The possibilities of fuel economy - the hybrid traction propulsion

• Autorzy: Kalinčák D. , Bartík L'.

Warianty tytułu

PL

Możliwości oszczędności paliwa - hybrydowy napęd trakcyjny

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The utilization of installed power capacity of internal combustion engines (ICE) in motive power units (especially in shunting locomotives and locomotives for industrial transport) is very low. The mean output of ICE in this operational mode is about 15 – 20 % of its installed power. The result is that most of the time the internal combustion engine works in regimes that are far from optimum mode. It means that specific fuel consumption is high. Some examples of measured operational regimes of locomotives in shunting operation and other motive power units are given in the paper. Kinetic energy of a classic diesel locomotive as well as the DMUs and trains is transformed into thermal energy during braking process. Normally it is not possible to utilize this kinetic energy in a reasonable way. In order to improve fuel economy, the kinetic energy of train should be transformed into a suitable form and stored for subsequent use. The improvement can be achieved by using of the unconventional traction drive of rail vehicles. One of possible ways is using of the hybrid traction drive. The hybrid drive includes the ICE, generator, traction motors and the energy storage device. In this case the output of ICE can be substantially lower than in the classic traction. The parameter

PL

Wykorzystanie mocy zainstalowanej silników spalinowych (ICE) w jednostkach trakcyjnych (szczególnie w lokomotywach manewrowych i lokomotywach do transportu przemysłowego) jest bardzo niskie. Średnia moc wyjściowa (ICE) w tym trybie pracy to około 15-20% swojej mocy zainstalowanej. Powoduje to, że przez większość czasu silnik spalinowy pracuje w trybie, który jest daleko od trybu optymalnego. Oznacza to, że zużycie paliwa jest wysokie. Niektóre przykłady pomiarów eksploatacyjnych lokomotyw manewrowych i innych jednostek trakcyjnych podano w artykule. Energia kinetyczna klasycznych lokomotyw Diesla, jak również DMU i pociągów jest przekształcona w energię cieplną w czasie procesu hamowania. Zwykle nie jest możliwe wykorzystanie energii kinetycznej w sposób racjonalny. W celu zmniejszenia zużycia paliwa, energia kinetyczna pociągu powinien być przekształcone do odpowiedniej formy i przechowywana do późniejszego użytku. Poprawa może zostać osiągnięta przez zastosowanie niekonwencjonalnego napędu pojazdów szynowych. Jednym z możliwych sposobów jest użycie napędu hybrydowego. Napęd hybrydowy zawiera generator, ICE, silniki trakcyjne i urządzenia do magazynowania energii. Parametry takiego napędu muszą być oparte o analizę rzeczywistych reżimów eksploatacyjnych pojazdów. Istnieją inne sposoby, jak oszczędzać paliwo w pojazdach kolejowych, np. poprzez lepsze wykorzystanie ciepła uwalnianego z paliwa lub za pomocą energii słonecznej.

Słowa kluczowe

EN

hybrid traction drive of rail vehicles; utilization of power of ICE; fuel utilization; accumulation of energy

PL

hybrydowy napęd pojazdów szynowych; wykorzystanie mocy ICE; wykorzystanie paliwa; akumulacja energii

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 98
• Strony: 225--235
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Kalinčák D.

• University of Žilina, Department of Transport and Handling Machines

autor

Bartík L'.

• University of Žilina, Department of Transport and Handling Machines

Bibliografia

• 1. Barta D., Kendra M.: Carbon dioxide emissions in transport of Slovak Republic. In Proc. of RAILCON ´08, XVIII. scientific - expert conference on railways, Niš, pp. 61-64. Mašinski fakultet Niš, 2008. ISBN 987-86-80587-78-3.
• 2. Kalinčák D., Bartik L'., Grenčik J.: The hybrid traction - the way of fuel utilization improvement. In Proc. of RAILCON'08, XV. scientific - expert conference on railways, Niš, pp. 1-4. Faculty of Mechanical Engineering Niš, 2012. ISBN 987-86-6055-028-8.
• 3. Kalinčák D., Grenčik J., Bartik L'.: Operation utilization of the internal combustion engines at the motive power units and hybrid traction drives. In Logistika Nr 3/2011, pp. 1066-1072, Instytut Logistiki i Maganizowania. ISSN 1231-5478.
• 4. Kalinčák D., Palko P.: Prevádzkové využitie spal'ovacich motorov na hnacich kol'ajových vozidlách a nekonvenčné trakčné pohony. In Proc. of 4th International Scientific Conference "Challenges in Transport and Communication", Part III, Univerzita Pardubice 2006, pp. 1247-1252. ISBN 80-7194-880-2.
• 5. Kalinčák D., Palko P.: Prevádzkové podmienky motorových hnacich vozidiel a hybridné pohony. In Proc. of XVIII. Int. conf. "Current Problems in Rail Vehicles - PRORAIL 2007", Žilina 2007, Vol. I, pp. 285 -292. VTS pri ŽU v Žiline, 2007. ISBN 978-80-89276-06-6.
• 6. Mlynařik L., Novák J.: Studie regionálniho železničniho provozu s akumulátorovým vozem a solárnim napájenim v podminkách R. In Vdeckotechnický sbornik D. č. 32/2001.
• 7. Müller J. et al.: Meranie prevádzkových parametrov dieselelektrickej lokomotivy T 448. Report KV 03-88, VŠDS Žilina 1988.
• 8. Müller J. et al.: Spol'ahlivost' pojazdu kol'ajových vozidiel. Report SET - KKVMZ/2/85. VŠDS Žilina 1985.
• 9. Pácha M.: Hybridni pohon kolejových vozidel. Thesis. University of Žilina, 2010.
• 10. Pácha M., Štěpánek J.: Provoz dieselelektrických vozidel SM 42 se dvěmi spalovacimi motory. In Proc. of Int. conf. "Current Problems in Rail Vehicles - PRORAIL 2011", Žilina 2011, Vol. III, pp. 13-20. VTS pri ŽU v Žiline, 2011. ISBN 978-80-89276-32-5.
• 11. Palko P.: Hybridné systémy pohonov v kol'ajových vozidlách. Thesis. University of Žilina, 2008.
• 12. Palko P., Barta D.: Alternativne palivá a pohony použitel'ne i v železničnej a kol'ajovej priemyselnej doprave. In Železničná doprava a logistika, 2007 No 1, pp. 21-26. ISSN 1336-7943. www.zdal.uniza.sk
• 13. Pohl J.: Výsledky výzkumu hybridniho diesel akumulátorového pohonu lokomotiv. In Železnični technika 17 (1987) No 5, pp. 206-211.
• 14. The Hydrogen Train - Feasibility Study - Main Report, July 2006 - August 2006, Hydrogen Innovation & Research Centre Dennmark, www.hydrogentrain.eu.
• 15. http://voith.com/en/products-services/power-transmission/waste-heat-recovery-10360.html