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第1章 轨道交通系统整体机械运动原理1

1.1轨道交通系统的引入2

1.2轨道交通车辆结构对轨道的自动适应性3

1.3范围限定式解耦的具体实现5

1.3.1 CRH动车组转向架概况及其部件5

1.3.2垂向弹簧和减振的引入9

1.3.3防撞击与脱离10

1.3.4解耦以后带来的问题13

1.3.5小结15

1.4过曲线向心力的提供与蛇行运动18

1.4.1超高与锥形踏面的引入18

1.4.2锥形踏面引起的蛇行运动19

1.4.3抗蛇行减振20

1.5总述21

第2章 动车组动力能量来源23

2.1动车组的供电途径24

2.1.1受电弓与碳滑板27

2.1.2轴承与碳刷28

2.1.3钢轨的触电问题32

2.2受电弓的机械动作原理33

2.2.1基本升弓原理与嵌套四连杆结构34

2.2.2自动降弓装置与弓网事故36

2.2.3接触式受流系统的局限性37

2.3接触网是否是连续的39

2.3.1分相的由来39

2.3.2高压开关的特殊要求与过分相40

2.3.3过分相对动车组受电弓的要求41

2.3.4相与相间过渡的实现42

2.3.5频繁断电怎么办44

第3章 动车组电力牵引——“交直交”传动系统45

3.1“交直交”是什么意思45

3.1.1从一个场景说起46

3.1.2如何解决“冲厕”问题47

3.1.3应用到动车上48

3.1.4无功与谐波49

3.1.5其他50

3.2动车组与牵引传动系统51

3.2.1动车组的概念51

3.2.2牵引力分散与制动力分散53

3.2.3强势的高压牵引系统54

第4章 电源变换技术——半导体电子开关55

4.1变流技术55

4.1.1变流技术变的是什么55

4.1.2从交流和直流的区别说起57

4.2交直流之间的相互转换58

4.2.1交流变直流的物理本质58

4.2.2逆变——直流变交流59

4.2.3直直变换与交交变换60

4.2.4电容和电感元件的应用61

4.3半导体技术的发展与电子开关的实现63

4.3.1理想的电子开关63

4.3.2无触点开关的发展概况64

4.3.3电力电子器件使用的两个注意点66

4.4变流技术及其在动车组上的应用67

4.4.1对无触点开关开启脉冲进行优化的技术67

4.4.2动车组交直交传动系统实际电路68

4.4.3牵引变流器的重要说明71

4.4.4再生制动过程73

第5章 动车组辅助供电系统与配电75

5.1动车组车载设备用电需求与辅助供电系统75

5.1.1辅助供电负载75

5.1.2辅助供电系统能量由来及其变换77

5.1.3辅助供电设备供电控制的基本模式79

5.1.4辅助供电系统的布线82

5.2辅助供电系统的特殊要求83

5.2.1可靠性要求83

5.2.2列车启动与直供电设备84

5.2.3直流供电系统85

5.2.4外接供电85

第6章 动车组各级电路的接地设置87

6.1从触电问题开始87

6.1.1火线触电的问题89

6.1.2零线为什么要接地89

6.2动车组牵引、辅助、直流供电系统整体的接地问题92

6.2.1动车组参考零电位点的选择92

6.2.2不同电压等级电路的协调问题92

6.2.3变压器衰减冲击的功能93

6.2.4变压器的应用94

6.3保护性接地95

6.4动车组接地检测电路96

6.4.1高压直流系统96

6.4.2低压直流系统96

6.4.3三相交流电路97

6.4.4 CRH2系列动车组的接地开关98

6.5动车组整车电路接地设置汇总98

第7章 动车组控制网络与诊断系统101

7.1控制系统的基本框架101

7.1.1传统的接触器控制电路101

7.1.2纯粹使用计算机进行控制103

7.1.3计算机系统的不稳定性及其处理104

7.1.4控制计算机的互联107

7.2计算机系统控制设备动作的基本实现模式110

7.2.1接口设备110

7.2.2网络系统的输入输出单元111

7.3动车组诊断系统112

7.3.1诊断系统的能力有界112

7.3.2车载诊断信息获取的便捷性113

7.4网络系统的重要性118

第8章 动车组制动系统121

8.1电制动系统122

8.2空气制动系统123

8.2.1传统空气制动系统123

8.2.2高速列车空气制动系统125

8.2.3直接制动气路控制基本原理127

8.2.4 CRH3系列动车组控制系统气路整体结构129

8.3停放制动130

8.3.1停放制动功能130

8.3.2停放制动引入带来的麻烦130

8.4制动系统其他专题132

8.4.1防滑系统132

8.4.2紧急制动与常用制动的分级处理133

8.4.3供风系统与耗风计算134

8.4.4机车拖拽时的制动问题135

8.4.5制动系统的一些其他功能136

8.5新原理制动系统136

第9章 列车防超速系统——自动“安全”防护系统139

