2004年08月,原铁道部展开为用于中国铁路第六次大提速、时速200-250 km/h级别的第一轮高速动车组技术引进招标,日本的川崎重工、三菱商事、三菱电机、日立制作所、伊藤忠商事、丸红六家企业组成“日本企业联合体”,和原中国南车青岛四方联合投标并成功中标。中方最初向拥有700系及800系技术的日本车辆制造(日车)及日立制作所洽商,但日车及日立均表明拒绝向中国进行技术转移,其后改向与青岛四方有合作的川崎重工伸出橄榄枝,由于当时川崎重工的销售业绩并不预期理想,便欲出售3组E2-1000系及其车辆技术予中国以改善业绩。川崎向中国出售新干线技术最初仍被东日本旅客铁道(JR东日本)、日车及日立反对,后经一轮谈判,川崎在得到众日本公司不反对亦不赞成的情况下,向中国出售E2系1000型车辆及技术。
2004年10月20日,川崎重工代表“日本企业联合体”与原中国铁道部在北京签订出口铁路车辆、转让技术的合同,总价值约93亿元人民币,首批60列时速200公里级别动车组随后被正式定型为CRH2A型(编号CRH2-001A~CRH2-060A)。
根据合同,60列中有3列在日本完成组装并运往中国,另有6列以散件形式付运,由中方负责组装,其余51组将透过日本的技术转移,由青岛四方在国内生产,但一些高技术部件,如IGBT VVVF牵引逆变器等,在中国有能力国产化以前仍会使用日本原装产品。按照协议,作为技术转让方川崎重工负责对四方公司包括设计、生产、管理等职位约300人进行培训,但日方并无转让车辆的控制软件和源代码技术予中国,若软件出现问题,仍需由日本技术人员解决。
2005年08月13日,原铁道部向青岛四方、川崎重工、三菱电机、株洲所、株洲南车电机及石家庄国祥运输设备六方签订51列CRH2A型动车组机电产品技术转让合同。2005年底,原中国南车株洲电机引进日本三菱电机提供的MT205型牵引电动机及ATM9型牵引变压器技术并开始试生产;株洲南车时代引进日本东芝提供的IGBT牵引逆变器等电气系统技术,株洲所及其与三菱合资的株洲时菱交通设备公司负责牵引逆变器的国产化生产。
2006年03月08日首组日本产CRH2A(CRH2-001A)运抵青岛,2006年07月31日由南车四方机车车辆股份有限公司生产的首组国产化CRH2A完工交验,并开始批量生产。
2007年01月28日,首批10组CRH2A动车组在当年春运期间正式开始在沪杭线(上海南-杭州)及沪宁线(上海-南京)间投入载客试运营,最高时速限制为160 km/h。2007年04月18日,中国铁路“第六次大提速”实施后,CRH2A动车组开始按200 km/h以上的时速运营,在多个区间内,按250 km/h的设计速度运行。2007年08月20日,株洲电机生产的牵引电动机和牵引逆变器通过铁道部考核验收。在首批60列CRH2A动车组中,株洲南车电机为其中17组列车提供272台牵引电动机,另为这些列车提供其中36台牵引逆变器。
在CRH2A-2022~CRH2A-2060的39组CRH2A列车的牵引逆变器中,其中31组使用了时菱产品,另有8组使用日立产品。2007年11月底,首批订单的60列的CRH2A已于全数交付,在首批时速200公里级别的动车组中,CRH2A是最先全部下线的车款。CRH2A型动车组获2007年年度全国铁路科学技术奖一等奖,其转向架技术亦获得国家科学技术进步一等奖。
