Cilmi-baadhis shisheeye oo ku saabsan agabka isku-dhafka ah ee gaadiidka tareenada ayaa socday ku dhawaad nus qarni.Inkasta oo horumarinta degdega ah ee gaadiidka tareenada iyo xadiidka xawaaraha sare ee Shiinaha iyo codsiga alaabta isku dhafan ee gudaha ee goobtan ay si buuxda u socdaan, fiilooyinka la xoojiyay ee walxaha isku dhafan ee si ballaaran loo isticmaalo gaadiidka shisheeyaha ayaa ka badan fiber galaas ah, taas oo ka duwan. Kaarboonka isku-dhafka ah ee fiber-ka ee Shiinaha.Sida ku xusan maqaalkan, fiber carbon wuxuu ka yar yahay 10% walxaha isku dhafan ee jirka ee ay samaysay Shirkadda TPI Composites Company, inta soo hartayna waa fiber-ka dhalada ah, si ay u dheelitirto kharashka iyada oo hubinaysa miisaanka.Isticmaalka baaxadda leh ee fiber-ka kaarboonka ayaa si lama filaan ah u horseedaysa dhibaatooyin xagga kharashka ah, sidaas darteed waxaa loo isticmaali karaa qaybo dhisme oo muhiim ah sida bogag.
In ka badan 50 sano, Norplex-Micarta, oo ah sameeye heerkulbeeye isku dhafan, waxa uu lahaa ganacsi joogto ah oo samaynta agabka tareennada tareennada, oo ay ku jiraan tareenada, nidaamka biriiga-tareenka-fudud, iyo dahaarka korantada ee biraha korantada ee sarreeya.Laakiin maanta, suuqa shirkadu waxa uu ku sii fidayaa meel ka baxsan meel yar oo cidhiidhi ah oo galay codsiyo badan sida darbiyada, saqafyada iyo sagxadaha.
Dustin Davis, oo ah agaasimaha horumarinta ganacsiga ee Norplex-Micarta, ayaa aaminsan in tareenada iyo suuqyada kale ee gaadiidka dadweynaha ay si isa soo taraysa u siin doonaan fursadaha shirkadiisa, iyo sidoo kale soosaarayaasha iyo alaab-qeybiyeyaasha kale ee isku dhafan, sanadaha soo socda.Waxaa jira dhowr sababood oo korniinkan la filayo, mid ka mid ah waa qaadashada Yurub ee heerka Dabka EN 45545-2, kaas oo soo bandhigaya shuruudaha dabka adag, qiiqa iyo ilaalinta gaaska (FST) ee gaadiidka tirada badan.Adigoo isticmaalaya hababka resin phenolic, soosaarayaasha isku dhafan waxay ku dari karaan alaabta ilaalinta dabka iyo qiiqa lagama maarmaanka ah alaabtooda.
Intaa waxaa dheer, hawl wadeenada baska, tareenada dhulka hoostiisa mara iyo tareenadu waxay bilaabeen inay ogaadaan faa'iidooyinka walxaha isku dhafan si loo yareeyo gariirka buuqa iyo cacophony."Haddii aad waligaa ku jirtay tareenka dhulka hoostiisa mara oo aad maqashay saxan bir ah oo ruxaysa," ayuu yidhi Davis.Haddii guddigu ka samaysan yahay walxo isku dhafan, waxay daminaysaa codka oo waxay ka dhigi doontaa tareen mid aamusan."
Miisaanka fudud ee isku-dhafka ayaa sidoo kale ka dhigaya mid soo jiidasho leh hawl-wadeennada basaska ee xiisaynaya dhimista isticmaalka shidaalka iyo ballaarinta baaxadiisa.Warbixinta Sebtembar 2018, shirkadda cilmi-baarista suuqa ee Lucintel ayaa saadaalisay in suuqa caalamiga ah ee isku-dhafka loo isticmaalo gaadiidka tirada badan iyo baabuurta ka baxsan waddooyinka uu ku kori doono heerka sanadlaha ah ee 4.6 boqolkiiba inta u dhaxaysa 2018 iyo 2023, oo leh qiimo macquul ah $ 1 bilyan marka la gaaro 2023. Fursaduhu waxay ka iman doonaan codsiyo kala duwan, oo ay ku jiraan bannaanka, gudaha, qaybaha daboolka iyo tamarta, iyo qaybaha korantada.
