次の停車駅：鉄道の次の100年のための設計工学

世界の人口は81億人を超えました。国連はこの増加傾向が続くと見通し、2050年までには人口が97億人になることを予測しています。このような人口増加は、環境を保全しながら人々の必要を満たす、という新たな課題を生み出します。

世界が二酸化炭素の排出ゼロという野心的な目標を追求する中で、鉄道は依然として、人々と必需品を輸送するための世界で最も効率的な選択肢であり続けます。100年にわたる設計工学の専門知識に基づいて、今日のティムケン製品の革新は、より高い効率性と持続可能性をもたらし、電気旅客鉄道や従来の貨物輸送の未来の二酸化炭素排出量を抑えます。鉄道部門のプロダクトマネジャーであるケイト・イメルは説明します。

顧客中心のイノベーション

は、125年前の1899年に遡ります。同社は、初期の自動車の摩擦問題をティムケン®円スイコロ軸受(TRB)の導入で解決しました。1923年、ティムケンはこの技術が鉄道産業にも利用できることを証明しました。円スイコロ軸受が、オハイオ州の都市の路面電車に初めて導入されると、乗客の快適性と運転効率が向上しました。今日、同社の総合ベアリングアセンブリである多目的「AP」ファミリーは、世界の鉄道市場の国際的な基準となっています。

プロダクトマネジャーのケイト・イメルは、何世代ものティムケンのエンジニアたちが、鉄道製品に対する深い理解を培ってきたおかげで、変化する市場のニーズに対応する革新的な製品ソリューションが開発されていると言います。その例として、 1950年代に開発されたオリジナルのAP®ベアリングがあげられます。当時よく起こっていた、軸バネの過熱問題を解決しました。1994年に発売された重列車の積載能力を向上させたコンパクトなAP2™レールベアリングと、2015年に開発されたEcoTurn®labyrinth sealは、数千ガロンもの燃料を事業者が節約し、年間数トンもの排出ガスを削減することを助けます。

「私たちには、その時代の鉄道業界が直面している困難な課題を解決する新製品を導入してきた実績があります。」

ケイト・イメル
プロダクトマネジャー、鉄道部門

「私たちには、その時代の鉄道業界が直面している最も困難な課題を解決する新製品を導入してきた実績があります」と、ティムケン鉄道部門のプロダクトマネジャーであるケイト・イメルは言います。「新しいことに挑戦するたびに、市場で大きな価値を持つ革新につながるという自信を与えてくれます」。

今日、ティムケンの技術者たちは鉄道の顧客と密に協力して、電化や持続可能性などのトレンドに対応しています。イメルは「世界は未来に対応できるインフラを必要としているので、私たちの主な焦点は効率性です」と言います。

Timken®AP-2ベアリングは、鉄道輸送の増大する需要に応え、荷重、速度の向上、ホイール寿命の延長を実現します。コンパクトな設計で部品が少なくなり、軸受の重量が軽減し、安全性と信頼性の向上が実現します。

革新的な電気旅客鉄道ソリューションのための世界級の研究開発

ティムケンの研究所、プロトタイプの資産、そして能力は、 同社と鉄道業界を前進させるための研究開発を推進します。製品の革新は、顧客の要求と業界の課題に応えることで生まれます。

現在、イメルは、異なる部門を超えてできたチームの一員であり、電気旅客列車の電力消費を最適化する効率的な円錐コロ軸受を開発し、すでに持続可能性のある輸送エネルギーをさらに効率良くしています。

最初のプロトタイプは、ティムケンのエンジニアたちの最近の研究に基づいています。彼らは電気自動車や、持続可能な移動式産業機器用の、電力密度が高くエネルギー効率の良い軸受を開発しました。設計にはレール電化のための独自の運転パラメータが適用され、軸受の形状と潤滑が調整されます。製品寿命と消費電力において、再設計された効率的なベアリングが顧客の希望する基準に合うかの試験が行われるので、事業者は全体的な二酸化炭素排出量を削減することができます。

ティムケンは現在、ヨーロッパの主要な電気旅客鉄道のベアリングのモデリングと試験を行っています。現在のヨーロッパの鉄道の電気系統のサイクルに基づいて計算すると、このソリューションは、列車の30年間の寿命にわたって総所有コストを大幅に削減しながら、電力消費を大幅に削減するのに役立つとイメルは説明します。

「事業者は持続可能な運営を望んでいますが、経済的に理にかなっていなければなりません」と彼女は言います。「両方の目標を達成することが私たちの役目であり、それにおいて当社は成功していると思います」と述べました。

世界中の顧客ニーズと新たなトレンドに応える

ティムケンは、欧州の成熟した電気鉄道市場に向けて新しいソリューションを開発しながらも、世界において旅客と貨物鉄道両方の電動化を支援しています。ヨーロッパで設定される規格は、しばしば世界中の電気鉄道システムの規格となります。

韓国では、2050年までに、ディーゼル機関車を全て、ティムケン製の高度に設計されたアクスルベアリングを搭載した水素電車に換えることを政府当局が望んでいます。そのアクスルベアリングは、現在の高速電気旅客機関車の定期メンテナンスをサポートしています。

ティムケンはまた、機関車内の主電動機と車輪の間の車輪を固定するピンとなるモーターサスペンションユニット用の新しい円筒形ころ軸受(CRB)を開発しました。　 この技術革新は、新しい電気機関車の設計に取り入れられました。円筒形ころ軸受は電気貨物機関車の運行効率を改善し、メンテナンスの間隔を延長し、世界最大の持続可能な鉄道網を確立するというインドの大胆な目標を支えています。　 2019年、インド鉄道は4億人以上の乗客と4,700万トンの貨物を運びました。

軸受ソリューションだけでなく、鉄道事業者は小さなことに目をとめながら、全体像にも気を配り、列車の全体的なライフサイクルの効率とコストを理解することに強い関心を持っている、とイメルは言います。現在の世界的な産業の傾向は、列車がより少ない時間でより多くの人や物を運べるように、メンテナンス間隔を延長することです。

ティムケンの製品エンジニア、トライボロジー専門家、製品試験専門家は現在、より長いメンテナンス間隔が適切であることを証明するために、長寿命の耐食性グリースの調合と試験を行っています。

「予防対策としてのメンテナンスを減らすことで、総所有コストを削減できますが、より重要なのは、グリースの使用量が減るので、環境を保護し、鉄道のメンテナンスチームがより効率的に作業するのに役立ちます」。

顧客中心のティムケンの研究開発は、輸送とインフラの両方で、持続可能なソリューションを推進しています。より持続可能な 商用車、実現可能な 電気飛行機、そして 都市間交通の未来への、同社の貢献について、詳細をお読みください。

Published: 2024/10/20