Bachelor's Thesis

Operational Optimization of AEG Locomotives

Final Thesis 9.55 MB Appendix 6.96 MB

Author of thesis: Vavřinec Kumšta

Acad. year: 2025/2026

Supervisor: Ing. Dana Foltýnová

Reviewer: doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.

Abstract:

This bachelor's thesis deals with the design of a second-generation solution for AEG-type battery-powered narrow-gauge locomotives, which are used by Společnost moravských parkových drah z.s. The analytical part identifies the main problems, namely the uneven tensioning and contamination of the wheelset drive chains, an unreliable parking brake combined with the absence of an air brake, insufficient ventilation causing the batteries to overheat during the summer months, and an unsuitable coupler design. Within the conceptual and engineering design, a new drive system is proposed. For safe braking and securing of the vehicle, a compact brake unit was developed, combining a manual parking brake with an SMPD pneumatic brake. The coupling mechanism was completely redesigned into a solution with minimal adverse effects on the connected wagons. The overheating issue was partially resolved by enabling airflow through the engine compartment. The outcome of the thesis comprises specific design proposals and modifications that significantly contribute to enhancing the reliability, safety, and overall service life of the locomotive.

Keywords:

narrow-gauge locomotive; railway vehicle; coupling mechanism; brakes; gearbox

Date of defence

11.06.2026

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své bakalářské práce a zodpověděl otázky oponenta. Jaké provozní či bezpečnostní normy se dotýkají vašeho konstrukčního řešení (spřáhla, brzdy, principy fail-safe) a provozování AEG lokomotivy? Jak jste je v konstrukci zohlednil? - zodpovězeno Doc.Omasta - Model je daný vnějším i vnitřním provedením reálné lokomotivy? - zodpovězeno Ing.Šperka - Jak jste uvažoval nad vůlemi u táhla? Dotaz na výkresovou dokumentaci. - zodpovězeno Doc.Klapka - Navrhoval jste proudění clonou? Nebylo by lepší použití pouze jednoho ventilátoru? - zodpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Department

Study programme

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-ZSI-P)

Specialization

Fundamentals of Mechanical Engineering (STI)

Composition of Committee

doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Milan Omasta, Ph.D. (místopředseda)
doc. Ing. Milan Klapka, Ph.D. (člen)
Ing. Martin Malý, Ph.D. (člen)
Ing. Petr Šperka, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Dana Foltýnová

Student ve své bakalářské práci řeší problematiku optimalizace provozních vlastností bateriových úzkorozchodných lokomotiv typu AEG využívaných Společností moravských parkových drah. Práce kombinuje rešeršní, analytickou i konstrukční část a zaměřuje se na konkrétní provozní problémy identifikované při dlouhodobém používání těchto vozidel. Oceňuji zejména studentův aktivní a samostatný přístup, velmi dobrou orientaci v problematice kolejových vozidel a schopnost propojit teoretické poznatky s praktickými zkušenostmi z provozu.V rešeršní části student správně identifikoval hlavní nedostatky současného řešení a následně navrhl několik koncepčních variant možných úprav. Konstrukční návrhy nového pohonu, brzdové jednotky, ventilace a spřáhlového ústrojí jsou zpracovány přehledně a logicky navazují na stanovené cíle práce. Pozitivně hodnotím také rozsah výpočtové a výkresové dokumentace, technickou úroveň zpracování a samostatnost při řešení dílčích konstrukčních problémů. Po formální stránce se v práci místy objevují drobné stylistické a jazykové nepřesnosti, které však nesnižují celkovou odbornou úroveň práce.

Práce splňuje zadání a vykazuje velmi dobrou odbornou úroveň. Student během řešení prokázal schopnost samostatné technické práce, systematického uvažování i zájem o řešenou problematiku. Vzhledem k výše uvedenému práci doporučuji k obhajobě s výslednou známkou "A"
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací A
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
doc. Ing. Petr Svoboda, Ph.D.

Předložená bakalářská práce naplňuje zadané cíle. Autor systematicky analyzuje současný stav, identifikuje klíčové nedostatky a navrhuje adekvátní konstrukční řešení. Text je logicky strukturovaný a formálně odpovídá požadavkům. Grafická úprava a výkresy jsou přehledné. Použitá literatura je relevantní a řádně citovaná. Vlastní přínos práce a její silná stránka spočívá v konkrétních komplexních technických návrzích (pohon, brzda, větrání, spřáhlo), které zvyšují spolehlivost a bezpečnost AEG lokomotivy. Interpretace výsledků je věcná; závěry odpovídají stanoveným cílům. Nad rámec zadání přepracoval autor pohon dvojkolí z původního čistě řetězového pohonu na hybridní řešení. Použité metody jsou typické pro konstrukční práci, ale chybí pokročilejší experimentální či simulační ověření navržených návrhů. Avšak zvolený rozsah konstrukčních výpočtů a prokazování funkčnosti je přiměřený úrovni bakalářské práce. Navržená řešení mají přímé praktické uplatnění a lze je implementovat do vozového parku SMPD. Díky zachování externích rozměrů mohou být nové díly zabudovány do stávajících podvozků, což zvyšuje praktickou využitelnost. Mezi slabé stránky lze zařadit teoretickou povahu řešení bez praktického ověření. Práci by bylo možné redukovat na méně stran vypuštěním balastních kapitol, např. v kapitole shrnutí současného stavu poznání se řeší redundantní části, jako např. baterie, nabíjení, houkačka apod. V práci se opakují podobné obrázky, např. obr 43 a 44. Naopak práce neřeší konstrukční uspořádání jiných modelů lokomotiv nebo patentů. Dále práce obsahuje množství gramatických chyb. Na základě výše uvedených dílčích hodnocení je výsledné hodnocení práce stupněm B.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod B
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Jaké provozní či bezpečnostní normy se dotýkají vašeho konstrukčního řešení (spřáhla, brzdy, principy fail-safe) a provozování AEG lokomotivy? Jak jste je v konstrukci zohlednil?

Grade proposed by reviewer: B

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová