Am 26. Juni wurde in Qingdao der von CRRC Sifang Co., Ltd. und der Qingdao Metro Group entwickelte U-Bahnzug „CETROVO 1.0 Carbon Star Express“ aus Kohlefaser für die Linie 1 der U-Bahn Qingdao offiziell in Betrieb genommen. Es handelt sich um den weltweit ersten U-Bahnzug aus Kohlefaser, der im kommerziellen Betrieb eingesetzt wird. Dieser Zug ist 11 % leichter als herkömmliche U-Bahn-Fahrzeuge und bietet signifikante Vorteile wie ein geringeres Gewicht und eine höhere Energieeffizienz, wodurch die U-Bahn einen neuen, umweltfreundlicheren Standard setzt.
Im Bereich der Schienenverkehrstechnik ist die Leichtbauweise von Fahrzeugen, d. h. die größtmögliche Reduzierung des Fahrzeuggewichts unter der Voraussetzung, dass die Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge gewährleistet und der Energieverbrauch im Betrieb gesenkt wird, die Schlüsseltechnologie zur Verwirklichung einer umweltfreundlicheren und kohlenstoffärmeren Nutzung von Schienenfahrzeugen.
Traditionelle U-Bahn-Fahrzeuge verwenden hauptsächlichStahl, Aluminiumlegierungen und andere MetallwerkstoffeAufgrund der Materialeigenschaften und der Herausforderung der Gewichtsreduzierung stellt Kohlenstofffaser ein hervorragendes Material für leichte Schienenfahrzeuge dar. Sie gilt aufgrund ihres geringen Gewichts, ihrer hohen Festigkeit, ihrer Dauerfestigkeit, ihrer Korrosionsbeständigkeit und weiterer Vorteile als „König der neuen Werkstoffe“. Ihre Festigkeit ist mehr als fünfmal so hoch wie die von Stahl, ihr Gewicht jedoch weniger als ein Viertel.
CRRC Sifang Co., Ltd. hat gemeinsam mit der Qingdao Metro Group und anderen Einheiten Schlüsseltechnologien wie die integrierte Planung vonKohlenstofffaserHaupttragende Struktur, effiziente und kostengünstige Formgebung und Fertigung, umfassende intelligente Inspektion und Wartung sowie die systematische Lösung der Probleme der technischen Anwendung – damit wurde weltweit zum ersten Mal der Einsatz von Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoffen in der Haupttragstruktur von kommerziellen U-Bahn-Fahrzeugen realisiert.
Der Wagenkasten, das Drehgestell und andere tragende Hauptstrukturen der U-Bahn bestehen ausKohlenstofffaser-Verbundwerkstoffe, wodurch eine neue Verbesserung der Fahrzeugleistung erreicht wird, mit leichteren und energieeffizienteren Fahrzeugen, höherer Festigkeit, stärkerer Umweltbeständigkeit, geringeren Betriebs- und Wartungskosten über den gesamten Lebenszyklus und anderen technischen Vorteilen.
Leichter und energieeffizienter
Durch die Verwendung vonKohlenstofffaser-VerbundwerkstoffeDas Fahrzeug weist eine signifikante Gewichtsreduzierung auf. Im Vergleich zu herkömmlichen U-Bahn-Fahrzeugen aus Metall konnte das Gewicht des Wagenkastens aus Kohlefaser um 25 %, das des Drehgestellrahmens um 50 % und das Gesamtgewicht des Fahrzeugs um etwa 11 % reduziert werden. Der Energieverbrauch im Betrieb sank um 7 %. Jeder Zug kann die Kohlendioxidemissionen um etwa 130 Tonnen pro Jahr einsparen, was der Aufforstung von 101 Hektar entspricht.
Höhere Festigkeit und längere Lebensdauer
Die U-Bahn verwendet leistungsstärkere neueKohlenstofffaser-VerbundwerkstoffeDadurch wird ein geringes Gewicht bei gleichzeitig erhöhter Stabilität erreicht. Im Vergleich zu herkömmlichen Metallwerkstoffen weisen die Rahmenkomponenten aus Kohlefaser eine höhere Schlagfestigkeit und bessere Ermüdungsbeständigkeit auf, was die Lebensdauer der Konstruktion verlängert.
