新一代碳纖維地鐵車輛問(wèn)世

9月18日，在德國(guó)舉行的柏林國(guó)際軌道交通技術(shù)展上，中車四方股份公司正式發(fā)布了新一代碳纖維地鐵車輛“CETROVO”。

該車是我國(guó)的全新一代地鐵，采用大量先進(jìn)的新材料、新技術(shù)研制，在節(jié)能環(huán)保、舒適性、智能化等方面相比傳統(tǒng)地鐵實(shí)現(xiàn)全面升級(jí)，是我國(guó)地鐵領(lǐng)域的最新技術(shù)成果，代表著未來(lái)地鐵列車的技術(shù)潮流。它的問(wèn)世，將引領(lǐng)地鐵車輛駛?cè)敫泳G色智能的“新時(shí)代”。

采用碳纖維技術(shù) 整車“瘦身”13%

相較傳統(tǒng)地鐵，新一代地鐵車輛最大的特點(diǎn)是更輕、更節(jié)能。

輕量化，即盡可能地減輕自身重量，是地鐵車輛實(shí)現(xiàn)節(jié)能的一個(gè)主要途徑。碳纖維復(fù)合材料作為一種新材料，被稱為“輕量化之王”，其輕質(zhì)、高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)為列車輕量化提供了絕佳的解決方案。

據(jù)中車四方股份公司副總工程師丁叁叁介紹，新一代地鐵車輛采用先進(jìn)的碳纖維技術(shù)，車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機(jī)室、設(shè)備艙及設(shè)備機(jī)體等均使用碳纖維復(fù)合材料制造，是我國(guó)首輛大規(guī)模應(yīng)用碳纖維復(fù)合材料的地鐵車輛。特別是成功突破碳纖維大型復(fù)雜件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造成型等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料在車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機(jī)室等車輛主承載結(jié)構(gòu)上的全面應(yīng)用。

碳纖維使車輛實(shí)現(xiàn)大幅“瘦身”。與采用鋼、鋁合金等傳統(tǒng)金屬材料相比，新一代碳纖維地鐵車輛的車體、司機(jī)室、設(shè)備艙分別減重30%，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架減重40%，整車減重13%。

為降低能耗，除了碳纖維輕量化技術(shù)，新一代地鐵車輛還配備了新型高效節(jié)能的牽引系統(tǒng)。由傳統(tǒng)地鐵的異步電機(jī)升級(jí)到永磁同步電機(jī)直驅(qū)技術(shù)，并采用碳化硅變流裝置，大幅提升車輛的牽引效率。

據(jù)測(cè)算，新一代地鐵車輛可綜合節(jié)能15%以上。

車廂可靈活“變身”

與傳統(tǒng)地鐵相比，新一代地鐵車輛擁有更強(qiáng)的適用性，在運(yùn)營(yíng)組織上更加靈活，并且能夠適應(yīng)更復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境。

目前，我國(guó)的地鐵車輛都是固定編組，車廂的節(jié)數(shù)是不可變的。新一代地鐵車輛首次開(kāi)發(fā)了“靈活編組”功能，列車以2節(jié)為最小的編組單元，能夠根據(jù)運(yùn)營(yíng)需求實(shí)現(xiàn)“2+N”節(jié)靈活編組，在2節(jié)至12節(jié)范圍內(nèi)任意搭配車廂，并且完成“變身”只需不到5分鐘。

丁叁叁告訴記者，地鐵客流的潮汐變化非常突出，早晚高峰期客流量大，平峰期客流量小，根據(jù)客流變化靈活編組，在高峰期采用大編組，平峰期采用小編組，這樣能實(shí)現(xiàn)以最經(jīng)濟(jì)的方式運(yùn)營(yíng)，節(jié)約能耗，降低運(yùn)營(yíng)成本，也利于增大發(fā)車密度，提高服務(wù)水平。

相較傳統(tǒng)地鐵，新一代地鐵車輛適應(yīng)更惡劣的氣候地理環(huán)境，能在高溫高濕、-40℃高寒、2500米高海拔等復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行。

同時(shí)，針對(duì)地鐵線路彎道多、半徑小，車輛首次在轉(zhuǎn)向架裝備主動(dòng)徑向系統(tǒng)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到車輛進(jìn)入彎道時(shí)，能夠控制輪對(duì)處在曲線徑向位置行駛。這樣大大改善了列車的曲線通過(guò)性能，能更好地適應(yīng)小曲線，最小轉(zhuǎn)彎半徑可達(dá)80米，遠(yuǎn)超傳統(tǒng)地鐵，車輪磨耗也大幅降低，節(jié)約維護(hù)成本。

