ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ Studijní program: N2301 Strojní inženýrství Studijní obor: 2301T001 Dopravní a manipulační technika DIPLOMOVÁ PRÁCE Technicko-ekonomické hodnocení lokomotiv s ohledem na konstrukční vlastnosti Autor: Bc. Michal PANOCHA Vedoucí práce: Doc. Ing. Petr HELLER, CSc. Akademický rok 2014/2015 Poděkování Děkuji svému vedoucímu Doc. Ing. Petru Hellerovi, Csc. za odborné vedení, ochotně poskytnuté rady a čas, který mi věnoval při vypracování diplomové práce. Také děkuji zástupcům společností SIEMENS, ŠKODA TRANSPORTATION, BOMBARDIER, PESA, VOSSLOH, NEWAG a CZLOKO za poskytnutí odborných informací. Dále děkuji zakladateli projektu RAILCOLOR Simonu Wijnakker za poskytnutí obrázků lokomotiv. Motto „Non schoale sed vitae discimus. - Neučíme se pro školu, ale pro život.“. [Volná citace podle Seneca, 4 př. n. l. – 65 n. l.]. Prohlášení o autorství Předkládám tímto k posouzení a obhajobě diplomovou práci, zpracovanou na závěr studia na Fakultě strojní Západočeské univerzity v Plzni. Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatně, s použitím odborné literatury a pramenů, uvedených v seznamu, který je součástí této diplomové práce. V Plzni dne: ……………………. podpis autora ANOTAČNÍ LIST DIPLOMOVÉ PRÁCE AUTOR Příjmení Jméno Panocha Michal STUDIJNÍ OBOR N2301 „Dopravní a manipulační technika“ VEDOUCÍ PRÁCE Příjmení (včetně titulů) Jméno Doc. Ing. Heller, CSc. Petr PRACOVIŠTĚ ZČU - FST - KKS DRUH PRÁCE DIPLOMOVÁ BAKALÁŘSKÁ Nehodící se škrtněte NÁZEV PRÁCE Technicko-ekonomické hodnocení lokomotiv s ohledem na konstrukční vlastnosti FAKULTA strojní KATEDRA KKS ROK ODEVZD. 2015 POČET STRAN (A4 a ekvivalentů A4) CELKEM 107 TEXTOVÁ ČÁST 88 GRAFICKÁ ČÁST 0 STRUČNÝ POPIS Cílem práce je porovnat nákladní lokomotivy na trhu a vybrat (MAX 10 ŘÁDEK) nejvhodnější z nich pro potřeby společnosti Unipetrol Doprava. Diplomová práce obsahuje technické zhodnocení nákladních ZAMĚŘENÍ, TÉMA, CÍL lokomotiv včetně ekonomického porovnání variant pořízení. Dále POZNATKY A PŘÍNOSY práce obsahuje hrubý konstrukční návrh lokomotivy, která odpovídá nejlépe požadavkům na vozidlo. KLÍČOVÁ SLOVA Trh nákladních lokomotiv, více systémové lokomotivy, parametry lokomotiv, technické hodnocení, porovnání ekonomické výhodnosti ZPRAVIDLA variant, hrubá stavební struktura, layout, kinematické zúžení. JEDNOSLOVNÉ POJMY, KTERÉ VYSTIHUJÍ PODSTATU PRÁCE SUMMARY OF DIPLOMA SHEET Surname Name AUTHOR Panocha Michal FIELD OF STUDY N2301 “Transport and handling machinery“ Surname (Inclusive of Degrees) Name SUPERVISOR Doc. Ing. Heller, CSc. Petr INSTITUTION ZČU - FST - KKS Delete when not TYPE OF WORK DIPLOMA BACHELOR applicable TITLE OF THE Techno-economic evaluation of locomotives considering to the properties of the WORK design FACULTY Mechanical DEPARTMENT Machine SUBMITTED IN 2015 Engineering Design NUMBER OF PAGES (A4 and eq. A4) TOTALLY 106 TEXT PART 88 GRAPHICAL 0 PART BRIEF DESCRIPTION The objective of this thesis is to compare freight locomotives available on the current market and to choose the most suitable one TOPIC, GOAL, RESULTS for the needs of the Unipetrol Doprava company.The thesis contains AND CONTRIBUTIONS technical evaluation of the freight locomotives including the economic comparison of the acquisiton costs and also a rough engineering design sketch of a locomotive that would best suit the particular vehicle. Freight locomotives market, multi-system locomotives, parameters KEY WORDS of locomotives, technical evaluation, economic advantages of alternatives evaluation, rough draft design, layout, kinematic narrowing. Západočeská univerzita v Plzni. Fakulta strojní. Diplomová práce, akad. rok 2014/15 Katedra konstruování strojů Michal Panocha Obsah ÚVOD ..................................................................................................................................................... 4 1 PROBLEMATIKA NÁKLADNÍCH LOKOMOTIV PRO EVROPSKÝ TRH ......................... 5 1.1 VLIV ŽELEZNIČNÍ INFRASTRUKTURY .......................................................................................... 5 1.1.1 Trakční proudové soustavy ............................................................................................................ 5 1.1.2 Vlakové zabezpečovací a rádiové systémy ..................................................................................... 6 1.1.3 Rozchod koleje ............................................................................................................................... 6 1.2 VÝROBCI LOKOMOTIV ................................................................................................................ 6 1.2.1 CZ LOKO ....................................................................................................................................... 