高铁的前世与今生

第二节　高铁的前世与今生

人类自有了商品交换后，物料的运输始终伴随的人类社会前进的步伐。特别是进入工业社会后，随着社会财富的急剧膨胀，追求更大的运输量、更快的速度、更低廉的成本成为人类改进运输工具的不竭动力。

一、机车的发明与发展

蒸汽机出现后，不少人努力将蒸汽机装在车辆上，设计制造“一种无马的车”(A.Horseless Carriage)。而早在17、18世纪，欧洲矿区就有在木制或铁制的轨道上行走的马拉货车，装载矿砂的车辆在铁轨上滑行，既省时又省力。英国人特维地克在1801年圣诞节的前夕，设计制造的能在铁轨上行驶的蒸汽机车，将许多矿工及时运回家中过节，这就是最早发明的火车头了。特维地克的蒸汽机车，行使状况良好。然而由于机车和所拉的货物过重，造成铁轨断裂，没有被人们接受。英国人斯地芬森由此意识到，蒸汽机车要得到推广必须在改进机车的同时注重铁轨的改进。1829年自利物浦(Liverpool)至曼彻斯特(Manchester)的铁路公司，举行了一次火车头优劣的比赛，斯地芬森制造的“火箭”(Rocket)号火车头(图9-3)夺得锦标。斯地芬森制造火车头的名声掩盖了特维地克，而被人误认为是火车头的发明者。蒸汽机车虽经100多年的发展，但运用热效率只有6%左右，加上保养维修量大、污染严重、日运行里程短，因此逐渐被热效率高、运用率高的电力机车、柴油机和汽轮机车取代。

图9-3　“火箭”(Rocket)号火车头

图9-4　中国现存最早的0号机车

1843年上海开埠后，随着西方列强在上海设立租界，西方一些先进的器物也不断引入上海。19世纪70年代后，外国人借口黄浦江泥沙淤积严重，运送货物有所不便，要求修筑一条吴淞到市中心的铁路。1874年英美两国商人合资开设了“吴淞道路公司”，买下了今河南路桥堍到吴淞一带的田地，在未获清政府批准的情况下，偷偷修起了铁路。两年后，一条全长14公里的窄轨铁路——淞沪铁路建成了。1876年7月3日，淞沪铁路的上海江湾段正式通车。由于中国从来没有过铁路，所以对此大家都感到很新鲜，都赶来观看。那天，车站上盛况空前，像过节一样热闹，挤满了人，远在十几里上百里外的人们也远道而来观看开车典礼。火车共拖有6节车厢，车票分上、中、下三等。不久，车票就全部售完，车厢内座无虚席。下午1时许，火车大吼了几声后，车轮就慢慢转动了，并越转越快，向前冲去。站在站台上的人们看着这庞然大物吼叫着远去，不禁大声喝彩，更有甚者，不少年轻人还追着火车想往上跳。火车一路飞驰而去。车上的乘客，看着窗外向后快速退去的绿树、庄稼，无不面带笑容，喜不自禁。火车开过的地方，一路上引来了无数观光的人群。临近江湾时，随着几声汽笛的尖叫，车速逐渐慢了下来。这时，铁轨两旁的观众“立如堵墙”。5个月后，淞沪铁路全线通车(图9-4)。

机车可按所采用的动力装置、用途和走行部形式分类。按动力装置，机车可分为热力机车和电力机车两大类;按用途，机车可分为客运机车、货运机车、客货通用机车、调车机车和工矿机车五类;按走行部形式，机车可分为车架式机车和转向架式机车两类。

二、机车的结构与工作原理

1.蒸汽机车的构造和功用

蒸汽机车主要由锅炉、蒸汽机、车架、走行部和煤水车几部分组成，其他还有车钩缓冲装置、制动装置、控制和监测装置、司机室、辅助装置等部分。蒸汽机车构造比较特殊，电力机车、柴油机车和燃气轮机车除动力装置、传动装置不同外，其他部分基本相同或相似。

