Tại sao lại gọi là đầu máy?
Thuật ngữ định nghĩa đầu máy bắt nguồn từ từ tiếng Latinh loco – “từ một địa điểm”, và thuật ngữ động cơ trong tiếng Latinh thời trung cổ có nghĩa là, “kết quả là chuyển động”. Được sử dụng lần đầu tiên vào năm 1814, nó là một dạng viết tắt của từ đầu máy xe lửa. Nó được sử dụng để phân biệt giữa động cơ hơi nước đứng yên và động cơ tự hành.
Động cơ hay đầu máy là một ô tô vận chuyển bằng đường sắt cung cấp năng lượng động lực cho đoàn tàu. Nếu một đầu máy đủ năng lực để mang trọng tải, nó thường được đề cập bằng nhiều thuật ngữ như toa xe lửa, toa xe điện hoặc xe máy.
Đầu máy xe lửa dùng để làm gì?
Thông thường, đầu máy được sử dụng để kéo đoàn tàu trên đường ray từ phía trước. Tuy nhiên, đẩy-kéo là một khái niệm rất rộng, trong đó ở phía trước, ở mỗi đầu hoặc phía sau, đoàn tàu có thể có một đầu máy theo yêu cầu. Gần đây nhất, các tuyến đường sắt đã bắt đầu sử dụng quyền lực của các nhà phân phối hoặc DPU.
Sự khác biệt giữa đầu máy tàu hỏa và đầu máy xe lửa là gì?
Đầu máy thường hoạt động với những vai trò nhất định như: –
- Đầu máy được nối với mặt trước của một đoàn tàu để kéo đoàn tàu được gọi là đầu máy Xe lửa.
- Thí điểm ga – Đầu máy được triển khai tại ga đường sắt để chuyển tàu khách.
- Động cơ hoa tiêu – Đầu máy kết nối với đầu máy xe lửa ở phía trước, để tạo điều kiện chạy hai chiều.
- Đầu máy ngân hàng – Đầu máy được nối với mặt sau của đầu máy tàu hỏa; điều này có thể thực hiện được thông qua sắc bén hoặc bắt đầu khó khăn.
Đầu máy được sử dụng trong các hoạt động vận tải đường sắt khác nhau như: kéo tàu khách, tàu hàng và tàu hàng.
Cấu hình bánh xe của đầu máy mô tả số lượng bánh xe mà nó có; các kỹ thuật phổ biến bao gồm phân loại UIC, hệ thống ký hiệu Whyte, sắp xếp bánh xe AAR, v.v.
Sự khác biệt giữa đầu máy chở hàng và chở khách
Sự phân biệt rõ ràng nhất là ở hình dáng và kích thước của thân đầu máy. Khi các đoàn tàu chở khách di chuyển nhanh hơn các đoàn tàu khác, lực cản của không khí đóng một vai trò lớn hơn nó đối với các đơn vị vận chuyển hàng hóa. Hầu hết các đầu máy chở khách thường có mui dọc theo chiều dài của thân; điều này có thể vì lý do thẩm mỹ.
Mặt khác, các đơn vị vận chuyển hàng hóa có xu hướng có nhiều lý do hơn để dừng ở nơi dây dẫn phải lên và xuống động cơ, và có nhiều khả năng di chuyển ngược lại, và vì vậy họ có một chiếc mũ trùm mỏng xung quanh nhà máy điện thực. Điều này giúp tầm nhìn tốt hơn khi chạy lùi và tạo khoảng trống để có cầu thang thay vì thang, giúp nhân viên thường xuyên phải leo lên xuống đầu máy thoải mái hơn nhiều.
Đầu máy chở hàng được tạo ra để có nhiều mô-men xoắn hơn (lực xoắn) và đầu máy chở khách được sản xuất để có tốc độ cao hơn. Một động cơ đầu máy chở hàng bình thường cho công suất từ 4.000 đến 18.000 mã lực.
Việc chuyển số trên đầu máy chở khách cũng khác với hàng hóa ở chỗ tỷ số của chúng thấp hơn, do đó, động cơ kéo quay ít lần hơn trên mỗi vòng quay của bánh xe.
Thông thường, động cơ chở khách yêu cầu tốc độ tối đa tăng lên trong khi động cơ vận chuyển hàng hóa cần tăng lực kéo khởi động vì chúng làm văng tàu nặng hơn. Điều này dẫn đến các tỷ số truyền khác nhau trong bộ truyền động (trong động cơ điện và diesel-điện, không có nhiều bánh răng).
Lịch sử phát minh ra đầu máy xe lửa
Câu chuyện dài về vận tải đường sắt bắt đầu từ thời cổ đại. Lịch sử của đầu máy và đường ray có thể được phân loại thành nhiều khoảng thời gian rời rạc khác nhau, được phân biệt theo phương tiện chính của vật liệu mà các đường dẫn hoặc đường ray được xây dựng, và động cơ được sử dụng.
200 năm công nghệ đầu máy xe lửa
Công nghệ lực đẩy đường sắt đã chứng kiến sự bùng nổ phát minh trong hai thế kỷ trước.
Kỹ sư người Cornish Richard Trevithick đã vắt óc suy nghĩ và giáo dục thế giới về việc tạo ra đường sắt ở ngôi làng khai thác mỏ của xứ Wales cách đây hai mươi thập kỷ. Sự ra đời của tuyến đường sắt đã chuyển đổi động lực học cho mọi người trong suốt quá trình trên toàn cầu.
Bằng cách lấy ví dụ về đầu máy hơi nước đường sắt đi vào hoạt động đầu tiên, Trevithick đã bình thường hóa hoạt động vận tải; Cuộc Cách mạng Công nghiệp đã kích thích ngọn lửa của cuộc nổi dậy vận tải được tăng cường và tạo điều kiện thuận lợi trong suốt những năm 1900 bởi các nguồn năng lượng hiện đại và nỗi lo gia tăng đối với hiệu suất và năng suất môi trường.
Từ những động cơ hơi nước thô sơ được sản xuất trong thế kỷ 19 đến những khái niệm về động lượng tiến bộ (quá trình kéo và đẩy để làm cho một vật chuyển động về phía trước) những khái niệm vẫn chưa được kiểm chứng hoàn toàn, ở đây chúng ta hãy đi ngược dòng ký ức về quá khứ, hiện tại và dự kiến số phận của những tiến bộ trong công nghệ đầu máy.
Chỉ vào năm 2004, nỗ lực của Richard đã được công nhận rộng rãi, sau hai trăm năm bài thuyết trình có ảnh hưởng của ông – từ Xưởng đúc tiền Hoàng gia, đã lưu hành một đồng xu 2 bảng Anh kỷ niệm có tên và sự đổi mới của Trevithick.
Năm 1804: Richard Trevithick trao tặng kỷ nguyên sức mạnh hơi nước cho thế giới
Năm 1804: Richard Trevithick trao tặng kỷ nguyên sức mạnh hơi nước cho thế giới
Năm 1804, một kỹ sư khai thác mỏ ở Anh, nhà thám hiểm và nhà phát minh Richard Trevithick, trước cuộc cách mạng đường sắt lớn của mình, đã nghiên cứu động cơ hơi nước sử dụng áp suất cao trong một thời gian dài với nhiều phát hiện khác nhau; từ màn trình diễn thành công của đầu máy đường bộ chạy bằng hơi nước vào năm 1802 được gọi là ‘Ác quỷ Puffing’ đến thảm họa năm 1803, ở Greenwich khi có bốn người thương vong do sự cố nổ của một trong những động cơ bơm cố định của ông. Các đối thủ của anh đã sử dụng sự cố đáng tiếc này để chế giễu sự nguy hiểm của hơi nước áp suất cao.
Tuy nhiên, công việc khó khăn của Trevithick đã được đền đáp xứng đáng và ‘đầu máy xe lửa Penydarren’ của anh ấy, đã đạt được vị trí nổi bật nhờ những đổi mới trong công nghệ đầu máy khi nó trở thành đầu máy hơi nước hoạt động bình thường đầu tiên trong đường sắt.
Điện khí hóa đường sắt – 1879
Vào cuối thế kỷ 19, Đức là hạt nhân của sự phát triển đầu máy điện. Werner von Siemens đã trình diễn chuyến tàu chở khách chạy điện thử nghiệm ban đầu. Ông là người sáng tạo và là cha đẻ của tổ chức kỹ thuật rộng lớn Siemens AG. Đầu máy, đã củng cố khái niệm về đường ray thứ ba cách nhiệt để mua điện, đã chở tổng cộng chín mươi nghìn hành khách.
Siemens đã dẫn đến việc lắp ráp đường tàu điện sớm nhất hành tinh vào năm 1881 tại Lichterfelde, ngoại ô Berlin, xây dựng nền tảng cho các đầu máy xe lửa tương tự ở Mödling & Hinterbrühl Tram ở Vienna và Đường sắt điện Volk ở Brighton, cả hai đều khánh thành vào năm 1883.
Yêu cầu về đường ray thân thiện với môi trường trong các lối đi ngầm và tàu điện ngầm đã thúc đẩy sự đổi mới của tàu điện. Sau một vài năm, hiệu quả tốt hơn và dễ dàng xây dựng đã dẫn đến sự ra đời của AC.
Kálmán Kandó, một kỹ sư đến từ Hungary, đã đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của các đường dây điện khí hóa đường dài, bao gồm tuyến đường sắt Valtellina dài trăm sáu km ở Ý.
Trong thời đại ngày nay, đầu máy điện vẫn có một phần đáng kể để chơi trên địa hình đường sắt thông qua các phương tiện hỗ trợ cao tốc như Acela Express và TGV của Pháp tại Hoa Kỳ. Tuy nhiên, chi phí khổng lồ của các đường dây điện khí hóa để tận dụng các đầu máy điện, chẳng hạn như dây xích trên cao hoặc đường ray thứ ba, vẫn là một trở ngại và trở ngại cho việc ứng dụng rộng rãi công nghệ đã đề cập.
Quy trình Diesel Isation (!) 1892 – 1945
Bản quyền thực sự của Tiến sĩ Rudolf Diesel vào năm 1892 đối với động cơ diesel của ông nhanh chóng làm dấy lên giả thuyết về việc kỹ thuật đốt trong hiện tại này có thể tạo ra lực đẩy đường sắt như thế nào. Điều này đòi hỏi nhiều năm vì những ưu điểm của động cơ diesel có thể được hiểu một cách thích hợp trên đầu máy đường sắt.
Vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20, ngành công nghiệp đầu máy xe lửa không ngừng phát triển và tăng trưởng nhờ các động cơ diesel hiệu quả hơn với tỷ lệ công suất trên trọng lượng tăng lên.
Nhiều điều trong số này xuất phát từ Sulzer, một công ty kỹ thuật của Thụy Sĩ, nơi Diesel đã làm việc trong một thời gian dài – tạo ra động cơ diesel đỉnh cao để chế tạo đầu máy hơi nước gần như đã lỗi thời bởi khả năng ngày càng gia tăng của bờ vực Chiến tranh thế giới lần thứ hai. Vào năm 1945, đầu máy xe lửa hơi nước đã trở nên cực kỳ bất thường ở các quốc gia tiên tiến và tiến bộ và đến cuối những năm 1960, nó trở thành một con quái vật quý hiếm.
Đầu máy diesel mang lại nhiều lợi ích về chức năng rõ ràng, bao gồm vận hành nhiều đầu máy, khả năng tiếp cận vị trí từ xa đã trở thành hiện thực mà không cần điện khí hóa ở những vùng khó khăn như núi và rừng, nguồn cung cấp không tốn kém, thời gian chờ đợi, quy trình làm việc ít tốn công sức và hiệu suất nhiệt phù hợp.
1945 - nay: Sự phát triển của đầu máy diesel-điện
Một khi quyền hạn của diesel đối với đầu máy hơi nước được xác nhận, giai đoạn sau chiến tranh đã bổ sung thêm các đề xuất – lý thuyết và phát minh để tăng cường lực đẩy đường sắt, với mỗi thành tựu đều đạt được thành tựu chiết trung. Giữa rất nhiều chiến lược kỳ lạ do Tiến sĩ Lyle Borst của Đại học Utah lên kế hoạch vào đầu thế kỷ 19, là tàu điện-hạt nhân.
Mặc dù ý nghĩa bảo vệ và an toàn rộng rãi của việc đưa một lò phản ứng hạt nhân nặng hai trăm tấn đi khắp đất nước với vận tốc lớn bị bỏ qua, nhưng chi phí mua uranium và sản xuất các lò phản ứng đầu máy để cung cấp năng lượng cho chúng đã nhanh chóng khiến các nhà khoa học và kỹ thuật nhận ra rằng ý tưởng này không thực tế. .
Nhiều ý tưởng khác nhau, tốt hơn và hợp lý hơn, như đầu máy điện-tua-bin khí đã thu hút được sức hút ở một số mức độ trong thời kỳ sau chiến tranh, nhưng động cơ diesel vẫn tiếp tục là bá chủ ngay cả bây giờ.
Từ 3 hệ thống truyền lực phổ biến cho sức mạnh, bộ truyền động được thử nghiệm sử dụng trên động cơ diesel – điện, cơ khí và thủy lực – đến nay, rõ ràng diesel-điện đã trở thành lý tưởng mới trên thế giới. Trong số ba hệ thống bao gồm điện, cơ khí và thủy lực, đầu máy diesel-điện – trong đó động cơ diesel chạy máy phát điện xoay chiều hoặc một chiều – cho đến nay đã cho thấy sự cải tiến nhiều nhất vào cuối thế kỷ 20 và mô tả tối đa động cơ diesel đầu máy đang được triển khai hiện nay.
Vào cuối thế kỷ 20, đầu máy diesel-điện đã tạo tiền đề cho các hệ thống đầu máy mới, đương đại, thừa nhận sự hoài nghi về môi trường bắt đầu xuất hiện và chinh phục các cuộc tranh luận về động cơ đường sắt cho đến nay. Ví dụ, vào năm 2017, các đoàn tàu hybrid đã thêm hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại (RESS) vào quy trình diesel-điện cho phép các đoàn tàu bao gồm nhiều đầu máy được lắp đặt theo cam kết Intercity Express của Vương quốc Anh để bắt đầu hoạt động.
Xu hướng của thế kỷ 21: Thủy khí và Khí tự nhiên hóa lỏng
Dầu diesel đã hỗ trợ sự phát triển của mạng lưới đường sắt trên toàn thế giới trong phần lớn thế kỷ 20.
Tuy nhiên, trong thế kỷ 21, những tác động tiêu cực đáng kể của hoạt động chạy tàu diesel đối với bầu khí quyển của chúng ta, đặc biệt là việc phát thải các khí nhà kính như CO2 và các khí thải độc hại như nitơ oxit (NOx), bụi và bồ hóng đã dẫn đến việc tăng cường màu xanh hơn kỹ thuật đầu máy. Một số ít trong số này đang hoạt động trong khi phần còn lại vẫn đang được lên kế hoạch.
Cuộc nổi dậy khí đá phiến, một nỗ lực không ngừng ở Mỹ bắt đầu lấy đà ở khắp mọi nơi trên toàn cầu, đã thúc giục sự giám sát đáng kể khi đề cập đến triển vọng khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) làm nhiên liệu đẩy đường sắt. Động cơ diesel được đánh giá cao hơn đáng kể so với LNG và LNG tạo ra ít phát thải carbon hơn ba mươi phần trăm và ít hơn bảy mươi phần trăm NOx, nó có thể chứng tỏ có lợi cả về mặt kinh tế và môi trường.
Nhiều nhà khai thác vận tải hàng hóa quan trọng bao gồm Đường sắt BNSF và Đường sắt Quốc gia Canada trong những năm gần đây đã thử nghiệm với các đầu máy LNG để làm cho sự thay đổi hợp lý. Các vấn đề về logic và quy định vẫn tiếp tục, nhưng nếu giá nhiên liệu vẫn ở mức cao, các vấn đề có thể sẽ được giải quyết.
Tuy nhiên, LNG có thể liên quan đến một số khấu trừ khí thải, nó liên kết ngành công nghiệp với nền kinh tế hydrocacbon sau khi các nhà khoa học đồng thuận cho rằng nền văn minh này bắt đầu chuyển đổi sang một tương lai hậu carbon ngay lập tức để ngăn chặn những biến đổi khí hậu nguy hiểm.
Đầu máy điều khiển từ xa bắt đầu tham gia phục vụ các hoạt động dịch chuyển, vào nửa sau của thế kỷ XX được điều chỉnh một chút thông qua một nhà điều hành bên ngoài đầu máy. Ưu điểm chính là 1 người vận hành có thể điều khiển việc xếp than, sỏi, ngũ cốc, vv lên xe. Một nhà điều hành tương tự có thể chạy tàu theo yêu cầu.
Hydrail , một khái niệm đầu máy hiện đại liên quan đến việc sử dụng pin nhiên liệu hydro bền vững thay vì động cơ chạy bằng dầu diesel, chỉ tạo ra hơi khi vận hành. Hydro có thể được tạo ra bằng các dẫn xuất năng lượng carbon thấp như hạt nhân và gió.
Xe chạy bằng thủy lực sử dụng năng lượng hóa học của hydro để đẩy, bằng cách đốt cháy hydro trong động cơ đốt trong bằng hydro hoặc bằng cách cho hydro phản ứng với oxy trong pin nhiên liệu để vận hành động cơ điện. Sử dụng rộng rãi hydro để cung cấp nhiên liệu cho giao thông đường sắt là một thành phần cơ bản của nền kinh tế hydro định hướng. Thuật ngữ này được sử dụng rộng rãi bởi các giáo sư nghiên cứu và thợ máy trên khắp thế giới.
Xe chạy bằng thủy lực thường là phương tiện lai có khả năng lưu trữ năng lượng tái tạo, như siêu tụ điện hoặc pin có thể được sử dụng để giảm lượng dự trữ hydro cần thiết, phanh tái tạo và nâng cao hiệu quả. Các ứng dụng thủy lực có khả năng bao gồm tất cả các loại cho vận tải đường sắt như đường sắt vận chuyển nhanh, đường sắt chở khách, đường sắt mỏ, đường sắt đi lại, đường sắt vận chuyển hàng hóa, đường sắt hạng nhẹ, xe điện, hệ thống đường sắt công nghiệp và các chuyến đi đường sắt độc đáo tại các bảo tàng và công viên.
Các cam kết về mô hình thủy lực đã được thực hiện thông qua một tổ chức nghiên cứu hiệu quả ở các quốc gia như Nhật Bản, Hoa Kỳ, Vương quốc Anh, Nam Phi và Đan Mạch, trong khi hòn đảo nhỏ Aruba của Hà Lan đang có ý định ra mắt đội tàu điện hydro đầu tiên trên toàn cầu cho Oranjestad, thủ phủ của đảo Aruba thuộc Hà Lan.
Stan Thompson, một nhà ủng hộ nền kinh tế hydro nổi tiếng cho biết, Hydrail có thể sẽ là công nghệ đẩy đường sắt tự hành hàng đầu hành tinh cho đến cuối thế kỷ 21, vì vậy nó có thể chứng minh cho phát minh công nghệ thông minh để cuối cùng đá các đầu máy xe lửa chạy bằng dầu diesel khỏi chỗ ngồi của nó.
Đầu máy - phân loại
Trước khi các đầu máy xe lửa bắt đầu hoạt động, lực tác dụng của đường sắt đã được tạo ra bằng các kỹ thuật công nghệ kém tiên tiến khác nhau như mã lực của con người, động cơ tĩnh hoặc trọng lực dẫn động hệ thống cáp. Đầu máy xe lửa có thể sản xuất năng lượng bằng nhiên liệu (gỗ, dầu mỏ, than đá, hoặc khí đốt tự nhiên), hoặc chúng có thể lấy nhiên liệu từ một nguồn điện bên ngoài. Hầu hết các nhà khoa học thường phân loại đầu máy xe lửa dựa trên nguồn năng lượng của chúng. Phổ biến nhất trong số đó bao gồm:
Động cơ hơi nước đầu máy
Đầu máy hơi nước sử dụng động cơ hơi nước với nguồn năng lượng chính. Hình thức phổ biến nhất của đầu máy hơi nước bao gồm một lò hơi để tạo ra hơi nước sử dụng cho động cơ. Nước trong lò hơi được làm ấm lên bằng cách đốt cháy các chất dễ cháy – gỗ, than hoặc dầu – để tạo ra hơi nước.
