【铁路科普】第一列国产高速动车组：“中华之星”

DJJ2型电力动车组，又称“中华之星”电力动车组，是我国自行设计制造，拥有自主知识产权的高速动车组，采用交流传动系统、为动力集中型。设计时速270km/h，满座可载726名旅客。2002年11月27日，“中华之星”动车组在我国第一条铁路快速客运专线秦沈客运专线上创造了当时的“中国铁路第一速：”321.5公里/h。（该纪录直到2008年4月24日CRH2C在京津客运专线上进行高速测试时才被打破）。 1998年6月2日，在当年的中科院和工程院两院院士大会上，时任国务院总理朱镕基在会上所作的形势报告中向在场近千位院士提出了“京沪高速铁路是否可以采用磁悬浮技术？”的问题，希望能在新技术领域采取跨越式发展，一举超越发达国家所普遍采用的高速铁路基础技术，实现技术的换代发展。此后时任科技部副部长徐冠华和部分两院院士开始支持磁悬浮技术，而铁道部科技司则坚持京沪高铁应采用高速轮轨技术，认为磁悬浮铁路的技术和投资风险都很高，而且磁悬浮铁路与既有轮轨铁路网不能兼容。铁道部科技司支持的高速轮轨方案与朱镕基总理所支持的前瞻性的磁悬浮方案争论日趋激烈，两方都相继着手进行两种技术的前期研究。铁道部也企图以研发的实际成果说服国务院改为支持高速轮轨方案。 “九五”（1996年—2000年）期间，国家重点科技攻关项目“高速铁路实验工程前期研究”和“200km/h电动旅客列车组和动力分散交流传动电动车组研究”正式开始，并先后研制了“蓝箭”和先锋号两种高速动车组。至2000年初，铁道部正式向国家计委提交了“270km/h高速列车产业化项目报告”，同年下半年，国家计委以“计高技（2000）2458号”文件正式批准立项，我国具有完全自主知识产权的270km/h高速动车组正式列入国家高新技术产业化发展计划项目，并将列车命名为“中华之星”。2001年4月，铁道部下达“270km/h高速列车设计任务书”，“中华之星”动车组正式开始研制。2001年8月18日，“中华之星”动车组通过了技术设计审查，进入试制阶段。 “中华之星”前身是行驶在广深铁路的“蓝箭号动车组”，是以欧洲高速铁路技术模式为基础研制的。2000年，中国通过技贸结合和国际合作，引进国外核心技术部件——牵引变流器，完成了200km/h速度级的“蓝箭”电动车组，并在随后的正线试验中达到了236公里的时速，于2001年完成了8列动车组的生产，并正式投入广深线商业运营。 2002年9月，“中华之星”动车组各节动力车及拖车于中国国家铁道试验中心北京环行铁道进行最后组合，并开始编组调试。 2002年11月27日，以两辆机车及三辆客车的短编组“中华之星”在新建的秦沈客运专线进行高速试验，其最高速度创造了当时的“中国铁路第一速”——321.5km/h，成为轰动一时的时事；这个记录直到2008年4月24日CRH2C在京津城际铁路上进行高速测试时才被打破。 冲刺321.5公里时速后的第二天，即2002年11月28日，中国工程院院士、时任铁道部部长傅志寰视察并计划试乘“中华之星”，列车空车试载，驶回基地前出现A级重大故障：因一根有问题的法国进口部件（车辆轴承）温度高达109℃，触动了车载轴温报警系统。于是铁道部领导决定停止试验。 “中华之星”在试验中也曾多次出现重大安全故障，而且朱镕基离休后国务院分管领导改为采用购买国外高速轮轨技术的意见重占上风，国内自主研发的“中华之星”高速轮轨计划虽已取得重大成果，但已像飞机“运十”般夭折，成为辉煌刹那的“流星”。2004年铁道部展开为用于铁路第六次大提速、时速200公里级别的第一轮高速动车组技术引进招标，投标方标准是“在中华人民共和国境内合法注册的，具备铁路动车组制造能力，并获得拥有成熟的时速200公里铁路动车组设计和制造技术的或有国外合作方技术支持的中国制造企业（含中外合资企业）”，而“中华之星”也不具备以上条件，因而率先出局。而中华之星使用动力集中式设计，也为出局原因之一。 