Дизель

Например, тепловозы? Спасибо троллейбусу!

Получайте новейшие фотографии, видео, истории и многое другое от брендов Trains.com. Подпишитесь на электронную почту сегодня!

Странно, но факт: дизель-электрические локомотивы имеют трамвайные корни. Поскольку в годы после Второй мировой войны тепловозы быстро вытеснили паровозы, легко представить дизели как естественную эволюцию паровоза. Дело в том, что передачи технологий почти не было. Мелодичный паровой свисток сменился ревущим звуковым сигналом. Вместо троса с латунным колоколом стоял пневматический звонок для стального колокола. Тормозная система 6ET (Engine & Tender) трансформировалась в тормозную систему 6BL (Branch Line), в которой по-прежнему отсутствует самопритирающийся автоматический тормозной клапан и жизненно важная функция поддержания давления в тормозной магистрали.

Настоящая передача технологий началась несколькими годами ранее, поскольку истоки дизель-электрических локомотивов коренятся в трамваях, а не в паровых двигателях. Ранние дизель-электрические локомотивы во многом отражали наследие развития трамвая, некоторые из которых присутствуют на всех новых локомотивах и по сей день.

Начнем с двигателей с обмоткой серии постоянного тока. Инженеры и ученые, работавшие над разработкой трамвая, увидели явные преимущества двигателей постоянного тока для движения, в частности, характеристики высокого крутящего момента при низких скоростях вращения. Мощность на низкой скорости прекрасно соответствовала потребностям железнодорожных перевозок для запуска поездов и давала большое преимущество перед паром. Хотя якоря, возможно, и стали больше (и изоляционный материал, конечно же, делал это снова и снова), эта конструкция двигателя постоянного тока оставалась почти единственным тяговым двигателем до тех пор, пока столетие спустя не стали практичными двигатели переменного тока с регулируемой скоростью.

Размышляя о правильном напряжении и токе для движения трамвая, инженеры-электрики остановились на последовательной схеме, за которой следует последовательно-параллельная схема, а затем полностью параллельная разводка кабелей для тяговых двигателей для управления соответствующими уровнями тока (ампер). для запуска и напряжение для более высоких скоростей. Эта важнейшая последовательно-параллельная схема питания присутствовала в новых локомотивах до 1980-х годов, когда продолжающееся увеличение мощности тягового генератора переменного тока сделало эту схему двигателя устаревшей.

Первые конструкторы трамвая боролись с передачей мощности от двигателя постоянного тока на колеса. В неуклюжих конструкциях использовались ремни, шестерни и арматура, установленная на оси. Все оказалось неудовлетворительным, потому что не было разумного способа удерживать двигатель на одном уровне с колесной парой при движении по трассе. В конструкции трамвая, предложенной изобретателем Фрэнком Спрэгом, тяговый двигатель свисает с оси. Спрэг назвал это «подвеской тачки», и это устранило проблему выравнивания. Он по-прежнему используется во всем мире.

Выбор углеродных материалов для электрических щеток, необходимых для коммутации двигателей постоянного тока, стал гениальным ходом, который решил основную проблему надежности двигателей постоянного тока в начале 2-го века. Все локомотивы использовали эту технологию до появления тяговых двигателей переменного тока в 1990-х годах. Фактически, целая индустрия производства угольных щеток для промышленной Америки была создана для поддержки двигателей постоянного тока. Слышали ли вы когда-нибудь о Национальной углеродной компании, позже приобретенной Union Carbide? Даже сегодня более половины всех локомотивов Северной Америки используют угольные щетки.

В эпоху трамвая контроль скорости достигался с помощью шести-восьми ступеней ручного реостата. Точно так же восьмиступенчатая дроссельная заслонка двигателей внутреннего сгорания характерна почти для каждого дизель-электрического локомотива, построенного в Северной Америке. (Полудроссельная заслонка на локомотивах General Electric 1960-х годов была редким исключением.)

И, наконец, все важные аспекты многозвенного управления (MU), до сих пор используемые для дизель-электрических локомотивов, были представлены для использования в трамваях Фрэнком Спрэгом в его патенте на эту тему от 16 октября 1900 года. Не зря многие связывают успех тепловозов с множественным управлением. Влияние контроля MU на длину грузовых поездов неоспоримо. Объединение управления вторым, третьим, четвертым и даже пятым локомотивом под контролем одного оператора дало колоссальный прирост производительности со времен эры пара. Но стоит помнить, что Фрэнк Спрэг запатентовал систему управления несколькими агрегатами и работал на надземной железной дороге Саутсайд в Чикаго к 1897 году. Хотя первоначальный кабель MU имел только пять разъемов, прецедент операций MU с участием нескольких железнодорожных транспортных средств с тяговыми двигателями постоянного тока уже существовал.