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200km/h mit 30t AchslastChristof Schieber Dr. Werner BreuerMO RS CRC ISR MO RS LM EN SC
siemens.com/MO RS© Siemens AG 2018
Eisenbahnwesen SeminarBerlin, 23. April 2018
© Siemens AG 2018
23.04.2018Seite 2 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Inhaltsverzeichnis
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
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23.04.2018Seite 3 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
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23.04.2018Seite 4 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
Betreiber (Auswahl) Ort Route Miles
Amtrak Long Distance, Commuter, NEC and Keystone 21.300
MTA Long Island Rail Road New York 321
New Jersey Transit Rail New York / Philadelphia 398.2
MTA Metro-North Railroad New York 385
Metra Chicago 487.7
SEPTA Regional Rail Philadelphia 280
MBTA Commuter Rail Boston / Providence 368
Caltrain San Francisco / San José 77.4
Metrolink Los Angeles / San Bernardino 388
MARC Train Baltimore / Washington, D.C. 187
Betreiber Ort Route km
VIA Rail Long Distance Services 12.500
Metrolinx / GO Transit Toronto, Ontario 452
Agence métropolitaine de transport Montreal, Québec 214
West Coast Express Vancouver, BC 69
Großraum New York in 2014
>270 Millionen Passagiere
(ohne Metro!)
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23.04.2018Seite 5 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Die Siemens-Fahrzeuge
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
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23.04.2018Seite 6 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Aktuelle Siemens-Aufträge für Lokomotiven in Nordamerika
WSDOT (Washington Department of Transportation)
5 locomotives in 2014
3 locomotives in 2014
IDOT (Illinois Department of Transportation)
21 locomotives in 2014
12 locomotives in 2015
Caltrans (California Department of Transportation)
6 locomotives in 2014
14 locomotives in 2015
2 locomotives in 2016
MTA MARC (Maryland Area Regional Commuter)
8 locomotives in 2015
Brightline
10 locomotives in 2014
(20 coaches in 2014)
SEPTA (Southeast Pennsylvania Transportation Authority)
13 locomotives in 2015
2 locomotives in 2016
Amtrak
70 locomotives in 2010
Ch
arg
er
SC
-44
AC
S-6
4S 162 Lokomotiven
Sowie Optionen über mehr als 200 weitere Lokomotiven
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23.04.2018Seite 7 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Source: U.S. DOT and FRA (04-2009)
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23.04.2018Seite 8 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
2008
Erlass des „Passenger Rail Investment and Improvement Act“ (PRIIA) durch die U.S.-Bundesregierung zur Förderung und Stärkung des Verkehrs auf dem Northeast Corridor, des Amtrak Fernverkehrs und der von den Bundesstaaten betriebenen oder unterstützen Regional- und Korridorverkehre.
2010
Gründung des „Next Generation Equipment Committee“ (NGEC) unter Beteiligung von Amtrak (Federführung), der Behörden und der Hersteller. Ziel ist die Erstellung einheitlicher Spezifikationen für moderne Fahrzeuge für den Passagierverkehr (z.B. PRIIA 305-005 für dieselelektrische Lokomotiven).
2012 - 2013
Zusammenschluss der U.S.-Bundesstaaten Illinois, Michigan, Missouri, Kalifornien und Washington zu einer Einkaufsgemeinschaft „Joint Purchasing Entity“ (JPE) zur gemeinschaftlichen Ausschreibung und Beschaffung von bis zu 257 dieselelektrischen Lokomotiven gemäß PRIIA 305-005 im Jahr 2013 (Multistate Ausschreibung).
2014 - heute
Vergabe an Siemens mit einer ersten Festbestellung von 32 Lokomotiven. Inzwischen wurden bereits 69 Lokomotiven aus diesem Vertrag abgerufen.