Größere Umweltresilienz
Die leichtere Karosserie ermöglicht ein besseres Fahrverhalten des Zuges, wodurch nicht nur die strengeren Achslastbeschränkungen der Strecken erfüllt, sondern auch der Verschleiß an Rädern und Schienen reduziert wird. Das Fahrzeug verfügt zudem über eine fortschrittliche aktive Radialtechnologie, die die Räder aktiv in Kurven radial steuert und so den Verschleiß und die Geräuschentwicklung deutlich verringert.Carbon-Keramik-BremsscheibenDie verschleiß- und hitzebeständigeren Materialien werden eingesetzt, um eine Gewichtsreduzierung zu erreichen und gleichzeitig höhere Anforderungen an die Bremsleistung zu erfüllen.
Niedrigere Betriebs- und Wartungskosten über den gesamten Lebenszyklus
Mit der Anwendung vonLeichtbaumaterialien aus KohlenstofffaserDurch den Einsatz neuer Technologien wird der Verschleiß von Rädern und Schienen der U-Bahn-Züge aus Kohlefaser deutlich reduziert, was den Wartungsaufwand für Fahrzeuge und Gleise erheblich senkt. Gleichzeitig ermöglicht die SmartCare-Plattform für intelligenten Betrieb und Wartung von Kohlefaserzügen mithilfe der Digital-Twin-Technologie die Selbstdiagnose und -überwachung von Sicherheit, strukturellem Zustand und Betriebsleistung des gesamten Fahrzeugs. Dies verbessert die Effizienz von Betrieb und Wartung und senkt die Kosten. Die gesamten Lebenszykluskosten der Wartung des Zuges konnten um 22 % reduziert werden.
Im Bereich der Kohlenstofffasertechnologie für Schienenfahrzeuge hat CRRC Sifang Co., Ltd. unter Nutzung seiner industriellen Stärken eine durch mehr als 10 Jahre Forschung und Entwicklung sowie kollaborative Innovation nach dem Prinzip „Industrie-Universität-Forschung-Anwendung“ aufgebaute Plattform für Forschung und Entwicklung, Fertigung und Validierung geschaffen und damit ein umfassendes Spektrum an technischen Kompetenzen entwickelt.KohlenstofffaserVon der Konstruktion und Forschung & Entwicklung bis hin zu Formenbau und Fertigung, Simulation, Prüfung, Qualitätssicherung usw. – wir bieten eine Komplettlösung für den gesamten Lebenszyklus eines Fahrzeugs.
Gegenwärtig ist dieKohlenstofffaserDer U-Bahnzug hat die Werksabnahmeprüfung erfolgreich bestanden. Planmäßig soll er noch in diesem Jahr auf der Linie 1 der Metro Qingdao im Probebetrieb mit Fahrgästen eingesetzt werden.
Aktuell hat die Minimierung des Energieverbrauchs, die Reduzierung der CO₂-Emissionen und die Schaffung eines hocheffizienten und klimafreundlichen Stadtbahnnetzes in China höchste Priorität für die Branchenentwicklung. Dies führt zu einem erhöhten Bedarf an Leichtbautechnologie für Schienenfahrzeuge.
Die Einführung des kommerziellenKohlenstofffaserDie Entwicklung von U-Bahn-Zügen, die den Umstieg von Stahl, Aluminiumlegierungen und anderen traditionellen Metallwerkstoffen auf neue Kohlenstofffasermaterialien bei der Haupttragstruktur von U-Bahn-Fahrzeugen vorantreiben, den Engpass der traditionellen Metallwerkstoffstruktur bei der Gewichtsreduzierung überwinden und eine neue Stufe der Leichtbautechnologie für chinesische U-Bahn-Züge erreichen wird, wird eine wichtige Rolle bei der Förderung der grünen und kohlenstoffarmen Transformation des städtischen Schienenverkehrs in China spielen und der städtischen Schienenverkehrsindustrie helfen, das Ziel der „dualen Kohlenstoffneutralität“ zu erreichen.
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Veröffentlichungsdatum: 02.07.2024