Hơi nước của động cơ làm chuyển động các piston chuyển động qua lại được gọi là ‘bánh xe dẫn động’ gắn liền với bánh xe chính của nó. Cả nước và nhiên liệu, trữ lượng nước được vận chuyển cùng với đầu máy, trong boongke và bể chứa hoặc trên đầu máy. Cấu hình này được gọi là “đầu máy xe tăng”. Richard Trevithick đã tạo ra đầu máy hơi nước hoạt động hoàn chỉnh chính vào năm 1802.
Đầu máy diesel và điện đương đại đáng giá hơn, và cần có một đội ngũ nhỏ hơn đáng kể để quản lý và bảo trì những đầu máy như vậy. Các số liệu về đường sắt của Anh cho thấy thực tế rằng chi phí cung cấp nhiên liệu cho một đầu máy hơi nước cao hơn gấp đôi so với chi phí hỗ trợ một đầu máy diesel tương đương; quãng đường hàng ngày mà họ có thể chạy cũng ít hơn.
Khi thế kỷ 20 kết thúc, bất kỳ đầu máy điện hơi nước nào vẫn chạy đường ray đều được coi là đường sắt của tổ tiên.
Đầu máy đốt trong
Động cơ đốt trong được sử dụng trong các đầu máy đốt trong, gắn với các bánh lái. Thông thường, chúng giữ cho động cơ tiếp tục ở một động lượng gần như ổn định cho dù tàu đang ở trạng thái tĩnh hay đang chạy. Đầu máy đốt trong được phân loại theo loại nhiên liệu và phân loại theo kiểu truyền động của chúng.
Đầu máy dầu hỏa
Dầu hỏa được sử dụng làm nguồn điện trong đầu máy xe lửa dầu hỏa. Xe lửa dầu đèn là đầu máy đốt trong đầu tiên trên toàn cầu, trước cả điện và dầu diesel. Phương tiện đường sắt chính được công nhận chạy bằng dầu hỏa do Gottlieb Daimler chế tạo vào năm 1887, nhưng phương tiện này không hẳn là một đầu máy vì nó được sử dụng để chở hàng hóa. Chuyến tàu dầu có đèn chiến thắng chính là “Lachesis”, được tạo ra bởi Richard Hornsby & Sons Ltd.
Đầu máy xăng
Xăng dầu được tiêu thụ làm nhiên liệu cho các đầu máy xăng. Đầu máy xăng-cơ là đầu máy xăng đầu tiên rất thành công về mặt kinh tế và được sản xuất vào đầu thế kỷ XX tại London cho Chợ Gia súc Deptford bởi Công ty Mô tô Maudslay. Đầu máy xăng-cơ là loại đầu máy xăng phổ biến nhất, sử dụng truyền động cơ khí dưới dạng hộp số để truyền sản lượng năng lượng của động cơ đến các bánh lái, giống như ô tô.
Điều này ngăn chặn sự cần thiết đối với hộp số với phương tiện biến đổi lực cơ học quay của động cơ thành năng lượng điện. Điều này có thể đạt được với một máy nổ và sau đó bằng cách cung cấp năng lượng cho các bánh xe của đầu máy với động cơ điện kéo nhiều tốc độ. Điều này khuyến khích việc tăng tốc tốt hơn, vì nó hạn chế yêu cầu thay đổi bánh răng mặc dù tốn kém hơn, nặng hơn và đôi khi nặng hơn so với truyền động cơ khí.
Dầu diesel
Động cơ diesel được triển khai để cung cấp nhiên liệu cho các đầu máy diesel. Trong thời kỳ trước đó của sự phát triển và tiến bộ của động cơ Diesel, nhiều khung truyền động đã được sử dụng với các mức độ hoàn thành khác nhau, trong đó truyền động điện là điểm nổi bật nhất trong số tất cả.
Đã có sự phát triển giữa tất cả các loại tàu diesel; phương pháp mà thông qua đó lực cơ học được truyền tới các bánh lái của đầu máy.
Khi thế giới đang tự chữa lành bằng tiền sau Thế chiến, nó đã làm như vậy bằng cách lựa chọn rộng rãi các đoàn tàu chạy bằng động cơ diesel ở các quốc gia khác nhau. Đầu máy diesel cho hiệu suất và tính linh hoạt cao, và được chứng minh là tốt hơn đầu máy hơi nước, cũng như cần chi phí bảo trì và vận hành ít hơn đáng kể. Động cơ diesel-thủy lực được khánh thành vào giữa thế kỷ 20, nhưng sau những năm 1970, hộp số diesel-điện đã được tiêu thụ ở mức độ cao hơn.
Việc truyền động cơ để phân tán năng lượng đến tất cả các bánh xe được sử dụng bởi đầu máy diesel-cơ. Loại truyền tải như vậy thường bị hạn chế đối với các đầu máy xe lửa tốc độ thấp, công suất thấp, xe lửa tự hành và nhiều đơn vị hạng nhẹ. Các đầu máy diesel ban đầu là động cơ diesel-cơ. Hầu hết các đầu máy diesel hiện nay là đầu máy diesel-điện.
Các yếu tố quan trọng nhất và tuyệt đối quan trọng của động cơ diesel-điện là động cơ diesel (còn gọi là động cơ chính), máy phát điện / máy phát-chỉnh lưu trung tâm, một hệ thống điều khiển bao gồm bộ điều khiển động cơ và các phần tử điện hoặc điện tử, động cơ kéo (nói chung với bốn hoặc sáu trục), bao gồm các bộ chỉnh lưu, thiết bị đóng cắt các phần tử khác, điều chỉnh hoặc thay đổi nguồn cung cấp điện cho động cơ kéo.
Trong trường hợp chung nhất, máy phát điện có thể được liên kết trực tiếp với động cơ chỉ bằng thiết bị đóng cắt cực kỳ đơn giản. Hầu hết máy phát điện trường hợp chỉ gắn với động cơ có thiết bị đóng cắt cực đại.
Đầu máy Diesel chạy bằng truyền động thuỷ lực được gọi là đầu máy Diesel thuỷ lực. Trong cấu hình này, chúng sử dụng nhiều hơn một bộ biến mô, trong hỗn hợp với các bánh răng, với bộ truyền động cơ khí cuối cùng để phân phối sức mạnh từ động cơ diesel đến các bánh xe.
Người sử dụng lớn trên toàn cầu của hộp số thủy lực dòng chính là Cộng hòa Liên bang Đức.
Đầu máy tuabin khí là đầu máy sử dụng động cơ đốt trong có tuabin khí. Việc truyền năng lượng được yêu cầu bởi động cơ để tạo đòn bẩy cho các bánh xe và do đó phải được phép tiếp tục chạy khi động cơ tạm dừng.
Những đầu máy này sử dụng bộ truyền động tự điều chỉnh để cung cấp năng lượng sản xuất từ tua-bin khí cho các bánh xe.
Tua bin khí mang lại những lợi ích nhất định so với động cơ piston. Những đầu máy xe lửa này có các bộ phận chuyển động hạn chế, làm giảm yêu cầu về dầu mỡ bôi trơn. Nó làm giảm chi phí bảo trì và tỷ lệ công suất trên trọng lượng lớn hơn đáng kể. Một động cơ xi lanh rắn tương tự lớn hơn một tuabin có năng suất lực nhất định, giúp cho đoàn tàu có lợi nhuận và hiệu quả vượt trội mà không quá lớn.
Hiệu suất và công suất của tuabin đều giảm theo tốc độ quay. Điều này làm cho khung đầu máy tuabin khí hỗ trợ hầu hết cho các ổ đĩa khoảng cách đáng kể và các ổ đĩa nhanh. Các vấn đề khác với đầu máy điện-tuabin khí liên quan đến độ ồn cực lớn và tạo ra những tiếng động đặc biệt.
Đầu máy điện
Tàu chạy hoàn toàn bằng điện được gọi là tàu điện. Nó được sử dụng để di chuyển các đoàn tàu với một dây dẫn không ngừng hoạt động dọc theo đường ray có thể chiếm một trong những điều này: pin dễ tiếp cận; đường ray thứ ba leo ở ngang bằng đường ray, hoặc đường dây trên cao, được nối từ các cột hoặc tháp nhọn dọc theo các mái nhà của đường ray hoặc lối đi.
Cả hai hệ thống đường ray thứ ba và dây dẫn trên cao thường sử dụng đường ray chạy làm dây dẫn truy xuất nhưng một số cấu trúc sử dụng đường ray thứ tư riêng biệt cho mục tiêu này. Loại nguồn được sử dụng là dòng điện xoay chiều (AC) hoặc dòng điện một chiều (DC).
Phân tích dữ liệu cho thấy rằng tỷ lệ thấp thường được tìm thấy trên động cơ chở khách, trong khi tỷ lệ cao là phổ biến đối với các đơn vị vận chuyển hàng hóa.
Điện thường được sản xuất trong các trạm phát điện khá lớn và năng suất, được phổ biến cho các đoàn tàu và phân phối cho hệ thống đường sắt. Chỉ một số tuyến đường sắt điện đã cam kết có kho sản xuất và đường dây tải điện nhưng có thể tiếp cận tối đa nguồn điện mua từ các nhà máy phát điện. Đường sắt thường trang bị đường dây phân phối, máy biến áp và thiết bị chuyển mạch.
Đầu máy diesel thường có giá cao hơn 20% so với đầu máy điện; chi phí ăn uống cao hơn hai mươi lăm đến ba mươi phần trăm và lên đến năm mươi phần trăm nhiều hơn để hoạt động.
Đầu máy điện xoay chiều
Các đầu máy diesel-điện được trang bị một “động cơ chính” diesel mạnh, tạo ra dòng điện để sử dụng trên các động cơ điện kéo theo đúng nghĩa đen quay quanh trục của đoàn tàu. Ngân hàng trên cách bố trí của đầu máy, nó có thể tạo ra Dòng điện xoay chiều hoặc Dòng điện một chiều bằng cách sử dụng máy phát điện chạy bằng động cơ diesel.
Charles Brown đã chế tạo đầu máy điện xoay chiều thực dụng ban đầu, sau đó được thử nghiệm cho Oerlikon, Zürich. Charles đã minh họa việc truyền tải điện đường dài, giữa một nhà máy thủy điện, sử dụng nguồn điện xoay chiều ba pha, vào năm 1981.
Đầu máy xe lửa AC đương đại quản lý để duy trì lực kéo tốt hơn và cung cấp đủ chất kết dính cho đường ray hơn so với các loại và mô hình trước đó. Tàu điện diesel chạy bằng dòng điện xoay chiều thường được sử dụng để vận chuyển tải trọng lớn. Tuy nhiên, tàu điện diesel chạy bằng dòng điện một chiều vẫn rất nổi bật vì chúng khá rẻ để xây dựng.
