Čeští inženýři vyvinuli nový motor na stlačený zemní plyn do lokomotiv

redakce - 27 Duben 2016

Výzkumný tým z  Vysokého učení technického v  Brně (VUT) vyvinul ve spolupráci se soukromou sférou nový typ motoru na stlačený zemní plyn (CNG). Novinka nalezne uplatnění zejména v železniční dopravě a představuje světový unikát.nový typ CNG motoru spalujícího stlačený zemní plyn pro lokomotivy

Výzkumný tým při vývoji samotného konceptu motoru kladl velký důraz právě na jeho komplexnost a univerzálnost, tak aby byl použitelný pro širokou paletu spalovacích motorů a využitelný v různých odvětvích.
foto: TA ČR

Nový typ motoru na stlačený zemní plyn, vyvinutý na VUT v Brně ve spolupráci se společnosti Marat engineering s.r.o., Vítkovice mechanika a.s. a Zeppelin CZ s.r.o., vyniká zejména sníženou zátěží životního prostředí a nízkými provozními náklady.

Vývoj motoru trvající od roku 2012 podpořila Technologická agentura ČR (TA ČR) částkou 17,2 milionu korun z programu ALFA.

„Program ALFA se zaměřuje na podporu aplikovaného výzkumu a experimentálního vývoje zejména v oblasti progresivních technologií, materiálů a systémů, energetických zdrojů a ochrany a tvorby životního prostředí a dále v oblasti udržitelného rozvoje dopravy,“ vysvětli Petr Očko, předseda TA ČR.

Následovníkem programu ALFA je v současné době program EPSILON, v němž 15. března 2016 zahájila TA ČR novou veřejnou soutěž.

Cílem autorů zmíněného projektu bylo vyvinout zcela novou koncepci jednopalivového CNG motoru, ze které bude možné následně vytvořit i její aplikovanou verzi pro motory Caterpillar.

Využití těchto velkoobjemových motorů je hlavně v železniční dopravě u lokomotiv, ale též u stavebních strojů a kogeneračních jednotek. Součástí projektu je i zavedení navrženého řešení na existující spalovací motor 1.4tsi pro osobní vozidla koncernu Volkswagen.

„Důležitým výstupem je také funkční vozidlo s tímto prototypem motoru,“ upozornil Marek Bradávka z fakulty strojního inženýrství VUT Brno.

„Jedinečnost našeho řešení spočívá v tom, že jde o motor primárně vyvinutý pro spalování pouze stlačeného zemního plynu a využívá všechny jeho přednosti jako paliva,“ dodal.

Zejména pro aplikace v železniční dopravě podobný typ motoru uzpůsobený pouze pro spalování podle něj na světovém trhu zatím chybí, o čemž svědčí i to, že o řešení projevilo okamžitě zájem několik velkých společností jako například Indické státní dráhy nebo ruský Gazprom.

„Možnosti využití jsou díky ekologickým aspektům, nízké ceně a bohatým zásobám zemního plynu po celém světě opravdu široké,“ zdůraznil Petr Očko.

tisková zpráva
Zpět na HybridPřidat komentář
Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Carlos: to máte hodně optimistické výpočty. Dnešní trakční baterie mají 0,05 kWh/kg, tak berme nějakou budoucnost a uvažujme 0,1 kWh/kg. "Tendr" teda má nějakých 6 MWh, za cenu tahání dalších 80 tun (60 t baterií + 20 tun železa) + problémy s objížděním v koncové stanici. Ty baterky nemůžete vycucnout do mrtě, to byste je zničil, takže k dispozici máte nějaké 3 MWh. To je spotřeba osobáku Praha - Kolín a zpět a ještě maličko zbyde. Potenciál rekuperace je v podstatě zanedbatelný, okolo 30 - 40%.
Dieselové lokomotivy mají výkon (u nás) od nějakých 200 do 1500 kW, ale jen proto, že vyšší výkon nemá využití, stejně tak rychlost nad 100 km/h (vzpomeňta na Kyklopa, ten měl 1760 kW a 140 km/h a nikde tak jezdit nemohl), není problém udělat dieselovou mašinu s 2500 - 3000 kW a 160 km/h.
Jinak vyrobit se dá kce-co, největší problém je to pak schválit (mám bohužel čerstvé vlastní zkušenosti právě z této oblasti).