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23.04.2018Seite 9 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Streamlined nose for
push-pull trainsets
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23.04.2018Seite 10 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Achsfolge BoBo
Leistung 3.300 kW (4.400 hp)
Motor Cummins QSK95 16 Zylinder / EPA Tier IV
Max. Geschwindigkeit 201 km/h (125 mph)
Masse 120 t (264.556 lbs )
Zugkraft 290 kN (65.000 lbf)
Länge 21.793 mm (71,5 ft)
HEP 3AC 480 V 600 kW
Kraftstofftank 6.800 l / 1.800 gal
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23.04.2018Seite 11 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Technical Characteristics –
Well within FRA specified
Stability Limits
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23.04.2018Seite 12 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
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23.04.2018Seite 13 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
HEP Transformator
DEF TankIntegrierter
KraftstofftankDreh-
gestell 1
Dreh-gestell 2
Batterie-kästen
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23.04.2018Seite 14 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
• 16-Zylinder Hochleistungs-Dieselmotor
• 4 Turbolader
• NOx-Minimierung durch SCR-Abgasnachbehandlung
4 Turbolader
Kraftstoff-Filter
ElektrischeKraftstoffpumpen
6 Motorlager
DoppelwandigeHochdruck-
Kraftstoffleitungen
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23.04.2018Seite 15 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Generator
Dieselmotor-Kühlanlage
Dieselmotor
DEF-Tank
Kraftstofftank
Abgasnachbehandlung (DRP)
Abgasnachbehandlung (SCR)
Decomposition Reactor Pipe
Selective Catalytic Reduction
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23.04.2018Seite 16 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Der Charger bietet im Rahmen des Plattformkonzeptes eine Vielzahl möglicher Varianten, um die Lokomotive
ideal an die Bedürfnisse unserer Kunden zu adaptieren. Beispiele hierfür sind unter anderem:
• Frontnase (klassisches Design mit Standardkupplung oder aerodynamischeres Design für Zugkonzepte)
• Dach mit aerodynamischer Anpassung an Doppelstockwagen
• Unterschiedliche Zugsicherungssysteme
• V/T-I (Vehicle-Track Interaction Monitoring System)
• Strobe Lights (Warnlichter) auf dem Dach
• Zugzielanzeige in der Front
• Rückspiegel und/oder Rückschaukamera
• Toilette
• Zusätzliche Wartungsklappe in der Seitenwand
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23.04.2018Seite 17 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way SC-44 Charger – Dieselelektrische Lokomotive
Aerodynamischeres Design
(Brightline)
Klassisches Design
(Multistate Lokomotiven)
Gemeinsame
Schnittstelle für
alle Varianten
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23.04.2018Seite 18 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Amtrak Cities Sprinter ACS-64 – Elektrische Lokomotive
Achsfolge BoBo
Leistung 6,4 MW (8.600hp)
Max. Geschwindigkeit 201 km/h (125mph)
Gewicht 97,8 t (215.537 lb)
Max. Zugkraft 320 kN (72.000 lbf)
Kunden Amtrak
SEPTA (Pennsylvania)
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23.04.2018Seite 19 Schieber, Breuer / MO RS
Lokomotiven mit teilgefedertem AntriebvMax 140 km/h
Das Konzept des SF4 Drehgestells basiert auf dem SF3 Drehgestell
Rh2016 der ÖBB mit SF3
SF3 Drehgestell
Entkopplung zwischen Fahrmotor und Getriebe durch Stahl-Lamellen Kupplung: SF3
Evolution statt Revolution
Dreieckslenker in der Radsatzführung: SF1, SF2, SF3
The American Way Drehgestell-Entwicklung auf Basis SF4
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23.04.2018Seite 20 Schieber, Breuer / MO RS
Verschleißfreie Stahl-Lamellen-Kupplung zwischen Fahrmotor und Getriebe.