Đường sắt của Ý là những người tiên phong trên toàn thế giới trong việc cung cấp sức kéo điện cho toàn bộ đoạn đường chính thay vì chỉ một đoạn ngắn.
Đầu máy điện ắc quy
Đầu máy được sạc bằng pin trên tàu được gọi là đầu máy chạy bằng pin-điện; một loại ô tô chạy bằng pin-điện.
Những đầu máy xe lửa này được sử dụng khi đầu máy điện hoặc diesel truyền thống sẽ không hiệu quả. Ví dụ, khi nguồn điện không có sẵn, các đường ray bảo dưỡng trên các đường dây điện khí hóa phải sử dụng đầu máy chạy pin. Bạn có thể sử dụng đầu máy chạy pin-điện trong các tòa nhà công nghiệp nơi đầu máy chạy bằng đầu máy (tức là đầu máy chạy bằng dầu diesel hoặc hơi nước) có thể dẫn đến sự cố an toàn do các nguy cơ hỏa hoạn, phun trào hoặc bốc hơi trong khu vực kín.
Đầu máy điện chạy pin có tải trọng 85 tấn và được sử dụng trên dây xe đẩy 750 volt trên cao với phạm vi bổ sung đáng kể khi hoạt động bằng súng cối. Công nghệ pin niken-sắt (Edison) đã được đầu máy xe lửa sử dụng để cung cấp dịch vụ trong nhiều thập kỷ. Công nghệ pin niken-sắt (Edison) đã được thay thế bằng pin axit-chì, và các đầu máy xe lửa đã được rút khỏi hoạt động ngay sau đó. Tất cả bốn đầu máy xe lửa đã được trao cho các bảo tàng, ngoại trừ một đầu máy đã bị loại bỏ.
London Underground chạy định kỳ các đầu máy chạy bằng pin-điện cho các nhiệm vụ bảo trì chung.
Sự phát triển của dịch vụ tốc độ rất cao đã dẫn đến nhiều điện khí hóa hơn vào những năm 1960.
Điện khí hóa đường sắt liên tục tăng cao trong vài năm qua, và ngày nay, đường ray điện khí hóa gần như chiếm hơn 75% tổng số đường ray trên toàn thế giới.
Khi so sánh đường sắt điện với động cơ diesel, người ta nhận thấy rằng đường sắt điện mang lại hiệu quả năng lượng tốt hơn, ít phát thải hơn và giảm chi phí vận hành. Chúng cũng thường im lặng, mạnh mẽ hơn, phản ứng nhanh hơn và đáng tin cậy hơn so với động cơ diesel.
Chúng không có khí thải cấp tỉnh, một lợi ích đáng kể trong tàu điện ngầm và các khu vực thành phố.
Động cơ hybrid-diesel có thể sử dụng hơi nước được tạo ra từ dầu diesel hoặc nồi hơi để làm đòn bẩy cho động cơ piston.
Các locos hơi nước cần bảo trì cao hơn đáng kể so với loco chạy bằng dầu diesel, cần ít nhân viên hơn để duy trì đội xe hoạt động. Ngay cả những thiết bị định vị hơi có triển vọng nhất cũng dành trung bình từ hai đến sáu ngày mỗi tháng trong nhà để xe để bảo dưỡng thường xuyên cơ bản và phục hồi hoạt động.
Việc phục hồi hàng loạt diễn ra thường xuyên, nhiều lần liên quan đến việc loại bỏ lò hơi khỏi khung để phục hồi lớn. Nhưng một loco động cơ diesel bình thường chỉ cần bảy đến mười một giờ bảo trì và điều chỉnh mỗi tháng; nó có thể hoạt động trong vài năm sau khi sửa chữa quan trọng. Loco Diesel không gây ô nhiễm môi trường không giống như tàu chạy bằng hơi nước; các đơn vị hiện đại tạo ra lượng khí thải thấp.
Pin nhiên liệu điện loco
Một số nhà sản xuất đường sắt và đầu máy đã đánh giá triển vọng triển khai đầu máy pin nhiên liệu trong vòng 15–30 năm tới.
Tàu khai thác có điều khiển 3,6 tấn, 17 kW, vào năm 2002 đã được trình diễn. Nó nhỏ hơn bình thường bằng thủy lực ở Cao Hùng, Đài Loan và được đưa vào sử dụng vào năm 2007. Rail-power GG20B là một mô tả nữa của tàu điện chạy bằng pin nhiên liệu.
Sự thay đổi về môi trường đang diễn ra nhanh chóng và đã đến lúc hạn chế lượng khí thải carbon từ giao thông vận tải — ngay lập tức.
Báo cáo, một nghiên cứu về ‘Sử dụng pin nhiên liệu và hydro trong môi trường đường sắt’, suy luận rằng các chuyến tàu chạy bằng pin nhiên liệu sẽ đóng một phần quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế không phát thải. Trên thực tế, báo cáo nêu rõ, vào năm 2030, nhiều phương tiện tàu hỏa được mua gần đây ở châu Âu có thể chạy bằng hydro.
Các đoàn tàu chạy bằng năng lượng hydro được ổn định để phá vỡ ngành công nghiệp đường sắt như một lựa chọn không phát thải, tiết kiệm chi phí, hiệu suất cao so với động cơ diesel.
Một nghiên cứu gần đây cho thấy các đoàn tàu chạy bằng hydro có tiềm năng thương mại thực tế – nhưng cần phải thực hiện nhiều lao động hơn để thử nghiệm và tăng cường tính sẵn có của sản phẩm cho các yêu cầu vận chuyển hàng hóa đường chính và shunter.
Thị phần của các đoàn tàu chạy bằng pin nhiên liệu hydro có thể tăng lên tới 41% vào năm 2030 ở châu Âu, do có những điều kiện lạc quan cho sự phát triển và thăng tiến của thị trường. Ballard đang thống trị ngành công nghiệp trong việc tạo ra các giải pháp đường sắt rõ ràng.
Ưu điểm của đầu máy điện pin nhiên liệu:
- Mức độ lai linh hoạt
Xây dựng bố cục tổng hợp của pin và đường ray pin nhiên liệu là rất quan trọng để nâng cao phạm vi và hiệu suất.
- Xe lửa pin nhiên liệu tổng hợp
Nó có thể đối phó với trọng lượng 5.000 tấn và có thể di chuyển với tốc độ khoảng 180 km / h, hoàn thành một đoạn đường dài khoảng 700 km.
Các loại thích ứng được thực hiện bằng cách thay đổi tỷ lệ pin nhiên liệu so với pin.
- Tiếp nhiên liệu nhanh chóng, ít thời gian chết
Các toa tàu chạy bằng năng lượng hydro được tiếp nhiên liệu trong vòng chưa đầy 20 phút và có thể chạy trong hơn 18 giờ mà không cần tiếp nhiên liệu lại.
- Không có giới hạn chức năng của cấu hình 100% pin
Các đoàn tàu chạy bằng pin có những thiếu sót đáng kể, bao gồm phạm vi hoạt động nhỏ hơn và thời gian ngừng hoạt động cao hơn cần thiết để khôi phục pin. Do đó, chúng chỉ phù hợp với các đoạn và tuyến đường cụ thể, điều này hạn chế đáng kể các nhà điều hành đường sắt.
Các đoàn tàu chạy bằng pin nhiên liệu có thể hoạt động hiệu quả trên nhiều tuyến đường rộng hơn mà hầu như không có thời gian chết. Các chuyến tàu chạy bằng pin nhiên liệu mang lại hiệu quả kinh tế cao nhất khi được sử dụng trên các tuyến đường dài hơn không điện khí hóa trên 100 km.
- Chi phí hoạt động tích lũy ít hơn
Cơ sở hạ tầng dây chuyền cho 100% tàu điện không chỉ tốn kém chi phí thiết lập (1-2 triệu đô la mỗi km), mà còn có thể tốn kém để điều tiết và duy trì.
Mặt khác, tàu chạy hydro có tổng chi phí vận hành hứa hẹn ít hơn.
Một phân tích của TCO cho thấy rằng các đoàn tàu chạy bằng hydro là lựa chọn ít tốn kém nhất liên quan đến cả quá trình điện khí hóa bằng động cơ diesel và dây xích khi:
Giá dầu diesel vượt 1,35 EUR / lít.
Giá điện thấp hơn 50 EUR / MWh.
- Hiệu suất cực cao
Chúng có khả năng thích ứng và linh hoạt như đầu máy xe lửa diesel với phạm vi hoạt động tương tự. Họ có thể chịu đựng những điều kiện cần thiết của vận tải đường sắt cũng như khi động cơ diesel sẽ bị loại bỏ dần.
Một đầu máy xe lửa lai
sử dụng hệ thống lưu trữ năng lượng có thể sạc lại trên tàu (RESS), được đặt giữa nguồn điện (thường là động cơ chính của động cơ diesel) và hệ thống truyền lực kéo gắn với các bánh xe quay. Ngoại trừ ắc quy dự trữ, các đầu máy diesel tối đa là động cơ diesel-điện, chúng có tất cả các yếu tố của hệ truyền động hỗn hợp nối tiếp, khiến điều này trở thành một khả năng khá đơn giản.
Có nhiều loại đầu máy lai tạo hoặc đầu máy chế độ kép sử dụng nhiều hơn hai loại động cơ. Đầu máy điện diesel là loại hybrid nổi bật nhất, được cung cấp nhiên liệu bằng điện hoặc động cơ diesel trên tàu. Đầu máy xe lửa hybrid được sử dụng để cung cấp các chuyến đi liên tục dọc theo những con đường chỉ được điện khí hóa một phần. Một số đại diện của loại này là Bombardier ALP-45DP và EMD FL9.
Sự thật thú vị về đầu máy!
- Tuyến đường xe lửa trực tiếp dài nhất được tìm thấy ở Moscow.
- Các loại đầu máy khác nhau có thể chạy bằng nhiều loại nguồn khác nhau: – điện, diesel, hơi nước.
- Tàu cao tốc ngày nay có thể chạy với tốc độ tối đa 300 dặm / giờ.
- WAG-9 là đầu máy chở hàng mạnh nhất của Đường sắt Ấn Độ với công suất 6120 mã lực và tốc độ tối đa 120 km / h.
