6월 26일, CRRC 시팡(CRRC Sifang Co., Ltd.)과 칭다오 지하철 그룹(Qingdao Metro Group)이 칭다오 지하철 1호선을 위해 개발한 탄소섬유 지하철 열차 "CETROVO 1.0 카본 스타 익스프레스"가 칭다오에서 공식 운행을 시작했습니다. 이는 세계 최초로 상용 운행에 투입된 탄소섬유 지하철 열차입니다. 이 열차는 기존 지하철 차량보다 11% 가벼워 무게 절감과 에너지 효율 향상 등 여러 장점을 갖추고 있어 지하철 운행에 새로운 친환경적 변화를 가져왔습니다.
철도 운송 기술 분야에서 차량 경량화, 즉 차량 성능을 보장하고 운행 에너지 소비를 낮추는 전제 하에 차체 무게를 최대한 줄이는 것은 철도 차량의 친환경화 및 저탄소화를 실현하는 핵심 기술입니다.
기존 지하철 차량은 주로강철, 알루미늄 합금 및 기타 금속 재료재료 특성의 제약과 경량화라는 병목 현상에 직면해 있습니다. 탄소 섬유는 경량성, 고강도, 내피로성, 내식성 등의 장점으로 "신소재의 왕"으로 불리며, 강도는 강철의 5배 이상이지만 무게는 강철의 4분의 1에도 미치지 못하여 경량 철도 차량에 매우 적합한 소재입니다.
CRRC 시팡 유한회사는 칭다오 지하철 그룹 및 기타 기관과 협력하여 통합 설계와 같은 핵심 기술 개발에 착수했습니다.탄소 섬유주요 하중 지지 구조, 효율적이고 저렴한 성형 및 제조, 전방위적인 지능형 검사 및 유지 보수, 그리고 엔지니어링 적용 문제를 체계적으로 해결함으로써 상용 지하철 차량의 주요 하중 지지 구조에 탄소 섬유 복합 재료를 적용한 것을 세계 최초로 실현했습니다.
지하철 열차의 차체, 대차 프레임 및 기타 주요 지지 구조는 다음과 같은 재료로 만들어집니다.탄소 섬유 복합 재료이를 통해 차량 성능을 한 단계 업그레이드하여 더욱 가볍고 에너지 효율적이며, 강도가 높고 환경 복원력이 뛰어나며, 전체 수명 주기 운영 및 유지 보수 비용이 절감되는 등 기술적 이점을 실현합니다.
더 가볍고 에너지 효율이 더 높습니다.
사용함으로써탄소 섬유 복합 재료이 차량은 상당한 경량화를 달성했습니다. 기존 금속 재질의 지하철 차량과 비교했을 때, 탄소 섬유 지하철 차량은 차체 무게가 25%, 대차 프레임 무게가 50%, 전체 차량 무게가 약 11% 감소했습니다. 또한 운행 에너지 소비량이 7% 절감되어 열차 한 대당 연간 약 130톤의 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있으며, 이는 101에이커의 조림 효과에 해당합니다.
더 높은 강도와 더 긴 구조 수명
지하철은 더욱 향상된 성능의 새로운 모델을 채택했습니다.탄소 섬유 복합 재료경량화를 달성하면서 차체 강도를 향상시켰습니다. 동시에 기존 금속 소재 사용과 비교하여 탄소 섬유 대차 프레임 부품은 충격 저항성이 뛰어나고 피로 저항성이 우수하여 구조물의 수명을 연장합니다.
더욱 강화된 환경적 회복력
차체 경량화로 열차의 주행 성능이 향상되었으며, 이는 노선의 더욱 엄격해진 차축 중량 제한 요건을 충족할 뿐만 아니라 차륜과 선로의 마모를 줄여줍니다. 또한, 첨단 능동형 방사 기술을 적용하여 차량 차륜을 능동적으로 제어함으로써 곡선 구간을 방사형 방향으로 통과하게 함으로써 차륜과 레일의 마모 및 소음을 크게 감소시킵니다.탄소 세라믹 브레이크 디스크내마모성과 내열성이 더 뛰어난 소재를 사용하여 무게를 줄이면서 더욱 까다로운 제동 성능 요구 사항을 충족합니다.
수명주기 운영 및 유지 보수 비용 절감
신청을 통해탄소 섬유 경량 소재새로운 기술 덕분에 탄소섬유 지하철 열차의 바퀴와 레일 마모가 크게 줄어들어 차량 및 선로 유지보수 비용이 대폭 절감되었습니다. 동시에 디지털 트윈 기술을 적용한 스마트케어(SmartCare) 탄소섬유 열차 지능형 운영 및 유지보수 플랫폼은 차량 전체의 안전성, 구조적 건전성 및 운행 성능에 대한 자가 감지 및 자가 진단 기능을 구현하여 운영 및 유지보수 효율을 향상시키고 운영 및 유지보수 비용을 절감했습니다. 열차의 전체 수명 주기 유지보수 비용이 22% 절감되었습니다.
CRRC Sifang Co., Ltd.는 철도 차량용 탄소 섬유 기술 분야에서 자사의 산업적 강점을 활용하여 10년 이상 축적된 연구 개발과 "산-대학-연구-응용"의 협력적 혁신을 통해 연구 개발, 제조 및 검증에 이르는 전 과정을 아우르는 플랫폼을 구축하고, 완벽한 엔지니어링 역량을 갖추었습니다.탄소 섬유구조 설계 및 연구 개발부터 금형 제작 및 제조, 시뮬레이션, 시험, 품질 보증 등에 이르기까지 차량의 전체 수명 주기에 대한 원스톱 솔루션을 제공합니다.
현재,탄소 섬유지하철 열차가 공장 형식 시험을 완료했습니다. 계획대로라면 올해 안에 칭다오 지하철 1호선에서 승객 시범 운행에 들어갈 예정입니다.
현재 중국 도시철도 분야에서는 에너지 소비를 최소화하고 탄소 배출량을 줄이며 고효율 저탄소 친환경 도시철도를 구축하는 것이 산업 발전의 최우선 과제입니다. 이는 철도 차량 경량화 기술에 대한 수요를 높이고 있습니다.
상업의 도입탄소 섬유지하철 차량의 주요 지지 구조를 강철, 알루미늄 합금 및 기타 기존 금속 재료에서 탄소 섬유 신소재로 전환하는 것을 촉진함으로써 기존 금속 재료 구조의 경량화 한계를 극복하고 중국 지하철 차량 경량화 기술의 새로운 도약을 이루어낼 것입니다. 이는 중국 도시 철도 교통의 친환경 저탄소 전환을 촉진하고 도시 철도 산업이 "이중 탄소" 목표를 달성하는 데 중요한 역할을 할 것입니다.
상하이 오리센 신소재 기술 유한회사
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게시 시간: 2024년 7월 2일