2010年09月14日,武汉铁路局与青岛四方签订了新一批动车组销售合同,共40列CRH2A型动车组,总值约34亿元人民币。针对CRH2A第一阶段列车存在的问题,新一批新造列车进行改进,增加防浪涌装置,解决LKJ装置速度传感器受干扰问题,转向架、通过台区域采用铁骨铁面板和铝蜂窝铁面地面。卫生系统采用采用Monogram真空集便系统,各卫生间控制采用两套中转箱实现1拖1和1拖2功能,给水系统与卫生系统配套1、3、5、7车二位端设置两个座便器和一个蹲便器,一个双洗间,洗脸间采用按压式水阀和陶瓷洗盆。采用Teral水泵压力供水系统,1、3、5、7车采用车下700 L不锈钢水箱,2、4、8采用200 L水箱。2、4、8车一位端增加电茶炉,5车二位端原大件行李存放处增加电茶炉。1、3、5、7车双洗间增加温水器。采用车下滤纸新风,空调机组新风/排废隔开,加大卫生间排风量。该批列车于2012年07月交付。
2013年08月10日,中国铁路总公司采购91组时速250 km/h动车组列车,全部为CRH2A,其中前21组仍按之前既有技术参数和坐席布局进行小幅优化。在防浪涌的基础上增加轴端接地装置,进一步解决LKJ装置速度传感器受干扰问题,采用UIC标准新型风笛,1、8车司机室通过台增设乘务员专座各两个,优化车窗、地面风道、配电柜地板等薄弱区域结构安装隔热隔音结构,减少客室噪音,挡水板安装处接口及隔音材料优化,转向架和端部区域采用新型轻量化隔音地板,该批列车于2013年09月起逐步交付。
2014年07月01日,根据《铁总运(2014)150号》文件,所有CRH动车组的编号均作出了调整,CRH2A型动车组的编号方式发生变化:原编号为CRH2-001A~CRH2-060A改为CRH2A-2001~CRH2A-2060。之后,青岛四方生产的CRH2A型动车组均依照新规定之格式安排编号。
CRH2A出厂时有多种座位布局,早期列车设有男士小便间,后进行统一,全部统一为定员610的布局。
2023年08月,武汉局集团改造3组CRH2A动车组,增加与CR400AF-Z相同的商务座,开行武汉至宜昌间快速列车。
CRH2A-2180是首批LKJ15S实验列车之一。
部分车厢车体出现难以修复的问题,改造为零部件实验平台或教具。例如2A-2056其中一节在进行车门扩大改造等试验后,于2024年02月成为西南交通大学(九里校区)教具。2025年05月,成都动车段全功能实训动车抵达,该车亦由CRH2系列车体改造,该车装备高压牵引系统以及CRH380A和CR400AF的受电弓和车钩,车内设施齐全,可用于设备故障检修实训。
CRH2A动力分散动车组,设计速度为250 km/h,持续运营速度250 km/h,最大实验速度292 km/h,目前最大运营速度250 km/h。车体材质为铝合金,气密性总体较好,车内压力从4kPa降到1kPa时间大于50秒。头车正面下部裙裾部分安装大面积的除雪翼,在行驶时能把线路上的积雪快速清除,车底进行平滑化处理,转向架部分不完全覆盖而下面露出。车体连结部分方面,除初期制造的CRH2A型之外,车厢间没有加装车间减振器,采用了压缩式的侧缩风挡结构。为适应我国铁路,CRH2A轮对内侧距从E2-1000的1360±1 mm调整为1353+2/-1 mm,轮辋厚度从125 mm增加到135 mm并改用四方所研制的LMA型车轮踏面,新轮直径为860 mm,半磨耗820 mm,全磨耗790 mm。早期2A空气制动控制装置由日本纳博特斯克提供,空压机由纳博特斯克和克诺尔提供。
尽管CRH2动车组因各种原因导致维护和运用成本相对较高,但正因电气和控制系统相对落后,多采用硬线控制,列车各部分动作执行依靠电路控制,列车网络主要用于监控,整体控制逻辑和原理简单,对检修维护人员学历和知识水平要求较低,相对易于学习。
