動力集中DMU與動力分散DMU的對比分析

張弘揚

摘要：目前高速動車按著牽引動力和驅動裝置可以分為動力集中型和動力分散型兩種。就動力集中型高速動車來看，其大部分的機械和電氣設備都安裝在列車兩端的機車上，通過機車牽引電機來為動車提供動力。而動力分散型的高速動車則是將大部分的機械和電氣設備安裝在車輛的地板上，并將電機安裝在車輛轉向架上，以確保全部或者部分驅動輪可以為動車提供動力。鑒于動力集中型和動力分散型高速動車動力供應方式的不同，本文主要就動力集中型和動力分散型高速動車特點進行對比分析，希望可以為研究人員提供幫助。

關鍵詞：動力;動車;內燃動車

0 ?引言

內燃動車組（DMU）分布于83個國家和地區，其中歐洲34個，非洲17個，亞洲16個，美洲14個，大洋洲2個，歐洲數量在10000節以上;亞洲數量在5000節以上。

其中超過1000節以上的有日本、德國、西班牙、烏克蘭和俄羅斯等8個國家。500-1000節的有匈牙利、韓國、丹麥和澳大利亞5個國家。

主要發達電氣化國家為什么發展DMU呢？

電力列車不可能覆蓋所有客運，城市之間和大都市市郊客運非常需要與高速列車配套的運輸工具。DMU填補了高速鐵路列車與普通旅客運輸之間的真空。

DMU既具備較高的先進性，乘坐舒適性，還可以在非電氣化區段運行，運用范圍大，所以在發達國家運用更廣泛。

據統計，目前世界上鐵路運用內燃動車組（DMU）按照動車和拖車節數越有23000節，其中動車16000節，拖車有7000節。動車組的型式基本上以分散的形式為主。形成這樣的格局，主要有編組、運用、維護、能耗等幾個方面決定的，從以下幾個方面進行簡單的分析和比較。

1 ?編組和運用

動力集中DMU：編組形式比較固定，多是兩端或一端為帶司機室的動車，中間為拖車;列車多是6輛或是6輛以上的編組。

優點：編組相對固定，比較適于長距離運用，例如城際運輸。

缺點：動力匹配性差，容易出現“大馬拉小車或小馬拉大車”現象;編組靈活性差，運用的靈活性差;重聯性差;冗余性差，機車有問題，動車組停運。

動力分散DMU：動力以單元型式分散在動車組中，編組形式比較靈活，動車可以是端部帶司機室的車輛，也可以是中間的車輛;列車多是3輛編組;冗余性好，部分動力有問題，動車組不會停運。

優點：編組配置靈活，比較適用于地鐵運用形式，例如城內大客流量旅客運輸;編組靈活，可以兩列重聯或多列重聯運行，還可以利用快速解編功能，實現站臺上不同線路運輸。

缺點：需要靈活的調度和運輸管理。

2 ?能耗

動力集中DMU：由于動力機組多為大型機組，柴油機相對落后，因此油耗很大，標稱達到215g/kWh。

動力分散DMU：動力機組多為小型機組，成熟的機組，而且經過汽車工業的考核和運用，技術先進，現在廣泛應用了高壓共軌電噴等新技術，能耗大大降低，例如：MAN公司D 2676 LE631 for Railway柴油機，燃油消耗僅僅到187g/kWh。

唐車公司在阿根廷用戶現場進行線路測試：

重聯動車組AW5（嚴重超員，站員8人/m2）載荷狀態下，在阿根廷運營線路按照正常運營速度運行，14個車站，到站停車20秒，進行開關門動作，各車空調及客室燈打開，內顯、音響等全部打開，累計運行148.9km，運行12個小時，2M1T（2動車+1個拖車）兩列重聯編組，單個動車油耗：平均油耗110升。

3 ?起動加速度

動力集中DMU：由于動力機組多為大型機組采用車上動力室安裝形式，列車中不能設置過多動力室;且車輛的重量還要受限于軸重，不能配置功率過大（重量大體積大）的機組;車下轉向架上的牽引電機的功率也受安裝空間簧下重量的限止，不能配置功率過大（重量大體積大）的牽引電機;且單軸的牽引力過大時，列車易發生空轉，對軌道的粘著能力要求也比較高，在軌道狀況不好時，更易發生空轉;因此，列車的啟動牽引力不能配置的很大，這導致列車的起動加速度較小，一般為0.2m/s2～0.4m/s2。

動力分散DMU：由于動力機組多為小型機組采用車下懸掛的安裝形式，不占用車上的客室的空間，一列車中可以設置多臺動力機組（即動車），甚至可以一列車全部采用動車;雖然一臺機組或是一臺牽引電機的功率不大，但多臺機組多臺牽引電機合在一起則可以構成一個比較可觀的功率配置;這種配置單軸的牽引力一般不大，列車不易發生空轉，對軌道的粘著能力要求也比較低，在軌道狀況不好時，不易發生空轉;因此，列車的啟動牽引力優于動力集中DMU，一般可達到0.62m/s2～0.8/sm2。

