作者:廖洋,邓旺强 来源:中国科学报 发布时间:2024/6/27 16:41:40
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全球首列商用碳纤维地铁列车问世

 

6月26日,碳纤维地铁列车“CETROVO 1.0碳星快轨”在青岛正式发布,这是全球首列用于商业化运营的碳纤维地铁列车。该车较传统地铁车辆减重11%,具有更轻更节能等显著优势,引领地铁列车实现全新绿色升级。

6月26日,全球首列商用碳纤维地铁列车在青岛发布   中车四方股份公司供图

在轨道交通技术领域,车辆的轻量化,即在保证车辆性能的前提下尽可能减轻车身重量,降低运行能耗,是实现轨道车辆绿色化、低碳化的关键技术。传统地铁车辆主要采用钢、铝合金等金属材料,受制于材料特性,面临减重瓶颈。碳纤维,因具有轻质、高强度、抗疲劳、耐腐蚀等优点,被称为“新材料之王”,它的强度是钢铁的5倍以上,但重量不到钢铁的1/4,是轨道车辆轻量化的绝佳材料。

列车外观   中车四方股份公司供图

中车四方股份公司碳纤维地铁列车主任设计师刘金柱向《中国科学报》介绍,该公司联合青岛地铁集团等单位共同攻关,攻克碳纤维大型复杂主承载结构一体化设计、高效低成本成型制造、全方位智能检测维护等关键技术,系统解决工程化应用难题,在全球首次实现了碳纤维复合材料在商用地铁车辆主承载结构上的应用。

全球首列商用碳纤维地铁列车在线路进行动态测试  中车四方股份公司供图

刘金柱表示,通过采用碳纤维复合材料,车辆实现大幅减重,车身更轻盈,运行更节能。与传统金属材料的地铁车辆相比,运行能耗降低7%,每列车每年可减少二氧化碳排放约130吨,相当于植树造林101亩。

该车采用更高性能的新型碳纤维复合材料,实现轻量化的同时提高了车身强度,具有更强的抗冲击能力,耐疲劳性能更优,延长了结构使用寿命。

该车还采用先进的主动径向技术,可主动控制车辆轮对沿着径向通过曲线,大幅降低了轮轨磨耗和噪声。采用更耐磨、更抗热的碳陶制动盘,实现减重的同时满足更苛刻的制动性能需求。

观众在发布现场参观列车    中车四方股份公司供图

同时,通过应用数字孪生技术,打造碳纤维列车SmartCare智能运维平台,实现了整车安全、结构健康及运用性能的自检测与自诊断,提高了运维效率,降低了运维成本。列车全寿命周期检修成本降低了22%。

目前,该碳纤维地铁列车已完成厂内型式试验。按照计划,年内将在青岛地铁1号线投入载客示范运营。

当前,在我国城市轨道交通领域,如何最大限度地降低能耗,减少碳排放,打造高效低碳的绿色城轨,是行业发展的重中之重。这对轨道车辆轻量化技术提出了更高的需求。碳纤维代表着未来轻量化材料技术发展方向,商用碳纤维地铁列车的问世,推动了地铁车辆主承载结构由钢、铝合金等传统金属材料向碳纤维新材料的迭代,打破了传统金属材料结构减重的瓶颈,实现了我国地铁列车轻量化技术的全新升级,将为推动我国城市轨道交通绿色低碳转型,助力城轨行业实现“双碳”目标发挥重要作用。

 
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