接頭）。污物箱內設定80%和95%液位感測器，設定溫度感測器，控制加熱元件的開啟，保證在冬季正常運營。BC4車下設有一個700升的水箱及水泵。
車體採用大型擠壓中空鋁型材焊接而成，司機室採用彎曲鋁型材梁和板狀鋁型材作蒙皮的焊接結構。車體的外形符合中國高速鐵路限界。
動車組的主要設備包括車體、電氣櫃和重要電纜、外端門、重要電纜和系統的防護、材料選擇等都採用防火結構設計。
轉向架採用經過實踐驗證、性能優良的SF500轉向架。為適應車體的加寬和速度的要求僅對枕梁、減振器、彈簧參數、傳動比等進行了適應性的改變和最佳化。CRH3高速列車轉向架分動力轉向架和非動力轉向架，其中動力轉向架有4種類型（簡稱M，非動力轉向架有6種類型（簡稱T）。兩種轉向架採用基本一致的結構型式，構架為H型焊接構架，圓錐滾柱軸承單元，軸箱轉臂定位系懸掛是螺旋彈簧加垂向減振器，二系懸掛為帶有輔助橡膠堆的空氣彈簧直接支撐車體，在車體和轉向架之間裝有主動控制的抗蛇行減振器，採用Z型拉桿牽引裝置。由於特定的最佳化，動力轉向架和拖車轉向架不可互換。
參見圖2，動力轉向架主要由焊接構架組成、一系懸掛裝置及輪對軸箱定位裝置、二系懸掛裝置及牽引裝置、抗測滾扭桿裝置、枕梁、驅動裝置、基礎制動裝置、軸溫報警裝置與接地回流裝置、撒砂裝置和ATP信號接收系統與輪緣潤滑系統（列車頭尾部動力轉向架）等組成。
項目 | 名稱 | 數量 | 項目 | 名稱 | 數量 | |
|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 整體動車輪對 | 2 | 10 | 動力轉向架構架 | 1 | |
2 | 一系懸掛裝置 | 1 | 11 | 輪盤制動組成 | 1 | |
3 | 軸箱定位裝置 | 1 | 12 | 牽引拉桿組成 | 1 | |
4 | 橫向終點止動裝置 | 1 | 13 | 牽引電機組成 | 1 | |
5 | 二系懸掛裝置 | 1 | 14 | 牽引電動機通風裝置 | 1 | |
6 | 橫向懸掛裝置 | 1 | 15 | 天線組成 | 1 | |
7 | 抗蛇行減振器 | 1 | 16 | 感應接收器裝置 | 1 | |
8 | 空氣彈簧連桿 | 1 | 17 | 輪緣潤滑組成 | 1 | |
9 | 抗側滾扭桿組成 | 1 | 18 | 撒砂和排障器 | 1 | |
參見圖3，CRH3動車組（變壓器車T02/07、便餐車BC04、一等車FC05號車）中分別裝用了六種拖車轉向架，主要由剛結構焊接構架組成、一系懸掛及輪對軸箱定位裝置、二系懸掛及牽引裝置、抗測滾扭杄裝置、枕梁、停放儲能制動裝置、基礎制動裝置、軸溫報警裝置與接地回流裝置和速度感測器裝置等組成。
項目 | 名稱 | 數量 | 項目 | 名稱 | 數量 |
|---|---|---|---|---|---|
1a | 拖車輪對 | 2 | 7 | 抗蛇行減振器 | 1 |
2 | 一系懸掛裝置 | 1 | 8 | 空氣彈簧連桿 | 1 |
3 | 軸箱定位裝置 | 1 | 9 | 抗側該扭桿組成 | 1 |
4 | 橫向終點止動裝置 | 1 | 10a | 拖車轉向架構架 | 1 |
5 | 二系懸掛裝置 | 1 | 11a | 拖車轉向架軸盤制動組成 | 1 |
6 | 橫向懸掛裝置 | 1 | 12 | 牽引拉桿 | 1 |
榮譽表彰
2010年11月10日，《CRH3高速動車組》獲得第十二屆中國專利獎優秀獎。