車輛在沒(méi)有外部供電時(shí)也能行駛。裝載了儲(chǔ)能系統(tǒng)——?jiǎng)恿π铍姵?，可為車輛提供牽引動(dòng)力行駛15公里。當(dāng)發(fā)生供電故障時(shí)可應(yīng)急運(yùn)行，也方便在線路和車輛段的“無(wú)電區(qū)”行駛。

跑得更穩(wěn) 乘坐更舒適

新一代地鐵車輛采用先進(jìn)的減振降噪技術(shù)，乘坐起來(lái)更舒適。

列車運(yùn)行時(shí)，由于軌道不平順會(huì)引起車廂振動(dòng)，要通過(guò)轉(zhuǎn)向架上的懸掛系統(tǒng)來(lái)減振。傳統(tǒng)地鐵的懸掛系統(tǒng)不可調(diào)節(jié)，稱為被動(dòng)懸掛。

新一代地鐵車輛首次采用全主動(dòng)懸掛技術(shù)，在行駛途中，當(dāng)車廂產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)，能夠立刻探測(cè)到，并對(duì)懸掛系統(tǒng)的阻尼進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，使懸掛系統(tǒng)時(shí)刻處在最佳的減振狀態(tài)，從而使地鐵車輛“跑得更穩(wěn)”。

車廂內(nèi)也更安靜。車輛優(yōu)化了降噪設(shè)計(jì)，列車運(yùn)行時(shí)，客室噪聲僅68分貝，比傳統(tǒng)地鐵降低了3分貝以上。

據(jù)丁叁叁介紹，跟高鐵列車一樣，新一代地鐵車輛還進(jìn)行了氣密性設(shè)計(jì)，首次采用密封車體，乘客在乘坐時(shí)，不會(huì)因?yàn)檐噧?nèi)壓力波動(dòng)引起耳膜有壓迫感。

“智慧列車”：車窗上刷視頻

應(yīng)用現(xiàn)代智能化技術(shù)，新一代地鐵車輛還是高度智能化的“智慧列車”。

置身車廂，將感受到無(wú)處不在的“智慧服務(wù)”。車廂進(jìn)入“觸控”時(shí)代。車窗變身為一個(gè)觸控顯示屏，成為能傳達(dá)各種圖文視頻信息的“魔窗”，相當(dāng)于一個(gè)超大版的“Pad”，乘客只需用手指觸摸車窗，就能在車窗上看新聞、瀏覽網(wǎng)頁(yè)、購(gòu)票、刷視頻、觀看電視直播等，便捷地獲取各種服務(wù)。車廂里的鏡子，成為可觸控、可上網(wǎng)的“魔鏡”。車廂里的空調(diào)，能根據(jù)天氣和穿衣指數(shù)來(lái)自動(dòng)確定合適的溫度和濕度，讓體感更舒適。照明系統(tǒng)可隨時(shí)知曉車廂的光線環(huán)境，自動(dòng)調(diào)整亮度和色溫。還有多媒體曲面屏、自清潔座椅、為聽(tīng)力殘疾乘客配備的助聽(tīng)系統(tǒng)……智能化的乘客服務(wù)系統(tǒng)，將帶來(lái)全新的乘車體驗(yàn)。

新一代地鐵車輛的最高運(yùn)行時(shí)速可達(dá)140公里，比傳統(tǒng)地鐵更快。采用無(wú)人駕駛技術(shù)，列車從發(fā)車啟動(dòng)到加減速、停站、開(kāi)關(guān)門、回庫(kù)等運(yùn)行的全過(guò)程均為全自動(dòng)駕駛。

運(yùn)用維護(hù)也更智能。車輛建立了強(qiáng)大的智能化感知系統(tǒng)，設(shè)有1100多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)時(shí)感知列車的“健康”狀態(tài)。運(yùn)行途中出現(xiàn)異常時(shí)，可自動(dòng)預(yù)警和遠(yuǎn)程維護(hù)。同時(shí)，借助智能感知系統(tǒng)，能在車輛處于“亞健康”狀態(tài)時(shí)就及時(shí)介入維護(hù)，也能探測(cè)線路狀況，指導(dǎo)線路維護(hù)，使列車的運(yùn)行更加安全可靠。

據(jù)悉，下一步，新一代碳纖維地鐵車輛將進(jìn)行型式試驗(yàn)，并開(kāi)展線路試運(yùn)行。