6 1.2.2 ŠKODA TRANSPORTATION ........................................................................................................ 7 1.2.3 BOMBARDIER .............................................................................................................................. 7 1.2.4 ALSTOM ........................................................................................................................................ 7 1.2.5 SIEMENS ....................................................................................................................................... 8 1.2.6 PESA .............................................................................................................................................. 8 1.2.7 VOSSLOH ...................................................................................................................................... 8 1.2.8 NEWAG ......................................................................................................................................... 9 1.2.9 GENERAL ELECTRIC .................................................................................................................. 9 1.2.10 VOITH ........................................................................................................................................... 9 1.3 KRITÉRIA UNIPETROL DOPRAVA .............................................................................................. 10 1.3.1 Kritérium č. 1 – Napěťová soustava ............................................................................................ 10 1.3.2 Kritérium č. 2 – Traťová třída ..................................................................................................... 10 1.3.3 Kritérium č. 3 – Vlakové zabezpečovací zařízení, komunikační zařízení ..................................... 11 1.3.4 Kritérium č. 4 – Instalovaný výkon lokomotivy............................................................................ 12 1.3.5 Kritérium č. 5 – Tažná síla .......................................................................................................... 12 1.3.6 Kritérium č. 6 – Konstrukční rychlost.......................................................................................... 15 1.3.7 Kritérium č. 7 – Uspořádání pojezdu .......................................................................................... 16 1.3.8 Kritérium č. 8 – Homologace ...................................................................................................... 17 1.4 NÁKLADNÍ LOKOMOTIVY PODLE KRITÉRIÍ UNIPETROL DOPRAVA ........................................... 18 1.4.1 Elektrické lokomotivy ................................................................................................................... 18 1.4.2 Dieselové lokomotivy ................................................................................................................... 35 2 UNIPETROL DOPRAVA ............................................................................................................. 54 2.1 TRAŤOVÁ DOPRAVA ................................................................................................................. 55 2.1.1 Mapa přeprav .............................................................................................................................. 55 2.1.2 Vozidlový park ............................................................................................................................. 56 2.1.3 Rozbor výkonnosti traťové dopravy společnosti Unipetrol Doprava ........................................... 61 2.2 CÍLE SPOLEČNOSTI UNIPETROL DOPRAVA V OBLASTI TRAŤOVÉ DOPRAVY ............................. 63 2.2.1 Plán přeprav a jeho naplnění ...................................................................................................... 64 2.2.2 Plán obnovy vozidlového parku ................................................................................................... 64 3 TECHNICKÉ HODNOCENÍ VARIANT METODOU RELATIVNÍCH ODCHYLEK ........ 65 3.1 HODNOCENÉ PARAMETRY ........................................................................................................ 65 3.1.1 Uspořádání dvojkolí .................................................................................................................... 65 3.1.2 Hmotnost lokomotivy ................................................................................................................... 65 3.1.3 Hmotnost na nápravu .................................................................................................................. 65 3.1.4 Napájecí soustava .......................................................................................................................