Гибридный поезд — это локомотив , дрезина или поезд , который использует бортовую перезаряжаемую систему хранения энергии (RESS), размещенную между источником питания (часто дизельным двигателем первичного тягача ) и тяговой системой трансмиссии, подключенной к колесам. Поскольку большинство тепловозов являются дизель-электрическими, они имеют все компоненты последовательной гибридной трансмиссии, за исключением аккумуляторной батареи, что делает это относительно простой перспективой.
Избыточная энергия от источника питания или энергия, полученная от рекуперативного торможения , заряжает систему хранения. Во время ускорения накопленная энергия направляется в систему трансмиссии, усиливая ту, что доступна от основного источника питания. В существующих конструкциях система хранения может быть электрической тяговой батареей или маховиком . Источником энергии является дизельное топливо , сжиженный нефтяной газ или водород (для топливных элементов ), а передача — прямая механическая , электрическая или гидростатическая . [ требуется ссылка ]
Дизель-электрические локомотивы могут иметь большую часть того, что им нужно для рекуперативного торможения, поскольку они, возможно, уже используют динамическое торможение . Это использует тяговые двигатели как генераторы для преобразования большей части кинетической энергии поезда в электрическую энергию, но без возможности хранить вырабатываемую электроэнергию она просто преобразуется в тепло с помощью больших резистивных батарей на крыше и сбрасывается в атмосферу с помощью охлаждающих вентиляторов.
Использование системы хранения означает, что не полностью электрический поезд может использовать рекуперативное (в отличие от просто динамического) торможение и даже отключать основной источник питания во время простоя или остановки. Сокращение потребления энергии обеспечивает экологические преимущества и экономию средств. [1] Меньшая версия концепции используется в гибридных автомобилях, таких как Chevrolet Volt .
Patton Motor Car, выпускаемый Patton Motor Company , представлял собой гибридную газоэлектрическую систему, хотя термин «гибрид» еще не использовался. Уильям Х. Паттон подал заявку на патент 25 февраля 1889 года; чертежи в его патентной заявке напоминают более поздние описания его первого прототипа. [2] Паттон построил трамвайный вагон , который находился в экспериментальной эксплуатации в Пуллмане, штат Иллинойс, в 1891 году, а небольшой локомотив Patton был продан трамвайной компании в Сидар-Фолс, штат Айова, в 1897 году. В последнем использовался 2-цилиндровый бензиновый двигатель мощностью 25 л. с. для привода 220-вольтового генератора, который служил для зарядки свинцово- кислотной батареи емкостью 200 ампер-часов на 100 ячеек параллельно с тяговыми двигателями. Двигатель работал с постоянной скоростью, с генератором с параллельным возбуждением, который также служил электростартером. Для двух тяговых двигателей мощностью 35 л. с. , которые приводили в движение колеса локомотива, использовался обычный последовательно-параллельный контроллер . [3] [4] [5]
Термин смешанный приводной поезд стал использоваться на рубеже двадцатого века. Система Пипера была применена к бельгийским ( трамвай Vicinal ) и французским ( Compagnie des Chemins de Fer de Grande Banlieue ) вагонам еще в 1911 году. [6] [7]
Система Thomas, произведенная компанией Thomas Transmission Ltd. из Англии, которая по конструкции похожа на механическую часть гибридного синергического привода , использовалась в Великобритании и была испытана в Новой Зеландии в вагоне класса NZR RM . [8]
В 1986 году чехословацкий производитель локомотивов ČKD построил прототип гибридного маневрового локомотива, названного DA 600. Локомотив был оснащен дизельным двигателем мощностью 190 кВт и четырьмя электродвигателями , с максимальной общей мощностью 360 кВт, питаемыми от батарей. Батареи подзаряжались во время работы дизельного двигателя, путем рекуперативного торможения или от внешней электроэнергии. [9]
После испытаний на испытательном участке железной дороги Велим и некоторых незначительных доработок локомотив был передан в аренду депо Оломоуц и успешно проработал там десять лет. Чехословацкая социалистическая экономика не смогла начать массовое производство, в основном из-за отсутствия надлежащих мощностей по производству аккумуляторов. [10]
В мае 2003 года компания JR East начала тестовые пробеги с использованием вагона KiYa E991 «NE Train» («Новый энергетический поезд») , проверяя работу системы в холодных регионах.
