XX Międzynarodowa Konferencja Naukowa Pojazdy Szynowe Poznań PROPOZYCJA MODERNIZACJI LOKOMOTYWY EM 10 NA POJAZD HYBRYDOWY

Podobne dokumenty
Potencjał modernizacyjny lokomotyw spalinowych NEWAG S.A.

Platforma lokomotyw BAZA PLATFORMY. Modułowa konstrukcja układu napędowego zapewnia 82% wspólnych podzespołów dla lokomotyw elektrycznych platformy

Lokomotywy hybrydowe jako narzędzie zapewniające elastyczność operacyjną przewoźników kolejowych

Naszą misją jest. spełnianie obecnych i przyszłych oczekiwań. krajowych i zagranicznych właścicieli taboru szynowego. poprzez

Spis treści. 6Dg 15D 16D. O firmie Newag

Przedstawiamy Państwu ofertę na sprzedaż lokomotyw spalinowych

CENNIK. 1. Stawki jednostkowe opłaty podstawowej za minimalny dostęp do infrastruktury kolejowej

CENNIK. 1. Stawki jednostkowe opłaty podstawowej za minimalny dostęp do infrastruktury kolejowej

CENNIK. 1. Stawki jednostkowe opłaty podstawowej za minimalny dostęp do infrastruktury kolejowej

Moc w ciągłej dyspozycji. Technika produkcji lokomotyw

Układ napędowy. Silnik spalinowy CAT C27 Typ silnika CAT C 27. Zespół prądnic synchronicznych. Znamionowa prędkość obrotowa

Naszą misją jest. spełnianie obecnych i przyszłych oczekiwań. krajowych i zagranicznych właścicieli taboru szynowego. poprzez

CENNIK. 1. Stawki jednostkowe opłaty podstawowej za minimalny dostęp do infrastruktury kolejowej

CENNIK. 1. Stawki jednostkowe opłaty podstawowej za minimalny dostęp do infrastruktury kolejowej

Rodzaje trakcji w Europie Żółty: 25kV, 50Hz

STUDIUM TECHNICZNE MODERNIZACJA SPALINOWEJ LOKOMOTYWY MANEWROWEJ SERII SM31 MODERNIZATION OF LOCOMOTIVE CLASS SM31 TECHNICAL STUDY

HYBRYDOWE UKŁADY NAPĘDOWE LOKOMOTYW SPALINOWYCH

TTS TECHNIKA TRANSPORTU SZYNOWEGO 2014

PORÓWNANIE WŁASNOŚCI TRAKCYJNO- -RUCHOWYCH LOKOMOTYW EU07 i ET22 ZE SKŁADEM TOWAROWYM

Współczesne rozwiązania hybrydowych układów napędowych spalinowych pojazdów trakcyjnych

Układ napędu asynchronicznego ENI-ZNAP/3C przeznaczony do tramwajów MODERUS BETA MF02AC

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. BOMBARDIER TRANSPORTATION POLSKA SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Wrocław, PL

Elektryczne zespoły trakcyjne

PROJEKT CENNIKA OPŁAT ZA KORZYSTANIE Z INFRASTRUKTURY KOLEJOWEJ O SZEROKOŚCI TORÓW 1435 MM ZARZĄDZANEJ PRZEZ PKP POLSKIE LINIE KOLEJOWE S.A.

PKP LHS NA NOWYCH SZLAKACH

Układ napędowy tramwaju niskopodłogowego na przykładzie układu ENI-ZNAP/RT6N1

Spis treści. Przedmowa 11

PROJEKTY MODERNIZACYJNE SPALINOWYCH LOKOMOTYW LINIOWYCH I MANEWROWYCH WYKONANYCH W INSTYTUCIE POJAZDÓW SZYNOWYCH

PERSPEKTYWY ROZWOJU ELEKTRYCZNYCH AUTOBUSÓW MIEJSKICH MARKI URSUS. URSUS BUS S.A. Dariusz Kasperek

Spis treści. Dragon. Griffin. O firmie Newag

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI

3RS SZYNOWO-DROGOWY WÓZEK MANEWROWY

LOKOMOTYWY ELEKTRYCZNE

ŹRÓDŁA NAPĘDU W MIEJSKIEJ KOMUNIKACJI AUTOBUSOWEJ -KIERUNKI INNOWACYJNOŚCI BARTŁOMIEJ WALCZAK

NOWOCZESNE ŹRÓDŁA ENERGII

Techniczna Specyfikacja Interoperacyjności Hałas

Budowa zmodernizowanej lokomotywy SM42 6Dg i jej podzespołów

D E C Y Z J A Nr TRM /10

SEKCJONOWANIE I IZOLATORY SEKCYJNE SIECI TRAKCYJNEJ

Analiza efektywności modernizacji lokomotywy manewrowej serii SM42

IME Instytut Maszyn Elektrycznych

Zaznacz właściwą odpowiedź (właściwych odpowiedzi może być więcej niż jedna)

Pomiary pól magnetycznych generowanych przez urządzenia elektroniczne instalowane w taborze kolejowym

