為什麼動車,高鐵能跑那麼快?和火車不同在哪裡? | 知乎問答精選

 

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為什麼動車,高鐵能跑那麼快?和火車不同在哪裡?

2016年09月01日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 266 ℃ 次

【EnzoJiang的回答(19票)】:

如果只考慮速度的話,主要是功率和軸重夠輕符合高速需求,此外還有受電弓和接觸網能夠支持高速。如果從功率考慮的話,功率主要是用來對付空氣阻力的,所以車頭以楔形甚至流線型的阻力低一些是需要的。

是不是動車組不是重點,地鐵就是動車組,地鐵能跑高速嗎?國外大把機車式的高速列車的,比如法國TGV甚至更典型一點奧地利的Railjet,Railjet加速比地鐵還快(奇葩,我至今沒想明白德國那幫喪心病狂是怎麼做到的),可以跑250,但是是標準的一節機車和七節客車,其機車ES64U是當前機車速度世界紀錄的保持者,357。

只要把機車軸重或者動車軸重做下來,功率足夠,就可以跑高速,TGV的機車軸重只有17噸,一組列車功率9280千瓦,兩節機車各自4630千瓦,每個電機1160千瓦。CRH3的軸重也是17噸,功率8800千瓦,4節動力車每節功率2200千瓦,每個電機550千瓦。都是17噸的軸重,TGV跑350毫無問題,CRH3跑350也是毫無問題。(事實上平地上跑350需要的功率只有設計功率的一半左右)。Railjet的軸重20噸,單車功率6400千瓦,跑250非常輕鬆,350就有些麻煩了,第一是功率在上坡的時候吃緊,第二就是有些重。CRH380A之所以可以在200的日系CRH2上面可以做出這麼大的速度飛躍,很大一部分靠CRH2本身的軸重低(14噸以下),所以自由發揮空間大。從CRH3改成CRH380B就要夠嗆一些,因為同樣是動車組CRH3的軸重已經到了上限。CRH380A的軸重大約是在15噸,比TGV還要低2噸。

所以說動車組的結構有利於降低軸重,但並不是說動車組了就一定軸重低(CRH3),也不是說軸重低必須是動車組(TGV)。法國人的TGV輕量化可能是全世界高鐵界做得最好的,因為他們把這麼多重鐵疙瘩(變壓器、電機功率越大體積越大重量越大)塞進了機車,能夠在保持結構強度的同時還能做得這麼輕。

信號系統也不是重點,平穩的大半徑的軌道是基礎需求,但不是車輛這方面的。

普速列車和高速列車本質上沒有區別,98年的時候時任鐵道部長開著一台韶山8拉著三節25k在環鐵上飆了一把240,當時的場面非常壯觀。50年代法國人更瘋狂,把兩台不同型號不同設計的160的電力機車分別飆到了331,也是拖了三節車廂的。德國人這口氣一憋憋了50多年,後來拿跑Railjet的ES64U聯合奧匈帝國的兄弟終於把法國人的光榮給做掉了。

【陳肖恩的回答(11票)】:

如果火車特指一個拖頭拉一堆車廂的話,有接近動車或者高鐵的。國內有djj2,國外有tgv。

受車型和線路限制,高鐵動車進普速線路一樣跑不快,大部分常規火車的拖頭跑不了高鐵的速,進高鐵線路也不一定跑得快。

【xiiI的回答(10票)】:

「動車是每節車廂自帶動力系統,普通列車你可以理解為一個帶動力系統的車頭拖一堆無動力車廂。」

這個要看車型的。 也有國家的動車不是動力分散型的。

因為設計的就不是那麼高速的

【知乎用戶的回答(1票)】:

謝 @張之詩 邀。竟然說邀請不一定非要回答喵!那你邀請我回答作甚?

