高铁的动力是什么?是油还是电?

高铁的动力 ,来自于电力的驱动 。不像原来的内燃机车 ,靠柴油机带动 。我们厂是中车集团的一家子公司 ,对于这个问题还是有一定的了解 。

现在的铁路上 ,都能看到有架空的电线,电力机车上面都有一个受电弓,升起来连到接触网上 ,然后由机车上面的电动机驱动 。然而 ,普通的电力机车和高铁还是有一定的区别 ,但是他们都有一个共同点 ,动力都来自于接触网上的电力 。

普通的电力机车 ,属于集中动力机车 ,也就是说在车头上才有动力 。普通的电力机车 ,都是通过铁路上面架设的接触网供电 ,机车上的受电弓升起来 ,连接到接触网上面 ,然后通过电机驱动车轮而产生动力 。电力机车的优点有很多 ,比如说噪音小 ,没有烟尘的排放 ,加速更快 ,而且车内干净卫生 。这是因为电力机车有这么多的优点 ,所以在大部分的普通铁路上 ,都是用电力机车在运行 。

高铁运行的动力,同样来自于接触网上面的电力 ,区别于普通电力机车的是,高铁是分散动力 。高铁上的动力,同样来自于架设在铁路线上的接触网上的电力 ,通过受电弓的举升,连接到接触网 。不过高铁的动力是分散型的 ,也就是说在高铁的机车头里面 ,只是一个驾驶室 ,他是没有动力的 ,它的动力分散在几个车厢之中,从他的外表上很难看出来 。高铁上的分散动力 ,优点是使车辆运行更加快速 、平稳 ,比普通电力机车,多了车轮在驱动 ,增加了摩擦面积 ,使他的动力更加强劲 ,运行速度更加快速平稳 。

所以说高铁上的动力来自于电力 ,而不是油,烧油的是属于内燃机车 。想想如果高铁是由内燃机车带动 ,浓烟滚滚 ,是一个多么壮观的场面 !以上是我个人的一点见解 ,也许不是很全面,希望大家补充不足!

高铁的动力是什么?是油还是电?

以前的火车,靠的是内燃机车牵引,只有火车头有动力,烧的是柴油。如今的动车组以至于高铁,都已经实现了完全电气化,并且动车组每节车厢都有动力,由架设在轨道上方的高压接触网提供电力,由机车顶部的“受电弓”将电力导入车内的大功率电动机,将电能转换为动力,推动列车向前行驶。

高铁的电从哪儿来?

不管是高铁还是我们生活用电,都是由电网公司供电的,只不过高铁是电网公司的一类特殊客户。普通居民供电由供电公司进行输配电,而对高铁而言它的供电系统包括了:牵引变电站、接触网和回流回路。电厂发电后通过输电线路送到由铁道部门管理的牵引变电站,再通过接触网将电供给铁路。

高铁用的也是220V50HZ的交流电吗?

高铁用的电当然和我们生活用电还是有点区别的。在我国电气化铁路中,使用的是工频为50Hz电压为25kV单相交流电,这种交流电是由牵引变电站将电网输的电转变而来的,而且高铁的电是单相的。

高铁运行中一直有供电吗?

高铁行驶过程中,并不是全程都和电网相连的,经常会通过一段无电区间,长度大约是100米。通过这段区域时,列车是没有电,一般借助惯性滑过这段区间。由于这段区间非常短,乘客几乎是感觉不到的。

另外高铁上本身配备了自带蓄电池,为列车启动时受电弓运行等提供电能,还能作为高铁停电时安全和辅助电器系统的紧急备用电源。不过蓄电池的容量是不考虑给空调供电是。我们偶尔会看到一些报道,由于极端天气因素导致接触网故障的停电事故,由于无备用触网,抢修周期较长,导致车厢异常闷热。

高铁耗电量是多少?

据测算,时速350公司的高铁列车每小时耗电可以达到9600度,而时速250公里的高铁每小时耗电也有4800度。京沪高铁跑一趟单程,耗时4个多小时,总耗电将近4万度!可以供某品牌的“一晚低至一度电”的空调用上一百年了!

高铁的动力是什么?是油还是电?

高铁的动力是什么?是油还是电?

