لماذا سميت قاطرة؟
مصطلح تعريف القاطرة متجذر في الكلمة اللاتينية loco – “من مكان” ، والمصطلح اللاتيني الدافع في العصور الوسطى والذي يعني “يؤدي إلى الحركة”. استخدم لأول مرة في عام 1814 ، وهو شكل قصير من كلمة محرك قاطرة. تم استخدامه للتمييز بين المحركات البخارية الثابتة والمحركات ذاتية الدفع.
المحرك أو القاطرة عبارة عن سيارة نقل بالسكك الحديدية تمنح القطار طاقته المحركة. إذا كانت القاطرة مؤهلة بدرجة كافية لتحمل حمولة ، فعادة ما يتم تناولها بعدة مصطلحات مثل عربة السكك الحديدية أو السيارة الكهربائية أو الحافلة.
ما هي القاطرة المستخدمة؟
تقليديا ، تُستخدم القاطرات لسحب القطارات على المسار من الأمام. ومع ذلك ، فإن مفهوم الدفع والسحب هو مفهوم واسع للغاية ، حيث قد يكون للقطار قاطرة في المقدمة أو في كل طرف أو خلفي. بدأت أحدث خطوط السكك الحديدية في احتضان قوة الموزعين أو DPU.
ما الفرق بين القطار والقاطرة؟
تعمل القاطرات عادة في أدوار معينة مثل: –
- القاطرة التي تتصل بالجانب الأمامي للقطار لسحب القطار تسمى محرك القطار.
- طيار المحطة – تم نشر القاطرة في محطة سكة حديد لتبديل قطارات الركاب.
- محرك طيار – قاطرة متصلة بمحرك القطار على الجانب الأمامي لتسهيل الاتجاه المزدوج.
- المحرك المصرفي – القاطرة متصلة بالجانب الخلفي لمحرك القطار ؛ هذا ممكن من خلال صعبة حادة أو البداية.
تُستخدم القاطرات في العديد من عمليات النقل بالسكك الحديدية مثل: سحب قطارات الركاب ، وقطارات النقل والشحن.
يصور تكوين عجلة القاطرة عدد العجلات التي تحتوي عليها ؛ تشمل التقنيات الشائعة تصنيف UIC وأنظمة تدوين Whyte وترتيب عجلة AAR وما إلى ذلك.
الفرق بين قاطرات الشحن والركاب
يتمثل أبرز تمييز في شكل وحجم جسم القاطرة. نظرًا لأن قطارات الركاب تسافر أسرع من القطارات الأخرى ، تلعب مقاومة الهواء دورًا أكبر مما تفعله لوحدات الشحن. تحتوي معظم قاطرات الركاب عادةً على غطاء بطول الجسم ؛ قد يكون هذا لأسباب جمالية.
من ناحية أخرى ، تميل وحدات الشحن إلى أن يكون لديها المزيد من الأسباب للتوقف حيث يتعين على الموصل الصعود إلى المحرك وإيقافه ، وتكون أكثر عرضة للتحرك للخلف ، وبالتالي يكون لها غطاء رفيع حول محطة الطاقة الحقيقية. يوفر هذا رؤية أفضل عند الركض للخلف ، ويوفر مساحة للسلالم بدلاً من السلالم ، مما يجعله أكثر راحة للأفراد الذين يتعين عليهم الصعود والنزول من القاطرة بشكل متكرر.
يتم إنشاء قاطرات الشحن لمزيد من عزم الدوران (قوة التواء) ويتم تصنيع قاطرات الركاب لزيادة السرعة. ينتج محرك قاطرة الشحن العادي ما بين 4000 و 18000 حصان.
يختلف التروس في قاطرات الركاب أيضًا عن الشحن من حيث أن نسبتها أقل ، وبالتالي فإن محرك الجر يدور مرات أقل لكل دوران للعجلة.
عادة ، تتطلب محركات الركاب سرعات قصوى متزايدة بينما تحتاج محركات الشحن إلى زيادة قوة جر البداية لأنها تقذف قطارات أثقل. ينتج عن هذا نسب تروس مختلفة في ناقل الحركة (والتي ، في المحركات الكهربائية والديزل والكهرباء ، لا تحتوي على العديد من التروس).
تاريخ اختراع القاطرة
بدأ السرد الطويل للنقل بالسكك الحديدية في العصور القديمة. يمكن تصنيف تاريخ القاطرات والسكك الحديدية إلى فواصل زمنية منفصلة مختلفة تتميز بالوسائل الرئيسية للمواد التي تم من خلالها إنشاء المسارات أو المسارات ، والقوة المحركة المستخدمة.
200 عام من تكنولوجيا قاطرة القطار
شهدت تقنية الدفع بالسكك الحديدية انفجارًا للاختراع في القرنين الماضيين.
جرب مهندس الكورنيش ريتشارد تريفيثيك دماغه وعلم العالم عن إنشاء السكك الحديدية في قرية التعدين الويلزية قبل عشرين عامًا. أدى إدخال السكك الحديدية إلى تغيير ديناميكيات الناس من خلال هذه العملية في جميع أنحاء العالم.
من خلال تجسيد أول قاطرة بخارية للسكك الحديدية عاملة ، تم تطبيع انتفاضة النقل Trevithick ؛ أثارت الثورة الصناعية حريق انتفاضة النقل التي تم تصعيدها وتسهيلها خلال القرن العشرين من خلال مصادر الطاقة الحديثة والقلق المتزايد على الأداء البيئي والإنتاجية.
من المحركات البخارية البدائية التي تم إنتاجها خلال القرن التاسع عشر إلى الزخم التدريجي (عملية السحب والدفع لجعل جسم ما يتحرك للأمام) المفاهيم التي لم يتم فحصها بالكامل بعد ، هنا نذهب إلى حارة الذاكرة عبر الماضي ، التيار والمصير المتوقع للتطورات في تكنولوجيا القاطرة.
في عام 2004 فقط ، تم الاعتراف بمساعي ريتشارد على نطاق واسع ، بعد مائتي عام من عرضه المؤثر – من دار سك العملة الملكية ، التي وزعت عملة تذكارية بقيمة 2 جنيه إسترليني تحمل اسم Trevithick وابتكارها.
في عام 1804: قدم ريتشارد تريفيثيك عصر القوة البخارية للعالم
في عام 1804: قدم ريتشارد تريفيثيك عصر القوة البخارية للعالم
في عام 1804 ، كان مهندس التعدين في بريطانيا ، المستكشف والمخترع ريتشارد تريفيثيك ، قبل ثورة السكك الحديدية الهائلة ، يبحث عن المحركات البخارية التي تستخدم الضغط العالي لفترة طويلة مع نتائج متنوعة ؛ من العرض المنتصر لقاطرة الطريق التي تعمل بالبخار في عام 1802 والتي أطلق عليها اسم “شيطان النفخ” إلى كارثة في عام 1803 ، في غرينتش عندما كان هناك أربعة ضحايا بسبب انفجار أحد محركات الضخ الثابتة. استغل خصومه هذا الحادث المؤسف للسخرية من مخاطر البخار عالي الضغط.
ومع ذلك ، تمت مكافأة العمل الشاق الذي قام به Trevithick وحصلت “قاطرة Penydarren” الخاصة به على مكانة بارزة بسبب الابتكارات في تكنولوجيا القاطرة حيث أصبحت أول قاطرة بخارية تعمل بشكل صحيح في السكك الحديدية.
كهربة السكك الحديدية – 1879
في أواخر القرن التاسع عشر ، كانت ألمانيا نواة نمو القاطرة الكهربائية. عرض Werner von Siemens أول اختبار لقطار الركاب الكهربائي. كان منشئ وأب المنظمة الهندسية واسعة النطاق Siemens AG. نقلت القاطرة ، التي عززت فكرة السكة الحديدية الثالثة المعزولة لتوليد الكهرباء ، ما مجموعه تسعين ألف راكب.
قادت شركة سيمنز إلى تجميع أول خط ترام كهربائي على كوكب الأرض في عام 1881 في ضاحية ليخترفيلد في برلين ، وبناء أساس لقاطرات مماثلة في ترام مودلينج وهينتيربرول في فيينا وخط سكة حديد فولك الكهربائية في برايتون الذي افتتح في عام 1883.
حفزت الحاجة إلى سكك صديقة للبيئة في الممرات تحت الأرض ومترو الأنفاق على ابتكار القطارات الكهربائية. بعد بضع سنوات ، أدت الكفاءة الأفضل والبناء السهل إلى ظهور مكيف الهواء.
لعب المهندس Kálmán Kandó ، وهو مهندس من المجر ، دورًا رئيسيًا في تطوير الخطوط المكهربة لمسافات طويلة ، والتي تضم مائة وستة كيلومترات من سكة حديد Valtellina في إيطاليا.
في الوقت الحاضر وفي العصر الحالي ، لا تزال القاطرات الكهربائية تلعب دورًا مهمًا في تضاريس السكك الحديدية من خلال مساعدات عالية السرعة مثل Acela Express و TGV الفرنسية في الولايات المتحدة. ومع ذلك ، فإن التكلفة الهائلة لخطوط الكهرباء للاستفادة من القاطرات الكهربائية ، مثل سلسال علوي أو سكة حديدية ثالثة ، تظل بمثابة انتكاسة وعقبة أمام التطبيق الواسع للتكنولوجيا المذكورة.
إجراء Isation (!) الديزل (!) 1892 – 1945
أثار حق المؤلف الفعلي للدكتور رودولف ديزل في عام 1892 لمحركه الذي يعمل بالديزل الافتراضات حول كيفية تأثير تقنية الاحتراق الداخلي الحالية على خطوط السكك الحديدية أيضًا. تطلب هذا سنوات عديدة حيث يمكن فهم مزايا الديزل بشكل مناسب على قاطرات السكك الحديدية.
في أواخر القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين ، لوحظ تطور ونمو مستمران في صناعة القاطرات من خلال محركات ديزل أكثر كفاءة مع زيادة نسب القدرة إلى الوزن.
انبثق الكثير منها في شركة Sulzer ، وهي شركة هندسية سويسرية عمل فيها ديزل لفترة طويلة ، مما جعل الديزل ذروة صناعة القاطرات البخارية التي عفا عليها الزمن تقريبًا بسبب الاحتمال المتزايد على شفا الحرب العالمية الثانية. بحلول عام 1945 ، أصبحت الحركة البخارية غير عادية للغاية في الدول المتقدمة والتقدمية وبحلول أواخر الستينيات ، أصبحت وحشًا نادرًا.
أعطت قاطرات الديزل العديد من الفوائد الوظيفية الواضحة ، بما في ذلك العمليات متعددة القاطرات ، وأصبحت إمكانية الوصول إلى المواقع البعيدة حقيقة واقعة دون الحاجة إلى كهربة في المناطق الصعبة مثل الجبال والغابات ، والوجبات غير المكلفة ، ووقت الانتظار ، وإجراءات العمل الأقل كثافة في العمل والكفاءة الحرارية الكافية.
1945 - الوقت الحاضر: نمو قاطرات الديزل والكهرباء
بمجرد تأكيد سلطة الديزل على القاطرات البخارية ، تم تجديد الفترة التي تلت الحرب بالاقتراحات – النظريات والاختراعات لتعزيز الدفع بالسكك الحديدية ، مع كل إنجاز انتقائي. وسط واحدة من العديد من الاستراتيجيات الغريبة التي خطط لها الدكتور لايل بورست من جامعة يوتا في القرن التاسع عشر الأول ، القطار الكهربائي النووي.
على الرغم من إهمال أهمية الحماية والأمان المكثفة لنقل مفاعل نووي تزن مائتي طن في جميع أنحاء البلاد بسرعات عالية ، إلا أن تكلفة شراء اليورانيوم وتصنيع المفاعلات القاطرة لتشغيلها بسرعة جعلت العلماء والفنيين يدركون أن هذه الفكرة لم تكن عملية. .
اكتسبت العديد من الأفكار المختلفة والأفضل والمنطقية ، مثل قاطرات التوربينات الغازية والكهربائية جاذبية إلى حد ما خلال الفترة التي أعقبت الحرب ، لكن الديزل لا يزال هو الملك حتى الآن.
من بين أنظمة نقل الطاقة الثلاثة الواسعة الانتشار للطاقة ، جرب ناقل الحركة للاستخدام في محركات الديزل – الكهربائية والميكانيكية والهيدروليكية – أصبح من الواضح الآن أن الديزل والكهرباء أصبح النموذج المثالي الجديد في العالم. من بين الأنظمة الثلاثة ، بما في ذلك القاطرات الكهربائية والميكانيكية والهيدروليكية ، والقاطرات التي تعمل بالديزل والكهرباء – والتي يعمل فيها محرك ديزل يعمل بمولد التيار المتردد أو التيار المستمر – أظهرت حتى الآن أكبر قدر من التحسن في أواخر القرن العشرين وتصور الحد الأقصى من الديزل القاطرات في الانتشار حاليا.
بحلول أواخر القرن العشرين ، أنشأت قاطرات الديزل والكهرباء المسرح لأنظمة الحركة الحديثة والمعاصرة التي أقرت أن الشكوك البيئية بدأت في الظهور وقهرت مناقشات الدفع بالسكك الحديدية حتى الآن. على سبيل المثال ، بحلول عام 2017 ، أضافت القطارات الهجينة نظام تخزين طاقة (RESS) قابل لإعادة الشحن إلى إجراء الديزل والكهرباء الذي يخول القطارات بما في ذلك العديد من القاطرات التي أقيمت بموجب تعهد Intercity Express في المملكة المتحدة للبدء بالعمل.
اتجاهات القرن الحادي والعشرين: الهيدريل والغاز الطبيعي المسال
أدى الديزل إلى تطوير شبكات السكك الحديدية في جميع أنحاء العالم لمعظم القرن العشرين.
ومع ذلك ، في القرن الحادي والعشرين ، أدت الآثار السلبية الجسيمة لتعهدات قطارات الديزل على غلافنا الجوي ، وخاصة انبعاثات غازات الاحتباس الحراري مثل ثاني أكسيد الكربون والانبعاثات السامة مثل أكاسيد النيتروجين (NOx) والغبار والسخام إلى تقدم زيادة اخضرار تقنيات القاطرة. قليل من هؤلاء يعملون بينما لا يزال الباقي قيد التخطيط.
إن انتفاضة الغاز الصخري ، وهي جهد لا نهاية له في الولايات المتحدة بدأت في اكتساب الزخم في كل مكان حول العالم ، قد حثت على إجراء تدقيق كبير عندما يتعلق الأمر باحتمالية الغاز الطبيعي المسال (LNG) كوقود دفع للسكك الحديدية. يتم تصنيف الديزل على أنه أعلى بشكل ملحوظ من الغاز الطبيعي المسال ، ويتعهد الغاز الطبيعي المسال بانبعاثات كربونية أقل بنسبة 30 في المائة وسبعين في المائة أقل من أكاسيد النيتروجين ، ويمكن أن يثبت أنه مفيد اقتصاديًا وبيئيًا.
قام العديد من مشغلي الشحن المهمين الذين يضمون BNSF للسكك الحديدية والسكك الحديدية الوطنية الكندية في السنوات الأخيرة بتجربة قاطرات LNG لجعل التحول معقولًا. تستمر المشكلات اللوجستية والتنظيمية ، ولكن إذا ظل سعر ميزة الوقود مرتفعًا ، فمن المحتمل أن يتم حل المشكلات.
قد ينطوي الغاز الطبيعي المسال على بعض خصم الانبعاثات ، ومع ذلك ، فإنه يربط الصناعة بالاقتصاد الهيدروكربوني بعد الإجماع العلمي الذي يشير إلى أن الحضارة تبدأ التحول إلى مستقبل ما بعد الكربون على الفور لمنع التغيرات المناخية الخطرة.
بدأت قاطرات التحكم عن بعد في الانضمام إلى الخدمة في عمليات التحويل ، في النصف الأخير من القرن العشرين يتم تنظيمها قليلاً من خلال مشغل خارجي للقاطرة. الميزة الرئيسية هي أن مشغل واحد يمكنه التحكم في تحميل الفحم والحصى والحبوب وما إلى ذلك في السيارات. يمكن لمشغل مماثل تشغيل القطار كما هو مطلوب.
Hydrail ، فكرة قاطرة حديثة تتعلق باستخدام خلايا وقود الهيدروجين المستدامة بدلاً من المحركات التي تعمل بالديزل ، ينضح البخار فقط أثناء العملية. يمكن توليد الهيدروجين من مشتقات الطاقة منخفضة الكربون مثل الطاقة النووية وطاقة الرياح.
تستخدم مركبات Hydrail الطاقة الكيميائية للهيدروجين للدفع ، إما عن طريق تفحم الهيدروجين في محرك احتراق داخلي للهيدروجين أو عن طريق جعل الهيدروجين يتفاعل مع الأكسجين في خلية وقود لتشغيل المحركات الكهربائية. يعد الاستخدام المكثف للهيدروجين لتزويد النقل بالسكك الحديدية بالوقود مكونًا أساسيًا لاقتصاد الهيدروجين الموجه. يستخدم هذا المصطلح على نطاق واسع من قبل أساتذة البحوث والميكانيكيين في جميع أنحاء العالم.
