全球首列碳纤维地铁列车“CETROVO 1.0碳星快轨”,“黑科技”满满,它的成功商业运营,标志着我市碳纤维复合材料产业链的成功落地,也为绿色低碳的青岛地铁增添一抹“绿”色。
碳纤维列车有“五更”特点
相较传统金属材料车辆,全球首列碳纤维地铁列车“CETROVO 1.0碳星快轨”车体减重25%,转向架构架减重50%,整车减重约11%。车身更轻,跑起来更节能,运行能耗降低7%,每车每年可减少二氧化碳排放约130吨,相当于植树造林101亩。在商用地铁列车领域首次采用主动径向转向架技术,可以主动控制车轮沿着径向通过曲线,大幅减小过弯道时的“啸叫”,曲线通过噪声降低15分贝,车内噪声降低2分贝,运行更安静。与金属材料车体相比,该碳纤维列车的车体强度更强,安全系数更高。同时,采用碳纤维复合材料制造的转向架构架,抗冲击能力更强,更耐疲劳,结构寿命更长。更轻的碳纤维车身,减轻了车辆轴重,轮轨力降低15%以上,从而减少了轮轨磨耗。主动径向转向架的使用,也降低了对车轮和轨道的磨耗。轮轨磨耗更小,车辆轮对和轨道的维护量大幅减少。同时,该车应用数字孪生技术,搭建了碳纤维列车SmartCare智能运维平台,实现车辆故障智能检测、健康状态智能评估和修程修制优化,降低了检修成本。通过采用新材料新技术,该车全寿命周期检修成本降低22%。
打破金属材料结构减重瓶颈
为满足速度及安全性方面的更高要求,电机、监测设备、传感器等安装设备质量增加,而继续采用原有的结构轻量化对策,很难提高轻量化水平。复合材料的应用将成为转向架轻量化技术的一种突破。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,代表着未来轻量化材料技术发展方向。
“碳星快轨”于2021年启动研制,2024年6月完成厂内型式试验及4000公里稳定测试并发布,2024年7月至12月在青岛地铁1号线进行现场线路试验,共开展整车例行试验20项、型式试验36项,经过了从系统到整车的全面测试试验,列车各项性能得到了充分验证;2024年12月21日,通过上线载客试运营专家评审;2025年1月5日通过第三方独立安全评估(ISA)。
碳纤维地铁列车的成功商用,打破了传统金属材料结构减重的瓶颈,实现了我国轨道车辆轻量化技术的迭代升级,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。同时,也将有力拉动复合材料全链条产业发展,对于培育轨道装备新质生产力,建设轨道装备现代化产业体系具有重要意义。
青岛地铁线网“低碳”生长
此次“碳星快轨”运行的地铁1号线,是青岛城市轨道交通线网规划中的大运量骨干线路,是国内少见的超长线路,全长60公里,共设置了41座车站,与6条线路实现换乘。线路横跨胶州湾,串联西海岸新区、市南区、市北区、李沧区、城阳区五区,覆盖铁路青岛站、铁路青岛北站等4大交通枢纽,日均客运量超40万人次,是青岛地铁名副其实的“顶流”。与既有1号线列车相比,碳纤维列车外观以炭黑色为基础色,车头设有U型灯带,车身蓝黄线条象征海浪与阳光,展现青岛这座城市的海滨特色。列车1车厢、6车厢的座椅、立柱、扶手使用碳纤维复合材料,立柱减重50%,客室座椅面板减重20%以上,轻量化成果明显。同时碳纤维复合材料触感更加舒适,尤其在冬季,不会觉得冰手。列车车厢内地板布增加跳色,照明采用大环形灯,对于乘客来说,可以直观感受到列车更加宽敞明亮。
绿色化、智能化正成为引领轨道交通发展的“新风向”。去年,我市印发《国家碳达峰试点(青岛)实施方案》提出,加快青岛地铁既有线路绿色低碳改造,新建线路全面加强节能降碳技术应用。去年,由中国城市轨道交通协会主办、青岛地铁集团承办的中等规模城市轨道交通绿色线网创建示范工程评审会暨启动仪式在青岛举行,标志着青岛地铁集团“中等规模城市轨道交通绿色线网创建示范工程”进入正式实施阶段,成为行业内率先开展绿色线网创建的企业。
青岛地铁以绿色低碳高质量可持续发展为核心,全力匹配城市发展,多项工作走在全国、全省前列,形成了包含列车自主运行系统TACS、装配式建造成套技术、饰面高性能混凝土、复合储能等一系列绿智创新成果,并已在地铁6号线全面应用,年节约成本超8700万元,取得了良好成效。观海新闻/青岛晚报/掌上青岛 记者 徐美中



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