„Advantage“ Wabtec: Unablässige Innovation treibt Motoren der Evolution-Serie in die Zukunft
Das neue EVO Advantage erfindet die weltweit führende Motorenplattform für Schwertransport-Lokomotiven weiter neu, um noch mehr Kraftstoffeffizienz und Leistung zu erzielen
Dieses Jahr markiert sowohl in der Geschichte der Bahnindustrie als auch in der Geschichte von Wabtec zwei wegweisende Jubiläen:
- Das 20-jährige Jubiläum des Triebwerks der Wabtec Evolution Series (auch bekannt als „EVO“), das mehr als 10.000 Lokomotiven antreibt, die heute auf der ganzen Welt im Einsatz sind und nach wie vor einer der meistverkauften Lokomotiven der Branche ist.
- Das 10-jährige Jubiläum der EVO-Tier-4-Lokomotive von Wabtec, die laut Trains Magazine „mit Abstand die dominierende neue Straßenmaschine bei Eisenbahnen der Klasse I“ ist. Heute sind fast 1.200 Lokomotiven in Betrieb.
Es ist keine Übertreibung zu sagen, dass die Evolution-Serie der Motor ist, der alles verändert hat. Sie katapultierte Wabtec Mitte der 1990er Jahre an die Spitze der Herstellung von Güterlokomotiven und machte sie aufgrund ihres geschickten Umgangs mit den verschärften Emissionsstandards, den Anforderungen der Kunden an die Zuverlässigkeit der Kunden und der kostensparenden Kraftstoffeffizienz gleichermaßen zur ersten Wahl für nordamerikanische und internationale Fluggesellschaften.
Aber es hat auch noch etwas anderes getan: Es enthüllte etwas über den Charakter des Unternehmens, die Art und Weise, wie Wabtec „tickt“.
„Wir haben 2005 den Motor der Evolution-Serie auf den Markt gebracht, um unseren Kunden zu helfen, die Tier-2-Emissionsstandards der EPA zu erfüllen und sie besser für zukünftige Änderungen zu rüsten“, erinnert sich Jim Gamble, Vice President, Engines and Power Solutions, Wabtec. „Während andere Lokomotivenhersteller schrittweise Anpassungen vorgenommen haben, um die neue Konformitätsanforderung abzuhaken, waren wir der Meinung, dass unseren Kunden am besten eine gründlichere Neuinterpretation dessen, was möglich ist, helfen würde. Unsere „Lösung“ war eine brandneue Triebwerksarchitektur voller innovativer Leistungsmerkmale, die auch genügend Flexibilität bieten würden, um sich an zukünftige Anforderungen anpassen zu können.
„Es war ein mutiger Schritt, nicht ohne Risiko, aber ein Schritt, den der Markt letztendlich begrüßte und für den wir belohnt wurden — etwas, das er bis heute tut.“
Mehr als 10.000 Lokomotiven später — und es werden immer mehr — hat sich Wabtecs Wette auf die EVO-Motorenplattform als das Risiko gelohnt. Und diese Triebwerksarchitektur ist immer noch die Plattform, auf der einige der größten Innovationen der Branche entwickelt werden, angefangen bei der Weiterentwicklung der Tier-4-Konformität über die Verwendung von Duell- und alternativen Kraftstoffen bis hin zu neuen Triebwerks-Upgrades wie dem EVO Advantage, die mit bahnbrechender eTurbo-Technologie für zusätzliche Kraftstoffeffizienz ausgestattet sind.
Jubiläen erinnern zwar gebührend an die Vergangenheit, aber es ist nur angemessen, dass Wabtec die Gelegenheit der doppelten Jubiläen des EVO nutzt, um die Zukunft dieses wegweisenden Motors zu präsentieren.
Emissionsgetriebene Innovation mit einem Twist
Die Einhaltung der neuen EPA-Emissionsvorschriften der frühen 2000er Jahre stellte die Lokomotivenhersteller vor eine Herausforderung. Die meisten Hersteller betrachteten die Lösung aus der Perspektive ihrer aktuellen Angebote und nahmen Anpassungen vor, z. B. zusätzliche Kühlung, um ein akzeptables Ergebnis zu erzielen. Dieser Ansatz funktionierte zwar und reduzierte die Emissionen angemessen, ging jedoch mit einer sinkenden Kraftstoffeffizienz einher.