Norplex-Micarta waxay hadda soo saartaa qaybo cusub oo hadda lagu tijaabiyay khadadka tareenada fudud ee Maraykanka.Intaa waxaa dheer, shirkaddu waxay sii waddaa inay diiradda saarto nidaamyada korantada oo leh walxo fiber joogto ah waxayna ku daraan hababka daaweynta degdega ah ee resin."Waxaad yareyn kartaa kharashaadka, kordhin kartaa wax soo saarka, waxaadna keeni kartaa shaqeyn buuxda ee FST phenolic suuqa," Davis ayaa sharaxay.In kasta oo walxaha isku dhafan ay ka qaali badnaan karaan qaybaha birta ah ee la midka ah, Davis wuxuu sheegay in kharashku aanu ahayn qodobka go'aaminaya codsiga ee ay baranayaan.
Iftiin iyo olol-celin
Dib-u-habaynta hawl-wadeennada tareenada Yurub ee Duetsche Bahn ee raxannada 66 ICE-3 Express waa mid ka mid ah awoodaha agabka isku dhafan si loo daboolo baahiyaha gaarka ah ee macaamiisha.Nidaamka qaboojinta, nidaamka madadaalada rakaabka iyo kuraasta cusub ayaa ku daray miisaan aan loo baahnayn baabuurta tareenada ee ICE-3.Intaa waxaa dheer, sagxadda asalka ah ee alwaaxdu ma buuxin heerarka cusub ee dabka Yurub.Shirkaddu waxay u baahday xal sagxad ah si ay uga caawiso dhimista miisaanka iyo la kulanka heerarka ilaalinta dabka.Sagxadaha isku dhafan ee fudud waa jawaabta.
Saertex, oo ah soo saaraha dharka isku dhafan ee ku salaysan Jarmalka, ayaa bixisa nidaamka walxaha LEO® ee sagxadaha.Daniel Stumpp, oo ah madaxa suuqgeynta caalamiga ah ee kooxda Saertex, ayaa sheegay in LEO ay tahay maro lakabaysan, oo aan cidhiidhi ahayn oo bixisa sifooyin farsamo oo sare iyo awood ka fudud oo ka badan kuwa tolsan.Nidaamka isku dhafan ee afarta qaybood ka kooban waxaa ka mid ah dahaar gaar ah oo dabka u adkaysta, walxaha la xoojiyay ee fiberglass, SAERfoam®( walxo xudun u ah buundooyinka 3D-fiberglass ee isku dhafan), iyo LEO vinyl ester resins.
SMT (oo sidoo kale ku salaysan Jarmalka), soo saaraha walxaha isku dhafan, ayaa dhulka ku abuuray habka buuxinta faakuumka iyadoo la adeegsanayo bacaha faakuumka silikon dib loo isticmaali karo oo ay samaysay Alan Harper, shirkad Ingiriis ah."Waxaan ka badbaadinay qiyaastii boqolkiiba 50 miisaanka alwaaxdii hore," Stumpp ayaa yidhi."Nidaamka LEO wuxuu ku salaysan yahay laminates fiber joogto ah oo leh nidaam aan buuxinayn oo leh sifooyin farsamo oo aad u fiican ... sagxaddu waa qoyan tahay."Sagxada, rooga sare iyo walxaha caagga ah dhamaantood waxay la kulmaan heerarka cusub ee ololka.
SMT waxa ay soo saartay in ka badan 32,000 cagood oo labajibbaaran oo baalal ah, kuwaas oo lagu rakibay ku dhawaad saddex meelood meel sideeda tareen ee ICE-3 ilaa maanta.Inta lagu jiro nidaamka dib u habeynta, cabbirka guddi kasta ayaa la hagaajinayaa si uu ugu habboonaado baabuur gaar ah.OEM-ka sedan-ka ICE-3 aad ayuu ula dhacay sagxadda cusub ee isku-dhafka ah taasoo keentay in ay dalbato saqaf isku-dhaf ah si uu qayb ahaan u beddelo qaab-dhismeedka saqafka birta ee hore ee baabuurta tareenada.
Sii wad
Proterra, oo ah naqshadeeye fadhigeedu yahay California iyo soo saaraha basaska korontada ee eber, ayaa isticmaalayey walxo isku dhafan dhammaan jirkeeda tan iyo 2009. 2017, shirkaddu waxay dejisay rikoor iyadoo ku kaxeysa 1,100 mayl hal-jid ah iyada oo batterigu ku amrayo Catalyst ®E2 baska.Baskaasi waxa uu leeyahay jidh fudud oo ay samaysay soo saaraha isku dhafan ee TPI Composite.
