Treinamento Global de AE ferroviárioEngenharia do Cliente

Mercado – Aplicações Ferroviárias

Módulo 4: Visão geral do segmento de mercadoNome do Apresentador

Data

3

Agenda

▪ Trens Ferroviários ou Carros Ferroviários

▪ Locomotiva

▪ Manutenção da pista

▪ Head End Power (HEP)

4

TRENS FERROVIARIOS OU

CARROS FERROVIÁRIOS

5

Detalhes doTREM FERROVIÁRIO

▪ Um veículo autopropulsionado combinado com veículos como veículos transportando mercadorias ou passageiros para recompensa.

6

Detalhes do TREM FERROVIÁRIO ou Carro

Ferroviário▪ A fonte de alimentação pode ser uma fonte elétrica externa ou motores de combustão interna.

▪ Os motores ferroviários tracionam um alternador ou uma transmissão hidráulica.

▪ Os TRENS FERROVIÁRIOS (RailCars - terminologia dos EUA) são tipicamente chamados de Diesel Multiple Units (DMU)- No Brasil chamados de Veículos Leve de Transporte (VLT) ou Unidades MultipleElétricas (UEM) na Europa e em outras partes do mundo. No Brasil conhecido como Metrô ou TrênsUrbanos .

7

Unidades Múltiplas Elétricas (UEM)▪ Dois métodos de fornecimento de eletricidade:-

▪ De fios sobre os trilhos

▪ De trilhos de condutor ao lado dos trilhos

▪ A principal vantagem das UEms é a capacidade de aplicar uma alta potência e melhorar a aceleração.

▪ Custo de manutenção mais baixo

▪ Principal Desvantagem : Restrito às linhas e redes eletrificadas

8

Unidades Múltiplas Diesel (DMU)

Os motores podem ser instalados de duas maneiras diferentes :

1 - Carros Ferroviários com motores internos são menos eficientes em espaço. Muitas vezes visto na China, Índia, Indonésia, Coreia, Rússia, Sri Lank

2 - Carros Ferroviários com motores sob o piso do carro são mais eficientes em espaço. Muitas vezes visto na América do Norte, Reino Unido, Europa

9

Operação DMU

▪ O controle de várias unidades permite que todos os motores sejam operados a partir da posição de condução ativa.

▪ A montagem de carros mais comum são unidades de condução dedicadas em cada extremidade do trem.

▪ Carros individuais são adicionados e removidos para atender à demanda com pouco efeito no desempenho do trem

10

Condições de operação típicas

▪ Velocidades máximas: 60-125 mph (100-200 km/h)

▪ Fator de carga do motor: 30 – 40%

▪ Operar 5 – 7 dias por semana

▪ Operar 12 – 18 horas por dia

▪ Operar 800 – 6.000 horas por ano

▪ O Repower de Motores ocorrem em 15000 - 2000 horas/ 7 anos na América do Norte. Cada região tem suas próprias expectativas

▪ A distância percorreu tipicamente ~306.000 km até o momento do Repower

▪ Alternadores auxiliar fornecem energia para tração e conforto do passageiro (luzes, ar condicionado)

11

Mercado Ferroviário Procura

▪ Confiabilidade

▪ Durabilidade

▪ Baixo consumo de combustível

▪ Menores emissões do que as regulamentações do país (promove imagem "limpa")

▪ Suporte de serviço local

12

OEMs de Trens Ferroviários ou Carros

Ferroviários

USA Western Europe Middle East China India Africa Japan

Siemens Siemens Tuvasas SiFang ICF UCW Nippon Sharyo

Kawasaki Bombardier Tangshan Carro Tokyu

Bombardeiro Alstom CRRC Kawasaki

Colorado Car Co CAF Niigata

13

Trem Ferroviário ou Carro Ferroviário de

alta aceleração no Japão

Dois motores

NTA855-R de

350 HP por carro,

todos os carros

movidos

14

Trem Ferroviário ou Carro Ferroviário

interurbano na Dinamarca

Dois NTAA855-R motores de 415 HP cada

15

Trem Ferroviário ou Carro Ferroviário

intermunicipal na Alemanha

Siemens VT605, 125 mph

QSK19-R de 750 HP cada

carro

16

LOCOMOTIVA

17

Aplicações Cummins em Locomotivas

QSK23: 900 hp, Alemanha QSK19 (3x): 2100 hp, USA, Argentina QSK45: 1500 hp, EUA

QSK50: 2000 hp, Suécia QSK50 (2x): 3600 hp, EUA QSK 60/78: 2700 – 3300 hp, Australia

T4 QSX15 (2x): 1200 hp, EUA QSL9 Hybrid: 325 hp, Japão T4 QSK60 (2x): 5400 hp, Canada

18

Locomotiva

▪ Um veículo ferroviário movido a energia, usado para puxar ou empurrar trens. A fonte de energia pode ser um suprimento elétrico externo ou um motor de combustão interna.

