Prvi komercialni podzemni vlak iz ogljikovih vlaken na svetu je bil uradno zagnan in naj bi začel delovati v enem letu.
CRRC Sifang Co., Ltd. in Qingdao Metro Group sta 26. junija uradno lansirala »CETROVO 1.0 Carbon Star Express«, podzemni vlak iz ogljikovih vlaken, razvit za linijo 1 podzemne železnice Qingdao. Ta vlak je prvi na svetu podzemni vlak iz ogljikovih vlaken, zasnovan za komercialno uporabo. Tehta 11 % manj kot tradicionalna vozila podzemne železnice in ponuja znatne prednosti v smislu lažjega in energetsko učinkovitejšega, kar vodi do nove zelene nadgradnje vlakov podzemne železnice.
Na področju železniške tranzitne tehnologije je olajšanje vozil – čim večje zmanjšanje telesne teže ob zagotavljanju zmogljivosti vozila za nižjo porabo energije pri delovanju – ključna tehnologija za doseganje zelenih in nizkoogljičnih železniških vozil.
Tradicionalna vozila podzemne železnice uporabljajo predvsem kovine, kot so jeklo in aluminijeve zlitine, ki se soočajo z omejitvami zmanjšanja teže zaradi lastnosti materiala. Ogljikova vlakna, znana kot "kralj novih materialov", se ponašajo s prednostmi, kot so lahka teža, visoka trdnost, odpornost proti utrujenosti in odpornost proti koroziji. Njegova trdnost je več kot petkrat večja od jekla, njegova teža pa je manjša od ene četrtine jekla, zaradi česar je odličen material za lahka tirna vozila.
CRRC Sifang Co., Ltd. je sodeloval s Qingdao Metro Group in drugimi organizacijami pri reševanju ključnih tehnologij, vključno z integrirano zasnovo velikih in zapletenih primarnih nosilnih struktur iz ogljikovih vlaken, učinkovito in poceni proizvodnjo kalupov ter celovito inteligentno odkrivanje in vzdrževanje . Ta sistematični pristop je obravnaval izzive inženirske uporabe in prvič na svetovni ravni dosegel uporabo kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken v primarni nosilni strukturi komercialnih vozil podzemne železnice.
Karoserija vlaka, okvir podstavnega vozička in druge primarne nosilne konstrukcije so izdelani iz kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken, kar ima za posledico znatno izboljšanje zmogljivosti vozila. Vlak je lažji in energetsko učinkovitejši, ima večjo trdnost, večjo okoljsko prilagodljivost ter nižje stroške delovanja in vzdrževanja v življenjskem ciklu, kar zagotavlja različne tehnične prednosti.
Lažje ohišje, bolj energetsko učinkovito delovanje
Z uporabo kompozitnih materialov iz ogljikovih vlaken je vozilo doseglo znatno zmanjšanje teže. V primerjavi s tradicionalnimi kovinskimi vozili podzemne železnice je karoserija podzemnega vlaka iz ogljikovih vlaken 25 % lažja, okvir podstavnega vozička je lažji za 50 %, skupna teža vozila pa je manjša za približno 11 %. Posledica tega je 7-odstotno zmanjšanje operativne porabe energije, kar vsakemu vlaku omogoča zmanjšanje emisij ogljikovega dioksida za približno 130 ton letno, kar je enako pogozdovanju 101 hektarja.
Večja trdnost, daljša življenjska doba strukture
V vlaku so uporabljeni novi visokozmogljivi kompozitni materiali iz ogljikovih vlaken, ki ne le dosegajo lahkotnost, temveč tudi povečajo moč karoserije. Poleg tega ima okvir podstavnega vozička iz ogljikovih vlaken v primerjavi s komponentami, izdelanimi iz tradicionalnih kovinskih materialov, večjo odpornost na udarce in vrhunsko odpornost proti utrujenosti, kar podaljšuje življenjsko dobo strukture.
Večja okoljska prilagodljivost
Lažja karoserija vlaka zagotavlja vrhunsko vozno zmogljivost, saj ne le izpolnjuje strožje zahteve glede osne obremenitve tirov, ampak tudi zmanjšuje obrabo koles in tirnic. Vlak je opremljen z napredno aktivno radialno tehnologijo, ki aktivno nadzoruje kolesne dvojice med vožnjo po ovinkih, s čimer znatno zmanjša obrabo kolesnih tirnic in hrup. Poleg tega uporablja karbonsko-keramične zavorne kolute, ki so bolj odporni na obrabo in toploto, s čimer doseže zmanjšanje teže, hkrati pa izpolnjuje stroge zahteve glede zavorne učinkovitosti.
Nižji stroški delovanja in vzdrževanja v življenjskem ciklu
Zahvaljujoč uporabi lahkih materialov iz ogljikovih vlaken in novih tehnologij je obraba kolesa in tirnice vlaka podzemne železnice iz ogljikovih vlaken znatno zmanjšana, kar vodi do znatnega zmanjšanja potreb po vzdrževanju vozil in tirov. Poleg tega je bila z uporabo tehnologije digitalnega dvojčka vzpostavljena inteligentna platforma za delovanje in vzdrževanje SmartCare za vlak iz ogljikovih vlaken, ki omogoča samozaznavanje in samodiagnozo splošne varnosti vozila, strukturnega zdravja in operativne zmogljivosti. To izboljša učinkovitost vzdrževanja in zmanjša stroške, kar ima za posledico 22-odstotno zmanjšanje stroškov vzdrževanja v življenjskem ciklu vlaka.
Na področju tehnologije ogljikovih vlaken za tirna vozila CRRC Sifang Co., Ltd. izkorišča svoje industrijske prednosti in je zgradil celovito platformo za raziskave in razvoj, proizvodnjo in validacijo skozi več kot desetletje nakopičenih raziskav in skupnih inovacij med industrijo, akademskimi krogi. , in aplikacija. To je privedlo do popolnih inženirskih zmogljivosti, ki segajo od konstrukcijskega načrtovanja in razvoja ogljikovih vlaken do proizvodnje kalupov, simulacije, testiranja in zagotavljanja kakovosti, kar zagotavlja rešitev na enem mestu v celotnem življenjskem ciklu.
Trenutno je podzemni vlak iz ogljikovih vlaken zaključil tovarniške tipske preskuse. V skladu z načrtom bo v enem letu začel s potniškim predstavitvenim obratovanjem na prvi liniji metroja Qingdao.
Trenutno je v kitajskem sektorju mestnega železniškega tranzita zmanjšanje porabe energije in emisij ogljika ob ustvarjanju učinkovitega nizkoogljičnega zelenega mestnega železniškega sistema glavna prednostna naloga za razvoj industrije. To postavlja višje zahteve pri tehnologijah za lahke tirna vozila.
Pojav komercialnih vlakov podzemne železnice iz ogljikovih vlaken je spodbudil razvoj primarnih nosilnih struktur v vozilih podzemne železnice od tradicionalnih kovinskih materialov, kot so jeklo in aluminijeve zlitine, do inovativnih kompozitov iz ogljikovih vlaken. Ta razvoj prebija omejitve tradicionalnih struktur kovinskih materialov pri zmanjševanju teže in dosega pomembno nadgradnjo tehnologije lahke teže za vlake podzemne železnice na Kitajskem. Imel bo pomembno vlogo pri spodbujanju zelene in nizkoogljične preobrazbe mestnega železniškega tranzita v državi ter pomagal železniški industriji pri doseganju ciljev glede dvojnega ogljika.
