动力集中式列车

推拉式联车铁路运输中集成动车组较简单的一种构成模式,是相对于动力分散式。主要是由一台动力机车牵引无动力车辆在轨道上行驶,机车大多是在列车的最前端牵引车辆,亦有自车尾逆推甚至机车置中牵引的情况。后来也出现由两台机车前后推拉的动力集中列车模式。除使用于客运外,常见于货运及军事用途。

优劣比较

相较动力分散式列车,动力集中式列车具有以下:

优点
  • 维修容易:维修一部机车比多节动车容易。
  • 编组自由:动力集中列车可任意加减拖车的数量。
  • 安全:把动力系统放在远离乘客的机车较安全;特别是蒸汽机车存在锅炉爆炸的可能。
  • 替换动力方便:倘若机车故障,或是要进入不同电力区间,可以简单替换;而无需把整列动车组更换。
  • 装备更新:机车及客车、货车车厢可以分别更新而互不影响。有时机车的变旧会比车厢快,有时反过来是车厢较快变旧。
  • 运用效率:当动车组没有工作时会成为浪费掉的宝贵动力装置,机车则可以较容易调整分派。
  • 客车车厢内噪音小:动力产生时会伴随着噪音产生,尤其是内燃机动力的机车,若将动力集中化,可减少客车车厢的噪音,提高乘坐品质。
缺点
  • 效率低:机车的换挂作业会使停靠月台的时间拉长,降低月台使用效率,若临时发生机车故障而进行换挂作业,则容易影响后方列车的运转,连带可能产生误点问题。
  • 车外噪音大:动力集中方式,最大轴重大,所以同等速度车外噪音震动更大。
  • 维护费高:和动力分散式相比,动力集中式的机车轴重较大,对线路的损伤也比较大,令基础设施维护费提高。
  • 编组电源问题:由于客车车厢无动力,且于机车调度时,仅能以车厢的电池组勉强维持照明,因此必须采用机车供电,供应车厢电源,若机车无发电机组供电时,则必须加挂电源拖车。
  • 能源利用效率低:动力集中体系中,车辆需要承受牵引力,必须更坚固也更沉重,机车为了获得足够的牵引力也必须更重,这就造成很多能量用来牵引负重而不是货物乘客。
  • 加速度较低:理论上,同样编组长度,加速性能不如动力分散牵引模式。然而,由于三相交流传动技术成熟使牵引功率大大提高,电力机车和高速铁路机车在加速性能上已不逊于动力分散式。低加速度在蒸汽机车编组和内燃机车编组相对明显。
  • 折返耗时:折返时若尾端无机车或驾驶拖车,则需耗费时间在机车头调度上。
  • 若是采用关节式转向架的列车,则不利于编组,无法轻易加减拖车数量。

推拉式列车

过去很多的客车采用「推拉」方式运作,参见推拉式列车。客运和快递货运用途中这些列车均可演进为推拉式联车。

推拉式联车与传统推拉式列车相比集成程度更高,运转上更加灵活,且不需要机务整备设施。联车全车集成一套独立于动力系统、制动系统的控制系统,而传统推拉式列车的每辆机车都集成着一套控制系统,每节车厢均配备独立的手动紧急制动系统;推拉式联车的动力机车既可出现在头尾两端也可仅出现在头尾一端,甚至还可衹出现在列车中间[1],而传统的头尾双机车顾名思义两端必有车头,尽管实际使用时既可一拉一推(需特别车头车尾联络方式)又可衹拉不推。

比较
传统推拉式列车 推拉式联车 动力分散型动车组
控制系统 铁路机车内部集成 整车集成
动力系统 机车内部集成
全车低度集成或不集成
动力输出机车不载客
全车集成,不超过2节机车输出
动力输出机车不载客
全车集成,多节动力车输出
动力输出车厢载客
制动系统 铁路机车内部集成
各车厢手工紧急制动阀
全车集成
动力输出 全力输出

正常输出

双机车版

单机车版
比利时版

随意
车站机务整备设施 偶尔需要 不需要
加减挂车厢与机车 机务随时 普通联车不可变更
可变编组动车组厂内完成
举例 TRA Push-Pull Train in Taichung.jpg
推拉式自强号列车
NDJ3 0002@HKP (20190608135423).jpg
NDJ3型推拉式联车
Unmarked CJ6 at Circular Railway (20170328163721).jpg
仅两节动力车的CJ6型动力分散式联车

单机车版本的推拉式联车往一个方向行驶时由机车在前面拉,往另一方向时则由机车在后面推,由司机在另一端透过驾驶客车操控位于车尾的机车,故称为推拉式列车;推拉也指两端各一辆机车头一推一拉同步进行。

双机车推拉式列车由于动轴数加倍,在轴重需求以及加速性能上弥补了单一机车牵引时的缺失,在现代客车应用上成为一种主流

推拉式联车是人类发明的第一种联车,早期集成控制系统不成熟就抢吃螃蟹研发推拉式联车的国家曾为此付出惨痛代价,参见1984年福尔柯克列车事故。而今,推拉式联车已成为最基本、成熟的列车集成控制系统,安全性远高于传统挂载列车。中国大陆的NDJ3CR200J、法国的TGV高铁都是推拉式联车。台铁的推拉式狗头号的头尾两机车间均具有接近推拉式联车的集成度,但可由机务加减挂车厢,但各车厢依然具备独立的紧急制动阀,介于传统推拉式列车与推拉式联车之间。

著名的推拉式联车

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  1. ^ 罕见,比利时铁路第二代28型庞巴迪列车早期曾被集成于此类推拉式联车内。

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