TTS TECHNIKA TRANSPORTU SZYNOWEGO

ZAKŁÓCENIA GENEROWANE DO SIECI TRAKCYJNEJ PRZEZ NOWOCZESNY ELEKTRYCZNY ZESPÓŁ TRAKCYJNY 22 WE ELF

DESIGN OF A MODERNIZED SHUNTING DIESEL LOCOMOTIVE, CLASS 6Dg

3RS SZYNOWO-DROGOWY WÓZEK MANEWROWY

Badania kompatybilności elektromagnetycznej pojazdów w trakcyjnych w świetle obecnie zujących norm oraz przyszłych ych wymagań normatywnych

Opis wyników projektu

TTS TECHNIKA TRANSPORTU SZYNOWEGO

Warunki rozwoju przewozów kolejowych

ISTORIA. Oferta. Rail Polska w oparciu o wysoko wykwalifikowaną i doświadczoną załogę oraz nowoczesne

R E G U L A M I N. PRACY BOCZNICY KOLEJOWEJ PKP Energetyka S.A. Oddział w Warszawie Paliwa ul. Chłopickiego 50, Warszawa

MODERNIZACJA NAPĘDU ELEKTRYCZNEGO WIRÓWKI DO TWAROGU TYPU DSC/1. Zbigniew Krzemiński, MMB Drives sp. z o.o.

66. Regulamin obsługi bocznicy szlakowej

(12) TŁUMACZENIE PATENTU EUROPEJSKIEGO (19) PL (11) PL/EP (96) Data i numer zgłoszenia patentu europejskiego:

ELEKTRYCZNE ZASOBNIKOWE JEDNOSTKI TRAKCYJNE NA CZĘŚCIOWO ZELEKTRYFIKOWANYCH LINIACH MIEJSKICH I PODMIEJSKICH

ZAAWANSOWANE ROZWIĄZANIA TECHNICZNE I BADANIA EKSPLOATACYJNE MIEJSKIEGO SAMOCHODU OSOBOWEGO Z NAPĘDEM ELEKTRYCZNYM e-kit

71. Regulamin obsługi bocznicy stacyjnej

INNOWACYJNE I PRAKTYCZNE PROJEKTY Z ZAKRESU WYTWARZANIA ENERGII ELEKTRYCZNEJ Z OZE ORAZ SPOSOBY JEJ WYKORZYSTANIA - SAMOCHODY ELEKTRYCZNE

PRZEGLĄD DOKUMENTACYJNY 2012

Zakres podsystemu Energia

PL B1. POLITECHNIKA LUBELSKA, Lublin, PL MIEJSKIE PRZEDSIĘBIORSTWO KOMUNIKACYJNE - LUBLIN - SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Lublin, PL

Modernizacja 7 elektrycznych zespołów trakcyjnych serii EN57.

Załącznik nr 1 do RPK Zakres tematyczny konkursu 5/1.2/2016/POIR

ENIKA Sp. z o.o. Jesteśmy firmą specjalizującą się w projektowaniu i produkcji wysokiej jakości urządzeń.

Instrukcja obsługi serwisu KALKULACJA

INSTYTUT ELEKTROTECHNIKI

Załącznik nr 1.2 do Zapytania ofertowego nr 008-BR dla przetwornicy pomocniczej

Infrastruktura elektroenergetyczna układów zasilania systemu 3 kv DC linii magistralnych o znaczeniu międzynarodowym (1)

Rozwój transportu kolejowego w Województwie Pomorskim

Specyfikacja TSI CR ENE - wymagania dla podsystemu energia oraz składników interoperacyjności wchodzących w skład systemu zasilania trakcyjnego

WSPÓŁCZYNNIK GOTOWOŚCI SYSTEMU LOKOMOTYW SPALINOWYCH SERII SM48

EFFECTIVENESS EVALUATION OF LOCOMOTIVE SM42 MODERNIZATION BASED ON LCC ANALYSIS

Elektryczna trakcja kolejowa i miejska

PL B1. Układ do zasilania silnika elektrycznego w pojazdach i urządzeniach z napędem hybrydowym spalinowo-elektrycznym

TRAMWAJE TROLEJBUSY METRO

POCIĄGI KDP NA LINIACH KONWENCJONALNYCH

SKM t 6 INSTRUKCJA OGRZEWANIA I SCHŁADZANIA POCIAGÓW ZŁOŻONYCH Z ELEKTRYCZNYCH ZESPOŁÓW TRAKCYJNYCH ORAZ SPALINOWYCH ZESPOŁÓW TRAKCYJNYCH

PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Zakład Linii Kolejowych w... Do użytku wewnętrznego

PKP Linia Hutnicza Szerokotorowa sp. z o.o.

