Anwendungsbeispiel: Schwerlastlokomotiven in Australien

Ein sehr gutes Beispiel einer extremen Zugkraftausnutzung ist die Referenz Schwerlastlokomotiven in Australien. Deren Zugkraft sollte so gesteigert werden, dass in Zukunft drei anstatt fünf Lokomotiven die gleiche Traktionsleistung erbringen konnten. Mit Erfolg: Es können sogar 124 anstelle der spezifizierten 120 Wagen pro Zug befördert werden.

Die Ausgangslage

Der australische Bahnbetreiber Queensland Rail hat bisher Lokomotiven der Class 3100 bzw. 3200 im Einsatz. Sie realisieren eine Anfahrzugkraft von 375 kN bei einem Lokgewicht von 110 t und einem Reibwert von 0,29. In einem umfassend angelegten Umbauprogramm werden insgesamt 63 Fahrzeuge auf Drehstromantriebstechnik umgerüstet. Die umgerüsteten Lokomotiven des Typs Class 3700 müssen bei gleichem Einsatz einen Reibwert von 0,4 erzielen, d. h. eine Anfahrzugkraft von 500 kN bei einem Lokgewicht von 126 t.


Zugkraftdiagramm: Anspruchsvolle Referenzsteigung von 10 ‰

Die Anforderung

Die zentrale Frage lautete: Können die drei Loks den beladenen Kohlezug mit 120 Wagen à 106 t, d. h. 12.720 t Gewicht an der Referenzsteigung von 10 ‰ anfahren? Erste Versuche schlugen fehl, weil die Antriebe ein Vibrieren der Drehgestelle verursachten, sodass die hohe Zugkraft nicht effektiv genutzt werden konnte. Die Drehgestelle, die ursprünglich auf die Gleichstromtechnik der Class 3100/3200 ausgelegt wurden, konnten die hohe Zugkraft nicht auf die Schiene übertragen.

Die Lösung

Die Analyse identifizierte das Zusammenwirken von Primär- und Sekundärfederung sowie eine Schwingungsanregung durch den Antrieb als Ursache für die ineffiziente Zugkraftausnutzung. Als Lösung kamen zwei Möglichkeiten in Betracht: Eine neue Kombinationen von Federn und Dämpfern oder eine Dämpfung über die Antriebssteuersoftware. Nach entsprechender Anpassung der Software wurde die Leistung erfolgreich getestet, und die Hauptanforderung des Projektes, der Austausch von fünf alten durch drei neue Loks, erfüllt.

Das Ergebnis – Anforderung mehr als erfüllt

Nach einer weiteren Optimierung der Software konnten an der kritischen Steigung sogar noch schwerere Züge gefahren werden. Anstelle von 120 Wagen ziehen die Lokomotiven jetzt Züge mit 124 Wagen. Das sind vier Wagen mehr als geplant.