Os segredos por trás da tecnologia das rodas dos trens de alta velocidade

O Princípio de Direção dos Trens de Alta Velocidade:

A operação das rodas do trem pode ser descrita como um “carrinho” menor carregando um maior. Ao contrário dos carros, os trens não têm volante, então como eles avançam ou mesmo fazem curvas? Isto é feito principalmente pelo bogie. Quando o trem entra em uma curva a uma determinada velocidade, a roda externa do rodado dianteiro entra em contato com o lado interno do trilho externo, gerando uma força guia através da pressão entre eles. Esta força orientadora cria um momento que faz com que o bogie gire em relação à pista.

Um bogie é essencialmente um “carrinho” composto por uma estrutura e dois pares de rodas. O vagão do trem repousa sobre esse “carrinho”, permitindo um certo grau de giro. Cada vagão de trem tem dois desses “carrinhos” embaixo, sustentando todo o trem enquanto ele acelera ao longo dos trilhos. Contudo, uma vez que os bogies são instalados por baixo do carro, normalmente não são facilmente visíveis.

Desenvolvimento e produção de rodas de trens de alta velocidade:

As rodas dos trens de alta velocidade envolvem mais de 50 tecnologias-chave em seu desenvolvimento e produção, tornando-as produtos altamente técnicos e difíceis de fabricar. À medida que o trem circula a velocidades superiores a 300 km/h, ocorre intenso atrito entre as rodas e os trilhos, com a temperatura da superfície das rodas subindo acima de 1.000 graus Celsius. Este calor extremo pode causar defeitos superficiais nas rodas, aumentando a vibração durante a operação e impactando a segurança do trem.

Além disso, cada vagão de trem de alta velocidade pesa mais de 50 toneladas, sendo a maior parte do peso suportada pelas rodas. Em média, um par de rodas tem de suportar uma pressão repetitiva de mais de dez toneladas. Portanto, as rodas do trem de alta velocidade devem atender a vários requisitos, como alta resistência, tenacidade, resistência ao desgaste, resistência à trinca por calor, resistência à fadiga e resistência ao descascamento. Atualmente, apenas alguns países em todo o mundo dominam esta tecnologia. Mesmo a China, com a sua indústria ferroviária de alta velocidade em rápido desenvolvimento, inicialmente teve de depender da importação de rodas de comboios de alta velocidade.

Requisitos de materiais para rodas de trens de alta velocidade:

Como podemos garantir que as rodas dos trens de alta velocidade possam suportar altas temperaturas sem se deformarem ao resfriarem após a parada? Embora pareça simples, alcançá-lo é bastante desafiador. As rodas dos trens de alta velocidade envolvem numerosos rolamentos e peças pequenas com designs complexos, exigindo precisão extremamente alta na fabricação.

Cada vagão de trem de alta velocidade pesa cerca de 60 toneladas, e as rodas devem suportar cargas pesadas enquanto giram em altas velocidades, causando desgaste rápido. Geralmente, as rodas dos trens de alta velocidade passam por inspeções a cada 48 horas ou 4.000 quilômetros e normalmente passam por manutenção todas as noites. A matéria-prima utilizada para a fabricação das rodas dos trens de alta velocidade é um tipo especial de aço, que a China inicialmente não conseguiu produzir e teve que importar a um custo elevado. Após anos de pesquisa e desenvolvimento independentes, a China agora possui dois tipos de rodas de trem de alta velocidade produzidas internamente para sua série Fuxing.

Os requisitos rigorosos da fabricação de rodas de trens de alta velocidade:

As rodas dos trens de alta velocidade devem suportar operações em alta velocidade e suportar a carga de trabalho de viajar milhares de quilômetros diariamente, o que deixa pouco espaço para defeitos. Mesmo uma falha tão pequena quanto 0,2 mm pode causar danos ou rachaduras, representando riscos potenciais à segurança. Portanto, a fabricação de rodas de trem de alta velocidade requer precisão comparável à fabricação de instrumentos de precisão. Essas rodas precisam de resistência, resistência e estabilidade excepcionais em baixas e altas temperaturas.

A matéria-prima das rodas dos trens de alta velocidade deve ser um tipo de aço especial com alto grau de pureza, isento de impurezas metálicas. Por exemplo, o teor de hidrogénio deve ser inferior a duas partes por milhão. Após forjamento complexo e múltiplos processos, as peças brutas das rodas passam por inspeção ultrassônica, testes de partículas magnéticas para verificar magnetismo e isolamento, balanceamento estático, testes de dureza e outras inspeções rigorosas antes de serem considerados produtos acabados.

Rodados de trem de alta velocidade e sua demanda de mercado:

Os rodados dos trens de alta velocidade estão sujeitos a desgaste severo, exigindo inspeção obrigatória após 1,2 milhão de quilômetros e substituição em cerca de 2,4 milhões de quilômetros. Isso significa que há uma demanda significativa no mercado por rodas e rodados para trens de alta velocidade. Os países que dominam esta tecnologia há muito que lucraram com as vendas ao longo dos anos. A China, por necessidade, também importou rodados de alta velocidade com altos custos de manutenção e substituição. É relatado que um par de rodas de trem de alta velocidade importadas custa mais de 600.000 RMB. Por exemplo, o trem G105 de Pequim Sul para Xangai Hongqiao percorre cerca de 3.042 quilômetros diariamente, o que significa que as rodas precisam ser substituídas aproximadamente a cada dois anos. Os gastos anuais da China na importação destas rodas ascendem a mais de 2 mil milhões de RMB.