TARYFA TOWAROWA Warszawa, 2013

Kogeneracja w oparciu o gaz ziemny oraz biogaz

Szczegółowy opis przedmiotu zamówienia w zakresie dostawy pojazdów drogowo szynowych

ROZWÓJ RYNKU LOKOMOTYW ELEKTRYCZNYCH PRĄDU STAŁEGO W POLSCE

WZORU UŻYTKOWEGO PL Y1. INSTYTUT TECHNIKI GÓRNICZEJ KOMAG, Gliwice, PL HELLFEIER SPÓŁKA Z OGRANICZONĄ ODPOWIEDZIALNOŚCIĄ, Ruda Śląska, PL

Ćwiczenie 3 Falownik

Załącznik nr 1.1 do zapytania ofertowego 008-BR dla przekształtników silników trakcyjnych

Ekologiczny transport

Jerzy UCIŃSKI, Sławomir HALUSIAK Politechnika Łódzka,

Parametry elektryczne i czasowe układów napędowych wentylatorów głównego przewietrzania kopalń z silnikami asynchronicznymi

nowe trendy mobilności w regionach Europy

71. Regulamin obsługi bocznicy stacyjnej

Transport intermodalny w przewozach rozproszonych w Polsce

Nowe TSI dla całej europejskiej sieci kolejowej TRAKO Gdańsk,

Statut podmiotu infrastruktury usługowej

REGULAMIN OBIEKTU BOCZNICY KOLEJOWEJ SZCZECIŃSKIEJ ENERGETYKI CIEPLNEJ SP. Z O.O.

B I U L E T Y N. PKP POLSKIE LINIE KOLEJOWE S.A. Spółka Akcyjna UCHWAŁY ZARZĄDU PKP POLSKIE LINIE KOLEJOWE S.A.

Lokalizacja projektu

Załącznik na 1.2 do postępowania nr 072-BR Wymagania techniczne dla przetwornicy pomocniczej

Transkrypt:

Krzysztof LEWANDOWSKI 1, 1 Politechnika Wrocławska, Zakład Logistyki i Systemów Transportowych 1 krzysztof.lewandowski@pwr.wroc.pl PROPOZYCJA MODERNIZACJI LOKOMOTYWY EM 10 NA POJAZD HYBRYDOWY Streszczenie: W artykule przedstawiono zmiany propozycję przebudowy elektrycznej lokomotywy manewrowej EM10 na pojazd hybrydowy spalinowo elektryczny z akumulacją energii elektrycznej. Przedstawiono analizę rynku lokomotyw hybrydowych. Przedstawiono dwie ostatnio wprowadzone do użytkowanie lokomotyw hybrydowe w Europie. W przedstawionym wariancie przebudowy zaproponowano dwa układy lokomotyw hybrydowych. Wskazano zasadność zmiany aparatury elektrycznej z prądu stałego na prąd zmienny. Słowa kluczowe: modernizacja, lokomotywa hybrydowa PROPOSITION OF MODERNIZATION THE ELECTRIC SHUNTER EM10 TO HYBRID VEHICLE Abstract: The paper presents proposition of modernization the electric shunter EM10 to hybrid vehicle with accumulation of electric energy. The analysis of market of hybrid engines was introduced. Two were introduced introduced to use hybrid locomotives in Europe recently. It in introduced variant of reconstruction was proposed two arrangements of hybrid constructin. Was showed the legitimacy of change of electric apparatus from direct current on changing alternating current Keywords: modernization, hybrid locomotive 1. Wprowadzenie W obecnej sytuacji gospodarczej kolei widoczny jest trend stosowania pojazdów uniwersalnych do pracy liniowej i manewrowej. Widać to zakupach lokomotyw dualnych z napędem elektrycznym i spalinowym. Przykładem mogą być konstrukcje lokomotyw: - Bombardier Traxx AC Last Mile Diesel z dodatkowym silnikiem spalinowym. - Bombardier ALP-45DP - British Rail Class 73 - British Rail Class 74 - CAF - BITRAC 3600 HYBRID LOCOMOTIVE, - Skoda ČD Cargo 218 028 9, - EMD FL9 (New Haven klasy EDER-5), - Gmeinder class 478.6, - OPE1, тяговый агрегат ОПЭ1 - Siemens Dual-Mode Locomotive Class 38, South African Railways Spoornet - Siemens Dual-Mode Locomotive ED 1600, RAG Bahn- und Hafenbetriebe, Germany - Stadler Winterthur Eem923 2/2. Są to zarówno lokomotywy do pracy liniowej jak i lokomotywy manewrowe. Hybrydowa lokomotywa spalinowo-elektryczna wyróżnia się tym, że może jechać będąc zasilana każdym z osobna lub razem systemem napędowym. To predestynuje je do prac na liniach mieszanych tzn. na liniach zelektryfikowanych i nie-zelektryfikowanych. W Polsce, w 2011r, firma PESA Bydgoszcz ogłosiła, że rozpoczęła prace nad konstrukcja nowej bazy lokomotyw Gama. Pierwsza lokomotywa platformy Gama ma się pojawić na torach już w 2012 roku. Będzie to lokomotywa elektryczna 4-osiowa o mocy 5600 kw zasilana napięciem 3kV DC o oznaczeniu 111E. Będzie ona wyposażona w dodatkowy silnik spalinowy, dzięki któremu będzie mogła ona być wykorzystywana do prac manewrowych w trakcji spalinowej [10].