(1)锅炉产生和储存蒸汽的装置，是蒸汽机车的心脏。锅炉由火箱、锅筒和烟箱，火箱是燃烧燃料的地方，火箱的底部是燃烧煤炭的炉床和存灰的灰箱，锅筒在锅炉的中部，筒内排列有大烟管和小烟管，大烟管内有使蒸汽干燥和加热的过热管。火箱产生的热量经内火箱和小烟管传给锅水，锅筒的顶部设有聚集蒸汽的蒸汽包。烟箱位于锅炉的前部，内有烟筒、乏气喷口、反射板和火星网等通风和排烟装置。燃料投入炉床后，在火箱内与从灰箱风门进入的空气混合后燃烧。热能通过内火箱板和大小烟管传递给锅水和过热管。燃烧后的烟气经烟箱由烟筒排出。高压饱和蒸汽由蒸汽包经干燥管和过热蒸汽集汽箱的一侧进入过热管。加热后的过热蒸汽，再返回集汽箱装的调整阀的一侧。过热蒸汽经调整阀和蒸汽管进入蒸汽机。

(2)蒸汽机:它将蒸汽的内能转变为机械功以推动机车运行。蒸汽机车一般装有两套蒸汽机，装于机车的两侧。蒸汽机主要由汽室、汽缸、传动机构、阀动装置(配气机构)等组成。汽室在汽缸的上面，过热蒸汽经烟箱中的主蒸汽管，从汽室中部进入汽室。汽室与汽缸的两端都有汽口相通。与活塞协调动作的阀动装置带动汽室中的汽阀作纵向往复运动，同时向汽缸配气。过热蒸汽在汽缸内膨胀做功，推动活塞与活塞杆运动，经传动机构(十字头、摇杆、连杆、曲拐销)将活塞的往复运动变成机车动轮的旋转运动。通过轮、轨接触产生的牵引力基本符合机车牵引特性，又能逆转，所以蒸汽机车不需要像内燃机车那样的传动装置。

(3)车架和走行部:车架是由两片棒式或板式侧梁和若干横梁组成的结构，它是安装锅炉和汽油机的基础。走行部是机车承重和在轨道上走行的部分。车架和走行部主要由车架、弹簧悬挂装置、动轮、从轮、导轮、各轮的转向架、轴箱、牵引装置、基础制动装置等构成。

(4)煤水车:机车上装载煤、水、油脂和存放工具的部分，用牵引杆挂在车架后面。煤水车由煤槽和水柜组成。煤水车车架由两台转向架支承，车架后端装有车钩缓冲器以牵引列车。大功率蒸汽机车的煤水车上还装有推煤机和输煤机，能将煤从炉口均匀地喷到炉床各处。

(5)司机室:即司机、副司机、司炉工作的处所，装于锅炉后端车架上，有操纵控制和监视仪及座位。司机室与煤水车相连，便于司炉烧火。

2.内燃机车简述

内燃机车是以内燃机作为原动力，通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车所用内燃机的种类，可分为柴油机车和燃气轮机车。在中国，内燃机车由于使用柴油机，所以在介绍内燃机车时一般都是指柴油机车。

当柴油机的燃料在汽缸内燃烧时，所产生的高压高温气体在汽缸内膨胀，推动活塞往复运动，并通过曲轴将往复运动变为旋转运动，这样燃料的热能就转化为机械功。柴油机发出的动力传输给传动装置，通过对柴油机、传动装置的控制和调节，将适应机车运行工况的输出转速和转矩再送到每个车轴齿轮箱驱动机车动轮，使机车运行，动轮产生的轮周牵引力传送到车架，由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。

从内燃机车工作原理可以看出，内燃机车的基本构造是由柴油机、传动装置、车体走行部、辅助装置、制动设备、控制设备等部分组成的。

柴油机(图9-5)是内燃机车的动力装置，现代内燃机车一般采用四冲程高速或中速柴油机。为满足各种功率的需要，在制造柴油机时，便生产了相同汽缸直径和活塞冲程，不同汽缸数的系列产品。小功率的多为直列型，大功率的一般都是V形等。所谓直列型是指柴油机的汽缸垂直排列，而V形的汽缸成V形排列。各种柴油机都用一定的型号来表示，如16V240ZL型柴油机，表示16个汽缸V形排列，缸径240mm，设有涡轮增压器和中间冷却器。