其實這個問題我是給程序猴子的回答點了讚的。我簡單展開回答一下,不想寫太多,希望能做到簡單扼要。

題目中所說的動車和高鐵,我們一般稱作高速列車。而題目中所說的火車,我們可以稱作普速列車。

瞭解一點產品開發或設計的人應該知道,有一些重要指標是先於產品設計提出來的。比如樓房的高度。我們可不可以問:「為什麼摩天大樓能建那麼高,而普通住宅樓不行呢?」

我想這個問題的答案是:因為高速列車在設計之前就提出了速度要求,摩天大樓也在設計之前就提出了高度要求。然後設計師們想辦法實現設計要求。

針對高速列車是如何實現速度要求的,我簡要回答一下。

要提速,就要提高牽引功率。因為無論是空氣阻力還是摩擦阻力,列車要保持一定速度行駛,就必須要有牽引力客服阻力。這裡假設知乎用戶都理解牛頓第一定律,我就不展開了。

下面說說如何提高牽引功率。

常見的高速列車是通過將動力分佈實現提高牽引功率的,也就是動車組。詳見維基百科或百度百科等。如果實在懶得看就記住動車組不是像傳統的普速列車那樣只有火車頭有動力,而是多節車廂都有動力。具體是多少節因車型而異。

當然還有別的形式的高速列車,我也不展開介紹了。核心都是提高牽引功率。

另外可能有些朋友認為高速列車跑得快是因為流線型車身,這個確實有影響,但絕不是主要因素。

不得不提的是,線路方面對列車行駛速度有很大的影響。最主要是過彎道的曲線半徑,關於曲線半徑與速度的關係請自行思考。

一條鐵路在設計施工之前也是要定設計速度的。如果設計速度低,就可以有一些小半徑彎道,這對山區修鐵路是很重要的。

關於線路對列車行駛速度的影響:普速列車可在高速鐵路上以其設計速度行駛,高速列車不可在普速鐵路上以其設計速度行駛,因為可能出軌。

我就回答這麼多吧。

【陳wingle的回答(1票)】:

制動系統

大家答的大部分都是牽引系統和線路限速。

其實功率單節6軸機車可以做到9200KW(HXd1B),線路可以重新做整體無渣式道床+無縫鋼軌+更加大的曲線半徑彎道+*/@/*/*&/+;$#&;*一大堆。

但是安全是最重要的因素。

目前我國鐵路車輛使用的是自動空氣制動,就是靠列車管的壓力差來控制全列車的制動與緩解。這套系統最大的優勢是可靠、純機械結構不需電源。但是缺點是響應時間長,速度越高空走距離越長。所以要是在速度380km/h時,15~25秒的排風時間是要命的。

【綠子的回答(20票)】:

謝邀…作為一名鐵路狗,終於能不抖機靈認真回答問題了…

我把題主所謂的「火車」理解為普速列車,試回答一下,歡迎大家指正修改

先普及一下:

1普速時速低於160公里,准高速時速介於160至200公里之間,高速時速大於200公里。

2還有我必須解釋一下高鐵和動車:高鐵是指高速鐵路線路,我們國家現在修了很多客運專線(時速200~350公里)來支持高鐵的運行,如京滬,京廣等,傳說中的「四橫四縱」逐漸形成高速鐵路網。而動車是指列車類型,詳解下面會有。

上班之後覺得人們總把高鐵和動車放在一起說,令我很彆扭,查了一下我國鐵總給的定義:動車是指時速在200公里級別的鐵路線路,高鐵是指時速在300公里級別的鐵路線路…好吧,按規(鬼)定的說。

大概來說,分為車體和線路兩方面的不同

車體:

普速列車只有機車(火車頭)有動力牽引,也就是動力集中。而動車把動力可以分散給每節車廂,當然也有無動力的拖車,一般動車編組是8的倍數,以8節為例,有5動3拖,4動4拖等不同編組。

線路:

普通的鐵道大家都見過吧,上面有石頭(道砟),石頭是幹什麼的呢?減震!是噠^﹏^等車過去的時候會有咯登咯登的聲音,這是為什麼呢?是因為鋼軌中間有縫隙,車輪壓過縫隙就會發出這種可愛的聲音呢…高速鐵路的線路上沒有石頭啦,也採用了無縫鋼軌,另外防止開太快閃出去,把拐彎半徑改大了。車頂上,接觸網是不一樣的,另外信號和普速列車也是不一樣的,還有別的地方就不一一細說了。

