更輕更節能，地鐵列車綠色升級

本報記者 侯琳良

6月26日，中車青島四方機車車輛股份有限公司聯合青島地鐵集團爲青島地鐵1號線研製的碳纖維地鐵列車“CETROVO1.0碳星快軌”在山東青島正式發佈，這是全球首列用於商業化運營的碳纖維地鐵列車。該車較傳統地鐵車輛減重11%，具有更輕更節能等顯著優勢，引領地鐵列車實現全新綠色升級。目前，該碳纖維地鐵列車已完成廠內型式試驗。按照計劃，今年內將在青島地鐵1號線投入載客示範運營。

在軌道交通技術領域，車輛的輕量化，即在保證車輛性能的前提下儘可能減輕車身重量、降低運行能耗，是實現軌道車輛綠色化、低碳化的關鍵技術。傳統地鐵車輛主要採用鋼、鋁合金等金屬材料，受制於材料特性，面臨減重瓶頸。碳纖維因具有輕質、高強度、抗疲勞、耐腐蝕等優點，被稱爲“新材料之王”，其強度是鋼鐵的5倍以上，但質量不到鋼鐵的1/4，是軌道車輛輕量化的絕佳材料。中車四方股份公司聯合青島地鐵集團等單位共同攻關，攻克碳纖維大型複雜主承載結構一體化設計、高效低成本成型製造、全方位智能檢測維護等關鍵技術，系統解決工程化應用難題，在全球首次實現了碳纖維複合材料在商用地鐵車輛主承載結構上的應用。

據瞭解，此次發佈列車的車體、轉向架構架等主承載結構採用碳纖維複合材料製造，實現了車輛性能的全新升級，具有一系列技術優勢。

車身更輕盈，運行更節能。通過採用碳纖維複合材料，車輛實現大幅減重。與傳統金屬材料的地鐵車輛相比，該碳纖維地鐵車輛的車體減重25%，轉向架構架減重50%，整車減重約11%，運行能耗降低7%。

強度更高，結構壽命更長。該車採用更高性能的新型碳纖維複合材料，實現輕量化的同時提高了車身強度。同時，與採用傳統金屬材料相比，碳纖維轉向架構架部件具有更強的抗衝擊能力，耐疲勞性能更優，延長了結構使用壽命。

環境適應力更強。更輕的車身使列車擁有更優的行駛性能，不僅可以滿足線路更嚴格的軸重限制要求，而且減少了對車輪和軌道的磨耗。該車還採用先進的主動徑向技術，可主動控制車輛輪對沿着徑向通過曲線，大幅降低輪軌磨耗和噪聲。採用更耐磨、更抗熱的碳陶製動盤，在實現減重的同時，滿足更苛刻的制動性能需求。

全壽命週期運維成本更低。得益於碳纖維輕量化材料和新技術應用，碳纖維地鐵列車的輪軌磨耗顯著降低，大幅減少了車輛和軌道的維護量。同時，通過應用數字孿生技術，打造碳纖維列車SmartCare智能運維平臺，實現了整車安全、結構健康及運用性能的自檢測與自診斷，提高了運維效率，降低了運維成本。列車全壽命週期檢修成本顯著降低。

在軌道車輛碳纖維技術領域，中車四方股份公司發揮產業優勢，通過10餘年的研發積累和“產學研用”協同創新，搭建了全鏈條研發、製造、驗證平臺，形成從碳纖維結構設計研發到成型製造、仿真、試驗、質量保障等成套工程化能力，可提供全壽命週期一站式解決方案。

目前，在中國城市軌道交通領域，如何更大限度降低能耗是行業發展的重中之重。此項商用碳纖維地鐵列車的發佈，推動了地鐵車輛主承載結構由鋼、鋁合金等傳統金屬材料向碳纖維新材料的迭代，爲建設綠色城軌提供了新一代綠色裝備，將爲推動城市軌道交通綠色低碳轉型、助力城軌行業實現“雙碳”目標發揮重要作用。