Как и в автомобильной промышленности, сталь и алюминий являются доминирующими материалами, используемыми в автомобилестроении.строительство кузовов поездов, включая борта поезда, крышу, панели пола и балки, которые соединяют пол поезда с боковой стенкой.Алюминий обеспечивает ряд преимуществ для высокоскоростных поездов: его относительная легкость по сравнению со сталью, более легкая сборка за счет уменьшения количества деталей и высокая коррозионная стойкость.Хотя алюминий составляет около 1/3 веса стали, большинство алюминиевых деталей, используемых в транспортной отрасли, примерно вдвое легче соответствующих стальных деталей из-за требований к прочности.
Алюминиевые сплавы, используемые для облегчения вагонов скоростных рельсов (в основном серии 5ххх и 6ххх, как в автомобильной промышленности, но также и серии 7ххх для требований высокой прочности), имеют меньшую плотность по сравнению со сталью (без ущерба для прочности), а также отличную формуемость. и коррозионная стойкость.Наиболее распространенными сплавами для поездов являются 5083-H111, 5059, 5383, 6060 и более новый 6082. Например, высокоскоростные поезда Синкансэн в Японии содержат в основном сплав 5083 и немного сплава 7075, который чаще используется в аэрокосмической промышленности, в то время как немецкие Transrapid в основном использует листы 5005 для панелей и 6061, 6063 и 6005 для профилей.Кроме того, кабели из алюминиевого сплава также все чаще используются в качестве замены традиционных кабелей с медными жилами в железнодорожных передачах и установках.
Таким образом, основное преимущество алюминия перед сталью заключается в обеспечении более низкого энергопотребления в высокоскоростных поездах и увеличении грузоподъемности, которую можно перевозить, особенно в грузовых поездах.В системах скоростного транспорта и пригородных поездов, где поезда должны делать много остановок, можно добиться значительной экономии средств, поскольку для ускорения и торможения требуется меньше энергии, если используются алюминиевые вагоны.Облегченные поезда в сочетании с другими аналогичными мерами могут снизить потребление энергии до 60 % в новых вагонах.
Конечным результатом является то, что в региональных и высокоскоростных поездах последнего поколения алюминий успешно заменил сталь в качестве предпочтительного материала.В этих вагонах используется в среднем 5 тонн алюминия на вагон.Поскольку задействованы некоторые стальные компоненты (такие как колеса и подшипниковые механизмы), такие вагоны обычно на треть легче по сравнению со стальными вагонами.Благодаря экономии энергии первоначальные более высокие производственные затраты на облегченные вагоны (по сравнению со стальными) окупаются примерно через два с половиной года эксплуатации.Забегая вперед, материалы из углеродного волокна приведут к еще большему снижению веса.
Время публикации: 19 апреля 2021 г.