Dreipunkt Motor-Lagerung: Einstellbare Querelastizität durch vertikal vorgespannte Gummischichtfedern
The American Way Antrieb mit teilgefedertem Getriebe und vollgefedertem Motor
Pendelstütze des Getriebesstützt sich am Fahrmotorgehäuse ab
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23.04.2018Seite 21 Schieber, Breuer / MO RS
Entkopplung der Quer- und Längssteifigkeit des Dreieckslenkers:
hohe Fahrstabilität
gutes Verhalten im Bogen
Quersteifigkeit
Längssteifigkeit
The American Way Drehgestell – Radsatzführung
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23.04.2018Seite 22 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Infrastrukturelle Randbedingungen
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
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23.04.2018Seite 23 Schieber, Breuer / MO RS
Infrastrukturelle Randbedingungen Geschwindigkeitsklassen
In diesem Klassifizierungsschema werden Grenzwerte definiert für
Gleislagefehler (lateral, vertikal und cross-level)
Spurweitenfehler
Es ist von vorneherein nicht klar, welche Klasse den „worst case“ repräsentiert
Streckenklasse Frachtverkehr Personenverkehr
Class 1 10 mph (16 km/h) 15 mph (24 km/h)
Class 2 25 mph (40 km/h) 30 mph (48 km/h)
Class 3 40 mph (64 km/h) 60 mph (97 km/h)
Class 4 60 mph (97 km/h) 80 mph (129 km/h)
Class 5 80 mph (129 km/h) 90 mph (145 km/h)
Class 6 110 mph (177 km/h)
Class 7 125 mph (201 km/h)
Class 8 160 mph (257 km/h)
Class 9 220 mph (354 km/h)
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23.04.2018Seite 24 Schieber, Breuer / MO RS
Infrastrukturelle Randbedingungen Klassifizierung der Gleislagefehler
Periodische Gleislagefehler in unterschiedlichen Wellenlängen
in unterschiedlichen Wellenlängen 31ft (9.45m), 62ft (18.90m), 124ft (37.80m)
in unterschiedlichen Phasenlagen
in unterschiedlichen geometrischen Richtungen
Laterale
Störungen
Vertikale
Störungen
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23.04.2018Seite 25 Schieber, Breuer / MO RS
Infrastrukturelle Randbedingungen Kurzwellige Vertikalstörungen – P1 und P2 Kräfte
• P1 Kraft:
Hochfrequenter Anteil der dynamischer Belastung durch
kurzwellige Vertikalstörungen.
Wird als Maß der Schwellen-Schädigung interpretiert 1).
• P2 Kraft:
Niederfrequenter Anteil dynamischer der Belastung durch
kurzwellige Vertikalstörungen.
Wird als Maß der Schotter-Schädigung interpretiert 1).1) Allan M. Zarembski, Joseph W. Palese, John G. Bell:
Limiting High Speed Dynamic Forces on the Track Structure – The Amtrak Acela Case
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23.04.2018Seite 26 Schieber, Breuer / MO RS
Infrastrukturelle RandbedingungenFahrweg-Beanspruchung – Vertragsbedingungen
ACS-64 Vertrag:
Listen mit Achslagerbeschleunigungen am NEC
Trigger: 50g – vertikal , 30g – lateral
SC-44 Vertrag (PRIIA):
• Vehicle/Track-Interaction (V/T-I) Monitor
Messsystem, das auf Basis von
Beschleunigungssensoren die
Fahrzeugreaktion erfasst.
Die SC-44 ist dazu mit Beschleunigungs-
sensoren an Achslagern, am Drehgestell
und im Wagenkasten ausgerüstet
• Definition eines Grenzwertes
für die P2 Kraft
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23.04.2018Seite 27 Schieber, Breuer / MO RS
Infrastrukturelle RandbedingungenElemente der fahrtechnischen Zulassung
ModellvalidierungSimulation Streckenversuch
Virtuelle Strecke Reale Strecke
VTI Sicherheitskriterien
Rad-Schiene Kräfte
Beschleunigungen
Static Lean Equalization
Keiltest Reale Strecke
Lean Test
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Lean (inches)
Ro
ll A
ng
le
Carbody Roll Angle (Test)
Carbody Roll Angle (Simulation)
Zusammenspiel von statischen Tests, dynamischen Tests, Simulation und Validierung