Dhowaan, TPI waxay la kaashatay Proterra si ay u soo saarto bas koronto oo isku dhafan oo dhan-hal ah."Baska caadiga ah ama kuwa xamuulka qaada, waxaa jira chassis, jirkuna wuxuu ku fadhiyaa dusha sare ee chassis," ayuu yiri Todd Altman, maamulaha suuq-geynta istiraatiijiga ah ee TPI.Naqshadaynta qolofka adag ee baska, waxaanu isku darnay chassis-ka iyo jidhka, si la mid ah nashqada baabuurka oo dhan." Hal dhisme ayaa ka waxtar badan laba qaab oo kala duwan marka loo eego shuruudaha waxqabadka.
Jidhka hal qolof ah ee Proterra waa ujeedo-dhismay, laga soo bilaabo xoq si uu u noqdo baabuur koronto ah.Taasi waa kala duwanaansho muhiim ah, ayuu yidhi Altman, sababtoo ah waayo-aragnimada baabuur-sameeyayaal badan iyo kuwa baska korantada sameeya waxay ahayd inay isku dayaan isku dayo xaddidan si ay ula qabsadaan naqshadahooda dhaqameed ee matoorada gubashada gudaha iyo baabuurta korontada."Waxay qaadanayaan dhufto ee jira waxayna isku dayayaan inay xirxiraan baytariyada ugu badan ee suurtogalka ah. Ma bixiso xalka ugu fiican ee aragti kasta.""ayuu yidhi Altman.
Basas badan oo koronto ah, tusaale ahaan, waxay batari ku leeyihiin dhabarka ama korka gaariga.Laakin dhanka Proterra, TPI waxa ay awoodaa in ay ku shubto batteriga hoostiisa baska."Haddii aad miisaan badan ku kordhinayso qaab dhismeedka baabuurka, waxaad doonaysaa in miisaankaasi uu ahaado mid fudud sida ugu macquulsan, labadaba dhinaca waxqabadka iyo dhinaca ammaanka," ayuu yiri Altman.Waxa uu xusay in qaar badan oo ka mid ah shirkadaha sameeya Basaska Korontada iyo Baabuurta ay hadda dib ugu noqonayaan sabuuradaha si ay u soo saaraan nashqado tayo leh oo loogu talagalay gaadiidkooda.
TPI waxay heshiis shan sano ah la gashay Proterra si ay u soo saarto ilaa 3,350 mayd bas oo isku jira xarumaha TPI ee Iowa iyo Rhode Island.
Waxaan u baahanahay in la habeeyo
Naqshadeynta jirka baska Catalyst waxay u baahan tahay in TPI iyo Proterra ay si joogto ah isu dheelli tiraan xoogga iyo daciifnimada dhammaan agabyada kala duwan si ay ula kulmaan yoolalka kharashka iyadoo la gaarayo waxqabadka ugu wanaagsan.Altman waxa uu xusay in waayo-aragnimada TPI ee soo saarista dabaysha waaweyn ee dhererkoodu yahay 200 cagood oo miisaankeedu yahay 25,000 rodol ay u sahlayso in ay soo saaraan mayd bas 40 cagood ah oo miisaankoodu u dhexeeyo 6,000 iyo 10,000 rodol.
TPI waxay awood u leedahay in ay hesho xoogga qaabdhismeedka loo baahan yahay iyada oo si door ah u adeegsata fiber kaarboon oo ay ku hayso si ay u xoojiso aagagga culeyska ugu weyn."Waxaan isticmaalnaa fiber carbon halkaas oo aad asal ahaan baabuur ka iibsan karto," Altman ayaa yidhi.Guud ahaan, fiber kaarboonku wuxuu ka kooban yahay wax ka yar 10 boqolkiiba walxaha xoojinta isku dhafan ee jirka, inta soo hartayna waa fiberglass.
TPI waxay dooratay resin vinyl ester sabab la mid ah."Markaan eegno epoxies, aad bay u fiican yihiin, laakiin markaad daaweyso, waa inaad kor u qaaddaa heerkulka, markaa waa inaad kululeysaa caaryada. Waa kharash dheeraad ah, "ayuu sii raaciyay.