- Đầu máy bay từ trường hiện là nhanh nhất thế giới.
- New York giữ kỷ lục là nơi có số lượng hành khách nhiều nhất trong một nhà ga.
- Úc có con đường thẳng nhất trên thế giới.
- Australia cũng giữ kỷ lục có đầu máy nặng nhất.
- Chittaranjan Locomotive Works (CLW) thuộc sở hữu nhà nước đã ban tặng cho Đường sắt Ấn Độ động cơ nhanh nhất từ trước đến nay. WAP 5 đã được thay đổi, vẫn chưa có tiêu đề, được dự đoán sẽ di chuyển với tốc độ 200 dặm / giờ.
- Cách đây 70 năm, một kỷ lục thế giới, vẫn chưa được ghép nối, đã được thực hiện bởi một động cơ hơi nước có tên Mallard. Chỉ trong hai phút, đầu máy lao ầm ầm với tốc độ 126 dặm một giờ trên một đoạn đường ray, phía nam Grantham.
- Đầu máy Union Pacific được gọi là “Big Boy” 4014 là đầu máy lớn nhất từng được chế tạo. Nó biến thành Nam California sau một chương trình trùng tu lớn.
- Quốc gia duy nhất trên thế giới không có đường sắt là Iceland. Mặc dù có rất ít hệ thống đường sắt ở Iceland, quốc gia này chưa bao giờ có một mạng lưới đường sắt chung.
- Đầu máy diesel có thể chạy hàng trăm dặm một giờ.
- Vào ngày 21 tháng 6 năm 2001, kỷ lục về chuyến tàu dài nhất từng được kéo được thiết lập, ở Tây Úc giữa Port Hedland và Newman, chiều dài 275 km và đoàn tàu bao gồm 682 toa xe chở quặng sắt và 8 đầu máy GE AC6000 và di chuyển 82.262 tấn quặng, tổng trọng lượng gần 100.000 tấn
- Vào mùa hè năm 1912, đầu máy xe lửa chạy bằng động cơ diesel đầu tiên của hành tinh đã được vận hành trên tuyến đường sắt sừng sững Winterthur – Roman ở Thụy Sĩ. Năm 1913, trong quá trình chạy thử nghiệm bổ sung, nhiều vấn đề đã được phát hiện.
- AC6000CW trên toàn cầu là một trong những đầu máy diesel mạnh và quan trọng nhất có một động cơ duy nhất.
- Đầu máy mạnh nhất của Đường sắt Ấn Độ, WAG12B đã được lắp ráp và tham gia vào mạng lưới Đường sắt Ấn Độ. WAG12B được trang bị 12000 HP và được phát triển với sự hợp tác của công ty Alstom của Pháp.
- Có khoảng 12.147 đầu máy ở Ấn Độ.
- Đầu máy xe lửa đầu tiên của thế giới có tốc độ 10 km / h.
- Công ty đường sắt vận tải hàng hóa cấp một của Hoa Kỳ là BNSF Railway sản xuất hơn 23,5 tỷ đô la Mỹ thu nhập từ hoạt động trong năm 2019. Tuyến đường sắt tập trung vận chuyển các sản phẩm hàng hóa như công nghiệp, than đá, hàng hóa hoặc nông sản.
- Đường sắt dài nhất và là một trong những tuyến đường sắt có nhiều người sử dụng nhất trên thế giới là Tuyến đường sắt xuyên Siberia (tuyến Moscow-Vladivostok), trải dài 9.289 km.
Nguyên lý làm việc của đầu máy
Đầu máy (thường được gọi là “đầu máy”) là trung tâm và bản chất của mạng lưới Đường sắt. Chúng mang lại sức sống cho các toa tàu và toa tàu, vốn là những khối kim loại vô hồn, bằng cách biến chúng thành xe lửa. Đầu máy hoạt động được thiết lập trên một nguyên lý rất dễ dàng.
Dù là động cơ điện hay diesel, đầu máy xe lửa thực sự được “chạy” bởi một loạt các động cơ cảm ứng điện xoay chiều được gọi là động cơ kéo gắn chặt vào trục của chúng. Những động cơ này cần điện để hoạt động, và nguồn cung cấp năng lượng này là thứ phân biệt giữa đầu máy điện và đầu máy diesel.
Động cơ đầu máy kéo là gì?
Động cơ kéo là động cơ điện lớn hơn, được điêu khắc, tăng cường, phiên bản phức tạp hơn và quan trọng hơn của động cơ điện cảm ứng truyền thống được thấy trong các bộ máy bơm, quạt điện, v.v. Điện năng do nguồn tạo ra cuối cùng được cung cấp cho các động cơ kéo, động cơ này hoạt động và làm quay các bánh xe của đầu máy.
Ngoài sản lượng năng lượng của động cơ, hoạt động của đầu máy còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác như tốc độ tối đa, lực kéo, tỷ số truyền, hệ số bám dính, trọng lượng của đầu máy, tải trọng trục, v.v. Họ xác định loại hỗ trợ và chức năng mà đầu máy sẽ được sử dụng, cho dù để chở hành khách, hàng hóa hay cả hai. Điều này có thể áp dụng cho cả đầu máy điện và đầu máy diesel.
Ngày nay, tất cả các đầu máy xe lửa đều được điều chỉnh bằng bộ vi xử lý cho phép chúng hoạt động một cách bài bản và hiệu quả. Các máy tính này thường xuyên thu thập, biên dịch và đánh giá thông tin để tính toán công suất tối ưu cần thiết cho mỗi trục của đầu máy cho hiệu suất đỉnh cao của nó theo khối lượng, tốc độ, cấp độ, các khía cạnh bám dính, v.v.
Sau đó, chúng cung cấp lượng công suất thích hợp cho các động cơ kéo tương ứng. Tăng cường điều này là tất cả các chức năng hỗ trợ của đầu máy như bộ tản nhiệt, ống xả, pin, thiết bị phanh và chà nhám, điện trở phanh động, hệ thống làm mát hệ thống treo tiên tiến, v.v.
Đầu máy Diesel thực chất là những máy phát điện tự hành khổng lồ. “Đầu máy Diesel” là một phương tiện đường sắt tự cung cấp năng lượng chạy dọc theo đường ray và đẩy hoặc kéo một đoàn tàu gắn liền với nó bằng cách sử dụng một động cơ đốt trong lớn chạy bằng nhiên liệu Diesel làm động cơ chính hoặc nguồn cung cấp năng lượng cơ bản.
Mặc dù không giống như các phương tiện thông thường, đầu máy diesel hiện đại không có mối quan hệ cơ học rõ ràng giữa bánh xe và động cơ, do đó năng lượng do động cơ tạo ra không thực sự làm quay các bánh xe. Mục tiêu của động cơ diesel không phải để di chuyển đoàn tàu mà là biến đổi một máy phát điện / máy phát điện lớn tạo ra dòng điện (ban đầu là Dòng điện một chiều, hiện nay là Dòng điện xoay chiều), được đưa qua một bộ chỉnh lưu để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều nếu cần. Sau đó, nó được phổ biến cho các động cơ kéo, có thể tạo ra thêm mô-men xoắn (quay) thực tế để lăn các bánh xe của đầu máy.
Như vậy, vai trò của động cơ diesel chỉ đơn thuần là sản xuất điện năng cho động cơ kéo và các công cụ phụ trợ như máy thổi, máy nén, v.v.
Các đầu máy diesel tối đa của Ấn Độ có ba cặp động cơ kéo, một cặp cho mỗi trục ngoại trừ chiếc WDP4 chỉ có hai cặp động cơ kéo cho ba cặp trục. Động cơ của Đường sắt Ấn Độ có 16 xi lanh xếp theo kiểu V (V16) ngoại trừ một số loại có công suất thấp hơn bao gồm WDG5 có động cơ V20 và WDM2 chỉ có 12 xi lanh.
Không giống như giả định thông thường, đầu máy diesel là công nghệ hiện đại hơn nhiều (1938) tương ứng với điện (1881). Do đó, đầu máy điện hoạt động giống như đầu máy diesel. Sẽ không sai khi nói rằng đầu máy diesel hoạt động bằng điện, đó là lý do tại sao các đầu máy sử dụng sơ đồ hoạt động này được gọi là “Diesel-Electric”, bao gồm tất cả các đầu máy diesel chính ở Ấn Độ.
Trong thời gian trước đó, có những đầu máy xe lửa có động cơ diesel trực tiếp lái các bánh xe thông qua một loạt các bánh răng giống như các phương tiện được gọi là đầu máy Diesel-Thủy lực. Nhưng, chúng không chỉ cực kỳ phức tạp mà còn kém hiệu quả và có vấn đề và bị thay thế bởi các động cơ đầu máy Diesel-Electric.
“Truyền động” cho đầu máy, có nghĩa là quy trình hoặc loại điện được truyền từ động cơ đến động cơ kéo. Một số đầu máy trước đó có truyền động một chiều (Dòng điện một chiều), nhưng tất cả các kiểu máy hiện đại đều có truyền điện xoay chiều và tất cả các quy trình trong đầu máy được điều chỉnh bởi máy tính.
Đầu máy diesel là một thiết bị khá phức tạp và tinh tế. Đầu máy diesel có khả năng tự hành cực kỳ cao, rất dễ thích nghi, có thể chạy mọi lúc mọi nơi miễn là chúng có đủ nhiên liệu trong thùng. Một máy phát điện trên bánh xe tạo ra điện để tự lái!
Đầu máy diesel-thủy lực hoạt động như thế nào?
Đầu máy diesel-thủy lực khá hiếm so với diesel-điện nhưng lại rất phổ biến ở Đức. Về nguyên tắc, nó tương tự như nhiều loại đầu máy diesel-cơ, trong đó truyền động của động cơ được truyền bằng các trục truyền động và bánh răng tới mỗi trục được cấp điện.
Điểm khác biệt là thay vì một bộ truyền với nhiều tỷ số cố định, một bộ biến mô chuyên dụng được sử dụng. Điều này làm tăng mô-men xoắn theo cấp số nhân như một hàm của tỷ lệ trượt giữa trục đầu vào và đầu ra theo cách tương tự như trên xe ô tô có hộp số tự động. Sẽ có một hộp số tiến / lùi để đầu máy có thể chạy theo cả hai chiều, còn nếu không thì không cần sang số nào khác.
