飞机高铁汽车是怎么制造的?

北固山2023-03-20  32

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。车体和转向架因为都是以钢铁为原材料生产,后两者常常称为“总组装”,包括检测和调试等内容。

铝合金骨骼

车体就像是列车的框架,是高铁列车之“骨”,是高铁列车整车制造的核心技术之一。

车体生产的过程,首先将购进的铝合金原材料按尺寸切割,再加工焊接成不同部件,最后将不同的部件组合,最终组焊成一个车体。

车体材料——铝合金

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。

轻量化后不但利于提高速度,也更为节能:重量轻则少用电,也减少了对轨道的磨耗,且有利于降低噪声。

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”。俗称“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。这些材料已全部实现国产化。

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,由工人们带着防护面具进行焊接。

自动化焊接机器人是生产线上的主力设备。焊接质量标准执行欧洲最严格的EN15085 CL1级焊标准,焊接机器人的焊接质量由激光同步跟踪。

按结构形式,车体分为中间车和带驾驶室的头车两种。车体总组成焊接机器人,用于车体总组成时长直焊缝的焊接,同时兼具打磨、铣削、压紧等辅助功能。

车体焊接——中间车与头车

中间车为基础车型,被分为底架、侧墙、车顶、外端墙、内端墙等几大部件分别焊接,这几部分基本同步开始制作,最后组焊成形,成为一个完整的铝合金材质、体型巨大的车体。

最难的车体制造是头车的车体,主要由手工组焊,工艺更为复杂,尺寸要求更为苛刻。加工装备定位精度需达到微米级,以保证整体加工精度。

车体焊接完成后,甚至是在焊接的过程中,都在不断地进行调直打平。打磨几乎和焊接一样重要,目的在于消除应力,保证车身的平整度。

当车体制作完成后,涂装工艺开始,直至全身白色的车体出现。

车轮的力量

转向架是列车的“脚”,主体是4个车轮2根轴1个钢铁框架,高铁列车的电机等重要部件也会安装在转向

转向架生产采用中央控制模式,自动上料、加工、检测、下线,中心孔偏移量误差小于等于0.1毫米,加工线整线封闭。车轴加工完成后,与车轮组装成轮对。

转向架构架的其重要性如同人体的躯干,制动系统和牵引系统均安装在构架上。

构架焊接完成后,有复杂的涂装过程,即油漆。之后开始转向架的组装,即制动装置、电机和各种管线的安装

在专用工艺装备的帮助下,构架分正反两面安装。一边安装完毕,被快速准确地翻转180度,部件的安装有序、精准。

最后,被安装了多种部件的构架,被吊起落在轮对上,转向架装配完成。

组装完成的转向架,要进入综合试验平台, 在那里自动接受各项检测,数据合格后等待装车。

组装包括车体、转向架及高铁列车车上车下大部件、车内设施,即对每列车的4余万个零部件进行集成及调试。

相对于转向架、车体的自动加工、自动焊接,总装的大部分工作需要人工或半人工方式完成。工人的操作技能对于保证总装质量至关重要

车上安装是防寒材料、地板、风道、车窗、座椅、装饰件等安装,车下大部件主要是变压器、变流器等,车顶主要安装受电弓和主电力线,高铁列车在这里被彻底武装起来。

车门是动车组一个安全控制点,要保证数十万次准确操作。

总组装完成后,再将车体吊装至转向架上,称为落车。落车完成的车辆,进行单车的称重、淋雨、保压、耐压和气密等一系列试验。

严格测试——气密试验

气密性的好坏乘坐者会有直接的感受,飞机起落时内外压力差给乘坐者所带来的耳鸣和不适感,就与气密性直接相关。

高速下会车和入隧道时,高铁列车面临的气密性问题很严重。为追求舒适,中国高铁目前的气密性指标设定为车内压力波动小于200帕/秒。这个数值小于飞机舱内的指标,因此坐高铁,很少人会产生耳鸣的现象。