綜上所述,線路加車體,造成了巨大的差異。

~~~~~~~~~我是吐槽的分割線~~~~~~

認真回答完之後我發現抖機靈會回答的更好

>﹏﹏﹏﹏﹏﹏﹏我也是醉了

【程序猴子的回答(12票)】:

為什麼鄉間土路跑不了高速公路120公里的時速?

為什麼拖拉機不能像f1方程式賽車那樣快?

【lordary的回答(9票)】:

首先要說明的是,動車,高鐵也是火車中的一種。國內的話,特指動力分散式,速度在200km/h以上的高速列車。

動車,高鐵能跑快,顯然是車體設計,線路設計等一套系統設計的共同結果。

【奈文摩爾的回答(0票)】:

按照題主的語境設置:

火車是前驅,也有後驅;

動車是四驅,不限於四驅;

高鐵是四+驅,多於四驅;

(以上只是舉個栗子,嚴格意義上的解釋太複雜,我覺得這麼說比較好理解)

【陳文仕的回答(0票)】:

功率不夠。高鐵動車都是動車,即全列車有好多動力車廂,而火車一般只有一個,也就是火車頭。而且等體積下電動機的功率也是遠大於內燃機和蒸汽機的。你去查一下就發現一列動車組的功率可以比火車大一個數量級

【venusLeo的回答(4票)】:

盡量用最簡單的語言回答題主。

動車是每節車廂自帶動力系統,普通列車你可以理解為一個帶動力系統的車頭拖一堆無動力車廂。

【清平小翀的回答(2票)】:

  • 因為所學的專業和鐵道稍微沾一點點邊,今天正好瞭解了一些軌道交通的資料,就回答一下這個題目,有不準確或者具有誤導性的地方,還請專業人士指出;
  • ---------------分界線--------------------
  • 嘗試明確幾個概念:
    • 火車:火車這個概念,現在泛指一種交通工具,和飛機、輪船之類的詞彙類型等同;而火車之所以叫「火車」,大概是因為以前的內燃機車以煤為燃料,所以起名為「火車」;
    • 綠皮車:綠皮車是具有時代情懷的一個詞,主要指的是用黃、綠色顏料塗染的車廂。綠皮車的牽引車頭也有有內燃機車和電力機車兩種,在大眾心目中,主要指的是速度慢、超載嚴重並且沒有空調的列車;與之相對的是紅皮車,主要指的是用橘紅、白顏料塗染的車廂,相對於綠皮車,是裝備更好的空調列車;PS:據說很多鐵路局的客車車體要重新塗上橄欖綠色顏料;
    • 動車:動車指的是,可以承載負荷,也能夠獨自提供動力的軌道車輛;而在咱們國家,往往把時速超過250公里(數據不太確定)的列車叫動車;
    • 動車組:動車組指的是一種軌道車輛編組方式,是把動車和非動車按照一定的參數編組在一起;
    • 高鐵:高鐵這個概念和「動車」並不矛盾,高速鐵路系統中的軌道車輛,一般都是動車組;只是相比於一般的動車組,高速鐵路系統在車輛、路基、軌道等因素上要高上幾個等級,特別是高速鐵路系統擁有自己的專有線路,和普通列車不在一條線路上走;所以高鐵的速度會更快一些;
  • ---------------分界線----------------------
  • 列車根據運輸對像分為客車和貨車的兩大類,題主說的應該是客運列車,客運列車的運行速度,和以下幾個因素有關係:
    • 動力機車牽引方式和設備:
      • 動力來源:按照動力來源分類,動力機車分為蒸汽機車、內燃機車和電力機車,因為電氣設備工作穩定,具有啟動快、功率大、效率高、爬坡性能好、污染小等特點,現在電力機車占客運列車動力機車的絕大部分;不同的動力來源,機車的牽引功率平均水平是不一樣的,但是並不代表,所有的電力機車都比內燃機車要強;
      • 動力設備:同樣屬於電力機車,其牽引功率也不一樣,這個主要就是和電機的性能有關了;PS:不過,就算電機具有相同的牽引功率,也不一定有相似的速度,因為電機的牽引指標不同,比如有些貨運列車,就要求牽引力比較大,速度自然而然就降下來了;一些客運列車,需要把速度提上去,牽引力沒嚴格的高標準要求,速度也就上去了;
    • 編組結構和列車數量:動車組是動車和非動車的混合編組,具體動車的牽引功率和配合情況我不太清楚,但是這樣的混合編組比普通列車要快,並且車廂數量明顯要少,一般為8節左右;普通列車一般只有一個機車牽引,車廂數量為十幾節,有的時候還有附加車廂,所以速度慢也可以理解了;
    • 外形設計:一般的動車組列車,特別是高鐵系統的動車組列車,其工業設計都會有比較科學的計算,當然也會比較美觀,科學的外形設計可以減小阻力,在一定程度上可以提升列車速度;
