中國(guó)粉體網(wǎng)訊 1月10日，中國(guó)中車(chē)旗下中車(chē)四方股份公司與青島地鐵集團(tuán)聯(lián)合研制的全球首列碳纖維地鐵列車(chē)“CETROVO 1.0碳星快軌”在青島地鐵1號(hào)線(xiàn)正式上線(xiàn)，投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。該車(chē)填補(bǔ)了碳纖維復(fù)材在地鐵車(chē)輛主承載結(jié)構(gòu)上商用的國(guó)際空白，引領(lǐng)我國(guó)地鐵列車(chē)實(shí)現(xiàn)輕量化、綠色化全新升級(jí)。
“碳星快軌”的車(chē)體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架等主承載結(jié)構(gòu)，均采用碳纖維復(fù)合材料制造，在全球首次實(shí)現(xiàn)了碳纖維復(fù)材在地鐵車(chē)輛主承力結(jié)構(gòu)上的商業(yè)載客運(yùn)用。較傳統(tǒng)地鐵，該碳纖維地鐵列車(chē)實(shí)現(xiàn)全新升級(jí)，具有更輕更節(jié)能、乘坐更舒適、強(qiáng)度更高、輪軌磨耗更少、運(yùn)維成本更低等顯著優(yōu)勢(shì)。
更輕更節(jié)能
通過(guò)采用碳纖維復(fù)合材料，該車(chē)實(shí)現(xiàn)大幅“瘦身”。相較傳統(tǒng)金屬材料車(chē)輛，車(chē)體減重25%，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架減重50%，整車(chē)減重約11%。車(chē)身更輕，跑起來(lái)更節(jié)能，運(yùn)行能耗降低7%，每列車(chē)每年可減少二氧化碳排放約130噸，相當(dāng)于植樹(shù)造林101畝。
乘坐更舒適
得益于碳纖維復(fù)合材料的使用，車(chē)輛具有更好的減振和隔振效果，行駛更平穩(wěn)。在商用地鐵列車(chē)領(lǐng)域首次采用主動(dòng)徑向轉(zhuǎn)向架技術(shù)，可以主動(dòng)控制車(chē)輪沿著徑向通過(guò)曲線(xiàn)，大幅減小過(guò)彎道時(shí)的“嘯叫”，曲線(xiàn)通過(guò)噪聲降低15分貝，車(chē)內(nèi)噪聲降低2分貝，運(yùn)行更安靜。
強(qiáng)度更高
與金屬材料車(chē)體相比，該碳纖維列車(chē)的車(chē)體強(qiáng)度更強(qiáng)，安全系數(shù)更高。同時(shí)，采用碳纖維復(fù)合材料制造的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架，抗沖擊能力更強(qiáng)，更耐疲勞，結(jié)構(gòu)壽命更長(zhǎng)。
輪軌磨耗更少
更輕的碳纖維車(chē)身，減輕了車(chē)輛軸重，輪軌力降低15%以上，從而減少了輪軌磨耗。主動(dòng)徑向轉(zhuǎn)向架的使用，也降低了對(duì)車(chē)輪和軌道的磨耗。
運(yùn)維成本更低
輪軌磨耗更少，車(chē)輛輪對(duì)和軌道的維護(hù)量大幅減少。同時(shí)，該車(chē)應(yīng)用數(shù)字孿生技術(shù)，搭建了碳纖維列車(chē)SmartCare智能運(yùn)維平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)車(chē)輛故障智能檢測(cè)、健康狀態(tài)智能評(píng)估和修程修制優(yōu)化，降低了檢修成本。通過(guò)采用新材料新技術(shù)，該車(chē)全壽命周期檢修成本降低22%。
“碳星快軌”于2021年啟動(dòng)研制；2024年6月，完成廠(chǎng)內(nèi)型式試驗(yàn)及4000公里穩(wěn)定測(cè)試并發(fā)布；2024年7月至12月，在青島地鐵1號(hào)線(xiàn)進(jìn)行為期6個(gè)月的現(xiàn)場(chǎng)線(xiàn)路試驗(yàn)，共開(kāi)展整車(chē)?yán)性囼?yàn)20項(xiàng)、型式試驗(yàn)36項(xiàng)，經(jīng)過(guò)了從系統(tǒng)到整車(chē)的全面測(cè)試試驗(yàn)，列車(chē)各項(xiàng)性能得到了充分驗(yàn)證；2024年12月21日，通過(guò)上線(xiàn)載客試運(yùn)營(yíng)專(zhuān)家評(píng)審；2025年1月5日通過(guò)第三方獨(dú)立安全評(píng)估（ISA）。
作為先進(jìn)輕量化材料，碳纖維具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、抗疲勞、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，被稱(chēng)為“新材料之王”。在地鐵車(chē)輛領(lǐng)域，碳纖維復(fù)合材料此前已應(yīng)用到非承載、次承載部件，但在主承載結(jié)構(gòu)上的商用尚屬空白。中車(chē)四方股份公司與青島地鐵集團(tuán)等單位聯(lián)合攻關(guān)，突破碳纖維大型復(fù)雜主承載結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計(jì)、高效低成本成型制造、全壽命周期驗(yàn)證與運(yùn)維保障等關(guān)鍵技術(shù)，成功將碳纖維復(fù)材應(yīng)用到商用地鐵車(chē)輛主承載結(jié)構(gòu)。
碳纖維地鐵列車(chē)成功投入商用運(yùn)營(yíng)，打破了傳統(tǒng)金屬材料結(jié)構(gòu)減重的瓶頸，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)軌道車(chē)輛輕量化技術(shù)的迭代升級(jí)，將為推動(dòng)我國(guó)城市軌道交通綠色低碳轉(zhuǎn)型，助力城軌行業(yè)實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)發(fā)揮重要作用。也將有力拉動(dòng)復(fù)合材料全鏈條產(chǎn)業(yè)發(fā)展，對(duì)于培育軌道裝備新質(zhì)生產(chǎn)力，建設(shè)軌道裝備現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)體系具有重要意義。
參考來(lái)源：
高鐵四方、中國(guó)中車(chē)公眾號(hào)
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/留白）
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)請(qǐng)告知?jiǎng)h除！
