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DJJ2型电力动车组

DJJ2型电力动车组,又称“中华之星”电力动车组,是采用交流传动系统、动力集中型的电动车组,是中国自行设计、拥有自主知识产权的高速电力动车组,是中国自行研制高速列车的一次重要尝试。其设计时速为每小时270千米,满座载客量为726名旅客,前身是广深铁路DJJ1型电力动车组(DJJ1型)电力动车组。

2002年11月27日,DJJ2型电力动车组在冲刺试验中,创造了当时“中国铁路第一速”,即每小时321.5千米(该纪录直到CRH2在2008年4月24日进行高速测试时才被打破)。2005年8月1日,正式投入载客运营,担当来往沈阳及山海关的临时准高速列车,车次为L517/8次。后由于故障问题,在铁道部项目招标中出局。2006年8月2日,DJJ2型电力动车组在运行了80万千米后,被封存到了沈阳机务段。

研发背景

1998年6月2日,在中国科学院和中国工程院两院院士大会上,时任国务院总理朱基在会上所作的形势报告中向在场过千位院士提出“京沪高速铁路是否可以采用磁悬浮技术?”的问题,希望能在新技术领域采取跨越式发展,一举超越发达国家目前所普遍采用的高速铁路基础技术,实现技术的换代发展。此后时任科技部副部长徐冠华和部分专家开始支持磁悬浮技术,而铁道部则坚持京沪高速铁路应采用高速轮轨技术,认为磁悬浮的技术和投资风险都很高,而且与既有轮轨铁路网不能兼容。铁道部支持的高速轮轨方案与朱镕基所支持的前瞻性的磁悬浮方案争论日趋激烈,两方都相继着手进行两种技术的前期研究。铁道部也企图以研发的实际成果说服国务院领导改为支持高速轮轨方案。

“九五”(1996年—2000年)期间,国家重点科技攻关项目“高速铁路实验工程前期研究”和“200km/h电动旅客列车组和动力分散交流传动电动力分散式列车研究”正式开始,并先后研制了DJJ1(DJJ1型电力动车组)和先锋号高速电力动车组。至2000年初,铁道部正式向国家计划委员会提交“270km/h高速列车产业化项目报告”,同年下半年,国家计委以“计高技(2000)2458号”文件正式批准立项,中国具有完全自主知识产权的270km/h高速列车正式列入国家高新技术产业化发展计划项目,并将列车命名为“中华之星”。2001年4月,铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”,“中华之星”高速列车正式展开研发。2001年8月18日,“中华之星”项目通过了技术设计审查,进入试制阶段。

基本简介

研制单位

“中华之星”电动车组研制是由国家计委立项,铁道部主持,中国北车集团和CSR参加研制。由铁道部组织机车车辆制造工厂、科研院所、高等院校联合攻关共同研制,主机厂包括中车株洲电力机车有限公司、大同机车车辆厂、中车长客股份公司和青岛四方机车车辆厂。

结构组成

“中华之星”动力分散式列车列车由分别编组在头部和尾部的两个电动力车以前拉后推的方式推挽运行。由2节动力车和9辆拖车组成。两辆机车中,DJJ2-0001A由南车集团株洲电力机车厂生产,DJJ2-0001B由北车集团大同机车厂生产。两车使用同一图纸,因而基本上是完全一样的,只是由于各厂工艺条件不同,局部有细微差别。“中华之星”动车组列车9辆拖车包括:2辆一等座车,6辆二等座车和一辆酒吧车。拖车分别由四方厂和长春轨道客车生产。车体外部涂装以白色和蓝、绿色为主色调。

技术概况

电传动系统采用国产化的GTO水冷变流机组,1225kW大功率异步牵引电动机。

转向架为单元的静止辅助变流器装置能提供VVVF和CVCF三相辅助电源,对辅助机组进行分类分级供电。

控制系统采用分散式微机网络控制系统,并采用冗余设计(主机热备及冗余输入输出)来提高整个列车组运用的可靠性。分散式微机控制系统和车辆级MVB总线,列车级WTB双绞总线实现了全列车的网络控制、逻辑控制和自诊断功能。

总体设计采用了高集成化、模块化的设计技术。设备布置方式:贯通式中间走廊,斜对称设备布置,包厢式司机操纵台,最大程度地确保动力车的重心靠近机车纵、横向中心线上,并尽可能的降低了重心高,这有利于动力车轴重的分配均匀和运行的平稳性。

