Następny przystanek: Inżynieria na najbliższe 100 lat kolei

To już oficjalne: liczba ludności świata przekroczyła 8,1 miliarda. Organizacja Narodów Zjednoczonych oczekuje, że tendencja wzrostowa utrzyma się, prognozując, że do 2050 roku na świecie będzie łącznie 9,7 miliarda ludzi. Tak duży wzrost przysparza nowych wyzwań w zakresie równowagi pomiędzy zaspokajaniem potrzeb ludzi a ochroną środowiska.

W miarę jak świat dąży do osiągnięcia ambitnych celów zerowej emisji netto, kolej pozostaje najbardziej efektywnym środkiem transportu ludzi i podstawowych towarów na całym świecie. Bazując na stu latach wiedzy inżynieryjnej, współczesne innowacje produktowe Timken zwiększają wydajność i zrównoważony rozwój elektrycznych kolei pasażerskich i tradycyjnych przewozów towarowych, z myślą o bardziej neutralnej przyszłości pod względem emisji dwutlenku węgla. Kate Immel, menadżerka produktu dla kolejnictwa, wyjaśnia.

Sto lat innowacji zorientowanych na klienta

Tak naprawdę, firma Timken wprowadza innowacje od 125 lat, tj. od 1899 roku, kiedy to rozwiązała problem tarcia we wczesnych samochodach poprzez wprowadzenie łożyska stożkowego Timken® (TRB). W 1923 roku firma Timken udowodniła zalety tej technologii również dla przemysłu kolejowego. Pierwszy montaż kolejowy łożyska stożkowego poprawił komfort pasażerów i wydajność operacyjną w międzymiastowym tramwaju z Ohio; dziś rodzina wszechstronnych, zintegrowanych zespołów łożyskowych „AP” firmy jest złotym standardem na światowym rynku kolejowym.

Zdaniem menadżerki produktu Kate Immel, pokolenia inżynierów Timken wykształciły u siebie głębokie zrozumienie zastosowań kolejowych, co pozwala firmie opracowywać przełomowe rozwiązania produktowe, stanowiące odpowiedź na zmieniające się potrzeby rynku. Do przykładów należą: oryginalne łożysko AP®, będące innowacją z lat 50. XX wieku, które praktycznie rozwiązało powszechny problem przegrzewających się łożysk osi, kompaktowe łożysko szynowe AP2™, które zwiększyło możliwości przenoszenia obciążeń w ciężkich pociągach, gdy zostało wprowadzone na rynek w 1994 r., oraz opracowane w 2015 r. uszczelnienie labiryntowe EcoTurn®, które nadal pozwala operatorom zaoszczędzić tysiące litrów paliwa i zmniejsza emisję o kilka ton rocznie.

„Mamy niemały dorobek wprowadzania na rynek nowych produktów, które rozwiązują najtrudniejsze wyzwania branży kolejowej swoich czasów”.

Kate Immel
menadżerka produktu, kolejnictwo

„Mamy niemały dorobek wprowadzania na rynek nowych produktów, które rozwiązują najtrudniejsze wyzwania branży kolejowej swoich czasów” – mówi Kate Immel, menadżerka produktu w firmie Timken. „Dzięki temu możemy być pewni, że za każdym razem, gdy spróbujemy czegoś nowego, doprowadzi to do innowacji o dużej wartości na rynku”.

„Obecnie inżynierowie Timken ściśle współpracują z klientami z branży kolejowej, starając się nadążyć za trendami takim, jak elektryfikacja i zrównoważony rozwój” – mówi Kate Immel. „Naszym głównym celem jest efektywność, ponieważ świat potrzebuje infrastruktury, która poradzi sobie z przyszłością” – twierdzi Immel.

Łożyska Timken® AP-2 wychodzą naprzeciw rosnącym oczekiwaniom w transporcie kolejowym, którymi są większe obciążenia, większe prędkości i dłuższa trwałość zestawów kołowych. Ich kompaktowa konstrukcja zawiera mniej elementów, ma mniejszą masę i zapewnia większe bezpieczeństwo i niezawodność.

Światowej klasy badania i rozwój na potrzeby nowatorskich rozwiązań elektrycznych kolei pasażerskich

Laboratoria, prototypowe zasoby i zdolności firmy Timken są motorem napędowym inicjatyw badawczo-rozwojowych, pchającym spółkę i przemysł kolejowy do przodu. Innowacje produktowe wynikają wyłącznie z konkretnych potrzeb klientów i wyzwań branżowych.

Obecnie Immel pracuje w wielofunkcyjnym zespole, zajmującym się wydajnymi łożyskami stożkowymi, które optymalizują zużycie energii elektrycznej przez elektryczne pociągi pasażerskie, przez co ten środek transportu już teraz uważany za zrównoważony będzie jeszcze bardziej energooszczędny.

Wstępne prototypy zostały stworzone na podstawie najnowszych prac inżynierów Timken, którzy opracowali gęste, energooszczędne łożyska do pojazdów elektrycznych i zrównoważone mobilne urządzenia przemysłowe. Prototypy są wykorzystywane przy unikalnych parametrach eksploatacyjnych dla elektryfikacji szyn, po czym do geometrii łożysk i smarowania wprowadzane są poprawki. Przeprojektowane, wydajne łożyska są następnie testowane pod kątem pożądanych przez klientów kryteriów cyklu życia produktu i zużycia energii, tak aby zmniejszały ogólny ślad węglowy operatora.

Timken modeluje obecnie i testuje łożyska dla jednej z głównych linii elektrycznych kolei pasażerskich w Europie. Immel wyjaśnia, że rozwiązanie to może pomóc operatorom znacznie zmniejszyć zużycie energii przy jednoczesnym znacznym obniżeniu ich całkowitego kosztu posiadania w ciągu 30-letniego okresu eksploatacji pociągu, w oparciu o obecne europejskie cykle elektroenergetyczne kolei.

„Operatorzy chcą, aby obsługa była zrównoważona, ale musi to mieć sens ekonomiczny” – mówi. „Naszym zadaniem jest osiągnięcie obu tych celów i robimy to z powodzeniem”.

Wychodzimy naprzeciw globalnym potrzebom klientów i nowym trendom

Nawet gdy spółka Timken wprowadza nowe rozwiązania dla dojrzałego europejskiego rynku kolei elektrycznych, wspiera elektryfikację linii kolejowych zarówno pasażerskich, jak i towarowych na całym świecie. Normy ustanowione w Europie często stają się standardami elektrycznych systemów kolejowych na całym świecie.

W Korei Południowej, gdzie urzędnicy chcą zastąpić wszystkie pociągi z silnikiem wysokoprężnym pociągami z napędem elektryczno-wodorowym do 2050 r., zaawansowane technicznie łożyska osi Timken wspierają rutynową konserwację obecnej floty szybkich elektrycznych lokomotyw pasażerskich.

Firma Timken opracowała również nowe łożysko walcowe (CRB) do zespołów zawieszenia silnika, które są sworzniami łączącymi silniki trakcyjne z kołami w lokomotywie. Innowacja ta ma być użyta w nowej flocie lokomotyw elektrycznych. Łożyska CRB poprawiają wydajność operacyjną i wydłużają okresy międzyserwisowe elektrycznych lokomotyw towarowych, wspierając ambitny cel Indii, jakim jest stworzenie największej na świecie zrównoważonej sieci kolejowej. W 2019 roku koleje indyjskie przewiozły ponad 400 mln pasażerów i 47 mln ton ładunku.

Poza rozwiązaniami łożyskowymi, Immel zauważa, że operatorzy kolejowi są żywo zainteresowani zrozumieniem ogólnej efektywności cyklu życia i kosztów ich pociągów zarówno na poziomie makro, jak i mikro. Jednym z obecnych trendów w branży jest wydłużanie okresów międzyobsługowych, dzięki czemu pociągi mogą przewozić więcej osób i towarów w krótszym czasie.

Inżynierowie produktowi firmy Timken, eksperci ds. tribologii i specjaliści ds. testowania produktów opracowują i testują obecnie trwałe, odporne na korozję smary, aby udowodnić, gdzie zastosowanie dłuższych okresów międzyobsługowych ma sens.

„Redukując ilość konserwacji zapobiegawczej, możemy obniżyć całkowity koszt posiadania, ale co ważniejsze, zmniejszyć ilość smaru, który trzeba najpierw użyć, chroniąc środowisko i pomagając zespołom konserwacyjnym na kolei pracować wydajniej”.

Ukierunkowane na klienta badania i rozwój Timken napędzają zrównoważone rozwiązania w zakresie transportu i infrastruktury. Dowiedz się więcej na temat wkładu firmy w opracowywanie bardziej zrównoważonych pojazdów użytkowych, opłacalnych lotów elektrycznych i w przyszłość mobilności miejskiej.

Published: 2024/10/20