Entwicklung eines Fahrzeugkonzeptes für lokal emissionsfreie Rangierlokomotiven

Abstract

Um die im Vergleich zum Straßengüterverkehr schon um drei viertel geringeren Treibhausgasemissionen im Schienengüterverkehr weiter zu reduzieren, sind auch bei Rangierlokomotiven auf fahrdrahtfreien Strecken emissionsfreie Antriebe gefordert. Um dieses Ziel zu erreichen werden in dieser Arbeit vier Konzepte entwickelt, welche zukünftig emissionsfreie Triebfahrzeuge im Rangier- und Streckendienst ohne Oberleitung ermöglichen sollen. Nach der Einleitung und einer Beschreibung der technischen Grundlagen im System Bahn wird eine Marktübersicht über aktuelle emissionsfreie Triebfahrzeuge erstellt. Nach Untersuchung der gestaltungsrelevanten Einflussfaktoren in Bezug auf die äußere Gestalt des Fahrzeugs und der Antriebsart, erfolgt eine Quantifizierung der Einflussfaktoren. Über eine Entscheidungsmatrix werden im Anschluss vier Fahrzeugkonzepte ausgewählt. Diese vier Konzepte basieren alle auf einen batterieelektrischen Antrieb mit Brennstoffzelle. Dabei ist die technische Ausstattung bei allen Konzepten gleich. Die Unterscheidung der Konzepte erfolgt hierbei nur durch die unterschiedlichen Aufbauten in der Gestaltung der Fahrzeuge. Dadurch weißen alle Fahrzeuge unterschiedliche Gesamtlängen auf. Nach der Beschreibung des Antriebssystems und den Berechnungen für den zu erwartenden Energiebedarf der Fahrzeuge werden alle Konzepte mittels der Konstruktionssoftware Catia entwickelt und visualisiert dargestellt. Dafür wird der mechanische Aufbau der Fahrzeuge mit dem dazugehörigen Packaging inkl. aller Komponenten entworfen und einzeln in Form von 3D-Modellen dargestellt und beschrieben. Die visualisierten Fahrzeuge werden am Ende dieser Arbeit in ihrer Größe und ihren Eigenschaften verglichen.