动力分散式列车
特性
多数的动力分散式列车因加速性能较佳,适合走停很频繁的通勤客运列车或是纵坡度变化大的崎岖地形。但因动车组里面各车厢的编组需固定,难以灵活变更调度,所以货运上的使用并不普遍。
EMU的电动机一般是安装在车厢底转向架之上。DMU一般由柴油发动机透过齿轮机械传动或以液力变扭器作液力传动,但亦存在有“柴电动力”(DEMU)的设计方式,其柴油发动机所产生的动力完全只被用在产生电力上而不与车轮组之间有任何实质连结,再以电力驱动位于各动力车厢转向架上的电动马达来产生推进力。动力分散式列车的驾驶室空间一般都较为精简,通常设在列车的两端。
一列动力分散式列车之内不一定是每个车厢都带有发动机,列车内无动力的车辆称为“无动力客车”。为了方便了解动车组的动力车构成,一般为以英文字母“M”(motor /马达)与“T”(trailer / 无动力车卡)来分别代表动力车厢与无动力车卡的分布。例如,6M2T表示这列共有8节车厢的动车组中,有6节动力车厢与2节无动力车卡,而4M则表示整列列车四个车厢都为动力客车。
相较于动力分散式,动力只集中在单独机车(机关车)的牵引方式,称为动力集中式列车。
历史
ICE3型
美国人法兰克·史伯格在1897年发明同时控制多个发动机的操控系统。这发明使到在城市内行走的列车,可以像蒸汽机车一样,只需一人在前面操作;而同时又不需使用机车,改由多个自带发动机的电力车厢组成。
在未有史佰格的发明之前,使用多个串连一起的电动车厢会导致各样的问题,例如各车发动机的速度不一、车厢之间的挂钩出现黏合、车轮经常滑溜、电动机磨损过度等等。而且列车的行走不顺畅,使乘客感到不适。严重时,甚至可能会导致出轨。
优点
与集中式相较,动力分散式的基本优点:
列车的牵引动力可以分散设置,按需要增减动轴,使列车总功率不受机车功率所限制。
动力分散式列车在两端都有驾驶室(甚至每一节车厢的两头都有驾驶室,如日本的 Kiha 40系 ( 日语 : 国鉄キハ40系気動車 (2代) ) ),列车换向时无需先把机车在一端脱钩后再移到另一端挂钩,省却调车的时间,同时亦减少车务人员的工作及提高安全。
动力分散式可以快速整并组合成长短不同的列车。有些地方的动车组会先以数组列车利用串挂方式组成同一列列车行驶,到中途的车站再拆解,分别开往不同的目的地,或相反先以不同的动车组从不同的出发点集中乘客到中途站,再串挂整并成同一列列车驶往最终目的地。类似的例子如连结日本东京与主要国际机场成田机场的成田特快列车(N"EX),该列车是以东京作为中途的拆解、连结点,分别以不同的列车开往南边的横滨与北边的大宫;另外,在九州地区的鸥、绿与豪斯登堡经常会以串连的方式一起行驶,然后再脱钩分别驶往三个不同的目的地。
上述二特性亦可用推拉式列车以并组设计的方式达到相似的效果,但编组较麻烦且因部分动车组的机车会被夹在整组列车的中段,而占用站台的有效长度。
更显著的优点:
动力分散式列车通常拥有较动力集中式列车更高的启动加速度,有利于提高行车密度,更适合高密度停车、站距短的路线,同时可有更快的运行速度,增强铁路客运对旅客的吸引力。
由于加减速性能更好,在进出站时时间损失少。机车牵引的列车有的需要在进站前10分钟就减速,出站后亦需10-15分钟才能加速回运营速度 ;而动力分散式列车可以保持高速更久,用同样的运营时间可以停靠更多站点。
动力分散式列车的轴重比动力集中式列车的机车部分小,列车运行时轮对对路基损害较低,有利降低路基沉降维修费用。
动力分散式因为有较多的牵引电动机,再生制动的效果较动力集中在单一机车上的设计佳。对于停站较多的近郊通勤铁路、地下铁路,这优点特别明显。而也因电动机多,即使有一、两组电动机发生故障,列车也能正常行驶。同时,动轴多,粘著利用低,即使很恶劣的天气,相对打滑概率较低。
线路适应力强。由于动轴多,所以更能适应陡坡,一些设计优良的车种甚至可爬上纵坡度最大达8%的路线。
因为动力分散式启动加速快、占地小,行走市郊的通勤铁路很多都是动力分散式列车。而轻轨运输、地下铁路等领域亦几乎全是动力分散式。
缺点
动力分散式列车由于电动机多并分散在各节动力车,所以其零组件和维护也较为复杂,维修成本及生产成本也较高。
车内噪音可能较大,因为动力部件或者空气压缩机等设备被平均分布在客车车下,或会造成明显噪音。
动力分散式列车对于线路来说,可能产生明显的波状磨耗造成列车颠簸感,需要时常打磨线路。
动力设备重复设置,列车总重较集中式列车为大。
电动机悬挂于转向架上列车簧下质量易较动力集中式列车高,又因动轴数目较多对轨道接头损坏较大。
高速型列车(指有专门的先头车辆的列车)如用动力分散式列车,其首尾两节之间的编制固定,只能依组连结并行而很难依需要临时加挂或脱钩(如日本新干线E5系,无论高峰期或闲散期,永远是10节编组);而动力集中式列车只要其机车头牵引动力许可,就能对车厢数略做调整,对长途客车或货物列车较灵活。
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