عادةً ما تكون مركبات Hydrail مركبات هجينة مزودة بتخزين طاقة متجددة ، مثل المكثفات الفائقة أو البطاريات التي يمكن استخدامها لتقليل كمية تخزين الهيدروجين المطلوبة ، والفرملة المتجددة ، وتعزيز الكفاءة. تشتمل تطبيقات hydrail المحتملة على جميع فئات النقل بالسكك الحديدية مثل النقل السريع بالسكك الحديدية ، وسكك حديد الركاب ، وسكك حديد المناجم ، وسكك الحديد للركاب ، وقطارات الشحن ، والسكك الحديدية الخفيفة ، والترام ، وأنظمة السكك الحديدية الصناعية وركوب السكك الحديدية الفريدة في المتاحف والمتنزهات.
تم إنجاز تعهدات نموذج Hydrail من خلال منظمة بحثية فعالة في دول مثل اليابان والولايات المتحدة والمملكة المتحدة وجنوب إفريقيا والدنمارك ، بينما تعتزم جزيرة أروبا الهولندية الصغيرة إطلاق أول أسطول ترام هيدروجين عالميًا لأورانجيستاد ، عاصمة جزيرة أروبا الهولندية.
قال ستان طومسون ، أحد المدافعين المعروفين عن اقتصاد الهيدروجين ، إن Hydrail من المحتمل أن تكون تكنولوجيا الدفع بالسكك الحديدية المستقلة الرائدة على كوكب الأرض حتى أواخر القرن الحادي والعشرين ، لذلك قد تثبت حتى الآن اختراع التكنولوجيا النظيفة لطرد القاطرات التي تعمل بالديزل من مقعدها في النهاية.
القاطرات - التصنيف
قبل أن تبدأ القاطرات في العمل ، تم إنشاء القوة التشغيلية للسكك الحديدية من خلال تقنيات مختلفة أقل تقدمًا مثل القدرة الحصانية البشرية أو المحركات الساكنة أو الجاذبية التي كانت تقود أنظمة الكابلات. قد تنتج القاطرات الطاقة بوسائل الوقود (الخشب أو البترول أو الفحم أو الغاز الطبيعي) ، أو يمكنها أخذ الوقود من مصدر خارجي للكهرباء. عادةً ما يصنف معظم العلماء القاطرات بناءً على مصدر طاقتها. أشهرها ما يلي:
محرك بخاري قاطرة
تستخدم القاطرة البخارية محركًا بخاريًا في مصدر قوتها الرئيسي. يشتمل الشكل الأكثر شيوعًا للقاطرة البخارية على غلاية لإنتاج البخار الذي يستخدمه المحرك. يتم تسخين المياه في الغلاية عن طريق تفحم المواد القابلة للاشتعال – الخشب أو الفحم أو الزيت – لاستنباط البخار.
يقوم بخار المحرك بتحريك المكابس الترددية التي تسمى “عجلات القيادة” المرتبطة بعجلاتها الرئيسية. يتم نقل كل من الماء والوقود ومخزون المياه بالقاطرة ، إما في المخابئ والخزانات أو على القاطرة. هذا التكوين يسمى “قاطرة الخزان”. أنشأ ريتشارد تريفيثيك القاطرة البخارية الأولية للسكك الحديدية العاملة على نطاق واسع في عام 1802.
تعتبر القاطرات الحالية التي تعمل بالديزل والكهرباء أكثر جدارة بالاهتمام ، وهناك حاجة إلى طاقم أصغر بكثير لإدارة وصيانة هذه القاطرات. أظهرت أرقام السكك الحديدية في بريطانيا حقيقة أن تكلفة تزويد قاطرة بخارية بالوقود تزيد عن ضعف نفقات دعم قاطرة ديزل مماثلة ؛ الأميال اليومية التي يمكن أن يقطعوها كانت أقل أيضًا.
مع اقتراب القرن العشرين من نهايته ، كانت أي قاطرة تعمل بالبخار لا تزال تعمل في المسارات تعتبر سكة حديدية قديمة.
قاطرة الاحتراق الداخلي
يستخدم محرك الاحتراق الداخلي في قاطرات الاحتراق الداخلي المتصلة بعجلات القيادة. بشكل عام ، يحافظون على استمرار عمل المحرك بزخم ثابت تقريبًا سواء كان القطار ثابتًا أو قيد التشغيل. يتم تصنيف قاطرات الاحتراق الداخلي حسب تنوع الوقود الخاص بها ويتم تصنيفها حسب نوع ناقل الحركة.
قاطرة الكيروسين
يستخدم الكيروسين كمصدر للطاقة في قاطرات الكيروسين. قطارات زيت المصابيح كانت أول قاطرات الاحتراق الداخلي على مستوى العالم ، قبل الكهرباء ، والديزل. تم بناء عربة السكك الحديدية الأساسية المعترف بها والتي كانت تعمل على الكيروسين بواسطة Gottlieb Daimler في عام 1887 ، ولكن هذه السيارة لم تكن قاطرة تمامًا لأنها كانت تستخدم لنقل البضائع. كان قطار المصباح الزيتي الأساسي هو “Lachesis” ، الذي ابتكره Richard Hornsby & Sons Ltd.
قاطرة بنزين
تستهلك قاطرات البنزين وقودهم. كانت قاطرة البنزين الميكانيكية أول قاطرة بنزين ناجحة اقتصاديًا وتم تصنيعها في أوائل القرن العشرين في لندن لسوق Deptford Cattle Market من قبل شركة Maudslay Motor. قاطرات البترول الميكانيكية هي أكثر أنواع قاطرات البنزين شيوعًا ، والتي تستخدم ناقل الحركة الميكانيكي على شكل علب تروس لنقل الطاقة الناتجة من المحرك إلى عجلات القيادة ، تمامًا مثل السيارة.
هذا يتجنب الحاجة إلى علب التروس بوسائل تحويل القوة الميكانيكية الدورانية للمحرك إلى طاقة كهربائية. يمكن تحقيق ذلك بالدينامو وبعد ذلك عن طريق تشغيل عجلات القاطرة بمحركات جر كهربائية متعددة السرعات. يشجع هذا على الإسراع بشكل أفضل ، لأنه يمنع الحاجة إلى تعديلات التروس على الرغم من أنها أكثر تكلفة ، وثقيلة ، وأحيانًا أثقل من ناقل الحركة الميكانيكي.
ديزل
يتم نشر محركات الديزل لتزويد قاطرات الديزل بالوقود. في الأوقات السابقة لنمو دفع الديزل والتقدم ، تم استخدام العديد من أطر نقل الحركة بمقادير مختلفة من الإنجاز ، وكان النقل الكهربائي هو الأبرز بين الجميع.
كان هناك تطوير بين جميع أنواع قطارات الديزل ؛ الطريقة التي يتم من خلالها توزيع القوة الميكانيكية على عجلات قيادة القاطرة.
عندما كان العالم يشفي نفسه نقديًا بعد الحرب العالمية ، فعل ذلك من خلال اختيار قطارات الديزل على نطاق واسع في بلدان مختلفة. أعطت قاطرات الديزل أداءً ومرونةً هائلين ، وأثبتت أنها أفضل من القاطرات البخارية ، فضلاً عن احتياجها إلى تكاليف صيانة وتشغيل أقل بكثير. تم افتتاح نظام الديزل-الهيدروليكي في منتصف القرن العشرين ، ولكن بعد السبعينيات ، تم استهلاك ناقل الحركة الذي يعمل بالديزل والكهرباء على مستوى أعلى.
يتم استخدام ناقل الحركة الميكانيكي لنشر الطاقة إلى جميع العجلات بواسطة قاطرة الديزل الميكانيكية. عادة ما يقتصر هذا النوع من النقل على قاطرات التحويل منخفضة السرعة ومنخفضة الطاقة وعربات السكك الحديدية ذاتية الدفع والعديد من الوحدات خفيفة الوزن. كانت قاطرات الديزل الأولية تعمل بالديزل الميكانيكية. معظم قاطرات الديزل في الوقت الحاضر هي قاطرات تعمل بالديزل والكهرباء.
العوامل الأكثر أهمية وحيوية على الإطلاق للدفع بالديزل والكهرباء هي محركات الديزل (وتسمى أيضًا المحرك الرئيسي) ، والمولد المركزي / مولد التيار المتردد ، ونظام التحكم الذي يتكون من حاكم المحرك والعناصر الكهربائية أو الإلكترونية ، ومحركات الجر (بشكل عام مع أربعة أو ستة محاور) ، بما في ذلك المقومات ، وعناصر أخرى من المفاتيح ، والتي تنظم أو تغير الإمداد الكهربائي لمحركات الجر.
في الحالة العامة ، قد يكون المولد مرتبطًا مباشرة بالمحركات باستخدام مجموعة مفاتيح بسيطة للغاية. في الغالب ، يرتبط مولد الحالة بالمحركات ذات المفاتيح الكهربائية القصوى فقط.
تسمى قاطرات الديزل التي تعمل بواسطة ناقل حركة هيدروليكي قاطرات ديزل هيدروليكية. في هذا التكوين ، يستخدمون أكثر من محول عزم الدوران ، في خليط مع التروس ، مع محرك نهائي ميكانيكي لتوزيع الطاقة من محرك الديزل إلى العجلات.
كانت جمهورية ألمانيا الاتحادية هي المستخدم العالمي الرئيسي لعمليات النقل الهيدروليكية للخط الرئيسي.
قاطرة التوربينات الغازية هي قاطرة تستخدم محرك احتراق داخلي به توربين غازي. تتطلب المحركات نقل الطاقة للاستفادة من العجلات ، وبالتالي يجب السماح لها بالاستمرار في العمل عند توقف الحركة.
تستخدم هذه القاطرات ناقل حركة ذاتي التنظيم لتوفير إنتاج الطاقة من توربينات الغاز للعجلات.
تقدم توربينات الغاز فوائد معينة على محركات المكبس. تحتوي هذه القاطرات على أجزاء متحركة محدودة ، مما يقلل من الحاجة إلى الشحوم والتزييت. يقلل من نفقات الصيانة ، ونسبة الطاقة إلى الوزن أكبر بكثير. محرك أسطوانة صلب مشابه أكبر من التوربينات ذات القوة المعطاة ، مما يمكّن القطار من أن يكون مربحًا وفعالًا بشكل استثنائي دون أن يكون ضخمًا.
تنخفض كفاءة التوربين ومخرجات الطاقة مع سرعة الدوران. هذا يجعل إطار قاطرة التوربينات الغازية داعمًا في الغالب للمسافات الكبيرة والقيادة السريعة. القضايا الأخرى المتعلقة بقاطرات التوربينات الكهربائية بالغاز تضمنت ارتفاع الصوت الشديد وأثارت ضوضاء غريبة.
قاطرة كهربائية
يسمى القطار الذي يعمل بالكهرباء حصريًا قطارًا كهربائيًا. يتم استخدامه لتحريك القطارات بموصل يعمل بدون توقف على طول المسار الذي يمكنه إلى حد كبير أخذ واحد من هذه: بطارية يمكن الوصول إليها بسهولة ؛ صعد سكة حديد ثالثة على مستوى الجنزير ، أو خط علوي ، مرتبطًا من أعمدة أو قمم على طول المسار أو أسطح الممرات.
تستخدم كل من أنظمة السكك الحديدية الثالثة والأسلاك العلوية بشكل عام قضبان الجري كموصل استرجاع ، لكن بعض الهياكل تستخدم سكة رابعة مميزة لهذا الهدف. نوع الطاقة الممنوحة هو إما التيار المتردد (AC) أو التيار المباشر (DC).
يُظهر تحليل البيانات أن النسب المنخفضة توجد بشكل عام في محركات الركاب ، في حين أن النسب العالية شائعة لوحدات الشحن.
عادة ما يتم إنتاج الكهرباء في محطات توليد كبيرة إلى حد ما وذات غلة ، ويتم توزيعها على القطارات وتوزيعها على نظام السكك الحديدية. فقط عدد قليل من خطوط السكك الحديدية الكهربائية التزم بمخازن إنتاج وخطوط نقل ولكن يمكنه الوصول إلى الحد الأقصى من الطاقة الشرائية من محطة توليد الكهرباء. عادة ما توفر السكك الحديدية خطوط التوزيع والمحولات والمفاتيح الخاصة بها.
عادة ما تكون تكلفة قاطرات الديزل أعلى بنسبة عشرين في المائة من القاطرات الكهربائية ؛ نفقات المعيشة أعلى بنسبة خمسة وعشرين إلى ثلاثين في المائة وتصل إلى خمسين في المائة أكثر للتشغيل.
قاطرة التيار المتردد
يتم تجهيز القاطرات التي تعمل بالديزل والكهرباء باستخدام “المحرك الرئيسي” الذي يعمل بالديزل والذي ينتج تيارًا كهربائيًا لاستخدامه في محركات الجر الكهربائية للالتفاف حول محاور القطار. بالاعتماد على تصميم القاطرة ، يمكنها إما توليد تيار متناوب أو تيار مباشر باستخدام مولد يعمل بمحرك ديزل.
قام تشارلز براون بصياغة قاطرة كهربائية أولية براغماتية تعمل بالتيار المتردد ، ثم يعمل لصالح Oerlikon ، زيورخ. أوضح تشارلز نقل الطاقة لمسافات طويلة ، بين محطة كهرومائية ، باستخدام تيار متردد ثلاثي الأطوار ، في عام 1981.
تمكنت قاطرات التيار المتردد المعاصرة من الحفاظ على جر أفضل وإعطاء مادة لاصقة كافية للمسارات مقارنة بالفئات والنماذج السابقة. عادةً ما تُستخدم قطارات الديزل والكهرباء التي تعمل بالتيار المتردد لسحب الأحمال الضخمة. ومع ذلك ، لا تزال القطارات التي تعمل بالديزل والكهرباء التي تعمل بالتيار المباشر بارزة للغاية لأنها رخيصة الثمن إلى حد ما.
كانت السكك الحديدية الإيطالية رائدة في جميع أنحاء العالم في جلب الجر الكهربائي لكامل امتداد الخط الرئيسي بدلاً من مسافة قصيرة فقط.
قاطرة كهربائية تعمل بالبطارية
القاطرة المشحونة بالبطاريات تسمى قاطرة البطارية الكهربائية ؛ نوع من السيارات الكهربائية التي تعمل بالبطارية.
تُستخدم هذه القاطرات في الأماكن التي تكون فيها القاطرة التقليدية التي تعمل بالكهرباء أو الديزل غير فعالة. على سبيل المثال ، عندما لا يتوفر مصدر الكهرباء ، يجب أن تستخدم قضبان الصيانة على الخطوط المكهربة قاطرات تعمل بالبطارية. يمكنك استخدام قاطرات تعمل بالبطارية في المباني الصناعية حيث يمكن لقاطرة تعمل بقاطرة (أي قاطرة تعمل بالديزل أو البخار) أن تؤدي إلى مشاكل تتعلق بالسلامة بسبب مخاطر الحريق أو الثوران أو الأبخرة في منطقة مغلقة.
يبلغ وزن القاطرات الكهربائية للبطارية 85 طنًا ويتم استخدامها على سلك ترولي علوي بقدرة 750 فولت مع نطاق إضافي كبير أثناء التشغيل بمدافع الهاون. تم استخدام تقنية بطاريات النيكل والحديد (إديسون) من قبل القاطرات لتقديم عقود عديدة من الخدمة. تم استبدال تقنية بطاريات النيكل والحديد (إديسون) ببطاريات الرصاص الحمضية ، وسُحبت القاطرات من الخدمة بعد فترة وجيزة. تم تسليم القاطرات الأربعة للمتاحف ، باستثناء واحدة تم التخلص منها.
يدير مترو أنفاق لندن بشكل دوري قاطرات تعمل بالبطارية للقيام بمهام الصيانة العامة.
أدى تقدم الخدمة عالية السرعة إلى زيادة الكهرباء في الستينيات.
تصاعدت كهربة السكك الحديدية باستمرار في السنوات القليلة الماضية ، وفي الوقت الحاضر ، تعد المسارات المكهربة أكثر من 75 في المائة من جميع المسارات في جميع أنحاء العالم.
عند مقارنة السكك الحديدية الكهربائية بمحركات الديزل ، يلاحظ أن السكك الحديدية الكهربائية توفر كفاءة طاقة مناسبة ، وانبعاثات أقل ، ونفقات تشغيل مخفضة. كما أنها عادة ما تكون صامتة وأقوى وأكثر استجابة وأكثر مصداقية من الديزل.
ليس لديهم انبعاثات إقليمية ، وهي فائدة كبيرة في قطارات الأنفاق والبلديات.
يمكن أن يستخدم الهجين البخاري والديزل البخار الناتج من الديزل أو الغلاية لرفع مستوى محرك المكبس.
