Seite 24 - Schienenfahrzeugtagung Graz

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Vectron – Die neue Lokomotivengeneration für

den europäischen Schienenverkehr

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

Graz, 2011

Walter Hammer / Christian Thoma

Siemens AG, Industry Sector, Mobility Division

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Das Produkt unserer Erfahrung

Erfahrung und Know-how aus 1.600 erfolgreichen Eurosprintern

(mit ca. 2 Mrd Laufkilometer) und 333 Eurorunnern (ca. 111 Mio

Laufkilometer) sind in die Entwicklung des Vectrons eingeflossen

Laufleistung Eurosprinter: 13 x 150.000.000 km

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Transportaufgaben und Anforderungen

Min. Geschwindigkeitsunterschied max. Streckenleistungsfähigkeit

Quelle: “Die moderne europäische Güterbahn der Zukunft”, eine Studie zur Leitvision „Europäischer Schienengüterverkehr 2010“

Vorhaben 19G2028B des Bundesministeriums für Forschung und Bildung, Schlussbericht Januar 2003, Abb. 3-24 (S.89)

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Transportaufgaben und Anforderungen

Betriebliche Randbedingungen

Güterverkehr:

Vmax = min. 120 km/h

min. 1.600 t Anhängelast

Zugkraftüberschuss bei Vmax = 3 N/kN

Tauglichkeit im Mischverkehr auch für DB-Schnellfahrstrecken

Reisezugverkehr:

Vmax = 200 km/h

min. 550 t Anhängelast

Zugkraftüberschuss bei min. Vmax = 5 N/kN

Tauglichkeit für Schnellfahrstrecken (ausgenommen artreine Triebzugstrecken)

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Zugkraftdiagramm

Resultierende Zugkräfte zur Erfüllung der Transportaufgaben

Zugkraft [kN]

350

300

250

2

Leistung:

P = 6,4 MW

200

1

150

z ü = 3 N/kN

4

100

50

z ü = 9 N/kN

3

0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240

Geschwindigkeit [km/h]

1: Vectron + Güterzug 1.700 t, 0 ‰

Zugkonfigurationen:

2: Vectron + Güterzug 1.700 t, 12,5 ‰

3: Vectron + Reisezug 550 t, 0 ‰

4: Vectron + Reisezug 550 t, 12,5 ‰

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Prinzipschaltbild

Maximalkonfiguration des Antriebsstranges

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

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Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Hauptkomponenten

Hauptkomponenten und deren Merkmale

• keine zusätzlichen

Netzfilterkomponenten

• Umweltfreundliches

Kühlmittel

Fahrmotor und Antrieb

• über schraubbare

Stahllamellenkupplung

verbunden und damit

leicht demontierbar

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• Reduktion der Halbleiteranzahl

• Optimierung der Anordnung

Erhöhung der Zuverlässigkeit

Verringertes Einbauvolumen,

reduziertes Gewicht

Freiraum für Integration

zusätzlicher Ausrüstungen

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

• AS- und BS-Lager

fettgeschmiert

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Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Maschinenraumlayout

Vectron MS

Brandbekämpfungsanlage

Traktionsstromrichter

Öl- und Wasserkühler

DC-Hochspannungsgerüst

Fahrmotorlüfter

Hilfsbetriebetrafogerüst

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Drucklufterzeugungsgerüst

Bremsgerüst

Bremswiderstand

Niederspannungsgerüst

Hilfsbetriebegerüst

AC-Hochspannungsgerüst

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

Zugsicherungsschrank 1/2

Zugsicherungsschrank 3

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Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Maschinenraumlayout

Vectron AC hohe Leistung

Brandbekämpfungsanlage

Traktionsstromrichter

Öl- und Wasserkühler

Fahrmotorlüfter

Hilfsbetriebetrafogerüst

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Drucklufterzeugungsgerüst

Bremsgerüst

Niederspannungsgerüst

Hilfsbetriebegerüst

AC-Hochspannungsgerüst

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

Zugsicherungsschrank 1/2

Zugsicherungsschrank 3

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Prinzipschaltbild

Maximalkonfiguration des Antriebsstranges

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

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Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

