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我国新一代碳纤维地铁车辆全球发布

发布日期:2018-10-10

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来源:四方机车车辆公司

  四方机车车辆公司我国新一代碳纤维地铁车辆全球发布当地时间9月18日下午,在德国举行的柏林国际轨道交通技术展(InnoTrans 2018)上,中国中车正式发布了新一代碳纤维地铁车辆“CETROVO”。 中国驻德国大使史明德、中国中车总裁孙永才、德国技术专家胡芬巴赫、中国中车副总裁王军、中车青岛四方机车车辆股份有限公司总经理马云双出席发布会,并共同按下启动球,为新车揭幕

  这是新一代碳纤维地铁车辆的全球首次亮相。该车是我国的全新一代地铁车辆,采用大量先进的新材料、新技术研制,在节能环保、舒适、智能等方面进行了全面升级,是我国地铁车辆领域的最新技术成果,代表着未来地铁车辆的技术潮流。它的问世,将引领地铁车辆进入更加绿色智能的新时代。

  采用碳纤维技术,整车“瘦身”13%

  与传统地铁车辆相比,碳纤维地铁车辆最大的特点是更轻、更节能。轻量化,是地铁车辆实现节能的一个主要途径。碳纤维复合材料作为一种新材料,被称为“轻量化之王”,其轻质、高强度的优点为地铁车辆的轻量化提供了绝佳的解决方案。

  据中国中车科学家、中车青岛四方机车车辆股份有限公司副总工程师丁叁叁介绍,碳纤维地铁车辆采用先进的碳纤维技术,车体、转向架构架、司机室、设备舱及设备机体等均使用碳纤维复合材料制造,是大规模应用碳纤维复合材料的地铁车辆。特别是成功突破了碳纤维大型复杂件结构设计、制造成型等关键技术,实现了碳纤维复合材料在车体、转向架构架、司机室等车辆主承载结构上的全面应用。

  采用碳纤维使地铁车辆实现了大幅“瘦身”。与采用钢、铝合金等传统金属材料的地铁车辆相比,新一代碳纤维地铁车辆的车体、司机室、设备舱分别减重30%以上,转向架构架减重40%,整车减重13%。

 “虽然在制造成本上要高于传统金属材料,但碳纤维复合材料更加轻量化,节能优势更加明显,并且具有优异的耐疲劳、耐候、耐腐蚀性能,可有效保证地铁车辆在30年服役期内不发生疲劳、腐蚀等失效现象,减少了维护量,因此能够降低全寿命周期成本。”丁叁叁说,车身变轻后,也减少了对线路的损害。

  为降低能耗,除了碳纤维轻量化技术,碳纤维地铁车辆还配备了新型高效节能的牵引系统。由传统地铁车辆的异步电机升级到永磁同步电机直驱技术,并采用碳化硅变流装置,大幅提升了车辆的牵引效率。据测算,碳纤维地铁车辆可实现综合节能15%以上。

  车厢会“变身”,适用性更强

  与传统地铁车辆相比,碳纤维地铁车辆拥有更强的适用性,在运营组织上更加灵活,并能适应更复杂的运行环境。

  目前,我国地铁列车都是固定编组,车厢的节数是不可变的。碳纤维地铁车辆首次开发了“灵活编组”功能,列车以2节为最小的编组单元,能够根据运营需求实现“2+N”节灵活编组,可在2节至12节范围内任意搭配,完成“变身”只需不到5min。

  丁叁叁告诉记者,地铁客流的潮汐变化非常突出,早晚高峰期客流量大,平峰期客流量小,如果能够根据客流变化灵活编组,在高峰期采用大编组,在平峰期采用小编组,这样就能实现以最经济的方式运营,节约能耗,降低运营成本,也利于增大发车密度,提高服务水平。

  相较传统地铁车辆,碳纤维地铁车辆能够适应更恶劣的气候地理环境,能在高温高湿、-40°C、2500m高海拔等复杂环境下运行。同时,针对地铁线路弯道多、半径小,首次在车辆转向架装备了主动径向系统,当监测到车辆进入弯道时,能够控制轮对处在曲线径向位置行驶。这样大大改善了列车的曲线通过性能,能更好地适应小曲线,最小转弯半径可达80m,远超传统地铁车辆,车轮磨耗也大幅降低,节约维护成本。

  碳纤维地铁列车还装载了储能系统——动力蓄电池,可供列车行驶15km。当发生供电故障时可应急运行,也方便在线路和车辆段的“无电区”行驶。

  跑得更稳,乘坐更舒适

  碳纤维地铁车辆采用了先进的减振降噪技术,使乘坐更舒适。列车运行时,由于轨道不平顺会引起车厢振动,要通过转向架上的悬挂系统来减振。传统地铁车辆的悬挂系统不可调节,称为被动悬挂。碳纤维地铁车辆首次采用全主动悬挂技术,在行驶途中,当车厢产生振动时,能够立刻探测到,并对悬挂系统的阻尼进行动态调整,使悬挂系统时刻处在最佳的减振状态,从而使地铁车辆“跑得更稳”。

  碳纤维地铁列车优化了降噪设计,列车运行时,客室噪声仅68dB,比传统地铁列车降低了3dB以上。车厢内更安静。

  据丁叁叁介绍,跟高铁列车一样,碳纤维地铁列车还进行了气密性设计,首次采用密封车体,乘客在乘坐时,不会因为车内压力波动引起耳膜有压迫感。

  智慧列车,车窗上刷视频

  碳纤维地铁列车应用了现代智能化技术,是高度智能的“智慧列车”。置身车厢,将感受到无处不在的“智慧服务”。车窗变身为一个触控显示屏,成为能传达各种图文视频信息的“魔窗”。相当于一个超大版的“Pad”,乘客只需用手指触摸车窗,就能在车窗上看新闻、浏览网页、购票、刷视频、观看电视直播等,能够便捷地获取各种服务。

  车厢里的镜子,也成为可触控、可上网的“魔镜”。车厢的智能空调,能根据天气和穿衣指数来自动确定合适的温度和湿度,让体感更舒适。照明系统可随时知晓车厢的光线环境,自动调整亮度和色温。还有多媒体曲面屏、自清洁座椅、为听力残疾乘客配备的助听系统等。

  智能化的乘客服务系统,将为乘客带来全新的乘车体验。 

  碳纤维地铁列车的最高运行时速可达140km,比传统地铁列车更快。采用了无人驾驶技术,列车从发车起动到加减速、停站、开关门、回库等运行的全过程均为全自动驾驶。

  运用维护也更智能。碳纤维地铁列车建立了强大的智能化感知系统,设有1100多个监测点,能够实时感知列车“健康”状态。运行途中出现异常时,可自动预警和远程维护。同时,借助智能感知系统,能在列车处于“亚健康”状态时就及时介入维护。该系统也能探测线路状况,指导线路维护,使列车的运行更加安全可靠。下一步,新一代碳纤维地铁车辆将进行型式试验,并开展线路试运行。

 

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