Shirkaddu waxay isticmaashaa qaabaynta xawilaadda resin-ka ee vacuum-assisted resin transfer (VARTM) si ay u soo saarto qaab-dhismeedyo sandwich ah oo siinaya adkaanta lagama maarmaanka u ah hal qolof.Inta lagu jiro habka wax-soo-saarka, qalabka biraha qaarkood (sida xirmooyinka dunta iyo taarikada) ayaa lagu dhex daray jirka.Basku wuxuu u qaybsan yahay qaybo sare iyo hoose, kuwaas oo markaa la isku dhejiyo.Shaqaaluhu waa in ay hadhow ku daraan qurxin yar yar oo isku dhafan sida carwooyinka, laakiin tirada qaybaha waa qayb ka mid ah baska birta ah.
Ka dib marka loo diro jidhka la dhammeeyey ee warshadda soo saarista baska ee Proterra, khadka wax soo saarka ayaa si degdeg ah u socda sababtoo ah waxaa jira shaqo yar oo la qabanayo."Ma aha in ay sameeyaan dhammaan alxanka, shiidi iyo wax soo saarka, oo waxay leeyihiin interface aad u fudud si ay ugu xidhmaan jidhka iyo drivetrain," Altman ku daray.Proterra waxay badbaadisaa wakhti waxayna yaraynaysaa saadaasha sababtoo ah meel yar oo wax soo saarka ayaa looga baahan yahay qolofka monocotic.
Altman wuxuu aaminsan yahay in baahida loo qabo meydadka baska isku dhafan ay sii wadi doonaan inay koraan marka ay magaalooyinku u jeestaan basaska korontada si loo yareeyo wasakhowga iyo dhimista kharashka.Sida laga soo xigtay Proterra, baabuurta korontada ku shaqeeya ee baytarigu waxay leeyihiin kharashka ugu hooseeya ee wareegga nolosha (12 sano) marka la barbardhigo naaftada, gaaska dabiiciga ah ama basaska naaftada ah.Taasi waxay noqon kartaa hal sabab oo ay Proterra u leedahay iibinta basaska korontada ku shaqeeya ee baytari hadda waxay ka dhigan tahay 10% wadarta suuqa gaadiidka.
Waxaa weli jira caqabado hortaagan adeegsiga ballaaran ee walxaha isku dhafan ee baska korontada ku shaqeeya.Mid waa takhasuska baahida macaamiisha baska kala duwan."Maamulka tareen kastaa wuxuu jecel yahay inuu helo basaska si ka duwan --qaabaynta kursiga, furitaanka hatch. Waxay caqabad weyn ku tahay soosaarayaasha baska, qaar badan oo ka mid ah walxaha qaabeynta ayaa noo tagi kara.""Altman ayaa yiri." Soosaarayaasha jirka ee isku dhafan waxay rabaan inay helaan dhismo caadi ah, laakiin haddii macaamiil kastaa rabo heer sare oo is-habeyn, way adkaan doontaa in la sameeyo taas." TPI waxay sii wadaysaa inay la shaqeyso Proterra si kor loogu qaado naqshadeynta baska si loo maareeyo si wanaagsan. dabacsanaanta ay u baahan yihiin macaamiisha dhamaadka ah.
Sahami suurtagalnimada
Isku-dhafka ayaa sii wada si ay u tijaabiyaan in alaabtoodu ay ku habboon yihiin codsiyada cusub ee gaadiidka dadweynaha.Boqortooyada Midowday (UK), ELG Carbon Fibre, oo ku takhasustay tignoolajiyada dib-u-warshadaynta iyo dib-u-isticmaalka fiber-carbon, waxay hogaamisaa shirkado shirkado ah oo soo saaraya agabyo isku dhafan oo fudud oo loogu talagalay boogaha baabuurta rakaabka ah.Bogie-gu waxa uu taageeraa jidhka baabuurka, hagaya giraangiraha oo waxa uu ilaaliyaa xasiloonidiisa.Waxay gacan ka geystaan hagaajinta raaxada raacitaanka iyagoo nuugaya gariirka tareenka waxayna yareynayaan xoogga centrifugal marka uu tareenku rogo.
Hal yool ee mashruuca ayaa ah in la soo saaro boogaha 50 boqolkiiba ka fudud kuwa birta ah ee la midka ah."Haddii bogiegu fudud yahay, waxay keeni doontaa dhaawac yar oo jidka ah, sababtoo ah culeyska saaran wadada ayaa yaraan doona, wakhtiga dayactirka iyo kharashka dayactirka waa la dhimi karaa," Camille Seurat, injineer horumarinta alaabta ELG.Ujeedooyinka dheeriga ah waa in la dhimo 40% xoogaga dhinac-tareenka ee taayirrada iyo in la bixiyo la socodka xaaladda nolosha.Guddiga Badbaadada Tareenka iyo Heerarka Tareenka ee UK (RSSB) ayaa maalgelinaya mashruuca iyada oo ujeedadu tahay in la soo saaro badeecad ganacsi ahaan shaqayn karta.