答:高铁跑得快,全靠电来带。一看见高铁上的一根支撑的辫子,那就是高铁动力的电能来源。早期的火车是用烧煤燃烧产生蒸汽来驱动火车头,后来燃油发动机替代了蒸汽机头。随着电气化铁路网的建设,高速客运用的交流电机车到2011年前后才量产,2013年以后产能才跟上。

高铁是由电力来驱动的,一般用的用电器,要么直接用直流电,要么直接用交流电,但高铁可不一样,在受电弓时它是交流电,而到了车厢以后又要变成直流电,接着又变成交流电供给车厢使用。

高铁所用的电压是很高的,我国高铁线路电压等级为27.5千伏。高铁轨道沿线都要有高压线来给列车提供源源不断的能量,因此使用交流电更适合一些,为此受电弓处的电流都是交流电流,而又因为受电工弓取到的电并不是一直由一根电桩提供,所以交流电并不是很稳,这样的话就有需要将其转换为直流电,否则电路中直接用一个变压器就能将电压给降下来。

2022年6月底全国高铁汇总里程数据约4.2万公里(非官方统计口径),如不包含时速200公里及以下线路,则高铁里程约为3.6万公里,时速250-350公里准高铁占比约86%。

每辆高铁的电机功率是不一样的,它与牵引轴的数量、编组牵引动车的数量、辅助系统有关。例如CRH380A牵引功率为9600千瓦;CRH3C牵引功率为8800千瓦。关键是高铁的速度要求那么快,克服空气阻力与平稳运行是要消耗大量的功率的,这些用内燃机它有一定限制,因为高铁技术是流动电力线路给它不断补偿电能,而内燃机需要自带燃油,或者到站才能补充燃油。再者高铁经过的地方停靠时间非常短,还来不及加油。

高铁的好处有:使人们出行更加便捷,速度快,安全性高;带动了沿线城市经济的发展,城市间人们的往来更加频繁;与此同时也带动相关产业的发展,拉动了与之相关的产业快速向前推动;最大的好处是极大增强军事国防力量,增强中国在国际社会上的地位和信心,铁路发展程度领先世界。

高铁的动力是什么?是油还是电?

油和电都需要。

高铁的动力是什么?是油还是电?

高速铁路的动力源为「电」-油动不可取

在汽车全面转型电驱的过程中,很多比较喜欢“抬杠”的燃油车爱好者就会“开杠”了,遇到过的类似问题包括火车、飞机、轮船为什么不用电,单单让终端能耗最低的汽车用电?其实各类交通工具中除了飞机不适合用电以外,其他交通工具不仅更适合用电驱、而且早已经大范围普及。

  1. 高铁
  2. 动车
  3. 地铁
  4. 云轨
  5. 特种车型与船舶舰艇

这些交通工具都是电驱,包括对续航时间或里程没有要求的无人机也是电驱,是不是很意外呢?咱们的高速铁路时速可以超过300km/h,超高效率与超大运力只适合用电驱;如果用柴油或者汽油机的话,撇开NVH不谈,相信高铁的乘坐成本会是飞机的N倍,为什么这么说呢?咱们先来算一下高铁电驱的运行成本吧。

列车在时速超过300km/h的状态中,每小时的耗电量会在9000-10000kwh之间;按照一组8节车厢为参考,核载人数基本在1200个左右,那么取9500kwh/100km为参考、单人百公里电耗为会在7.5kwh左右,当然随着技术的一步步提升、现阶段可以低至单人3-5kwh/100km,这是个什么标准呢?

咱们就以汽车为参考吧,一辆中型电动汽车以120km/h的车速巡航时,电耗会在20kwh/100km左右;五座车平均到每个人则为4kwh上下——如果汽车同样以300km/h的时速行驶,耗电量可以增长7~8倍,也就是说高铁的实际成本竟然要比电动汽车1/8左右哦,那么如果用柴油或汽油发动机驱动又会时多少呢?先算汽油机吧,3kwh=1L,也就是说高速120km/h的汽车耗油量是「20kwh÷3≈6.66L/100km」,单人百公里油耗为1.332;按照八倍标准计算则为10.656L,核载1200人的列车则为百公里12787.2L!……然而这个标准是不可能达到的,因为电机和内燃机的热效率压根不在同一水平线上。

这是内燃机的热效率概念,内燃机的最佳热效率即便有40%,但却只能在很窄的一个转速区间内达到峰值,随着转速的波动、平均值基本连30%都做不到;然而电机不论是交流异步还是永磁同步都能超过80%,目前最高标准的永磁同步电机已经超过97%,也就是说电机的动力损耗会比内燃机驱动低2~3倍,反之也自然要高出两到三倍——那么按照上述标准计算的12787.2L/100km的油耗,实际会在25500-38500L/100km区间波动,这是个挺好玩的数据。

因为即便按照最低标准的汽油来计算,就算每升六块吧, 单人百公里油耗设计在2.664-3.996L左右;每人百公里的成本会是15.98-23.97元左右,这个成本比飞机的单座成本高出接近50倍。然而使用电机驱动并消耗电的话,在电的价格有优势的前提下,成本反而比飞机低超过十分之一,比燃油动力汽车低⅓~¼,比大型客车也要低几倍,列车还会考虑用油吗?