试验合格后,车辆编组进行静态试验,这个过程极为安静,操作者多是依靠笔记本电脑来工作,全车调试

最后,高铁列车需要在主机厂环形试验线上进行动态试验。试验完毕后,高铁列车已完全具备上线条件,全新的动车组等待调度命令,出了厂区的专用线进入运营线路,开始自己的人生旅程。

受电弓升起来,伴随着轻缓和沉稳。出发的时刻到了。

中国高铁是怎样炼成的

中国高铁,是外国青年心中的“中国新四大发明”之首、最想带回家的“中国特产”。在很多外国人眼中,中国高铁有着“高颜值、高速度、近乎完美的乘车体验……”

高铁改变了中国,改变了我们的生活。高铁,正成为一张中国名片,向世界散发出魅力。中国高铁是怎么来的?中国高铁“牛”在哪儿?中国高铁能不能跑得更快?

刷新认知的“中国速度”

“立硬币不倒”似乎成了外国人对中国高铁最直接的印象。早前,一位外国人拍摄了一段在中国高铁上立硬币的视频,在网络上一度引发热议。在这个长达数分钟的视频里,列车飞速行驶,硬币却始终立得稳稳的,引爆了外国网友讨论。

“我曾经坐高铁完成了一次北京到西安的旅行,这经历简直刷新我认知!”来自美国的罗杰曾在加拿大、英国、日本和中国生活,他表示,在中国,不管是城市轻轨还是高铁,他都喜欢。

在中国,外国人称高铁是最好的旅行方式。在国外,中国高铁同样为当地群众带去便利和机遇。

莱文特是土耳其文化大学的一名学生,近年来,他关注到中土两国在高铁建设方面的合作:“土耳其有很多高铁工程项目,中国在这些项目中提供了很多帮助。我认为在这些项目中,土耳其和中国还有更多的合作机会。”

中国高铁的发展成绩同样引来国外媒体的关注。去年,俄罗斯第一频道推出了一部名为《跟着叶叔走中国》的系列纪录片。据纪录片主创叶叔介绍,一期介绍中国高铁的节目收到观众大量热情洋溢的评语,而他在坐过中国高铁后也感叹:中国“和谐号”列车真是个铁路奇迹!

英国广播公司(BBC)曾在一篇题为 《中国新工业革命》的文章中将高铁建设看作是中国正在开展新工业革命的标志。文章说,中国特有的文化和中国人的勤劳创新使得中国高铁技术得以迅速应用,并引领世界。

韩联社的表述则更加直白:“坐上高铁,你能真切地感受到 中国速度 。”

一场持续的“高铁革命”

“那真的是一段激情燃烧的岁月。所有人都憋着一股劲:必须让中国高铁真正成为中国人自己的高铁。”回顾起中国高铁的创新发展历程,北京交通大学教授、“十三五”先进轨道交通重点专项专家组组长贾利民非常感慨。从20世纪90年代开始,贾利民就投身于中国高铁的科研创新工作,见证了中国高铁孕育发展至今的全过程。

“我们是站在西方的肩膀之上起步的。”谈到中国高铁的发展,贾利民坦言,对西方技术的引进消化再创新,对我们的发展非常重要。从照图施工到小改小修,从引进西方的制造能力到形成自己的核心技术,中国“高铁人”用10年多的时间“全面地、系统化地,一个角落都不遗漏地”研究、建设起了自己的高速铁路。

武广高铁,建设工期4年半,而这在国外一般需要8-10年。武广高铁董事长王志坚说:“我们是把他们用在休息的时间、喝茶喝咖啡的时间用在了工作上。”中车长客股份公司的焊接工李万君,被誉为“工人院士”,在他手下,高铁所有焊件都表里如一、没有瑕疵,在他眼中,“每一个焊件都得是艺术品。”历时5年建设的宝兰高铁,沿线地质地貌复杂,被中铁二局宝兰高铁甘肃段项目部经理袁韬形容为 “就像在豆腐上建高铁”……

中国高铁的发展,离不开高铁建设者的辛勤付出,也离不开国家的战略支持。在贾利民看来,中国高铁成功的发展模式,很大程度上取决于中国的制度优势:集中力量办大事。

“我们集成了全国最优秀的科技和创新力量,包括20多家国内顶级高校、50多家重点实验室和创新能力平台、500多家配套企业。从基础材料到控制,从电子到化工,从机械到信息,我们在所有涉及的领域开展了高度组织化的创新。我们选择了一条面向问题、目标引领、需求导向的科技创新路径。”贾利民回忆道,当时恰逢中国高铁的大建设、大发展时期,国家为高铁科研创新提供了宝贵的市场机遇和实验验证环境:“我们出了产品就可以做实验,每条新线路开通前都会专门安排一段时间给我们做实验。除了中国,全世界谁还有这个机会?”