牵引电机采用MT205型交流电动机(三菱电机技术授权、株洲南车电机生产)和YJ-92A型交流电动机(日立技术授权、永济电机生产),电机额定功率300 kW,最高转速6120 r/m,一个基本动力单元共8台,供电制式为交流 25 kV,50 Hz,通过受电弓取电,采用VVVF控制方式驱动,采用CI11 IPM风冷VVVF,早期采用进口三菱产品,后期由南车时代生产,还有部分列车采用日立CII-HHR1420A,以200 km/h运行时剩余加速度为0.132m/s² ,以250 km/h运行时为0.058 m/s² ,能够满足250 km/h时>0.050 m/s²的运用要求。
短编组在第4车厢、第6车厢处装设一个集电弓,车厢的车顶设置了特高压引通线,高压母线跨接方式采用L型T型插头,跨接稳定,缺点是拆装麻烦,拆装后需要重新做耐压试验,更换真空包。初期制造的CRH2A型在4-5号车之间的车顶上用倾斜头形状电缆连接,紧急时通过特高压引通线进行切断。辅助供电系统采用冗余设计,当一台牵引变压器出现故障时,可采用故障供电方式,由另一台牵引变压器向整个列车供电,当一台辅助电源装置出现故障,另一台辅助电源装置可通过故障供电方式向整列车供电,同时短编组支持可两组列车重联运行,但仅支持00车与01车重联,不支持反向重联。跟原型车采用PS207型单臂集电弓相比,CRH2A型动车组需要按照中国国情及铁路标准而作出适当的改动,包括安装采用德国斯特曼公司技术的DSA250型受电弓,以适应高变化的沿线接触网。当1次侧绕组电压为25kV时,牵引绕组电压为1400V。辅助变流器由牵引变压器辅助绕组引出,辅助变流器提供非稳压单相AC100V、稳压单相AC100V、稳压单相AC220V、稳压三相AC400V、稳压DC100V给相关车辆设备。

牵引变压器采用单相壳式、无压密封方式,一个基本动力单元配置1台。原边绕组额定容量3060 kV·A,额定电压 25kV,额定电流122 A,牵引绕组额定容量2570 kV·A,额定电压 1500 V,额定电流857 A×2,辅助绕组额定容量490 kV·A,额定电压 400V,额定电流1225 A,频率均为50 Hz,再生制动最大容量-3988 kV·A。
CRH2 型动车组牵引变流器由单相三电平脉冲整流器、中间直流电路、三电平逆变器、真空交流接触器等主电路设备以及牵引控制装置、控制电源等控制设备组成,安装在1个箱体内,箱框采用铝合金结构以减轻质量。每个动车设置一台牵引变流器,每台变流器驱动4台并联牵引电动机。
牵引变压器牵引绕组输出的AC 1500 V、50 Hz 单相交流电,通过三电平PWM脉冲整流器变换为直流电,经中间直流回路将DC 2600 ~ 3000 V(再生制动时稳定在3000 V)的直流电输出给牵引逆变器,牵引逆变器输出电压、频率可调的三相交流电,即电压为0 ~ 2300 V,频率为0 ~ 220 Hz的三相交流电驱动牵引电动机。三电平逆变器采用异步调制、5脉冲、3脉冲和单脉冲相结合的控制方式。

辅助供电系统由牵引变压器辅助绕组、辅助电源装置、蓄电池、辅助及控制用电设备、地面电源等几部分组成。辅助电源装置由辅助电源箱APU(Auxiliary Power Unit)和辅助整流器箱ARf(Auxiliary Rectifier)两部分组成。辅助供电系统采用母线供电方式,为列车辅助设备如冷却通风机、空调装置、照明、网络控制系统、制动装置、旅客信息、列车无线等设备提供电源。对于短编组动车组,分别在M2-2、M2-6号车分别安装有一台牵引变压器 MTr。T1c-1、T2c-8号车分别安装有一组辅助电源装置。2、4、6号车分别安装有一组蓄电池组,M2-2、M2-6号车车体侧面分别安装一个外部电源插座,长编组动车组各设备相应增加。