柴油机的热效率只是比汽油机略高,但是这种发动机又有一个绝对无法改进的缺点——转速低。柴油发动机比汽油机省油,但节油的主要方式并不是压燃技术或者高压直喷;核心是控制柴油机的转速,比如家用代步汽车的汽油机转速可以达到7000rpm左右,柴油机到4000转上下就算极限了。

转速×扭矩÷9549×1.36=马力,马力越大车速才能越高;柴油机被严格限制了转速则无法实现大马力,这种发动机只是低转速起步的爆发力(扭矩)较大而已。所以柴油车在高速公路上的加速感非常差,以柴油为主的载重卡车和客车的限速也只是在80-100km/h区间;那么这样的发动机用于驱动货车,充其量只能是绿皮车的速度标准罢了,综合超高的能耗成本自然不会被采纳,然而这还只是原因之一、磨损问题也是需要考虑的。

「内燃机」的使用寿命均偏短

车用汽油机和柴油机都属于内燃机,这是一种在机体内部气缸燃烧产生热能,通过机械结构将热能转化为机械能的发动机;运行的基础是活塞在气缸中往复运转以推动曲轴运转,活塞与气缸的磨损是非常严重的,而且扭矩压榨越大磨损越严重。列车这种金属巨兽的总质量大的夸张,想要起步就得有超大的扭矩,所以使用柴油机也需要极限压榨动力;结果是气缸的温度和压力都会异常的高,机油的润滑性能会受到严重影响,磨损程度加大、密封件老化速度加快,结果必然是发动机的使用寿命非常短。

然而电机就没有这个问题了,因为电机的结构非常简单,转化动力依靠电而不是热能;运行中没有夸张的高温和高压,定子和转子并不接触,而是悬浮状态即可输出动力。电机的使用寿命不是内燃机可比的,那么从用车成本的角度分析自然也会选择用电。

重点:电机既然没有磨损问题,转速自然可以非常高;转速高则功率马力大,车辆才能有足够高的极速。其次列车的供电网的电压和电流都是非常夸张的,国内采用的技术标准是单相2.5kv;高电压强电流可以给电机瞬间输出非常强的电流,在电机内部结构中形成的电磁场也会最强,磁极互斥是电机转化动力的方式,那么起步瞬间即可以超大电流形成超大扭矩,其爆发力也不是内燃机可比。

所以总质量过大的交通工具都会选择电机驱动,列车顶部的电网是「驾控接触网」(供电网),车顶可以升起的叫做【受电弓】(充电弓);当受电弓搭上接触网即可获得电流,列车本身只有些为电子设备供电的储能电池组,没有动力电池组,不过在普及阶段中的云轨是有动力电池组的,在电网断电后的车载电池组至少能让列车进站。

汽车的“电动化”初衷

列车等交通工具使用电驱,初衷当然有节能减排和控制运输成本;其实汽车更需要实现电动化,因为汽车单个终端的能耗虽然低,但架不住保有量逾破3亿。基数大耗油量其实也非常夸张,曾经粗略计算过每天的石油消耗量,标准大约为西湖库容的4~5倍;这要转化为电的话,可以说会是个天文数字。

然而电能是可以再生的,通过水力、风力、潮汐、地热、光伏等清洁方式均可发电,核能和传统火电也要比汽车排放标准清洁太多,而且发电效率也不是内燃机可比;但煤炭石油天然气等常规能源均不可再生,所以减少常规能源消耗、转向可再生电能则是刚需,即便从碳排放与环境生态的角度分析也有刚需。

综上所述,汽车电动化已经是各类交通工具中的最后一环,可以说已经有些起步过晚了;至于电驱之后的汽车体验也不用担心,用电驱的车辆只会让驾乘体验越来越好,这种没有振动的发动机没有噪音、没有高温的发动机会感觉更舒适,同时没有磨损问题的发动机(可忽略不计)也有超长的使用寿命,重点是不需要频繁的更换机油以增加用车成本。

最后在了解一个冷知识吧,电机其实不需要变速器,只需要“减速器”;曾经研制过柴油机驱动的列车,但是因适用的变速器体积非常庞大(占用一节列车),而且柴油机扭矩太大很容易扭断传动轴。

结果是试制车辆问题频繁而被淘汰,后期即便有些装备柴油机的列车,实际也是柴油机发电再使用电驱的增程式列车;不过增程技术只是在架空接触网技术没有成熟之前的过渡,就像是动力电池的成本问题没有解决之前,汽车也有增程式选项是一个道理,在电池成本下探之后、所有混动和增程车辆都会像淘汰柴电列车一样被淘汰了。

编辑:天和Auto-汽车科学岛

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高铁的动力是什么?是油还是电?

高铁路边每50到80米左右设有专用电线杆,高铁的动力系统应该是电力启动。

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