Diesel lokomotiv

fra Wikipedia, den gratis encyklopædi
Spring til navigation Spring til søgning
Dieselhydraulisk lokomotiv i klasse V 200 fra den tidligere tyske forbundsbane fra 1953

Et diesellokomotiv er et jernbanekøretøj , der henter sin drivkraft fra en eller flere indbyggede dieselmotorer .

Historien om diesellokomotiver

Verdens første brugbare mainline -diesellokomotiv Ээл2 , 1924 i Kiev

I det historiske forløb blev diesellokomotiver først udviklet efter damp- og el -lokomotiverne. Det store problem ved de første forsøg med dieselmotorer til jernbanetraktion var behovet for at starte motoren uden belastning og at generere en kraftoverførsel til drivakslerne på skinnerne først, efter at motoren var startet.

Efter indledende fejl og forsøg på at starte op med friktionskoblinger, som det er tilfældet med lastbiler , og entydige koncepter (dieseltrykluftlokomotiv med stangdrev som f.eks. Diesel-Sulzer-Klose termokomotiv ), viste det dieselelektriske drev sig oprindeligt at være en nyttig løsning, hvor dieselmotoren driver en generator, og elektriciteten tilføres traktionsmotorerne. Dette koncept blev første gang brugt af Yuri Lomonossow til et stort hovedlokomotiv i 2л2 -diesellokomotivet, der blev brugt i Sovjetunionen i 1924.

NoHAB AA16: Norwegian Di3 616 den 14. maj 2010 i Ängelholm station i Sverige
Seksakslet diesellokomotiv af kinesisk design [1] af TransNamib nær Simplon over Gurieb , Namibia (2015)

Dette koncept er stadig populært rundt om i verden i dag. De fleste godstogslokomotiver i Nordamerika såvel som dem i Sovjetunionen er udstyret med det. En dieselelektrisk type, der har været brugt af flere jernbanevirksomheder i lang tid i Europa, er NoHAB AA16 .

Med Deutsche Bundesbahn kunne diesellokomotiver stort set kun sejre med hydrodynamisk kraftoverførsel efter Anden Verdenskrig. Dette er baseret på Föttinger -koblingen og konceptet med momentomformeren samt den produktionstekniske udvikling af virksomheder som Voith . I modsætning til mange jernbaneselskaber i udlandet foretrak Deutsche Bundesbahn foretrukne mellemstore fire-akslede lokomotiver med en forholdsvis lav masse på op til 80 tons. I denne klasse opnåede det gennembruddet med V 200.0 -serien . På grund af elektrificeringen af ​​hovedlinjerne var der ikke behov for højtydende diesellokomotiver i Vesttyskland. Individuelle seks-akslede diesellokomotiver med en masse på op til 120 tons blev kun bygget som en udviklingsmodel. Så skete:

Udviklingen af Deutsche Reichsbahn var ens, men den blev forsinket. Efter produktionen af ​​serien V 180- lokomotiver koncentrerede lokomotivindustrien sig om konstruktionen af ​​mindre dieselhydrauliske lokomotiver til rangering og let mainline-service. DDR importerede store hovedlokomotiver på grundlag af samarbejdsaftaler inden for rammerne af Comecon . Således kom seks-akslede dieselelektriske store diesellokomotiver i klasserne 120 og 130/131/132/142 fra Sovjetunionen til DDR. BR 130 -maskinerne og deres efterfølgere blev skabt specielt til tyske forhold.

Diesel lokomotiv i serien Voith Maxima , 2006

Udviklingen af ​​dieselhydrauliske lokomotiver blev udført af Voith Turbo Lokomotivtechnik i Kiel indtil 2014. Gravita- og Maxima -typerne blev produceret sidst. Den nuværende udviklingstilstand er dieselelektriske lokomotiver til godstransport med over 4400 kilowatt drivkraft.

I persontransport i Tyskland er diesellokomotiver på ikke-elektrificerede ruter i stigende grad blevet erstattet af flere diesel- enheder i flere år; kun transport af tunge eksprestog udføres stadig overvejende med lokomotiver.

fordele og ulemper

En af fordelene ved diesellokomotiver er, at de i modsætning til elektriske lokomotiver ikke kræver dyre kontaktledninger, og på den anden side ikke behøver at blive behandlet lige så udførligt som damplokomotiver i jernbanedepotet før og efter rejsen. Som følge heraf er antallet af diesellokomotiver på verdensplan af jernbanevirksomheder højere end for elektriske lokomotiver.