▪ Locomotivas, como vagões, podem ser alimentadas por eletricidade ou motores

19

Locomotivas Elétricas

▪ Dois métodos de eletricidade fornecida:

• De fios sobre os trilhos

• De trilhos de condutor ao lado dos trilhos

- Vantagens :

- Alta potência instalada

- Baixas Emissões

- Maior desempenho

- Menores custos de manutenção e energia

- Desvantagens:

- Custo CAPEX da infraestrutura

- Subestações elétricas, linhas de energia aérea, terceiro trilho (eletrificado)

20

Locomotivas Prime Mover

▪ Alimentado por motores em vez de linhas elétricas

▪ Três tipos de motores prime usados em locomotivas são

• Motor diesel

• Turbina a gás

• Motores de GNL (gás natural liquefeito)

▪ A maioria das locomotivas usa motores diesel.

21

Tipos de Locomotivas

1. Locomotivas de Manobras (Yard, switcher or shunting duties)

• Distância típica percorrida é de 2 milhas, 3 km.

2. Locomotivas de Manobras ou de ramificação(Road or branch line duties)

• Distância típica percorrida é de 50 milhas, 80 km

3. Locomotivas principais, frete ou passageiro(Mainline duties, freight or passenger)

• Distância típica percorrida é de 500 milhas, 800 km

22

Ciclos típicos de serviço Máquinas de

Manobra(Yard, switcher or shunting duties)

▪ QSK19 (qty 2) 755 HP cada

▪ Fator de carga tipicamente 11%

▪ Potência total instalada 1006 - 2300 HP (definição EPA dos EUA)

23

Ciclos típicos de serviço do Switcher

▪Nota: que mais da metade do tempo é gasto com o motor em ocioso

USA switchers, Measured average % time in each Notch

0

10

20

30

40

50

60

70

Idle Dynamic

brake

1 2 3 4 5 6 7 8

Cummins Internal Use Only

Desempenha um papel importante nas aplicações de

Nível (TIER) 4 (ver seção de emissões)

24

Locomotivas de ramal (Road or branch line

duties)▪ Usado por operadores ferroviários para movimentar o tráfego em

suas rotas secundárias

▪ As rotas secundárias geralmente são limitadas em cargas de eixo e velocidades de linha

▪ A potência típica necessária é de até 2000 cv com uma velocidade de design de locomotiva de 60 a 75 mph (100 a 120 km/h)

25

Locomotivas Principal, Fretes ou

Passageiros (Mainline duties, freight or passenger)

▪ Usado por operadores ferroviários para movimentar tráfego pesado (frete ou passageiros) em suas principais rotas

▪ O nível de potência está acima de 2.300HP e dependendo do aplicativo mais seria necessário

▪ Velocidade de design de locomotiva de 60 a 100 mph, 100 a 160 km/h é típica

26

USA Line Haul Locomotives, Measured average % time in each Notch

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Idle Dynamic

brake

1 2 3 4 5 6 7 8

▪ QSK78 a 3.300HP, operado pela CFCLA na Austrália

▪ O fator carga é de cerca de 30%

Locomotivas Principal, Fretes ou

Passageiros (Mainline duties, freight or passenger)

27

Market Specific Requirements

1. Máquinas de Manobra (Yard, switcher or shunting duties)

✓Intervalo mínimo de 92 dias de serviço. Isso é mais alcançável nas aplicações do Switcher devido ao seu ciclo de baixo.

2. Transporte de linha(Road or branch line duties)

✓Dependendo da operadora, o intervalo de serviço será entre 92 e 184 dias

3. Para locomotiva de passageiros(Mainline duties, freight or passenger) isso pode variar entre os operadoras

✓Para locomotivas de carga a expectativa do mercado é de 184 dias

✓A vida para revisar é de aproximadamente 30 anos

28

Requisitos típicos de opção - Montagem do

motor Requisitos típicos de opção -

Montagem do motor

▪ A montagem tradicional do motor tem sido para montar o motor diretamente para a estrutura de locomotiva

▪ Cummins utiliza um design de panela de óleo sub-base usado para montagem do motor para estrutura de locomotiva

▪ Disponível para QSK 38L, 45L, 50L, 60L e 78L

29

Requisitos típicos de opção - Filtragem de

combustível▪ Filtro de combustível estágio 0 (fornecido por OEM)

▪ Tanque diurno para fornecer um suprimento de combustível para filtros de combustível estágio 1

▪ Nota: Alguns OEMs solicitam a remoção do tanque diário. O próximo slide cobrirá isso

▪ Filtros nano-net pro de dupla industrial (em paralelo)

▪ Filtro nano-net de estágio 2 único antes de entrar na bomba de combustível MCRS

30

QSK60 2S HPI usando bomba de paragon

Esquerda: Tanque Diário- Opção

fornecido da Fábrica Cummins.

