mozdony -Locomotive

Egy sorozat része
Vasúti szállítás
Történelem Terminológia ( AU , NA , NZ , UK )
Infrastruktúra
Tevékenységek Vasút udvar Vasúti sín Karbantartás Nyomtáv Változó nyomtáv Mérő átalakítás Kettős nyomtáv
Gördülőállomány
Mozdonyok Vonatok Vasúti kocsik Vasúti tengelykapcsolók Csatlakozók országonként Csatoló átalakítás Kettős csatolás Kerékpár Forgóváz (teherautó)
Személyvonat
Villamos Kombínó Gyors tranzit Történelem Ingázó vasút Regionális vasút Városközi vasút Nagysebességű vasutak Maglev
Terminológia Elnevezett személyvonatok
Vegyes cikkek
Teherszállítás Vállalatok Látnivalók Ország szerint Balesetek Vasúti támogatások
Modellezés
Közlekedési portál
v t e

A mozdony vagy motor olyan vasúti szállítójármű , amely a vonat mozgató erejét biztosítja . Ha egy mozdony képes rakományt szállítani, általában inkább motorvonatnak , motorkocsinak , motorkocsinak vagy motorkocsinak nevezik ; ezeknek az önjáró járműveknek a használata egyre gyakoribb a személyvonatoknál , de ritka az áruszállításnál (lásd CargoSprinter ).

Hagyományosan a mozdonyok elölről húzták a vonatokat. Elterjedt azonban a toló-húzó üzemmód, ahol a vonatnak elöl, hátul vagy mindkét végén lehet egy mozdony (vagy mozdony). Legutóbb a vasutak kezdték el alkalmazni a DPU-t vagy az elosztott energiát. Az elején lehet egy vagy két mozdony, amelyet egy középső mozdony követ, amelyet a vezető egységről távirányítanak.

Etimológia

A mozdony szó a latin loco – „helyről”, a locus „hely” szó ablatívuszából és a középkori latin motivus „mozgást okozó” szóból ered, és a mozdonymotor kifejezés rövidített formája , amelyet először 1814-ben használtak. különbséget tenni az önjáró és az álló gőzgépek között .

Osztályozások

A mozdonyok előtt a vasutak mozgatóerejét különféle alacsonyabb technológiájú módszerek generálták, mint például az emberi erő, a lóerő, a gravitáció vagy a kábelrendszereket meghajtó álló motorok. Ma is kevés ilyen rendszer létezik. A mozdonyok energiájukat tüzelőanyagból (fa, szén, kőolaj vagy földgáz) állíthatják elő, vagy külső áramforrásból vehetik fel az energiát . A mozdonyokat általában energiaforrásuk alapján osztályozzák. A gyakoriak a következők:

Gőz

A gőzmozdony olyan mozdony, amelynek elsődleges energiaforrása egy gőzgép . A gőzmozdonyok legelterjedtebb formája egy kazánt is tartalmaz a motor által használt gőz előállítására. A kazánban lévő vizet éghető anyagok – általában szén, fa vagy olaj – elégetésével melegítik fel gőz előállítására. A gőz mozgatja a dugattyúkat , amelyek a mozdony fő kerekeihez kapcsolódnak, amelyeket „ hajtókerekeknek ” neveznek. Mind az üzemanyagot, mind a vizet a mozdonnyal szállítják, akár magán a mozdonyon, bunkerekben és tartályokban (ezt az elrendezést " tartálymozdonynak " nevezik ), vagy a mozdony mögé húzva, pályázatokon (ezt az elrendezést " gyengéd mozdony ").

Az első teljes körűen működő vasúti gőzmozdonyt Richard Trevithick építette 1802-ben . Az angliai Shropshire -i Coalbrookdale vasmű számára építették, bár az ottani működéséről nem maradt fenn feljegyzés. 1804. február 21-én megtörtént az első feljegyzett gőzvontatású vasúti utazás, amikor Trevithick másik mozdonyja vonatot vontatott a Penydarren vasműből, Merthyr Tydfilben a dél-walesi Abercynonba. Andrew Vivian kíséretében felemás sikerrel futott. A tervezés számos fontos újítást tartalmazott, beleértve a nagynyomású gőz használatát, amely csökkentette a motor tömegét és növelte annak hatékonyságát.

1812-ben Matthew Murray kéthengeres fogasléces mozdonya , a Salamanca először futott a peremléces fogasléces Middleton Railway -n ; ezt általában az első kereskedelmileg sikeres mozdonynak tekintik. Egy másik jól ismert korai mozdony a Puffing Billy volt , amelyet 1813–1414 között William Hedley mérnök épített a Newcastle upon Tyne melletti Wylam Colliery számára . Ez a mozdony a legrégebben fennmaradt, és a londoni Science Museumban látható. George Stephenson építette a Stockton & Darlington Railway 1. számú mozdonyát Északkelet-Angliában, amely a világ első nyilvános gőzvasútja volt. 1829-ben fia, Robert megépítette a rakétát Newcastle upon Tyne-ben. A Rocket részt vett és megnyerte a Rainhill Trials -t . Ez a siker vezetett ahhoz, hogy a vállalat az Egyesült Királyság, az Egyesült Államok és Európa nagy részén a vasutakon használt gőzmozdonyok kiemelkedő korai építőjévé vált. A Stephenson által épített Liverpool & Manchester Railway egy évvel később nyílt meg, és kizárólag gőzerőt használ a személy- és áruvonatok számára .

