المبدأ التوجيهي للقطارات عالية السرعة:

يمكن وصف تشغيل عجلات القطار بأنه 'عربة' أصغر تحمل عربة أكبر. على عكس السيارات، لا تحتوي القطارات على عجلة قيادة، فكيف تتحرك للأمام أو حتى تنعطف؟ ويتم ذلك في المقام الأول عن طريق العربة. عندما يدخل القطار في منحنى بسرعة معينة، فإن العجلة الخارجية لمجموعة العجلات الأمامية تتلامس مع الجانب الداخلي للسكة الخارجية، مما يولد قوة توجيه من خلال الضغط بينهما. تخلق هذه القوة التوجيهية لحظة تتسبب في دوران العربة بالنسبة للمسار.

العربة هي في الأساس 'عربة' مكونة من إطار وزوجين من العجلات. ترتكز عربة القطار على هذه 'العربة'، مما يسمح بدرجة معينة من الدوران. تحتوي كل عربة قطار على 'عربتين' أسفلها، لدعم القطار بأكمله أثناء سرعته على طول المسارات. ومع ذلك، بما أن العربات مثبتة أسفل العربة، فهي عادة لا تكون مرئية بسهولة.

تطوير وإنتاج عجلات القطار عالي السرعة:

تتضمن عجلات القطارات عالية السرعة أكثر من 50 تقنية رئيسية في تطويرها وإنتاجها، مما يجعلها منتجات ذات تقنية عالية ويصعب تصنيعها. وبينما يسير القطار بسرعة تتجاوز 300 كم/ساعة، يحدث احتكاك شديد بين العجلات والقضبان، وترتفع درجة حرارة سطح العجلة إلى أكثر من 1000 درجة مئوية. يمكن أن تسبب هذه الحرارة الشديدة عيوبًا في سطح العجلات، مما يؤدي إلى زيادة الاهتزاز أثناء التشغيل والتأثير على سلامة القطار.

علاوة على ذلك، تزن كل عربة قطار فائق السرعة أكثر من 50 طنًا، وتتحمل العجلات معظم الوزن. في المتوسط، يجب على زوج من العجلات أن يتحمل ضغطًا متكررًا يزيد عن عشرة أطنان. لذلك، يجب أن تلبي عجلات القطار عالية السرعة متطلبات متعددة مثل القوة العالية، والمتانة، ومقاومة التآكل، ومقاومة التشقق الحراري، ومقاومة التعب، ومقاومة التقشير. وفي الوقت الحالي، لم يتقن هذه التكنولوجيا سوى عدد قليل من البلدان في جميع أنحاء العالم. وحتى الصين، في ظل التطور السريع الذي تشهده صناعة السكك الحديدية عالية السرعة، اضطرت في البداية إلى الاعتماد على استيراد عجلات القطارات عالية السرعة.

المتطلبات المادية لعجلات القطار عالي السرعة:

كيف نتأكد من أن عجلات القطار فائق السرعة يمكنها تحمل درجات الحرارة العالية دون أن تتشوه عند تبريدها بعد التوقف؟ على الرغم من أن هذا يبدو بسيطًا، إلا أن تحقيقه يمثل تحديًا كبيرًا. تشتمل عجلات القطار عالي السرعة على العديد من المحامل والأجزاء الصغيرة ذات التصميمات المعقدة، مما يتطلب دقة عالية للغاية في التصنيع.

تزن كل عربة قطار فائق السرعة حوالي 60 طنًا، ويجب أن تتحمل العجلات الأحمال الثقيلة أثناء دورانها بسرعات عالية، مما يؤدي إلى التآكل السريع. بشكل عام، تخضع عجلات القطار عالي السرعة للفحص كل 48 ساعة أو 4000 كيلومتر ويتم صيانتها عادةً كل ليلة. والمواد الخام المستخدمة في تصنيع عجلات القطارات فائقة السرعة هي نوع خاص من الفولاذ، لم تتمكن الصين في البداية من إنتاجه واضطرت إلى استيراده بتكلفة عالية. وبعد سنوات من البحث والتطوير المستقل، أصبح لدى الصين الآن نوعان من عجلات القطارات عالية السرعة المنتجة محليا لسلسلة فوشينغ.

المتطلبات الصارمة لتصنيع عجلات القطار عالي السرعة:

يجب أن تدعم عجلات القطار فائق السرعة التشغيل عالي السرعة وتتحمل عبء العمل المتمثل في السفر لآلاف الكيلومترات يوميًا، مما لا يترك مجالًا كبيرًا للعيوب. حتى الخلل الذي لا يزيد حجمه عن 0.2 مم يمكن أن يسبب أضرارًا أو شقوقًا، مما يشكل مخاطر محتملة على السلامة. ولذلك، فإن تصنيع عجلات القطار عالي السرعة يتطلب دقة مماثلة لتلك المستخدمة في صنع الأدوات الدقيقة. تحتاج هذه العجلات إلى قوة وصلابة وثبات استثنائيين في درجات الحرارة المنخفضة والعالية.

يجب أن تكون المادة الخام لعجلات القطار فائق السرعة من نوع خاص من الفولاذ يتمتع بمستوى عالٍ من النقاء، وخالي من الشوائب المعدنية. على سبيل المثال، يجب أن يكون محتوى الهيدروجين أقل من جزأين في المليون. بعد التشكيل المعقد والعمليات المتعددة، تخضع فراغات العجلة للفحص بالموجات فوق الصوتية، واختبار الجسيمات المغناطيسية للتحقق من المغناطيسية والعزل، والتوازن الثابت، واختبار الصلابة، وعمليات الفحص الصارمة الأخرى قبل أن يتم اعتبارها منتجات نهائية.

مجموعات عجلات القطارات عالية السرعة وطلبها في السوق:

تتعرض مجموعات عجلات القطارات عالية السرعة للتآكل الشديد، مما يتطلب فحصًا إلزاميًا بعد 1.2 مليون كيلومتر واستبدالها عند حوالي 2.4 مليون كيلومتر. وهذا يعني أن هناك طلبًا كبيرًا في السوق على عجلات القطارات عالية السرعة ومجموعات العجلات. لقد استفادت البلدان التي أتقنت هذه التكنولوجيا منذ فترة طويلة من المبيعات على مر السنين. كما استوردت الصين، بدافع الضرورة، مجموعات عجلات عالية السرعة بتكاليف عالية للصيانة والاستبدال. يُذكر أن زوجًا من عجلات القطار عالي السرعة المستوردة يكلف أكثر من 600 ألف يوان صيني. على سبيل المثال، يسير قطار G105 من جنوب بكين إلى شنغهاي هونغكياو حوالي 3042 كيلومترًا يوميًا، مما يعني أن العجلات تحتاج إلى استبدال كل عامين تقريبًا. يصل إنفاق الصين السنوي على استيراد هذه العجلات إلى أكثر من 2 مليار يوان صيني.