图9-5　柴油机

内燃机车的传动装置有电力传动(图9-6)和液力传动两种，二者在结构原理和运用维修上都有较大的区别。

1—电阻制动装置2—硅整流柜3—牵引装置4—走行部5—启动变速箱6—励磁机7—主发电机8—柴油机9—燃油箱10—预热锅炉11—静液压变速箱12—电机悬挂系统13—冷却风扇14—牵引电动机15—基础制动装置16—车构缓冲装置

图9-6　电传动内燃机车结构示意图

(1)内燃机的电力传动内燃机车虽然装有功率强大的柴油机，但柴油机并不直接驱动机车。电力传动内燃机车采用电动机来驱动机械。有一种所谓串激式电动机，它的特性和蒸汽机相似，即转速低时扭矩大，启动时扭矩最大。如果用这种电动机驱动车轮，柴油机只需用来驱动一台发电机，把产生的电力送给电动机，电动机再带动牵引齿轮的传动使机车车轮转动，这就是所谓电传动方式。这种传动方式和电力机车的驱动方式实质上是一样的，所不同的是电力机车和城市电车一样，电流从架在上空的电网上来;而电传动内燃机车则自己备有“电站”，不依赖外界动力。和电力机车相比，电传动内燃机车的缺点是独立“电站”要占去机车很大一部分重量，而机车的重量是有一定限制的，因此机车功率比电力机车要小一些。它比电力机车优越的地方是不需要长距离供电、输电损失小、热效率高、自备“电站”的电压可以调节、能比较充分地发挥电动机的功率，即所谓恒功率特性比电力机车好。因此尽管机车的名义功率一般比电力机车小，但在某些运用条件下，它的牵引能力和运输能力倒不一定次于功率较大的电力机车。

电力传动根据电机型式的不同，可分为直流-直流电力传动、交流-直流电力传动、交流-直流-交流电力传动等类型。

与传统的直流牵引电动机车调速系统相比，交流传动机车具有以下优良性能:轴功率大，粘着利用率高;异步电动机可靠性高;机车动力学性能好;利用率高，节能效果好;主要零部件可以少维修和无维修。

内燃机车有较明显的优点，如机车效率较高、机车准备时间短，持续工作时间长，用水量少，适用于缺水地区。初期投资比电力机车少，机车乘务员劳动条件好，还便于多机牵引。但内燃机车机车最大的缺点是对大气和环境有污染。

(2)内燃机车的液力传动能用作驱动机车车轮的机械，电动机不是独一无二的。水力机械中的涡轮机也有和电动机相类似的驱动特性。只要用柴油机带动一个泵，向涡轮提供具有某些压力的液流，而且能够把在涡轮中工作完毕后的液流引回到泵的进口处，使液流循环工作，这套系统就可用作内燃机车的动力驱动系统。根据这一原理，德国工程师费廷格创造了液力变扭器和液力耦合器，把涡轮和泵轮组合在一起，二者之间没有机械连接而只是通过液流循环来相互作用。内燃机车采用这种“软”连接方式而设计的传动系统称作液力传动(图9-7)。

图9-7

与电力传动相比，液力传动不过是后起之秀。但它在与电传动的竞争中，异军突起，很快赢得了重要位置。液力传动装置的优点是不用电机，可以节省大量昂贵的铜，同时它的重量也轻一些。这使得机车降低了造价也减轻了重量，即在同样的机车重量下，它的机车功率一般都比电传动机车大。另外，液力传动装置的可靠性高，维护工作简单，修理费也少。还有一个优点是，它的部件是密闭式的，无论风沙雨雪对它的工作都不产生什么坏的影响。

液力传动装置的主要组成部分是液力传动箱、车轴齿轮箱、换向机构和相互连接的万向轴等。它的核心元件是液力传动箱中的液力变扭器(图9-8)，主要由泵轮、涡轮和导向轮组成。泵轮通过轴和齿轮与柴油机的曲轴相连，涡轮通过轴和齿轮与机车的动轮相连，导向轮固定在变扭器的外壳上，并不转动。当柴油机启动时，泵轮被带动高速旋转，泵轮叶片则带动工作油以很高的压力和流速冲击涡轮叶片，使涡轮与泵轮以相同的方向转动，再通过齿轮把柴油机的输出功率传递到机车的动轮上，从而使机车运行。