تحتاج المواقع البخارية إلى صيانة أعلى بكثير من تلك التي تعمل بالديزل ، ويلزم عدد أقل من الموظفين للحفاظ على الأسطول في الخدمة. حتى أكثر المواقع البخارية الواعدة تقضي ما متوسطه يومين إلى ستة أيام كل شهر في المرآب من أجل الصيانة الدورية الأساسية وإعادة التأهيل التشغيلي.
كانت عمليات الترميم الضخمة منتظمة ، وفي كثير من الأحيان تنطوي على التخلص من المرجل من الإطار لإعادة التأهيل الرئيسية. لكن قاطرة الديزل العادية تحتاج فقط من سبع إلى إحدى عشرة ساعة من الصيانة والضبط كل شهر ؛ قد تعمل لعدة سنوات متتالية بين الإصلاحات الهامة. لا تلوث قاطرة الديزل البيئة على عكس القطارات البخارية ؛ الوحدات الحديثة تولد درجات ضئيلة من انبعاثات العادم.
خلية الوقود الكهربائية loco
قام بعض مصنعي السكك الحديدية والقاطرات بتقييم احتمالية نشر قاطرات خلايا الوقود على مدى 15-30 عامًا القادمة.
تم عرض القطار الأساسي 3.6 طن ، 17 كيلو وات من الهيدروجين (وحدة الطاقة) ، في عام 2002 – قطار التعدين المتحكم فيه. كان أصغر من المعتاد بواسطة Hydrail في كاوشيونغ ، تايوان وتم توظيفه للخدمة في عام 2007. إن Rail-power GG20B هو صورة أخرى لقطار كهربائي يعمل بخلايا الوقود.
إن تغير البيئة يتسارع ، وقد حان الوقت للحد من انبعاثات الكربون من وسائل النقل – على الفور.
يستنتج التقرير ، وهو دراسة عن “استخدام خلايا الوقود والهيدروجين في بيئة السكك الحديدية” ، أن قطارات خلايا الوقود ستلعب دورًا مهمًا في تطور اقتصاد خالٍ من الانبعاثات. في الواقع ، يشير التقرير إلى أنه بحلول عام 2030 ، يمكن للكثير من عربات القطارات التي تم شراؤها مؤخرًا في أوروبا أن تعمل بالهيدروجين.
تم تثبيت القطارات التي تعمل بالهيدروجين لتعطيل صناعة السكك الحديدية كخيار خالٍ من الانبعاثات ، وفعال من حيث التكلفة ، وعالي الأداء للديزل.
تُظهر دراسة حديثة أن قطارات الهيدروجين لها إمكانات تجارية فعلية – ولكن يجب القيام بالمزيد من العمل حول اختبار وتعزيز توفر المنتج لطلبات النقل والشحن الرئيسية.
قد ترتفع الحصة السوقية لقطارات الهيدروجين التي تعمل بخلايا الوقود بنسبة تصل إلى واحد وأربعين في المائة بحلول عام 2030 في أوروبا ، نظرًا لوجود ظروف متفائلة لنمو السوق والتقدم. يسيطر Ballard على الصناعة في إنشاء حلول سكك حديدية واضحة.
مزايا القاطرة الكهربائية ذات خلية الوقود:
- درجات مرنة من التهجين
تعد صياغة المخططات المركبة للبطاريات وسكة خلايا الوقود أمرًا بالغ الأهمية لتحسين النطاق والأداء.
- قطارات خلايا الوقود المركبة
يمكن أن تتعامل مع أوزان تصل إلى 5000 طن ويمكن أن تعبر بسرعة حوالي 180 كم / ساعة ، لتكمل امتدادًا طويلاً يبلغ حوالي 700 كم.
يتم إنجاز التشكيلات القابلة للتكيف عن طريق تعديل نسبة خلايا الوقود إلى البطاريات.
- إعادة التزود بالوقود بسرعة ، ووقت تعطل أقل
يتم تزويد عربات السكك الحديدية التي تعمل بالهيدروجين بالوقود في أقل من 20 دقيقة ويمكن تشغيلها لأكثر من 18 ساعة دون إعادة التزود بالوقود.
- لا توجد قيود وظيفية لتكوين بطارية 100٪
القطارات التي تعمل بالبطاريات بها أوجه قصور كبيرة ، تشمل نطاقًا أصغر ووقت توقف مرتفع مطلوبًا لاستعادة البطاريات. نتيجة لذلك ، فهي مناسبة فقط لممرات وطرق محددة ، والتي تقيد بشكل كبير مشغلي السكك الحديدية.
يمكن للقطارات التي تعمل بخلايا الوقود أن تؤدي أداءً فعالاً على نطاق أوسع من المسارات ، دون أي توقف فعليًا. تعتبر قطارات خلايا الوقود ذات معنى نقدي عند استخدامها في مسارات أطول غير مكهربة تزيد عن 100 كيلومتر.
- المصاريف التراكمية الأقل للعملية
لا يقتصر الأمر على تكلفة إنشاء البنية التحتية للقطارات الكهربائية بنسبة 100٪ (1-2 مليون دولار لكل كيلومتر) ، بل يمكن أن يكون تنظيمها واستدامتها مكلفًا أيضًا.
من ناحية أخرى ، تتمتع قطارات الهيدروجين بنفقات تشغيلية أقل واعدة.
يُظهر تحليل التكلفة الإجمالية للملكية (TCO) أن القطارات التي تعمل بالهيدروجين هي الخيار الأقل تكلفة فيما يتعلق بكل من الديزل والكهرباء السلسة عندما:
سعر الديزل يتجاوز 1.35 يورو للتر.
أسعار الكهرباء أقل من 50 يورو لكل ميغاواط ساعة.
- أداء عالي للغاية
إنها قابلة للتكيف ومتعددة الاستخدامات مثل قاطرات الديزل ذات النطاق المماثل. يمكنهم تحمل متطلبات النقل بالسكك الحديدية تمامًا أيضًا عندما يتم التخلص التدريجي من الديزل.
قاطرة هجينة
يستخدم نظام تخزين طاقة قابل لإعادة الشحن على متن المركب (RESS) ، يتم وضعه بين مصدر الطاقة (غالبًا المحرك الرئيسي لمحرك الديزل) ونظام نقل الجر المرفق بالعجلات الدوارة. باستثناء بطارية التخزين ، فإن قاطرات الديزل القصوى تعمل بالديزل والكهرباء ، ولديها جميع عناصر ناقل الحركة الهجين المتسلسل ، مما يجعل هذا احتمالًا بسيطًا إلى حد ما.
هناك أنواع مختلفة من التهجين أو القاطرات ثنائية الوضع التي تستخدم أكثر من نوعين من القوة المحركة. تعتبر القاطرات التي تعمل بالكهرباء والديزل من أبرز أنواع السيارات الهجينة ، وتعمل إما بإمداد الكهرباء أو بمحرك ديزل على متن المركب. تُستخدم القاطرات الهجينة لتقديم رحلات مستمرة على طول المسارات المكهربة جزئيًا فقط. بعض ممثلي هذه الفئة هم بومباردييه ALP-45DP و EMD FL9.
حقائق ممتعة للقاطرة!
- تم العثور على أطول طريق قاطرة مباشر في موسكو.
- يمكن تشغيل أنواع مختلفة من القاطرات لأنواع مختلفة من المصادر: – الكهرباء ، والديزل ، والبخار.
- يمكن أن تعمل القطارات السريعة اليوم بسرعة قصوى تبلغ 300 ميل في الساعة.
- WAG – 9 هي أقوى قاطرة شحن للسكك الحديدية الهندية بطاقة إنتاجية تبلغ 6120 حصانًا وسرعة قصوى تبلغ 120 كيلومترًا في الساعة.
- قاطرة الرفع المغناطيسي هي الأسرع في العالم حاليًا.
- تحمل نيويورك الرقم القياسي لامتلاكها أكبر عدد من منصات الركاب في محطة واحدة.
- أستراليا لديها الطريق الأكثر استقامة في العالم.
- تمتلك أستراليا أيضًا الرقم القياسي لامتلاكها أثقل قاطرة.
- منحت شركة Chittaranjan Locomotive Works المملوكة للدولة (CLW) شركة السكك الحديدية الهندية محركها الأسرع على الإطلاق. من المتوقع أن يسافر WAP 5 المعدل ، والذي لم يحمل عنوانًا بعد ، بسرعة 200 ميل في الساعة.
- قبل خمسة وسبعين عامًا ، تم تحقيق الرقم القياسي العالمي ، الذي لم يتم إقرانه بعد ، بواسطة محرك بخاري يسمى مالارد. لمدة دقيقتين فقط ، هرعت القاطرة بسرعة 126 ميلاً في الساعة على امتداد مسار ، جنوب جرانثام.
- قاطرة يونيون باسيفيك المسماة “بيغ بوي” 4014 هي أكبر قاطرة تم بناؤها على الإطلاق. تحولت إلى جنوب كاليفورنيا بعد برنامج ترميم ضخم.
- الدولة الوحيدة في العالم التي لا يوجد بها خط سكة حديد هي أيسلندا. على الرغم من وجود عدد قليل من أنظمة السكك الحديدية في أيسلندا ، إلا أن الأمة لم يكن لديها شبكة سكك حديدية عامة.
- يمكن أن تسير قاطرات الديزل مائة وعشرة أميال في الساعة.
- في 21 يونيو 2001 ، تم تسجيل الرقم القياسي لأطول قطار تم سحبه على الإطلاق ، في غرب أستراليا بين بورت هيدلاند ونيومان ، بطول 275 كيلومترًا ويتضمن القطار 682 عربة خام حديد معبأة و 8 قاطرات GE AC6000 ونقل 82،262 طنًا من خام ، بإجمالي وزن يقارب 100،000 طن
- في صيف عام 1912 ، تم تشغيل أول قاطرة على كوكب الأرض تعمل بالديزل على خط سكة حديد فينترتور رومان في سويسرا. في عام 1913 ، أثناء إجراء اختبارات إضافية ، تم اكتشاف العديد من المشكلات.
- تعتبر AC6000CW واحدة من أهم وأقوى قاطرات الديزل التي تعمل بمحرك واحد على مستوى العالم.
- تم تجميع WAG12B ، أقوى قاطرة للسكك الحديدية الهندية ، وانضمت إلى شبكة السكك الحديدية الهندية. تم تجهيز WAG12B بقوة 12000 حصان وتم تطويره بالشراكة مع شركة Alstom الفرنسية.
- هناك ما يقرب من 12147 قاطرة في الهند.
- كانت أول قاطرة في العالم بسرعة 10 ميل في الساعة.
- شركة سكة حديد الشحن الحاكمة من الدرجة الأولى في الولايات المتحدة هي شركة BNSF للسكك الحديدية التي تنتج أكثر من 23.5 مليار دولار أمريكي من دخل التشغيل في عام 2019. تركز السكك الحديدية على نقل منتجات الشحن مثل السلع الصناعية أو الفحم أو البضائع أو السلع الزراعية.
- يعد خط السكك الحديدية عبر سيبيريا (خط موسكو-فلاديفوستوك) أطول وأحد أكثر خطوط السكك الحديدية احتلالًا في العالم ، ويمتد لمسافة 9289 كم.
مبدأ العمل للقاطرة
القاطرات (المعروفة باسم “محركات القطارات”) هي مركز وجوهر شبكة السكك الحديدية. إنها تمنح الحيوية للمدربين والعربات ، التي هي عبارة عن قطع معدنية هامدة ، من خلال تحويلها إلى قطارات. تم إنشاء القاطرات العاملة على مبدأ سهل للغاية.
سواء كانت تعمل بالكهرباء أو الديزل ، فإن القاطرات يتم تشغيلها حقًا بواسطة مجموعة من المحركات الحثية للتيار المتردد تسمى محركات الجر المثبتة على محاورها. تحتاج هذه المحركات للكهرباء لتعمل ، والمصدر الذي يوفر هذه القوة هو ما يميز بين القاطرات الكهربائية والديزل.
ما هو محرك الجر القاطرة؟
محركات الجر هي محركات كهربائية تكون أكبر ومنحوتة ومعززة وأكثر تعقيدًا وإصدارات مهمة من المحرك الحثي الكهربائي التقليدي الذي يظهر في مجموعات المضخات والمراوح الكهربائية وما إلى ذلك. يتم توفير الكهرباء المولدة من المصدر في النهاية لمحركات الجر ، والتي تعمل وتحول عجلات القاطرة.
بالإضافة إلى إنتاج الطاقة للمحرك ، يعتمد عمل القاطرة أيضًا على عدة عناصر أخرى مثل السرعة القصوى ، وجهد الجر ، نسب التروس ، عوامل الالتصاق ، وزن القاطرة ، حمولة المحور ، إلخ. يحددون نوع المساعدة والوظيفة التي سيتم استخدام القاطرة من أجلها ، سواء لنقل الركاب أو البضائع أو كليهما. هذا ينطبق على كل من القاطرات الكهربائية والديزل.
في الوقت الحاضر ، يتم تنظيم جميع القاطرات بمعالجات دقيقة تمكنها من العمل بشكل منهجي ومثمر. تقوم أجهزة الكمبيوتر هذه بجمع المعلومات وتجميعها وتقييمها بانتظام لحساب الطاقة المثلى التي يحتاجها كل محور للقاطرة لأدائها المتميز وفقًا للكتلة والسرعة والدرجة وجوانب الالتصاق وما إلى ذلك.
ثم يقومون بتوفير المقدار المناسب من الطاقة لمحركات الجر المقابلة. تعزيز هذا هو جميع الوظائف الداعمة للقاطرة مثل المشعات والعادم والبطاريات ومعدات الكبح والصنفرة ومقاومات الفرامل الديناميكية ونظام التبريد المعلق المتطور وما إلى ذلك.
قاطرات الديزل هي في الأساس مولدات كهربائية ذاتية الدفع هائلة. “قاطرة الديزل” هي مركبة سكة حديد ذاتية التشغيل تعمل على طول القضبان وتدفع أو تسحب قطارًا مثبتًا عليها باستخدام محرك احتراق داخلي ضخم يعمل بوقود الديزل باعتباره المحرك الرئيسي أو المورد الأساسي للطاقة.
على الرغم من أنها ليست مثل المركبات العادية ، إلا أن قاطرات الديزل الحديثة ليس لها علاقة ميكانيكية واضحة بين العجلات والمحرك ، وبالتالي فإن الطاقة التي ينتجها المحرك لا تقوم فعليًا بتدوير العجلات. الهدف من محرك الديزل ليس تحريك القطار ولكن تحويل مولد كهربائي كبير / مولد تيار كهربائي يولد تيارًا كهربائيًا (تيار مباشر مبدئيًا ، تيار متردد حاليًا) ، والذي يتم تمريره من خلال مقوم لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر إذا لزم الأمر. يتم بعد ذلك نشرها في محركات الجر ، والتي يمكن أن تولد مزيدًا من عزم الدوران الفعلي (الدوراني) الذي يدور حول عجلات القاطرة.
وبالتالي ، فإن دور محرك الديزل هو مجرد إنتاج الطاقة لمحركات الجر والأدوات المساعدة مثل المنافيخ والضواغط وما إلى ذلك.
تحتوي قاطرات الديزل الهندية القصوى على ثلاثة أزواج من محركات الجر ، واحد لكل محور باستثناء WDP4 مع زوجين فقط من محركات الجر لثلاثة أزواج من المحاور. تحتوي محركات السكك الحديدية الهندية على 16 أسطوانة بترتيب V (V16) باستثناء عدد قليل من الأسطوانات ذات الطاقة المنخفضة التي تشتمل على WDG5 الذي يحتوي على محرك V20 و WDM2 مع 12 أسطوانة فقط.
على عكس الافتراض التقليدي ، فإن قاطرات الديزل هي تقنية أكثر حداثة (1938) تقابل الكهرباء (1881). ومن ثم ، تعمل القاطرات الكهربائية على نفس مبدأ قاطرات الديزل. لن يكون من الخطأ القول إن قاطرات الديزل تعمل بالكهرباء ، ولهذا السبب تُسمى القاطرات التي تستخدم مخطط التشغيل “ديزل-إلكتريك” ، والتي تشمل جميع قاطرات الديزل الرئيسية في الهند.
في أوقات سابقة ، كانت هناك قاطرات تحتوي على محرك ديزل يوجه العجلات مباشرة من خلال مجموعة من التروس مثل المركبات التي تسمى قاطرات الديزل الهيدروليكية. لكنها لم تكن معقدة للغاية فحسب ، بل كانت غير فعالة وإشكالية أيضًا وتم استبدالها بمحركات قاطرة تعمل بالديزل والكهرباء.
“ناقل الحركة” للقاطرات: الإجراء أو نوع الكهرباء المنتشرة من المحرك إلى محركات الجر. كانت بعض القاطرات السابقة تحتوي على ناقل حركة DC (تيار مباشر) ، لكن جميع الطرز الحديثة بها ناقل حركة تيار متردد وجميع العمليات داخل القاطرة يتم تنظيمها بواسطة أجهزة الكمبيوتر.