2. Opis przykładowych rozwiązań lokomotyw hybrydowych Szwajcarska lokomotywa Stadler Winterthur Eem923 2/2 Zamówienie na 30 lokomotyw Stadler Winterthur Eem923 2/2 złożono w czerwcu 2010r za sumę 88 milionów franków szwajcarskich. Planowany termin dostaw to lata 2012 2013. Szwajcarska SBB zakupiła 30 lokomotyw hybrydowych operując na sieci zelektryfikowanej w ponad 90%, ale także na niezelektryfikowanych bocznicach klientów. Lokomotywa Stadler Winterthur Eem923 2/2 powstała w wyniku przebudowy stosowanych dotychczas na sieci przez Oddział Pasażerski szwajcarskich kolei SBB lokomotyw Ee922 do prac manewrowych. Konstrukcję opracowano poprzez ponowne przemieszczenie aparatury elektrycznej i wydłużenie ramy nowej lokomotywy Eem923 w stosunku do Ee922 o 300mm. Rys.1. Szkic koncepcji budowy konstrukcji lokomotywy Stadler Winterthur Eem923 2/2 [4] W efekcie tych prac otrzymano dwuosiową lokomotywę manewrową dwusilnikową. Podstawowe parametry techniczne [20]: Długość ze zderzakami: 9100mm, Masa całkowita: 41 do 45 ton służbowa Układ osi: Bo Napięcie zasilania: 15 kv 16.7 Hz i 25 kv 50Hz, Moc elektryczna: 1500kW, Moc generatora disesel-elektrycznego - 290kW, Siła na haku: 150kN. Prędkość maksymalna; 100km/h (120km/h technicznie od osiągnięcia)

Rys.2. Lokomotywa hybrydowa Stadler Eem923 [6] 14 października 2011 roku Stadler Winterthur AG, spółka córka szwajcarskiej Grupy Stadler Rail, oraz SBB Cargo, spółka zależna Szwajcarskich Kolei Federalnych, dokonały uroczystej prezentacji nowej lokomotywy hybrydowej typu Eem 923. 9 marca 2012r pierwsza lokomotywa Eem923 weszła do pracy liniowej. Nowe lokomotyw znajdą zastosowanie przy lekkich i średnich pracach manewrowych oraz przewozach towarowych. Służy on np. do obsługi niezelektryfikowanych bocznic lub terminali wyposażonych w suwnice bramowe (gdzie nie ma trakcji elektrycznej), co znacznie zwiększa wydajność pracy, bowiem nie trzeba zmieniać lokomotyw. Druga lokomotywa hybrydowa zostanie dostarczona przewoźnikowi w maju 2012r, a pozostałe 28 będą przekazywane systematycznie co trzy tygodnie, do końca 2013. SBB Cargo spodziewa się istotnego zwiększenia dostępności pojazdów przy jednoczesnym zmniejszeniu kosztów operacyjnych oraz kosztów utrzymania poprzez większe wykorzystanie pracy na trakcji elektrycznej [16][17][18][22]. Czeska lokomotywa Skoda ČD Cargo 218 028 9 Prace konstrukcyjne rozpoczęto w 2001 roku w DKV České Budějovice, ale wobec przyznania priorytetu lokomotywie 340 zostały odłożone. W 2008 roku zakończono pod banderą ČD Cargo. Przebudowie poddano lokomotywę Skoda Class 210.028 z 1972r. Zmodernizowana konstrukcja została zeprezentowana pierwszy raz na pokazach techniki kolejowej Czech Raildays 2008, 17-19 czerwca 2008 w Ostrawie.

Rys.3. Czeska lokomotywa Skoda 218-028-9 w Czeskich Budziejowicach [19] Lokomotywa ma parametry techniczne [19]: Długość ze zderzakami 14 400 mm, Masa służbowa: ok. 72 tony (na podstawie danych lokomotywy serii 210). promień łuku 120 m, szerokość toru 1 435 mm, wózki Bo Bo Napięcie zasilania 25KV 50Hz, Moc trwała przy prędkości v=28,75 km/h - 880 kw, Siła pociągowa na haku (164) 175 N, Prędkość maksymalna 80 km/h. Założenie jej konstrukcji polegało na przebudowie elektrycznej lokomotywy manewrowej serii 210 na prąd zmienny o napięciu 25 kv i częstotliwości 50Hz, poprzez reorganizacje położenia aparatury w celu wygospodarowania miejsca na generator spalinowo elektryczny. Uzyskano to likwidując pomost u jednego czoła lokomotywy. Silnik spalinowy Caterpillar 3406 o mocy 384 kw o pojemności 2,43 dm3 napędza alternator trakcyjny produkcji Siemens 1FC2 355-4BO92-Z o mocy znamionowej 425 kva, co pozwala na jazdę z 1/3 mocy lokomotywy osiąganej na trakcji elektrycznej. Dzięki temu jest możliwa obsługa niecałkowicie zelektryfikowanych torów odstawczych, gdzie lokomotywa może sama przejechać krótki odcinek bez trakcji za pomocą własnego agregatu [11] Od lipca do listopada 2010r lokomotywa przechodziła testy w okolicy Czeskich Budziejowic z pociągami o masie nawet do 400t na trasach z České Budějovice do České Velencice i Horní Dvořiště. Od 13 stycznia 2011r lokomotywa ta wykonuje normalne prace manewrowe. Czeski przewoźnik towarowy CDCargo przewiduje modernizację większej grupy lokomotyw na hybrydy [1][7][15][21]. 3. Lokomotywy hybrydowe W ogólnej klasyfikacji lokomotyw hybrydowych można wydzielić 3 podstawowe klasy: I podstawowy napęd elektryczny, pomocniczy spalinowy, Hybrid Locomotive Primarily Electric Diesel Auxiliary HL-PEDA Główny napęd elektryczny, dodatkowo lokomotywy posiadają stosunkowo mały silnik pomocniczy diesel (jako samodzielny generator prądu). przeznaczony do pracy przy niskiej prędkości lub krótkoterminowych operacji poza trakcją elektryczną.