VTI: Vehicle Track InteractionStatic Lean: NeigeversuchEqualization: Radentlastungsversuch
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23.04.2018Seite 28 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
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23.04.2018Seite 29 Schieber, Breuer / MO RS
Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
Regelwerke auf Bundes- und Verbandsebene bestimmen die fahrtechnische Zulassung:
• Bundesgesetz: 49 CFR 213 (CFR = Code of Federal Regulations)
• Verbandsregeln: M1001 Chapter 11.5. (AAR=Association of American Railroads)
APTA-PR-M-S-041-06 – Wheel Load Equalization
(APTA = American Public Transport Association)
Zusammenspiel der Regelwerke
49 CFR 213 hat USA-weit Gesetzescharakter (neue Fassung 2013 in Kraft getreten)
Verbandsregeln sind wichtig, da die Schieneninfrastruktur in der Regel EVUs gehört
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23.04.2018Seite 30 Schieber, Breuer / MO RS
Struktur der fahrtechnischen Regelwerke Das Zulassungsschema nach 49 CFR 213.345
Überhöhungs
fehlbetrag
Eu [inch],cx
Neues Fahrzeug Qualifiziertes Fahrzeug
Maximal zulässige Geschwindigkeit [mph]
15 30 60 80 90 110 125 160 220 15 30 60 80 90 110 125 160 220
Streckenklasse
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Eu ≤ 3 Keine Versuche oder Simulationen
WK +
DG +
(RS/
SIM)
WK + DG + RS + SIM Keine Versuche oder Simulationen WK + DG
3 < Eu ≤ 4
SL SL +
WK +
DG +
(RS/
SIM)
SL + WK + DG
+ RS + SIM
NO NO + WK + DG
4 < Eu ≤ 5
5 < Eu ≤ 6 SL + WK NO + WK
NO + WK + DG +
(RS/SIM)
Eu > 6 SL + WK + RS + SIM NO + WK + (RS/SIM)
SL Static Lean Test Überhöhungsfehlbetrag inch mm
WK Beschleunigungen im Wagenkasten 3 76,2
DG Beschleunigungen am Drehgestell 4 101,6
RS Rad-Schiene Kräfte 5 127,0
SIM Simulation (MCAT & Streckenabschnitte) 6 152,4
NO Notifikation FRA
Umfang der Versuche hängt von Geschwindigkeit und Überhöhungsfehlbetrag ab
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23.04.2018Seite 31 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
© Siemens AG 2018
23.04.2018Seite 32 Schieber, Breuer / MO RS
Fahrtechnische Beurteilungskriterien49 CFR 213.333
Grenzwerte
Gilt für alle Geschwindigkeiten und Klassen
Es wird keine Statistik angewendet
Kräfte werden immer auf die vertikale Radaufstandskraft bezogen (kein Yqst oder Qqst)
Limits für Beschleunigungen sind großzügig im WK und restriktiv am DG (Vergleich EN14363)
Phänomen Parameter Grenzwert FensterR
/S
Kräft
e Radentlastung Single Wheel Vertical Load Ratio V/V0 ≥ 0.15
5 ft 1.52m
Entgleisungssicherheit Single Wheel L/V ≤ 1.02
Gleisverschiebung Net Axle L/V0 ≤ 0.50
Schienenverkippung Truck Side L/V0 ≤ 0.60
Besch
leu
nig
un
gen
Fahrsicherheit/Fahrverhalten
Carbody Lateral Transient ≤ 0.75g p2p 1 s
Carbody Lateral Sustained ≤ 0.12g rms 4 s
Carbody Vertical Transient ≤ 1.25g p2p 1 s
Carbody Vertical Sustained ≤ 0.25g rms 4 s
Laufstabilität Truck Lateral Sustained ≤ 0.30g rms 2 s
p2p : Peak to Peak
L Y
V Q
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23.04.2018Seite 33 Schieber, Breuer / MO RS
Fahrtechnische Beurteilungskriterien AAR M 1001 11.5
Chapter XI
AAR Kriterium (hauptsächlich für Güterwagen)
Künstliche Szenarien, die spezielle Eigenformen anregen - am TTCI in Pueblo, CO gebaut
Bis maximal 90mph, aber speziell auf Resonanzen abzielend, keine Statistik
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23.04.2018Seite 34 Schieber, Breuer / MO RS
Fahrtechnische Beurteilungskriterien Periodische Gleisstörungen – Minimal Compliant Analytic Track
Künstliche Strecke mit maximal zulässigen Fehlern für verschiedene Situationen
Durch Simulation mit validiertem Modell nachzuweisen
Curving < 1 degree: Classes 6-8 for CD>5”, Class 9 all CD
Curving ≥ 1 degree: Classes 6-8 for CD>5”, Classes 1-5 for CD>6”