Конструкция имела два 65-киловаттных топливных элемента и шесть водородных баков под полом, с литий-ионной батареей на крыше. Тестовый поезд мог развивать скорость 100 километров в час (60 миль в час) с запасом хода 50–100 километров (31–62 мили) между заправками водорода. Велись исследования по использованию рекуперативного торможения для подзарядки батарей тестового поезда, намереваясь еще больше увеличить запас хода. JR заявила, что надеется ввести поезд в регулярные местные перевозки летом 2007 года. [11] Технология, испытанная на этом поезде, была внедрена в дизельные/аккумуляторные вагоны KiHa E200 , введенные в эксплуатацию в 2007 году.
Первый маневровый локомотив JR Freight Class HD300 был доставлен компанией Toshiba 30 марта 2010 года. [12] Новый локомотив использует литий-ионные батареи и спроектирован таким образом, чтобы снизить выбросы выхлопных газов как минимум на 30–40 % и уровень шума как минимум на 10 дБ по сравнению с существующими дизельными локомотивами класса DE10 . [13] [14]
Синарские транспортные машины разрабатывают на Людиновском локомотивном заводе ТЭМ9Н — гибридную версию маневровых тепловозов серии ТЭМ9 . Это 1200-сильный, четырехосный локомотив с литий-ионными аккумуляторами , суперконденсаторами и двигателями переменного тока . Его планируется запустить в производство в начале 2013 года. [15]
В течение двух лет на ветке Stourbridge Town Branch Line действовала воскресная служба , использующая маховиковую систему хранения энергии, созданную Parry People Movers . В 2008 году пара вагонов British Rail Class 139 была заказана для обеспечения полного обслуживания на ветке с 2009 года.
В 2007 году модифицированный силовой вагон класса 43 работал на Большой центральной железной дороге , а затем в составе нового измерительного поезда Network Rail (поезда, измеряющего путь со скоростью 200 километров в час). Разработанная Hitachi система использовала систему дизель-электрического привода с аккумуляторной батареей; предполагалось, что она продемонстрирует сокращение выбросов до 50 процентов и снижение расходов на потребление топлива на 20 процентов. [16] Модифицированный локомотив, названный Hayabusa , был полупостоянно прикреплен к переоборудованному пассажирскому вагону, содержащему аккумуляторную батарею, во время испытательного периода.
С 2015 года Vivarail переоборудовала часть бывшего состава лондонского метрополитена D78 для обслуживания сельских районов, назвав их D-Train . Некоторые из этих переоборудованных единиц класса 230 используют гибридную дизель-электрическую последовательную тягу.
В 2022 году компания Chiltern представила для коммерческой эксплуатации поезд Class 168, дизель-гидравлическая трансмиссия которого была модернизирована с помощью дизель-гибридного привода. [17]
В 2004 году канадская компания Railpower Technologies начала проводить пилотные испытания в США с маневровыми локомотивами Green Goat . Испытания привели к заказам от Union Pacific и Canadian Pacific Railways, начиная с начала 2005 года. Ожидается, что эти дизель-электрические гибридные поезда сократят выбросы до 90 процентов и уменьшат расход топлива до шестидесяти процентов по сравнению с обычными дизельными локомотивами. Локомотивы «Green Goat» предназначались для использования на сортировочных станциях. [18] [19] [20]
General Electric (GE) представила свой гибридный локомотив [21] на вокзале Union Station в Лос-Анджелесе 24 мая 2007 года. [22] Локомотив использовал рекуперативное торможение и батарею аккумуляторов большой емкости , которые GE конструировала для экономии топлива и достижения более высоких стандартов выбросов , чем предыдущие обычные дизельные локомотивы. Ожидалось, что он присоединится к текущей линейке локомотивов серии Evolution [23] GE с мая 2007 года [обновлять].
В конце 2008 года в городе Саванна, штат Джорджия, были проведены испытания мельбурнского трамвая класса W в качестве гибридного транспортного средства на биодизельном топливе с аккумуляторной батареей на борту. Регулярное движение по трамваю на Ривер-стрит началось 11 февраля 2009 года. [24] [25]
Производство гибридных поездов Hitachi началось в июле 2019 года. Они появятся на всей территории Греции с 2022 года.
В период с 2021 по 2022 год французские регионы Центр-Долина Луары , Окситания , Новая Аквитания и Гранд-Эст в партнерстве с SNCF и Alstom начнут тестовые поездки с использованием гибридного железнодорожного вагона Regiolis (дизель/аккумулятор), прежде чем начать регулярное обслуживание в 2023 году. [26] [27] [28] [29]
Компания Progress Rail поставила два гибридных локомотива EMD GT38H в Бразилию примерно в октябре 2023 года, что сделало их первыми двумя локомотивами в бразильской коммерческой грузовой службе. [30]
.jpg/1280px-HB-E210_C-2_Rikuzen-Sanno_20150128_(1).jpg)
{{cite news}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ) [ мертвая ссылка ]