A gőzmozdony a második világháború utánig messze a legelterjedtebb mozdonytípus maradt . A gőzmozdonyok kevésbé hatékonyak, mint a modern dízel- és elektromos mozdonyok, üzemeltetésükhöz és szervizeléséhez lényegesen nagyobb munkaerő szükséges. A British Rail adatai azt mutatják, hogy a gőzmozdony személyzetének és üzemanyaggal való feltöltésének költsége körülbelül két és félszer magasabb, mint egy egyenértékű dízelmozdony támogatásának költsége, és a napi futásteljesítmény is alacsonyabb volt. Körülbelül 1950 és 1970 között a gőzmozdonyok többségét kivonták a kereskedelmi forgalomból, és elektromos és dízel-elektromos mozdonyokra cserélték. Míg Észak-Amerika az 1950-es években, a kontinentális Európa pedig az 1970-es években vált át a világ más részein, az átmenet később történt. A Steam ismert technológia volt, amely széles körben elérhető üzemanyagokat használt, és az alacsony bérű gazdaságokban nem szenvedtek el ekkora költségkülönbségeket. Sok országban a 20. század végéig továbbra is használták. A 20. század végére szinte az egyetlen rendszeres használatban lévő gőzerőmű a világörökségi vasutak volt .

Belső égés

A belső égésű mozdonyok belső égésű motort használnak , amelyet sebességváltó köt össze a meghajtó kerekekkel . Általában közel állandó fordulatszámon tartják a motort, akár áll, akár mozog a mozdony. A belső égésű mozdonyokat tüzelőanyag-típusuk szerint, a sebességváltó típusa szerint pedig alkategóriákba soroljuk.

Benzol

A benzolmozdonyok belső égésű motorjai benzolt használnak üzemanyagként. Az 1890-es évek vége és az 1900-as évek között számos benzolmozdonyok kereskedelmi gyártója működött. Ez a Deutz -cal kezdődött , amely egy giesseni mangánbánya tervezési prototípusán alapuló operációs rendszert készített. Ezt követően az 1900-as évek elején több bányászati ​​és alagútépítési műveletre adták el őket. Az 1900-as éveket követően széles körű alkalmazásra nem volt szükség, illetve szükség nem volt, elégtelenségük a benzin- és dízelmozdonyok meglétével fokozódott.

Kerozin

A kerozinmozdonyok kerozint használnak üzemanyagként. Ezek voltak a világ első belső égésű mozdonyai, néhány évvel megelőzve a dízel- és egyéb olajmozdonyokat. Az első ismert kerozinsínes jármű a Gottlieb Daimler által 1887-ben épített vízelvezető volt, de ez műszakilag nem volt mozdony, mivel hasznos terhet szállított.

Kerozinmozdonyt építettek 1894-ben a Priestman Brothers of Kingston upon Hull , a Hull dokkokon való használatra . Ez a mozdony 12 LE-s kettős működésű, 300 ford./perc fordulatszámmal működő tengeri motorral készült, négykerekű kocsi alvázra szerelve. Egyszerre csak egy megrakott kocsit tudott húzni, alacsony teljesítménye miatt, és nem aratott nagy sikert. Az első sikeres kerozinmozdony a Richard Hornsby & Sons által épített "Lachesis" volt, amelyet 1896-ban szállítottak a Woolwich Arsenal vasútjára . A cég 1896 és 1903 között négy kerozinmozdonyt épített az Arsenalban való használatra.

Benzin

A benzinmozdonyok benzint ( benzint ) használnak üzemanyagként. Az első kereskedelmileg sikeres benzinmozdony egy benzines mechanikus mozdony volt, amelyet a Maudslay Motor Company épített 1902-ben a londoni Deptford Cattle Market számára . Ez egy 80 LE-s mozdony volt, 3 hengeres függőleges benzinmotorral, kétsebességes mechanikus sebességváltóval.

Benzines-mechanikus

A benzinmotoros mozdonyok legelterjedtebb típusai a benzinmotoros mozdonyok , amelyek mechanikus hajtóművet használnak sebességváltók formájában (néha lánchajtással együtt ), hogy a motor teljesítményét a hajtókerekekhez szállítsák, ugyanúgy, mint egy autó . . A második benzines-mechanikus mozdonyt az FC Blake of Kew építette 1903 januárjában a Richmond Main Sewerage Board számára.