Certo: o OEM substituirá o

tanque diário, a bomba de

elevação e o filtro de

combustível parker, por um filtro

de strainer, bomba de paragon

controlado eletronicamente e

válvula de verificação.

Boa prática para obter feedback

de Fábrica sobre projetos de

tanques não-diurnos

31

Requisitos típicos de opção - Filtragem de

óleo▪ Para atender à extensa exigência de serviço, precisamos utilizar o método de gráfico, aprovado pela

Cummins, seguido de amostragem normal de óleo, conforme exigido pelo manual do proprietário.

▪ Sub-base oil pan oferece capacidade extra de óleo que permite maior vida do óleo diesel

▪ Eliminador de óleo (esquerda)

▪ Centinel (queima e não queima) fornece uma maneira de remover e repor o óleo no sistema (à direita)

▪ Tanques de reserva de óleo (OEM fornecido) podem aumentar a quantidade global de óleo que aumenta a vida do combustível.

32

Requisitos típicos de opção - Filtragem de ar

Isso será fornecido pelo OEM, normalmente uma combinação

▪ Pré-filtração de estágio centrifugo e filtros de Saco

▪ Filtros Saco não são recomendados para motores Cummins

▪ Filtros de ar no estilo canister (Fleetguard) tradicional

33

Principais Locomotivas Diesel OEM's /

Reconstrutores

USA Western Europe Eastern Europe & CIS MiddleEast & Africa China India

GE* Vossloh CZ Loco (Eastern EU) Tulomsas (Middle East) Dalian DLW

EMD* Siemens* Pesa (Eastern EU) Trannsnet (Africa) SiFang SAN

MPIBombardier* Newag (Eastern EU) ZiYang

NREC Alstom* TMH (CIS) Qishuyan

Siemens*CRRC

Relco

34

Empresas de Operadores ferroviárias

▪ Operadores ferroviários nacionais em muitas partes do mundo

▪ Operadores ferroviários regionais, estes podem ser grandes operadores como Union Pacific ou BNSF nos EUA. No Brasil (VLI/VALE/MRS e RUMO)

▪ Operadores de acesso aberto que movem seus trens sobre outros trilhos, No Brasil muito comum pois a concessão é por empresa (MRS concessão de Santos).

▪ Minas e pedreiras (Vale)

▪ Locais industriais como siderúrgicas, obras de cimento, obras químicas, armazenamento de grãos e refinarias de petróleo (GERDAU / CSN)

▪ Nota: Muitas locomotivas são agora alugadas de empresas especializadas

35

Perfis de Missão da CECX 1919

▪ https://web.microsoftstream.com/video/c0a68c11-7bac-44b3-a78e-533ee35ea11f

36

MANUTENCAO DE VIA

37

Tipos de equipamentos de manutenção de

trilha

▪ Retificadoras ferroviários

▪ Equipamentos de Drenagem

▪ Limpadores de Lastro

▪ Equipamento de picar

▪ Vagões móveis

▪ Estabilizadores

38

OEM's de manutenção de trilhos da

América do NorteOEM OEM Headquarters Distributor Responsibility

Loram Hamel, MN Cummins NPower

Nordco Oak Creek, WI Cummins NPower

Knox Kershaw Montgomery, AL Cummins Mid-South

Plasser (US Headquarters) Chesapeake, VA Cummins Atlantic

Vossloh (US Headquarters) Reading, PA Cummins Power Systems

Harsco Columbia, SC Cummins Atlantic

Track Mobile LaGrange, GA Cummins Power South

Cummins Internal Use Only

39

Retificadoras ferroviários

▪ Dois tipos de retificadoras ferroviários são Produção e Trânsito

▪ Moedores podem ser usados sozinhos ou várias máquinas em paralelo

▪ Operação de retífica aumenta a qualidade da superfície ferroviária

▪ Isso é feito restaurando o perfil ferroviário

40

Equipamentos de Drenagem

▪ Equipamentos de drenagem são usados para criar grau adequado para promover a drenagem de água.

▪ Ele usa uma cabeça articulada (mostrada aqui) para criar uma trincheira.

▪ A sujeira removida é então reaplicada longe da base da pista por meio de uma correia transportadora.