牵引变压器辅助绕组输出单相 AC400 V 50 Hz 电源,直接给司机室空调、客室空调、换气装置和辅助电源装置提供电源。辅助供电系统采用冗余设计,当一台牵引变压器出现故障时,由另一台牵引变压器向整列车供电,当一台辅助电源装置出现故障时,由另一台辅助电源装置向整列车供电。
辅助电源装置的辅助电源箱(APU)和辅助整流器箱(ARf)可以输出下述5种电压制式的电源:
初期少量CRH2A采用与原型车E2-1000相同型号的DT206(动车)和TR7004B(拖车)转向架,之后经过国产化改造后为SKMB-200(动车)和SKTB-200(拖车),其中,S与K分别代表四方和川崎(Kawasaki)。定员100%时轴重为14 t,最大允许轴重(超员100%时)为16 t,转向架采用无摇枕H形架构,一系悬挂采用垂向油压减震器,轴箱采用转臂式定位,轴箱和转臂是一体式设计,转臂长度为500mm,可有效简化轴箱定位结构、降低重量、简化加工过程,采用双圈钢圆簧,其中内簧与外簧旋向相反,可保证弹簧在使用过程中不出现内外嵌套,一系横向弹性定位节点刚度为5.49 mN/m,纵向定位刚度则为13.7 mN/m。二系悬挂采用空气弹簧+橡胶堆,同时配有横向减振器、横向止挡、抗蛇行减振器和中央牵引装置。横向减振器位于横梁的连接梁和牵引装置的中心销间,中心销位于车体和牵引拉杆之间,空气弹簧为非线性弹簧,并带有高度调整阀和差压阀,自重下空气弹簧上平面距离轨面高度为1000 mm,空气弹簧有效直径为525 mm,左右间隔2460 mm。空气弹簧能够提供较小的垂向刚度和较大的横向刚度,空气弹簧设有节流孔以供垂向阻尼,横向止挡采用橡胶堆,位于在牵引梁和车体之间,能够起到柔性支承和限制车体出现过大横向位移。一系垂向油压减震器4×19.6 kN·s/m,二系横向油压减震器2×58.8 kN·s/m,二系抗蛇行油压减震器2×2450 kN·s/m。
转向架整体采用轻量化设计,固定轴距为2500 mm,宽度为3102 mm,动力转向架质量为7.50 t,长度为3416 mm,头车无动力转向架质量 6.95 t,长度为3566 mm,中间车无动力转向架质量6.87 t,长度为3416 mm,无动力转向架除端部车的转向架安装有LKJ2000的速度传感器和排障装置外结构型式均相同。牵引装置采用单牵引拉杆,牵引拉杆的一端通过上拉杆节点和牵引梁连接,牵引拉杆的另一端通过下拉杆节点和构架纵梁的牵引拉杆座连接。牵引梁和车体之间以牵引梁柔性衬套支承。拉杆节点由芯轴、橡胶层和外套组成。单层橡胶位于芯轴和外套之间,芯轴两侧各有一个横向通孔。轴箱轴承采用双列圆锥轴承,轴箱体和后盖为铸钢材质而前盖则为铝合金材质,因此在前盖和轴箱体间需进行特殊的涂装以防止铝与铁材料之间产生电化学腐蚀,齿轮箱用润滑油型号为Sonic EP3080,传动比为85/28=3.036。
牵引电机与转向架刚性连接,电机输出轴与齿轮箱输入轴通过挠性浮动齿式联轴器相连,允许电机和齿轮箱间存在相对运动,径向与轴向均允许10~12 mm的跳动量,刚性连接整体结构简单易于维护,但电机和横梁间缺少必要的缓冲,致使列车运行中产生的震动影响横梁的强度和转向架整体动力学性能。

CRH2 型动车组制动系统由制动控制系统、基础制动系统及空气供给系统三大部分组成。采用微机控制的直通式电空制动系统,使用带滑行控制的电气再生制动和电气指令式空气制动的复合制动方式,利用防滑行控制来提高粘着力,紧急制动距离≤1800 m(制动初速200 km/h),列车分4个制动控制单元,1M1T构成一个单元。M车采用再生制动及空气制动方式,T车仅采用空气制动,制动时在单元内再生制动优先,空气制动实行延迟充气控制,以减少闸片的磨损。基础制动装置位于转向架上,由带防滑阀的增压气缸及油压盘式制动(空压转油压驱动的制动夹钳)和气动式踏面清扫装置等组成,空气供给系统由位于3、5、7号车地板下的3台空气压缩机、干燥器,及用于每辆车的总风缸、制动供给风缸以及贯穿全车的总风管等组成。制动控制指令信号通过列车网络和硬线传输,动力转向架每个轮对采用轮盘制动,液压制动油缸为Φ45×2,无动力转向架每个轮对采用轮盘加两组轴盘制动,液压制动油缸为Φ32×2,闸片采用烧结合金材质。