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Vycházím z údajů o bateriích, které uvádí pro Li-ion kapacity kolem 200Wh/kg. I pokud sem propočítal nyní používané baterie v EV, tak nyní jsme kolem 100Wh/kg+- 10Wh (nejspíše se jedná o hmotnost celé sestavy), tedy dostat se na nějakých 150-200Wh by nemusel být v dohledné době problém.

Pokud bychom neměli využití pro výkonné dieselové lokomotivy, pak by dopravci nenasazovali dvojice až trojice dieselových lokomotiv na vlaky, ono záleží na profilu tratě, po rovině by sice stačila možná jedna, ale do kopců, a že je jich u nás celkem dost, by vlaky zbytečně zpomalovaly, není dneska problém vidět vlaky vedené dvojicí Brejlovců, 744, etc. občas s postrkem a občas bez něj. Dieselové lokomotivy jsou běžně nasazovány na koridorech, pravda většinou na ucelených vlacích s původem bůh ví kde.

Kyklop byl trochu jiný případ myslím, nedošlo k dalšímu vývoji pro elektrizaci hlavních tratí a specializační doložku RVHP, nebo jak se tomu říkalo, kdy byl maximální výkon našich dieselových lokomotiv zastropován, výkonnější směl dělat jen Sovětský svaz. (U parních se to možná nějak obešlo, nebo ještě tehdy nebyla) Jinak je o tom pěkný díl v seriálu zašlapané projekty, mimochodem od loňska je opět provozní.

Pokud máme technologie řídicích vozů, dálkové řízení je dostupné někdy od 60. let, pak by nemusel být s nějakým objížděním problém, pravda, nebylo by to zrovna na lokálky, ale kam se vleze 475.1, vlezlo by se asi i toto. Přece jenom se bavíme o něčem co by mělo kolem 30m. Kdyby se podařilo dostat na 24 přes nárazníky, nemusel by být problém toto vozidlo otočit na točnách.

Co by mohl být problém, by bylo případné rychlodobíjení, nebo dobíjení za jízdy pod trolejí, jak jsem navrhoval v druhé části komentáře.

Jen pro zajímavost, jestli o tom smíte mluvit, vaří se nějaká zajímavá novinka na naši železnici?

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

To s tím zastropováním výkonů je jeden z obecně oblíbených omylů, výkonnější lokomotivy dělali Němci (118 DR), Rumuni (119 DR) i Maďaři (V63 MÁV). A Zašlapané projekty, jakkoliv tam byly zajímavé věci, se bohužel velmi rády držely teze "bylo nám to zakázáno" (nejen u lokomotiv).

Baterie - kapacita se obvykle udává pro vybíjení konstantím proudem (obvykle 10-hodinovým). Trakční odběr je bohužel značně proměnný, včetně proudových špiček, takže reálná hodnota kapacity bude nižší. Dále je, pro zvýšení životnosti, vhodné nevybíjet baterie příliš. Je pravděpodobné, že modernější technologie akumulátorů (Li-něco) dovolují vybíjení větší než klasické olověné či NiFe, takže možná se bude jednat ne o 50, ale o 70% jmenovité kapacity.

Problém s tendrem je "objíždění" (navíc, při objíždění ten tendr nebude připojený k vozidlu :-). Udělat z tendru řídicí vůz (a tedy oprostit se od jeho objíždění) by sice šlo, ale opět jsme u toho schvalování - přerod čehokoliv na řídicí vůz asi nepůjde vydávat za opravu.

Velkým problémem bude cena baterií, příp. cena a délka jejich životního cyklu.
Rychlodobíjení se umí, viz elektrobusy, ovšem řekl bych, že bude mít vliv na životnost baterií.
Podle mého názoru, bateriová technologie ještě nedospěla k běžnému provoznímu nasazení, i když různé "ukázkové aplikace" samozřejmě existují (jejich ekonomika se ale obvykle neřeší).

