6月26日、中車四方有限公司と青島地下鉄グループが青島地下鉄1号線向けに開発した炭素繊維地下鉄車両「CETROVO 1.0 Carbon Star Express」が青島で正式に公開されました。これは世界初の商業運行に使用された炭素繊維地下鉄車両です。この地下鉄車両は従来の地下鉄車両より11%軽量で、軽量化、省エネなどの大きな利点を備えており、地下鉄車両の新たなグリーンアップグレードを実現します。
鉄道輸送技術分野において、車両の軽量化、すなわち、車両性能の確保と運行時のエネルギー消費量の低減を前提に車体重量を可能な限り軽減することが、鉄道車両のグリーン化、低炭素化を実現するための鍵となる技術です。
従来の地下鉄車両は主に鋼、アルミニウム合金およびその他の金属材料、材料特性の制約により、軽量化がボトルネックとなっています。炭素繊維は、軽量、高強度、耐疲労性、耐腐食性などの利点から「新素材の王様」と呼ばれ、鋼鉄の5倍以上の強度を持ちながら、重量は鋼鉄の4分の1以下と、軽量鉄道車両に最適な材料です。
CRRC四方有限公司は、青島地下鉄グループや他のユニットと協力して、統合設計などの主要技術に取り組みました。炭素繊維主荷重支持構造、高効率かつ低コストの成形製造、全方位のインテリジェント検査とメンテナンス、そして工学応用上の問題を体系的に解決し、世界で初めて商用地下鉄車両の主荷重支持構造に炭素繊維複合材料の適用を実現しました。
地下鉄車両の車体、台車枠、その他の主要支持構造は、炭素繊維複合材料より軽量でエネルギー効率が高く、強度が高く、環境耐性が強く、ライフサイクル全体の運用とメンテナンスのコストが低いなどの技術的利点を備え、車両性能の新たなアップグレードを実現します。
より軽量でエネルギー効率が高い
の使用を通じて炭素繊維複合材料車両は大幅な軽量化を実現しました。従来の金属素材の地下鉄車両と比較すると、炭素繊維地下鉄車両は車体重量が25%、台車枠重量が50%、車両全体の重量が約11%軽減され、運行時のエネルギー消費量は7%削減されます。これにより、1編成あたり年間約130トンの二酸化炭素排出量を削減でき、これは101エーカーの植林に相当します。
より高い強度とより長い構造寿命
地下鉄電車はより高性能な新型を採用炭素繊維複合材料軽量化を実現しながら車体強度を向上させました。同時に、従来の金属材料と比較して、炭素繊維台車枠部品は耐衝撃性、耐疲労性に優れ、構造の耐用年数を延ばします。
環境レジリエンスの向上
車体の軽量化により、列車の走行性能が向上し、路線の厳しい軸重制限要件を満たすだけでなく、車輪と軌道の摩耗も軽減されます。また、この車両は先進的なアクティブラジアル技術を採用しており、車輪をカーブの半径方向に沿って能動的に制御することで、車輪とレールの摩耗と騒音を大幅に低減します。カーボンセラミックブレーキディスクより耐摩耗性と耐熱性に優れたアルミ合金を使用することで、より厳しいブレーキ性能要件を満たしながら軽量化を実現しています。
ライフサイクル全体の運用・保守コストの削減
の適用により炭素繊維軽量素材新技術の導入により、炭素繊維地下鉄車両の車輪とレールの摩耗が大幅に減少し、車両と線路のメンテナンスコストが大幅に削減されました。同時に、デジタルツイン技術の応用により、炭素繊維列車向けスマート運行保守プラットフォーム「SmartCare」は、車両全体の安全性、構造健全性、運行性能の自己検知・自己診断を実現し、運行保守効率を向上させ、運行保守コストを削減しました。列車のライフサイクル全体のメンテナンスコストは22%削減されました。
鉄道車両用炭素繊維技術分野において、中車四方有限公司は、その産業的強みを生かし、10年以上にわたる研究開発の蓄積と「産学研応用」の共同イノベーションを通じて、フルチェーンの研究開発、製造、検証プラットフォームを構築し、完全なエンジニアリング能力を形成しています。炭素繊維構造設計・研究開発から成形・製造、シミュレーション、試験、品質保証などまでを一貫して行い、車両のライフサイクル全体にわたるワンストップソリューションを提供します。
現在、炭素繊維地下鉄車両は工場形式試験を完了しました。計画によると、年内に青島地下鉄1号線で旅客実証運行が開始される予定です。
現在、中国の都市鉄道輸送分野では、エネルギー消費を最小限に抑え、炭素排出量を削減し、高効率で低炭素のグリーン都市鉄道を実現することが、業界発展の最重要課題となっています。そのため、鉄道車両の軽量化技術に対する需要が高まっています。
商業の導入炭素繊維地下鉄車両は、地下鉄車両の主軸受け構造を鋼鉄、アルミニウム合金などの従来の金属材料から炭素繊維の新材料反復へと推進し、従来の金属材料構造の軽量化のボトルネックを打破し、中国の地下鉄車両軽量化技術の新たなアップグレードを実現し、中国の都市軌道交通のグリーン・低炭素化を推進し、都市鉄道業界の「デュアルカーボン」目標の達成を支援する。中国の都市軌道交通のグリーン・低炭素化を推進し、都市鉄道業界の「デュアルカーボン」目標の達成を支援する上で重要な役割を果たします。
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投稿日時: 2024年7月2日