قاطرة الديزل هي قطعة معقدة ومكررة من المعدات. قاطرات الديزل مستقلة بشكل لا يصدق ، وقابلة للتكيف للغاية ، ويمكن أن تعمل في أي مكان وفي أي وقت طالما أن لديها وقودًا كافيًا في خزاناتها. مولد على عجلات يولد الكهرباء ليقود نفسه!
كيف تعمل قاطرة الديزل الهيدروليكية؟
تعتبر قاطرات الديزل الهيدروليكية نادرة إلى حد ما مقارنة بقاطرات الديزل والكهرباء ولكنها منتشرة على نطاق واسع في ألمانيا. إنه مشابه من حيث المبدأ لمجموعة متنوعة من القاطرات التي تعمل بالديزل ، حيث يتم نقل محرك المحرك عن طريق أعمدة الإدارة والتروس إلى كل من المحاور التي تعمل بالطاقة.
الفرق هو أنه بدلاً من ناقل الحركة ذي النسب الثابتة ، يتم استخدام محول عزم دوران متخصص. يؤدي هذا إلى زيادة عزم الدوران بشكل كبير كدالة لمعدل الانزلاق بين أعمدة الإدخال والإخراج بطريقة مماثلة لتلك الموجودة في سيارة ذات ناقل حركة أوتوماتيكي. سيكون هناك صندوق تروس أمامي / خلفي لتمكين القاطرة من الركض في كلا الاتجاهين ، ولكن بخلاف ذلك ، لا يتم استخدام أي تروس أخرى.
كانت الفائدة الرئيسية ، خاصة في الأيام الأولى للديزل ، عملية. لم تكن هناك شبكات كهربائية عالية الجهد لنقل الطاقة من المحرك إلى المحاور ، وأثناء التسليم من البخار إلى الديزل ، كان لدى الشركات عدد كبير من الفنيين الميكانيكيين المهرة والمحترفين ، ولكن القليل منهم لديهم المعرفة والخبرة الكهربائية ذات الجهد العالي.
هذا جعل الحفاظ على هيدروليك الديزل أمرًا اقتصاديًا ومقتصدًا. يمكن أن يكون المحرك الميكانيكي أيضًا أكثر فائدة من الناحية النظرية من التحول إلى طاقة كهربائية والعكس.
كان العيب أكثر في المكونات المتحركة حيث كان يجب إرسال الطاقة ميكانيكيًا إلى كل محور مدفوع – ديزل وكهرباء ، حيث يمكن أن يكون لها محرك واحد فقط على كل محور يقودها بشكل مباشر وأكثر كفاءة.
في الوقت الحاضر ، مع التحسينات والتقدم في المحركات والمعدات الكهربائية التي تعزز كفاءة الديزل والكهرباء ، جنبًا إلى جنب مع عدد أكبر من الفنيين الكهربائيين ، فإن الديزل الهيدروليكي هو وحش غير مألوف.
كيف تعمل القاطرات الكهربائية؟
“القاطرة الكهربائية” هي عربة سكة حديد تستخدم الطاقة الكهربائية المسحوبة من مصدر خارجي للتحرك على طول القضبان وسحب أو دفع قطارًا مثبتًا بها. تأتي هذه الكهرباء بشكل عام من سكة حديدية ثالثة أو كابلات علوية.
سواء كانت مستقلة أو سيارات كهربائية لمجموعة قطار EMU ، تعمل جميع القاطرات الكهربائية وفقًا للعقيدة الوحيدة المتمثلة في الاستعانة بمصادر خارجية للتيار من مصادر مختلفة ثم بعد تعديلها بشكل مناسب لتوفير محركات الجر التي تدور العجلات.
يهدف هذا “التعديل” للطاقة الكهربائية إلى توفير أفضل نفوذ للمحركات للحصول على أداء لا تشوبه شائبة في ظل ظروف وأحمال مختلفة ، بما في ذلك عملية شاقة للتحويل وإعادة التحويل والجهد والتنعيم وتحويل التيار إلى مقادير مختلفة من التردد ، باستخدام المقومات / الثايرستور ، ومصارف المحولات ، والضواغط ، والمكثفات ، والمحولات ، والمكونات الأخرى المماثلة ، داخل جسم القاطرة.
هذا هو إجراء “التعديل” أو التكيف الذي تدور حوله تكنولوجيا القاطرة الكهربائية. يمكن للمرء أن يقول أن محركات الجر هي “المحركات” الحقيقية للقاطرة الكهربائية حيث أن القاطرات الكهربائية لا تحتوي على “محرك” رئيسي أو محرك أساسي يرسم موازيات للديزل.
هناك طريقتان يمكن من خلالهما تصنيف القاطرات الكهربائية:
- واحد يعتمد على نوع التيار الذي يستخرجونه من الخطوط (قوة الجر): التيار المتردد (التيار المتردد) أو التيار المستمر (التيار المباشر)
- يتم تعريف الآخر وفقًا لنوع محركات الجر التي يستخدمونها (محركات الأقراص): تلك التي تحتوي على محركات جر ذات تيار متناوب ثلاثي الطور (AC) أو تلك التي تحتوي على محركات جر ذات تيار مباشر (DC). يمكن أن يعمل كل من محركات التيار المستمر والتيار المتردد على كل من الجر DC و AC. الغرض المركزي من جميع المعدات الموجودة في القاطرات هو تحويل الطاقة الكهربائية المستقبلة وجعلها مناسبة لمحركات الجر.
أعمال قاطرة الديزل (فاراناسي)
إن Banaras Locomotive Works (BLW) هي وحدة إنتاج تابعة لخطوط السكك الحديدية الهندية. توقفت Banaras Locomotive Works (BLW) عن تصنيع قاطرات الديزل في مارس 2019 وتمت إعادة تسميتها BLW في أكتوبر 2020.
تأسست في أوائل الستينيات باسم DLW ، وأطلقت أول قاطرة لها في الثالث من يناير 1964 ، بعد ثلاث سنوات من إطلاقها. تقوم شركة Banaras Locomotive Works (BLW) بتصنيع القاطرات وهي نماذج نشأت من تصميمات ALCO الفعلية التي يعود تاريخها إلى الستينيات وتصميمات GM EMD في التسعينيات.
في يوليو 2006 ، استعانت شركة DLW بمعاملات عدد قليل من القاطرات إلى ورشة Parel ، السكك الحديدية المركزية ، مومباي. في عام 2016 ، حصلت على لقب “أفضل درع وحدة إنتاج 2015-16”. تم افتتاح المرحلة الأولى من مشروع تطوير BLW في عام 2016.
في عام 2017 ، حققت مرة أخرى “درع أفضل وحدة إنتاج 2016-2017” للعام الثاني على التوالي. في عام 2018 ، أنجزت “أفضل درع وحدة إنتاج 2017-18” للسكك الحديدية الهندية للعام الثالث المستمر. في نفس العام ، نجحت في تجديد اثنين من محركات الديزل القديمة ALCO WDG3A في موقع كهربائي WAGC3 ، الأول من نوعه في جميع أنحاء العالم.
كانت شركة Diesel Locomotive Works (DLW) أكبر شركة لتصنيع قاطرات الديزل والكهرباء في الهند. في عام 2020 ، قامت بصياغة أول قاطرة ثنائية الوضع للأمة ، WDAP-5. تقوم BLW اليوم بتصنيع القاطرات الكهربائية WAP-7 & WAG.
علاوة على ذلك ، تقوم السكك الحديدية الهندية ، BLW بشحن القاطرات بشكل دوري إلى مناطق مختلفة مثل مالي وسريلانكا والسنغال وفيتنام وبنغلاديش ونيبال وتنزانيا وأنغولا ، وكذلك بعض الشركات المصنعة داخل الهند ، مثل مصانع الصلب وموانئ الطاقة الكبيرة والسكك الحديدية الخاصة.
مزايا قاطرة الديزل على القاطرة البخارية
- يمكن تشغيلها بأمان بواسطة شخص واحد ، مما يجعلها مناسبة للتبديل وتحويل المهام في ياردات. جو العمل أكثر سلاسة ، ومقاوم للماء تمامًا وخالٍ من الأوساخ والنار ، وأكثر جاذبية ، وهو جزء لا مفر منه في خدمة القاطرة البخارية.
- يمكن تشغيل قاطرات الديزل بمضاعفات مع طاقم واحد يقوم بتشغيل عدة قاطرات في قطار واحد – وهو أمر غير ممكن مع القاطرات البخارية.
- نظرًا لأنه يمكن تشغيل محرك الديزل وإيقاف تشغيله على الفور ، فلا يوجد أي هدر للوقود يمكن أن يحدث إذا ظل المحرك في وضع الخمول لتوفير الوقت.
- يمكن ترك محرك الديزل بدون مراقبة لساعات أو حتى أيام ، لأن أي محرك ديزل يستخدم في القاطرات تقريبًا به أنظمة تغلق المحرك في حالة حدوث مشاكل تلقائيًا.
- تم تصميم محركات الديزل الحديثة للسماح بإزالة مجموعات التحكم مع الاحتفاظ بالكتلة الرئيسية في القاطرة. هذا يقلل بشكل كبير من الوقت الذي تخرج فيه القاطرة عن عمليات توليد الدخل أثناء الحاجة إلى الصيانة.
المتطلبات الأساسية التي يجب ملؤها بواسطة قاطرة ديزل مثالية هي:
- يجب أن تكون قاطرات الديزل قادرة على بذل قدر كبير من عزم الدوران على المحاور لسحب حمولة أثقل.
- يجب أن يكون قادرًا على تغطية نطاق سرعة واسع جدًا ، و
- يجب أن تكون قادرة على الركض بسهولة في كلا الاتجاهين.
- من المناسب إضافة جهاز وسيط بين عجلات القاطرة ومحرك الديزل لتلبية متطلبات التشغيل المذكورة أعلاه للقاطرة.
عيوب قاطرة الديزل
بغض النظر عن مدى انتشار قاطرات الديزل العامة في كل مكان ، فإن محركات الديزل لها العيوب التالية:
- لا يمكن أن تبدأ من تلقاء نفسها.
- يجب أن يتم تدويره بسرعة معينة ، والمعروفة باسم سرعة البدء ، لبدء تشغيل المحرك.
- لا يمكن تشغيل المحرك بأي شيء أقل من السرعة الحرجة الأدنى والتي من المفترض أن تكون 40٪ من السرعة المقدرة على أساس عادي. يستلزم تعريف هذه السرعة عدم خروج عادم أو حدوث اهتزازات.
- لا يمكن للمحرك أن يعمل فوق حد سرعة غير طبيعي يسمى السرعة الحرجة العالية. من المفترض أن تكون حوالي 115٪ من السرعة المقدرة. يستلزم تعريف هذه السرعة المعدل الذي لا يمكن للمحرك أن يعمل به دون حدوث ضرر ذاتي بسبب التحميل الحراري وقوى الطرد المركزي الأخرى.
- بغض النظر عن عدد دوراته في الدقيقة ، فهو محرك عزم ثابت لبيئة وقود معينة. فقط في السرعة المقدرة وإعدادات الوقود يمكنها تطوير القدرة المقدرة.
- إنه أحادي الاتجاه.
- يجب إيقاف تشغيل المحرك للتحكم في التحكم في القابض ، أو يجب إضافة آلية منفصلة.
مع كل القيود المذكورة أعلاه ، يجب أن يقبل ناقل الحركة كل ما يوفره محرك الديزل وأن يكون قادرًا على تغذية المحاور بطريقة تلبي القاطرة المتطلبات.
يجب أن يفي أي إرسال بالمتطلبات التالية:
- يجب أن تنقل الطاقة من محرك الديزل إلى العجلات.
- يجب أن يحتوي على شرط لتوصيل وفصل المحرك عن المحاور حتى تبدأ القاطرة وتتوقف.
- يجب أن يشتمل على آلية لعكس اتجاه حركة القاطرة.
- نظرًا لأن سرعات المحور عادةً ما تكون منخفضة جدًا مقارنةً بسرعة العمود المرفقي لمحرك الديزل ، يجب أن يكون لها خفض دائم في السرعة.
- في البداية ، يجب أن يكون لها مضاعفة عالية في عزم الدوران ، والتي يجب أن تنخفض تدريجياً مع زيادة سرعة السيارة والعكس صحيح.
متطلبات الجر
- للحصول على بداية خالية من النفضات والسلسة ، يتطلب الجر عزم دوران عاليًا عند سرعة صفر.
- يجب أن ينخفض عزم الدوران بسرعة وبشكل موحد ، ويجب أن تزيد السرعة مع التسارع العالي بمجرد بدء القطار.
- اعتمادًا على ظروف الطريق ، يمكن ضبط خصائص السرعة والطاقة تلقائيًا وبشكل موحد لضمان أن نقل الطاقة خالٍ من الهزات.
- مع خصائص السرعة والعزم المتساوية ، يجب أن يكون ناقل الحركة قابلاً للانعكاس ، مع قابلية انعكاس بسيطة في كلا الاتجاهين.
- عند الحاجة ، يجب أن يكون هناك شرط فصل السلطة.
الاستخدام المثالي لناقل حركة قاطرة الديزل
يجب أن يكون ناقل الحركة للمحرك قادرًا على زيادة عزم الدوران وتقليل السرعة لدرجة أنه من الممكن بدء القطار بدون هزة. يجب أن يقلل بشكل كبير من عزم الدوران ويزيد السرعة كما هو مطلوب عند بدء تشغيل القطار. يجب أن تتنوع مواصفات الجر وعزم الدوران باستمرار ، اعتمادًا على متطلبات الطريق ، بحيث يكون نقل الطاقة خاليًا من الاهتزازات.
مع مواصفات عزم الدوران والسرعة المتساوية في كلا الاتجاهين ، يجب أن تكون قادرة على عكس نقل الطاقة بسرعة. يجب أن يكون خفيفًا وقويًا ويجب أن يكون هناك مساحة صغيرة جدًا لملئه. يجب أن يكون صحيحًا ويجب أن تكون هناك حاجة إلى الحد الأدنى من الصيانة. يجب أن يكون الوصول إليها مريحًا للصيانة وطلب كميات منخفضة من الاستهلاك.
واجب ناقل الحركة المثالي هو عدم انتقال اهتزازات وصدمات الطريق إلى المحرك. يجب أن يكون لها أداء أفضل ، عامل استهلاك جيد ، ودرجة جيدة من الإرسال. ينبغي ، إذا لزم الأمر ، أن تكون قادرة على بدء تشغيل المحرك. ويجب أن تكون قادرة على الضغط على المكابح إذا لزم الأمر.
العوامل المتعلقة بكفاءة قاطرة الديزل
- عامل الاستفادة من الطاقة
عند النظر إليه على أنه محرك عزم ثابت ، فإن محرك الديزل يكون قادرًا فقط على إنتاج قدرته الحصانية الكاملة عند التشغيل بأقصى سرعته وتكوين الوقود الأقصى. لذلك يجب أن يعمل المحرك دائمًا بسرعته المثلى مع تكوين الوقود الكامل لاستخدام قوته الكاملة من صفر إلى مائة بالمائة من سرعة السيارة. لكن في الواقع ، هذا ليس هو الحال.
يتم التحكم في سرعة المحرك بشكل مباشر من خلال الخصائص المتأصلة في ناقل الحركة عندما يكون المحرك متصلاً بالعجلات عبر آلية نقل مثل أداة التوصيل أو علبة التروس متعددة المراحل ، وبالتالي تتباين قوتها بشكل متناسب. تُعرف النسبة بين مدخلات القدرة الحصانية إلى ناقل الحركة في أي لحظة لسرعة السيارة في خدمة الشق القصوى والحد الأقصى للقدرة الحصانية المركبة في ظروف الموقع باسم عامل استخدام الطاقة.
- كفاءة النقل
يُعرف هذا باسم النسبة في أي سرعة للمركبة بين القدرة الحصانية للسكك الحديدية ومدخلات القدرة الحصانية في ناقل الحركة.
- درجة الإرسال
عند اختيار نظام نقل لقاطرة ديزل ، يعد هذا اعتبارًا مهمًا للغاية. تم تأسيس ذلك نتيجة لعامل استخدام الطاقة وكفاءة النقل. هذه هي النسبة بين القدرة الحصانية للسكك الحديدية في أي لحظة والقوة الحصانية المبنية في المحطة ، بمعنى آخر.
دليل صيانة قاطرة الديزل
في عام 1978 ، تم إصدار دليل صيانة السكك الحديدية الهندية لقاطرة الديزل ، والتي يشار إليها على نطاق واسع باسم “الدليل الأبيض”. منذ ذلك الحين ، تم إجراء مجموعة متنوعة من التطورات التقنية ، مثل تصميم موقع الديزل الذي تم دمجه مع مرشحات MBCS ، MCBG ، PTLOC ، Moatti ، أجهزة الطرد المركزي ، مجففات الهواء ، RSB ، قلب المبرد المربوط ميكانيكيًا ، محركات التيار المتردد ، مدخل الهواء على شكل كيس المرشحات والضواغط المطورة وغير ذلك الكثير.