采用了宽车体鼓形断面,轻量化薄壳整体承载结构和国内首次采用的全新的双拱流线头形,突出降低交汇压力波。

转向架采用了小轮径车轮、六连杆二级空心轴弹性传动、后置推挽式平牵引杆,整体轮及空心轴盘制动器、人字齿轮等技术。牵引电机采用半体悬挂式结构大大降低了簧下质量

采用全分裂、饼式绕组、高阻抗、下悬卧式牵引变压器。变压器与滤波电抗器共油箱集成,应用强迫导向油循环风冷技术和铝合金副油箱,降低了变压器的重量。

采用车顶夹层通风方式,牵引电机为独立通风冷却,采用主电流互感器水冷主变压器油冷的油、水复合冷却的新型冷却方式。

列车组成:由2辆动力车和9辆拖车组成,中间拖车包括2辆一等座车,6辆二等座车,1辆酒吧车。

技术数据

轨距:1435mm

轴式:Bo-Bo

车体总长度:21700mm

车体最大宽度:3300mm

车体高度:3840mm

整备重量:478t

动力车整备重量:76t

轴重:19.5t

电流制:单相交流,50Hz

工作电压:额定值25kV

动力车传动方式:二级空心轴六连杆传动

电传动方式:交—直—交

轮周牵引功率:(持续制)4800kW

设计最高运营速度:270km/h

最高试验速度:321.7km/h(瞬时)

起动牵引力:200kN

恒功速度范围:110~284km/h(半磨耗轮)

电制动方式:再生制动

电制动功率:4400kW

相关内容

2002年11月27日,“中华之星”电动车组冲刺试验在中国第一条铁路快速客运专线秦沈客运专线创造了当时“中国铁路第一速”321.5公里/小时。(该纪录直到CRH2C在2008年4月24日于京津客运专线上进行高速测试时才被打破)。“中华之星”(DJJ2型电力动车组)前身是行驶在广深铁路的“蓝箭号”(DJJ1型),跟“蓝箭”电动车组一样,由首尾两辆电动力车以前拉后推的方式牵引,属于动力集中型动车组设计。采用了交直交电力牵引,使用JD128型交流牵引电动机及TEP28WG01型GTO牵引逆变器;计算机网络数字技术、动力再生制动加电控制动的直通式数字制动机等先进技术,体现了中国机车车辆制造技术的最高水平。“中华之星”动车组的车头外形是根据空气动力学原理设计,外形酷似“鸭嘴兽”的双拱流线型机车头,列车密封性能良好。国家“八五计划”以来,对高速列车动力学问题进行了大量的理论和实验研究,“中华之星”是这些研究成果的具体体现。“中华之星”动车组的高速受电弓真空断路器、GTO器件、去离子水泵高速轴承螺杆空气压缩机等部件是从国外进口的,以弥补国产器件的不足。

研制过程

2000年初,经过多次论证,铁道部拿出270km/h高速列车产业化项目报告,并提交原国家计划委员会,当年下半年,国家计委以2458号文件正式批准立项,同时列入国家高新技术产业化发展计划项目。该文件明确这是中国具有完全自主知识产权的高速列车,并命名为“中华之星”。2001年4月,铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”,确定了列车的总参数,由此拉开了“中华之星”自主研发的序幕。中国工程院院士CSR中车株洲电力机车有限公司高速研究所所长刘友梅被任命为该项目的总设计师。在铁道部下达的设计任务书中,对“中华之星”的用途有很明确的说明:京沈快速客运通道主型列车,未来高速铁路的中短途高速列车和跨线快速列车。“中华之星”的立项明确是以“产业化”为目标,预计用两年左右时间,达到年生产15列“中华之星”的能力。按照规划,“中华之星”项目总投资1.3亿元人民币,其中国家拨款4000万元,铁道部投资4000万元,企业推进,“中华之星”项目集中了当时国内铁路机车车辆制造和研发的最核心力量进行联合攻关。“中华之星”的研发工作集合了南、北车集团旗下的四大铁路机车车辆企业(株洲电力机车厂、大同电力机车有限责任公司中车长客股份公司、青岛四方机车车辆厂)、四大科研院所(中国铁道科学研究院、株洲电力机车研究所、四方车辆研究所、戚墅堰机车车辆工艺研究所)和两个高等院校(西南交通大学中南大学)。其中,株洲电力机车厂和大同机车厂分别负责研制一台动力车,长春客车厂负责研制4节拖车,四方机车车辆厂负责研制5节拖车。

