Sekrety technologii kół pociągów dużych prędkości

Zasada sterowania pociągami dużych prędkości:

Działanie kół pociągu można opisać jako mniejszy „wózek” przewożący większy. W przeciwieństwie do samochodów pociągi nie mają kierownicy, więc jak mogą poruszać się do przodu, a nawet skręcać? Odbywa się to głównie za pomocą wózka. Kiedy pociąg wjeżdża w zakręt z określoną prędkością, zewnętrzne koło przedniego zestawu kołowego styka się z wewnętrzną stroną zewnętrznej szyny, wytwarzając siłę prowadzącą poprzez ciśnienie między nimi. Ta siła prowadząca wytwarza moment, który powoduje obrót wózka względem toru.

Wózek to zasadniczo „wózek” składający się z ramy i dwóch par kół. Wagon kolejowy opiera się na tym „wózku”, umożliwiając pewien stopień skrętu. Pod każdym wagonem znajdują się dwa takie „wózki”, podtrzymujące cały pociąg jadący po torach. Ponieważ jednak wózki są instalowane pod wózkiem, zwykle nie są łatwo widoczne.

Rozwój i produkcja kół pociągów dużych prędkości:

Przy ich opracowywaniu i produkcji koła pociągów dużych prędkości wykorzystują ponad 50 kluczowych technologii, co czyni je produktami wysoce technicznymi i trudnymi w produkcji. Gdy pociąg porusza się z prędkością przekraczającą 300 km/h, pomiędzy kołami a szynami występuje intensywne tarcie, a temperatura powierzchni kół wzrasta powyżej 1000 stopni Celsjusza. To ekstremalne ciepło może powodować uszkodzenia powierzchni kół, prowadząc do zwiększonych wibracji podczas pracy i wpływając na bezpieczeństwo pociągu.

Co więcej, każdy wagon pociągu dużych prędkości waży ponad 50 ton, przy czym większość ciężaru spoczywa na kołach. Średnio para kół musi wytrzymać powtarzalny nacisk przekraczający dziesięć ton. Dlatego koła pociągów dużych prędkości muszą spełniać wiele wymagań, takich jak wysoka wytrzymałość, wytrzymałość, odporność na zużycie, odporność na pękanie pod wpływem ciepła, odporność na zmęczenie i odporność na zdzieranie. Obecnie tylko kilka krajów na świecie opanowało tę technologię. Nawet Chiny, ze swoim szybko rozwijającym się przemysłem kolei dużych prędkości, początkowo musiały polegać na imporcie kół pociągów dużych prędkości.

Wymagania materiałowe dotyczące kół pociągów dużych prędkości:

W jaki sposób możemy zapewnić, że koła pociągów dużych prędkości będą w stanie wytrzymać wysokie temperatury, a jednocześnie nie odkształcą się podczas schładzania po zatrzymaniu? Choć brzmi to prosto, osiągnięcie tego jest dość trudne. Koła pociągów dużych prędkości składają się z licznych łożysk i małych części o skomplikowanej konstrukcji, co wymaga niezwykle dużej precyzji produkcji.

Każdy wagon pociągu dużych prędkości waży około 60 ton, a koła muszą wytrzymywać duże obciążenia podczas obracania się z dużymi prędkościami, co prowadzi do szybkiego zużycia. Ogólnie rzecz biorąc, koła pociągów dużych prędkości poddawane są inspekcjom co 48 godzin lub co 4000 kilometrów i zazwyczaj są konserwowane co noc. Surowcem do produkcji kół pociągów dużych prędkości jest specjalny rodzaj stali, którego Chiny początkowo nie mogły wyprodukować i musiały importować po wysokich kosztach. Po latach niezależnych badań i rozwoju Chiny mają obecnie dwa typy produkowanych w kraju kół do pociągów dużych prędkości dla swojej serii Fuxing.

Surowe wymagania dotyczące produkcji kół pociągów dużych prędkości:

Koła pociągów dużych prędkości muszą umożliwiać pracę przy dużych prędkościach i wytrzymywać obciążenie pracą związaną z pokonywaniem tysięcy kilometrów dziennie, co pozostawia niewiele miejsca na usterki. Nawet wada tak mała jak 0,2 mm może spowodować uszkodzenia lub pęknięcia, stwarzając potencjalne zagrożenie dla bezpieczeństwa. Dlatego produkcja kół pociągów dużych prędkości wymaga precyzji porównywalnej z produkcją precyzyjnych przyrządów. Koła te wymagają wyjątkowej wytrzymałości, wytrzymałości i stabilności zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach.

Surowcem na koła pociągów dużych prędkości musi być specjalny gatunek stali o wysokim stopniu czystości, pozbawiony zanieczyszczeń metalicznych. Na przykład zawartość wodoru musi wynosić poniżej dwóch części na milion. Po skomplikowanym kuciu i wielu procesach półfabrykaty kół poddawane są kontroli ultradźwiękowej, testom cząstek magnetycznych w celu sprawdzenia magnetyzmu i izolacji, wyważaniu statycznemu, testom twardości i innym rygorystycznym kontrolom, zanim będą mogły zostać uznane za gotowe produkty.

Zestawy kołowe pociągów dużych prędkości i ich zapotrzebowanie na rynku:

Zestawy kołowe pociągów dużych prędkości podlegają silnemu zużyciu, w związku z czym wymagają obowiązkowego przeglądu po przejechaniu 1,2 mln km i wymiany po około 2,4 mln km. Oznacza to, że istnieje znaczny popyt rynkowy na koła i zestawy kołowe do pociągów dużych prędkości. Kraje, które opanowały tę technologię, przez lata od dawna czerpały zyski ze sprzedaży. Chiny z konieczności importowały także zestawy kołowe do dużych prędkości po wysokich kosztach konserwacji i wymiany. Podaje się, że para importowanych kół pociągów dużych prędkości kosztuje ponad 600 000 RMB. Na przykład pociąg G105 z Pekinu Południowego do Szanghaju Hongqiao pokonuje dziennie około 3042 kilometrów, co oznacza, że ​​koła należy wymieniać mniej więcej co dwa lata. Roczne wydatki Chin na import tych kół wynoszą ponad 2 miliardy RMB.