“欧洲人把这叫做 中国的高铁革命 ,这个革命还在持续。”贾利民补充道。

领先优势独此一家

由于复杂的地质环境和气候变化,中国高铁面对的挑战,是世界任何一个地区都无法比拟的。中国铁路总公司总工程师何华武说,中国高速铁路运营环境最复杂,有高寒高铁、抗大风沙高铁和沿海高铁,且连续高速运距长,“这些因素决定了中国对高速动车组的多样化需求。”

为此,贾利民和高铁创新团队在国际上首次提出了 “高速列车智能化”和“高速列车谱系化”的概念和技术架构。贾利民把谱系化技术平台比作一只“老母鸡”,可以根据实际需求来“下蛋”,完成高速列车产品的定制化和需求导向的快速设计、制造与交付。在这个谱系化平台下,中国已经生产出了城际动车组、高原动车组、高寒动车组和适用于高原荒漠地区的一系列高速列车产品,6月26日首发的“复兴号”也是这一技术平台的应用成果。

从冰雪覆盖的高寒地带到热带海岛,从特大荒漠风区到极端艰险的山区,中国的高铁建设取得了举世瞩目的成绩。中国铁道科学研究院研究员王俊彪表示,中国铁路在建设、运营、风险防控等方面总体技术已经达到了世界领先水平。

中国高铁何以领跑世界?贾利民介绍说,中国高铁具有全球最完整的技术和产业配套体系。“中国完全可以自给自足地解决与高铁有关的所有技术问题,这个完整性,在全球范围内,中国独此一家。”

贾利民同时坦言,我们在高铁涉及的材料、电子元器件、信息技术基础部件等基础技术和产业领域上还有短板,需要引进,但这并不影响我们的自主创新,经济全球化可以极大地缓解这些短板给我们造成的制约。“高铁技术、设计、标准都是我们制定和掌握的,我们要讲品质、讲效益、讲面向全球的包容性发展,需要的是集成全球资源,这并不影响中国高铁创新能力和产业能力体系的完整性。”

高铁可否“达速”?

北京到上海,只需5个多小时,连接了中国首都和经济中心;北京到河北廊坊,21分钟,为大批“跨省上班”的工薪阶层带来便利……在一路领跑中,高铁成为中国经济发展的新引擎,为中国人的生活带来了巨大的改变。

摊开中国地图,可以看到,纵横交错的铁路线把中国紧密地联系在一起。过去5年,中国高铁新增运营里程1.2万公里,总里程超2.2万公里,超过世界其他国家高铁运营里程的总和。到2025年,中国高速铁路网络将达到3.8万公里,覆盖中国240座中型以上的城市,它将彻底改变这片土地上距离与时空的概念。

而随着一系列技术创新,高铁的速度问题受到了社会的广泛关注。“ 复兴号 试验时速可达400公里,设计持续运行时速350公里,但为什么实际运行时速仍是300公里?”一位北京市民对此表示疑惑。实际速度能否达到设计速度?试验速度能否保证安全行驶?这些问题引发不少网民的讨论。

贾利民直言,以安全为由降低高铁速度是没有经过科学理性评估的,以成本为由抵制达速更是狭隘、短视和缺乏大局观的。“高铁从研发设计到运营维护的任何一个环节,都坚持 故障安全原则 这一条底线原则,即任何故障必须导致安全侧输出。我们的设计速度是350公里,就意味着,通过我们的设计过程和技术手段,高铁本身就具备了在350公里条件下安全运行的条件和技术能力。”贾利民介绍说,现在有关部门正在全力以赴准备恢复速度。


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