AC - Lokomotive hohe Leistung

AC 15 kV / 25 kV Betrieb

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Vectron –

AC - Lokomotive mittlere Leistung

AC 15 kV / 25 kV Betrieb

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Vectron –

Zugkraftdiagramm AC mittlere Leistung

Resultierende Zugkräfte zur Erfüllung der Transportaufgaben

Zugkraft [kN]

350

300

250

Leistung:

P = 5,2 MW

200

150

z ü = 3 N/kN

2

z ü = 3 N/kN

1

100

50

z ü = 18 N/kN

3

0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Geschwindigkeit [km/h]

Zugkonfigurationen:

1: Vectron + Güterzug 1.400 t, 0 ‰

2: Vectron + Güterzug 2.100 t, 0 ‰

3: Vectron + Doppelstockwagen 400 t, 0 ‰

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Vectron –

Maschinenraumlayout

Vectron AC hohe Leistung

Brandbekämpfungsanlage

Traktionsstromrichter

Öl- und Wasserkühler

Fahrmotorlüfter

Hilfsbetriebetrafogerüst

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Drucklufterzeugungsgerüst

Bremsgerüst

Niederspannungsgerüst

Hilfsbetriebegerüst

AC-Hochspannungsgerüst

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

Zugsicherungsschrank 1/2

Zugsicherungsschrank 3

© Siemens AG 2011

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Vectron –

Maschinenraumlayout

Vectron AC mittlere Leistung

Brandbekämpfungsanlage

Traktionsstromrichter

Öl- und Wasserkühler

Fahrmotorlüfter

Hilfsbetriebetrafogerüst

Seite 15

Drucklufterzeugungsgerüst

Bremsgerüst

Niederspannungsgerüst

Hilfsbetriebegerüst

AC-Hochspannungsgerüst

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

Zugsicherungsschrank 3

© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Maschinenraumlayout

Vectron DC mittlere Leistung

Brandbekämpfungsanlage

Traktionsstromrichter

Öl- und Wasserkühler

DC-Hochspannungsgerüst

Fahrmotorlüfter

Hilfsbetriebetrafogerüst

Seite 16

Drucklufterzeugungsgerüst

Bremsgerüst

Bremswiderstand

Niederspannungsgerüst

Hilfsbetriebegerüst

40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

Zugsicherungsschrank 3

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Vectron –

DC - Lokomotive mittlere Leistung

DC 3 kV Betrieb

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Vectron –

Hauptkomponenten für mittlere Leistungsklasse

Transformator, Stromrichter, Fahrmotor und Antrieb

AC-Variante

Identischer Antrieb mit

angepasstem Ständer und

Isoliersystem im Fahrmotor

DC-Variante

Fahrmotor und Antrieb

identisch zur MS- und

AC-Variante hoher Leistung

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40. Tagung „Moderne Schienenfahrzeuge“

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Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Mehrsystem-Lokomotive

Modulares Dachkonzept: Länderkombination DE-AT-CH-IT-NL

Position D

Panto AC-1.950 mm

Position C

Panto DC-1.950 mm

Position B

Panto DC-1.450 mm

Position A

Panto AC-1.450 mm

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Vectron –

AC-Lokomotive

Modulares Dachkonzept: Länderkombination DE-AT-HU-RO-SK

Position D

Panto AC-1.950 mm

Position C

leer

Position B

leer

Position A

Panto AC-1.950 mm

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Vectron –

DC-Lokomotive

Modulares Dachkonzept – Polen

Position D

leer

Position C

Panto DC-1.950 mm

Position B

Panto DC-1.950 mm

Position A

leer

Seite 21

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Industry Sector, Mobility Division