4 ?維護檢修

動力集中DMU：動車為機車，拖車為客車，兩個不同的技術體系，造成：

維護體系兩種，技術標準不統一，技術管理復雜要求高;維護設備多，技術復雜，維護人工要求高、成本高;專用設備、工裝多，維修基地建設成本高;機組復雜，修復周期長，年運營時間短;維護備品、配件至少要機車、客車都有，兩個體系備件不具備互換性和通用性，總價格高。

動力分散DMU：動車組采用統一的標準體系設計，標準統一，因此：

維護體系統一，技術管理要求低;維修體系采用狀態修體系，維護人工要求高、成本高;維修體系采用狀態修體系，專用設備、工裝很少，維修基地建設成本低;由于動力機組多為小型機組采用模塊化、動力包型式設計，對于日常維護及小故障處理，在車下地溝里就可以完成，維護簡單，修復周期短;機組簡單，修復周期短，年運營時間長;備件少，按照客車標準，備件通用性、互換性高，備件總價低。

5 ?載客量

動力集中DMU：由于動力機組多為大型機組采用車上動力室安裝形式，且需要配套相應的冷卻室，這些都是占用的車上的乘客空間;動力集中DMU的動車車上基本是不設乘客客室的，或是在一端設一較小的乘客客室;但動力集中DMU多是采用多輛車編組，多設中間拖車來增加載客量。

動力分散DMU：由于動力機組多為小型機組采用車下懸掛的安裝形式，不占用車上的客室的空間;動力分散DMU的動車車上是可以正常設置乘客客室的，可以充分的利用車上的空間;動力分散DMU可采用二輛或是三輛的較短的列車編組，動力機組的設置并不會影響列車的載客能力。

6 ?線路適應性

動力集中DMU：由于動力機組多為大型機組采用車上動力室安裝形式，且需配套相應的冷卻室，配套相應的較大的油箱水箱等，這些都會使車輛的重量較大，對線路的適應性比較差：

軸重要求比較高，一般機車軸重約23噸，對軌道線路的要求和沖擊較大;軸重小的線路則非常容易超軸重要求;曲線通過能力差。

動力分散DMU：由于動力機組多為小型機組采用車下懸掛的安裝形式，配套的相應的冷卻系統，配套相應的油箱水箱等，都要比動力集中DMU的重量輕;這樣動力分散DMU對線路的軸重要求比較低，軸重小的線路也可以滿足軸重要求：軸重要求比較低，軸重一般低于17.5噸，對軌道線路的要求和沖擊小;軸重最小可以達到拖車10噸，動車12噸;曲線通過能力好，米軌車最小可以滿足曲線半徑90m左右的曲線通過要求。使用鉸接技術曲線可以滿足最小曲線半徑10m。

7 ?標準體系（包括：防火、檢修、維護、安全等）

動力集中DMU：標準體系采用機車和客車兩套體系中相關的GB，TB，IEC，EN等，兩套標準體系相差較大，通用性和互換性很差，帶來巨大的成本增加。

動力分散DMU：采用客車標準體系，僅采用客車相關的GB，TB，IEC，EN等，不涉及機車的相關標準。通用性和互換性很好，成本優勢明顯。

8 ?全壽命周期成本

從以上分析，動力分散內燃動車組全壽命周期成本低于動力集中的DMU，從唐車的經驗以及歐洲DMU的運用和發展狀況，可以很容易的看出來。

9 ?內燃動車組的發展趨勢：

內燃動車組相對而言，在英國、德國等歐洲國家，基本上已淘汰了動力集中型式的，基本都是動力分散型式的，而且動力分散動車組向以下幾個方向發展：

①傳動方式：液力傳動在小功率560kW以下運用比較多，變扭器多以VOIT、ZF等歐洲供應商為主。比較有代表性的西門子Desiro系列DMU、龐巴迪ITINO系列DMU。動力裝置車下布置多元化，車下布置比例最多。②一體化動力設計：不僅是模塊化，而且一體化，動力系統柴油機、冷卻、進氣、排氣、發電等集成在一個框架內，形成動力單元，也就動力包，這是現代DMU發展的趨勢。③技術標準：主要有兩大標準體系，一是以歐洲為代表的國際標準體系，結合EN、DIN、BS等標準。另一是美國為代表的北美標準體系（FRA＼APTA＼AAR）。

10 ?結語

高速動車作為當前我國研究的一個重點，其對于中國經濟和交通的發展有著重要意義，所以研究人員需要就當前高速動車類型進行對比，從中找出適合中國交通情況的動車。本文主要從動力集中型和動力分散型高速動車的編組、能耗、維修檢護、載客量、線路適用性、生命周期等多個方面進行了詳細對比，分析了動力集中型高速動車和動力分散型高速動車的優缺點，并對當前世界動車研究形式進行了介紹，希望可以為中國動車研究提供所需要的幫助。

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