Novinky na železnici - tak samozřejmě, pořád se něco děje :-). Ty mé konkrétní stesky se netýkaly něčeho připravovaného, ale šlo o vozidlo již používané, kde se doschvalovala jakási drobná změna.

Obrázek uživatele ozana

Využitelná kapacita jen 50%?!

---

Jezdím na proud, najeto 77 tisíc km. G-E STROMOS 8 let a 80 tisíc km.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Taky si říkám, jen pro zajímavost, jak je to s bateriemi u EV? Kolik procent se tam doporučuje nejvýše vyjet?

Obrázek uživatele ozana

Spodní hranici má auto danou. Např. Kia Soul EV - udávaná kapacita baterie: 30,5 kWh. Využitelná kapacita baterie: 27 kWh.

Nejlepší asi je cyklovat mezi 20 a 80% aku.

---

Jezdím na proud, najeto 77 tisíc km. G-E STROMOS 8 let a 80 tisíc km.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Takže to nám dává při 6MWh 3.6MWh, pokud bychom opravdu šli na doraz, pak 5.3MWh, pořád je to dojezd celkem slušný, kolem 260-380km při 1.8MW @ 130km/h.
Jen ta rychlonabíječka by musela dát 15MW. :)

Nemáte náhodou číslo na Elona Muska, že? :)

Obrázek uživatele jurazhor

ne,ale vím kde bude k zastižení
zkus Mars :)

---

jurazhor

Ta jedinecnost spociva v tom, ze k motoru neni dodavana naftova/benzinova nadrz. Proto se ten motor muze provozovat vylucne na CNG.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

hmm takže hezký PR článek
ze kterého jsme se dozvěděli že čeští technici za peníze z našich daní vivinuly CNG motor pro lokomotivy

akorát že je určen pro upravu motorů soukromého výrobce caterpilar což je americká nadnárodní společnost co si za peníze z našich daní nechá dělat výzkum

a nebo je to alternativní výpomoc firmně Dízelgate což je zase v německu sídlící firma s finačními drobnými problémy za své pokoutné kšefty

a nebo čtu mezi řádky jen já ? nějak jsme nezjistil jaký užitek z těch vynaložených našich daní bude mít jejich plátce, nebo bude výroba těchto motorů omezena jen na zemně koruny české aby se v daních a v odvodech za zaměstnace částka vrátila ?

Obrázek uživatele PaRi

Mě spíš mrzí, že v tvém případě vyletělo školné komínem a ještě k tomu musím luštit to, co si sesmolil. :-/

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Zaujal mne nadpis, tak jsem si rozklikl článek, že se dozvím něco o principu, unikátnosti a jedinečnosti řešení a po přečtení celého článku jsem se dozvěděl to, co se píše v nadpisu.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Berte to tak, je to novinka a nejspíš není v sériové produkci zatím, navíc tu bude nějaká smlouva o mlčenlivosti, což není nic neobvyklého.

Patrně se jedná o to že byl navržen motor kompletně a jedině pro spalování zemního plynu, nejspíše od základu, tedy mohl být optimalizován pro tento účel.

Jestli se podaří že sníží náklady na provoz dráhy a eventuálně, byť to je spíše záležitost podvozků a dalších věcí, umožní vyšší rychlost lokomotiv, mohlo by to být výhodné z pohledu snížení ceny přepravy zboží nebo pasažérů, otázkou je jak rychle se dostane do nových a opravovaných lokomotiv.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Podobný světový unikát už rok jezdí v indii, stačí si vygooglit "cng train"

Obrázek uživatele PaRi

Jde o to, že motor vyvinuli speciálně pro CNG. Akorát jsme se nedozvěděli, v čem se ten motor liší. Snad příště.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Jak píšete, anonym si plete "přestavbu", i když "firemní" s přímou konstrukcí pro daný typ paliva.