Ulemperne ved et diesellokomotiv inkluderer dets komplekse drivmekanisme og det faktum, at det skal bære sin energiforsyning i form af dieselbrændstof. En anden meget væsentlig ulempe er, at en dieselmotor i modsætning til elektriske motorer og dampmaskiner ikke kan starte fra stilstand under belastning, og at et diesellokomotiv derfor kræver passende koblings- og kraftoverføringselementer, der gør det muligt for motoren at starte og køre op uden belastning før Lokomotivet udsættes for en trækkraft. Da friktionskoblinger ikke er tilgængelige i de herskende ydelsesklasser, har elektrisk eller hydraulisk kraftoverførsel etableret sig. Begge er altid forbundet med tab. Diesellokomotiver har også ulemper med hensyn til acceleration (især i forhold til elektriske flere enheder) og maksimal hastighed samt i forholdet mellem masse og drivkraft, hvilket er særligt relevant på stejle sektioner . I betragtning af stigende råolie og dermed også dieselpriser samt virkningerne af dieseludstødningsgasser og kuldioxid, der produceres ved afbrænding af fossile brændstoffer, er der i Tyskland observeret et fald i brugen af ​​diesellokomotiver i de senere år.

Jernbanelinjer og jernbanedrift bliver i stigende grad elektrificeret . Diesellokomotiver bruges overvejende, hvor elektriske kontaktledninger ikke kan bygges eller drives økonomisk, f.eks. Når man krydser ørkener, ujævnt terræn, i grenlinjer eller i rangering .

konstruktion

Sekscylindret firetakts dieselmotor Sulzer 6 LV 22 i BCFm 2/4 jernbanevogn fra Appenzeller Bahn fra 1929
GM-EMD JT42CWR "Blue Bullet" fra ERS Railways BV
Generator til et ČSD T 499.0 lokomotiv fra 1974/75
Klasse 225 og 247 diesellokomotiver i Oldenburg (Oldb)
SD39-2M fra FEPASA med endeførerkabine og forende

Et diesellokomotiv består af gulvrammen, i nogle tilfælde med køretøjets karosseri samt dieselmotoren (med køle- og tilhørende enheder) og drevet med udstyr til kraftoverførsel. Derudover er der hjælpetjenester såsom trykluftgenerering, systemer til togvarme og bremseudstyr (muligvis med dynamiske bremser) samt forskellige styre- og sikkerhedsteknologier. Dagens lokomotiver har normalt kun en dieselmotor, men tidligere var der også flermotorede lokomotiver (f.eks. V 200- serien). Langt de fleste diesellokomotiver, der er bygget siden slutningen af Anden Verdenskrig, er bogie -lokomotiver . Enkeltrammekonstruktionen blev især brugt til små og rangløse lokomotiver , nogle med stangdrev . På grund af den jævnere kørsel, lette vedligeholdelse og løb, der er mere skånsom mod den øvre struktur, blev bogie-designet med kardanaksler også endelig fanget med dieselhydrauliske drev.

Med hensyn til formen på overbygningerne er to forskellige designs fælles, med endeførerkabiner og en lukket kasse, der strækker sig over hele køretøjets bredde, som også kan være selvbærende eller selvbærende eller med smalle stængler tilgængelige fra siden.

De smalle stængler kan ikke bruges som bærende element, så denne konstruktionsmetode kræver en solid gulvramme. Førerkabinerne er enten i enderne af køretøjet, i kun den ene ende eller i midten af ​​køretøjet, i dette tilfælde kombineret med smalle forender, nogle gange også hævet for at forbedre udsynet. Centrale førerhuse er almindelige, især med ranglokomotiver , på grund af den lige så gode sigtbarhed i begge retninger og den deraf følgende retningsændring, uden at føreren skal skifte førerhus. I det europæiske område, hvor de fleste tog kun trækkes af et lokomotiv, sejrede diesellokomotiver med to endeførerkabiner til linjedrift. I det nordamerikanske netværk, hvor flere trækkraft er almindeligt på grund af togmasserne, især i godstrafik, foretrak jernbaneoperatørerne at købe lokomotiver med kun en ende førerkabine. Som et resultat af eksport fra nordamerikanske producenter kom lokomotiver med terminalhytte og en smal, lang forkant til andre kontinenter i mindre omfang. I Sovjetunionens bredsporede netværk og dets efterfølgende stater bruges diesellokomotiver, herunder flerdelte, med karosserier, der strækker sig over hele køretøjets bredde, især af klimatiske årsager.

