日本的新干线高速列车具有编组大、定员多、列车到发对数多、轴重轻、起动加速度大、车辆结构轻量化、内装模块化、高速转向架运行品质良好、ATC自动控制技术现代化、列车正点率高等众多特点。
日本目前正在加紧开发21世纪高速运行的新干线列车:WIN350(500系)、STARZ1、300X等列车。
1、客车结构轻量化
日本特别关注高速列车客车结构的轻量化,在保证客车15年使用寿命和客车结构承受各种载荷工况下(特别是在隧道内气压交变工况下),实现客车结构的轻量化具有如下意义:
(1)减少列车运行阻力;
(2)降低列车牵引功率;
(3)改善环保、减少沿线路基的振动、降低噪声。日本新干线高速列车实现了客车结构的轻量化。由于轴重的下降,减少了列车运行时沿线路基的振动,同时也降低了轮轨之间的噪声,从而改善了环保;
(4)有利于改善列车的运行品质。
日本高速列车结构轻量化措施如下。
1.1 采用铝合金车体结构
日本各制造厂商为了减轻客车的自重,在200系、300系、400系、300X系等各型列车中,均广泛采用铝合金制造客车车体。
铝合金具有良好的塑性,挤压成型容易,可以根据车体结构优化设计的要求,挤出各种复杂形状的铝型材,其宽度可达60Omm~800mm,长度可达30m,特别是大型中空挤压铝型材的应用,可大幅度减少焊接工作量,简化车辆的制造工艺。
铝合金车体的重量可大幅度下降,有利于实现客车结构轻量化。
铝合金具有良好的耐腐蚀性,从而延长了客车的使用寿命,减轻了检修工作量。
目前日本采用铝合金制造车体结构大体上有以下几种方案:

(1)大型中空挤压铝型材焊接结构(图2一2) 该结构采用A6N0l挤压成型的大型中空型材,其长度为30m,宽度为535mm,厚度为8Omm,构件板厚:外包板1.5mm、筋为1.gmm。

(2)采用锡焊的铝蜂窝铝合金车体结构(图2一3) 该结构采用总厚为3Omm的铝合金蜂窝结构,其内外包板分别为0.8mm(1.0mm),铝蜂窝采用0.2mm的铝膜制成,其材质为A6951/4004。该蜂窝结构的车体,具有较高的刚度、轻量化、低噪声等特点。

(3)采用航空骨架式铝合金车体结构(图2一4) 该结构采用A2024(厚 1.2mm)的外板和A7057的梁柱,所组成的全部铆接结构,其铆接接点大约有130000个~150000个。
采用铝合金制的车体结构较钢制车体可减重约30%~40%,而双层客车更为显著,约减重5t。