Wabtec ging einen anderen Weg und weigerte sich, einfach ein Kästchen anzukreuzen und das Problem zu „korrigieren“. Stattdessen betrachtete das Unternehmen seinen FDL-Motor, der bereits in den 1950er Jahren entwickelt wurde, und sah die Gelegenheit für eine komplette Auffrischung, eine Meisterleistung der Innovation, die nicht nur zur Emissionsreduzierung, sondern auch zur Verbesserung der Antriebsleistung beitragen würde. Richtig gemacht, könnte Wabtec einen Motor des 21. Jahrhunderts entwickeln, der die Emissionen reduziert, sich an sich ändernde Konformitätsstandards anpasst, für eine verbesserte Kraftstoffeffizienz sorgt und als Grundlage für zukünftige Innovationen dient.
Der Motor der Evolutions-Serie war geboren.
„Unsere Wettbewerber betrachteten die Lösung der neuen Emissionsvorschriften als ein Motorproblem. Sie haben an ihren bestehenden Motoren herumgebastelt und sie verstimmt, um sie den Vorschriften anzupassen“, sagt Alan Hamilton, VP of Engineering bei Wabtec. „Das Problem war, dass dies zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch führte. Die Ingenieure von Wabtec verfolgten einen völlig anderen Ansatz. Sie haben den Motor als „Triebwerk“ für die Lokomotive neu konzipiert und Wege gefunden, die Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Kraftstoffeffizienz zu erhöhen — ein echter Durchbruch.“
Diese Innovation führte den EVO-Motor in der Schienenindustrie ein. Die Ingenieure von Wabtec testeten neue Möglichkeiten, den Motor mit Kraftstoff zu versorgen, und landeten schließlich auf einem Hochdruck-Common-Rail-System, das eine präzisere Steuerung der Kraftstoffeinspritzung ermöglichte. Einfallsreiche und praktische Verbesserungen der gesamten Motorkonstruktion halfen Wabtec dabei, nicht nur die Anforderungen seiner Kunden zu erfüllen, sondern auch einen Mehrwert in Form einer neu entdeckten Kraftstoffeffizienz zu schaffen, einem wichtigen Kostenfaktor im Schienenverkehr.
Und genauso wie die strengeren Compliance-Standards nicht aufhörten, hörte auch die Kreativität der Ingenieure von Wabtec nicht auf. Als die Tier-4-Emissionsstandards herauskamen, die eine deutlich stärkere Reduzierung von Partikeln und NOx vorsahen, entschieden sich andere Lokomotivenhersteller für eine „Nachbehandlungslösung“ und fügten teure und klobigen Katalysatoren auf Harnstoffbasis in ihren Motormix ein.
Nicht Wabtec. Die Ingenieure des Unternehmens erforschten zwar Nachbehandlungsansätze, gingen aber bei ihrem systemtechnischen Ansatz bis an die Grenzen. Mit der Tier 4-Lokomotive der Evolution-Serie entwickelten sie innovative Wege, die kostspielige Nachbehandlung hinter sich zu lassen und in die Herzen der Klasse-1-Eisenbahnen vorzudringen. Für die Ingenieure von Wabtec war die Einhaltung der Tier-4-Anforderungen ein entscheidender Schritt, aber Leistung und Wertschöpfung blieben das Ziel.
Der EVO-Tier-4-Motor erfüllte erfolgreich die von der EPA vorgeschriebene Reduzierung der NOx-Emissionen um 76% und der Partikelemissionen um 70%. Aus diesem Grund sind heute fast 1.200 Tier-4-Lokomotiven von Wabtec auf den Schienen unterwegs, während der nächste Wettbewerber ein Zehntel davon hat.
Ein neuer „Vorteil“ für Wabtec-Kunden: EVO Advantage
Der Erfolg der EVO Tier 3- und Tier-4-Lokomotiven von Wabtec ist zwar ausgezeichnet, aber ein Grund dafür ist, dass Wabtec weiß, dass die Arbeit nie erledigt ist. Die Ingenieure von Wabtec sind bestrebt, ihren Kunden auf der ganzen Welt jeden erdenklichen Vorteil zu bieten, und streben immer danach, noch mehr zu erreichen.
Was können Sie noch tun, wenn Ihre Motoren bereits die saubersten, sparsamsten und zuverlässigsten der Branche sind? Natürlich innovieren Sie noch mehr.
Und genau das hat Wabtec — wieder einmal — mit EVO Advantage getan. Das EVO Advantage-Paket für Tier-3- und Tier-4-Lokomotiven der EVO-Serie tritt in die Fußstapfen seines erfolgreichen Vorgängers FDL Advantage, einem Motormodernisierungspaket, das die Lebensdauer und Leistung von FDL-Motoren auf der ganzen Welt verlängerte. Es bietet zusätzliche Kraftstoffeinsparungen von bis zu 7%
Das Herzstück dieser Effizienzsteigerung liegt in der eTurbo-Technologie von Wabtec. Während sich die Konfigurationen für Tier-3- und Tier-4-Lokomotiven geringfügig unterscheiden, ist das Konzept in etwa dasselbe: Wabtec hat einen Generator vollständig in einen Generator integriert, der die Abwärme aus den Motorabgasen aufnimmt. Der Generator nutzt diese Energie, um einen der sechs Fahrmotoren der Lokomotive anzutreiben, wodurch der Motor entlastet und so die Kraftstoffeffizienz erhöht wird.
Und in typischer Wabtec-Manier fügt sich diese „Drop-In-Lösung“ elegant in die engen Grenzen des verfügbaren Platzes der Lokomotive ein. Sie steckt auch voller Durchbrüche auf Komponentenebene.
Aus Platzgründen entwickelten die Ingenieure von Wabtec beispielsweise eine Kohlefaserhülse, um die Rotormagnete im Generator des Turboladers zu befestigen. Andere Hülsenmaterialien, wie etwa Titan, sind fünfmal dicker als Kohlefaser und hätten das Design außerhalb des zulässigen Bauraums vorangetrieben. Letztlich wurde Kohlefaser verwendet, damit der Generator in den verfügbaren Platz im Turbolader passt.
Zur besseren Übersicht: Wenn die Kohlefaserstränge (die selbst einen Durchmesser haben, der zehnmal dünner ist als ein menschliches Haar) im eTurbo aneinander gelegt würden, wäre der resultierende Strang 15 Meilen lang.
Doch diese 15 Meilen an Innovationen sind nichts im Vergleich zu der Kraftstoffeffizienz, die sie vorantreiben. Mit einer um bis zu 7% höheren Treibstoffeffizienz könnte eine EVO-Lokomotive für jede gefahrene Million Kilometer zusätzliche 70.000 Meilen zurücklegen. (Hinweis: „Stand Juli 2025 haben die in Betrieb befindlichen Tier-4-Lokomotiven der Evolution-Serie insgesamt über 500 Millionen Meilen zurückgelegt und eine kombinierte Betriebszeit von fast 10.000 Jahren erreicht.“ Quelle: Railway Age).
Zu den Tier 3- und Tier 4 EVO Advantage-Systemen, die derzeit umfangreichen Feldtests unterzogen werden, gehören der eTurbo und der Turbogenerator, die Systemintegration und -paketierung, die Software für Lokomotiven/Motorsteuerung sowie die Hardware für die Leistungselektronik.
Zielgerichtete Innovation
Wabtec feiert 20 Jahre Meisterschaft im Bereich EVO Engine und 10 Jahre EVO Tier 4-Triumphe. Es ist klar, dass das Unternehmen weiß, wie man zielgerichtet innoviert.
„Die besten Lokomotiven für den Schwerlastverkehr zu bauen und sie kontinuierlich zu verbessern, erfordert großes Geschick und grenzenlose Vorstellungskraft“, schließt Gamble. „Die Kunden schätzen den großen revolutionären Sprung, den Wabtec mit der Lokomotive der Evolution-Serie gemacht hat — und es ist ein Jubiläum, das es wirklich wert ist, gefeiert zu werden — aber wir können uns nicht auf den Errungenschaften der Vergangenheit ausruhen. Unser Ziel und das unserer Kunden liegt vor uns. Und unsere großen und kleinen Innovationen werden dafür sorgen, dass wir alle sicherer, effizienter und zuverlässiger dorthin gelangen.“