Benzin-elektromos

A benzin-elektromos mozdonyok olyan benzinmotoros mozdonyok, amelyek elektromos hajtóművet használnak , hogy a motor teljesítményét a hajtott kerekekhez szállítsák. Ez elkerüli a sebességváltók szükségességét, mivel a motor forgó mechanikai erejét egy dinamó segítségével elektromos energiává alakítja , majd a kerekeket többsebességes elektromos vontatómotorokkal hajtja meg . Ez egyenletesebb gyorsulást tesz lehetővé, mivel elkerülhető a sebességváltás, ugyanakkor drágább, nehezebb, és néha terjedelmesebb is, mint a mechanikus sebességváltó.

Egy figyelemre méltó korai benzin-elektromos mozdonyt építettek 1913-ban a Minneapolis, St. Paul, Rochester és Dubuque Electric Traction Company számára . 60 tonnát nyomott, 350 LE-t termelt, és Bo-Bo elrendezésben hajtott keresztül egy pár forgóvázon .

Dízel

A dízelmozdonyokat dízelmotorok hajtják . A dízel meghajtás fejlesztésének kezdetén különböző hajtóműveket alkalmaztak változó sikerrel, ezek közül az elektromos hajtómű bizonyult a legnépszerűbbnek.

Dízel-mechanikus

A dízel-mechanikus mozdonyok mechanikus sebességváltót használnak az erő átadására a kerekeknek. Ez a fajta sebességváltó általában kis teljesítményű, kis sebességű tolató (kapcsoló) mozdonyokra, könnyű motorvonatokra és önjáró motorkocsikra korlátozódik . A legkorábbi dízelmozdonyok dízel-mechanikusak voltak. 1906-ban Rudolf Diesel , Adolf Klose és a gőz- és dízelmotorokat gyártó Gebrüder Sulzer megalapította a Diesel-Sulzer-Klose GmbH-t dízelmotoros mozdonyok gyártására. A Porosz Államvasutak 1909-ben rendelt egy dízelmozdonyt a cégtől. A világ első dízelmotoros mozdonya (dízel-mechanikus mozdony) 1912 nyarán üzemelt a svájci Winterthur–Romanshorn vasútvonalon , de nem aratott kereskedelmi sikert. . Az 1920-as évek közepéig számos országban gyártottak kis számban prototípus dízelmozdonyokat.

Dízel-elektromos

A dízel-elektromos mozdonyok olyan dízelmozdonyok, amelyek elektromos hajtóművet használnak . A dízelmotor vagy elektromos egyenáramú generátort (általában kevesebb, mint 3000 lóerő (2200 kW) nettó teljesítmény) hajt meg, vagy elektromos váltakozó áramú generátor-egyenirányítót (általában nettó 3000 lóerő (2200 kW) vagy nagyobb a vontatáshoz), a teljesítmény amely a mozdonyt hajtó vontatómotorokat látja el energiával. A dízelmotor és a kerekek között nincs mechanikus kapcsolat. A mai dízelmozdonyok túlnyomó többsége dízel-elektromos.

1914-ben Hermann Lemp , a General Electric villamosmérnöke megbízható egyenáramú elektromos vezérlőrendszert fejlesztett ki és szabadalmaztatott (a későbbi fejlesztéseket Lemp is szabadalmaztatta). A Lemp tervezése egyetlen kart használt a motor és a generátor összehangolt vezérlésére, és ez volt az összes dízel-elektromos mozdonyvezérlés prototípusa . 1917–1918-ban a GE három kísérleti dízel-villamos mozdonyt gyártott Lemp vezérlési tervének felhasználásával. 1924-ben egy dízel-villamos mozdony ( E ^el 2 eredeti szám: Юэ 001/Yu-e 001) kezdte meg működését. Jurij Lomonoszov vezette csapat tervezte, és a németországi Maschinenfabrik Esslingen építette 1923–1924 között . 5 hajtott tengelye volt (1'E1'). Több próbaút után 1925 és 1954 között csaknem három évtizeden át vontatta a vonatokat.

Dízel-hidraulikus

A dízel-hidraulikus mozdonyok hidraulikus erőátvitellel működő dízelmozdonyok . Ebben az elrendezésben egy vagy több nyomatékváltót használnak fogaskerekekkel kombinálva, mechanikus véghajtással, hogy a dízelmotor teljesítményét a kerekekhez továbbítsák.

A fővonali hidraulikus hajtóművek fő felhasználója világszerte a Németországi Szövetségi Köztársaság volt , többek között az 1950-es évek DB Class V 200 , valamint az 1960-as és 1970-es évek DB V 160 családjával . A British Rail az 1955-ös modernizációs terv során számos dízel-hidraulika-konstrukciót vezetett be , kezdetben a német minták licencbe épített változatait. Spanyolországban a Renfe az 1960-as és 1990-es évektől nagy teljesítmény-tömeg arányú, kétmotoros német kiviteleket használt a nagysebességű vonatok vontatására. (lásd Renfe osztályok 340 , 350 , 352 , 353 , 354 ).