    • 路況:路況主要指的是路基和鋼軌的鋪設,現在我國很多普通列車行駛的軌道是不足以通行高速列車的,而高鐵系統之所以速度快,是因為它們採用自己的專用軌道,採用性能更加高端的密接無縫鋼軌,地基質量、坡道和轉彎半徑的計算也更加科學一些;
    • 轉向架技術:這個名詞大家都比較生疏,但是它非常非常非常重要,裡面含有減震裝置、制動裝置等,列車的舒適性很大一部分也是由他來保持,並且這個技術的成熟程度會影響速度的大小;
    • 列車調度:讓車這個說法可能很多人都曾經遇到過,據瞭解,列車調度的時候,的確存在車輛避讓的情況,具體誰有優先通過權,這個我不太清楚,不過這個的確是影響速度的一個方面;
  • -----------------分界線---------------------

  • 綜上所述:
    • 動車組的速度高於普通列車,主要是因為動力機車的牽引方式和設備、外形設計、編組結構、轉向架技術、列車通過優先權等因素影響;
    • 高鐵動車組高於普通動車組一方面有上述因素的原因,還有主要的一方面是——路況:有專門的通行線路;
  • -----------------分界線---------------------

  • 以上,題主所問的問題,我的回答,大概就是由以上幾個方面組成的;而更為專業的答案,待我有時間好好鑽研一下,如果成了系統,再來補充;

  • 2015.3.14.22:10

【ddnadss的回答(1票)】:

軌道等級,車體強度,動力系統,信號控制網絡等等,完全是兩個時代的東西。。。

【uujr的回答(0票)】:

動車是指在普通火車加好幾個動力車廂,高鐵是指給動車重修的高速鐵路。

【高康浚的回答(0票)】:

轉向架技術

在沒出現動車組時,火車(或者說是機車)的快慢取決於車頭的速度,車頭的速度跟動力部分,傳動部分,轉向架技術,和軌跡通過曲線等有關。如果說動車與普通相比較,也只能是與電力機車比較,與內燃機車和蒸汽機車比就有點皮膚人了。跟關鍵的一點就是轉向架的技術,機車如果快到了一定的程度,轉向架技術跟不上,轉向架斷裂,後果可想而知,動車的技術已經比普通列車高了很多。

【AAA醬的回答(0票)】:

除了火車本身的差異外,鐵路的設計速度不一樣也一個原因。

【阿泰的回答(0票)】:

廣深港,武廣高鐵3年現場建設者從底層結構方面補充一下,碎石的作用是緩衝列車經過的能量,高鐵之所以不用碎石是能量過大,碎石撐不了多久。我國高鐵的緩衝是通過軌道板下方的ca砂漿層與硬塑彈性層傳遞到軌道板底座,而固定鋼軌的蝴蝶型螺栓是熱熔型,一般都是機械自動鑽進去的,鋼軌沒記錯的話是1500米無縫焊接。

簡單來說,高鐵從結構基礎上就與普速鐵路根本不是一個東西。而動車可以理解為低速的高鐵,倒是可以跑普鐵線。所以高鐵在提速後基本都是跑專線,有的站會看到g d t k4種字頭混跑,那也是在降速後接入,高鐵在提速後就不是普速鐵路的結構能承受的。

【楊奮鬥的回答(0票)】:

首先,動力分配不同。高鐵,動車一般均採用全動車編組,也就是每節列車均具有自身動力。而火車不同,只有車頭具有牽引能力。一匹馬拉車與多匹馬拉車,同等載荷下,自然是馬多跑的快。

其次,兩者的設計時速不同。包括受流系統(受電弓),走行部(轉向架,可以簡單的理解為火車地盤),電機的參數完全不在一個層次。就像你的奇瑞永遠不能跑到200但其他超跑可以達到一個道理。奇瑞的速度太快車子就會發抖穩定性下降。類似的,普通火車速度過快會產生安全隱患。

最後,行車條件不同。現在的高鐵動車都行駛在專用線路上,這些線路都是為了高速而專門優化過的(比如不用道渣,因為高速運行時一塊彈起的石頭可能會是致命的),普通火車沒有這樣的條件。就像你永遠不能指望著f1在搓板路上開出賽道的速度。

以上,謝謝

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【sunwone的回答(0票)】:

簡單點說,動車、高鐵每一節車廂都有動力裝置。而火車就前面一個火車頭帶著跑,能跑快麼?!個人拙見,不喜勿噴!

【嗨妹的回答(0票)】:

票價?

標籤:-動車 -高鐵 -速度 -軌道列車


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