9.1早期人工控车方法140

9.1.1闭塞分区141

9.1.2车载电话的引入141

9.2轨道电路的引入142

9.2.1轨道电路的结构142

9.2.2牵引回流与信号电流的兼容问题144

9.3两种新式无线车地控车信息传输通道145

9.3.1轨旁应答器传输145

9.3.2 GSM-R146

9.4列控系统的分级规划及级间的兼容147

9.5 ATP系统与车辆其他系统的控制接口150

9.5.1制动控制与通信150

9.5.2过分相与ATP150

9.5.3车辆定位信息在故障分析中的应用152

9.6动车组驾驶相关问题152

9.6.1车辆系统的自动速度调节功能152

9.6.2电务设备与司机驾驶台布置152

第10章 车端连接系统与动车组的连挂155

10.1车端连接系统概述155

10.1.1头车自动车钩157

10.1.2过渡车钩157

10.1.3半自动车钩158

10.1.4前端导流罩159

10.1.5中间车钩及车间连接161

10.1.6缓冲器162

10.2自动车钩机械连挂原理162

10.2.1沙库车钩163

10.2.2柴田车钩167

10.3导流罩与车钩的通用动作控制模式及手动动作169

10.3.1主体结构的驱动及其位置检测169

10.3.2运动部件的锁闭及锁闭状态的检测169

10.3.3导流罩与车钩的手动动作170

10.4风管与电钩的连挂解编动作173

10.4.1风管173

10.4.2电钩174

10.4.3柴田车钩的电钩与风管连接176

10.5动车组的连挂解编177

10.5.1可见情况177

10.5.2实际动作177

10.5.3只连挂机械钩的特殊连挂模式179

10.6自动车钩存在问题的改进181

第11章 高速列车空调系统183

11.1温度调节的基本原理183

11.1.1利用物态变化伴随的吸热来降温183

11.1.2如何制作常温常压下能自发气化的液体184

11.1.3气体液化的实现——冷媒剂的选择185

11.1.4雪种的再生与制冷循环186

11.2高速列车空调系统187

11.2.1车内外热隔离188

11.2.2新风、废排和回风的基本概念189

11.2.3单元式还是分体式的空调190

11.2.4风道设置与温度场、风速场191

11.2.5压力波保护系统193

11.3动车组空调系统的可靠性194

11.4动车组空调系统的改进195

11.4.1废排气体的再利用195

11.4.2湿度控制195

第12章 外门、旅客信息及给水卫生系统197

12.1外门197

12.1.1外门的动作及其机构198

12.1.2门故障隔离功能的实现199

12.1.3 CRH2系列动车组内藏式侧拉门201

12.1.4动车组的手动门201

12.2旅客信息系统202

12.2.1概述202

12.2.2定点报站的实现203

12.2.3旅客信息系统的重要性204

12.3给水卫生系统204

12.3.1给水系统及耗水设备的布置204

12.3.2集便器206

12.3.3厕所系统的网络通信问题及防冻排空207

第13章 动车组车体结构211

13.1车体概况211

13.2车体流线型设计213

13.3底架设备舱的整体结构215

13.3.1设备舱概述215

13.3.2底架设备吊装的简单概念216

13.3.3底架设备的生产组装217

13.4“吸能三明治”与压溃管218

第14章 动车组整车设备布置221

14.1描述设备位置的参考系221

14.1.1车厢参考系222

14.1.2牵引单元参考系222

14.1.3列车参考系222

14.2设备布置223

14.2.1设备在单节车上的布置223

14.2.2车厢间的拼接223

14.2.3 CRH2系列动车组的改进226

14.2.4 CRH3系列动车组的改进227

14.2.5设备布置原则的简单应用228

第15章 动车组火警等安全相关系统231

15.1防火系统231

15.1.1防火要求231

15.1.2火灾报警系统操作元件的设置233

15.2乘客紧急制动234

15.3紧急疏散234

15.4高压电气设备作业安全防护236

15.4.1电气设备作业安全防护236

15.4.2高压系统的进一步要求236

15.4.3最后一道防线——短接并接地237

15.4.4动车组高压设备安全防护互锁系统简介239

15.4.5动车组高压锁闭241

第16章 动车组维护与检修243

16.1动车组维护与检修概述243

16.2一到五级修分级简介245

16.2.1运用维修245

16.2.2高级修247

第17章 动车组整体设计理念与框架249

17.1动车组必然是不完美的250

17.2分布式计算机控制系统252

17.3尽量减少系统间的耦合253

17.4分工合作——高速列车没有必要全盘消化吸收254

17.5长期试用与反复改进255

参考文献256

致谢261