动力集中DMU与动力分散DMU的对比分析

张弘扬

摘要：目前高速动车按着牵引动力和驱动装置可以分为动力集中型和动力分散型两种。就动力集中型高速动车来看，其大部分的机械和电气设备都安装在列车两端的机车上，通过机车牵引电机来为动车提供动力。而动力分散型的高速动车则是将大部分的机械和电气设备安装在车辆的地板上，并将电机安装在车辆转向架上，以确保全部或者部分驱动轮可以为动车提供动力。鉴于动力集中型和动力分散型高速动车动力供应方式的不同，本文主要就动力集中型和动力分散型高速动车特点进行对比分析，希望可以为研究人员提供帮助。

关键词：动力;动车;内燃动车

0  引言

内燃动车组（DMU）分布于83个国家和地区，其中欧洲34个，非洲17个，亚洲16个，美洲14个，大洋洲2个，欧洲数量在10000节以上;亚洲数量在5000节以上。

其中超过1000节以上的有日本、德国、西班牙、乌克兰和俄罗斯等8个国家。500-1000节的有匈牙利、韩国、丹麦和澳大利亚5个国家。

主要发达电气化国家为什么发展DMU呢？

电力列车不可能覆盖所有客运，城市之间和大都市市郊客运非常需要与高速列车配套的运输工具。DMU填补了高速铁路列车与普通旅客运输之间的真空。

DMU既具备较高的先进性，乘坐舒适性，还可以在非电气化区段运行，运用范围大，所以在发达国家运用更广泛。

据统计，目前世界上铁路运用内燃动车组（DMU）按照动车和拖车节数越有23000节，其中动车16000节，拖车有7000节。动车组的型式基本上以分散的形式为主。形成这样的格局，主要有编组、运用、维护、能耗等几个方面决定的，从以下几个方面进行简单的分析和比较。

1  编组和运用

动力集中DMU：编组形式比较固定，多是两端或一端为带司机室的动车，中间为拖车;列车多是6辆或是6辆以上的编组。

优点：编组相对固定，比较适于长距离运用，例如城际运输。

缺点：动力匹配性差，容易出现“大马拉小车或小马拉大车”现象;编组灵活性差，运用的灵活性差;重联性差;冗余性差，机车有问题，动车组停运。

动力分散DMU：动力以单元型式分散在动车组中，编组形式比较灵活，动车可以是端部带司机室的车辆，也可以是中间的车辆;列车多是3辆编组;冗余性好，部分动力有问题，动车组不会停运。

优点：编组配置灵活，比较适用于地铁运用形式，例如城内大客流量旅客运输;编组灵活，可以两列重联或多列重联运行，还可以利用快速解编功能，实现站台上不同线路运输。

缺点：需要灵活的调度和运输管理。

2  能耗

動力集中DMU：由于动力机组多为大型机组，柴油机相对落后，因此油耗很大，标称达到215g/kWh。

动力分散DMU：动力机组多为小型机组，成熟的机组，而且经过汽车工业的考核和运用，技术先进，现在广泛应用了高压共轨电喷等新技术，能耗大大降低，例如：MAN公司D 2676 LE631 for Railway柴油机，燃油消耗仅仅到187g/kWh。

唐车公司在阿根廷用户现场进行线路测试：

重联动车组AW5（严重超员，站员8人/m2）载荷状态下，在阿根廷运营线路按照正常运营速度运行，14个车站，到站停车20秒，进行开关门动作，各车空调及客室灯打开，内显、音响等全部打开，累计运行148.9km，运行12个小时，2M1T（2动车+1个拖车）两列重联编组，单个动车油耗：平均油耗110升。

3  起动加速度

动力集中DMU：由于动力机组多为大型机组采用车上动力室安装形式，列车中不能设置过多动力室;且车辆的重量还要受限于轴重，不能配置功率过大（重量大体积大）的机组;车下转向架上的牵引电机的功率也受安装空间簧下重量的限止，不能配置功率过大（重量大体积大）的牵引电机;且单轴的牵引力过大时，列车易发生空转，对轨道的粘着能力要求也比较高，在轨道状况不好时，更易发生空转;因此，列车的启动牵引力不能配置的很大，这导致列车的起动加速度较小，一般为0.2m/s2～0.4m/s2。

动力分散DMU：由于动力机组多为小型机组采用车下悬挂的安装形式，不占用车上的客室的空间，一列车中可以设置多台动力机组（即动车），甚至可以一列车全部采用动车;虽然一台机组或是一台牵引电机的功率不大，但多台机组多台牵引电机合在一起则可以构成一个比较可观的功率配置;这种配置单轴的牵引力一般不大，列车不易发生空转，对轨道的粘着能力要求也比较低，在轨道状况不好时，不易发生空转;因此，列车的启动牵引力优于动力集中DMU，一般可达到0.62m/s2～0.8/sm2。