II podstawowy napęd spalinowy, dodatkowy elektryczny, Hybrid Locomotive Primarily Diesel Electric Auxiliary HL-PDEA Główny napęd spalinowy z przekładnią elektryczną (silnik spalinowy zasila prądnicę a ta silniki trakcyjne), dodatkowo lokomotywy posiadają pomocnicze odbieraki prądu do zasilania silników elektrycznych tam gdzie np. jest zakaz emisji spalin w tunelu metra. III równorzędny napęd elektryczny i spalinowy. Hybrid Locomotive Full Dual Mode Diesel Electric HL-FDMDE Lokomotywa posiada silnik spalinowy z generatorem dużej mocy i zestaw odbioru prądu z trakcji elektrycznej. Elektryczne silniki trakcyjne są zasilane zamiennie z prądnicy pokładowej lub przez przekształtnik z sieci trakcyjnej. Dopuszczalna jest jazda na liniach zelektryfikowanych pod pantografem i włączonym generatorem pokładowym. Może mieć zastosowanie na liniach o trudnym profilu. 4. Stosowanie lokomotyw hybrydowych na sieci kolejowej Polski. Całkowita siec PKP PLK na dzień 31.12.2010r to 19 276 km linii kolejowych, Z tego na liniach kolejowych zarządzanych przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. zelektryfikowanych jest 11.830,6 km linii w tym: linii dwutorowych - 7 885,3 km; linii jednotorowych - 3 945,3 km. Daje to 61,37% zelektryfikowanej sieci. Na tej sieci znajduje się [2][12][13][14]: - 1098 ogólnodostępnych punktów przeładunkowych z 1111 ogólnodostępnych torów ładunkowych z przyległym placem lub rampą, - 1214 bocznic - 2680 włączeń w infrastrukturę PKP PLK. Są to przede wszystkim tory nie-zelektryfikowane, ale łączące się z torami zelektryfikowanymi. Jedną z pierwszych koncepcji użytkowania lokomotyw spalinowo-elektrycznych opracował w 1925r Ludwik Eberman w zastrzeżeniu patentowym RP Nr 1951 z dnia 15 września 1925 r. Zaproponował on: Według niniejszego wynalazku urządzenie do wytwarzania prądu, składające się w zasadzie z silnika spalinowego i z prądnicy, umieszcza się na osobnym wozie, tak, że lokomotywa składa się z dwóch części, a mianowicie: z lokomotywy elektrycznej i z ruchomej elektrowni, które mogą być połączone stale albo rozbieralnie. Przez taki układ zyskuje się znaczne korzyści, a mianowicie, jako część pierwsza może być użyta zwyczajna lokomotywa elektryczna, która na zelektryfikowanych linjach kolejowych może pobierać prąd z przewodnika stałego; ruchomą elektrownię można wtedy dla zmniejszenia martwego ciężaru odczepić. Jeżeli, z postępem elektryfikacji linij kolejowych, pewna ilość lokomotyw samodzielnych stanie się niepotrzebną, wtedy lokomotywy, wykonane według niniejszego wynalazku, można bez trudności i większych kosztów rozłożyć na lokomotywy elektryczne i elektrownie, które, zdjęte z podwozia, mogą służyć do różnych celów, albo, pozostawione w stanie niezmienionym, mogą tworzyć rezerwę na wypadek uszkodzeń przewodów, przerw w ruchu elektrowni stałych, wreszcie mogą służyć do celów strategicznych i innych na linjach niezelektryfikowanych [24]. Propozycję budowy lokomotywy hybrydowej w oparciu o przebudowa lokomotyw SM 42 i 401Da i 409Da przedstawił Zygmunt Marciniak z Instytutu Pojazdów Szynowych Tabor w referacie pt. HY- BRYDOWE UKŁADY NAPĘDOWE LOKOMOTYW SPALINOWYCH w numerze 4/10120 czasopisma Logistyka na CD-romie [9].

