9月18日下午,在德國舉行的柏林國際軌道交通技術(shù)展(InnoTrans2018)上,中車四方股份公司正式發(fā)布新一代碳纖維地鐵車輛“CETROVO”。
當(dāng)?shù)貢r間下午14:00時,新一代碳纖維地鐵車輛實車發(fā)布會舉行。
中國駐德國大使史明德、中國中車總裁孫永才、德國技術(shù)專家胡芬巴赫、中國中車副總裁王軍、中車四方股份公司總經(jīng)理馬云雙出席發(fā)布會,并共同按下啟動球,為新車揭幕。
該車是我國的全新一代地鐵,采用大量先進的新材料、新技術(shù)研制,在節(jié)能環(huán)保、舒適、智能等方面相比傳統(tǒng)地鐵實現(xiàn)全面升級,是我國地鐵領(lǐng)域的最新技術(shù)成果,代表著未來地鐵列車的技術(shù)潮流。它的問世,將引領(lǐng)地鐵車輛駛?cè)敫泳G色智能的“新時代”。
新一代地鐵車輛長什么樣?有什么“黑科技”?將帶來怎樣的乘坐新體驗?
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,是地鐵車輛實現(xiàn)節(jié)能的一個主要途徑。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)、高強度的優(yōu)點為列車輕量化提供了絕佳的解決方案。
碳纖維車體
碳纖維轉(zhuǎn)向架
據(jù)中國中車科學(xué)家、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的碳纖維技術(shù),車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機室、設(shè)備艙及設(shè)備機體等均使用碳纖維復(fù)合材料制造,是大規(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、制造成型等關(guān)鍵技術(shù),實現(xiàn)了碳纖維復(fù)合材料在車體、轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、司機室等車輛主承載結(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、司機室、設(shè)備艙分別減重30%以上,轉(zhuǎn)向架構(gòu)架減重40%,整車減重13%。
“雖然在制造成本上要高于傳統(tǒng)金屬材料,但碳纖維復(fù)合材料更加輕量化,節(jié)能優(yōu)勢明顯,并且具有優(yōu)異的耐疲勞、耐候、耐腐蝕性能,可有效保證列車在30年服役期內(nèi)不發(fā)生疲勞、腐蝕等失效,減少了維護量,因此能夠降低全壽命周期成本。”丁叁叁說,車身變輕后,也減少了對線路的損害。
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新型高效節(jié)能的牽引系統(tǒng)。由傳統(tǒng)地鐵的異步電機升級到永磁同步電機直驅(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)測算,新一代地鐵車輛可綜合節(jié)能15%以上。
車廂會“變身” 適用性更強
與傳統(tǒng)地鐵相比,新一代地鐵車輛擁有更強的適用性,在運營組織上更加靈活,并能適應(yīng)更復(fù)雜的運行環(huán)境。
目前,我國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)運營需求實現(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,這樣能實現(xiàn)以最經(jīng)濟的方式運營,節(jié)約能耗,降低運營成本,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)境下運行。
同時,針對地鐵線路彎道多、半徑小,車輛首次在轉(zhuǎn)向架裝備主動徑向系統(tǒng),當(dāng)監(jiān)測到車輛進入彎道時,能夠控制輪對處在曲線徑向位置行駛。這樣大大改善了列車的曲線通過性能,能更好地適應(yīng)小曲線,最小轉(zhuǎn)彎半徑可達80米,遠超傳統(tǒng)地鐵,車輪磨耗也大幅降低,節(jié)約維護成本。
車輛在沒有外部供電時也能行駛。裝載了儲能系統(tǒng)——動力蓄電池,可為車輛提供牽引動力行駛15公里。當(dāng)發(fā)生供電故障時可應(yīng)急運行,也方便在線路和車輛段的“無電區(qū)”行駛。
跑得更穩(wěn) 乘坐更舒適
新一代地鐵車輛采用先進的減振降噪技術(shù),乘坐更舒適。
列車運行時,由于軌道不平順會引起車廂振動,要通過轉(zhuǎn)向架上的懸掛系統(tǒng)來減振。傳統(tǒng)地鐵的懸掛系統(tǒng)不可調(diào)節(jié),稱為被動懸掛。
新一代地鐵車輛首次采用全主動懸掛技術(shù),在行駛途中,當(dāng)車廂產(chǎn)生振動時,能夠立刻探測到,并對懸掛系統(tǒng)的阻尼進行動態(tài)調(diào)整,使懸掛系統(tǒng)時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。優(yōu)化了降噪設(shè)計,列車運行時,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行了氣密性設(shè)計,首次采用密封車體,乘客在乘坐時,不會因為車內(nèi)壓力波動引起耳膜有壓迫感。
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的“智慧列車”。
置身車廂,將感受到無處不在的“智慧服務(wù)”。
車廂進入“觸控”時代。車窗變身為一個觸控顯示屏,成為能傳達各種圖文視頻信息的“魔窗”。相當(dāng)于一個超大版的“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、購票、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”。
車廂的智能空調(diào),能根據(jù)天氣和穿衣指數(shù)來自動確定合適的溫度和濕度,讓體感更舒適。
照明系統(tǒng)可隨時知曉車廂的光線環(huán)境,自動調(diào)整亮度和色溫。
還有多媒體曲面屏、自清潔座椅、為聽力殘疾乘客配備的助聽系統(tǒng)……
智能化的乘客服務(wù)系統(tǒng),將帶來全新的乘車體驗。
全自動無人駕駛
新一代地鐵車輛的最高運行時速可達140公里,比傳統(tǒng)地鐵更快。
采用無人駕駛技術(shù),列車從發(fā)車啟動到加減速、停站、開關(guān)門、回庫等運行的全過程均為全自動駕駛。
運用維護也更智能
車輛建立了強大的智能化感知系統(tǒng),設(shè)有1100多個監(jiān)測點,實時感知列車“健康”狀態(tài)。運行途中出現(xiàn)異常時,可自動預(yù)警和遠程維護。同時,借助智能感知系統(tǒng),能在車輛處于“亞健康”狀態(tài)時就及時介入維護,也能探測線路狀況,指導(dǎo)線路維護,使列車的運行更加安全可靠。
據(jù)悉,下一步,新一代碳纖維地鐵車輛將進行型式試驗,并開展線路試運行。