变扭器关键在“变”。当机车启动和低速运行时，变扭器中的涡轮转速很低，工作油对涡轮叶片的压力就很大，从而满足机车启动时牵引力大的需求;当涡轮的转速随着机车运行速度的提高而加快时，工作油对涡轮叶片的压力也逐渐减小，正好满足机车高速运行时对牵引力要小的需求。由此可见，柴油机发出的大小不变的扭矩，经过变扭器就能变成满足列车牵引要求的机车牵引力。当机车需要惰力运行或进行制动时，只要将变扭器中的工作油排到油箱，使泵轮和涡轮之间失去联系，柴油机的功率就不会传给机车的动轮了。

内燃机车的走行部采用构架式转向架的形式。转向架主要承受机车的上部重量，传递牵引力和制动力，以及缓和、吸收来自线路的各种冲击和振动，保证机车安全平稳地运行。

辅助装置的作用是保证柴油机、传动装置和走行部的正常工作和可靠运行。主要包括:

燃油系统、冷却系统、机油管路系统、空气滤清器、压缩空气系统、辅助电气设备等。

液力变扭器结构示意图—泵轮2—涡轮3—导向轮4—泵轮轴5—涡轮轴

图9-8　液力变扭器机构

制动设备包括一套空气制动机和手制动机。电传动机车增设电阻制动装置，液力传动机车装有液力制动装置。

控制设备主要有机车速度控制器、换向控制器、自动控制阀和辅助制动阀。为了保证安全，还装有机车信号和自动停车装置。

图9-9　电力机车

3.电力机车简述

电力机车(图9-9)本身不带原动机，靠接受接触网送来的电流作为能源，由牵引电动机驱动机车的车轮。电力机车具有功率大、热效率高、速度快、过载能力强和运行可靠等主要优点，而且不污染环境，特别适用于运输繁忙的铁路干线和隧道多、坡度大的山区铁路。

电力机车(图9-10)是从接触网上获取电能的，接触网供给电力机车的电流有直流和交流两种。由于电流制式不同，所用的电力机车也不一样，基本上可以分为直-直流电力机车、交-直流电力机车、交-直-交流电力机车三类。

直-直流电力机车采用直流制供电，牵引变电所内设有整流装置，它将三相交流电变成直流电后，再送到接触网上。因此，电力机车可直接从接触网上取得直流电供给直流串励牵引电动机使用，简化了机车上的设备。直流制的缺点是接触网的电压低，一般为l500V或3000V，接触导线要求很粗，要消耗大量的有色金属，加大了建设投资。

交-直流电力机车采用交流制供电，目前世界上大多数国家都采用工频(50Hz)交流制或25Hz低频交流制。在这种供电制下，牵引变电所将三相交流电改变成25kV工业频率单相交流电后送到接触网上。但是在电力机车上采用的仍然是直流串励电动机(这种电动机最大优点是调速简单，只要改变电动机的端电压，就能很方便地在较大范围内实现对机车的调速。但是这种电机由于带有整流子，使制造和维修都很复杂，体积也较大)，把交流电变为直流电的任务在机车上完成。由于接触网电压比直流制时提高了很多，接触导线的直径可以相对减小，减少了有色金属的消耗和建设投资。因此，工频交流制得到了广泛采用，世界上绝大多数电力机车也是交-直流电力机车。

1—受电弓2—主断路器3—主变压器4—转换硅机组5—调压开关6—硅机组7—主回路柜8—平波电抗器9—牵引电动机10—劈相机11—通风机12—牵引进风机13—油泵14—空气压缩机15—制动电阻柜