Curving < 1 degree: Classes 6-8 for CD>5”, Class 9 all CD
Curving ≥ 1 degree: Classes 6-8 for CD>5”, Classes 1-5 for CD>6”
Tangent: Classes 6-9
Hunting
Perturbation
10’ l l
Gage
Narrowing
Gage
Widening
l l l l
Repeated
Alinement
l l
Single
Surface
l
Single
Alinement
Short
Warp10’ l
Combination
Perturbation10’ 10’
Class 9 only
Left
Alinement
Right
Alinement
Left
Surface
Right
Surface
Repeated
Surface
Laterale
Störungen
Vertikale
Störungen
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23.04.2018Seite 35 Schieber, Breuer / MO RS
Fahrtechnische Beurteilungskriterien CFR vs. EN – Vergleich der Bewertungskriterien
Kastenbeschleunigungen werden nach EN konservativer als nach CFR bewertet
SY wird nach CFR konservativer als nach EN bewertet
Y/Q wird nach EN konservativer als nach CFR bewertet
y+RMS wird nach CFR konservativer als nach EN bewertet
49 CFR 213.333 EN 14363
Y/Q 1,02 0,80
SY 0,50 Q0 (2/3 Q0 + 10kN)@90to 0,75 Q0
y+RMS 0,30g 2,94m/s² (12m/s² - m+/5t)/2@15t 4,50m/s²
y*m,S,max 0,75g (p2p) 3,68m/s² 2,60m/s² – 3,00m/s²
z*m,S,max 1,25g (p2p) 6,13m/s² 3,00m/s²
y*RMS 0,12g 1,18m/s² 0,50m/s²
z*RMS 0,25g 2,45m/s² 1,00m/s²
..
..
..
..
..
der jeweilige Wert ist konservativ
..
p2p : Peak to Peak
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23.04.2018Seite 36 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Der praktische Ablauf der Zulassung
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
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23.04.2018Seite 37 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungDer praktische Ablauf der Zulassung von ACS-64 und SC-44
1 – Statische Versuche & Validierung
Static Lean Test
Equalization Test
Wedge Test
2 – Streckenversuche
High Speed
Cant Deficiency
Representative Track
3 – MCAT Simulationen
4 – Dynamische Modellvalidierung
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23.04.2018Seite 38 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungStatische Versuche – Static Lean Test
Durchführung und Kriterien
Neigen des Fahrzeugs bis zum angestrebten Überhöhungsfehlbetrag
Radlast an allen Rädern >60% der statischen Radlast
Wankwinkel < 8.6 Grad (bis 7“)
0,0%
1,0%
2,0%
3,0%
4,0%
5,0%
6,0%
7,0%
8,0%
9,0%
10,0%
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
0 1 2 3 4 5 6 7
Ro
ll A
ngl
e [d
eg]
Cant deficiency [inches]
Test
Simulation
Deviation
2013: ACS-64 2016: SC-44
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23.04.2018Seite 39 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungStatische Versuche – Equalization Test
Durchführung und Kriterien
Heben und Senken jedes Rades am leichteren DG um 3 inch (76 mm)
Radentlastung aller Räder unter 65% bei 2.5 inch (51 mm)
Kein Abheben bei 3 inch (76 mm)
0,00%
10,00%
20,00%
30,00%
40,00%
50,00%
60,00%
70,00%
80,00%
90,00%
100,00%
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Wh
ee
l Un
load
ing
Wheel Lift / Drop
Simulation
L1
L2
R1
R2
Limit
Deviation
Aufbau des Radentlastungsversuchs
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23.04.2018Seite 40 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungModellvalidierung – Wegde Test
Durchführung und Kriterien
Anregung bestimmter Eigenformen durch Überfahren von Keilen
Instrumentiertes Fahrzeug (Beschleunigungsmessung), Vertikaldämpfer demontiert
Bestimmung der Frequenzen aus den Zeitsignalen, Vergleich mit linearem MKS-Modell
Schiene Radsatz
Beschreibung Eigenform 1 2 3 4
Links Keile an allen Rädern rechts
Wanken
WK und DG Rechts
Links Keile an allen Rädern
Tauchen
WK und DG Rechts
Links Keile unter DG 1
Nicken
WK Rechts
Links Keile unter RS 1
Nicken
DG Rechts
Bestimmung der Eigenfrequenzen aus FFTAnregung verschiedener Eigenformen