Vectron –

Traktion pur in vier Leistungsklassen

MS-Lok

AC-Lok

AC-Lok

DC-Lok

hohe Leistung

hohe Leistung

mittlere Leistung

mittlere Leistung

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Vectron DE –

Flexibilität vereint mit großer Erfahrung

Erfüllung Abgasnorm

Stage IIIB

Möglichst geringer

Kraftstoffverbrauch

Reisezugtaugliche

Höchstgeschwindigkeit

Möglichst hohe

Leistung und hohe

Anfahrzugkraft

Befahren von

Strecken mit

niedriger

Klasseneinteilung

Vectron DE

Einsatz im

Güter- und

Reisezugverkehr

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© Siemens AG 2011

Industry Sector, Mobility Division


Vectron DE –

Zugkraftdiagramm

2.400 kW Dieselleistung

Zugkraft [kN]

300

250

200

Leistung:

P = 2,4 MW

150

100

z 2

ü = 3 N/kN

50

z ü = 2,5 N/kN

3

0

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180

Geschwindigkeit [km/h]

Zugkonfigurationen:

max. Zugkraft (ZEV 160 kVA)

1: Vectron + Güterzug 1.200 t, 0 ‰

2: Vectron + Güterzug 800 t, 0 ‰

3: Vectron + Doppelstockwagen 240 t, 0 ‰

1

z ü = 4 N/kN

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Vectron DE –

Kraftstoffverbrauch

Rahmenbedingungen zu den Verbrauchsrechnungen

Eingangsgrößen:

■ Aktuelle Verbrauchskennfelder für relevante

Dieselmotoren

von Motorenhersteller

■ Ausroll- und Bremsphasen,

■ Betrieblich notwendige Lokleer- und

Rangierfahrten,

■ Stillstandszeiten zwischen den Zugleistungen bei

laufendem Motor

aus Umlaufund

Fahrplänen

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Vectron DE –

Kraftstoffverbrauch

Konzeptvergleich Einsatzprofil Reisezug (Rz): Kraftstoffersparnis ca. 4 %

Betriebl. Randbedingungen:

• Realer Fahrplan auf einer

nichtelektrifizierten Nebenfernstrecke

incl. aller

Unterwegsaufenthalte

• Vier Doppelstockwagen

bei einer ZEV-Leistung von

160 kVA

106%

105%

104%

103%

102%

101%

100%

99%

98%

97%

96%

100.6%

104.1%

100.0%

103.7%

99.6%

103.5%

160'000 km/a 200'000 km/a 240'000 km/a

Einmotorkonzept

Mehrmotorenkonzept

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Vectron DE –

Kraftstoffverbrauch

Konzeptvergleich Einsatzprofil Güterzug (Gz): Kraftstoffersparnis über 5 %

Betriebl. Randbedingungen:

• Verkehr auf einer nichtelektrifizierten

Nebenfernstrecke

• Mehrere Fahrten mit unterschiedlichen

Anhängelasten

• Wartezeiten auf Abfahrt

sowie Kreuzungs- und

Überholungsaufenthalten

106%

105%

104%

103%

102%

101%

100%

99%

98%

97%

96%

105.5%

105.3%

105.2%

100.4%

100.0%

99.7%

100'000 km/a 120'000 km/a 140'000 km/a

Einmotorkonzept

Mehrmotorenkonzept

Seite 27

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Vectron DE –

Prinzipschaltbild

Lokspeisung Drehgestellspeisung optional optional mit ZEV mit 1.000 ZEV V 1.000 22 HzV 22 Hz

Seite 28

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Vectron DE –

Erste Diesellok nach EU97/IIIB

EU IIIB Dieselmotor erfolgreich integriert

Seite 29

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Vectron –

Creating Corridors

Die Varianten des Vectron ermöglichen eine grenzenlose Freiheit.

Die lebenslange Umrüstbarkeit des Vectron bietet eine

außergewöhnliche Zukunftssicherheit.

Der am Kraftstoffverbrauch optimierte Diesel-Vectron sichert eine

dauerhafte Wirtschaftlichkeit.

Der Einsatz bewährter Komponenten gewährleistet höchste Verfügbarkeit.

Die Auslegung des Vectrons ist die Grundlage für eine marktführende

Leistungsfähigkeit.

Seite 30

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