Hidrosztatikus hajtásrendszereket is alkalmaztak a vasúti használatra, például a CMI Group (Belgium) 350-750 LE (260-560 kW) tolatómozdonyai . A hidrosztatikus hajtásokat vasúti karbantartó gépekben is használják, például szabotázsgépekben és síncsiszolókban .

Gázturbina

A gázturbinás mozdony egy belső égésű motoros mozdony, amely gázturbinából áll . Az ICE motorokhoz sebességváltó szükséges a kerekek hajtásához. A motort hagyni kell tovább járni, amikor a mozdony leáll.

A gázturbinás mechanikus mozdonyok mechanikus hajtóművet használnak a gázturbinák kimenő teljesítményének a kerekekhez való eljuttatására. Egy gázturbinás mozdonyt 1861-ben szabadalmaztatott Marc Antoine Francois Mennons (1633 számú brit szabadalom). Nincs bizonyíték arra, hogy a mozdony valóban megépült volna, de a terv tartalmazza a gázturbinás mozdonyok alapvető jellemzőit, beleértve a kompresszort, az égésteret, a turbinát és a levegő-előmelegítőt. 1952-ben a Renault egy négytengelyes, 1150 LE-s gázturbinás mechanikus mozdonyt szállított, amely a Pescara "szabad turbinás" gáz- és sűrítettlevegő-termelő rendszerrel volt felszerelve, nem pedig a turbinába integrált koaxiális többfokozatú kompresszorral. Ezt a modellt 1959-ben egy pár hattengelyes, 2400 LE-s mozdony követte két turbinával és Pescara betáplálással. Több hasonló mozdonyt épített a Szovjetunióban a Kharkov Locomotive Works .

Gázturbinás-elektromos mozdonyok , gázturbinát használnak egy elektromos generátor vagy generátor meghajtására, amely elektromos áramot termelt, amely meghajtja a kerekeket meghajtó vontatómotort . 1939-ben a Svájci Szövetségi Vasutak Am 4/6-ot, egy 1620 kW (2170 LE) maximális motorteljesítményű GTEL-t rendelt a Brown Boveri -tól . 1941-ben készült el, majd a normál üzembe helyezés előtt tesztelték. Az Am 4/6 volt az első gázturbinás – elektromos mozdony. A British Rail 18000 -et Brown Boveri építette és 1949-ben szállította. A British Rail 18100 -at a Metropolitan-Vickers építette, és 1951-ben szállította. A harmadik mozdonyt, a British Rail GT3 -at 1961-ben építették. A Union Pacific nagy turbinaflottát üzemeltetett. motoros tehermozdonyok az 1950-es évektől kezdődően. Ezeket széles körben használták a hosszú távú utakon, és költséghatékonyak voltak annak ellenére, hogy alacsony üzemanyag-fogyasztásuk volt a kőolajiparból származó "maradék" üzemanyagok felhasználása miatt. Magasságuk idején a vasút becslései szerint az Union Pacific tehervonatainak körülbelül 10%-át hajtotta, ami sokkal szélesebb körű felhasználás, mint bármely más példa ebben az osztályban.

A gázturbina bizonyos előnyöket kínál a dugattyús motorokhoz képest . Kevés a mozgó alkatrész, ami csökkenti a kenési igényt és potenciálisan csökkenti a karbantartási költségeket, a teljesítmény-tömeg arány pedig sokkal magasabb. Egy adott teljesítményű turbina fizikailag is kisebb, mint egy ugyanolyan erős dugattyús motor, ami lehetővé teszi, hogy egy mozdony nagyon erős legyen anélkül, hogy túlzottan nagy lenne. A turbina teljesítménye és hatásfoka azonban drámaian csökken a forgási sebességgel , ellentétben a dugattyús motorral, amelynek teljesítménygörbéje viszonylag lapos. Ez a GTEL-rendszereket elsősorban nagy távolságú, nagy sebességű futáshoz teszi hasznossá. A gázturbinás-villamos mozdonyokkal kapcsolatos további problémák közé tartozott, hogy nagyon zajosak voltak.

Elektromos

Az elektromos mozdony csak elektromos hajtású mozdony. A mozgó vonatokat a pálya mentén futó (majdnem) folyamatos vezetékkel látják el, amely általában három formát ölthet: felsővezeték , amely oszlopokra vagy tornyokra függesztik fel a pálya mentén, vagy építmények vagy alagút mennyezetére; egy harmadik sín a vágány szintjén; vagy egy fedélzeti akkumulátor . Mind a felsővezetékes, mind a harmadik sínes rendszerek általában a futósíneket használják visszatérő vezetékként, de egyes rendszerek külön negyedik sínt használnak erre a célra. Az alkalmazott elektromos áram típusa egyenáram (DC) vagy váltakozó áram (AC).

