高鐵的原理和製作過程?
高鐵的工作原理
第一方麵的原因,是高鐵的路軌做出了改革,使列車行駛平穩前進,這樣才能高速、全速行駛。另一方麵,就是高鐵的列車也做出了改革。俗話說,火車跑得快——全憑車頭帶。高鐵就不再用火車頭來牽引列車,而是使用動車組,幾乎所有車輪都一同運轉,不僅團結合作力量大,而且變速也靈活了,這樣才能提高速度。
1.傳統的列車開動——首先要火車頭的車輪轉起來,火車頭自己先開動起來,然後拖動列車。可是我們不要搞錯了,火車頭獨自的重量,畢竟比不上整列火車,是不能一口氣直接帶動整列火車的。實際火車開動時,火車頭要首先牽動第一節車廂,有了第一節車廂一同動起來,增大了火車頭運動的能量,才能牽動第二節車廂……整列火車開動起來,其實是一節一節動起來的,有個相當長的過程,需要相當長的時間。變速也一樣,普通火車要跑這麼快,就相當不容易了。
2.再看看高鐵——動車組有牽引電機的決不隻是火車頭,幾乎每個車廂都有電動機,幾乎每個車輪都是有動力旋轉。這樣一來,動車組前進,就像賽龍舟個個都奮力劃槳,所有車輪一致地運轉,團結力量大,列車相對就變輕了,列車就跑快了;這個情況又有些像部隊儀仗隊,全體動作一致,指揮操作才靈活,要是動作不協調,改變狀態要好長過程,速度就不能這麼快了。
總之,高鐵原理,至少兩個方麵,一方麵是消除了鋼軌連接口,列車才能夠全速行駛;另一方麵就是使用動車組,所有車輪一同運轉,不僅團結力量大,而且動作一致,列車開動和變速都變靈活了。這樣一來,高鐵的速度就大大加快了。
放下那些高深的技術,直觀地簡單地說,高鐵列車在製造中由四大部分組裝而成:車體、轉向架、車上下大部件、車內設施。
高鐵列車的製造中,從時間上看,前兩部分同步進行,後兩部分同步進行。前兩部分分別在車體分廠和轉向架分廠進行,後兩部分常常稱為“總組裝”,包括了檢測和調試的內容,在四方這裏在總裝分廠內進行。
一、鋁合金骨骼
車體和轉向架因為都是以鋼鐵為原材料的生產,這兩個地方的製造場麵都很重工業,天車和電焊火花讓初來者一時難以適應。
車體是個什麼東西?車體就像是列車這房子的框架,是高鐵列車之“骨”,是高鐵列車整車製造的核心技術之一。
在高鐵列車的製造現場,車體的製造感最強。長達20多米的銀色鋁合金車體材料在各種工裝上被不同角度地固定後,工人們穿著灰色的連體衣,帶著防護麵具進行焊接,那場麵十足夢幻。
鋁合金是一種銀灰的色彩,被切割後切口處有刀刃的光澤。世界高鐵列車集體性地選擇了這樣的材料作為車體材料。
一個胖子想要跑得快會比一個瘦子困難一些。人們降低高鐵列車重量的願望越來越高,設計師們不由自主地想到了鋁。
鋁的重量隻有鋼的三分之一左右,可惜的是,鋁的強度卻低。這也是早期的高鐵列車采用耐候鋼材料的主要原因。
鋁合金的出現,讓鋁不再“文弱”,鋁合金是即瘦又強壯的漢子,這一材料迅速被用在高鐵列車上。
高鐵列車的重量降低,在行業語言裏稱為“輕量化”。
輕量化後不但利於提高速度,也更為節能:因為重量輕可以少用電,因為重量輕也減少了對軌道的磨耗。
輕量化還有利於降低噪聲,讓高鐵列車這種安靜的火車更為安靜,來去悄聲。
目前中國動車組鋁合金車體采用的是“大截麵中空擠壓型材構成的筒形結構”。這個繞口的名稱通俗點說,就是“馬蜂窩”鋼材,即中間是空的,但是兩個麵之間夾支撐的筋板,增加強度而重量減輕。