鎂合金造列車有望成都制造
2011年11月03日 14:26 5390次瀏覽 來源: 成都商報 分類: 鎂資訊
方向
高速軌道列車要提速、防震、防撞,車體的輕量化尤為重要,但傳統(tǒng)列車所使用的鋼合金、鋁合金結構重量較大,運行消耗高且控制難度大已不適應當前發(fā)展需求。
成果
鎂合金因密度小、強度高、減震性能好,使用鎂合金材料制造整車列車車體的核心技術如今已由西南交通大學掌握。
應用
西南交通大學材料科學與工程學院教授、交通運輸裝備輕量化研究所所長權高峰表示,新一代鎂合金造高速列車很有可能在成都生產(chǎn)。
想讓列車車體更輕,列車行駛速度更快,減震性能更好?如今,符合這一條件的鎂合金制造整車列車車體的核心技術已由西南交通大學掌握。西南交通大學材料科學與工程學院教授、交通運輸裝備輕量化研究所所長權高峰告訴成都商報記者,目前,他們正在跟成都的幾家公司洽談,如果成功,新一代鎂合金造高速列車很有可能在成都生產(chǎn)。
鎂合金代替鋁合金 列車減重率達25%
軌道列車車體是承運旅客的核心結構,一般由車底架、側墻、車頂和地板等部分組成,而這些部分則由不同的金屬結構焊接而成。
"如果用鎂合金車體代替鋁合金車體,列車的減重率可以達到25%。"權高峰給出了一組數(shù)據(jù):鋼和不銹鋼的密度約為7.8噸每立方米,鋁合金的密度約為2.8噸每立方米,而鎂合金的密度為1.8噸每立方米。用鎂合金制作一個列車臥鋪鋪板,比同樣大小的鋁合金鋪板輕了14kg,"相當于一個四五歲小孩的重量了。"權高峰說,高速列車的輕量化,將會大大提高高速列車的行駛速度。
重量減輕100公斤 汽車每百公里油耗降0.3升
德國TüV統(tǒng)計機構(相當于國家標準檢測機構)曾經(jīng)公布了一個統(tǒng)計結果:一輛1.5噸左右的汽車,如果部分使用鎂合金制造零部件,可以減輕100公斤的重量,每百公里油耗平均就會降低0.3升。"一輛汽車,平均每百公里用7升油。輕量化以后,平均就用6.7升油。"權高峰感嘆道,"你別小看那0.3升油,一年跑5萬公里的話,該節(jié)約多少油、減少多少碳排放啊。"
吸震能力強密度小 顛簸感減弱防撞性好
權高峰還表示,鎂合金的阻尼能力好,吸收震動的能力強,可以達到明顯的減震降噪效果。這樣一來,乘客坐在列車上聽到的"轟轟"聲就小了,顛簸感也將感覺有所減弱,"就像把車內(nèi)環(huán)境與外界環(huán)境隔絕開了一樣。"
使用鎂合金材料,列車重量減輕,防撞性能會不會變差?權高峰搖了搖頭說:"正好相反。打個比方,當我們分別用鐵、鋁、鎂制的三個頭敲打物體,在用力一致時,鐵頭對物體造成的破壞力最大。原因是鐵的密度大,而鎂的密度小,造成的沖擊力就小多了。"
量大面廣 屬可持續(xù)發(fā)展資源
此外,鎂合金還具有電磁屏蔽性好、加工成型性好、環(huán)境相容性好、易于回收等優(yōu)勢。
權高峰介紹說,鐵和鋁的開采勢頭迅猛,但商源礦藏已接近枯竭,這終將限制鋼鐵和鋁合金在未來的大規(guī)模應用。相對鐵和鋁來說,鎂資源的來源非常廣泛,"量大面廣",屬于可持續(xù)發(fā)展的資源。
記者體驗 同直徑的輪轂 鎂合金造比鋁合金造輕了1斤
新津孵化園里的一棟三層樓房,是四川省先進焊接及表面工程技術研究中心,也是西南交通大學材料科學與工程學院的合作基地。該研究中心的技術人員陳林說,該中心目前用作許多新研發(fā)產(chǎn)品正式進入軌道列車前的試驗。
走進廠房,成都商報記者看到展臺上擺著幾個鎂合金、鋁合金和鋼等材料制成的樣品。陳林指著一個泛著銀色光澤的輪轂說,這是用在電動車上的鎂合金輪轂,直徑320毫米,重量僅為1kg。成都商報記者用一只手拿起來,感覺毫不費力。陳林說,一個同樣直徑的鋁合金輪轂,比鎂合金輪轂重0.5kg。
而一個看似普通的合金板材,里面的"內(nèi)容"卻很豐富。原來,這是一塊被稱作"鎂合金蜂窩板"的材料。陳林說,在軌道交通車輛中使用鎂合金蜂窩板,既能減重,又能最大程度地吸收震動能量,隔溫隔濕,降低噪音,增加旅客乘坐的舒適性和安全感。
制造上線 鎂合金造整車車體 爭取幾年后上線跑
權高峰在復合材料、鎂合金材料方向研究了近20年。2001年,他在德國從事鎂合金研究時,因為其所在的團隊將鎂合金用在空中客車公司的飛機制造項目中,他由此冒出想法,既然鎂合金能用在飛機上,為什么不能用在高速列車車體上呢?
2006年回國以后,權高峰全身心投入到了鎂合金制造列車車體的研究中。權高峰說,他和團隊花了近5年的時間宣傳推廣鎂合金在軌道列車上的應用可能性,但很多人都對鎂合金材料抱有懷疑:"鎂很容易點燃,這么危險的材料怎么能用在列車上?"還有企業(yè)認為,比起"沒有安全保障的"鎂合金,用鋁合金制造更劃算。
推廣期間,權高峰漸漸發(fā)現(xiàn),他需要更多領域的專家支持,于是,他和西南交通大學取得合作,共同規(guī)劃鎂合金在列車車體上應用的方案。今年春,整體的規(guī)劃階段完成后,權高峰受聘來到西南交大。由他牽頭組織,西南交大牽引動力國家重點實驗室立項支持的鎂合金高速列車應用項目正式啟動了。權高峰介紹,西南交大已掌握了鎂合金制造整車列車車體的核心技術,而四川省先進焊接及表面工程技術研究中心參與了該項目的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營。目前,權高峰和他的團隊正與幾家企業(yè)洽談生產(chǎn)經(jīng)營事宜,其中不乏成都企業(yè),"從初期規(guī)劃到后期制造,新一代鎂合金造高速列車很有可能實現(xiàn)"成都制造"!" 權高峰說,他們已經(jīng)花了3年時間設計方案,從今年起,再用2年時間制造出整車列車車體,然后爭取最多再用5年時間,經(jīng)過安全性能、壽命評估等系列測試后,能讓列車上線跑。
責任編輯:lee
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