柴油牵引
1960年代末,柴油已经几乎完全取代了蒸汽作为标准铁路动机权力在带电线路它在世界各地。是第一位的,最迅速的变化北美25年期间,1935 - 60(特别是在1951 - 60),铁路的美国完全取代他们的蒸汽机车。
什么导致了柴油迅速取代了蒸汽机车是来自其他运输方式的竞争的压力和工资成本的持续上升,这迫使铁路提高他们的服务,并采取所有可能的措施来增加运营效率。与蒸汽相比,柴油牵引装置的主要优点:
1。它可以长时间运作,没有失去的时间进行维护;因此,在北美柴油可以通过在操作运行3200公里(2000英里)或更多然后,维修后,开始回程。蒸汽机车需要大量维修后仅几个小时的操作。
2。它使用更少的燃料能源比蒸汽机车,其热效率大约四倍。
3所示。它可以加速火车速度和运行速度更高的持续损害较少。
此外,柴油是优于蒸汽机车,因为它平滑加速度,更清洁,标准化的维修配件,和操作的灵活性(大量的柴油单位可以合并,由一人操作多菱形控制)。
柴油电动机车,本质上,有其自身的发电厂的电力机车。因此,它的使用带给电气化铁路的一些优势,但没有资本成本的配电和feed-wire系统。与电动机车相比,柴油有一个重要的缺点:由于其输出本质上是有限的柴油发动机,它可以开发低马力/机车单元。因为高速运行,需要高马力的柴油,因此,不如电动高速客运服务和可取的非常快运费操作。
柴油发展
柴油发动机试验机车和铁路开始就柴油机是由德国专利工程师鲁道夫柴油在1892年。尝试构建实际的机车和铁路支线客机运行()一直持续到1920年代。第一个成功的柴油引擎切换是在1925年投入使用;“道路”机车被送到加拿大国家和纽约1928年中央铁路。第一个真正引人注目的结果与柴油牵引是1933年在德国获得。在那里,女武神的汉堡两个车位,流线型,柴油电动火车,有两个400马力的引擎,开始安排运行在柏林和汉堡,平均每小时124公里(77英里)。1939年德国的大部分主要城市被火车这类相互关联,调度运行速度平均每小时134.1公里(83.3英里)之间停了下来。
下一步是构建一个单独的柴油电动机车单元,可以拖任何火车。1935年这样一个单位被送到巴尔的摩和俄亥俄州和2的圣达菲铁路公司。这些都是客运单位;four-unit第一公路货运机车,5400马力的电动机车,通用汽车公司演示,直到1939年才建成。
年底第二次世界大战柴油机车已经证明,标准化类型的动力,迅速开始取代蒸汽机车在北美。在美国27000柴油机车的舰队被证明是完全有能力执行更多运输比40000年的蒸汽机车取代。
二战后,柴油动力的使用大大增加了世界各地,虽然转换的速度通常比美国慢。
柴油机车的元素
虽然柴油机功率和性能大为改善,基本原则是相同的:空气进入气缸,压缩,使其温度提高,然后注入少量的油缸。石油没有火花点燃,因为高温。柴油发动机可能在二冲程和四冲程循环运作。额定操作速度变化从350年到每分钟2000转,和额定输出可能从10到4000马力。铁路在美国使用发动机每分钟1000——革命——范围;在欧洲和其他地方,一些制造商青睐更紧凑的引擎1500 - 2000转每分钟。
大多数yard-switching和短途机车配备柴油机从600到1800马力;路单位一般从2000到4000马力的发动机。多数建筑商使用v型发动机,虽然在较小的机车和内联类型是用于地板下装修在铁路和多元的列车。
最常使用的方法的电力传输电气、转换吗机械能由柴油机为电力牵引电机电流。通过20世纪最普遍的方法是直流发电机的柴油发动机,,通过适当的控制,当前的汽车。从1970年代开始,紧凑的可用性半导体整流器取代直流发电机的启用交流发电机,就是能产生更多的权力和比等效的直流低成本维护机器。供应的串联的直流牵引电机、静态整流器转换三相交流发电机的输出直流电。然后在1980年代欧洲制造商开始采用三相交流电动机柴油电动牵引单位寻求优势获得类似技术在电力牵引。这需要直流整流器的输出是由可控硅控制逆变器转化成三相交流马达的可变电压和频率供应。
一些铁路轻轻放在轨道上,通常那些狭窄的铁路计、机车可能仍然需要nonmotored驾驶汽车轴可接受重量和体积分布。但是现在大多数柴油电动机车都轴驱动。
其他类型的传输也用于柴油机车。的液压传动首次在德国很受欢迎,经常喜欢柴油机车和多元的列车。它使用了一个离心泵或叶轮驱动涡轮机室装满油或类似的液体。泵,由柴油机驱动,将发动机功率动能在石油冲击涡轮叶片。叶片移动得越快,越少的相对碰撞速度石油和机车运动越快。
机械传动是最简单的类型;它主要用于在低功耗非常低功耗开关机车和柴油机车。基本上它是一个离合器并在汽车变速箱类似。一个液压耦合,在某些情况下,使用一个摩擦离合器。