图9-10　电力机车供电及电器回路示意图

交-直-交流电力机车采用交流无整流子牵引电动机(即三相异步电动机)，这种电动机在制造、性能、功能、体积、重量、成本、维护及可靠性等方面远比整流子电机优越得多。它之所以迟迟不能在电力机车上应用，主要原因是调速比较困难。这种机车具有优良的牵引能力，很有发展前途。德国制造的E120型电力机车就是这种机车。

电力机车的工作原理:接触导线上的电流，经受电弓进入机车后经过主断路器再进入主变压器，交流电从主变压器的牵引绕组经过硅机组整流后，向六台分两组并联的牵引电动机集中供应直流电，使牵引电动机产生转矩，将电能转变为机械能，经过齿轮的传递驱动机车动轮转动。

4.前景光明的动车组

动车组(图9-11)是城际和市郊铁路实现小编组、大密度的高效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适为特点备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。

使用动车的比重以日本为最大，占87%;荷兰、英国次之，分别占83%和61%;法国、德国又次之，分别占22%和12%。动车组称得上是铁路旅客运输的生力军。

我们通常看到的电力机车和内燃机车，其动力装置都集中安装在机车上，在机车后面挂着许多没有动力装置的客车车厢。如果把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆便叫做动车。而动车组就是几节自带动力的车辆加几节不带动力的车辆编成一组，就是动车组。带动力的车辆叫动车，不带动力的车辆叫拖车。

图9-11　动车组

德国是最早制造和运用动车的国家，制造技术一直领先。1903年7月8日，首先运行了由钢轨供电的动车组，由4节动车和2节拖车编成。同年8月14日，又运行了由接触网供电的动车组，这是世界上第一列由接触网供电的单相交流电动车组。同年10月28日，西门子公司制造的三相交流电动车进行了高速试验，首创时速210.2km的历史性纪录。

(1)动车组的牵引方式动车组有两种牵引动力的分布方式，一种叫动力分散，一种叫动力集中(图9-12)。

图9-12

动力分散电动车组的优点是，动力装置分布在列车不同的位置上，能够实现较大的牵引力，编组灵活。由于采用动力制动的轮对多，制动效率高，且调速性能好，制动减速度大，适合用于限速区段较多的线路。另外，列车中一节动车的牵引动力发生故障对全列车的牵引指标影响不大。动力分散的电动车组的缺点是:牵引力设备的数量多，总重量大。动力集中的电动车组也有其优点，动力装置集中安装在2～3节车上，检查维修比较方便，电气设备的总重量小于动力分散的电动车组。动力集中布置的缺点是动车的轴重较大，对线路不利。

动车的技术发展主要表现在功率、速度和舒适性的提高、单位功率重量的降低以及电子技术的应用等方面。动车组今后还将不断发展，特别是世界各国正在发展市郊铁路与地下铁道过轨互通，构成城市高速铁路网，动车组在其中将会起到主力军的作用。

(2)动车组的种类动车组按动力装置一般可分为内燃动车组和电动车组。内燃动车组按传动方式分为电力传动和液力传动两种;电动车组按电流制分为直流和交流两种。用内燃机作动力通过电传动装置或者液力传动装置的动车组，叫内燃动车组;由电气化铁路接触网供电，驱动牵引电动机的动车组，叫电动车组。这和内燃机车、电力机车的情况大致相同。

市郊铁路站间距离短、行车密度高、客运量大，要求动车加减速快、车厢容量大、旅客上下车方便。因此各国大城市近郊客运基本上都用电动车组，地面铁路还与地下铁道相结合，互相过轨，向统一的高速铁路发展。如日本8000系斩波器控制的电动车组，由4节动车和2节控制车编成，每节车有4个宽1.3m的侧门供旅客上下，能和地下铁道互相过轨。日本使用的双层电动车组，能有效地利用空间，增加载客数量。

各种长途高速电动车组具有代表性的有:日本的200系电动车组，由2节控制车和12节动车编成，总功率12880kW，最高速度260km/h。俄罗斯的ЭР200型电动车组，由2节控制车和14节动车编成，总功率11520kW，试验速度200km/h。法国的TGV电动车组，由2节动车和8节拖车编成，最高速度可达260km/h。英国的APT高速电动车组，采用摆式车体，由2节动力集中式动车和12拖车编成，总功率6000kW。

