按照党中央国务院的战略部署,依托京沪高速铁路项目,依托科技部与铁道部共同签署的《中国高速列车自主创新联合行动计划》的强有力支撑,通过“两部联合行动计划”科技支撑课题和“国家863计划”课题推进实施的产学研用合作方式,中国北车开展了CRH380B系列高速动车组的自主研发和技术创新工作,经过三年的不懈努力,于2011年2月成功研制出持续运营时速350公里、最高运行时速380公里的CRH380BL高速动车组,成为世界上商业运营速度最快、科技含量最高、系统匹配最优的高速动车组;于2011年5月又成功研制出持续运营时速350公里、最高运行时速400公里的CRH380B-002高速检测列车,成为世界上运营时速最高的检测列车。
CRH380B系列高速动车组的成功研发,表明了中国北车已经建立起具有自主知识产权、时速350公里以上、国际竞争力强的中国高速列车技术体系,实现了中国高速列车技术引领世界发展的战略目标。
CRH380B系列动车组继承“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术方针,以满足速度提升、长交路、大运量和旅客个性化需求为重点,在系统研究了轮轨关系、流固耦合关系、弓网关系的基础上,结合京津、武广、郑西科学研究试验的成果,在确保运营速度、舒适性、环保节能及安全可靠性等顶层技术指标领先世界的前提下,CRH380B系列动车组在总体、车体、转向架、牵引传动系统、制动系统、辅助供电、网络控制及旅客界面等关键技术进行了系统创新,具体体现在CRH380B系列动车组具有速度最快、安全级别最高、舒适性最好、绿色环保等特点上。
2011年1月9日,CRH380BL动车组在京沪高铁先导段的运行试验中,创下了每小时487.3公里的“世界铁路运营试验最高速”。高速列车的运行阻力与列车运行速度的平方成正比,列车运行速度提高到每小时380公里时,其运行阻力增加了近18%。为了满足京沪高速列车的运营需求,中国北车通过增加牵引动力、降低列车空气阻力相结合的方式来满足该技术要求。
【牵引动力提升】
中国北车对CRH380B系列高速动车组受电弓、牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等牵引系统进行了一系列优化设计,整车牵引功率从17200kW提升到18400kW,功率提高约5%,使牵引动力大幅提升。
【车头】动车组头型内外兼修,减小运行空气阻力10%
中国北车CRH380B系列动车组采用经过优化设计的车头,被誉为“奔跑的猎豹”头型。该头型具有完美的空气动力学外形,外形设计充分吸收了飞机的空气动力学设计,不但外形流畅优美,而且能够有效的减小高速运行时的空气阻力,优化后的车头气动阻力降低了近10%。
在减少气动阻力的同时,CRH380B系列动车组车头还具有降低气动噪音,减小气动升力等优点。车头两侧贯穿全车的“凹槽”,大大降低了列车的气动升力,又能保持流线化,增加了尾车的稳定性,从而使列车更安全。
【车身】“梭鱼”卧车顶减少风阻力
列车车厢之间的连接处,是旅客和乘务员来往的必经之路,也是适应车辆得以安全通过曲线和道岔的需要,专业术语称之为“风挡”。
原有的列车,为方便列车顺利转弯,风挡外侧(外风挡)两节车厢之间留出了很大空隙,以保证曲线运行时相邻的两节车厢不会发生碰撞。但当列车高速运行时,两节车厢之间的空隙就会形成巨大的空气漩涡,从而产生巨大的阻力。
为了消除这一阻力,研究人员增加了橡胶原料的风挡,使得中国北车CRH380B系列动车组每一节车厢之间的缝隙尽量缩小,几乎是一个封闭的风挡设施,连为一体,这样整列动车组看起来就像没有缝隙的一条长龙,风力在两节车厢形成漩涡的可能性进一步降低,阻力大大减小。由于橡胶原料有较好的伸缩性,使得列车曲线运行灵活自如。这一改进,使得中国北车CRH380B系列动车组相对于CRH3动车组,至少减阻5%以上。
通过上述创新,最终使中国北车CRH380BL动车组成为世界上运营速度最快的高速动车组。