Rys. 4. Rozmieszczenie maszyn i urządzeń oraz akumulatorów w modernizowanej lokomotywie SM42 z zabudowanym układem hybrydowym, gdzie 1. Silnik spalinowy, 2. Zespół prądnic synchronicznych, 3. Chłodnica / wentylator, 4. Filtr powietrza, 5. Rury wydechowe, 6. Tłumik wydechu, 7. Rury powietrza doładowania, 8. Sprzęgło główne, 9. Rama podsilnikowa / amortyzator, 10.Belka podsilnikowa, 11.Kabina maszynisty, 12.Pulpity sterownicze, 13.Szafy WN, NN, 14.Tablica NN, 15.Skrzynia prostowników / falowników, 16.Skrzynia akumulatorów, 17.Tablica pneumatyczna, 18.Wentylatory silników trakcyjnych, 19.Podgrzewacz Webasto, 20.Agregat sprężarkowy, 21.Wylot powietrza z chłodnicy [9] Według tej koncepcji ciężki zespół prądotwórczy zamieniono na mniejszy i lżejszy, a w miejsce ciężkiego balastu zaproponowano zabudować dodatkowo baterie akumulatorów lub wysokowydajne zasobniki energii. Byłby to zatem pojazd spalinowy z przekładnią elektryczną i z akumulacją energii elektrycznej. 5. Lokomotywy EM10 Historię ich budowy i eksploatacji od 1990 do 2009r przedstawiono w artykule [8]. Od 2009r lokomotywy te stoją na torach stacji Poznań Franowo będąc podobno skierowane do skasowania poprzez złomowanie. Lokomotywa nie mogła być obsługiwana zdalnie bez maszynisty przez nastawnię rozrządową przy pomocy fal radiowych, a podczas modernizacji w 2004r zrezygnowano z układu sterowania ukrotnionego, co wyklucza obsługę ciężkich pociągów towarowych. Lokomotywy EM10 nie mogły operować na wszystkich torach na stacjach rozrządowych z względu na brak trakcji elektrycznej. Lokomotywy te po modernizacji w 2004r miały charakterystykę techniczną: Masa służbowa: 72 tony wózki Bo Bo Długość ze zderzakami 16340 mm promień łuku 120 m, szerokość toru 1 435 mm, Napięcie zasilania 3000VDC Moc ciągła: 960 kw Siła pociągowa na haku 250 kn, Prędkość maksymalna 80 km/h.

Rys.5. Lokomotywy EM10 na stacji Poznań Franowo 8 maja 2011r [5] Porównując lokomotywy Eem923, ČD Cargo 218-028-9 i EM10 widać, że polska konstrukcja jest największa wymiarowo, ma największą siłę na haku, ale średnią moc elektryczną. Porównując lokomotywy EM10 i 218 widać wyraźnie, że są to lokomotywy zbliżone parametrami, ale o innych napięciach zasilania - EM10 prądu stałego a 218 prądu zmiennego. Wskazane jest zatem aby poddać modernizacji lokomotywy EM10 i przebudować na lokomotywy dualne spalinowo-elektryczne. 6. Propozycja modernizacji lokomotyw EM10 Analizując konstrukcję lokomotywy EM10 można wskazać dwa warianty modernizacji: I - HL-PEDA II - HL-FDMDE W obu wariantach punktem do dalszych analiz są konstrukcje lokomotywy EM10 i przedstawionych na targach TRAKO 2009 wariantów modernizacji lokomotywy SM42 przez nowosądecki NEWAG SM42-1501 i bydgoską PESĘ SM42-1601. Wariant nowosądeckiej modernizacji lokomotywy SM42, NEWAG SM42-1501, wyróżnia się doskonałą ergonomią kabiny i nowoczesnym wyglądem. Wariant bydgoskiej modernizacji lokomotywy SM42, PESA SM42-1601, wyróżnia się potraktowaniem ostoi lokomotywy jako uniwersalnego nośnika wymiennych modułów. W wersji I HL-PEDA wymagane jest umieszczenie na lokomotywie EM10 dodatkowego generatora elektrycznego zasilanego silnikiem spalinowym. Wskazane jest zatem przemieszczenie aparatury elektrycznej w celu wygospodarowania miejsca dla generatora spalinowo-elektrycznego.