هذه المواقع المتفوقة تقنيًا لها متطلبات مختلفة للصيانة عن المواقع التقليدية القديمة. تضاعف عدد مواقع الديزل المثبتة في حظائر الديزل في نفس الوقت تقريبًا ، مما أدى إلى إنشاء منظمات مختلفة.
أدى التغيير الجذري في فلسفة الصيانة إلى تثبيت مثل هذه المواقع المتقدمة بالديزل على السكك الحديدية الهندية ، مما يحافظ على جوهر الخبرة الناضجة المكتسبة من سنوات الخبرة.
يكمل هذا الدليل الأبيض حاجة مهندسي النقل الطويلة الأمد ليس فقط لتوفير مجموعة مسجلة من التوجيهات والإرشادات بما يتماشى مع السيناريو الحالي ولكن أيضًا ليكون بمثابة نذير في بحثهم عن الخبرة.
ومع ذلك ، يجب أن يتبنى IR فكرة الصيانة التنبؤية لتقليل كل من التكلفة ووقت تعطل الصيانة. لتحقيق ذلك ، يجب إنشاء قائمة بالمعايير التي يجب مراقبتها عن بُعد ودفعها أيضًا لاتخاذ قرار بشأن الجدول الزمني التالي الذي سيتم إعطاؤه للمنطقة المحلية خلال آخر اهتمام تسلط. لتحقيق هذا الهدف ، تعد المراقبة عن بعد مطلبًا مهمًا. يُقترح أنه في مخطط الصيانة التنبؤية ، ينبغي تجربة عدد قليل من المواقع.
صيانة قاطرة الديزل الكهربائية
القليل جدا من الأشياء التي تدخل في إصلاح المعدات الكهربائية. يقتصر على تحليل وفحص حجرة التحكم للفرش والمبدلات. الحد الأدنى للوقت بين الشيكات هو شهر واحد والمدة حوالي أربع ساعات. بشكل عام ، قبول أن التصميم قادر على التحسين يعني أن قطعة من المعدات تحتاج إلى تعديل أو فحص في أي وقت. يمكن تحقيق هذا التعزيز في حالات معينة ، دون أي ارتفاع في التكاليف. بالطبع ، من المفهوم أن المشاكل غير المتوقعة يمكن أن تحدث ، ويجب التعرف عليها قبل أن تؤدي إلى نتائج خطيرة.
يمكن افتراض أن الفحص الشهري للمبدلات ومعدات الفرشاة موجود في هذه المجموعة ، ولكن لا يمكن الاتفاق على أنه من المناسب النظر في المشكلات الميكانيكية أو الكهربائية بسبب التشغيل غير المحكم للصواميل أو ترتيبات التثبيت الأخرى. يمكن ضمان الموثوقية الكاملة في هذا الصدد. لا يوجد سبب لضرورة أن تحتاج معدات التحكم إلى الاهتمام أكثر من كل ستة أشهر ، على افتراض أن الأمر كذلك ، وأن الموصلات والمرحلات المختلفة على مستوى وظيفتها. يجب تشغيل قطعة من معدات التحكم دون أي اهتمام لأكثر من هذه الفترة لاختبار هذه النظرية ، ويتم تعديل الجدول الزمني تدريجيًا وفقًا لذلك.
يمكن أن تعمل محامل البكرات المصممة بشكل صحيح لمدة ثلاث سنوات على الأقل دون إعادة تشحيمها ما لم تتعرض لدرجات حرارة عالية. الشجيرات ذاتية التزييت قادرة على إزالة تزييت أدوات التحكم. إذا تُركت جهات الاتصال التي تكسر التيار ، فيجب أن تعمل بشكل مرضٍ لمدة ستة أشهر على الأقل. يجب أن يكون للنوع ذو الوجه الفضي والذي يعمل بالكاميرا ملامسات صغيرة. أثناء توفير التهوية المطلوبة ، يجدر المرور بمشاكل كبيرة لإزالة الغبار. يتم إيلاء اعتبار دقيق للحفاظ على محرك بطارية البدء. توجد نتائج مُرضية من ورش العمل المختلفة التي تستخدم بطاريات الرصاص الحمضية أو البطاريات القلوية ، ولا يوجد فرق كبير بين تكاليفها السنوية. تعتبر بطاريات الرصاص الحمضية أفضل بكثير من نواحٍ عديدة.
لا ترجع المصاريف إلى الوقت الذي تقضيه في الوظيفة الفعلية بدلاً من الوقت الطويل الذي قد يستغرقه السفر. للسبب نفسه ، يمكن أن يؤدي أبسط فشل إلى إهدار كبير للوقت من قبل كهربائي ، والأهم من ذلك ، فقدان توافر القاطرة. إنه يشدد على الحاجة إلى الاستمرارية ، والتي يمكن تحقيقها بالبساطة والاهتمام بكل التفاصيل في الهندسة المعمارية.
تحدث مشاكل فريدة فيما يتعلق بمحرك الديزل ، ويعتمد أداء جر الديزل على حلها المرضي. بقدر ما يتعلق الأمر باهتمام التصميم ، يمكن التعامل معه بنفس طريقة المعدات الكهربائية ، ولكن من الواضح أن المشكلات الميكانيكية والحرارية التي يتعين حلها أكثر دقة ، ويمكن أن تكون آثار الفشل كارثية. علاوة على ذلك ، فإن درجة الدقة المطلوبة ضرورية أكثر مما هي عليه في حالة القاطرة البخارية. مرة أخرى ، ما لم يكن هناك ما لا يقل عن ثمانية إلى عشرة قاطرات متضمنة ، فلا يوجد ما يبرر وجود مجرب بدوام كامل.
يشير هذا مرة أخرى إلى الحاجة إلى تصميم مستقر وبسيط. يمكن تقسيم محرك الديزل إلى الأقسام التالية للنظر في ما هو متضمن:
(أ) الأسطح المحملة بشدة تنزلق بسرعات كبيرة – محامل ، مكابس ، حلقات ، إلخ.
(ب) الصمامات ومعدات عمل الصمام.
(ج) عملية الحكم.
(د) مضخات وحاقن للحقن.
تم تحديد معدل التآكل القياسي ، وكذلك التآكل المسموح به ، مع العناصر الثلاثة الأولى ؛ وبالتالي ، بشكل عام ، يمكن نسيان هذه العناصر لمدة ثلاث أو أربع سنوات على الأقل.
تتم إزالة المحامل ، حيث يظهر أي مؤشر على عدم الراحة بواسطة المعدن الأبيض ، على الرغم من أن هذا نادرًا ما يكون مطلوبًا. تم استبدال ثلاثة محامل رئيسية وتسعة محامل كبيرة فقط في حظائر الجري على مدار السنوات الأربع الماضية ، بمتوسط حوالي 40 قاطرة قيد التشغيل. لم يكن أي من هؤلاء في حالة خطرة ولكن تم تحديدها خلال عمليات التفتيش الدورية.
تعد البراغي ذات النهايات الكبيرة ومحاذاة العمود المرفقي من أهم العناصر التي يجب مراقبتها من وجهة نظر تجنب المشاكل الخطيرة ، والتي تتأثر بالفقد المحتمل أو التآكل غير المبرر للمحمل الرئيسي. يتم سحب المسامير ذات النهاية الكبيرة إلى امتداد 0-009 ويتم اختبارها بعد شهر واحد من التشغيل إلى هذا البعد. يتحكم ميكرومتر الساعة بين الشبكات في اتجاه العمود المرفقي حيث يتم ضغط العمود المرفقي لأسفل على النصفين السفليين من المحامل الرئيسية باستخدام رافعات خاصة.
ما إذا كان يجب استخدام الأميال أو عدد ساعات التشغيل أو دورات المحرك أو الوقود المستهلك كأساس لدورات الصيانة ، فهي نقطة اهتمام. يُلاحظ أن المسافة المقطوعة بالأميال تكون أكثر ملاءمة عندما تنخرط القاطرات في مهام تحويل متطابقة.
البنية التحتية لحظائر قاطرات الديزل في الهند
يُعرّف تخطيط السقيفة بأنه خطة للترتيب الأمثل ليشمل جميع المرافق ، بما في ذلك رصيف الصيانة وأنواع المعدات وسعة التخزين ومعدات مناولة المواد وجميع خدمات الدعم الأخرى ، في نفس الوقت الذي يتم فيه تخطيط الهيكل الأكثر قبولًا.
أهداف Shed Layout هي:
أ) تبسيط تدفق المقار والمواد عبر السقيفة ،
ب) تشجيع إجراءات الإصلاح ،
ج) تقليل تكلفة مناولة المواد ،
د) الاستخدام الفعال للأفراد ،
ه) المعدات والغرفة ،
و) الاستفادة الفعالة من المساحة المدمجة ،
ز) براعة العمليات والترتيبات التشغيلية ،
ح) تزويد الموظفين بسهولة ،
ط) الأمن والراحة ،
ي) تقليل الوقت الإجمالي للجداول المحلية ، و
ك) الحفاظ على الهيكل التنظيمي ، إلخ.
حجم وموقع سقيفة صيانة القاطرات
العوامل الرئيسية التي تحدد موقع وحجم كوخ الصيانة هي ظروف التشغيل السائدة. ومع ذلك ، ليس من الضروري توفير حظائر في نقاط تتوافق مع ساحات حركة المرور الواسعة نظرًا لتعدد الاستخدامات في الخدمة المتاحة من مواقع الديزل. إذا كانت السقيفة قريبة من فحص القطار أو مرحلة تغيير الطاقم ، فسيكون ذلك كافيًا.
أثناء اختيار مواقع السقيفة ، ينبغي إيلاء الاعتبار الواجب للتحسينات المستقبلية المحتملة في التكنولوجيا مثل وضع الجر ، والانتقال من الديزل إلى نقل الطاقة. في حالة حدوث أي تغيير في الجر ، يجب تقييم خصائص جميع أنواع الجر الجديدة والقديمة بطريقة موحدة ، من حيث موقع وحجم السقيفة.
من المنظور التكنولوجي ، يكون حجم سقيفة الصيانة هو الأمثل عندما يكون أداء الصيانة موثوقًا وفعالًا. أظهرت التجربة أن هناك مطلبًا لهذا التركيز الشخصي. أيضًا ، خلال جداول الصيانة الطفيفة ، يجب أن يكون التاريخ الكامل للمكان وموقعه متاحًا بسهولة في سقيفة صاروخ موجه حتى يمكن رعاية المواقع التي تتطلب مزيدًا من الرعاية بشكل انتقائي.
يجب توفير مرافق اتصالات جيدة للصيانة الفعالة لمخزن الصيانة. في حالة الطوارئ ، تساعد اتصالات الاتصال القوية مع المراكز الصناعية الرئيسية في تنسيق الإمدادات والمكونات في وقت قصير. من وجهة نظر الصيانة الفعالة ، يتم تنفيذ جميع جداول الإصلاح M2 (60 يومًا) وما فوق دائمًا في سقيفة المنزل.
الفحص الخاص لأجزاء القاطرة المجهدة
قد يكون فشل أجزاء معينة من محرك الديزل مصحوبًا بعواقب وخيمة. على الرغم من أن الاحتمال بعيد للغاية ، فمن المستحسن فحص أجزاء معينة عندما تمر القاطرات في المتاجر. على سبيل المثال ، تخضع أعمدة الكرنك وقضبان التوصيل والمسامير الكبيرة الطرف وسيقان الصمام ونوابض الصمام للكشف عن الشقوق المغناطيسية.
في فحص العينة ، أظهرت ستة مسامير ذات نهايات كبيرة شقوق طولية لم تكن خطيرة وربما كانت موجودة عندما كانت جديدة. تم العثور على ساق أحد الصمامات به صدع عرضي بالقرب من الرأس. تعتبر مثل هذه الفحوصات أكثر أهمية على المحركات في وحدات الخط الرئيسي ، حيث من المرجح أن تكون الأجزاء أكثر ضغطًا ، ولفترات أطول من تلك التي يتم إجراؤها على محركات التحويل.
سعة وقود قاطرة الديزل
يعتبر الوقود عنصرا هاما في الإنفاق على عمليات القاطرة. لذلك ، تعد كفاءة الوقود عاملاً مهمًا في خفض تكاليف التشغيل. لتجنب الخسارة الناجمة عن الانسكاب الزائد للخزانات ، يجب إيلاء الاعتبار المناسب للتعامل مع زيت الوقود. أيضًا ، هناك مخطط مضمون مناسب لاستلام وإصدار محاسبة الوقود لاتخاذ قرارات إدارية مختلفة بشأن السجلات.
في قاطرة الديزل ، تم تصميم معدات حقن الوقود لتحمل غرامة. يمكن أن تحدث مشاكل في محرك الديزل بسبب تلوث الوقود. في حين يجب على شركة النفط تسليم زيت وقود نظيفًا تجاريًا حسب الحاجة ، فمن واجب الموظفين المحليين التأكد من عدم تلوث المياه والأوساخ والحصى والتربة وما إلى ذلك بأي شكل من الأشكال أثناء مناولتها.
يتم وصف الميزات ذات الصلة لكل من محركات القاطرة أدناه. كلا المحركين يعملان بوقود الديزل ومزودان بـ 16 أسطوانة في قطاع 45o V. يتم إنشاء إحداها بألواح فولاذية بواسطة المحرك ويتم إدخال بطانات الأسطوانة الرطبة في كتل الأسطوانات. يتم حقن الوقود مباشرة في الأسطوانة ويحتوي على مضخة حاقن وقود واحدة لكل أسطوانة. لديهم بشكل أساسي حقن وقود ميكانيكي ، ولكن هناك وحدة متكاملة لحقن الوقود في محرك EMD. يحتوي الشاحن التوربيني الفائق على مبرد داخلي يوفر ما بين 1.5 و 2.2 بار من الهواء.
بطانات الأسطوانة مبللة ولها محامل نيتريد في العمود المرفقي المصبوب. تحتوي أعمدة الكامات على أجزاء قابلة للاستبدال بفصوص ذات قطر أكبر ، وإذا توقفت لمدة 48 ساعة أو أكثر ، فإن المحركات تحتاج إلى تشحيم مسبق.
