2013年05月16日09:36
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超低燃耗輕型車:實(shí)現(xiàn)與混合動力車媲美的節(jié)能性
日本東海道新干線自1964年10月投入運(yùn)行以來,已有49個年頭,一直保持著乘客傷亡事故為零、每趟列車的年平均延遲時間僅為36秒的優(yōu)異成績。2013年2月8日,東海道新干線又迎來了新車型“N700A”。自原有主力車型“N700系”以來,這是約時隔6年之久投入的新車型。
“東海道新干線在不斷進(jìn)步。不過,我們對其安全性、可靠性及舒適性的追求永無止境。今后將繼續(xù)向新的高度發(fā)起挑戰(zhàn)!
日本東海旅客鐵道公司(JR東海)新干線鐵道事業(yè)本部車輛部車輛課課長坂上啓滿懷自信地說道。他長年致力于新干線的設(shè)計(jì)及開發(fā)。
2013年2月8日投入運(yùn)行的新車型“N700A”。
1964年10月1日,東海道新干線作為全球首條高速鐵路投入運(yùn)行,當(dāng)時日本國內(nèi)正因經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展而一片沸騰。東海道新干線的車輛作為“夢幻超級特快”列車,在東京站與新大阪站之間的行駛時間僅為3個小時零10分鐘。開通49年以來,一直保持著乘客傷亡事故為零的卓越記錄,而這一記錄仍在不斷刷新。
東海道新干線不僅具有高度的安全性,還具備超群的可靠性。1天運(yùn)行的列車有300多車次,每天乘客量多達(dá)39萬人左右,盡管如此,在最近兩年,包括臺風(fēng)及大雪等的影響在內(nèi),每趟列車的年平均延遲時間僅為36秒?胺Q日本高技術(shù)實(shí)力的象征。
2013年2月8日,東海道新干線又迎來了新車型“N700A”。這是自原有主力車型“N700系”以來,時隔6年之久投入的新車型。N700A的“A”取自Advanced的第一個字母,表示是N700系的進(jìn)化車型。
同年3月16日,在東日本旅客鐵道公司(JR東日本)經(jīng)營的秋田新干線上,“超級小町號”列車投入營運(yùn),其采用的“E6系”車輛以鮮紅色的“長鼻子”車頭吸引了人們的關(guān)注。而N700A的外觀卻與N700系大致相同,因此給人的感覺是只進(jìn)行了小幅改進(jìn)。不過,到底是開發(fā)新干線歷史最長的JR東海,該公司為了進(jìn)一步提高車輛的安全性、可靠性及舒適性,在新車型上配備了多種新系統(tǒng),使之凝聚了JR東海半個世紀(jì)以來積累的技術(shù)精華。
JR東海新干線鉄道事業(yè)本部車輛部車輛課課長坂上啓。
通過此次投入N700A,東海道新干線目前已經(jīng)擁有700系、N700系及N700A這3代車型,今后將陸續(xù)把700系更換為N700A,同時用2年半時間,將以80節(jié)車廂編組投入使用的N700系也全部改裝為N700A。通過這些舉措,力求進(jìn)一步提高東海道新干線的整體性能。
通過120萬公里的行駛試驗(yàn)后投入實(shí)用的制動盤
那么,N700A上究竟配備了什么樣的新系統(tǒng)?