高速内燃动车组，有日本的181系特快内燃动车组，由8节动车和1节拖车编成，共有8台500柴油机，总功率3650kW，最高速度120km/h。还有英国投入运用的高速内燃动车组，两端各有1节内燃动车，中间有7～8节拖车，速度最高达229km/h。

(3)中国动车组的发展与未来从20世纪下半叶开始，欧美、日本等开始大规模研制并运用动车组。我国也于20世纪90年代开始研制动车组。中国首列DMU型双层内燃动车组是一种理想的中、短途轨道运输工具，唐山机车车辆厂于1998年自行开发研制成功，并于当年6月在南昌至九江间投入运行。设计速度120km/h，总定员540人。

在短短的十几年里，中国的动车组制造技术通过引进消化吸收有了长足的进步，动车的整体技术性能达到国外同类产品的先进水平，一跃成为技术的领先者!

2010年12月3日上午11时左右，中国新一代高速动车组在京沪高铁先导段(枣庄至蚌埠)展开综合试验。“和谐号”CRH380A11:06从枣庄起点驶出，11:17到徐州，枣庄距离徐州82.5km，整个路段仅仅用了11min。11:28最高时速达到486.1km，是喷气飞机低速巡航的速度。这是继9月28日沪杭高铁试运行创下时速416.6km之后，中国高铁再次刷新世界铁路运营试验最高速(图9-13)。

2011年6月13日，铁道部举行京沪高铁开通运营新闻发布会宣布，京沪高铁工程已通过初步验收和安全评估，将于6月底正式开通运营。

毋庸置疑，正如19世纪，铁路帮助英国和美国相继成为世界第一强国，中国的高速铁路建设，必将对中国的经济、社会发展带来难以估量的广泛而深远的影响。到2012年，中国铁路营运里程将达到11万公里以上，其中新建高速铁路将达到1.3万公里。届时，中国邻近省会城市将形成1～2小时交通圈、省会与周边城市形成半小时至1小时交通圈。速度的提升意味着经济运行成本的节约，也意味着时间成本的大量减少。可以说，发展高铁，减少成本，实行客货分离，是中国在高速发展经济时的一种必然选择。

5.磁悬浮列车

磁浮列车(图9-14)从严格意义上说，是介乎于火车和飞机之间的一种特别的运输工具。说它是火车，它不靠车轮在地上跑;说它是飞机，它不靠翅膀在空中飞。它是一种采用无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统的磁悬浮高速列车系统。它的时速可达到500公里以上，是当今世界最快的地面客运交通工具，有速度快、爬坡能力强、能耗低、运行时噪音小、安全舒适、不燃油、污染少等优点。并且它采用高架方式，占用的耕地很少。磁悬浮列车意味着这些火车利用磁的基本原理悬浮在导轨上来代替旧的钢轮和轨道列车。磁悬浮技术利用电磁力将整个列车车厢托起，摆脱了讨厌的摩擦力和令人不快的锵锵声，实现与地面无接触、无燃料的快速“飞行”。

图9-13　中国高铁运营试验速度

图9-14　磁悬浮列车

磁浮列车的研究和试验已经有四十多年的历史，但是复杂的技术和高额的投资以及一系列相关问题的悬而未决，使它至今难以推广普及。不过，可以肯定，随着科学技术和经济的发展，磁悬浮列车将会成为未来交通的新宠。

目前世界上的磁浮列车有两个发展方向(图9-15):一个是以德国为代表的常规磁铁吸引式悬浮系统——EMS系统，利用常规的电磁铁与一般铁性物质相吸引的基本原理，把列车吸引上来，悬空运行，悬浮的气隙较小，一般为10毫米左右。常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400～500km，适合于城市间的长距离快速运输;另一个是以日本为代表的排斥式悬浮系统——EDS系统，它使用超导的磁悬浮原理，使车轮和钢轨之间产生排斥力，使列车悬空运行，这种磁悬浮列车的悬浮气隙较大，一般为100mm左右，速度可达每小时500km以上。这两个国家都坚定地认为自己国家的系统是最好的，都在把各自的技术推向实用化阶段。估计在21世纪，这两种技术路线将依然并存。

