轮轨磨耗更少。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。
运维成本更低。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%。
打破了传统金属材料结构减重的瓶颈
列车“轻量化”迭代在青岛地铁迈出步伐
“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号线进行为期6个月的现场线路试验,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)。
中车四方股份公司城轨总体主任设计师尚克明介绍,作为先进轻量化材料,碳纤维具有轻质、高强度、抗疲劳、耐腐蚀等优点,被称为“新材料之王”。在地铁车辆领域,碳纤维复合材料此前已应用到非承载、次承载部件,但在主承载结构上的商用尚属空白。青岛地铁集团与中车四方等单位联合攻关,突破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、全寿命周期验证与运维保障等关键技术,成功将碳纤维复材应用到商用地铁车辆主承载结构。
轻量化,是降低轨道车辆运行能耗、实现绿色化低碳化的关键途径,碳纤维代表着未来轻量化材料技术发展方向。碳纤维地铁列车成功投入商用运营,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。
“我们的大飞机也用上了碳纤维,C919碳纤维占12%,C929将占到50%,碳纤维高技术新材料在地铁的应用,这是全世界第一,它的应用会进入千家万户,成为老百姓喜欢的非常好的材料。”中国复合材料学会副秘书长王继辉介绍。
碳纤维首列列车在1号线区间运行