Különféle begyűjtési módszerek léteznek: kocsirúd , amely egy hosszú, rugalmas rúd, amely egy kerékkel vagy cipővel kapcsolódik a vezetékhez; íjgyűjtő , amely egy hosszú gyűjtőrudat a vezetékhez tartó keret ; áramszedő , amely egy csuklós keret, amely rögzített geometriában tartja a gyűjtőpapucsokat a vezetékhez; vagy egy érintkező cipő , amely a harmadik sínnel érintkező cipő. A három közül az áramszedő módszer a legalkalmasabb a nagysebességű működéshez.

Az elektromos mozdonyok szinte általánosan tengelyfüggesztett vontatómotorokat használnak, minden hajtott tengelyhez egy motor tartozik. Ennél az elrendezésnél a motorház egyik oldalát siklócsapágyak támasztják alá, amelyek a tengelyhez szervesen illeszkedő, földelt és polírozott csapágyakkal vannak ellátva. A ház másik oldalán egy nyelv alakú kiemelkedés van, amely a teherautó (forgóváz) támasztékában lévő illeszkedő résbe illeszkedik, és célja, hogy nyomaték-reakció eszközként, valamint támaszként működjön. Az erőátvitelt a motorról a tengelyre homlokkerekes hajtómű végzi , amelyben a motor tengelyén lévő fogaskerék kapcsolja össze a tengelyen lévő fogaskerékkel . Mindkét hajtómű folyadékzáró, kenőolajat tartalmazó házba van zárva. A szolgáltatás típusa, amelyben a mozdonyt használják, meghatározza az alkalmazott áttételi arányt. A számszerűen magas arányok általában a tehergépjárműveken találhatók, míg a számszerűen alacsony arányok jellemzőek az utasmotorokra.

A villamos energiát jellemzően nagy és viszonylag hatékony termelőállomásokon állítják elő , továbbítják a vasúti hálózathoz és elosztják a vonatokhoz. Egyes elektromos vasutak saját termelőállomásokkal és távvezetékekkel rendelkeznek, de a legtöbb villamosenergia-szolgáltatótól vásárolja az áramot . A vasút általában saját elosztóvezetékeket, váltókat és transzformátorokat biztosít .

Az elektromos mozdonyok általában 20%-kal olcsóbbak, mint a dízelmozdonyok, karbantartási költségeik 25-35%-kal alacsonyabbak, üzemeltetésük pedig akár 50%-kal is olcsóbb.

Egyenáram

A legkorábbi rendszerek egyenáramú rendszerek voltak. Az első elektromos személyvonatot Werner von Siemens mutatta be 1879- ben Berlinben . A mozdonyt 2,2 kW-os, soros tekercses motor hajtotta, a mozdonyból és három kocsiból álló szerelvény 13 km/h sebességet ért el. . A vonat négy hónap alatt 90 000 utast szállított egy 300 méter hosszú (984 láb) körpályán. Az áramot (150 V DC) a vágányok közötti harmadik szigetelt sínen szolgáltatták. Az elektromos áram összegyűjtésére kontaktgörgőt használtak. A világ első elektromos villamosvonala a németországi Berlin melletti Lichterfeldében nyílt meg 1881-ben. Építője Werner von Siemens (lásd Gross-Lichterfelde villamos és Berlin Straßenbahn ). A Volk's Electric Railway 1883-ban nyílt meg Brightonban, és a legrégebbi fennmaradt elektromos vasút. Szintén 1883-ban nyílt meg a Mödling és a Hinterbrühl Villamos Bécs mellett Ausztriában. Ez volt az első a világon, amely rendszeres üzemben működött felsővezetékről. Öt évvel később az Egyesült Államokban , 1888-ban, a Richmond Union Passenger Railway -n vezették be az elektromos targoncákat , Frank J. Sprague által tervezett berendezésekkel .

Az első elektromosan megmunkált földalatti vonal a City & South London Railway volt , amelyet a gőzenergia használatát tiltó tiltó rendelkezés indította el. 1890-ben nyílt meg, a Mather & Platt által épített elektromos mozdonyok felhasználásával . A villamos energia gyorsan a metrók ​​választott áramforrásává vált, amit Sprague 1897-ben feltalált többegységes vonatvezérlése segített.

Az első villamosítást a fővonalon a Baltimore & Ohio (B&O) Baltimore Belt Line (B&O) négy mérföldes szakaszán alkalmazták 1895-ben, amely a B&O fő részét alagutakon keresztül kötötte össze a New York-i új vonallal. Baltimore belvárosának széle körül. Kezdetben három Bo+Bo egységet használtak, a villamosított szakasz déli végén; rácsatlakoztak a mozdonyra és a vonatra, és áthúzták az alagutakon.

A DC-t a korábbi rendszereken használták. Ezeket a rendszereket fokozatosan váltotta fel az AC. Ma szinte minden fővonali vasút váltóáramú rendszert használ. Az egyenáramú rendszerek többnyire a városi közlekedésre korlátozódnak, mint például a metrórendszerek, a kisvasút és a villamosok, ahol kisebb az energiaigény.