图9-15　磁悬浮列车原理图

作为目前最快速的地面交通工具，磁悬浮列车技术的确有着其他地面交通技术无法比拟的优势。

首先，它克服了传统轮轨铁路提高速度的主要障碍，发展前景广阔。第一条轮轨铁路出现在1825年，经过140年努力，其运营速度才突破200km/h，由200km/h到300km/h又花了近30年，虽然技术还在完善与发展，继续提高速度的余地已不大，而困难却很大。还应注意到，轮轨铁路提高速度的代价是很高的，300km/h高速铁路的造价比200km/h的准高速铁路高近两倍，比120km/h的普通铁路高3～8倍，继续提高速度，其造价还将急剧上升。与之相比世界上第一个磁悬浮列车的小型模型是1969年在德国出现的，日本是1972年造出的。可仅仅十年后的1979年，磁悬浮列车技术就创造了517km/h的速度纪录。目前技术已经成熟，可进入500km/h实用运营的建造阶段。

第二，磁悬浮列车速度高，常导磁悬浮可达400～500km/h，超导磁悬浮可达500～600km/h。对于客运来说，提高速度的主要目的在于缩短乘客的旅行时间，因此，运行速度的要求与旅行距离的长短紧密相关。各种交通工具根据其自身速度、安全、舒适与经济的特点，分别在不同的旅行距离中起骨干作用。专家们对各种运输工具的总旅行时间和旅行距离的分析表明，按总旅行时间考虑，300km/h的高速轮轨与飞机相比在旅行距离小于700km时才优越。而500km/h的高速磁悬浮，则比飞机优越的旅行距离将达1500km以上。

第三，磁悬浮列车能耗低，据日本研究与实际试验的结果，在同为500km/h时，磁悬浮列车每座位公里的能耗仅为飞机的1/3。据德国试验，当TR磁悬浮列车时速达到400km时，其每座位公里能耗与时速300km的高速轮轨列车持平;而当磁悬浮列车时速也降到300km时，它的每座位公里能耗可比轮轨铁路低33%。

第四，维修少，磁悬浮列车无需处理因轮、轨摩擦和磨损所带来的频繁的维修和零部件更换问题，便于全自动控制，且使日常管理费用大大降低。日常维修主要集中在电子技术方面，不需大量体力劳动。

第五，磁悬浮列车无污染，采用电力驱动，无需燃油，无有害气体排放。

第六，稳定性好，磁悬浮列车没有轮、轨摩擦和与受电弓的机械接触，稳定，舒适性好。

第七，安全性好，它在半封闭的厢体中运行，不会出现通常火车、汽车的碰撞、倾覆事故。德国专家评价，TR系列磁浮列车的安全性是飞机的20倍、轮轨列车的250倍、公路系统的700倍。

第八，启动停车快，爬坡能力强，选择自由度较大是高速磁悬浮列车的又一优势。德国TR磁浮列车启动50秒后(行程2公里)，时速可达200km/h，100秒后(4.8公里)达300km/h，150秒后(9.6公里)达400km/h;ICE轮轨高速在150秒后(行程5公里)达200km/h。已经证明，磁浮列车爬坡能力可达100%，而轮轨高速为40%，在同等速度下，磁悬浮列车转弯半径小，从而其选择自由度较大，这意味铁路可较短、少占地面、耕地，降低总投资。

三、机车的发展趋势

更安全、更低价、更快速、低污染是人类快节奏生活永远追求的目标，高速磁悬浮列车成为21世纪火车技术发展的主方向。磁悬浮列车具有显著的高速度，但也具有显著的高成本，它的机车、轨道和信号控制系统与现在铁路系统完全不同。与建设磁悬浮列车线路相比，怎样利用现有的铁路网是许多国家面临的更现实的问题。摆式列车的再现则为这个问题提供了一个很好的答案。摆式列车是一种可以在原来轨道上运营的新型列车，它通过采用新的悬挂体系、转向仪和加速仪，使列车运行速度提高了1/3，是发展中国家重点发展的机车技术之一。