▪ Intervalos de manutenção são 500 horas

▪ A transmissão de energia é hidráulica

▪ O sistema elétrico tem 24 volts

41

Limpadores de Lastro

▪ Outro tipo de equipamento de manutenção de lastro

▪ Lastro é removido para quebrar bolsos de lama abertos e liberar água presa

▪ Sujeira e lastro estão separados, o lastro é reaplicado e a sujeira é realocada para longe da pista

42

Equipamento de Tamping

Plasser 09-3X Máquina de tampão com motores Cummins:

NTA855-L-322 HP @ 1900 RPM

KTA19-L-469HP @ 1900 RPM

43

Equipamento de Niveladores

▪ A máquina Niveladora é usada para levantar, nivelar, alinhar e tampo na pista.

▪ Até quatro empates podem ser levantados, forrados e tampados simultaneamente

▪ Algumas adulterações articularam cabeças para que a máquina possa trabalhar a uma velocidade constante

▪ As adulterações de drones podem seguir a máquina principal e os cabos perdidos para ajudar a acelerar o processo

44

Equipamento de picar

▪ Máquinas de espioaremover remover ou instalar picos e âncoras

▪ Trabalha como parte de uma grupo, uma máquina remove os laços, outra instala

▪ Normalmente é menor na faixa HP de 99 a 140 HP

▪ A transmissão de energia é acionada hidráulicamente

Spike Installer

Spike Puller

45

Equipamento de

Instalação de Andaimes

▪ O equipamento utiliza um carneiro hidráulico para remover e instalar Andaimes.

▪ Máquina menor, as faixas HP começam em 110 HP

▪ Sistemas de colocação de trilhos têm uma gama HP combinada de 3535 HP

▪ A transmissão de energia é acionada hidráulicamente

46

Estabilizador

▪ Historicamente, o trabalho de calha e a

limpeza do leito de lastro exigiria restrições

iniciais de velocidade do trem para que o

lastro pudesse estabilizar posições

▪ Máquina usada para resolver novo lastro de

forma uniforme

▪ Esta máquina permite restrições de

velocidade irrestritas após o trabalho de

tampão ou limpeza de cama de lastro

47

Estabilizador Harsco TS-30

48

Carro ferroviário móvel

▪ Carros móveis viajam em estradas e trilhos ferroviários

Serve a muitos propósitos:

1. Transporte de pessoal ou como uma pequena unidade de comutação

2. Normalmente os pneus de borracha são usados para impulsionar o veículo

3. A gama HP típica é de 110-300 HP

4. Utiliza uma transmissão hidráulica

49

Apresentações em vídeo

• Neste momento, mostraremos um tampão, um limpador de faixas e clipe curto de switcher/shunter

• Revisaremos um exemplo do site OEM para ver mais vídeos de equipamentos em ação:

• Tampão

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/tamping-grm3000t.html

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/tamping-metro-4x4.html

• Distribuição de lastro

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/ballast-distributing-profiling-pbr-2005.html

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/ballast-distributing-profiling-bds-100-200.html

• Estabilização

• www.plasseramerican.com/en/machines-systems/stabilization-consolidation-pts-90.html

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/stabilization-consolidation-pts-90-c.html

• Lastro e Limpeza

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/ballast-bed-cleaning-vm-170-jumbo.html

• Manuseio de Materiais

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/material-logistics-mfs-40-60.html

• Catenário de Instalação e Manutenção

• http://www.plasseramerican.com/en/machines-systems/installation-catenary-mtw-100.html

50

HEP – HEAD END POWER

51

Configuração de aplicação HEP

▪ Motor conectado ao alternador de velocidade fixa para

fornecer energia elétrica para ventiladores, A/C,

eletrônicos a bordo, etc.

▪ O motor prime pode ser um motor não-Cummins

▪ OEM seleciona alternador

▪ Consulte a página anterior do alternador para referência

▪ Alternadores em carteira do PSBU geralmente não são

compatíveis com necessidades de carregamento de

choque ferroviário

▪ Normalmente requer uma classificação G-drive para

emparelhar com alternador de 50/60 Hz

▪ Importante distinguir entre potência prime, poder prime

ilimitado e poder contínuo para aplicaçãoQSX15 Tier 2 HEP Unit

52

Considerações de instalação

Gabinetes de motor, alternador e tensão

no mesmo carrinho

Tanque de combustível compartilhado

entre HEP & Prime Mover

Engine

Alternator

Voltage Cabinets

53

Integração de Energia Auxiliar Ferroviária

Modelo do motor: QSX15-G7

Fabricante: CSR Qishuyan Locomotiva Co.

54

Exemplo de integração de energia auxiliar ferroviária 2

Modelo do motor: KTA19-G2

Fabricante: CSR Sifang, Puzhen; CNR Changchun

55

Revisão da seção

1. Quais são os quatro mercados ferroviários?

2. Qual aplicação é mais provável de ser usada em conjunto com outro mercado ferroviário?

3. Nome 3 tipos de equipamentos de manutenção de faixa

4. Qual é a diferença entre um switcher e uma locomotiva de linha?