6月26日，中車青島四方機車車輛股份有限公司聯合青島地鐵集團為青島地鐵1號線研制的碳纖維地鐵列車“CETROVO1.0碳星快軌”在青島正式發布，這是全球首列用于商業化運營的碳纖維地鐵列車。該車較傳統地鐵車輛減重11%，具有更輕更節能等顯著優勢，引領地鐵列車實現全新綠色升級。
在軌道交通技術領域，車輛的輕量化，即在保證車輛性能的前提下盡可能減輕車身重量，降低運行能耗,是實現軌道車輛綠色化、低碳化的關鍵技術。傳統地鐵車輛主要采用鋼、鋁合金等金屬材料，受制于材料特性，面臨減重瓶頸。碳纖維，因具有輕質、高強度、抗疲勞、耐腐蝕等優點，被稱為“新材料之王”，它的強度是鋼鐵的5倍以上，但重量不到鋼鐵的1/4，是軌道車輛輕量化的絕佳材料。
中車四方股份公司聯合青島地鐵集團等單位共同攻關，攻克碳纖維大型復雜主承載結構一體化設計、高效低成本成型制造、全方位智能檢測維護等關鍵技術，系統解決工程化應用難題，在全球首次實現了碳纖維復合材料在商用地鐵車輛主承載結構上的應用。
該車的車體、轉向架構架等主承載結構采用碳纖維復合材料制造，實現了車輛性能的全新升級，具有更輕更節能、強度更高、環境適應力更強、全壽命周期運維成本更低等技術優勢。
車身更輕盈，運行更節能
通過采用碳纖維復合材料，車輛實現大幅減重。與傳統金屬材料的地鐵車輛相比，該碳纖維地鐵車輛的車體減重25%，轉向架構架減重50%，整車減重約11%，運行能耗降低7%，每列車每年可減少二氧化碳排放約130噸，相當于植樹造林101畝。
強度更高，結構壽命更長
該車采用更高性能的新型碳纖維復合材料，實現輕量化的同時提高了車身強度。同時，與采用傳統金屬材料相比，碳纖維轉向架構架部件具有更強的抗沖擊能力，耐疲勞性能更優，延長了結構使用壽命。
環境適應力更強
更輕的車身，使列車擁有更優異的行駛性能，不僅可以滿足線路更嚴格的軸重限制要求，而且減少了對車輪和軌道的磨耗。該車還采用先進的主動徑向技術，可主動控制車輛輪對沿著徑向通過曲線，大幅降低了輪軌磨耗和噪聲。采用更耐磨、更抗熱的碳陶制動盤，實現減重的同時滿足更苛刻的制動性能需求。
全壽命周期運維成本更低
得益于碳纖維輕量化材料和新技術的應用，碳纖維地鐵列車的輪軌磨耗顯著降低，大幅減少了車輛和軌道的維護量。同時，通過應用數字孿生技術，打造碳纖維列車SmartCare智能運維平臺，實現了整車安全、結構健康及運用性能的自檢測與自診斷，提高了運維效率，降低了運維成本。列車全壽命周期檢修成本降低了22%。
在軌道車輛碳纖維技術領域，中車四方股份公司發揮產業優勢，通過十余年的研發積累和“產學研用”協同創新，搭建了全鏈條研發、制造、驗證平臺，形成了從碳纖維結構設計研發到成型制造、仿真、試驗、質量保障等成套工程化能力，可提供全壽命周期一站式解決方案。
目前，該碳纖維地鐵列車已完成廠內型式試驗。按照計劃，年內將在青島地鐵1號線投入載客示范運營。
當前，在我國城市軌道交通領域，如何最大限度地降低能耗，減少碳排放，打造高效低碳的綠色城軌，是行業發展的重中之重。這對軌道車輛輕量化技術提出了更高的需求。碳纖維代表著未來輕量化材料技術發展方向，商用碳纖維地鐵列車的問世，推動了地鐵車輛主承載結構由鋼、鋁合金等傳統金屬材料向碳纖維新材料的迭代，打破了傳統金屬材料結構減重的瓶頸，實現了我國地鐵列車輕量化技術的全新升級，將為推動我國城市軌道交通綠色低碳轉型，助力城軌行業實現“雙碳”目標發揮重要作用。
青島財經日報/首頁新聞記者 宋大偉 通訊員 鄧旺強
責任編輯：王海山
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