動力分散式列車

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臺鐵太魯閣列車採用動力分散式及傾斜式機構克服線型較差的路線
JR貨物M250系

動力分散式列車是一种动力分布在多个车厢的鐵路列車（俗稱火車），与動力集中式的牽引方式相對，特點是動力來源分散在列車各個車廂上的發動機或电动机，而不是集中在機車上。動力分散式列車依動力來源可分为两类，包括使用柴油的柴聯車（DMU, Diesel Multiple Unit），和以接触网或第三軌提供電力來驅動牽引電動機的電聯車（EMU, Electric Multiple Unit）。

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特性 [编辑]

多數的動力分散式列車因加速性能較佳，適合走停很頻繁的通勤客運列車或是縱坡度變化大的崎嶇地形。但因列車組裡面各車廂的編組需固定，難以靈活變更調度，所以貨運上的使用並不普遍。

EMU的電動機一般是安裝在車卡底轉向架之上。DMU一般由柴油發動機透過齒輪機械傳動或以液力變扭器作液力傳動，但亦存在有「柴電動力」（DEMU）的設計方式，其柴油發動機所產生的動力完全只被用在產生電力上而不與車輪組之間有任何實質連結，再以電力驅動位於各動力車廂轉向架上的電動馬達來產生推進力。動力分散式列車的駕駛室空間一般都較為精簡，通常設在列車的兩端。

一列動力分散式列車之內不一定是每個車廂都帶有發動機，列車內無動力的車輛稱為「無動力客車」。為了方便瞭解列車組的動力車構成，一般為以英文字母「M」（motor / 馬達）與「T」（trailer / 拖卡）來分別代表動力車廂與無動力車廂的分佈。例如，6M2T表示這列共有8節車廂的列車組中，有6節動力車廂與2節無動力車廂，而4M則表示整列列車四個車廂都為動力客車。

相較於動力分散式，動力只集中在單獨機車（機關車）的牽引方式，稱為動力集中式列車。

在各地的名稱 [编辑]

  • 動力分散式列車（Multiple Units，MU）
    • 中國大陸：动车组（但通常編組固定而非采用動力分散式的列車，也被稱爲動車組）；
    • 台灣：多動力單元列車；
  • 柴油動力分散式列車（DMU）
    • 中國大陸：内燃动车组（但通常編組固定、使用內燃機車為動力而非采用動力分散式的列車，也被稱爲動車組）；
    • 台灣：柴联车；
    • 日本：気動車（きどうしゃ）。
  • 電力動力分散式列車（EMU）
    • 中國大陸：电力动车组（即使是動力集中式而編組固定的列車，也屬於電力動車組）；
    • 香港：EMU、電動客車、電動列車、電動分散式列車；
    • 台灣：電聯車；
    • 日本：電車（でんしゃ）；
    • 韓國：電動車（전동차）。

歷史 [编辑]

ICE3型

美國人法蘭克·史伯格（Frank J. Sprague）在1897年發明同時控制多個發動機的操控系統。這發明使到在城市內行走的列車，可以像蒸汽機車一樣，只需一人在前面操作；而同時又不需使用機車，改由多個自帶發動機的電力車卡組成。

在未有史佰格的發明之前，使用多個串連一起的電動車廂會導致各樣的問題，例如各車發動機的速度不一、車卡之間的掛鈎出現黏合、車輪經常滑溜、電動機磨損過度等等。而且列車的行走不順暢，使乘客感到不適。嚴重時，甚至可能會導致出軌。

優點 [编辑]

與集中式相較，動力分散式的基本優點：

  • 列車的牽引动力可以分散设置，按需要增减动轴，使列车总功率不受机车功率所限制。
  • 動力分散式列車在兩端都有駕駛室，列車換向時無需先把機車在一端脫鈎後再移到另一端掛鈎，省卻調車的時間，同時亦減少車務人員的工作及提高安全（推拉式亦可以達到一樣的效果）。
  • 動力分散式可以容易組合成長短不同的列車。有些地方的動車組會先整成一列，到中途的車站分開成數截，分別開往不同的目的地。如日本東京的成田特快列車（NEX，機場聯絡系統）在市區有兩個起迄點，或九州地區的鷗、綠與豪斯登堡經常會以串連的方式一起行駛，然後再脫鉤分別駛往三個不同的目的地（推拉式亦可以用併組設計達到一樣的效果）。

更顯著的優點：

  • 動力分散式列車的啟動加速度容易較動力集中式列車高，有利于提高行车密度，更适合高密度停车、站距短的路线，同時可有更快的運行速度，增强鐵路客運对旅客的吸引力。
  • 動力效率較高；特別是在斜坡上。動力分散式車輛的重量放置在各個帶動力的輪對上，而不會成為拖在機車後面的負載。如再生制動等制動方式充分可靠，列車從高速減速到40km/h（不同的列車可能不同）的過程幾乎不需要使用用空氣制動，速度再降低空氣制動開始補充，所以制動部件磨耗小，粉塵污染少，再生制動的時候，能源利用效率高。
  • 動力分散式列車的軸重比動力集中式中的机车小，列車運行時輪對對路軌的損害較低，有利降低线路维修费用。因此選用動力分散式列車的高速鐵路路線，其對鐵路的路軌荷重的要求較動力集中式列車為低（關節式列車則因車軸減半而例外）。
  • 動力分散式因為有較多的牽引電動機，所以再生制動的效果容易較機車好。對於停站較多的近郊通勤鐵路、地下鐵路，這優點特別明顯。而也因電動機多，即使有一、兩組電動機發生故障，列車也能正常行駛。同時，動軸多，粘著利用低，即使很惡劣的天氣，相對打滑機率較低。
  • 綫路適應力強。由於動軸多，所以更能適應陡坡，最大8%。

因為動力分散式啟動加速快、佔地小，行走市郊的通勤鐵路很多都是動力分散式列車。而輕軌運輸、地下鐵路等領域亦幾乎全是動力分散式。

缺點 [编辑]

  • 動力分散式列車由於電動機多并分散在各節動力車，所以其零組件和維護也較為複雜，維修成本及生產成本也較高。
  • 車内噪音可能較大，因爲動力部件或者空氣壓縮機等設備被平均分佈在客車車下，或會造成明顯噪音。
  • 動力分散式列車對於綫路來説，可能產生明顯的波狀磨耗造成列車顛簸感，需要時常打磨綫路。

著名的動力分散式列車 [编辑]

相關題目 [编辑]

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