鎂合金造列車有望成都制造
2011年11月03日 14:26 5575次瀏覽 來(lái)源: 成都商報(bào) 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(jié)構(gòu)重量較大,運(yùn)行消耗高且控制難度大已不適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展需求。
成果
鎂合金因密度小、強(qiáng)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(shù)如今已由西南交通大學(xué)掌握。
應(yīng)用
西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、交通運(yùn)輸裝備輕量化研究所所長(zhǎng)權(quán)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(shù)已由西南交通大學(xué)掌握。西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院教授、交通運(yùn)輸裝備輕量化研究所所長(zhǎng)權(quán)高峰告訴成都商報(bào)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(dá)25%
軌道列車車體是承運(yùn)旅客的核心結(jié)構(gòu),一般由車底架、側(cè)墻、車頂和地板等部分組成,而這些部分則由不同的金屬結(jié)構(gòu)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(dá)到25%。"權(quán)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(gè)列車臥鋪鋪板,比同樣大小的鋁合金鋪板輕了14kg,"相當(dāng)于一個(gè)四五歲小孩的重量了。"權(quán)高峰說(shuō),高速列車的輕量化,將會(huì)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(guó)TüV統(tǒng)計(jì)機(jī)構(gòu)(相當(dāng)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)機(jī)構(gòu))曾經(jīng)公布了一個(gè)統(tǒng)計(jì)結(jié)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(huì)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(quán)高峰感嘆道,"你別小看那0.3升油,一年跑5萬(wàn)公里的話,該節(jié)約多少油、減少多少碳排放啊。"
吸震能力強(qiáng)密度小 顛簸感減弱防撞性好
權(quán)高峰還表示,鎂合金的阻尼能力好,吸收震動(dòng)的能力強(qiáng),可以達(dá)到明顯的減震降噪效果。這樣一來(lái),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(huì)不會(huì)變差?權(quán)高峰搖了搖頭說(shuō):"正好相反。打個(gè)比方,當(dāng)我們分別用鐵、鋁、鎂制的三個(gè)頭敲打物體,在用力一致時(shí),鐵頭對(duì)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(shì)。
權(quán)高峰介紹說(shuō),鐵和鋁的開采勢(shì)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(lái)的大規(guī)模應(yīng)用。相對(duì)鐵和鋁來(lái)說(shuō),鎂資源的來(lái)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(yàn) 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(jìn)焊接及表面工程技術(shù)研究中心,也是西南交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院的合作基地。該研究中心的技術(shù)人員陳林說(shuō),該中心目前用作許多新研發(fā)產(chǎn)品正式進(jìn)入軌道列車前的試驗(yàn)。
走進(jìn)廠房,成都商報(bào)記者看到展臺(tái)上擺著幾個(gè)鎂合金、鋁合金和鋼等材料制成的樣品。陳林指著一個(gè)泛著銀色光澤的輪轂說(shuō),這是用在電動(dòng)車上的鎂合金輪轂,直徑320毫米,重量?jī)H為1kg。成都商報(bào)記者用一只手拿起來(lái),感覺毫不費(fèi)力。陳林說(shuō),一個(gè)同樣直徑的鋁合金輪轂,比鎂合金輪轂重0.5kg。
而一個(gè)看似普通的合金板材,里面的"內(nèi)容"卻很豐富。原來(lái),這是一塊被稱作"鎂合金蜂窩板"的材料。陳林說(shuō),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(dòng)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(zhēng)取幾年后上線跑
權(quán)高峰在復(fù)合材料、鎂合金材料方向研究了近20年。2001年,他在德國(guó)從事鎂合金研究時(shí),因?yàn)槠渌诘膱F(tuán)隊(duì)將鎂合金用在空中客車公司的飛機(jī)制造項(xiàng)目中,他由此冒出想法,既然鎂合金能用在飛機(jī)上,為什么不能用在高速列車車體上呢?
2006年回國(guó)以后,權(quán)高峰全身心投入到了鎂合金制造列車車體的研究中。權(quán)高峰說(shuō),他和團(tuán)隊(duì)花了近5年的時(shí)間宣傳推廣鎂合金在軌道列車上的應(yīng)用可能性,但很多人都對(duì)鎂合金材料抱有懷疑:"鎂很容易點(diǎn)燃,這么危險(xiǎn)的材料怎么能用在列車上?"還有企業(yè)認(rèn)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(quán)高峰漸漸發(fā)現(xiàn),他需要更多領(lǐng)域的專家支持,于是,他和西南交通大學(xué)取得合作,共同規(guī)劃鎂合金在列車車體上應(yīng)用的方案。今年春,整體的規(guī)劃階段完成后,權(quán)高峰受聘來(lái)到西南交大。由他牽頭組織,西南交大牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室立項(xiàng)支持的鎂合金高速列車應(yīng)用項(xiàng)目正式啟動(dòng)了。權(quán)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(shù),而四川省先進(jìn)焊接及表面工程技術(shù)研究中心參與了該項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng)。目前,權(quán)高峰和他的團(tuán)隊(duì)正與幾家企業(yè)洽談生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)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(shí)現(xiàn)"成都制造"!" 權(quán)高峰說(shuō),他們已經(jīng)花了3年時(shí)間設(shè)計(jì)方案,從今年起,再用2年時(shí)間制造出整車列車車體,然后爭(zhēng)取最多再用5年時(shí)間,經(jīng)過(guò)安全性能、壽命評(píng)估等系列測(cè)試后,能讓列車上線跑。
責(zé)任編輯:lee
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