Rys.6. Proponowana zmiana położenia aparatury w lokomotywie EM10 w wariancie HL-PEDA, opracowanie własne na podstawie [3] 1 - przetwornica 110 V/3 400 V AC; 2 - przetwornice 3000 V/110 V DC; 3 - wentylator chłodzenia przekształtnika; 4 - przekształtnik trakcyjny; 5 - szafa WN; 6 - tablica pomiarowa; 7 - wyłącznik szybki; 8 - filtr przeciwzakłóceniowy RE; 9 - szafa WN1; 10 - zespół pneumatyczny (zintegrowana tablica pneumatyczna, szafka pneumatyczna, agregat sprężarki głównej); 11 - wentylator chłodzenia silników trakcyjnych; 12 - opory hamowania ED z wentylatorami; 13 - szafa WN2; 14 - blok rezystorów; 15 - rezystory tłumiące RB1, RB2; 16 - SHP + CA; 17 - wentylator chłodzenia silników trakcyjnych; 18 - dławiki wygładzające LS1, LS2; 19 - dławik filtra LF Zaprezentowana propozycja przebudowy jest umowna. Ma na celu wskazanie, że jest to wersja przebudowy z minimalnymi zmianami w konstrukcji lokomotywy EM10. W widocznym układzie przestawiono tylko aparaturę prądu stałego. Wskazane jest przeanalizowanie całkowitej wymiany aparatury elektrycznej w celu jej unowocześnienia, co może pozwolić zmniejszyć miejsce zajmowane przez nią. Warto rozważyć zmianę układu elektrycznego, na przekształtniki 3000VDC/3x400VAC, aby umożliwić lokomotywie hybrydowej jazdę na sieciach trakcyjnych 3000VDC, 25kV 50Hz i 15kV 16 2/3Hz. Warto także rozważyć zamianę całego balastu lub jego części na akumulatory energii elektrycznej. W wersji II HL-FDMDE wymagany jest umowny podział lokomotywy EM10 na sekcję elektryczną i spalinową, gdzie kabina jest elementem rozdzielającym. Gdyby zastosować koncepcję PESY za punkt wyjściowy, to stronę lewą można przeznaczyć tylko na aparaturę elektryczną zaś prawą na miejsce położenia generatora zasilanego silnikiem spalinowym, podobnie jak u lokomotywy PESA SM42-1601, 400kW. Tu nieodzowne jest przestawienie całości aparatury pokładowej na prąd zmienny. Pozwoli to otrzymać nowoczesną lokomotywę hybrydową do pracy na odcinkach zelektryfikowanych i niezelektryfikowanych. Byłby to dodatkowy argument przewagi konkurencyjnej w obsłudze bocznic. Rys.7. Koncepcja zmodernizowania lokomotywy EM10-04 HL-FDMDE. Źródło: Opracowanie własne.

Wskazane byłoby, aby po modernizacji na wariant hybrydowy lokomotywa EM10 mogła mieć moc na trakcji elektrycznej ok. 1-1,5 MW, a spalinowej ok. 500-700kWe. Punktem odniesienia mogą być konstrukcje Siemens Class 38, Henschel - EA 1600 i proponowanej do pracy na sieci kolei szwedzkich lokomotywy z napędem spalinowo elektrycznym [23]. Taka lokomotywa mogłaby ciągnąć składy o masie ok. 2000t z prędkością 60km/h lub o masie 1500t z prędkością 75km/h. Umożliwiłoby to prowadzenie lekkich składów intermodalnych i ekspresowych drobnicowych typu Shuttle, a także z kruszywami w systemie Dostawa w drodze ACTS. 7. Podsumowanie Przedstawiona propozycja modernizacji lokomotyw EM10 na pojazdy hybrydowe spalinowoelektryczne wskazuje, że poruszony podczas konferencji Rynku Kolejowego" w dniu 15 marca 2012r, poświęconej perspektywom rynku lokomotyw temat zainteresowania się pojazdami hybrydowymi ma uzasadnienie. Wskazano aby rozważyć modernizację lokomotywy EM 10 na pojazdy hybrydowe w celu wypracowania wytycznych do zamówienia seryjnego. W Polsce zapotrzebowanie na takie lokomotywy można ocenić licząc koszty zmiany lokomotyw, mierząc ilość niezbędnych zmian w układzie składu pociągu. Obecnie widać nastawienie przewoźników na elektryczne lokomotywy liniowe z dodatkowym silnikiem spalinowym do pracy na bocznicach i terminalach. Ale warto przeanalizować sieć kolejową Polski pod katem obsługi linii całkowicie niezelektryfikowanych i stycznych z zelektryfikowanymi. Przykłady Szwajcarii i Czech wskazują, że można obniżyć koszty korzystając w większym stopniu z sieciowej trakcji elektrycznej. Liczba minimalna zamówienia to ok. 20 sztuk, aby opłacało się utrzymywać zaplecze. L i t e r a t u r a 1. ČD Cargo: Provoz Leden 2012, Modernizace parku kolejových vozidel společnosti ČD Cargo http://www.cdcargo.cz/assets/informacni-servis/cargovak/01-2012.pdf 2. Andrzej Górnikiewicz: Rail-porty jako przyszłe ogniwo kolejowo - morskich sieci transportowych. II Konferencja Naukowo-Techniczna Szybki, bezpieczny, ekologiczny transport ładunków koleją w Polsce i krajach Europy Środkowo-Wschodniej SZYNOTRANS 2011, Warszawa, 31 maja 2011r. 3. Rafał Hejmo: Wdrożenie koncepcji modernizacji lokomotyw serii EM10, TTS 6/2004r, str 26-29. 4. Michel Henzi: Eem 923 Die Entstehung der neuen Hybridlok von SBB Cargo / Teil 1, 02.08.11, http://www.cargo-blog.com/category/eem-923-hybrid/page/3/ 5. Hubwie: 8 maj 2011 - Lokomotywownia Poznań Franowo. Cała seria odstawionych krokodyli. Na szybach jeszcze kartki z transportu z Nowego Sącza. Wkrótce będzie drugi rok postoju, http://rail.phototrans.eu/rail.php?s=5014&tag=szopa&send_data=tag&start=75 6. InfoRail 24.03.2012: Szwajcaria, SBB wprowadzają do ruchu lokomotywy hybrydowe, http://inforail.pl/text.php?id=46593 7. Peter Kaderadek: A Class 218 Electric Diesel for Cd Cargo, http://www.innovatrain.ch/fileadmin/dateien/dokumente/artikel_railcare_innovatrain_in_railvo lution_6_2011.pdf 8. Krzysztof Lewandowski: Co dalej z lokomotywami EM10?, Technika Transportu Szynowego 7-8 /2011r, str.59-62. 9. Zygmunt Marciniak, Instytut Pojazdów Szynowych Tabor : HYBRYDOWE UKŁADY NAPĘ- DOWE LOKOMOTYW SPALINOWYCH, Logistyka 4/2010 na CD-romie. 10. PESA Bydgoszcz: Oferta lokomotywy, http://pesa.pl/pl/oferta/lokomotywy 11. Ryszard Piech: Czech Raildays 2008, Opublikowano: 2008-06-24 16:20:50 http://inforail.pl/text.php?id=18425 12. PKP Polskie Linie Kolejowe S.A.: Regulamin przydzielania tras pociągów i korzystania z przydzielonych tras pociągów przez licencjonowanych przewoźników kolejowych w ramach rj 2011/2012 (w. 1) Załącznik 2.4B, Wykaz ogólnodostępnych torów ładunkowych z przyległym placem lub ramp będących w zarządzie PKP Polskie Linie Kolejowe S.A.do wykonywania czynności ładunkowych

