机械设备行业发展分析报告.docx

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机械设备行业发展分析报告

2017年机械设备行业市场调查分析研究报告

正文目录

中国标准动车组“复兴号”：

十年磨一剑，一朝试锋芒.....................................................4“体验维度”解析：

乘客体验全面升级的高铁“新贵族”...............................................5“技术维度”解析：

“复兴号”是怎样“炼成”的？

........................................................7

漫漫研发路：

吸收消化再创新，青出于蓝而胜于蓝..................................................7

“复兴号”有哪些核心零部件及关键制造技术？

......................................................8“复兴号”VS“和谐号”：

速度升级，互联互通.....................................................10速度升级：

高端动力牵引打造大国时速...........................................................10

互联互通：

开启中国高铁完全重联运行新模式................................................11

“产业维度”解析：

“复兴号”背后有着怎样的投资机会？

...........................................15

图表目录

图表1：

“复兴号”与“和谐号”基本参数对比......................................................................4图表2：

中国未来的CR系列平台...................................................................................4图表3：

CR400AF复兴号与CRH380A和谐号对比图...................................................5图表4：

CR400BF复兴号与CRH380B和谐号对比图...................................................5图表5：

复兴号CR400BF的二等座车厢内饰.................................................................5图表6：

和谐号CRH380A二等座车厢内饰....................................................................5图表7：

CR400BF的数字式座位号码和车窗灯管照明灯...............................................6图表8：

和谐号CRH380A座位号码和车窗灯带型照明灯..............................................6图表9：

CR400BF座位间的USB接口..........................................................................6图表10：

和谐号CRH380A座位后排的三相插座...........................................................6图表11：

中国第一代高速动车组列车.............................................................................7图表12：

中国第二代高速动车组列车.............................................................................8图表13：

中国第三代高速动车组列车.............................................................................8图表14：

“复兴号”的研制历程.........................................................................................8图表15：

复兴号搭载的自主化研究成果CW350（D）齿轮箱.......................................9图表16：

复兴号一等座弧形车灯..................................................................................10图表17：

中车株洲电机有限公司YQ-625牵引电机.....................................................11图表18：

TBQ67-6300/25牵引变压器.........................................................................11图表19：

动车组列车重联运营线路..............................................................................12图表20：

相同型号重联运行的和谐号...........................................................................12图表21：

和谐号重联的机械挂钩结构...........................................................................12图表22：

和谐号CRH2型驾驶室.................................................................................13图表23：

和谐号CRH3驾驶室.....................................................................................13图表24：

复兴号标准化驾驶室......................................................................................13图表25：

标准动车组列车“复兴号”较“和谐号”的优势...............................................13图表26：

基于自主化列车网络控制系统的动车组列车重联传递指令反馈系统架构......14图表27：

重联运行的CR400AF...................................................................................14图表28：

重联运行的CR400AF与CR400BF..............................................................14图表29：

高铁产业的三大板块......................................................................................15图表30：

高铁六大系统构成.........................................................................................16图表31：

高铁六大系统之间的关系..............................................................................16图表32：

动车组设备拆解及相关制造厂商....................................................................16图表33：

转向架支撑动车组原理示意图.......................................................................17图表34：

转向架基本构造.............................................................................................17

中国标准动车组“复兴号”：

十年磨一剑，一朝试锋芒

“和谐号”发展的十年，是中国铁路跨越式发展的十年。

2007年，伴随着中国铁路第六次大提速，和谐号动车组作为我国铁路全面实施自主创新战略取得的重大成果，开始成为中国高铁产业的核心力量，中国铁路也正式进入高铁时代。

十年来，高铁发展存在着一定的阻力，但是总体上发展得非常迅速。

中国铁路动车组由最初引进的1、2、3、5系列发展到380A/B/C/D系列，再发展到今天的中国标准动车组CR400AF/BF系列，中国用10年时间基本走完了其他国家50年的高铁发展之路。