Lợi ích chính, đặc biệt là trong những ngày đầu của động cơ diesel, là một lợi ích thực dụng. Không có mạng điện cao áp để truyền công suất từ động cơ đến trục xe, và trong quá trình chuyển giao từ hơi nước sang diesel, các công ty có một số lượng lớn kỹ thuật viên cơ khí lành nghề và chuyên nghiệp, nhưng rất ít người có kiến thức và chuyên môn về điện HV.
Điều này làm cho việc duy trì động cơ diesel-thủy lực trở nên kinh tế và tiết kiệm. Về mặt lý thuyết, bộ truyền động cơ học cũng có thể hiệu quả hơn là chuyển đổi thành năng lượng điện và quay trở lại.
Bất lợi hơn là ở các bộ phận chuyển động vì công suất phải được truyền bằng cơ học đến từng trục dẫn động – diesel-điện, nơi nó có thể chỉ có một động cơ trên mỗi trục dẫn động trực tiếp và hiệu quả hơn.
Ngày nay, với những cải tiến và tiến bộ trong động cơ và thiết bị điện nâng cao hiệu suất của động cơ diesel-điện, cùng với số lượng lớn hơn các kỹ thuật viên điện, động cơ diesel-thủy lực là một con thú không phổ biến.
Đầu máy điện hoạt động như thế nào?
“Đầu máy điện” là phương tiện giao thông đường sắt sử dụng năng lượng điện lấy từ nguồn bên ngoài để di chuyển dọc theo đường ray và kéo hoặc đẩy một đoàn tàu gắn chặt vào nó. Điện này nói chung là từ đường sắt thứ ba hoặc các dây cáp trên cao.
Cho dù đó là toa độc lập hay toa điện của bộ xe lửa EMU, tất cả các Đầu máy điện đều hoạt động trên học thuyết duy nhất về dòng điện từ các nguồn khác nhau và sau đó sau khi thay đổi đầy đủ để cung cấp cho các động cơ lực kéo làm quay các bánh xe.
Việc “sửa đổi” công suất điện này nhằm cung cấp đòn bẩy tốt nhất cho động cơ để hoạt động hoàn hảo trong các hoàn cảnh và tải trọng khác nhau, bao gồm một quá trình chuyển đổi, chuyển đổi, điện áp, làm mịn và chuyển đổi dòng điện sang các cường độ khác nhau của tần số, sử dụng bộ chỉnh lưu / thyristor, bộ biến áp phân đoạn, máy nén, tụ điện, bộ nghịch lưu và các thành phần khác, nằm trong thân đầu máy.
Đó là quy trình “sửa đổi” hoặc thích ứng mà công nghệ đầu máy điện xoay quanh. Người ta có thể nói rằng động cơ kéo là ‘động cơ’ thực sự của đầu máy điện vì đầu máy điện không có ‘động cơ’ chính hoặc động cơ chính vẽ song song với động cơ diesel.
Có hai cách phân loại đầu máy điện:
- Một là dựa trên loại dòng điện mà họ rút ra từ các đường (sức kéo): AC (Dòng điện xoay chiều) hoặc DC (Dòng điện một chiều)
- Loại còn lại được định nghĩa theo loại động cơ kéo mà chúng sử dụng (truyền động): Loại có động cơ kéo 3 pha Dòng điện xoay chiều (AC) hoặc loại có động cơ kéo Dòng điện Một chiều (DC). Cả động cơ DC và AC đều có thể hoạt động trên cả lực kéo DC và AC. Mục đích chính của tất cả các thiết bị được trang bị trong đầu máy xe lửa là biến đổi nguồn điện nhận và làm cho nó phù hợp với động cơ kéo.
Công trình Đầu máy Diesel (Varanasi)
Banaras Locomotive Works (BLW) là một đơn vị sản xuất của Đường sắt Ấn Độ. Banaras Locomotive Works (BLW) đã ngừng sản xuất đầu máy diesel vào tháng 3 năm 2019 và được đổi tên thành BLW vào tháng 10 năm 2020.
Được thành lập vào đầu những năm 1960 với tên gọi DLW, nó đã khởi động đầu máy xe lửa đầu tiên của mình vào ngày 3 tháng 1 năm 1964, ba năm sau khi ra mắt. Banaras Locomotive Works (BLW) sản xuất đầu máy xe lửa là những mô hình có nguồn gốc từ thiết kế ALCO thực tế có từ những năm 1960 và thiết kế GM EMD của những năm 1990.
Vào tháng 7 năm 2006, DLW đã thuê ngoài các giao dịch của một số đầu máy xe lửa cho Xưởng Parel, Đường sắt Trung tâm, Mumbai. Năm 2016, nó đã giành được danh hiệu “Lá chắn đơn vị sản xuất xuất sắc nhất 2015-16”. Giai đoạn đầu tiên của cam kết phát triển của BLW đã được bắt đầu vào năm 2016.
Năm 2017, nó một lần nữa đạt được “Lá chắn đơn vị sản xuất tốt nhất 2016-17” năm thứ 2 liên tiếp. Năm 2018, nó đã đạt được “Lá chắn đơn vị sản xuất tốt nhất 2017-18” của Đường sắt Ấn Độ năm thứ 3 liên tục. Trong cùng năm, nó đã cải tạo thành công hai động cơ diesel ALCO WDG3A cũ thành một động cơ điện WAGC3, chiếc xe đầu tiên trên toàn cầu.
Diesel Locomotive Works (DLW) là nhà sản xuất đầu máy diesel-điện lớn nhất ở Ấn Độ. Vào năm 2020, nó đã hình thành đầu máy xe lửa hai chế độ đầu tiên của quốc gia, WDAP-5. BLW ngày nay chủ yếu sản xuất đầu máy điện WAP-7 & WAG.
Ngoài ra, Đường sắt Ấn Độ, BLW định kỳ vận chuyển đầu máy đến nhiều vùng lãnh thổ khác nhau như Mali, Sri Lanka, Senegal, Việt Nam, Bangladesh, Nepal, Tanzania và Angola, cũng như một số nhà sản xuất ở Ấn Độ, chẳng hạn như nhà máy thép, cảng điện lớn và đường sắt tư nhân.
Ưu điểm của đầu máy Diesel so với đầu máy hơi nước
- Chúng có thể được điều hành một cách an toàn bởi một người, làm cho chúng thích hợp cho các nhiệm vụ chuyển đổi và di chuyển trong bãi. Bầu không khí làm việc êm ái hơn, hoàn toàn không thấm nước, không có bụi bẩn và lửa, và hấp dẫn hơn nhiều, đó là một phần không thể tránh khỏi của dịch vụ đầu máy hơi nước.
- Đầu máy diesel có thể được chạy nhiều lần với một tổ lái vận hành nhiều đầu máy trong một đoàn tàu – điều không khả thi với đầu máy hơi nước.
- Vì động cơ diesel có thể được bật và tắt ngay lập tức, nên sẽ không có sự lãng phí nhiên liệu nào có thể xảy ra nếu động cơ ở chế độ không tải để tiết kiệm thời gian.
- Động cơ diesel có thể không được giám sát trong nhiều giờ hoặc thậm chí nhiều ngày, vì hầu như bất kỳ động cơ diesel nào được sử dụng trong đầu máy xe lửa đều có hệ thống tự động ngắt động cơ nếu có sự cố.
- Động cơ diesel hiện đại được chế tạo để cho phép tháo các cụm điều khiển trong khi vẫn giữ lại khối chính trong đầu máy. Điều này làm giảm đáng kể thời gian đầu máy ngừng hoạt động tạo ra doanh thu trong khi cần bảo trì.
Điều kiện tiên quyết để được lấp đầy bởi một đầu máy diesel lý tưởng là:
- Đầu máy diesel phải có thể tạo ra một lượng lớn mô-men xoắn lên trục để kéo tải nặng hơn.
- Nó sẽ có thể bao phủ một phạm vi tốc độ rất rộng, và
- Nó phải có khả năng chạy dễ dàng theo cả hai hướng.
- Người ta lắp thêm một thiết bị trung gian giữa các bánh xe của đầu máy và động cơ điêzen để thỏa mãn các yêu cầu vận hành trên của đầu máy.
Nhược điểm đầu máy diesel
Cho dù đầu máy xe lửa động cơ diesel phổ biến ở khắp nơi như thế nào, động cơ diesel có những nhược điểm sau:
- Nó không thể tự bắt đầu.
- Nó phải được quay ở một tốc độ nhất định, được gọi là tốc độ bắt đầu, để khởi động động cơ.
- Không thể chạy động cơ ở bất kỳ tốc độ nào thấp hơn tốc độ tới hạn thấp hơn, được cho là 40% tốc độ định mức trên cơ sở thông thường. Định nghĩa của tốc độ này yêu cầu khi không có khí thải thoát ra hoặc gây ra rung động.
- Động cơ không thể hoạt động trên một giới hạn tốc độ bất thường được gọi là tốc độ tới hạn cao. Nó được cho là khoảng 115% tốc độ định mức. Định nghĩa của tốc độ này bao gồm tốc độ mà động cơ không thể hoạt động mà không tự hư hỏng do tải nhiệt và các lực ly tâm khác.
- Bất kể vòng tua của nó là bao nhiêu, nó là một động cơ có mô-men xoắn không đổi cho một môi trường nhiên liệu cụ thể. Chỉ ở tốc độ định mức và cài đặt nhiên liệu, nó mới có thể phát triển công suất định mức.
- Nó là một chiều.
- Động cơ phải được ngắt để điều khiển ly hợp, hoặc một cơ chế riêng phải được thêm vào.
Với tất cả những hạn chế được liệt kê ở trên, hộp số phải chấp nhận bất cứ điều gì động cơ diesel cung cấp và có thể cung cấp các trục theo cách mà đầu máy đáp ứng các yêu cầu.
Bất kỳ đường truyền nào cũng phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Nó phải chuyển tiếp đến các bánh xe nguồn điện từ động cơ diesel.
- Nó phải có một điều khoản để nối và ngắt động cơ khỏi các trục để đầu máy khởi động và dừng lại.
- Nó phải bao gồm một cơ cấu để đảo ngược hướng chuyển động của đầu máy.
- Vì tốc độ trục thường rất thấp so với tốc độ của trục khuỷu của động cơ diesel nên nó phải giảm tốc độ vĩnh viễn.
- Lúc đầu, nó phải có một nhân mô-men xoắn cao, sẽ giảm dần khi xe tăng tốc và ngược lại.