مكونات محرك الديزل الكهربائي هي:
- محرك ديزل
- خزان الوقود
- محرك جر
- المولد الرئيسي والمولد الإضافي
- شاحن توربيني
- ناقل الحركة
- المكبس الهوائي
- المشعاع
- هيكل الشاحنة
- مقومات / محولات
- عجلات
| ميزة | ALCO | مدير عام (EMD) | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| نموذج | 251 ب ، ج | GT 710 | ALCO - تقنية 4 شوط GT 710 - تقنية السكتة الدماغية |
| حاقن الوقود | مضخة وقود منفصلة وحاقن | المضخة المدمجة و حاقن (وحدة حقن) | خرطوم الضغط العالي الذي يربط يتم التخلص من المضخة إلى الحاقن. وبالتالي يتم تقليل فشل الخط |
| سعة الاسطوانة | 668 بوصة مكعبة | 710 بوصات مكعبة | يؤدي ارتفاع سم مكعب إلى طاقة أعلى جيل لكل اسطوانة |
| ملل وجهد قوي | تتحمل 9 بوصة ، السكتة الدماغية 10.5 بوصة | - | - |
| نسبة الضغط (CR) | 12:1, 12.5:1 | 16:1 | ارتفاع معدل CR يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة نجاعة |
| الفرامل تعني الضغط الفعال | 13-18 بارًا مستمرًا و4-20 بارًا في وضع الاستعداد | - | - |
| شاحن توربو | بحتة مدفوعة العادم | مبدئيًا محرك ميكانيكي من المحرك ، مدفوعًا لاحقًا بغاز العادم عند 538 درجة مئوية | في أماكن EMD ، لا نجد دخانًا أسود أثناء التدوير الأولي مثل الهواء الزائد من التوربو للاحتراق الكامل للوقود. |
| بطانات الاسطوانة | فتح بطانات مطلية بالكروم | - | تضمن بطانات الحبوب المفتوحة زيتًا كافيًا سماكة الفيلم تنتج معدلات تآكل منخفضة واستهلاك منخفض لزيوت التشحيم |
| الاسطوانة | غلاف فولاذي | - | يحافظ الصب الأقوى على التشويه الحراري والانحراف الميكانيكي إلى أدنى حد ممكن. |
| محرك | 4 شوط | 2 السكتة الدماغية | 4 السكتة الدماغية لديها كفاءة حرارية أفضل بالمقارنة مع السكتات الدماغية 2. 2 محركات الشوط أسهل في التدوير والبدء. |
| مكبس | قوة | - | احتراق أفضل ، وزيادة كفاءة الوقود. |
| الصمامات | 2 صمامات للمدخل و 2 للعادم | منافذ دخول وعادم 4 صمامات | يوجد 2 صمامات للسحب و 2 صمامات للعادم في ALCO. في أماكن EMD 2 صمامات للعادم وحده. |
| تشغيل الصمام | دفع قضيب | عمود كامات علوي (OHC) | يزيل OHC أذرع الدفع الطويلة وبالتالي يتم تقليل الضوضاء والاحتكاك والفشل بسبب قضبان الدفع. |
| ميزة | ALCO | مدير عام (EMD) | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| بدء تشغيل المحرك | تعمل البطارية على تشغيل المولد الإضافي | 2 محركات تيار مستمر مع محركات منحنية تقوم بتدوير الترس الحلقي على دولاب الموازنة | من السهل بدء تشغيل المحركين البادئين لإنتاج عزم دوران كافٍ لتشغيل المحرك. |
| المشعاع | شنت الكلمة | مائل والسقف شنت | سهولة الصيانة. عدم تخزين المبرد في أنابيب الرادياتير عند الراحة. |
| الترابط المبرد | ملحوم | المستعبدين ميكانيكيا - أقوى | المشعات الملتصقة ميكانيكيًا أقوى من المشعات الملحومة وتوفر أيضًا موثوقية أفضل في الخدمة. |
| استهلاك الوقود | 160 جم / كيلوواط ساعة | 156 جرام / كيلوواط ساعة | SFC قريبة جدًا ومتوافقة مع التكنولوجيا الرائجة. |
| أقصى سرعة للمحرك في الدقيقة | 1000 | 904 | يؤدي ارتفاع عدد الدورات في الدقيقة إلى إنتاج طاقة أعلى مع تماثل المعلمات الأخرى. |
| الخمول rpm | 400 | 250 | يؤدي انخفاض عدد الدورات في الدقيقة إلى انخفاض مستوى الضجيج وتقليل استهلاك الوقود. |
| ميزة منخفضة الخمول | غير متوفر | 205 دورة في الدقيقة عندما يكون الشق عند الصفر | تضمن ميزة التباطؤ المنخفض استهلاكًا خفيفًا للوقود أثناء التباطؤ. |
| مروحة المبرد | إيدي الحالي القابض 86 حصان | محرك AC | استهلاك أقل للطاقة بواسطة الأجهزة المساعدة. |
| اعمال صيانة | كل اسبوعين | كل ثلاثة اشهر | تضمن دورية الصيانة العالية توفرًا أكبر للمكان لاستخدام حركة المرور. |
| سعة الاسطوانة | - | 710 بوصات مكعبة | - |
| الكسح | غير متوفر | الكسح أحادي التدفق | ينتج عن الكسح أحادي التدفق تنظيف أفضل مقارنة بالمحركات التقليدية ثنائية الشوط. |
| نبض القوة | كل 45 درجة | كل 22.5 درجة | تعمل محركات EMD على تطوير قوة وعزم دوران سلسين وبالتالي اهتزازات أقل. |
| ميزة | ALCO | مدير عام (EMD) | ملاحظات |
|---|---|---|---|
| تصميم المحرك | - | نوع V ضيق | - |
| تهوية علبة المرافق | منفاخ محرك تيار مستمر | نظام المحرر ، فنتوري الميكانيكية | يستخدم نظام Eductor نظام Venturi وبالتالي لا يتم استهلاك الطاقة |
| صندوق | - | متوفر بضغط إيجابي | ضغط الهواء في صندوق الهواء إيجابي وفوق الضغط الجوي. |
| العمود المرفقي | قطعة واحدة مزورة | قطعتان مطروقتان متصلتان بشفة في المركز (محمل رئيسي 5 و 6) | يتم تقليل تكلفة تصنيع العمود المرفقي وتعقيده من خلال وجود عمود كرنك مكون من قطعتين. |
| حزمة الطاقة | - | يتكون من الاسطوانة ، الاسطوانة ، المكبس ، الناقل و CR | يسمح بفك واستبدال حزمة الطاقة بالكامل. |
| مكبس | تاج مكبس فولاذي مزور. | الحديد الزهر سبائك الفوسفات المغلفة | - |
المصدر: ماني ، سوريش. (2016). التقنيات المعتمدة في محركات قاطرات الديزل على السكك الحديدية الهندية
قاطرات GE
بينما وصلت قاطرات الديزل لأول مرة في عشرينيات القرن الماضي على خطوط السكك الحديدية الأمريكية ، كان الغرض مقصورًا على مفاتيح تبديل المحرك ، ثم قاطرات قطارات الركاب. لم يثبت قسم التحفيز الكهربائي في جنرال موتورز (EMD) حتى عام 1940 أن الديزل كان قادرًا فعليًا على استبدال القاطرات البخارية شديدة التحمل. قام أحد رواد شحن الديزل ، نموذج “FT” ، بجولة في خطوط السكك الحديدية في البلاد وغير التاريخ. تم تصميمها بأنف وزجاج أمامي ، تمامًا مثل سيارة مماثلة لقاطرات الركاب الشقيقة في ذلك الوقت ؛ تصميم استمر حتى أواخر الخمسينيات من القرن الماضي.
يتم تشغيل القاطرات بالكهرباء ، على الرغم من الإشارة إليها عمومًا باسم “الديزل”. يقوم المولد بتشغيل محرك الديزل ، والذي يولد الكهرباء لتشغيل المحركات الكهربائية المركبة على محاور القاطرة. كانت الزيادة الهائلة في الأداء على القاطرة البخارية هي محرك الاحتراق الداخلي ، مما أتاح توفيرًا كبيرًا في الصيانة وإزالة التركيبات الممكنة.
أسرع قاطرة في الهند
حصلت السكك الحديدية الهندية على أسرع محرك لها على الإطلاق من قبل شركة Chittaranjan Locomotive Works المملوكة للدولة (CLW). تشير التقديرات إلى أن WAP 5 المحدث ، والذي لا يزال بدون علامة ، سوف يسافر 200 كيلومتر في الساعة. كما تأتي بديناميكيات هوائية مُحسّنة وتصميم مريح يهتم براحة السائق وحمايته.
تم إرسال المحرك الأول من السلسلة إلى غازي آباد ، قاعدتها المستقبلية المحتملة. من المحتمل أن يتم استخدام القطارات مثل Rajdhani Express و Gatimaan Express و Shatabdi Express للنقل. بالنسبة لهذه القطارات ، سيؤدي ذلك إلى خفض السفر والوقت الذي يستغرقه ذلك.
تحاول السكك الحديدية تحسين متوسط سرعة قطاراتها. إلى جانب مشروع القطار السريع المخطط له وأحدث قطار T-18 ، يعد المحرك الجديد الذي صممه CLW خطوة في هذا الاتجاه. ينتج إصدار WAP 5 5400 حصان وله نسبة تروس معاد ترتيبها.
يحتوي المحرك على كاميرات CCTV ومسجلات صوت في قمرة القيادة والتي ستسجل الاتصال بين أعضاء فريق القيادة. سيتم حفظ التسجيلات لمدة 90 يومًا ويمكن تحليلها في حالة الحوادث والطوارئ ، مما يساعد على توفير صورة واضحة لما حدث. بفضل نظام الكبح المتجدد من الجيل التالي ، يمكن لهذا المحرك أن يستخدم طاقة أقل من سابقاته.
تم تصميم المحرك الجديد بتكلفة تقارب 13 كرور روبية. ومع ذلك ، سيساعد التصميم الجديد القطارات على الوصول إلى سرعات أعلى. بالإضافة إلى خفض فاتورة استيراد الوقود الهائلة ، سيساعد التركيز على المحركات الكهربائية في تقليل استخدام الديزل وبالتالي تقليل البصمة الكربونية.
أول قاطرة ديزل في الهند
في 3 فبراير 1925 ، بدأ أول قطار كهربائي على 1500 V DC System من محطة مومباي فيكتوريا إلى ميناء كورلا. كانت هذه هي اللحظة المحورية لمدينة مومباي ، وكذلك بالنسبة للمدن الحضرية الأخرى ، في بناء السكك الحديدية ونمو نظام النقل في الضواحي. في السكك الحديدية الجنوبية في 11 مايو 1931 ، كانت مدراس ثاني مدينة مترو تحصل على جر كهربائي. كان لدى الهند 388 كيلومترًا فقط من المسارات المكهربة حتى الاستقلال.
تم تزويد قسم هوراه بردوان بالكهرباء بعد الاستقلال عند 3000 فولت تيار مستمر. في 14 ديسمبر 1957 ، بدأ بانديت جواهر لال نهرو خدمات الاتحاد النقدي الأوروبي في قسم هوراه-شيرافولي.
في Chittaranjan Loco-motive Works (CLW) في عام 1960 ، تم بناء القاطرات الكهربائية في نفس الوقت محليًا وتم إيقاف أول قاطرة كهربائية 1500 V DC لمنطقة Lokmanya في 14 أكتوبر 1961 بواسطة Pt. جواهر لال نهرو ، أول رئيس وزراء للهند.
قاطرة F7 للبيع
إن EMD F7 عبارة عن قاطرة تعمل بالديزل والكهرباء بقوة 1500 حصان (1100 كيلو وات) تم بناؤها بواسطة قسم المحركات الكهربائية في جنرال موتورز (EMD) وجنرال موتورز ديزل بين فبراير 1949 وديسمبر 1953. (GMD).
غالبًا ما تم استخدام F7 كخدمة نقل للركاب في طرازات مثل Super Chief و El Capitan من سكة حديد Santa Fe ، حتى عندما تم تسويقها في الأصل كوحدة نقل شحن من قبل EMD.
ظهر النموذج لأول مرة بعد F3 في أواخر الأربعينيات من القرن الماضي ، وسرعان ما قدمت خطوط السكك الحديدية طلبات شراء F7 مع شعبية EMD في السوق حتى تلك النقطة. أثبت طراز F الجديد ، مرة أخرى ، فعاليته وقوته وسهولة صيانته.
تم تصنيع ما يقرب من 4000 وحدة في F7 قبل انتهاء الإنتاج ، مما أدى إلى تفوق جميع النماذج الأولية لجميع الشركات المصنعة الأخرى مجتمعة. بالنسبة للعديد من خطوط السكك الحديدية ، أثبتت F7 أنها موثوقة ومفيدة للغاية ، حتى أنه خلال السبعينيات والثمانينيات ، ظل المئات في عملية الشحن اليومية.
اليوم ، لا تزال العديد من سيارات F7 محفوظة (جزئيًا لأنها أحدث طراز واسع النطاق من نوعه) وبعضها يواصل نقل البضائع ، وهي شهادة حقيقية على طبيعتها. الأسطول الذي تديره الدرجة الأولى نورفولك الجنوبي هو المجموعة الأبرز (زوج من الوحدات B) المستخدمة كجزء من قطار الأعمال الرسمي.
عامل موثوقية عالية ونموذج صيانة سهل ؛ يمكن لمجموعة من F7s ، إلى جانب وحدة B مطابقة 1500 حصان ، مضاعفة قوة القطار إلى 3000 حصان. من حيث المبدأ ، سواء في المقدمة أو في جميع أنحاء الخط ، يمكنك تجهيز العديد من Fs لقطار واحد كما يحلو لك.
أول قاطرة ديزل “مشتركة” حقيقية في يومها ، SD40-2 ، كانت EMD F7 ؛ تم إنتاج الآلاف ويمكن العثور عليها لتشغيل أي قطار تقريبًا. عندما انتهى الإنتاج ، تم إنتاج حوالي 2،366 F7A وتم تصنيع 1483 F7Bs بعد أربع سنوات فقط من فهرسة القاطرة لأول مرة في عام 1953.
بالنسبة لقسم Electro-Motive الجديد ، كان هذا أيضًا أول مثيل لطلبات ملء فرعية جديدة من جنرال موتورز ديزل (GMD). سهّل المصنع الجديد ، الواقع في لندن ، أونتاريو ، على الخطوط الكندية بيع القاطرات.
إجمالًا ، بالنسبة لخطها في جنوب أونتاريو بين ديترويت وشلالات نياجرا / بوفالو ، نيويورك ، باعت GMD 127 نموذجًا إلى National Canadian و Canadian Pacific و Wabash.
في الفئة F ، كان النموذج هو الأكثر نجاحًا لشركة EMD نظرًا لأنه لم يقترب أي تصميم مستقبلي آخر من مطابقة أرقام مبيعات F7.
يمكن رؤية متانة وموثوقية EMD F7 في الوقت الحالي حيث لا يزال العديد منها مستمرًا في العمل مع مجموعة فرعية من قطارات الشحن ، خاصة على الخط القصير Grafton & Upton (المحتواة الآن) و Keokuk Junction Railway (اثنان من FP9A وواحد F9B).
لا تزال هناك أماكن يمكن للمرء أن يجد فيها f7s ، وهي:
- سكة حديد كونواي ذات المناظر الخلابة
- جمعية شركة القراءة الفنية والتاريخية
- سكة حديد آديرونداك ذات المناظر الخلابة
- سكة حديد رويال جورج
- متحف سكة حديد إلينوي
- سكة حديد بوتوماك إيجل ذات المناظر الخلابة
- فيلمور والغربية
المبادئ الوظيفية وعمل القاطرات
قاطرة ديزل
القطع
- محرك ديزل
محرك الديزل هو المصدر الأساسي لقوة القاطرة. يتكون من كتلة أسطوانة عريضة ، مع أسطوانات مرتبة في خط مستقيم أو في V. يقوم المحرك بتدوير عمود الإدارة حتى 1000 دورة في الدقيقة ، مما يدفع المكونات المختلفة المستخدمة لتشغيل القاطرة. نظرًا لأن النقل يكون عادةً كهربائيًا ، يتم استخدام المولد كمصدر للطاقة للمولد الذي يوفر الطاقة الكهربائية.
- المولد الرئيسي
يقوم المحرك بتشغيل المولد الرئيسي الذي يوفر القدرة على دفع القطار. ينتج مولد التيار المتردد كهرباء تيار متردد تُستخدم لتوفير الطاقة لمحركات الجر في الشاحنات. كان المولد في القاطرات السابقة عبارة عن وحدة تيار مستمر يشار إليها باسم مولد. يولد تيارًا مباشرًا تم استخدامه لتزويد محركات الجر DC بالطاقة.
- المولد الإضافي
يجب أن تجهز القاطرات المستخدمة للتعامل مع قطارات الركاب بمولد تيار متردد إضافي. يشمل طاقة التيار المتردد للإضاءة والتهوية وتكييف الهواء والمقاعد وما إلى ذلك في القطار. يتم نقل الخرج عبر خط الطاقة الإضافي على طول القطار.
- مآخذ الهواء
يتم سحب الهواء لتبريد محركات القاطرة من خارج القاطرة. يجب تنقيته لإزالة الغبار والشوائب الأخرى ويتم التحكم في تدفقه بواسطة درجة الحرارة داخل القاطرة وخارجها. يجب أن يأخذ نظام التحكم في الهواء في الحسبان النطاق الواسع لدرجات الحرارة من + 40 درجة مئوية محتملة في الصيف إلى 40 درجة مئوية محتملة في الشتاء.
القاطرات الكهربائية
القطع
- العاكسون
الإخراج من المولد الرئيسي هو التيار المتردد ، على الرغم من أنه يمكن استخدامه في القاطرات بمحركات الجر DC أو AC. كانت محركات التيار المستمر هي النوع التقليدي المستخدم لعدة سنوات ، لكن محركات التيار المتردد كانت قياسية للقاطرات الحديثة خلال السنوات العشر الماضية. إنها أسهل في التركيب وتكلفة تشغيلها أقل ، ويمكن إدارتها بدقة شديدة من قبل المديرين الإلكترونيين.
المصححات مطلوبة لتحويل خرج التيار المتردد من المولد الرئيسي إلى التيار المستمر. إذا كانت المحركات تعمل بالتيار المستمر ، فسيتم استخدام خرج المقومات مباشرة. إذا كانت المحركات تيار متردد ، يتم تحويل خرج التيار المستمر للمعدلات إلى تيار متردد ثلاثي الأطوار لمحركات الجر.
إذا مات أحد العاكس ، فإن الآلة قادرة فقط على توليد 50٪ من جهد الجر.
- الضوابط الإلكترونية
تقريبا كل قسم من آلات القاطرة الحالية لديه نوع من التحكم الإلكتروني. يتم تجميعها عادةً في كابينة تحكم بالقرب من الكابينة لتسهيل الوصول إليها. ستوفر عناصر التحكم عادةً نظام إدارة صيانة من نوع ما يمكن استخدامه لتنزيل البيانات على جهاز مضغوط أو جهاز محمول.
- محرك جر
نظرًا لأن القاطرة التي تعمل بالديزل والكهرباء تستخدم ناقل الحركة الكهربائي ، يتم إعطاء محركات الجر على المحاور لإعطاء المحرك النهائي. لطالما كانت هذه المحركات تعمل بالتيار المستمر ، ولكن التقدم في إلكترونيات الطاقة والتحكم الحديثة أدى إلى ظهور محركات التيار المتردد ثلاثية الطور. تحتوي غالبية القاطرات التي تعمل بالديزل والكهرباء على ما بين أربعة وستة أسطوانات. يوفر محرك تيار متردد جديد يتدفق الهواء ما يصل إلى 1000 حصان.