file:///D:/Breuer/Oeffentlichkeit/TU Berlin/Eisenbahnwesen-Seminar/charger_bounce.mp4file:///D:/Breuer/Oeffentlichkeit/TU Berlin/Eisenbahnwesen-Seminar/charger_roll.mp4file:///D:/Breuer/Oeffentlichkeit/TU Berlin/Eisenbahnwesen-Seminar/roll_sim.wmv
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23.04.2018Seite 41 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungDynamische Versuche
Durchführung und Kriterien
High speed stability: Hochtastfahrten auf Geraden des North-East-Corridor (NEC)
Cant deficiency: Bogenfahrt bis zum betrieblichen aq + 1 inch
Representative track: Befahren von zwei Abschnitten (je etwa 50 Meilen) mit betrieblichem aq
Test Location Milepost
High Speed
Stability Ham - County 32 to 57
Cant Deficiency Grundy -
Holmes 65 to 77
Representative
Segment
Testing
Philadelphia –
Perryville 2 to 58
Providence -
Westerly 141 to 190
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23.04.2018Seite 42 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungSimulationen am MCAT
Varianten der Simulation
9 Geschwindigkeiten (90 – 130 mph), 3 Störungswellenlängen (32,64 & 124 ft)
4 Überhöhungsfehlbeträge (3inch – 6inch), 2 Spurweiten, zwei Radprofile, Gerade und Bögen
In Summe 270 Einzelsimulationen!
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23.04.2018Seite 43 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungModellvalidierung – Dynamische Versuche NEC
ACS-64: Validierung auf NEC
Optischer Vergleich Simulation vs. Messung auf ausgewählten kurzen Abschnitten
Simulation mit gemessenen Gleislagen und Geschwindigkeiten
Schwierigkeiten: Synchronisierung, Signal/Noise, Subjektivität der Bewertung
Vergleich Messung – Simulation durch optischen Vergleich
Ergänzt durch minimale statistische Bewertung
Vergleich Messung – Simulation durch optischen Vergleich
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23.04.2018Seite 44 Schieber, Breuer / MO RS
ZulassungModellvalidierung – Dynamische Versuche Pueblo
SC-44: Validierung mit Chapter XI
Optischer Vergleich Simulation vs. Messung
Simulation mit gemessenen Gleislagen und Geschwindigkeiten
Gute Vergleichbarkeit bei gewissen Szenarien
Gemessene
Gleislage
Fahrzeug-
reaktion
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23.04.2018Seite 45 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way Zusammenfassung
• Schienen-Personenfernverkehr in Nordamerika
• Die Siemens-Fahrzeuge
• Infrastrukturelle Randbedingungen
• Struktur der fahrtechnischen Regelwerke
• Fahrtechnische Beurteilungskriterien
• Der praktische Ablauf der Zulassung
• Zusammenfassung
© Siemens AG 2018
23.04.2018Seite 46 Schieber, Breuer / MO RS
Zusammenfassung
• Die ACS-64 wurde 2013 als erstes Fahrzeug nach dem neuen FRA-Regelwerk zugelassen.
Dasselbe Zulassungsverfahren wurde für die SC-44 angewandt
– SC-44 & ACS-64: „Well within FRA specified limits “
– Hohe Radlast ist ein „Vorteil“ bei der Zulassung:
Bei der fahrtechnischen Bewertung werden die Querkräfte auf die statische Radlast normiert
• Beurteilung der Wechselwirkung zwischen Infrastruktur und Radlast über
– P1- und P2-Kräfte
– Vehicle/Track-Interaction (V/T-I) Monitoring
• Die SC-44 entspricht der neuesten Abgas-Emissionsnorm Tier IV
• Die SC-44 ist auffallend leise im Vergleich zu amerikanischen Diesel-Lokomotiven
© Siemens AG 2018
23.04.2018Seite 47 Schieber, Breuer / MO RS
The American Way
Dipl.-Ing. Christof Schieber
Siemens AG
Project Manager Desiro HC Israel
MO RS CRC ISR
Werner-von-Siemens-Str. 69
D-91052 Erlangen
E-Mail: christof.schieber@siemens.com
Dr. Werner Breuer
Siemens AG
Leiter Berechnung Lokomotiven
MO RS LM EN SC
Krauss-Maffei-Straße 2
D-89997 München
E-Mail: werner.breuer@siemens.com
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