“复兴号”横空出世，开启中国350公里运行时速的新时代。

2017年6月26日，中国标准动车组“复兴号”率先在京沪高铁两端的北京南站和上海虹桥站双向首发，分别担当G123次和G124次高速列车。

9月21日起，全国铁路开始启用新的列车运行图，“复兴号”动车组在京沪高铁率先实现350公里时速运营，京沪之间全程运行时间缩短至4.5小时左右。

我国成为世界上高铁商业运营速度最高的国家。

图表1：

“复兴号”与“和谐号”基本参数对比

复兴号中国标准动车组和谐号动车组列车设计寿命30年20年

列车线型全新低阻力流线型头型和车体平顺化设计——

列车容量列车高度4050毫米列车二等座靠背高度较和谐号增加20毫米

能耗每人每百公里耗电3.15Kwh

（较和谐号下降17%）

列车高度从3700毫米

每人每百公里耗电3.8Kwh

阻力比较和谐号降低7.5%－12.3%——

舒适度空调系统充分考虑减小车外压力波的影响，通过隧道或交会时减小耳部不适感；列车设有多种照明控制模式，可根据旅客需求提供不同的光线环境。

照明控制模式为冷色调，无法提供不同的光线环境。

车载Wi-Fi网络有无

信息化车况感知设置有智能化感知系统，建立强大的安全监测系统，全车部署了2500

余项监测点；为全方位、多维度故障诊断、维修提供支持

全车部署1000~2000个监测点，

高铁座位表数字化显示屏（可实现与票务系统联动）纸质化座位标识

“复兴号”开创了我国动车组的命名新规则。

就“复兴号”和“和谐号”的型号命名规则而言，“复兴号”型号命名增加英文字母F，其对应的中文意思为分，代表其动力是分散电动型。

复兴号作为中国标准动车组，按照2016年11月底中国铁路总公司新的动车组编制命名规则，新型自主化动车组均采用“CR”开头的型号，“CR”是中国铁路总公司英文缩写，也是指覆盖不同速度等级的中国标准动车组系列化产品平台。

而未来的中国动车组都会采用类似命名，包括CR200、CR300、CR400三个子系列，分别对应100-200公里、200-300公里、300-400公里的时速等级。

除现已下线运营的CR400系列平台，未来中国还将打造的其他适合中国国情、中国国土情况的高铁运营平台。

它们分别是时速250公里的平台以及时速160公里的标准动车组平台。

三大系列平台的组建将加速推动中国高铁未来进一步实现自主化、标准化、系列化的发展进程。

图表2：

中国未来的CR系列平台

类型

时速（km/h）

适用的轨道交通路线

CR200平台

160

市域铁路轨道交通

CR300平台

250

京津、沪宁等城际铁路轨道交通

CR400平台

350

京广线、京沪线等国内交通主干线

“体验维度”解析：

乘客体验全面升级的高铁“新贵族”

“复兴号”两款型号的“高颜值”外形设计备受关注。

其中，一种是采用银色涂装和红色条纹装饰，红色代表革命的颜色，车头形状比较锐利，型号为CR400AF，由中车青岛四方机车车辆股份有限公司（四方股份）研制，也被称为“海豚”动车组列车；另一种是白色涂装，同时有少见的金色装饰，型号为CR400BF，由中国北车集团长春轨道客车股份有限公司（长客股份）研制，也被称为“金凤凰”动车组列车。