يكاد يكون مستقيمًا لأن أداة التوصيل هي عادةً اقتران سائل لإعطاء بعض الانزلاق. تستخدم القاطرات عالية السرعة محولين إلى ثلاثة محولات لعزم الدوران في سلسلة تشبه نوبات التروس في ناقل الحركة الميكانيكي والبعض الآخر يستخدم مزيجًا من محولات عزم الدوران والتروس. تحتوي أي نسخة من قاطرات الديزل-الهيدروليكية على محركي ديزل ونظامي نقل لكل خزان.
- اقتران السوائل
في ناقل حركة الديزل الميكانيكي ، يتم توصيل عمود الإدارة الأساسي بالمحرك باستخدام أداة توصيل السوائل. هذا هو القابض الهيدروليكي ، ويتكون من علبة مملوءة بالزيت ، وقرص دوار مع شفرات منحنية يقودها المحرك ، وآخر متصل بعجلات الطريق.
عندما يقوم المحرك بتدوير المروحة ، يدفع أحد الأقراص الزيت إلى الآخر. في حالة ناقل الحركة الميكانيكي بالديزل ، يتم توصيل عمود الإدارة الأساسي بالمحرك باستخدام أداة توصيل السوائل. إنه قابض هيدروليكي ، يتكون من علبة مملوءة بالزيت ، وقرص دوار به شفرات منحنية يقودها المحرك ، وآخر متصل بعجلات الطريق. أثناء تشغيل المحرك للمروحة ، يقوم أحد الأقراص بتحريك الزيت على القرص الآخر.
بعض أجزاء محرك القاطرة الشائعة
- بطاريات
يستخدم محرك ديزل لوكو بطارية موضعية لبدء وتشغيل الأضواء وأدوات التحكم أثناء إيقاف تشغيل المحرك وعدم عمل المولد.
- خزانات الهواء
هناك حاجة لخزانات الهواء التي تحتوي على هواء مضغوط عند ضغط مرتفع لفرملة القطار وأنظمة قاطرة معينة أخرى. يتم تثبيتها بجانب خزان الوقود أسفل أرضية القاطرة.
- هيأ
يمكن أن يتنوع الترس من 3 إلى 1 في حالة محرك الشحن و 4 إلى 1 للقاطرات المختلطة.
- المكبس الهوائي
ضاغط الهواء ضروري لتزويد فرامل القاطرة والقطار بإمداد مستمر من الهواء المضغوط.
- محرك رمح
يتم نقل الخرج الرئيسي لمحرك الديزل بواسطة عمود الدفع إلى التوربينات في أحد طرفيه ومراوح الرادياتير والضاغط في الطرف الآخر.
- صندوق الرمل
غالبًا ما تجلب القاطرات الرمال للمساعدة في التصاق الطقس السيئ بالسكك الحديدية.
أنواع محركات الديزل
هناك نوعان من محركات الديزل يعتمدان على عدد حركات المكبس اللازمة لإكمال كل دورة تشغيل.
- محرك ثنائي الأشواط
أسهلها هو المحرك ثنائي الشوط. ليس بها أي صمامات.
يتم سحب العادم الناتج عن الاحتراق والشوط الموفر للوقود من خلال فتحات جدار الأسطوانة حيث يضرب المكبس الجزء السفلي من الشوط السفلي. يحدث الضغط والاحتراق أثناء الاضطرابات.
- محرك رباعي الأشواط
يعمل المحرك رباعي الأشواط على النحو التالي: الشوط السفلي 1 – سحب الهواء ، الشوط الأول للضغط ، الشوط السفلي 2 الطاقة ، الشوط العلوي 2-العادم. الصمامات مطلوبة لسحب الهواء والعادم ، وعادة ما يكون اثنان لكل منهما. في هذا الصدد ، فهو يشبه محرك البنزين الحالي أكثر من التصميم ثنائي الشوط.
اشتعال المحرك
يتم تشغيل محرك الديزل عن طريق قلب العمود المرفقي قبل أن تبدأ الأسطوانات في الاحتراق. يمكن تحقيق البداية كهربائيًا أو هوائيًا. تم استخدام المشغلات الهوائية في بعض المحركات. يتم ضخ الهواء المضغوط في اسطوانات المحرك حتى تكون هناك سرعة كافية للسماح بالاشتعال ، ثم يتم استخدام الوقود لبدء تشغيل المحرك. يتم توفير الهواء المضغوط بواسطة محرك إضافي أو بواسطة أسطوانات هواء عالية الضغط تحملها القاطرة.
البداية الكهربائية هي المعيار الآن. يعمل بنفس الطريقة كما في حالة السيارة ، حيث تزود البطاريات بالطاقة اللازمة لتبديل محرك بدء التشغيل ، الذي يدير المحرك الرئيسي.
مراقبة المحرك
عندما يعمل محرك الديزل ، يتم تتبع سرعة المحرك والتحكم فيها بواسطة الحاكم. يضمن الحاكم أن تظل سرعة المحرك عالية بما يكفي للتباطؤ بالسرعة المناسبة وأن سرعة المحرك لا تزيد كثيرًا عند الحاجة إلى أقصى طاقة. الحاكم هو آلية أساسية ظهرت لأول مرة في المحركات البخارية. يعمل على محرك ديزل. تستخدم محركات الديزل الحديثة نظام تحكم متكامل يلبي مواصفات النظام الميكانيكي.
التحكم في الوقود
في محرك البنزين ، يتم تنظيم القوة من خلال كمية خليط الوقود / الهواء المضاف إلى الأسطوانة. يتم خلط المجموعة خارج الأسطوانة ثم إضافتها إلى صمام الخانق. في محرك الديزل ، يكون حجم الهواء المزود للأسطوانة ثابتًا ، بحيث يتم التحكم في الطاقة عن طريق تغيير مصدر الوقود. يجب التحكم في الرش الدقيق للوقود الذي يتم ضخه في كل أسطوانة بحيث يمكن تحقيق الكمية.
يختلف حجم الوقود المستخدم في الأسطوانات عن طريق تعديل معدل التوزيع الفعال للمكبس في مضخات الحقن.
كل حاقن له مضخة خاصة به ، تعمل بكامة تعمل بمحرك ، والمضخات مرتبة في صف بحيث يمكن ضبطها جميعًا معًا ؛ يتم التعديل بواسطة رف مسنن يسمى رف الوقود ، يعمل على جزء مسنن من نظام المضخة. عندما يتحرك رف الوقود ، يدور الجزء المسنن من المضخة ويسمح لمكبس المضخة بالتنقل داخل المضخة. يؤدي تحريك المكبس الدائري إلى تغيير حجم القناة المفتوحة داخل المضخة بحيث يتدفق الوقود عبر أنبوب نقل الحاقن.
التحكم في قوة المحرك
يقوم محرك الديزل في قاطرة الديزل والكهرباء بتزويد المولد الرئيسي بالطاقة اللازمة لمحرك الجر الذي يعمل بالمثل بواسطة محرك الديزل ، كما يتم توصيله بالطاقة التي تتطلبها المولدات. للحصول على مزيد من الوقود من المولدات ، احصل على مزيد من الطاقة من المولد بحيث يعمل المولد بجدية أكبر لإنتاجه. لذلك ، لتحقيق أقصى إنتاج من القاطرة ، يجب أن نربط التحكم في متطلبات طاقة محرك الديزل لمولد التيار المتردد.
التحكم في حقن الوقود الكهربائي هو تحسين آخر تم تنفيذه بالفعل للمحركات الحديثة. يمكن التحكم في السخونة الزائدة عن طريق المراقبة الإلكترونية لدرجة حرارة سائل التبريد وتغيير قوة المحرك وفقًا لذلك. يمكن التحكم في ضغط الزيت واستخدامه لإدارة قوة المحرك بالمثل.
تبريد
تمامًا مثل السيارة ، يجب أن يعمل محرك الديزل عند درجة حرارة مثالية للحصول على أفضل أداء ممكن. قبل أن يبدأ ، يكون الجو باردًا جدًا ، وعند تشغيله ، لا يُسمح له بالسخونة الشديدة. يتم توفير آلية تبريد للحفاظ على درجة الحرارة ثابتة. وهو يتألف من سائل تبريد قائم على الماء يدور حول قلب المحرك ، مما يحافظ على المبرد باردًا عن طريق تحريكه عبر المبرد.
تشحيم
مثل المحرك ، يجب تشحيم محرك الديزل. يوجد خزان زيت ، يتم الاحتفاظ به عمومًا في الحوض ، والذي يجب ملؤه ، ومضخة للحفاظ على تدفق الزيت بشكل موحد حول المكبس.
الزيت دافئ بحركته حول المحرك ويجب أن يظل باردًا حتى يمر عبر المبرد أثناء سيره. غالبًا ما يتم تجهيز المبرد كمبادل حراري ، حيث يتدفق الزيت في أنابيب مغلقة في خزان مياه متصل بنظام تبريد المحرك. يجب تصفية الزيت لإزالة الشوائب ومراقبة الضغط المنخفض.
إذا انخفض ضغط الزيت إلى درجة قد تتسبب في توقف المحرك ، فإن “مفتاح ضغط الزيت المنخفض” سوف يغلق المحرك. يوجد أيضًا صمام هروب عالي الضغط لضخ الزيت الإضافي إلى الحوض.
تسمية القاطرات
لتحديد كل قاطرة ، يجب اتباع تسمية معينة من قبل السكك الحديدية الهندية. يساعد نظام التسمية في التعرف على السمات المختلفة للمحرك وطرازه أيضًا. ينقسم الاسم الكامل للقاطرة إلى قسمين. تشير بادئة الرمز إلى فئة القاطرة أو نوعها. يمثل الجزء الثاني من اللاحقة الرقمية رقم طراز المحرك. قبل اكتشاف الوقود السائل ، كان المرء يحتاج فقط إلى حرف لتمثيل نوع القاطرة.
تم وصف معنى كل حرف مستخدم في كود القاطرات أدناه.
الحرف الأول
يتم استخدامه لتمثيل مقياس المسار الذي يمكن استخدام المحرك من أجله. هناك أربعة أنواع مختلفة من الحرف الأول في تسمية القاطرات.
- المقياس العريض : دبليو. يمكن أن يصل طول المقياس العريض إلى 1676 مم.
- مقياس العداد : يتم تمثيله بـ Y.
- المقياس الضيق : المقاييس الضيقة لتكون 2’6 ”.
- مقياس اللعبة: له مقياس 2 ‘.
الحرف الثاني
يستخدم الحرف الثاني لتمثيل نظام الوقود المستخدم في المحرك. خلال فترة المحركات البخارية ، لم يتم تضمين هذه الرسالة في التسمية حيث كان هناك وقود واحد فقط يمكن استخدامه. تُستخدم الأحرف التالية لتمثيل أنواع مختلفة من الوقود المستخدمة في القاطرات في الهند.
- قاطرة ديزل:
- الخط الهوائي للقاطرة الكهربائية : C. يشير إلى أن القاطرة تعمل بجهد 1500 فولت من التيار المباشر.
- الخط العلوي للتيار المتردد للمحرك الكهربائي: يعمل بتيار متناوب 25 كيلو فولت و 50 هرتز.
- بالنسبة للخط العلوي للتيار المتردد أو التيار المستمر: يوجد فقط في منطقة مومباي ، يستخدم هذا النوع من القاطرات طاقة 25 كيلو فولت تيار متردد. لاحظ أن المرجع المصدق (CA) يعتبر حرفًا واحدًا.
- محرك البطارية : ب.
- الحرف الثالث: يستخدم هذا الحرف لتمثيل الوظيفة التي تستهدف القاطرة من أجلها. تعطي الرسالة فكرة عن نوع الحمولة الأنسب للمحرك. هذه الرسائل هي على النحو التالي.
- قطار البضائع: ويشمل قطارات الشحن وغيرها التي تستخدم لنقل البضائع الثقيلة.
- قطار الركاب: يشمل هذا البريد السريع ، والبريد ، وقطارات الركاب ، والسكان المحليين ، إلخ.
- قطارات البضائع والركاب (مختلطة) : م.
- التحويل أو التبديل: هذه القطارات منخفضة الطاقة.
- الوحدات المتعددة (ديزل أو كهربائي) : ش.محركات قاطرة كهذه ليس لها محرك منفصل. يتم تضمين المحرك في أشعل النار.
- عربة القطار:
الحرف الرابع
يمثل الحرف أو الرقم فئة محرك القاطرة. يتم استخدامه لتصنيف المحرك بناءً على قوته أو إصداره. بالنسبة لمحركات الديزل والكهرباء ، عدد مع قوتها. على سبيل المثال ، يمثل WDM3A محرك ديزل واسع النطاق يستخدم لنقل الركاب والبضائع على حد سواء ولديه قوة 3000 حصان.
الحرف الخامس
الحرف الأخير هو النوع الفرعي لمحرك القاطرة. إنها تمثل تصنيف القدرة لمحركات الديزل وبالنسبة لجميع المحركات الأخرى ، فهي تمثل البديل أو رقم الطراز. كما في المثال أعلاه ، يمكنك أن ترى أن الحرف A يمثل أن القدرة الحصانية تتعزز بمقدار 100 حصان. يتم شرح الحروف المستخدمة أدناه.
- اضافة 100 حصان : أ.
- اضافة 200 حصان : ب.
- اضافة 300 حصان:
وما إلى ذلك وهلم جرا. لاحظ أن هذه الحروف تنطبق على محركات الديزل فقط. في بعض المحركات الأحدث ، يمكن أن يمثل هذا الحرف نظام الفرامل المستخدم في القاطرة.
على سبيل المثال ، تمثل قاطرة الديزل الأولى المستخدمة في الهند ، وهي WDM-2 ، أنها تستخدم للمقياس العريض (W) ، وتشمل الديزل كوقود (D) ، وتستخدم لنقل الركاب والبضائع (M). الرقم 2 يمثل جيل القاطرة. يسبقها WDM-1. كان لابد من عكس WDM-1 لأنه كان يحتوي فقط على كابينة السائق في أحد طرفيه. في الطرف الآخر كانت مسطحة.
على الرغم من ذلك ، بالنسبة لـ WDM-2 ، تم تغيير الهيكل بحيث كانت كابينة السائق موجودة في كلا الطرفين. يمكن لمثل هذا الهيكل أن يلغي الحاجة إلى عكس المحرك. يتم تصنيع محركات القاطرات هذه في BLW (Banaras Locomotive Works) ، فاراناسي. تم ترخيصهم بموجب ALCO (شركة القاطرات الأمريكية). وبالمثل ، فإن قاطرة فئة الركاب WDP-1 هي قطار ركاب واسع النطاق من الجيل الأول. سهلت التسمية عملية تصنيف أنواع مختلفة من القاطرات المستخدمة في جميع أنحاء الهند.
قاطرة في الهند
اعتبارًا من البيانات الحديثة ، هناك أكثر من 6000 قاطرة ديزل في الهند. استبدلت الهند أكثر من نصف أسطول قاطراتها بمحركات كهربائية ، والتي بلغت 6059 حسب العدد الذي تم خلال السنة المالية 2019. يتم تصنيف هذه القاطرات ضمن السلاسل التالية.
قاطرة ديزل في الهند
سلسلة WDM (ALCO)
WDM 1
تم تصنيع أول قاطرة ديزل وصلت إلى الهند في إطار سلسلة DL500 العالمية من ALCO. كان محركًا رباعي الأشواط ذو 12 أسطوانة بقوة 1900 حصان. واجهت الوحدات مشكلة مع متطلباتها الخاصة بالعكس المتكرر بسبب وجود كابينة السائق في جانب واحد فقط. تم إنتاج 100 نموذج فقط من هذا القبيل. كان لديهم ترتيب عجلة Co-Co ويمكن أن يكتسبوا سرعة 100 كم / ساعة. كان مقرهم في جوراخبور ، وباتراتو ، وفيزاغ ، وروكيلا ، وجوندا.
ظلت بعض هذه المحركات في الخدمة حتى عام 2000 ، على الرغم من أن معظمها قد تم إلغاؤه الآن. يمكن للمرء أن يجد هذا الإصدار من قاطرة الديزل لا يزال قيد الاستخدام في بعض مناطق باكستان ، وسريلانكا ، واليونان ، إلخ.
تمت إضافة أحد النماذج إلى مجموعة المتحف الوطني للسكك الحديدية في نيودلهي.
WDM 2
هذا الجيل الثاني من قاطرة الديزل مخصص للركاب والبضائع ويستخدم في خط عريض ؛ كان لديها محرك 12 اسطوانة و 4-Stroke Turbo. تم إنتاج هذه بواسطة ALCO وكذلك BLW. تم تسميته في الأصل باسم ALCO DL560C ، كان محرك القاطرة بقوة 2600 حصان.