Váltakozó áram

Az első praktikus váltakozó áramú elektromos mozdonyt Charles Brown tervezte , aki akkor a zürichi Oerlikonnál dolgozott . 1891-ben Brown bemutatta a háromfázisú váltakozó áramú nagy távolságú energiaátvitelt a Lauffen am Neckarban található vízerőmű és Frankfurt am Main West között, 280 km távolságra. A Jean Heilmannnál szerzett tapasztalatait felhasználva a gőzmozdonyok tervezésén, Brown megfigyelte, hogy a háromfázisú motorok teljesítmény-tömeg aránya nagyobb, mint az egyenáramú motoroké, és a kommutátor hiánya miatt egyszerűbb a gyártásuk. és fenntartani. Azonban jóval nagyobbak voltak, mint a korabeli egyenáramú motorok, és nem lehetett padló alatti forgóvázakba szerelni : csak mozdonytestekben szállíthatták őket.

1894-ben Kandó Kálmán magyar mérnök kifejlesztett egy új típusú, háromfázisú aszinkron elektromos hajtómotort és generátort elektromos mozdonyokhoz. Kandó 1894 eleji terveit először Evian-les-Bains-ben (Franciaország) egy rövid háromfázisú váltakozó áramú villamoson alkalmazták, amelyet 1896 és 1898 között építettek. 1918-ban Kandó feltalálta és kifejlesztette a forgófázis-átalakítót , amely lehetővé tette az elektromos mozdonyok használatát. háromfázisú motorok, miközben egyetlen felsővezetéken keresztül táplálják a nagyfeszültségű országos hálózatok egyszerű ipari frekvenciájú (50 Hz) egyfázisú váltakozó áramát.

1896-ban az Oerlikon telepítette a rendszer első kereskedelmi példáját a Luganói villamosra . Minden 30 tonnás mozdonyban két darab 110 kW-os (150 LE) motor volt, amelyeket háromfázisú, 750 V 40 Hz-es, dupla felsővezetékről tápláltak. A háromfázisú motorok állandó sebességgel működnek és regeneratív fékezést biztosítanak , és jól illeszkednek a meredek lejtős útvonalakhoz, és az első háromfázisú fővonali mozdonyokat Brown szállította (akkor Walter Boverivel együttműködve ) 1899-ben a 40-es autópályán. km Burgdorf–Thun vonal , Svájc. A mozdonyok ipari frekvenciájú egyfázisú váltakozó áramú ellátásának első megvalósítása 1901-ben az Oerlikontól származott, Hans Behn-Eschenburg és Emil Huber-Stockar tervei alapján ; A 15 kV-os, 50 Hz-es, 345 kW-os (460 LE-s) 48 tonnás mozdonyok transzformátorokat és forgó átalakítókat használtak a svájci szövetségi vasút Seebach-Wettingen vonalán 1904-ben.

Az olasz vasutak a világon elsőként vezették be az elektromos vontatást a fővonal teljes hosszában, nem csak egy rövid szakaszon. A 106 km-es Valtellina vonalat 1902. szeptember 4-én nyitották meg, Kandó és a Ganz-gyár csapata tervezte. Az elektromos rendszer háromfázisú volt, 3 kV 15 Hz-en. A feszültség lényegesen magasabb volt a korábban használtnál, és ehhez új elektromos motorok és kapcsolóberendezések tervezésére volt szükség. A háromfázisú kétvezetékes rendszert több észak-olaszországi vasútvonalon használták, és "olasz rendszer" néven vált ismertté. Kandót 1905-ben hívták meg a Società Italiana Westinghouse vezetésére, és több olasz villanymozdony fejlesztését vezette.

Akkumulátoros-elektromos

Az akkumulátoros elektromos mozdony (vagy akkumulátormozdony) olyan elektromos mozdony, amelyet fedélzeti akkumulátorok hajtanak meg ; egyfajta akkumulátoros elektromos jármű .

Ilyen mozdonyokat ott alkalmaznak, ahol a hagyományos dízel- vagy elektromos mozdony nem lenne megfelelő. Ilyen például a karbantartó vonatok villamosított vonalakon, amikor az áramellátás le van kapcsolva. Egy másik felhasználási terület ipari létesítményekben történik, ahol egy égetőmotoros (azaz gőz- vagy dízelmotoros ) mozdony biztonsági problémát okozhat a tűz-, robbanás- vagy füstveszély miatt egy zárt térben. Az akkumulátoros mozdonyokat előnyben részesítik azokban a bányákban, ahol a gáz meggyulladhat a gyűjtőpapucsokon ívben fellépő kocsival hajtott egységek által , vagy ahol elektromos ellenállás alakulhat ki a betápláló vagy visszatérő áramkörökben, különösen a síncsatlakozásoknál, és veszélyes áramszivárgást tesz lehetővé a talajba.