其主要特征区别是：

“海豚”CR400AF头部玻璃平、侧面有一条凸尖线，而“金凤凰”CR400BF头部玻璃凸、侧面比较平缓。

这两种列车的车身上不再设有“CRH”和“和谐号”字样，而是变成了“CR”和“复兴号”。

与此同时，中国北车唐山轨道客车有限责任公司（唐车公司）也正在对其生产的列车进行试验测试。

图表3：

CR400AF复兴号与CRH380A和谐号对比图图表4：

CR400BF复兴号与CRH380B和谐号对比图

资料来源：

国家铁路局，资料来源：

国家铁路局，

“复兴号”在灯光和装饰等细节方面有了全新的设计。

CR400BF车体内最大的变化是灯光和装饰的细节，和之前在京沪高铁上主力运营的“和谐号”CRH380A/AL车型相比，“复

兴号”的车厢灯光从偏白色的冷色调换成了较黄的暖色调。

CRH380A系列动车车型是基

于新干线E2-1000的技术，灯光也沿用了其的冷色系列调照明系统；而复兴号CR400BF

使用的暖色调是近几年的新趋势，有理论证明暖色调更接近日光颜色的灯光可减少人眼的疲劳。

图表5：

复兴号CR400BF的二等座车厢内饰图表6：

和谐号CRH380A二等座车厢内饰

资料来源：

中国中车官网，资料来源：

中国中车官网，

此外，CR400AF与CR400BF的座位指示牌换成了电子屏幕，未来可以实现与车票系统的联动。

图表7：

CR400BF的数字式座位号码和车窗灯管照明灯图表8：

和谐号CRH380A座位号码和车窗灯带型照明灯

资料来源：

中国中车官网，资料来源：

中国中车官网，

两个型号的“复兴号”列车的座位随车插座也做了较大改变。

原先在部分高铁动车组列车上不存在电源插座，部分动车组列车上的电源插座必须弯下腰才能够着；而在复兴号上，

除了二等座后有不间断供电的标准220V三相及两相交流电标准插座，在座位之间增设电源插座并附有USB接口，伸手就能够到，方便给手机充电。

图表9：

CR400BF座位间的USB接口图表10：

和谐号CRH380A座位后排的三相插座

资料来源：

中国中车官网，资料来源：

中国中车官网，

“技术维度”解析：

“复兴号”是怎样“炼成”的？

漫漫研发路：

吸收消化再创新，青出于蓝而胜于蓝

中国的第一代高速动车组源于大规模的海外技术引进。

2006年左右中国大规模引进日本、法国、德国等国高速动车组技术，进行消化吸收再创新后生产的一批动车组，主要分为青岛四方庞巴迪（BST）公司的CRH1系列、四方股份的CRH2系列、唐车公司的CRH3系列和长客股份的CRH5系列。

✓CRH1系列动车组是原铁道部在2004年向加拿大庞巴迪运输、青岛四方庞巴迪铁路运输设备有限公司订购的。

旨在推进中国铁路第六次大提速。

✓CRH2系列动车组是原铁道部向日本川崎重工、中国南车集团四方机车车辆股份有限公司订购的。

✓CRH3系列动车组是原铁道部向德国西门子交通集团、中国北车集团唐山轨道客车有

限责任公司订购的，旨在营运新建高速城际铁路及客运专线。

✓CRH5系列动车组是原铁道部向法国阿尔斯通、中国北车集团长春轨道客车股份有限公司订购的，采用动力分散式设计，以芬兰铁路的SM3动车组为原型。

图表11：

中国第一代高速动车组列车

资料来源：

中国中车官网，

第二代高速动车组吸收消化了引进技术后，更加契合我国铁路运营的实际情况。

第二代高速动车组编号以CRH380开头，其中CRH380A（L）系列为四方股份研制，CRH380B（L/G）

系列为唐车公司、长客股份研制，CRH380CL为长客股份研制，CRH380D为青岛四方庞巴迪（BST）生产。

第三代高速动车组CR400AF及CR400BF分别是四方股份在原CRH2系列以及长客股份在原CRH5系列的基础上进行自主化优化设计而研制的。

复兴号是中国标准动车组列车，由中国铁路总公司主导、中国铁道科学研究院牵头20余家单位联合历经3年研制而成、具有完全自主知识产权的第三代高速动车组。

旨在针对中国高铁的运营特点，制定中国高铁标准。

根据中国铁总的资料显示，中国标准动车组涉及的254项重要标准，中国标准占

84%，高铁正式迈入中国标准时代。

图表12：

中国第二代高速动车组列车图表13：

中国第三代高速动车组列车

资料来源：

中国中车官网，资料来源：

中国中车官网，

图表14：

“复兴号”的研制历程

时间节点发展历程

2013年6月“中国标准”动车组项目正式启动，确立“中国标准”动车组要建立统一的技术标准体系

2013年12月时代感、现代感、流线感、高速感、简洁清爽感的总体技术条件制定完成

2014年9月方案设计完成

2015年6月“中国标准”动车组正式下线

2015年7月开展时速160公里及以下型式试验

2015年9月开展型式试验和运用考核

2015年11月开展包括动力学、空气动力学、牵引、制动、安全、噪声、动应力等动态高速和重载试验

2015年11月中国标准动车组在大西客运专线跑出385km/h试验速度

2016年7月中国标准动车组在郑徐高铁河南省商丘市民权县境内跑出了420km/h的交会试验

资料来源：

国家铁路局，

中国高铁是在“引进吸收消化再创新”的道路上“青出于蓝而胜于蓝”。

加拿大庞巴迪、德国西门子交通、日本川崎重工、法国阿尔斯通公司的车型生产技术路径不同，中国用最短的时间“兼容并蓄”，集各家之长。

因此和谐号系列动车组可以说是国外产品平台，由于合同条约限制，那时候所谓的“中国高铁”只能在中国境内销售，根本无法进入国际市场，无法成为代表“中国制造”、“中国高铁”的品牌。