CRH2系列动车组列车信息传输系统采用两层网络结构,上层网络为连接各动态编组车辆的列车级通信网络,下层为连接车辆内固定设备的车辆通信网络。上层网络以列车运行控制计算机为核心,连接各中央装置和终端装置,采用双重环网结构。下层网络用于各车厢,是面向控制的一种连接车载设备的数据通信系统。通信采用ANSI878. 1 ARCNET协议。
列车级总线有两种类型。其一为光纤环网,连接所有中央装置与终端装置,采用ANSI/ATA-878.1 ARCNET 协议,传输速度为2.5 Mbit/s,拓扑结构为双重环形结构。其二为自我诊断传输,采用屏蔽双绞线,以总线方式连接中央装置与终端装置,采用HDLC(High-level Data Link Control)作为数据交换协议,传输速度为38.4 kbit/s。

车辆级总线采用多种通信协议,车辆内部设备与列车网络节点之间采用点对点方式通信,中央装置、终端装置与设备之间采用点对点方式通信,其中对牵引变流器、制动控制装置传输信息采用光纤连接,采用高级数据链路控制 HDLC 方式,传输速率为192 kbit/s;其他设备与中央装置、终端装置采用电流环方式连接,采用20mA 电流环方式,拓扑结构为点对点,电流环传输采用4线式半双工双绞屏蔽线,传输速率为9.6 kbit/s 。

车上系统与地面系统之间的通信采用IC存储卡,型号为RT-256 kB/AVS或者RT-512 kB/AVS,存储容量分别为256 kB或512 kB,使用20 mA电流环形方式通信。可从IC卡上读取告示文、停靠站、公里里程等信息,也可将列车信息传输装置上记录的各种信息和牵引变流器上记录的故障数据写入IC卡中。

中国拥有全球最大、最复杂的轨道交通运营网络,积累了海量的车辆运行数据,通过这些数据能够精准预测材料退化情况和零部件剩余寿命,在保证绝对安全的前提下充分利用零部件寿命。同时中国在新材料、增材制造、智能传感和预测性维护等领域的技术突破也为高效、精准的延寿改造提供可靠工具。中车四方在高级修中逐步对CRH2、CRH380A系列进行延寿改造,包括车体补强、防腐处理以及各类设备更新等。通过对早期部件更新,车体结构加强,CRH2、CRH380A型动车组的高级修周期根据运用条件最长可已延长至125万公里。实际运行数据表明,通过采取一系列加强措施,进入设计寿命中后期阶段的CRH2系列动车组未表现出耗损故障和难以修复的故障,故障率总体保持稳定,加之已经非常成熟的零部件供应体系和充足的熟练维保人员,具备继续服役的条件,理论上可服役至30年甚至更久。
CRH2A-2010综合检测车,原名CRH2-010A,是首列国产化CRH2A型列车,目前综合检测列车之一。
该车安装了ATP、信号参数、无线场强、弓网关系、轨道几何形态、动力学及加速度检测的设备和线路监视系统,主要负责时速200—250公里级的新建高速铁路和既有干线的轨道几何状态、动力学、接触网、信号、ATP、无线通信、线路环境等,进行了周期性检测。
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列车开往的方向并不重要,
重要的是窗外的风景和看风景的心情。
处在嘈杂的动态中,
却是静而细腻的心思。