13. PKP Polskie Linie Kolejowe S.A: Punktowa ogólnodostępna infrastruktura ładunkowa zarządzana przez PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. od dnia 1 stycznia 2011 r. 14. PKP Polskie Linie Kolejowe S.A. Regulamin przydzielania tras pociągów i korzystania z przydzielonych tras pociągów przez licencjonowanych przewoźników kolejowych w ramach rj 2010/2011 (w. 4) Załącznik 2.8 Wykaz odległości do terminali towarowych, punktów zaopatrzenia 15. Railway Gazette: World rolling stock market August 2008, 31 August 2008, http://www.railwaygazette.com/nc/news/single-view/view/world-rolling-stock-market-august- 2008.html 16. Railway Gazette: Electro-diesel shunter order, 08 July 2010, http://www.railwaygazette.com/nc/news/single-view/view/electro-diesel-shunter-order.html 17. Railway Gazette: SBB Cargo electro-diesel shunter unveiled, 14 October 2011, http://www.railwaygazette.com/nc/news/single-view/view/sbb-cargo-electro-diesel-shunterunveiled.html 18. Stadler zaprezentował nową lokomotywę hybrydową, 2011-10-19, http://www.rynekkolejowy.pl/28052/stadler_zaprezentowal_nowa_lokomotywe_hybrydowa.htm 19. Lokomotiva 218, PetrS: Loko Prototyp rekonstrukce 210.028 na dvouzdrojovou lokomotivu 218.028. České Budějovice http://cs.wikipedia.org/wiki/lokomotiva_218 20. SBB Eem 923, http://de.wikipedia.org/wiki/sbb_eem_923 21. Zdeněk Štěpánek: Modernizace hnacích vozidel ČD Cargo a legislativní změny ve vztahu na železniční kolejová vozidla, Konference ČD Cargo 2011, Harmony Club Hotel Špindlerův Mlýn, 1. - 3. 11. 2011, 30. listopad 2011, http://www.cdcargo.cz/assets/informacni-servis/prezentace-kestazeni/modernizace-hnacich-vozidel.pdf 22. Pierwsza lokomotywa hybrydowa w służbie u Szwajcarów, 23-03-2012, http://logistyka.wnp.pl/pierwsza-lokomotywa-hybrydowa-w-sluzbie-uszwajcarow,165815_1_0_0.html 23. Stefan Östlund, Mattias Skoglund, Peter Bark: DUAL MODE LOCOMOTIVES SYSTEMS STUDY OF NEW FREIGHT LOCOMOTIVES FOR SWEDEN, Proceedings of the 2008 IEEE/ASME Joint Rail Conference, JRC2008, April 22-23, 2008 Wilmington, Delaware, USA, JRC2008-63057 24. Ludwik Eberman lokomotywa spalinowo elektryczna patent 1925r PL1951B1 URZĄD PATENTOWY RZECZYPOSPOLITEJ POLSKIEJ, OPIS PATENTOWY, Nr 1951.Ludwik Eberman (Lwów, Polska). Lokomotywa spalinowo-elektryczna. Zgłoszono 30 marca 1920 r. Udzielono 24 kwietnia 1925 r, 15 września 1925 r