تم استخدام ترتيب العجلة المشتركة في القاطرة. هذه هي أكثر محركات القاطرات شيوعًا المستخدمة في جميع أنحاء الهند ، حيث تم إنتاج أكثر من 2600 وحدة من عام 1962 إلى عام 1998.
تم اختيار هذه المحركات خصيصًا للمناخ الهندي والظروف البيئية. كانت لديهم طاقة كافية ويمكن استخدامها في جميع الظروف تقريبًا. كانت تقنية البناء واضحة ومباشرة ، مما أدى إلى الإنتاج الضخم للماكو.
خلال 37 عامًا من إنتاجهم ، تم إنتاج متغيرات مختلفة تضمنت ميزات مختلفة. كانت Jumbos هي القاطرات التي تضمنت نوافذ ضخمة بغطاء قصير. البديل الآخر شمل الفرامل الهوائية وكان اسمه WDM2A. من أجل التحويل ، تم إعادة تصميم العديد من هذه المحركات عندما قاربت على الانتهاء من عمرها التشغيلي. تم تسمية هذه WDM2S.
WDM2G
هذه بعض أحدث الإضافات إلى قاطرات الديزل بمحركاتها الثلاثة المتوازية بقوة 800 حصان لكل منها. الوحدتان اللتان تم إنشاؤهما لهما ترتيب عجلة Co-Co بسرعة قصوى تبلغ 120 كم / ساعة. السلسلة مصنوعة بالكامل في الهند وهي مشهود لها بكفاءتها في توفير الطاقة. يمكن استخدام المحركات الثلاثة المنفصلة ، التي يطلق عليها مجموعات المولدات ، بشكل فردي في تركيبة متوازية للحصول على قوة سحب إجمالية تبلغ 2400 حصان.
الميزة الرئيسية للمحرك هي أنه يمكن إيقاف تشغيل اثنين من مجموعات المولدات عندما لا تسحب القاطرة أو تكون في وضع الخمول. وبالتالي ، فإنه يوفر الطاقة ويمكن استخدامه للوظائف منخفضة الطاقة. هنا ، يشير الحرف G إلى “مجموعات المولدات”.
WDM 3
بعد ALCO ، تواصلت السكك الحديدية الهندية مع Henschel و Sohn. كانت هذه القاطرات ، التي كانت تسمى في الأصل DHG 2500 BB ، تحتوي على محركات ديزل مرسيدس وكانت مزيجًا من الديزل والهيدروليكي. على الرغم من أنها كانت في الخدمة لمدة 25 عامًا ، إلا أنه لا يوجد شيء ملموس معروف عن هذه المحركات. كان لديهم ترتيب عجلات BB بسرعة 120 كم / ساعة.
WDM3A
يعتمد WDM3A في الغالب على نموذج قاطرة WDM-2 ، وهو إنتاج للسكك الحديدية الهندية لتحل محل محركات WDM-2 القديمة. لديها محرك ديزل تربو رباعي الأشواط ذو 16 أسطوانة بقوة 3100 حصان. لقد استخدموا ترتيب عجلة Co-Co ولم يكن أكثر من تدرج للنموذج المستخدم في WDM-2. من 1200 WDM3A ، تم تصنيع 150 فقط في الأصل. تم إعادة بناء الباقي من WDM-2.
WDM3B
على الرغم من تصنيعها بعد WDM3C و WDM3D ، إلا أن الطرازات الـ 23 تعتمد على WDM3D. كان له نفس الهيكل ويعمل باستثناء أنه لم يكن لديه نظام تحكم في المعالجات الدقيقة. بدلاً من ذلك ، استخدمت نظام تحكم يعرف باسم E-Type Excitation. يقع بشكل رئيسي في مناطق ولاية أوتار براديش ، بما في ذلك Lucknow و Gonda و Jhansi و Samastipur ، إلخ. كان للقاطرة خرج قدرة 3100 حصان مع ترتيب عجلة Co-Co. تم إنشاء معظم النماذج عن طريق تجريد ميزات المعالج الدقيق من WDM3D.
WDM3C
كانت هذه هي الإصدارات المعاد تشكيلها من WDM2 و WDM3A. كان لديهم نفس الهيكل وترتيب العجلات مثلهم ، فقط تم زيادة خرج الطاقة إلى 3300 حصان. يمكنهم الحصول على سرعة قصوى تبلغ 120 كم / ساعة. كانت تهدف إلى تطوير محركات بمزيد من القوة. تم تطويرها في عام 2002 ، ولا يتوفر أي من هذه المحركات الآن حيث تم تجريدها مرة أخرى إلى WDM2 و WDM3A.
WDM3D
هذه هي الإصدارات التي تمت ترقيتها من WDM3C. تم بناء معظمها في الأصل في عام 2003. لديهم قوة سحب تبلغ 3300 حصان ويمكن أن تصل سرعتها إلى 160 كم / ساعة. كان هذا هو المحرك الأول الذي تمكنت به السكك الحديدية الهندية من بناء نظام يمكن أن يوفر قوة 3300 حصان. لقد كانوا مزيجًا من تقنية ALCO الأساسية و EMD. لديهم هيكل مميز بجسمهم الضيق و DBRs على سقف غطاء المحرك القصير.
هذه هي موديلات ALCO الوحيدة ، جنبًا إلى جنب مع WDG3A التي لا تزال قيد الإنتاج حتى الآن.
WDM3E
تعتمد محركات الديزل التوربينية ذات 16 أسطوانة رباعية الأشواط أيضًا على تصميم محرك ALCO. تم إنتاجها في عام 2008 ولكن تم تحويلها بعد ذلك إلى WDM3D. تتمتع هذه المحركات بقوة سحب مذهلة تبلغ 3500 حصان ، ويمكنها تحقيق سرعة قصوى تبلغ 105 كم / ساعة. تُستخدم كل هذه القطارات كقطارات شحن ولديها قيود على السرعة تصل إلى 85 كم / ساعة.
WDM3F
كانت هذه المحركات هي آخر جهد بذلته شركة السكك الحديدية الهندية لتطوير نسخة أكثر قوة من محركات ALCO. تم إنتاج أربع وحدات فقط من هذه الوحدات تحتوي على قوة سحب تبلغ 3500 حصان. لديهم ميزات مماثلة مثل WDM3D. على الرغم من أن هذه يمكن أن توفر قوة مرتفعة ، قررت السكك الحديدية الهندية عدم تطوير المحركات لأنها أدركت أن تقنية ALCO كانت قديمة جدًا.
WDM 4
أحد منافسي ALCO DL560C ، تم اختيار إنتاج جنرال موتورز هذا للعثور على قاطرة الديزل المثالية للهند. رغم ذلك ، في السنوات التالية ، أسقطتها السكك الحديدية الهندية على الرغم من تقنيتها وسرعتها الأفضل. لقد كان محرك WDM4 هو الذي سحب أول قطار Rajdhani Express من Howrah إلى دلهي. في الوقت الحاضر ، تم إيقاف تشغيل جميع النماذج المستوردة.
WDM 6
كان لهذه القاطرة جميع الجوانب المطلوبة لمحرك التحويل بمحرك سداسي الأسطوانات رباعي الأشواط يوفر قوة سحب تبلغ 1350 حصانًا وسرعة قصوى تبلغ 75 كم / ساعة. تم تطويره كجزء من تجربة لتطوير محركات منخفضة الطاقة ، وتم تصنيع نموذجين فقط من هذا القبيل. واحدة من هذه لا تزال تعمل في المنطقة المحيطة بردهامان.
WDM 7
هذه إصدارات خفيفة الوزن من تقنية ALCO. تم تطوير 15 قاطرة من هذه القاطرات بين عامي 1987 و 1989 ، ولا تزال جميعها في الخدمة. لها نفس المواصفات مثل المحركات الأخرى القائمة على ALCO وتوفر قوة سحب 2000 حصان مع سرعة أعلى تبلغ 105 كم / ساعة. يتم استخدامها في منطقة Tondiarpet حاليًا لنقل قطارات الركاب الخفيفة ولخدمات النقل المكوكية.
بعد 4 عقود من إعادة صياغة نفس تقنية محرك ALCO ، انتقلت Indian Railways من محركات مختلطة لتطوير محركات متخصصة للركاب والبضائع. يكمن الاختلاف بين المحركات التي تستهدف قطارات الركاب وقطارات الشحن في نسب الوزن والتروس للقاطرة.
يتم وصف المنتجات البارزة ضمن السلسلة أدناه:
WDP 1
بعد WDM7 ، جربت السكك الحديدية الهندية تطوير محرك منخفض الطاقة يعتمد على تقنية ALCO التي يمكن استخدامها لخدمات الركاب قصيرة المدى وتوفير سرعة أفضل. كان للقاطرة حمولة المحور 20 طنًا مع ترتيب عجلة Bo-Bo. كان الهيكل مثاليًا لحمولة أخف ، يتم نقلها بسرعة أكبر. لديها محرك ديزل رباعي الأشواط بقوة سحب 2300 حصان.
يمكن أن تعمل بأقصى سرعة 140 كم / ساعة ، على الرغم من أن جميع الوحدات واجهت مشاكل في الصيانة. نتيجة لهذا ، توقف الإنتاج ، ولم يتم استخدام المحركات أبدًا في Express. لا تزال هذه القاطرات في الخدمة وتستخدم كقطارات ركاب محلية.
WDP3A
كانت هذه القاطرات القائمة على ALCO ، التي كانت تسمى في الأصل WDP2 ، لها غلاف مختلف تمامًا يدعم الشكل الديناميكي الهوائي الحديث. بقوة خرج تبلغ 3100 حصان ، يمكن للمحرك أن يصل إلى سرعة 160 كم / ساعة. على الرغم من أن النتائج التي قدمتها القاطرة كانت مواتية ، فقد توقف الإنتاج أخيرًا في عام 2002 حيث قررت Indian Railway تطوير تقنية EDM للقاطرات. لا يزال هؤلاء في الخدمة ويمكن رصدهم في Trivandrum Rajdhani.
WDP 4
تم استيراد محركات الديزل التوربينية ثنائية الأشواط V16 باسم EMD GT46PAC ، حيث تبلغ طاقتها 4000 حصان مع سرعة قصوى تبلغ 160 كم / ساعة. بين عامي 2002 و 2011 ، تم إنتاج 102 وحدة. يستخدمون ترتيب العجلة Bo1-Bo. تم بناء هذه الوحدات خصيصًا للسكك الحديدية الهندية بواسطة EMD ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم استيراد بعض الوحدات مباشرة من EMD وبعد ذلك تم تجميعها هنا. في وقت لاحق ، بدأت DLW في تطوير وحدات في الهند.
كان لديهم نظام تحكم في المعالجات الدقيقة مع حقن وقود الوحدات ونظام التشخيص الذاتي. أصبحت القاطرة مستقبل قاطرات الديزل في الهند لأنها جلبت أحدث التقنيات التي كانت تسبق طرازات ALCO الأصلية بسنوات. على الرغم من أن المحرك به عيوب في تصميم المقصورة الفردية وترتيب العجلة Bo1-1Bo ، فإن الأول يسبب مشاكل في الرؤية في وضع LHF بينما ينتج الأخير جهد جر منخفض يبلغ 28 طنًا.
تسبب جهد الجر المنخفض في انزلاق العجلات ، والذي أصبح بعد ذلك سبب تطوير WDP4B.
WDP4B
القاطرة لها نفس الميزات وتعمل مثل الموديل الذي تعتمد عليه ، WDG4. بدأ تطويره في عام 2010 وما زال مستمراً. توفر القاطرة 4500 حصانًا من قوة الاستطلاع مع سرعة قصوى تبلغ 130 كم / ساعة. لديها ترتيب عجلة Co-Co مع 6 محركات جر لجميع المحاور الستة. وبالتالي ، فإن جهد الجر يصبح 40 طن بحمل المحور 20.2 طن. تتميز القاطرة بنوافذ أكبر مع واجهة هوائية للمقصورة.
WDP4D
لا يزال نموذج WDP4B لا يعالج مشكلة الرؤية المنخفضة عند تشغيله في وضع LHF. وبالتالي ، كان على Indian Railways تعديل المقصورة وإضافة أخرى إلى EMD. يرمز D إلى الكابينة المزدوجة. تجعل الكابينة الإضافية تشغيل القاطرة أسهل وأكثر راحة للسائقين والطيارين للقيادة بشكل أسرع وأكثر أمانًا. هذه قاطرات قوية للغاية بقوة 4500 حصان عند 900 دورة في الدقيقة ويمكن أن تصل سرعتها إلى 135 كم / ساعة.
WDG 1
يُعتقد أن WDG1 هو نموذج أولي للمحركات التي تم تطويرها للشحن. حاليًا ، لا يوجد محرك في Indian Railways مصنف على أنه WDG1.
WDG3A
كانت تسمى في الأصل WDG2 ، وكانت أول قاطرة شحن ناجحة بمحرك V16 رباعي الأشواط. كانت للقاطرة قوة سحب تبلغ 3100 حصانًا وقدمت أعلى تصنيف لسرعة تبلغ 100 كيلومتر في الساعة. يعتبر ابن عم للمحركين الآخرين اللذين تم تطويرهما بعد EDM2 و WDM3A و WDP3a نظرًا لأنه يحتوي على جهد جر أعلى عند 37.9 طن مقارنة بـ WDM3A.
إنه محرك القاطرة الأكثر استخدامًا في الهند والمستخدم في قطارات الشحن حتى الآن. تستخدم هذه لنقل البضائع الثقيلة المختلفة مثل الأسمنت والحبوب والفحم والمنتجات البترولية ، إلخ. يمكن للمرء أن يجد المحرك حول Pune و Guntakal و Kazipet و Vizag و Gooty.
WDG3B
بعد WDG3A ، حاولت Indian Railways إنشاء قاطرة ذات قدرة إنتاج أفضل. كان WDG3B تجربة ، على الرغم من عدم وجود أي من الوحدات اليوم. لا توجد مواصفات أو معلومات مؤكدة حول هذا البديل.
WDG3C
تجربة أخرى لم تكن ناجحة. الوحدة المنتجة موجودة حاليًا في Gooty. على الرغم من أن الوحدة لا تزال في الخدمة ، إلا أنها لم تعد مصنفة على أنها WDG3C.
WDG3D
كانت هذه القاطرة واحدة أخرى في سلسلة التجارب التي لم تكن ناجحة. تم إنتاج وحدة واحدة فقط توفر حوالي 3400 حصان من الطاقة الناتجة. كان يحتوي على نظام تحكم في المعالجات الدقيقة ومواصفات مواتية أخرى.
WDG 4
بعد أربعة عقود من التجارب ، تم إنتاج WDG4 في الهند بعد استيراد وحدات قليلة من EMD ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم دعم التصميم الوحشي للقاطرة بجهد جر يبلغ 53 طنًا وحمل المحور 21 طنًا. توفر القاطرة قوة 4500 حصان مع أحدث التقنيات مثل التشخيص الذاتي والتحكم في الجر والرادار والطيار الآلي والصنفرة الأوتوماتيكية وغيرها من التقنيات المتنوعة. إنه محرك شحن موفر للطاقة ومن حيث التكلفة ويبلغ عدد الأميال المقطوعة 4 لترات من الديزل المستخدم لكل كيلومتر.
WDG4D
تم تطوير النسخة المعدلة من WDG 4 ، القاطرة بالكامل في الهند ومحرك ديزل توربو ثنائي الأشواط رياضي V16 بقوة 4500 خرج عند 900 دورة في الدقيقة. وقد تم تسميتها “فيجاي” وهي أول قاطرة شحن مزدوجة الكابينة في الهند. تم تصميم القاطرة مع مراعاة راحة وسهولة الطيارين جنبًا إلى جنب مع تقنيات من الدرجة الأولى مثل التحكم الكامل بالكمبيوتر باستخدام IGBT.
WDG 5
تم تطوير القاطرة التي أطلق عليها اسم “Bheem” بالتعاون بين RDSO و EMD. يوفر محرك V20 ثنائي الأشواط 5500 حصان من طاقة الإخراج عند 900 دورة في الدقيقة. تشمل القاطرة أيضًا جميع الميزات والتقنيات الجديدة. رغم ذلك ، فإن المحرك يتمتع بسمعة سيئة لنظام LHF الخاص به.
بطارية بدء تشغيل قاطرة الديزل ميكروتكس
تقدم ميكروتكس مجموعة واسعة من بطاريات بدء تشغيل قاطرات الديزل. بني متين ويمكنه تحمل دورة عمل القاطرة الصارمة. وصلات قضيب ناقل للخدمة الشاقة بإدخالات نحاسية لتحمل تيارات التدوير التي تزيد عن 3500 أمبير. متوفرة في حاويات من المطاط الصلب أو في خلايا PPCP الموجودة في حاويات بطاريات FRP فائقة القوة.
مجموعتنا القياسية لتطبيقات بدء تشغيل القاطرات:
- 8 فولت 195 أمبير
- 8 فولت 290 أمبير
- 8 فولت 350 أمبير
- 8 فولت 450 أمبير
- 8 فولت 500 أمبير
- 8 فولت 650 أمبير
