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。