而如今复兴号则不同，国产化率达到较高水平，作为具有中国血统的动车组，以后在国际上可以与诸强争雄。

“复兴号”的上线不仅标志着我国已全面系统掌握高铁核心技术，产品已达国际一流水平，也树立了中国高铁自主研制的标杆，为高铁“走出去”步伐的提速提供了坚实基础。

“复兴号”有哪些核心零部件及关键制造技术？

中国标准动车组是当今世界制造业尖端技术的高度集成，涉及牵引、制动、网络控制、车体、转向架等9大关键技术，以及车钩、空调、风挡等10项主要配套技术。

为了确保运行安全，中国标准动车组进一步增加了主动安全与被动安全措施：

✓列车设计严格遵循安全标准，包括防火、防碰撞、动力学等方面，提高列车可靠性，具备失稳检测、烟火报警、轴温监控、受电弓视频监视等安全防护功能，安全防护设计更为完善。

✓按照“故障导向安全”的原则，优化了智能化感知系统，能全面监测列车运行状况，

实时感知列车状态。

列车出现异常时，可自动报警或预警，并能根据安全需求自动采取限速或停车措施。

自主关键核心部件CW350（D）齿轮箱的研发制造

中国汽车工程研究院股份有限公司（简称“中国汽研”）旗下重庆凯瑞车辆传动制造有限公司（简称“凯瑞传动”）是“复兴号”自主关键核心部件—CW350（D）齿轮箱研发制造单位之一，长达400多米长的高铁列车主要依靠CW350（D）齿轮箱来传动。

据了解，从150km/h到250km/h，再到350km/h，列车时速每提升一个等级，对齿轮箱润滑、抗冲击、密封、冷却等方面的要求都会有质的不同。

仅以CW350（D）齿轮箱铝合金箱体为例，必须进一步提高内在组织的致密性及应力分布均匀性，否则高速行驶状态下，就容易出现振动、疲劳裂纹。

图表15：

复兴号搭载的自主化研究成果CW350（D）齿轮箱

资料来源：

凯瑞传动官网，

但此前，350公里以上动车组列车齿轮箱几乎全部由国外公司垄断，高铁技术虽然在欧洲或日本等国家和地区经过了验证，但面对中国复杂的高铁运营、环境气候，屡屡出现“水

土不服”而经常需要更换齿轮箱，而新齿轮箱又需要从外国购入。

凯瑞传动研发团队有着20年的技术积淀，产品覆盖城轨、高铁等各种制式轨道车辆传动、基础制动、联轴器和关键零部件，相关产品在重庆单轨2、3号线、长春、沈阳、成都、埃塞俄比亚等国内、国际项目上得到广泛应用。

针对于350km/h试验速度的标准动车组列车进行了无数次的摸索、筛选和工艺路线优化，最终，创新集成了15项关键设计，制造出了符合中国高铁运营环境要求的高强度、耐冲击、耐低温铝合金箱体。

凯瑞传动在

2015年5月率先制造出8台CW350（D）样机交付长客，并通过了随后的60万公里的严苛考核。

通过“复兴号”齿轮箱研发制造，凯瑞传动获得6项专利，全面系统掌握了高铁齿轮箱关键技术，构建了自主研发体系，形成了核心竞争能力。

颜值时代——新材料让“复兴号”更美观、更舒适

今创集团为“复兴号”生产了49列整车内饰以及60%车外设备。

除座椅、上部墙板外，几乎全部的内装产品由今创集团生产。

8列车厢的短编标准动车组共计释放订单49列，长客股份拿到24列订单，中车四方拿下25列订单。

今创集团为标准化动车组项目提供

49列列车的车外塞拉门、外端门、车下铝蜂窝地板、车内所有模块（含盥洗室）、内端间壁、外端间壁、配电盘、客室中顶板、平顶板、型材出风口、3D蜂窝窗下墙板、信息显示玻璃圆头、中顶主风道、客室行李架、柜门压条及踢脚板。

和以往和谐号动车组内饰相比，今创集团在材料选用技术应用领域较为领先的新材料——玻璃纤维预浸料加纸蜂窝结构，该材料具有强度高、密度小、重量轻等特点。

与此同时，新材料的运用可以减轻车身重量，减低耗能，提高车速，