Tijaabooyin wax-soo-saar ballaaran ayaa la sameeyay waxaana la sameeyay dhowr baalal tijaabo ah iyadoo la isticmaalayo prepregation ka dhimista cadaadiska, dhigista qoyan ee caadiga ah, perfusion iyo autoclave.Sababtoo ah wax soo saarka bogsyada ayaa xaddidan lahaa, shirkadu waxay dooratay epoxy prepreg ee lagu daaweeyay autoclaves sida habka ugu kharashka badan ee dhismaha.
Nooca bogie-ga cabbirka buuxa waa 8.8 cagood dheer, 6.7 fiit iyo 2.8 fiit sare.Waxa laga sameeyay isku-darka fiber-karboonka ee dib loo warshadeeyay (pads-ka aan-xidhka lahayn ee ay bixiso ELG) iyo dunta kaarboonka ceeriin.Fiilooyinka hal-jidka ah ayaa loo isticmaali doonaa curiyaha xoogga weyn waxaana lagu dhejin doonaa caaryada iyadoo la adeegsanayo tignoolajiyada robotiga.Epoxy leh sifooyin farsamo oo wanaagsan ayaa la dooran doonaa, kaas oo noqon doona epoxy dab-demis oo cusub oo la sameeyay kaas oo la xaqiijiyay EN45545-2 si loogu isticmaalo waddooyinka tareenada.
Si ka duwan boogaha birta ah, kuwaas oo laga soo bilaabo alwaaxyada isteerinka ilaa laba geesood, bogajyo isku dhafan ayaa la dhisi doonaa kor iyo hoosba kala duwan kuwaas oo la isku daray.Si loo beddelo boogaha birta ah ee jira, nooca isku dhafan waa inuu isku daraa xannibaadaha xidhiidhka ka joojinta iyo biriiga iyo qalabyada kale ee isla booska."Hadda, waxaan dooranay inaan ilaalino qalabka birta, laakiin mashaariicda dheeraadka ah, waxay noqon kartaa mid xiiso leh in lagu beddelo qalabka birta ee noocyada isku dhafan si aan u sii yareyno miisaanka ugu dambeeya," ayuu yiri Seurat.
Xubin ka tirsan kooxda Sensors iyo Composites ee Jaamacadda Birmingham ayaa kormeeraya horumarinta dareenka, kaas oo lagu dhex dari doono bogie-ga isku dhafan ee marxaladda wax soo saarka."Dareemayaasha intooda badani waxay diiradda saari doonaan la socodka culeyska dhibcaha kala duwan ee bogie, halka kuwa kale ay yihiin dareenka heerkulka," ayuu yiri Seurat.Dareemayaasha ayaa u oggolaan doona la socodka waqtiga-dhabta ah ee qaabdhismeedka isku dhafan, taas oo u oggolaanaysa in la ururiyo xogta culeyska nolosha.Tani waxay ku siin doontaa macluumaad qiimo leh oo ku saabsan culeyska ugu sarreeya iyo daalka muddada dheer.
Daraasadaha hordhaca ah waxay muujinayaan in boogaha isku dhafan ay tahay inay awoodaan inay gaaraan dhimista miisaanka la doonayo ee 50%.Kooxda mashruucu waxay rajaynaysaa inay haystaan bogag weyn oo diyaar u ah tijaabada badhtamaha 2019.Haddii prototype-ku u shaqeeyo sidii la filayay, waxay soo saari doonaan bogag badan si ay u tijaabiyaan taraamka ay samaysay Alstom, shirkadda gaadiidka tareenada.
Sida laga soo xigtay Seurat, inkasta oo ay weli jirto shaqo badan oo la qabanayo, calaamadaha hore waxay soo jeedinayaan in ay suurtagal tahay in la dhiso bogag isku dhafan oo ganacsi ahaan waxtar u leh oo la tartami kara boogaha birta ah ee kharashka iyo xoogga."Markaa waxaan u maleynayaa inay jiraan fursado badan iyo codsiyo suurtagal ah oo loogu talagalay isku-dhafka warshadaha tareenka," ayay raacisay.(Maqaal dib looga daabacay Kaarboon Fiber iyo Farsamo isku dhafan oo uu qoray Dr. Qian Xin).
Waqtiga boostada: Mar-07-2023