Klasse 245 diesellokomotiver af typen Bombardier Traxx er igen multimotorer. De drives af fire industrielle dieselmotorer med hver 563 kW. Afhængigt af den nødvendige trækkraft, kan motorer derefter tændes og slukkes. De skal gradvist erstatte klasse 218 lokomotiver.

Forbrændingsmotoren er normalt en dieselenhed, men der var eller er også følgende varianter:

I begyndelsen af ​​1930'erne testede Deutsche Reichsbahn det diesel-pneumatiske lokomotiv ( V 120 001 ), hvor en damplokomotor blev fodret med trykluft fra en dieselkompressor. Denne type konstruktion indhentede ikke.

Kraftoverførsel

Rangelokomotiv DB klasse V 60 med stangdrev
Dieselelektrisk lokomotiv 130101,
DR -serien 130.1
Dieselelektrisk lokomotiv i serien CC 72000 fra SNCF

Den magt transmission eller magt transmission har følgende opgaver i en diesel lokomotiv:

  1. Konvertering af motorens drejningsmoment og omdrejningstal på en sådan måde, at der er tilstrækkelig trækkraft tilgængelig over hele hastighedsområdet,
  2. lastfri start af dieselmotoren,
  3. Omvendt rotationsretning for ændring af kørselsretning.

Derudover kan kraftoverførslen også aktivere funktionen af ​​en dynamisk bremse (hydro- eller elektrodynamisk bremse).

Dagens diesellokomotiver er bygget med hydraulisk eller elektrisk kraftoverførsel, som begge muliggør problemfri kørsel og uafbrudt udvikling af trækkraft i alle ydelsesklasser.

Hydraulisk kraftoverførsel

Den hydrauliske kraftoverførsel eller det dieselhydrauliske drev er kendetegnet ved et mere kompakt design, hvorfor det oprindeligt blev foretrukket i Tyskland for lokomotiver bygget fra 1950 og fremefter. Ulempen er de relativt høje mekaniske vedligeholdelsesomkostninger. Normalt bruges gearkasser med tre flowomformere eller to omformere og en fluidkobling. [2] Der er også løsninger med kun to konvertere; med disse er spredningen imidlertid så stor, at accelerationsadfærden efterlader noget at ønske. Derudover falder gearkassens effektivitet kraftigt i slutningen af ​​den karakteristiske kurve. For mindre kræfter bruges også hydrostatiske drev.

Elektrisk kraftoverførsel

Med dieselelektrisk kraftoverførsel er store dele af drevet de samme som for et elektrisk lokomotiv, kun den elektriske energi genereres direkte om bord og leveres ikke eksternt: ensemblet af generatorer, styre- og trækkraftmotorer udskifter derefter koblinger, gear og omformere. Ligheden i strukturen muliggør konstruktion af diesel- og el -lokomotiver med mange identiske dele op til bilens karosseri. Efter at denne mulighed først blev brugt i Frankrig i 1960'erne, tilbød andre producenter dem efter introduktionen af ​​det konverter-fodrede trefasede drev. Et eksempel på dette er maskinerne fra Bombardier TRAXX -familien .

De største fordele ved diesel-elektrisk kraftoverførsel sammenlignet med hydraulisk kraftoverførsel er det mere robuste design (lavere vedligeholdelsesomkostninger), bedre udnyttelse af strøm, især ved opstart, og lavere driftsmodstand. De største ulemper er den større masse og volumen.

Elektrisk kraftoverførsel fås i følgende designs:

  1. DC generatorer med DC trækkraft motorer
  2. Trefasede generatorer med dioderektifikation og jævnstrømsmotorer
  3. Trefasede generatorer med trefasede drivmotorer .

Drevet styres ved at regulere excitatoren og, om nødvendigt, med yderligere betjeningselementer foran trækkraftmotorerne.

Lokomotiver med to motorer kan få deres drivkraft fra generatoren såvel som fra en kontaktledning (f.eks. Nogle lokomotiver fra den amerikansk-amerikanske Genesis-serie).

Mekanisk kraftoverførsel

På grund af den store slidssynkronisering ved opstart samt afbrydelser i trækkraft under gearskift kan mekanisk kraftoverførsel kun bruges med lave motoreffekter på op til ca. 400 kilowatt, og dermed kun gældende for små lokomotiver og jernbanevogne .

Hjælpevirksomheder

Ud over levering og transmission af energien til trækkraft kræver diesellokomotiver generelt også aggregater og transmissionsanordninger til følgende hjælpeoperationer:

  • Trykluft til bremsesystemer og til start af dieselmotoren,
  • Elektrisk energi i en passende type strøm til lokomotivets og togets belysning og lyssignaler,
  • Damp eller elektrisk energi i en passende type strøm til togvarme.

