Development Support für eine Hochgeschwindigkeits-Drehgestellfamilie für EMU- und DMU-Fahrzeuge

Projektaufgaben

• Grobe und detaillierte Konstruktionsbewertung
• FEA von Motor und Jakobs-Drehgestellen
• Fahrdynamiksimulationen unter Einbeziehung von Seitenwind für EMU- und DMU-FahrzeugeGeräuschanalyse
• Torsionsschwingungsanalyse eines Radsatzes mit Motor und Getriebe

Unsere Umsetzung

Der Kunde hatte bereits Drehgestelle für einen Dieseltriebzug (DMU) für einen Endkunden in der Tschechischen Republik entwickelt. Diese Konstruktionen bildeten die Grundlage für eine neue Dreh­gestellfamilie, die für den Einsatz in einer Reihe von Triebzug­varianten vorgesehen war.

Die Fahrzeuge waren für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb vor­gesehen, was erhöhte Anforderungen an die Fahrdynamik, die strukturelle Festigkeit, das Schwingungsverhalten und die Ge­räuschentwicklung mit sich brachte. Die Züge sind mit Motor- und Jacobs-Drehgestellen ausgestattet. Das Projekt hatte das Ziel, ein gemeinsames Jacobs-Drehgestelldesign für alle Fahr­zeugvarianten zu verwenden. Bei angetriebenen Drehgestellen unterscheiden sich die Konstruktionsanforderungen zwischen DMU- und EMU-Anwendungen (Electric Multiple Unit). In der DMU-Konfiguration verfügt das Motor-Drehgestell über eine Kardanwelle und keine elektrischen Traktionsmotoren, was zu einer grundlegend anderen Konstruktion führt. Dieses DMU-Mo­tor-Drehgestell sollte als Basiskonzept für die gesamte Drehge­stellfamilie dienen und erforderte daher eine detaillierte techni­sche Bewertung und Validierung.

Das Projektziel bestand darin, die bestehenden Drehgestellkon­struktionen zu bewerten, Verbesserungspotenziale zu identifi­zieren und ihre Eignung als gemeinsame Plattform für EMU- und DMU-Fahrzeugvarianten zu bestätigen.

PROSE bewertete zunächst die vom Kunden entwickelten DMU-Drehgestellkonstruktionen, um Optimierungspotenziale im Grunddesign zu identifizieren. Anschliessend folgte eine umfas­sende und systematische Analyse der Motor- und Jacobs-Dreh­gestelle.

Unser Ansatz kombinierte die Finite-Elemente-Analyse (FEA) mit Fahrdynamiksimulationen für EMU- und DMU-Konfiguratio­nen, einschliesslich der für den Hochgeschwindigkeitsbetrieb re­levanten Seitenwindeffekte, sowie Geräuschanalysen. Darüber hinaus wurde eine detaillierte Torsionsschwingungsanalyse ei­nes Radsatzes mit Motor und Getriebe durchgeführt.

Durch die enge Zusammenarbeit mit dem Kunden wurde sicher­gestellt, dass alle Analysen auf die Projektanforderungen und praktischen Konstruktionsbeschränkungen abgestimmt waren.

Kundennutzen

Durch die Zusammenarbeit mit PROSE profitierte der Kunde von unabhängigem Fachwissen im Bereich Drehgestellkonstruktion. Dank unserer umfassenden Erfahrung in der Eisenbahnindustrie konnten bewährte Best Practices strukturiert und effektiv an­gewendet werden.

Ein interdisziplinärer Engineering-Ansatz in Verbindung mit un­serer unabhängigen Rolle ermöglichte eine ganzheitliche und objektive Bewertung der Drehgestellkonstruktionen. Die Fach­kompetenz von PROSE im Bereich der Torsionsschwingungsana­lyse sorgte für zusätzliche Sicherheit bei der Konstruktion und Validierung von Antriebskomponenten.

Diese umfassende Bewertung unterstützte die Entwicklung ei­ner robusten und skalierbaren Drehgestellplattform und redu­zierte gleichzeitig technische und zulassungsbezogene Risiken in einer frühen Projektphase.