4  维护检修

动力集中DMU：动车为机车，拖车为客车，两个不同的技术体系，造成：

维护体系两种，技术标准不统一，技术管理复杂要求高;维护设备多，技术复杂，维护人工要求高、成本高;专用设备、工装多，维修基地建设成本高;机组复杂，修复周期长，年运营时间短;维护备品、配件至少要机车、客车都有，两个体系备件不具备互换性和通用性，总价格高。

动力分散DMU：动车组采用统一的标准体系设计，标准统一，因此：

维护体系统一，技术管理要求低;维修体系采用状态修体系，维护人工要求高、成本高;维修体系采用状态修体系，专用设备、工装很少，维修基地建设成本低;由于动力机组多为小型机组采用模块化、动力包型式设计，对于日常维护及小故障处理，在车下地沟里就可以完成，维护简单，修复周期短;机组简单，修复周期短，年运营时间长;备件少，按照客车标准，备件通用性、互换性高，备件总价低。

5  载客量

动力集中DMU：由于动力机组多为大型机组采用车上动力室安装形式，且需要配套相应的冷却室，这些都是占用的车上的乘客空间;动力集中DMU的动车车上基本是不设乘客客室的，或是在一端设一较小的乘客客室;但动力集中DMU多是采用多辆车编组，多设中间拖车来增加载客量。

动力分散DMU：由于动力机组多为小型机组采用车下悬挂的安装形式，不占用车上的客室的空间;动力分散DMU的动车车上是可以正常设置乘客客室的，可以充分的利用车上的空间;动力分散DMU可采用二辆或是三辆的较短的列车编组，动力机组的设置并不会影响列车的载客能力。

6  线路适应性

动力集中DMU：由于动力机组多为大型机组采用车上动力室安装形式，且需配套相应的冷却室，配套相应的较大的油箱水箱等，这些都会使车辆的重量较大，对线路的适应性比较差：

轴重要求比较高，一般机车轴重约23吨，对轨道线路的要求和冲击较大;轴重小的线路则非常容易超轴重要求;曲线通过能力差。

动力分散DMU：由于动力机组多为小型机组采用车下悬挂的安装形式，配套的相应的冷却系统，配套相应的油箱水箱等，都要比动力集中DMU的重量轻;这样动力分散DMU对线路的轴重要求比较低，轴重小的线路也可以满足轴重要求：轴重要求比较低，轴重一般低于17.5吨，对轨道线路的要求和冲击小;轴重最小可以达到拖车10吨，动车12吨;曲线通过能力好，米轨车最小可以满足曲线半径90m左右的曲线通过要求。使用铰接技术曲线可以满足最小曲线半径10m。

7  标准体系（包括：防火、检修、维护、安全等）

动力集中DMU：标准体系采用机车和客车两套体系中相关的GB，TB，IEC，EN等，两套标准体系相差较大，通用性和互换性很差，带来巨大的成本增加。

动力分散DMU：采用客车标准体系，仅采用客车相关的GB，TB，IEC，EN等，不涉及机车的相关标准。通用性和互换性很好，成本优势明显。

8  全寿命周期成本

从以上分析，动力分散内燃动车组全寿命周期成本低于动力集中的DMU，从唐车的经验以及欧洲DMU的运用和发展状况，可以很容易的看出来。

9  内燃动车组的发展趋势：

内燃动车组相对而言，在英国、德国等欧洲国家，基本上已淘汰了动力集中型式的，基本都是动力分散型式的，而且动力分散动车组向以下几个方向发展：

①传动方式：液力传动在小功率560kW以下运用比较多，变扭器多以VOIT、ZF等欧洲供应商为主。比较有代表性的西门子Desiro系列DMU、庞巴迪ITINO系列DMU。动力装置车下布置多元化，车下布置比例最多。②一体化动力设计：不仅是模块化，而且一体化，动力系统柴油机、冷却、进气、排气、发电等集成在一个框架内，形成动力单元，也就动力包，这是现代DMU发展的趋势。③技术标准：主要有两大标准体系，一是以欧洲为代表的国际标准体系，结合EN、DIN、BS等标准。另一是美国为代表的北美标准体系（FRA＼APTA＼AAR）。

10  结语

高速动车作为当前我国研究的一个重点，其对于中国经济和交通的发展有着重要意义，所以研究人员需要就当前高速动车类型进行对比，从中找出适合中国交通情况的动车。本文主要从动力集中型和动力分散型高速动车的编组、能耗、维修检护、载客量、线路适用性、生命周期等多个方面进行了详细对比，分析了動力集中型高速动车和动力分散型高速动车的优缺点，并对当前世界动车研究形式进行了介绍，希望可以为中国动车研究提供所需要的帮助。

参考文献：

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