Til elektrisk togopvarmning og -belysning blev yderligere dieselmotorer , ofte kaldet opvarmningsdiesel , installeret i dieselhydrauliske lokomotiver, som kun drev en generator . I dieselelektriske lokomotiver kan den elektriske energi til både belysning og varme tages fra de passende udstyrede hovedgeneratorer afhængigt af designet. Imidlertid kunne den stabile frekvens, der kræves til central strømforsyning til passagerbusser og som beskyttelse mod interferens fra banekredsløb, kun løses tilfredsstillende med omformernes praktiske egenskaber.

Forbrug og rækkevidde

Forbruget af dieselolie påvirkes af togbelastningen, kørehastigheden, typen af ​​bilbelastning, ruteprofilen og også af interne tab eller maskinens tilstand.

Ud over forbrugsværdierne er rækkevidden også underlagt tankens kapacitet, med tankstørrelser på 2000 til 7000 liter til hovedlokomotiver (i Nordamerika endda op til næsten 19.000 liter).

Mange steder er der givet en forbrugsværdi på 3 l / km (liter pr. Kilometer) for moderne diesellokomotiver. [3] [4] [5] [6] Mere specifikt er der angivet et forbrug på 6 til 20 gram brændstof pr. Ton belastning og kilometerdistance.

Eksempler:

  • For diesellokomotiv type Vossloh Euro 4000 (kontinuerlig ydelse 3178 kW) er følgende angivet: Rækkevidde med en tankkapacitet på 7000 liter er omkring 2000 kilometer. [7]
  • For klasse 218 lokomotiver (kontinuerlig ydelse 1839 kW) angives følgende: Dieseltankene kan samlet rumme over 3000 liter brændstof, hvilket betyder, at der i gennemsnit kan køres 1000 kilometer. [8.]

litteratur

  • Johannes Feihl: Diesellokomotivet: konstruktion - teknologi - design. transpress, Stuttgart 2009, ISBN 978-3-613-71370-3 .
  • Stefan Alkofer: Sådan fungerer diesellokomotivet. transpress, Stuttgart 2005, ISBN 3-613-71254-7 .
  • Markus Hehl: tyske diesellokomotiver. Eisenbahnkurier Special 72, EK Verlag, Freiburg, ISSN 0170-5288
  • Günther Klebes: De elektriske og diesel -trækkøretøjer på jernbaneteknologiudstillingen i Seddin i anledning af jernbaneteknologikonferencen i Berlin 21. september til 5. oktober 1924. Monografier og kommunikation, bind 20 (dobbeltnummer). Udgivet af German Society for Railway History e. V., Karlsruhe 1978, ISBN 3-921700-18-3
  • Jurij V. Lomonosov Det dieselelektriske lokomotiv. Oversat fra d. Sod. af Erich Mrongovius, Berlin: VDI-Verlag 1924
  • Jurij V. Lomonosov diesellokomotiver. Fra d. Russisk fru overs. af E. Mrongovius, igennem. af F. Meineke, Berlin: VDI-Verlag 1929
    Genoptryk: Düsseldorf: VDI-Verlag, 1985 ISBN 3-18-400676-X og Braunschweig: Archiv-Verl., [2001]

Weblinks

Commons : Diesellokomotiver - Samling af billeder, videoer og lydfiler
Wiktionary: Diesel locomotive - forklaringer på betydninger, ordoprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

  1. Se: Problemer med de kinesiske lokomotiver i Fern-Express
  2. ^ Forelæsningsdokument ved University of Hannover; Konstruktion af jernbanekøretøjer; Illustrationer af dieselhydrauliske systemer på side 24 og 25 "Drivsystem i Talgo elbil"
  3. nah sh Lokal transport "Stigende dieselpriser, stigende takster, foranstaltninger?" ( Memento fra 11. april 2014 i internetarkivet ) tilgås den 11. april 2014
  4. Deutsches Kupfer Institut “Hvor effektiv er togtrafikken egentlig?” Adgang 11. april 2014
  5. ^ DIE ZEIT online juni 1998, "Heldigvis tvunget" adgang til den 11. april 2014
  6. ^ Eisenbahnmedia "Klassen 218" , tilgået den 11. april 2014
  7. Vossloh Euro 4000 tilgås den 11. april 2014
  8. Eisenbahnmedia “Klassen 218” , adgang til den 11. april 2014