2003年1月至2005年初期间，“中华之星”持续在秦沈客运专线上进行线路运行考核，约每天不载客来回往返沈阳及秦皇岛一次，总运行里程达到53.6万公里。随后“中华之星”正式配属沈阳铁路局，于2005年8月1日起正式投入载客运营，运行秦沈客运专线，担当来往沈阳及山海关的临时旅客列车，车次为L517/8次，其最高运营速度限制为160km/h。“中华之星”自2006年8月2日停运，存放在沈阳铁路局沈阳车辆段，直到2009年底或2010年初。2010年初到2011年初转移到通化。 根据铁道部调度命令，我国自行研制的第一列动车“中华之星”从沈阳北动车所驶出，前往北京的中国铁道博物馆。 这次进入博物馆永久保存的“中华之星”列车包括头车、一等座车、酒吧车、二等座车四节，总重220吨。调度命令中强调要求该车限制速度，沈阳北动车所出库至皇姑屯站不得超过15公里/小时，到站后检测轴温。皇姑屯站至沈阳西站间不得超过20公里/小时，到站后检测轴温，挂入沈山铁路上行货列列尾。沈阳西站至高台山间不得超过40公里/小时，到站后检测轴温。高台山站至锦州站间不得超过60公里/小时，到站后检测轴温。锦州站至（北京）星火站间不超过80公里/小时，并在行驶过程中多次测量轴温。此外，这次回送北京的“中华之星”全程由其他车头拖曳，不得使用自身的动力，并专门配有随车机械师等相关工作人员一同前往。 “中华之星”2001年开始研制，设计时速270公里/小时，曾创造321.5公里/小时的行驶速度记录，是我国自行研制的第一列高速列车。但该列车在试车中暴露出轴温过高等问题，影响行车安全。最终铁道部停止对该车的继续投资，项目停止。 DJJ2 0001A端机车封存在沈阳苏家屯铁路陈列馆永久展出，DJJ2 0001B端机车及一节一等座车、一节二等座车及一节酒吧车在中国铁道博物馆（东郊馆）永久保存，其余车底封存在沈阳动车段沈阳北动车所。 中华之星的电传动系统采用国产化的GTO水冷变流机组，1225kW大功率异步牵引电动机。 以转向架为单元的静止辅助变流器装置能提供VVVF和CVCF三相辅助电源，对辅助机组进行分类分级供电。 控制系统采用分散式微机网络控制系统，并采用冗余设计（主机热备及冗余输入输出）来提高整个列车组运用的可靠性。分散式微机控制系统和车辆级MVB总线，列车级WTB双绞总线实现了全列车的网络控制、逻辑控制和自诊断功能。 总体设计采用了高集成化、模块化的设计技术。设备布置方式：贯通式中间走廊，斜对称设备布置，包厢式司机操纵台，最大程度地确保动力车的重心靠近机车纵、横向中心线上，并尽可能的降低了重心高，这有利于动力车轴重的分配均匀和运行的平稳性。 采用了宽车体鼓形断面，轻量化薄壳整体承载结构和国内首次采用的全新的双拱流线头形，突出降低交汇压力波。 转向架采用了小轮径车轮、六连杆二级空心轴弹性传动、后置推挽式平牵引杆，整体轮及空心轴盘制动器、人字齿轮等技术。牵引电机采用半体悬挂式结构大大降低了簧下质量。 采用全分裂、饼式绕组、高阻抗、下悬卧式牵引变压器。变压器与滤波电抗器共油箱集成，应用强迫导向油循环风冷技术和铝合金副油箱，降低了变压器的重量。 采用车顶夹层通风方式，牵引电机为独立通风冷却，采用主变流器水冷和主变压器油冷的油、水复合冷却的新型冷却方式。 列车组成：由2辆动力车和9辆拖车组成，中间拖车包括2辆一等座车，6辆二等座车，1辆酒吧车。 轨距 1435mm 轴式 Bo-Bo 车体总长度 21700mm车体最大宽度 3300mm 车体高度 3840mm 整备重量 478t 动力车整备重量 76 t 轴重 19.5 t 电流制 单相交流 50Hz 工作电压 额定值25kV 动力车传动方式二级空心轴六连杆传动 电传动方式 交—直—交 轮周牵引功率（持续制）4800kW 设计最高运营速度 270km/h 最高试验速度 >300km/h 起动牵引力 200kN 恒功速度范围 110～284km/h（半磨耗轮） 电制动方式 再生制动 电制动功率 4400kW

保存在中国铁道博物馆的中华之星动车组（左为东风4C型4040号机车右为韶山1型008号机车）