Az első ismert elektromos mozdonyt 1837-ben Robert Davidson aberdeeni vegyész építette , és galvanikus cellákkal (akkumulátorokkal) hajtotta . Davidson később egy nagyobb mozdonyt épített Galvani néven, amelyet 1841-ben a Royal Scottish Society of Arts kiállításon mutattak be . A hét tonnás járműben két közvetlen hajtású reluktanciamotor volt, rögzített elektromágnesekkel, amelyek mindegyik tengelyen egy fahengerhez erősített vasrudakon hatnak. és egyszerű kommutátorok . Hat tonnás rakományt vontatta négy mérföld/órás sebességgel (6 kilométer/óra) másfél mérföldes (2,4 kilométer) távolságon. A következő év szeptemberében az Edinburgh és Glasgow Railway - n tesztelték , de az akkumulátorok korlátozott teljesítménye megakadályozta általános használatát.

Egy másik példa a Kennecott Copper Mine , Latouche, Alaska , ahol 1917-ben kiszélesítették a földalatti szállítási utakat, hogy lehetővé tegyék két 4 darabos akkumulátormozdony munkáját.+1 ⁄ 2 tonna. 1928-ban Kennecott Copper négy 700-as sorozatú elektromos mozdonyt rendelt fedélzeti akkumulátorral. Ezek a mozdonyok 85 tonnás tömegűek és 750 voltos felső kocsivezetéken üzemeltek, jelentős nagyobb hatótávolsággal, miközben akkumulátorról üzemeltek. A mozdonyok több évtizedes szolgálatot teljesítettek nikkel-vas akkumulátoros (Edison) technológiával. Az akkumulátorokat ólom-savas akkumulátorokra cserélték, és nem sokkal ezután a mozdonyokat leállították. Mind a négy mozdonyt múzeumoknak adományozták, de egyet leselejteztek. A többiek aziowai Boone and Scenic Valley Railroadban és a kaliforniai Rio Vistában található Western Railway Museumban láthatók . A Torontói Transit Bizottság korábban Nippon Sharyo által 1968-ban épített akkumulátoros elektromos mozdonyt üzemeltetett,és 2009-ben nyugdíjba vonult.

A londoni metró általános karbantartási munkáihoz rendszeresen üzemeltet akkumulátoros elektromos mozdonyokat .

Más típusok

Tűzmentes

Atom-elektromos

Az 1950-es évek elején Dr. Lyle Borst, a Utah Egyetem munkatársa különböző amerikai vasútvonalaktól és gyártóktól kapott finanszírozást egy elektromos meghajtású mozdony megvalósíthatóságának tanulmányozására, amelyben egy fedélzeti atomreaktor termeli a gőzt az elektromosság előállításához. Abban az időben az atomerőt nem értették teljesen; Borst úgy vélte, hogy a fő buktató az urán ára volt. A Borst atommozdonynál a középső rész egy 200 tonnás reaktorkamrával és 5 láb vastag acélfalakkal rendelkezik, hogy megakadályozzák a radioaktivitás kibocsátását balesetek esetén. A 7000 LE-s motorral szerelt atommozdonyok gyártásának költségét egyenként körülbelül 1 200 000 dollárra becsülte. Következésképpen a fedélzeti nukleáris generátorral szerelt vonatokat általában kivitelezhetetlennek ítélték a túl magas költségek miatt.

Üzemanyagcellás-elektromos

2002-ben mutatták be az első 3,6 tonnás, 17 kW-os hidrogénnel (üzemanyagcellás) hajtott bányászati ​​mozdonyt a québeci Val- d'Orban . 2007-ben üzembe helyezték a tajvani Kaohsiungban található minihidrail oktatási rendszerét. A Railpower GG20B végül egy másik példa az üzemanyagcellás elektromos mozdonyra.

Hibrid mozdonyok

Számos különböző típusú hibrid vagy kettős üzemmódú mozdony létezik, amelyek két vagy több típusú hajtóerőt használnak. A legelterjedtebb hibridek az elektro-dízel mozdonyok , amelyeket áramforrásról vagy fedélzeti dízelmotorról hajtanak végre . Ezek folyamatos utakat biztosítanak a csak részben villamosított útvonalakon. Ilyen például az EMD FL9 és a Bombardier ALP-45DP

Használat

A mozdonyoknak három fő felhasználási területe van a vasúti szállítási műveletekben : személyvonatok , tehervonatok vontatására és váltásra (az Egyesült Királyságban: tolatás).

A tehermozdonyokat általában úgy tervezték, hogy nagy indítási vonóerőt és nagy tartós teljesítményt nyújtsanak. Ez lehetővé teszi számukra, hogy hosszú, nehéz vonatokat indítsanak és mozgassanak, de ennek általában viszonylag alacsony maximális sebessége az ára. Az utasmozdonyok általában alacsonyabb indító vonóerőt fejlesztenek ki, de képesek az utasok menetrendjének fenntartásához szükséges nagy sebességgel működni. A személy- és tehervonatokra egyaránt szánt vegyes forgalmú mozdonyok (amerikai angolul: általános célú vagy útváltó mozdonyok) nem fejtenek ki akkora vonóerőt, mint a tehermozdonyok, de képesek nehezebb vonatok vontatására, mint egy személymozdony.