2001年8月,“中华之星”项目通过了技术设计审查,开始进入试制阶段。在随后一年多的试制阶段,四个主机厂制造的动力车和拖车分别在西南交通大学国家牵引动力重点实验室的滚动试验台上通过了330km/h、400km/h速度的模拟动力学试验。

2002年9月,“中华之星”动车组集结在位于北京东郊的中国铁道科学研究院环行铁道试验基地,开始进行列车编组调试。试验期间,动力车头的各项功能测试完成,包括牵引、制动、电空联合制动等基本功能得到了验证,随后又完成了机车调试。当年11月,“中华之星”分别在北京环行铁道试验基地和秦沈客运专线上进行了高速综合性能试验。

2002年11月27日,“中华之星”在冲刺试验达到321.5公里的最高时速,创造了当时中国铁路试验速度的最高记录。2002年11月28日时任铁道部部长傅志寰视察并计划试乘中华之星,列车在先进行的空车试验中,驶回基地前出现A级重大故障:因进口部件(车辆轴承)温度高达109℃触动了车载轴温报警系统。于是决定停止试验。

从2003年1月起,“中华之星”开始在秦沈客运专线上进行线路运行考核。中华之星自2003年4月载客试运营,截止到2004年12月,“中华之星”在秦沈客运专线累计运行53.6万公里,创造了目前中国铁路新型机车车辆试验运行考核里程最长、运行考核速度最高的纪录。期间出现过故障,但最终“经受了新产品最严格的试验和考核”。2005年初,“中华之星”在经历了53.6万公里的线路运行考核,两节动力车和9节拖车分别返厂进行“解体拆检”,拆检后没有发现任何重大问题,可以确认整车和零部件状态良好。

“中华之星”于2005年8月1日正式投入服务,来往沈阳市山海关区之间,运营临时准高速班次,配属中国铁路沈阳局集团有限公司。列车营运最高速度限制在160km/h。全程400公里用时3小时。2006年8月2日,“中华之星”完成了最后一次营运任务,车辆已停驶。

“中华之星”在2011年3月12日晚返回沈北新区,正在进行车体翻新及内部打扫工作。

走向历史

根据铁道部的调度令,中国自行研制的第一列高速动车“中华之星”从沈阳北动车运用所驶出,前往北京的中国铁道博物馆

这次进入博物馆永久保存的“中华之星”列车包括头车、一等座车、酒吧车、二等座车四节,总重220吨。调度命令中强调要求该车限制速度,沈阳北动车所出库至皇姑屯站不得超过15公里/小时,到站后检测轴温。皇姑屯站至沈阳西站间不得超过20公里/小时,到站后检测轴温,挂入沈山上行货列列尾。沈阳西站至高台山间不得超过40公里/小时,到站后检测轴温。高台山站锦州站间不得超过60公里/小时,到站后检测轴温。锦州站至(北京)北京朝阳站间不超过80公里/小时,并在行驶过程中多次测量轴温。此外,这次回送北京的“中华之星”全程由其他车头拖曳,不得使用自身的动力。并专门配有随车机械师等相关工作人员一同前往。

“中华之星”2001年开始研制,设计时速270公里/小时,曾创造321.5公里/小时的行驶速度记录,是中国自行研制的第一列高速列车。但该列车在试车中暴露出轴温过高等问题,影响行车安全。最终铁道部停止对该车的继续投资,项目停止。

DJJ2 0001A端机车,封存在沈阳·苏家屯铁路陈列馆永久性展出,DJJ2 0001B端机车及一节一等座、一节二等座、一节酒吧车在北京中国铁道博物馆,其余车底封存在沈阳动车段沈阳北动车所。

参考资料

世界机车发展史.江苏省交通运输厅.2024-01-07

高铁风云——世界高速铁路百年史话.民族复兴网.2024-01-07

国产高铁列车中华之星夭折 部长更迭致命运改变.北方网.2024-03-12