Institut fr Land- und Seeverkehr

Fachgebiet Schienenfahrzeuge

Prof. Dr.-Ing. Markus Hecht

1Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieeffizientes Fahren, ein

Gebiet mit groen technischen

und betrieblichen Unterschieden

in der Bahntechnik

Prof. Dr.-Ing. Markus Hecht

TU - Berlin / FG Schienenfahrzeuge

Salzufer 17-19 / Sekr. SG 14, D-10587 Berlin

www.schienenfzg.tu-berlin.de

markus.hecht@tu-berlin.de

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2Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Schienenverkehr

ein System mit starker

Vernetzung

[weiterentwickelt aus Dubbel, 22. Auflage,

Kapitel Q2]

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3Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Priorittenliste Schienenverkehr(als Randbedingung und Ziel der Forschung)

1. Sicherheit

2. Pnktlichkeit

3. Wirtschaftlichkeit

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4Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Sicherheit ist betrieblich eine

Untergruppe

der Pnktlichkeit

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5Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Pnktlichkeit

Als Qualittskriterium des

spurgefhrten Verkehrs

(Kundensicht)

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6Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Pnktlichkeit und Wirtschaftlichkeit

gleichgerichtet

oder Widerspruch ?

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7Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Pnktlichkeit und

Wirtschaftlichkeit sind fast

immer gleichgerichtetAusnahme Extremflle

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8Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Grundregel Wirtschaftlichkeit:

schnell und zuverlssig sein

schnell und zuverlssig

Begrndung

fr schnell: Einnahmen sind entfernungsabhngig,

Kosten zeitabhngig

Fr zuverlssig: Wenig Reserven (Infrastruktur, Fahrzeuge, Personal) ntig, dadurch hohe Produktivitt

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9Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Randbedingung fr Energieeinsparung

Langsam fahren kann kein Ziel sein

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10Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

CO2-Emission EU 27 seit 1990

Transport

(all sectors)

Energy

Industries

Industry

Household

Services, etc.

Other

Total

Quelle: EU energy and transport in figures, Statistical Pocket Book 2010

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11Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

CO2 im VerkehrEU27 CO2 allgemein

Quelle: EU energy and transport in figures, Statistical Pocket Book 2009

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12Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

CO2 im Gterverkehr EU 27

LKW

(Flotte)

96LKW

78

Binnen-

schiff

35 Schiene

Deutschland

22 Schiene

Norwegen

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13Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

CO2 Emission Personenverkehr in g / Pkm

130

40

60

4

IC (Besetzung 70%)

CH

Doppelstockwagen

(Besetzung 40%) DICE

(Besetzung 60%) D

Dieseltriebwagen Nahverkehr

(Besetzung 30-90%) D

Auto

(1, 2 Personen) D 150

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14Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieverbrauch im Fahrzeug

- Antrieb: groe Leistung, aber nur kurzzeitig Volllast, oft

Teillast oder Leerlauf

- Nebenverbraucher: kleine Leistung (typisch < 5%

Antriebsleistung), aber oft lange Einschaltdauern

- Beispiel Straenbahn: Heizung unter 0C verbraucht

typisch mehr Energie/Tag als Antrieb, Nebenverbrauch

(insbes. Heizung und Klimaanlage) typisch 25% des

Fahrverbrauchs. Lsung: noch mehr bedarfsgerechte

Ansteuerung und Isolation, z.B. Doppelverglasung

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15Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Fahrwiderstnde

Streckenwiderstnde Beitrag zur Verbrauchsminderung

Steigung

bautechnisch: an Fahrsituation anpassen: Geflle in

Beschleunigungsabschnitt, Steigung in Bremsabschnitt

fahrzeugtechnisch: geringe Masse, nur Nutzbremsung

Bogen

bautechnisch: vermeiden, schmieren

fahrzeugtechnisch: radialeinstellende Fahrwerke

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16Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Fahrwiderstnde II

Fahrzeugwiderstnde W = A + B V + C V

A Einflugre gering auer gummigefedertes Rad

B unbedeutend

C im Schnellverkehr und Gterverkehr

Tunnelstrecken vermeiden

aerodynamisch optimieren

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17Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

LEILA DGJosef Meyer Bogie + Cideon + Prose

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18Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieeinsparung durch Fahrwerktechnik

starrachsig radialeinstellend

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19Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieverbrauchsminderung durch

Radialeinstellung

Hecht, M.; Keudel, J.: Verbesserte Energieeffizienz durch radialeinstellendes Fahrwerk

Eisenbahningenieur, 05/2006, S. 42-47

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20Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Problem:

Hochtarifre Gter werden immer

leichter.

Gterwagen sind vor allem auf

Umgrenzungsprofil G1 ausgelegt.

Chance:

GC Streckenanteil wchst wegen

Doppelstockpersonenwagen

GC Gterwagen werden attraktiver

Innovation Umgrenzungsprofil

Quelle rechts: DB Schenker Automotive

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21Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieeffizienz und Signaltechnik 1

Shortest Time Possible

Energy Efficient Driving

Low friction

Ve

loc

ity

Distance

Grundzusammenhang krzeste Fahrzeit Energieeinsparung

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22Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieeffizienz und Signaltechnik 2

Reale Messfahrt und Simulation Beispiel

Dieselregionalverkehr: hier 9% Einsparung bei 20 s lngerer Fahrzeit

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23Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Energieeffizienz und Signaltechnik 3

Forderung: Ausrollenlassen knnen

auch im Gterverkehr auf Altstrecken

Vorteil von ETCS

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24Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

SBB Ee922 Auslegungsdaten: 15 kV 16,7 Hz+ 25 kV 50 Hz,

P 1500 kW, Vmax 120 km/h, Achsabstand 6 m, m bis 45 t,

Anfahrzugkraft 150 kN, Hilfsdiesel 350kW, neu: 2 t Tilgermasse,

zugelassen in CH seit Juli 2009, Foto Stadler

Hybridlok (Stadler)

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25Braunschweiger Verkehrskolloquium 02.12.2010

Foto David Gubler 24.10.2008

Anzahl: 73

Hersteller: Vossloh

Baujahr(e): 20032007

Achsformel: B'B'

Spurweite: 1435 mm

Lnge ber Puffer: 15'200 mm

Hhe: 4220 mm

Breite: 3080 mm

Drehzapfenabstand: 7700 mm

Drehgestellachsstand: 2400 mm

Kleinster bef. Halbmesser: 60 mm

Dienstmasse: 80 t

Hchstgeschwindigkeit: 100 km/h

Installierte Leistung: 1500 kW

Anfahrzugkraft: 249 kN

Treibraddurchmesser: 1000 mm

Motorentyp: Caterpillar 3512B DI-TA-

SCAC

Nenndrehzahl: 1800 U/min

Leistungsbertragung: hydraulisch

Tankinhalt: 3500 l

Hybridlok ersetzt Am 843

http://de.wikipedia.org/wiki/Vosslohhttp://de.wikipedia.org/wiki/Bauartbezeichnung_von_Triebfahrzeugenhttp://de.wikipedia.org/wiki/Spurweite_(Eisenbahn)

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