A legtöbb gőzmozdony dugattyús motorral rendelkezik, dugattyúkkal, amelyek összekötő rudak segítségével kapcsolódnak a hajtókerekekhez, közbenső sebességváltó nélkül. Ez azt jelenti, hogy az induló vonóerő és a maximális sebesség kombinációját nagyban befolyásolja a hajtott kerekek átmérője. Az áruszállításra szánt gőzmozdonyok általában kisebb átmérőjű hajtókerekekkel rendelkeznek, mint a személymozdonyok.

A dízel-elektromos és elektromos mozdonyokban a vontatómotorok és a tengelyek közötti vezérlőrendszer a teher- vagy személyszállításhoz igazítja a kimenő teljesítményt a sínekhez. Az utasszállító mozdonyok tartalmazhatnak más funkciókat is, például fejvégi áramellátást (ezt szállodai áramellátásnak vagy elektromos vonatellátásnak is nevezik) vagy gőzfejlesztőt .

Egyes mozdonyokat kifejezetten meredek lejtőn történő munkára terveztek , és kiterjedt kiegészítő fékmechanizmusokkal, valamint néha fogasléccel és fogaskerékkel rendelkeznek. A meredek fogasléces és fogaskerekes vasútra épített gőzmozdonyok kazánja gyakran meg van döntve a mozdonyvázhoz képest , így a kazán a meredek emelkedőkön nagyjából vízszintesen marad.

Néhány nagysebességű vonaton is mozdonyokat használnak: minden TGV , sok AVE , néhány Korea Train Express és az ICE 1 és ICE 2 vonatok mindegyike mozdonyokat használ, amelyeket motorkocsinak is nevezhetünk. Az erőautók használata könnyen jó menetminőséget és kevesebb elektromos felszerelést tesz lehetővé, de az elektromos motorvonatokkal összehasonlítva alacsonyabb gyorsulást és nagyobb tengelytömeget is kínálnak (az erőgépkocsik esetében). A KTX-Sancheon és az ICE 3/4/T használatához elektromos motorvonatok és motoros autók keveréke.

Operatív szerepkör

A mozdonyok időnként egy meghatározott szerepet töltenek be, például:

• A vonatmotor a vasúti vonat elejére erősített mozdony műszaki neve, amely a vonatot vontatja . Alternatív megoldásként, ahol rendelkezésre állnak a toló-húzó üzemmód, a vonat hajtóműve a vonat hátuljához is rögzíthető;
• Pilotmotor – a vonatmotor elé szerelt mozdony, amely lehetővé teszi a kétirányú haladást ;
• Bankmotor – nehéz indítás vagy éles lejtő miatt ideiglenesen hátulról segítő mozdony;
• Könnyűmotor – mozdony, amely vonat nélkül üzemel mögötte, áthelyezési vagy üzemeltetési okokból. Alkalmanként egy könnyű motort önmagában vonatnak neveznek.
• Állomáspilóta – személyvonatok tolatására használt mozdony egy pályaudvaron.

Kerék elrendezés

A mozdony kerékelrendezése leírja, hogy hány kereke van; Az általános módszerek közé tartozik az AAR kerékelrendezés , az UIC osztályozás és a Whyte jelölési rendszerek.

Távirányítós mozdonyok

A huszadik század második felében távirányítós mozdonyok kezdtek szolgálatba állni a kapcsolási műveletekben, amelyeket a mozdonyfülkén kívüli kezelő távirányított. A fő előny az, hogy egy kezelő irányíthatja a gabona, szén, kavics stb. autókba való berakodását. Ezenkívül ugyanaz az üzemeltető szükség szerint mozgathatja a vonatot. Így a mozdonyt az idő körülbelül egyharmada alatt be- vagy kirakják.

Lásd még

Megjegyzések

Hivatkozások

Bibliográfia

• Duffy, Michael C. (2003). Villamos vasutak 1880–1990 . IET . ISBN 978-0-85296-805-5.
• Ellis, Cuthbert Hamilton (1988. december 12.). Vasúti Képes Enciklopédia . Random House Value Kiadó. ISBN 978-0-517-01305-2.
• Churella, Albert J. (1998). A gőztől a dízelig: Vezetői szokások és szervezeti képességek a huszadik századi amerikai mozdonyiparban . Princeton: Princeton University Press . ISBN 978-0-691-02776-0.
• Pinkepank, Jerry A. (1973). The Second Diesel Spotter's Guide . Milwaukee, Wisconsin: Kalmbach Publishing . ISBN 978-0-89024-026-7.

Külső linkek

A mozdonyokkal kapcsolatos média a Wikimedia Commonsnál

• Mérnöki kalauz 1891-ből
• Több ország mozdonykivágásai és történelmi mozdonyai dátum szerint rendezve
• Pickzone mozdonymodell
• Nemzetközi gőzmozdonyok
• Mozdonyból álló hajtóművé alakítás , Népszerű Tudományos havilap, 1919. február, 72. oldal, Google Books által beolvasott: Népszerű tudomány