首先,從提高安全性的角度,新配備了“中央連結(jié)制動盤”。
鐵路列車采用的是圓盤狀制動器。制動盤在行駛時和車輪一起轉(zhuǎn)動,停車時,該裝置會從兩側(cè)強(qiáng)力夾住車輪,停止車輪的轉(zhuǎn)動。
以往的制動盤是在距車輪中心較近的部分,利用螺栓與車輪連結(jié)到一起。因此,啟動剎車之后,車輪和制動盤之間發(fā)生的摩擦熱會使制動盤外側(cè)部分向外翹曲,制動力無法完全傳達(dá)給車輪。
而此次新開發(fā)的中央連接制動盤將連結(jié)車輪和制動盤的螺栓位置移到了中央。這樣一來,基本不會出現(xiàn)制動盤翹曲現(xiàn)象,可獲得更大的制動力。因此,與N700系相比,N700A的制動力提高了15%。
原有制動盤和新開發(fā)的“中央連結(jié)制動盤”。
現(xiàn)在,東海道新干線列車的最高時速為270公里,1天運(yùn)行的列車有300多車次,因此,出一點(diǎn)小故障,就會給許多乘客造成很大困擾,而且還可能引發(fā)嚴(yán)重事故。JR東海在位于愛知縣小牧市的小牧研究設(shè)施內(nèi),利用大小與實(shí)物相當(dāng)?shù)拇笮驮囼?yàn)裝置,反復(fù)實(shí)施行駛試驗(yàn)等,非常慎重地確認(rèn)了相關(guān)性能之后,才采用新系統(tǒng)。
坂上課長說:“其中,制動盤是安全方面最為重要的裝置。N700系配備的制動盤是由1992年3月投入運(yùn)營的300系開始采用的裝置,20多年都未有變更。當(dāng)時參與開發(fā)的成員都已不在,我們想到了開發(fā)會面臨較大困難。不過,為了進(jìn)一步提高安全性,我們還是著手進(jìn)行了開發(fā)!
開發(fā)時,坂上首先提出了實(shí)施能夠想到的所有試驗(yàn)的目標(biāo)。于是開發(fā)人員在小牧研究設(shè)施內(nèi),在非常嚴(yán)苛的條件下反復(fù)實(shí)施行駛試驗(yàn)。
并且,隨著季節(jié)及天氣的變化,列車車輪及鐵軌的狀態(tài)會發(fā)生變化。而且制動效果還會受到乘客乘車率等的影響。因此,在開發(fā)達(dá)到一定程度后,開發(fā)人員還將制動盤配備到營運(yùn)車輛上,反復(fù)進(jìn)行了行駛試驗(yàn),總行駛里程達(dá)120萬公里。通過每次試驗(yàn),收集了龐大的數(shù)據(jù),并對之進(jìn)行分析,逐步提高了性能精度。
坂上說:“經(jīng)過6年的開發(fā),終于確認(rèn)了萬無一失,因此才決定配備到N700A上!
為應(yīng)對直下型地震及連動型地震,強(qiáng)化地震防災(zāi)系統(tǒng)
JR東海還吸取1995年1月17日發(fā)生的阪神淡路大地震的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)等,一直在推進(jìn)采用“地震防災(zāi)系統(tǒng)”。
地震防災(zāi)系統(tǒng)由地震發(fā)生時可直接捕捉鐵路沿線晃動的“沿線地震儀(S波檢測)”,和檢測在線路遠(yuǎn)方發(fā)生的大規(guī)模地震的初期微震P波、提前發(fā)出警報的“東海道新干線早期地震警報系統(tǒng)”(通稱“Terrace”)構(gòu)成。
現(xiàn)在,Terrace的監(jiān)測點(diǎn)共21處,根據(jù)P波振幅的增大程度,判斷對新干線的影響,并在必要時發(fā)出警報。接到警報的變電站會自動停止向列車供電,使列車停止運(yùn)行。
此次,隨著采用制動力得到提高的中央連結(jié)制動器,JR東海還新開發(fā)了“地震制動器”。該裝置在發(fā)生災(zāi)害時,如果檢測出因Terrace發(fā)出警報而變電站自動停止供電的情況,便會進(jìn)行強(qiáng)力制動。因此,N700A的停車距離與700系相比,大約可縮短20%,與N700系相比,可縮短10%左右。
東海道新干線的“早期地震警報系統(tǒng)”。
而且,JR東海為了進(jìn)一步提高地震時的安全性,還在采取一系列措施,以便在發(fā)生直下型地震及連動型地震時盡早發(fā)出列車停運(yùn)指令,以及強(qiáng)化地震防災(zāi)系統(tǒng)的備份,這些工作預(yù)定于2013年7月完成。(日經(jīng)能源環(huán)境網(wǎng) 供稿)