《CRH3型动车组前端模块》

前端模块是列车最前端的车体部分,是列车空气动力学减阻的关键部件,列车重联或救援时,前端模块舱门打开实现车钩的连接。CRH3型动车组为中国引进的德国西门子公司Velaro高速列车技术平台(德铁型号为ICE3),前端模块原型为西门子和德国福伊特公司联合开发,集机械,电、气控制系统于一体,自动化程度非常高,对制造要求高,难度大。该前端模块先后在西班牙Velaro-E、俄罗斯Velaro-RUS等多个项目运用。前期,CRH3型动车组前端模块技术和产品完全被国外供应商垄断。

2012年,中车四方所承担了原铁道部重大课题《动车组关键技术自主创新深化研究-CRH3C型动车组前端总成自主化替代研究》(合同编号:2012J002-A-02)。2013年底,四方所完成CRH3型系列动车组前端模块自主化研制,并替代了国外产品批量装车运用。

福伊特公司研制的前端模块,在结构上使用的6条气缸、4套电磁阀和12个位置传感器,配置复杂的电气管路和控制系统,其舱门开关动作由四个不同的连续动作完成,非常复杂。该产品对运用环境适应性较差,故障率很高,维护难度大。四方所自主化研制时,保持列车既有外形及接口关系不变,创新研制的运动机构和锁定装置,将国外产品舱门解锁和打开/关闭及锁定功能融为一体,仅使用一个气缸(单侧)一次性完成舱门多个连续的操作步骤;创新研制了弹性锁闭结构,无论列车有无风压条件下,均可保证机构处于紧密锁定状态,消除了之前各类前端模块无风压状态舱门少量活动的问题。最终,自主化产品仅配置2条气缸、4个传感器;首次实现了前端模块自动操作和手动操作型号的统一,两者差异在于是否安装电气路驱动及控制装置,其机械结构和人工操作方式完全相同。该前端模块批量运用后,具有很高的可靠性、稳定性和可操作性,现场维护检查非常容易。

取得授权国内发明专利1项,国外PCT发明专利3项,实用新型1项。

自主化前端模块的研制成功,打破了国外供应商在中国高速动车组前端开闭机构的垄断局面,挤占了国外供应商在中国动车组开闭机构产品市场上的份额,巩固了中国自主研发产品在市场上的主导地位,满足了国内高速动车组市场的迫切需求。同时解决了受外方产品生产周期、交货及时性、技术支持、售后和配件供给等各方面因素的限制。已批量装车超330列,实现总产值超2亿元,创造税收3000多万元。

利用该项目的研制成果,实现了产品谱系化,分别为庞巴迪公司CRH380D动车组前端模块,为时速350公里和时速250公里四个车型标准动车组开发了前端模块。新研发的产品和技术完全可以应用于德国西门子的ICE系列动车组平台以及庞巴迪的Zefiro动车组平台,在国际市场上进一步扩大中国自主开闭机构产品的份额,促进产品技术的国际化,促进中国标准走向国际,并开始发挥引领作用。

该项目形成了从产品制造工艺、质量控制、工艺装备、试验检测等全方位的产品制造平台。带动新增了4家复合材料供应商、扩大了5家机械加工供应商发展。随着批量产业化深化,带动了与之相关的机械、气动、电子、复合材料等产业的发展,促进了地区经济发展。

成果说明

CRH3型动车组前端模块于2013年10月11日,通过中国铁路总公司的方案评审和试用评审,2014年3月,完成6.3万公里(要求不少于5万公里)正线载客运用考核。2014年起中车四方所公司生产的具有自主知识产权的高速动车组自主化前端模块开始在CRH380B型动车组上批量装车运用,2015年又在CRH380BL型动车组上实现装车运用,从而结束了国外同类产品在高速动车组上装车的垄断状况。2014年初投入使用至今,已完成超过330列(包括CRH380BL型动车组)的交付,产品占有率持续保持在50%以上,实现产值

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