Lokomotive mit Energiespeicher

Gewichtsklasse	80 to
Zugkraft	250 kN
Länge (LüP)	16.0 mm
Höchstgeschwindigkeit	140 km/h
Installierte Leistung	2.010 kW (3 x 670 kW)
Energiespeicher	180 MJ (3000 kW·min)
Traktionsleistung	10.240 kW (4 x 2.560 kW)
Tankinhalt	5.000 l

Die einfache Transmission und Speicherung grosser Leistungen, robuste Bauweise und der geringe Verbrauch des fortschrittlichen hydrostatischen Antriebes für Schienenfahrzeuge erzielen merkba-re Vorteile hinsichtlich Leistung, Betriebseigenschaften und Kosten.

Der Antrieb der Lokomotive besteht aus drei einzylindrigen Frei-Kolben Brennkraftmaschinen, der Akkumulatoren Baugruppe und je einem hydraulischen Motor der über ein einstufiges Getriebe die jeweilige Achse antreibt. Die Antriebsmaschine entspricht der des Allrad-Kettenfahrzeuges, operiert hier jedoch mit einer geringeren Geschwindigkeit um die Lebensdauer zu erhöhen. Sechs Kolben-speicher und zwei kugelförmige Druckbehälter für den komprimier-ten Stickstoff nehmen die Antriebs- und Bremsenergien auf.

Das einfache Zu- und Abschalten oder die Verstellung des Hub-raumes erlauben es die Motoren über einen weiten Geschwindig-keits- und Zugkraftbereich (15:1) sehr effizient zu betreiben. Die maximalen Kräfte können auch im Stillstand aufrechterhalten werden ohne die Antriebsmotoren zu überhitzen da das Drucköl der Kraftübertragung, Schmierung und Kühlung dient. Die hierduch reduzierte Beanspruchung der Bremsen und Wärmeabstrahlung vereinfacht den Aufbau und Unterhalt der Lokomotive.

Der hohe Wirkungsgrad der Antriebsmaschine und die Rückge-winnung von Bremsenergie (Round-trip-efficiency 75% - 80%) reduzieren den Kraftstoffverbrauch und die Emissionen bei mehr als 40%.

Die Aufladung der Akkumulatoren kann auch durch einen kleinen, einfachen Elektromotor erfolgen der eine hydraulische Pumpe mit konstanter Drehzahl antreibt. In dieser Konfiguration werden die Leistungsspitzen zum Beschleunigen oder vom Bremsen durch den Akkumulator kompensiert und nur eine nahezu konstante, geringe Grundlast wird über den Fahrdraht aufgenommen. DieSpeicher-kapazitat kann auf 100 kW·h verdoppelt werden ohne die Länge vergleichbarer Lokomotiven zu überschreiten.

Die Darstellung zeigt die Lokomotive mit massstabsgetreuen Antriebskomponenten.

Locomotive with Energy Storage

Weight	80 to
Starting Tractive Effort	25 to
Length	52.5 ft
Maximum Speed	87 mph
Power rating	2,730 hp (3 x 910 hp)
Energy Storage	180 MJ (4,000 hp·min)
Traction power	13,920 hp (4 x 3,480 hp)
Fuel tank	1,320 gal (5,000 l)

The ease of transmitting and storing high powers, the robust construc-tion, and low consumption of the advanced hydrostatic drive system for locomotives result in significant benefits regarding performance, opera-ting characteristic, and costs.

The drive system consists of three single-cylinder free-piston engines, the accumulator assembly, and a hydraulic motor, one on each axle, transmitting the torque through a single stage gearbox. The engine is the same as used in the tracked vehicle, but the speed is reduced to increase the service life. Six piston accumulators and two spherical containers for the pressurized nitrogen gas store the energies for driving and braking.

The simple engagement and disengagement of the motors and control of torque provide a very effective operation over a wide range (15:1) of speed and tractive forces. The maximal tractive effort can be applied during a standstill without overheating the motors since the hydraulic fluid transmits the power und lubricates and cools the motors. The re-duced use of the braking system and low heat radiation simplifies the structure and maintenance of the locomotive.

Hydrostatic Locomotive

The high efficiency of the engine and the recuperation of the braking energy (Round-trip-efficiency 75% - 80%) reduces the fuel consumption and emissions by more than 40%.

Charging the accumulator can also be achieved through a small, simple electric motor driving a hydraulic pump at constant speed. In this confi-guration, the power peaks for accelerating or from braking are compen-sated by the accumulator and only a lower, constant base load from the electric grid is required. The storage capacity of the accumulator can be increased by a factor of two (to 100 kW∙h) without exceeding the size of locomotives of comparable power.

The picture shows the locomotive with its drivetrain components in scale.