高铁的原理和制作过程?
高铁的工作原理
第一方面的原因,是高铁的路轨做出了改革,使列车行驶平稳前进,这样才能高速、全速行驶。另一方面,就是高铁的列车也做出了改革。俗话说,火车跑得快——全凭车头带。高铁就不再用火车头来牵引列车,而是使用动车组,几乎所有车轮都一同运转,不仅团结合作力量大,而且变速也灵活了,这样才能提高速度。
1.传统的列车开动——首先要火车头的车轮转起来,火车头自己先开动起来,然后拖动列车。可是我们不要搞错了,火车头独自的重量,毕竟比不上整列火车,是不能一口气直接带动整列火车的。实际火车开动时,火车头要首先牵动第一节车厢,有了第一节车厢一同动起来,增大了火车头运动的能量,才能牵动第二节车厢……整列火车开动起来,其实是一节一节动起来的,有个相当长的过程,需要相当长的时间。变速也一样,普通火车要跑这么快,就相当不容易了。
2.再看看高铁——动车组有牵引电机的决不只是火车头,几乎每个车厢都有电动机,几乎每个车轮都是有动力旋转。这样一来,动车组前进,就像赛龙舟个个都奋力划桨,所有车轮一致地运转,团结力量大,列车相对就变轻了,列车就跑快了;这个情况又有些像部队仪仗队,全体动作一致,指挥操作才灵活,要是动作不协调,改变状态要好长过程,速度就不能这么快了。
总之,高铁原理,至少两个方面,一方面是消除了钢轨连接口,列车才能够全速行驶;另一方面就是使用动车组,所有车轮一同运转,不仅团结力量大,而且动作一致,列车开动和变速都变灵活了。这样一来,高铁的速度就大大加快了。
放下那些高深的技术,直观地简单地说,高铁列车在制造中由四大部分组装而成:车体、转向架、车上下大部件、车内设施。
高铁列车的制造中,从时间上看,前两部分同步进行,后两部分同步进行。前两部分分别在车体分厂和转向架分厂进行,后两部分常常称为“总组装”,包括了检测和调试的内容,在四方这里在总装分厂内进行。
一、铝合金骨骼
车体和转向架因为都是以钢铁为原材料的生产,这两个地方的制造场面都很重工业,天车和电焊火花让初来者一时难以适应。
车体是个什么东西?车体就像是列车这房子的框架,是高铁列车之“骨”,是高铁列车整车制造的核心技术之一。
在高铁列车的制造现场,车体的制造感最强。长达20多米的银色铝合金车体材料在各种工装上被不同角度地固定后,工人们穿着灰色的连体衣,带着防护面具进行焊接,那场面十足梦幻。
铝合金是一种银灰的色彩,被切割后切口处有刀刃的光泽。世界高铁列车集体性地选择了这样的材料作为车体材料。
一个胖子想要跑得快会比一个瘦子困难一些。人们降低高铁列车重量的愿望越来越高,设计师们不由自主地想到了铝。
铝的重量只有钢的三分之一左右,可惜的是,铝的强度却低。这也是早期的高铁列车采用耐候钢材料的主要原因。
铝合金的出现,让铝不再“文弱”,铝合金是即瘦又强壮的汉子,这一材料迅速被用在高铁列车上。
高铁列车的重量降低,在行业语言里称为“轻量化”。
轻量化后不但利于提高速度,也更为节能:因为重量轻可以少用电,因为重量轻也减少了对轨道的磨耗。
轻量化还有利于降低噪声,让高铁列车这种安静的火车更为安静,来去悄声。
目前中国动车组铝合金车体采用的是“大截面中空挤压型材构成的筒形结构”。这个绕口的名称通俗点说,就是“马蜂窝”钢材,即中间是空的,但是两个面之间夹支撑的筋板,增加强度而重量减轻。