Các yêu cầu của lực kéo
- Để khởi động trơn tru và không bị giật, lực kéo yêu cầu mô-men xoắn cao ở tốc độ bằng không.
- Mô-men xoắn phải giảm nhanh, đồng đều và tốc độ phải tăng với gia tốc cao khi tàu khởi động.
- Tùy thuộc vào điều kiện đường xá, tốc độ và đặc tính công suất có thể điều chỉnh tự động & thống nhất để đảm bảo truyền lực không bị giật.
- Với đặc tính tốc độ và mômen bằng nhau, nên truyền lực có thể đảo chiều, đảo chiều đơn giản theo cả hai chiều.
- Bất cứ khi nào cần, nên có một dự phòng ngắt nguồn.
Sử dụng lý tưởng bộ truyền động đầu máy diesel
Việc truyền động cơ phải có khả năng tăng mômen và giảm tốc độ đến mức có thể khởi động tàu mà không bị giật. Nó sẽ làm giảm đáng kể mô-men xoắn và tăng tốc độ theo yêu cầu khi tàu đã bắt đầu. Các thông số kỹ thuật về mô-men xoắn và tốc độ của lực kéo phải luôn thay đổi, tùy thuộc vào yêu cầu của đường để việc truyền lực không bị giật.
Với các thông số kỹ thuật về mô-men xoắn và tốc độ bằng nhau ở cả hai chiều nên có thể đảo chiều truyền lực một cách nhanh chóng. Nó phải nhẹ, chắc chắn và phải có rất ít không gian để lấp đầy nó. Nó phải đúng và cần bảo dưỡng tối thiểu. Nó phải được tiếp cận thuận tiện để bảo trì và yêu cầu số lượng tiêu hao tối thiểu thấp.
Nghĩa vụ của việc truyền lực lý tưởng là không được truyền các cú sốc và rung động trên đường tới động cơ. Nó phải có hiệu suất tốt hơn, hệ số tiêu thụ tốt và mức độ truyền tải tốt. Nếu cần, nó sẽ có thể khởi động động cơ. Và nó phải có khả năng áp dụng phanh nếu cần thiết.
Các yếu tố liên quan đến hiệu suất đầu máy diesel
- Hệ số sử dụng điện
Khi được xem như một động cơ mô-men xoắn không đổi, động cơ diesel chỉ có thể tạo ra mã lực toàn phần khi hoạt động ở tốc độ tối đa và cấu hình nhiên liệu tối đa. Do đó, động cơ phải luôn chạy ở tốc độ tối ưu với cấu hình nhiên liệu đầy đủ để sử dụng hết công suất của nó từ 0 đến một trăm phần trăm tốc độ của xe. Nhưng trong thực tế, đây không phải là trường hợp.
Tốc độ động cơ được điều khiển trực tiếp bởi các đặc tính vốn có của bộ truyền động khi động cơ được kết nối với các bánh xe thông qua cơ cấu truyền động như khớp nối hoặc hộp số nhiều cấp, và do đó sức mạnh của nó thay đổi tương ứng. Tỷ số giữa đầu vào mã lực để truyền tại bất kỳ thời điểm nào của tốc độ xe trong dịch vụ cao điểm và mã lực tối đa được gắn tại điều kiện công trường được gọi là hệ số sử dụng công suất.
- Hiệu quả truyền tải
Đây được gọi là tỷ số tại bất kỳ tốc độ xe nào giữa mã lực đường ray và mã lực đầu vào cho hộp số.
- Mức độ truyền
Trong việc lựa chọn hệ thống truyền động cho đầu máy diesel, đây là một điều rất quan trọng cần xem xét. Điều này được thiết lập là kết quả của hệ số sử dụng điện năng và hiệu quả truyền tải. Nói cách khác, đây là tỷ số giữa mã lực đường sắt tại bất kỳ thời điểm nào và mã lực được xây dựng tại nhà ga.
Sổ tay Bảo trì Đầu máy Diesel
Vào năm 1978, Sổ tay Bảo trì Đường sắt Ấn Độ được phát hành cho Đầu máy Diesel, được gọi rộng rãi là “Sổ tay Trắng”. Kể từ đó, một loạt các phát triển kỹ thuật đã được thực hiện, chẳng hạn như thiết kế loco động cơ diesel đã được tích hợp với MBCS, MCBG, PTLOC, bộ lọc Moatti, Máy ly tâm, Máy sấy khí, RSB, lõi tản nhiệt liên kết cơ học, động cơ AC, bộ hút khí kiểu túi bộ lọc, máy nén được nâng cấp và hơn thế nữa.
Các thiết bị định vị công nghệ vượt trội này có yêu cầu bảo trì khác với các thiết bị định vị thông thường cũ. Số lượng thiết bị diesel được lắp đặt trong các nhà kho chứa dầu diesel đã nhân lên cùng lúc, khiến cho các tổ chức khác nhau được tạo ra.
Một sự thay đổi căn bản trong triết lý bảo trì đã yêu cầu lắp đặt các thiết bị định vị diesel tiên tiến như vậy trên Đường sắt Ấn Độ, bảo tồn bản chất của chuyên môn thuần thục có được từ nhiều năm kinh nghiệm.
Sổ tay trắng này bổ sung nhu cầu lâu nay của các kỹ sư vận tải không chỉ cung cấp một bộ sưu tập các chỉ đường và hướng dẫn được ghi lại phù hợp với tình huống hiện tại mà còn đóng vai trò như một người báo trước trong việc tìm kiếm kiến thức chuyên môn của họ.
Tuy nhiên, ý tưởng về bảo trì dự đoán cần được IR áp dụng để giảm cả chi phí và thời gian ngừng hoạt động bảo trì. Để thực hiện được điều này, một danh sách các tiêu chí cần được giám sát từ xa và cũng được chú ý để quyết định về lịch trình tiếp theo sẽ được đưa cho loco trong đợt chú ý cuối cùng phải được tạo ra. Để đạt được mục tiêu này, giám sát từ xa là một yêu cầu quan trọng. Người ta đề xuất rằng trong chương trình bảo trì dự đoán, ít locos nên được đưa vào thử nghiệm.
Bảo dưỡng điện đầu máy diesel
Rất ít tham gia vào việc sửa chữa các thiết bị điện. Nó chỉ giới hạn trong việc phân tích và kiểm tra tủ điều khiển chổi than và cổ góp. Thời gian tối thiểu giữa các lần kiểm tra là một tháng và thời lượng khoảng bốn giờ. Nói chung, chấp nhận rằng thiết kế có khả năng cải tiến là cho thấy rằng một phần thiết bị cần được sửa đổi hoặc kiểm tra tại bất kỳ thời điểm nào. Trong một số tình huống nhất định, không có bất kỳ sự gia tăng nào về chi phí, việc nâng cao này có thể được thực hiện. Tất nhiên, người ta hiểu rằng những vấn đề không lường trước được có thể xảy ra, và những vấn đề này phải được nhận ra trước khi chúng dẫn đến những kết quả nghiêm trọng.
Việc kiểm tra hàng tháng đối với cổ góp và bánh răng chổi than có thể được coi là thuộc nhóm này, nhưng không thể thống nhất rằng việc xem xét các vấn đề cơ học hoặc điện là phù hợp do hoạt động lỏng lẻo của đai ốc hoặc các bố trí cố định khác. Tổng độ tin cậy về vấn đề này có thể được đảm bảo. Không có lý do gì khiến thiết bị điều khiển cần được quan tâm thường xuyên hơn sáu tháng một lần, giả sử là như vậy, và các công tắc tơ và rơ le khác nhau tùy thuộc vào công việc của chúng. Một phần của thiết bị điều khiển phải được làm việc mà không có sự chú ý nào trong hơn khoảng thời gian này để kiểm tra lý thuyết này và lịch trình đang được điều chỉnh dần dần cho phù hợp.
Vòng bi lăn được thiết kế phù hợp có thể hoạt động trong ít nhất ba năm mà không cần tra dầu lại trừ khi tiếp xúc với nhiệt độ cao. Ống lót tự bôi dầu có khả năng tháo bôi trơn hộp số điều khiển. Nếu để yên các tiếp điểm ngắt dòng điện sẽ hoạt động tốt trong ít nhất sáu tháng. Loại mặt bạc, hoạt động bằng cam, loại đối xứng nên có các tiếp điểm nhỏ. Trong khi cung cấp hệ thống thông gió cần thiết, bạn cần phải trải qua những khó khăn đáng kể để loại bỏ bụi. Cần xem xét cẩn thận để bảo trì động cơ pin khởi động. Có những phát hiện thỏa đáng từ các xưởng sản xuất pin chì-axit hoặc kiềm, và không có sự khác biệt đáng kể giữa chi phí hàng năm của chúng. Ắc quy axit chì vượt trội hơn nhiều ở nhiều khía cạnh.
Khoản chi không nhiều do thời gian dành cho công việc thực tế thay vì thời gian đi lại lâu. Với cùng một nguyên nhân, sự cố hư hỏng đơn giản nhất có thể dẫn đến sự lãng phí thời gian đáng kể của thợ điện và quan trọng hơn là mất khả năng sử dụng đầu máy. Nó nhấn mạnh nhu cầu về tính liên tục, có thể đạt được bằng sự đơn giản và chú ý đến từng chi tiết trong kiến trúc.
Các vấn đề duy nhất xảy ra liên quan đến động cơ diesel và hiệu suất của lực kéo diesel phụ thuộc vào giải pháp thỏa đáng của nó. Về mặt thiết kế, nó có thể được tiếp cận theo cách tương tự như thiết bị điện, nhưng rõ ràng là các vấn đề cơ và nhiệt cần được giải quyết chính xác hơn, và hậu quả của sự cố có thể rất thảm khốc. Bên cạnh đó, mức độ chính xác cao hơn là cần thiết so với trường hợp của đầu máy hơi nước. Một lần nữa, trừ khi có tối thiểu từ tám đến mười đầu máy tham gia, một người thợ lắp máy toàn thời gian là không chính đáng.
Điều này một lần nữa cho thấy sự cần thiết của một thiết kế ổn định và đơn giản. Động cơ Diesel có thể được chia thành các phần sau để xem xét những gì liên quan:
(a) Các bề mặt chịu tải rất lớn trượt ở tốc độ lớn-ổ trục, piston, vòng, v.v.
(b) Các trục và bánh răng làm việc của van.
(c) Quy trình để cai trị.
(d) Bơm và kim phun để tiêm.