Spíše bych viděl zajímavost, že místo pochopení textu, použil google. Že by náznak toho jak nastupující generace řeší problémy a získává odpovědi? :D

Obrázek uživatele Cipísek D

SUPR!! To bylo taky na čase. Kdo má furt ty dízllokomotivy čuchat ;)

---

TESLA jedině !! twitter.com/elonmusk TODÁROZUM !! stream.cz/porady/blanik

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Dieselové lokomotivy nejsou tak hrozné proti novým dieselovým autobusům, ale už jsem viděl pár co jsem než vyjely z lesa, považval za parní.
Co je ale trochu problém a škoda je to že nemáme uplně všechny důležité tratě elektrifikovýány. To by omezilo přepřahy a další problémy z toho plynoucí.
Ale zase je otázk, jestli je závislá trolejová trakce tak super, ano je násobně čistější, elektrárny mají vyšší účinnost a máme poměrně velké procento z JE, ale jako taková je náchylnější na výpadky a poškození. Když to přeženu na neelektrifikované trati odstranění větve vezme nějaký čas, ale když ji dáte bokem, dá se jet, u elektrické musíte čakat až se smontují zpátky troleje. Pokrok by byl buď lokomotivy bateriové, nebo dosažení extrémně vysoké účinnosti a levného provozu u nezávislé trakce.
Mimochodem, není nic neobvyklého u nás vidět nákladní vlaky vedené dvojicí či trojicí dieselových lokomotiv.

Obrázek uživatele Cipísek D

JASNĚ že elektrifikace drah by byla nejlepší ale jako dočasný řešení lepší než dízl kerej cejtíš s votevreným vokýnkem i v pátým vagónu :)

---

TESLA jedině !! twitter.com/elonmusk TODÁROZUM !! stream.cz/porady/blanik

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

V první řadě se omlouvám za překlepy, anglická distribuce prohlížeče červeně podtrhává všechno v češtině a překlepy se tedy přehlédnou.

Už dneska by bylo možné realizovat vlaky na elektřinu i pro vedlejší tratě, v podstatě do lokomotiv lze umístit několik set kWh baterie a jeden vagon, říkejme mu tendr, pojme bez problému až 60t nákladu, 10t odpovídá asi 1.5-2MWh, tedy tendr může mít něco mezi 9 a 12MWh kapacity. Běžné výkony dieselových lokomotiv jsou kolem 800-1500kW s maximální rychlostí asi 100km/h, u parních meziválečných a poválečných byl výkon někde mezi 1450-2000kW a rychlosti 110-130km/h.

Pokud si dovolím zaokrouhlovat a odhadovat, tak lze disponovat akumulátorovou lokomotivou s dojezdem asi 600-790km. Pokud budu spekulovat, není v ČR žádné takto dlouhá neelektrifikovaná trať, navíc tento výpočet je pro plný výkon po celou dobu.

Při případném upravení některé ze starších řad elektrických lokomotiv, například 230, s výkonem kolem 3000kW by byl dojezd asi 330km. Navíc by mohl být bateriový vůz maskován jako druhá lokomotiva (myslím že vyrobit skříň je to nejmenší), nehledě na možnost dobíjení při jízdě pod trolejí/čekání/regenerativním brzdění. Myslím že změna regulačního systému by měla být možná, stejně tak dosazení výkonnějšího transformátoru pro napájení nabíječky a další potřebné úpravy.

Zaregistrujte se a pište komentáře pohodlněji!

Otázkou je co trvanlivost takovéto "eko" baterie, hledě i na to, že její cena by byla enormní.

Obsah tohoto pole je soukromý a nebude veřejně zobrazen.
Standardní nastavení volby "Zasílání upozornění na email" můžete nastavit na stránce svého profilu.
Ochrana proti nevyžádaným příspěvkům
Absolováním testu nám pomáháte bojovat proti SPAMu. Děkujeme.

EVMapa.cz - mapa nabíjecích stanicKariéra EVC GroupProdej pneu 100% onlineNabíječky elektromobilů Circontrol
O ČEM SE PRÁVĚ DISKUTUJE?

Newsletter