随着全球时速最快的动车组样车CR450在北京国家铁路实验中心亮相,精美的流线型车头,以及飞箭般的运行速度,又再次惊艳了全世界!根据中国高铁命名规则,CR是中国铁路China Railway的英文缩写,而后面的数字则表示速度等级。CR450表示的就是具有时速450公里试验速度和时速400公里商业运营速度的中国高速动车组列车。在2017年运营的复兴号CR400运营速度是350公里,已经是全世界范围内运行速度最快的高铁了,而现在的CR450更是再次迎来了突破,创造了更快更惊艳的速度。
高铁CR450
由CR400到CR450,看是只增加了50公里的速度,但真正实现难度确实非常的大。首先安全指标要求停车时时速从400公里到0,紧急制动距离不超过6500米,这一要求与运营的CR400动车组在时速350公里下的紧急制动距离一致;其次,速度提升,能耗不能高,确保CR450动车在时速400公里时,能耗和CR400动车在时速350公里时一致,这样更能确保商业运营的经济性;第三,乘坐的舒适度,速度提升,噪音指数不能涨,车内噪音指标要和CR400动车组一致。面对这些硬指标,对于高铁研究部门来说无疑像一个惊雷,这简直就是难以完成的目标。
碳纤维复合材料减重
速度是衡量铁路技术水平的重要标志,也是旅客最直观的感受,更是对时空距离的重构,每一次提速,深刻影响和带动着城市格局、人口布局、经济版图的积极变化。而对于高速集成的铁路系统,提速更是对原有系统的全面挑战。2021年,中国国家铁路集团有限公司正式启动CR450科技创新工程,给列车减重,是研发团队确立的首要目标。这就是对CR450列车进行轻量化研发。轻量化列车对于轨道的冲击作用力会减小,对轨道冲击力减小,就可以将现有时速350公里提升到时速400公里。
碳纤维五轴加工中心
众所周知,在高铁推出来时,也是为了轻量化运营,车身很多地方都采用铝合金材料,而现在又要再次轻量化,势必需要需要性能更好的新型复合材料,具有轻质高强的碳纤维复合材料,也从航空航天领域引用到轨道交通行业,而碳纤维材料的应用,将动车组整车减重10%左右。
碳纤维复合材料在CR450动车组中的应用主要体现在车体结构和零部件上,譬如设备舱、排障器等部件。这些部件采用碳纤维材料相对传统材料说来,可降低30%的重量,使车身更轻,运行能耗更低。此外,CR450动车组的车体也是用了碳纤维复合材料,使得车体重量相对CR400复兴号列车重量降低了12%左右,有效实现了列车轻量化,提升了运行效率和降耗,并提高了制动性能和牵引效率。
全封闭五轴加工中心
碳纤维复合材料经大荣五轴加工中心的高精度铣削加工,具有更加精准的尺寸,在动车组装配式可以更好的达到要求。同时,CR450使用永磁电机、镁合金、碳纤维等这些新型材料,每一部分装配结构件,经过数控加工中心机床的精准切削,精度和装配公差都能有效得到保障。而满载旅客后的CR450列车总重量从500多吨下降到460吨左右,牵引功率上升到11000千瓦。有效的提高制动设备,列车时速400公里时,仍能安全紧急制动,安全停稳。这就是中国速度,也是中国科技发展的必然结果。