Tỷ lệ hao mòn tiêu chuẩn, cũng là độ mòn cho phép, đã được xác định với ba mục đầu tiên; do đó, nói chung, những vật dụng này có thể bị lãng quên trong ít nhất ba hoặc bốn năm.
Vòng bi, nơi có bất kỳ dấu hiệu khó chịu nào được hiển thị bởi kim loại trắng, sẽ được loại bỏ, mặc dù điều này hiếm khi được yêu cầu. Chỉ có ba ổ trục chính và chín ổ trục lớn được thay thế trong các nhà xưởng trong vòng bốn năm qua, với trung bình khoảng 40 đầu máy đang hoạt động. Không ai trong số này ở trong tình trạng nguy hiểm nhưng đã được xác định trong các cuộc kiểm tra định kỳ.
Bu lông đầu lớn và căn chỉnh trục khuỷu là những hạng mục quan trọng nhất cần theo dõi trên quan điểm tránh sự cố nghiêm trọng, do ảnh hưởng bởi khả năng mất hoặc mòn quá mức của ổ trục chính. Các bu lông đầu lớn được kéo đến độ mở rộng 0-009 và được kiểm tra sau một tháng chạy đến kích thước này. Một panme đồng hồ giữa các mạng lưới điều khiển hướng trục khuỷu khi trục khuỷu được ép xuống nửa dưới của các ổ trục chính bằng các kích đặc biệt.
Liệu số dặm, số giờ hoạt động, số vòng quay của động cơ hay lượng nhiên liệu tiêu thụ có nên được sử dụng làm cơ sở cho các chu kỳ bảo dưỡng hay không là một điểm cần lưu ý. Người ta nhận thấy rằng quãng đường đi được thuận tiện nhất khi các đầu máy xe lửa thực hiện các nhiệm vụ chuyển hướng giống hệt nhau.
Cơ sở hạ tầng của nhà kho đầu máy diesel ở Ấn Độ
Bố trí nhà kho được định nghĩa là một kế hoạch sắp xếp tối ưu để bao gồm tất cả các cơ sở, bao gồm bến tàu bảo dưỡng, các loại thiết bị, khả năng lưu trữ, thiết bị xử lý vật liệu và tất cả các dịch vụ hỗ trợ khác, đồng thời với cấu trúc chấp nhận được nhất được lên kế hoạch.
Các mục tiêu của Bố cục Shed là:
a) hợp lý hóa dòng chảy của loco và vật liệu qua nhà kho,
b) khuyến khích quy trình sửa chữa,
c) giảm chi phí xử lý vật liệu,
d) sử dụng nhân sự hiệu quả,
e) thiết bị và phòng,
f) sử dụng hiệu quả không gian nhỏ gọn,
g) tính linh hoạt của các quy trình và sắp xếp hoạt động,
h) cung cấp cho nhân viên một cách dễ dàng,
i) an ninh và thoải mái,
j) giảm thiểu thời gian tổng thể cho lịch trình loco, và
k) duy trì cấu trúc tổ chức, v.v.
Quy mô và Vị trí của Nhà bảo dưỡng Đầu máy
Các yếu tố chính xác định vị trí và quy mô của một kho bảo dưỡng là các điều kiện hoạt động phổ biến. Tuy nhiên, không cần thiết phải cung cấp nhà kho tại các điểm tương ứng với các bãi giao thông rộng rãi do tính linh hoạt trong dịch vụ của các thiết bị định vị diesel. Nếu một nhà kho nằm gần nơi kiểm tra tàu hoặc sân khấu thay đổi thuyền viên, thì điều đó là đủ.
Trong khi lựa chọn địa điểm lắp ráp, cần xem xét kỹ lưỡng những cải tiến có thể có trong tương lai của công nghệ như chế độ bám đường, chuyển đổi từ động cơ diesel sang truyền động. Nếu có bất kỳ sự thay đổi nào về lực kéo xảy ra, các đặc tính của tất cả các loại lực kéo mới và cũ phải được đánh giá một cách tổng hợp, cả về vị trí và kích thước của nhà kho.
Từ góc độ công nghệ, quy mô của một kho bảo dưỡng là tối ưu khi hoạt động bảo trì đáng tin cậy và hiệu quả. Kinh nghiệm cho thấy rằng có một yêu cầu đối với tiêu điểm cá nhân hóa này. Ngoài ra, trong các lịch trình bảo dưỡng nhỏ, cần có thể truy cập dễ dàng lịch sử đầy đủ của và loco trong nhà kho để có thể chọn lọc các địa điểm cần chăm sóc thêm.
Cần cung cấp các phương tiện thông tin liên lạc tốt để bảo trì hiệu quả cho kho bảo dưỡng. Trong trường hợp khẩn cấp, kết nối thông tin liên lạc mạnh mẽ với các trung tâm công nghiệp lớn giúp điều phối các nguồn cung cấp và thành phần trong thời gian ngắn. Từ quan điểm bảo trì hiệu quả, tất cả các lịch trình sửa chữa từ M2 (60 ngày) trở lên luôn được thực hiện trong nhà kho của gia đình.
Kiểm tra đặc biệt các bộ phận đầu máy chịu lực
Việc hư hỏng một số bộ phận của động cơ Diesel có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng. Mặc dù khả năng xảy ra là vô cùng xa vời, nhưng việc kiểm tra một số bộ phận nhất định khi đầu máy xe lửa đi qua các cửa hàng được coi là điều nên làm. Ví dụ, trục khuỷu, thanh kết nối, bu lông đầu lớn, thân van và lò xo van được phát hiện vết nứt từ tính.
Trong một cuộc kiểm tra mẫu, sáu bu lông đầu lớn cho thấy các vết nứt dọc không nghiêm trọng và có thể xuất hiện khi còn mới. Một thân van đã được tìm thấy với một vết nứt ngang gần đầu. Những cuộc kiểm tra như vậy thậm chí còn quan trọng hơn đối với động cơ trên các đơn vị đường dây chính, nơi các bộ phận có khả năng chịu lực cao hơn và trong thời gian dài hơn so với động cơ chạy ngắn.
Công suất nhiên liệu đầu máy diesel
Nhiên liệu là một thành phần quan trọng trong chi tiêu cho hoạt động của đầu máy. Do đó, tiết kiệm nhiên liệu là một yếu tố quan trọng trong việc giảm chi phí vận hành. Để tránh thất thoát do tràn và đầy bể chứa, cần phải xem xét thích hợp việc xử lý dầu nhiên liệu. Ngoài ra, một kế hoạch an toàn thích hợp cho việc tiếp nhận và phát hành kế toán nhiên liệu được áp dụng để đưa ra các quyết định quản lý khác nhau về hồ sơ.
Trên đầu máy diesel, thiết bị phun nhiên liệu được thiết kế để có dung sai tốt. Các vấn đề trong động cơ diesel có thể được gây ra do bị nhiễm bẩn trong nhiên liệu. Trong khi công ty dầu mỏ phải cung cấp dầu nhiên liệu sạch thương mại khi cần thiết, các nhân viên của loco có nhiệm vụ đảm bảo rằng nước, chất bẩn, sỏi, đất, v.v. không bị ô nhiễm trong bất kỳ cách nào trong quá trình xử lý.
Các tính năng liên quan của cả hai động cơ đầu máy được mô tả dưới đây. Cả hai động cơ đều hoạt động bằng nhiên liệu diesel và được trang bị 16 xi lanh ở phân khúc 45o V. Một với các tấm thép được tạo ra bởi động cơ và các ống lót xi lanh ướt được lắp vào các khối xi lanh. Việc phun nhiên liệu trực tiếp vào xi lanh và có một bơm phun nhiên liệu cho mỗi xi lanh. Về cơ bản, chúng có hệ thống phun nhiên liệu cơ học, nhưng có bộ phận phun nhiên liệu tích hợp trong động cơ EMD. Bộ siêu tăng áp turbo có bộ làm mát trung gian cung cấp từ 1,5 đến 2,2 bar không khí.
Các ống lót xi lanh bị ướt và có các ổ trục bị thấm nitơ trong trục khuỷu bằng hợp kim đúc. Trục cam có các bộ phận có thể thay thế với đường kính lớn hơn và nếu chúng ngừng hoạt động trong 48 giờ hoặc hơn, động cơ cần được bôi trơn trước.
Các thành phần của động cơ diesel-điện là:
- Động cơ diesel
- Bình xăng
- Động cơ kéo
- Máy phát điện chính và máy phát điện phụ
- Tăng áp
- Hộp số
- Máy nén khí
- Bộ tản nhiệt
- Khung xe tải
- Bộ chỉnh lưu / biến tần
- Bánh xe
| Tính năng | ALCO | GM (EMD) | Nhận xét |
|---|---|---|---|
| Mô hình | 251 B, C | GT 710 | Công nghệ ALCO - 4 Stroke GT 710 - công nghệ 2 thì |
| Vòi phun nhiên liệu | Bơm và vòi phun nhiên liệu riêng biệt | Bơm kết hợp và Injector (Đơn vị tiêm) | Ống áp suất cao kết nối máy bơm đến kim phun bị loại bỏ. Do đó, sự cố trên đường truyền được giảm thiểu |
| Dung tích xi lanh | 668 inch khối | 710 inch khối | Cc cao hơn dẫn đến công suất cao hơn thế hệ mỗi xi lanh |
| Lỗ khoan và đột quỵ | Đường kính 9 ”, Hành trình 10,5” | - | - |
| Tỷ lệ nén (CR) | 12:1, 12.5:1 | 16:1 | CR cao hơn dẫn đến nhiệt cao hơn hiệu quả |
| Phanh có nghĩa là áp suất hiệu quả | 13-18 bar Liên tục và 4-20 bar ở chế độ chờ | - | - |
| Turbo tăng áp | Điều khiển hoàn toàn xả | Ban đầu dẫn động cơ học từ động cơ, sau đó dẫn động bằng khí thải ở 538oC | Trong định vị EMD, chúng tôi không tìm thấy khói đen trong quá trình quay ban đầu vì không khí dư thừa được cung cấp bởi turbo để đốt cháy hoàn toàn nhiên liệu. |
| Lót xi lanh | Lớp lót mạ crom hạt mở | - | Lớp lót hạt mở đảm bảo đủ dầu độ dày màng mang lại tỷ lệ mài mòn thấp và tiêu thụ dầu bôi trơn thấp |
| Đầu xi-lanh | Vỏ thép | - | Đúc mạnh hơn giữ cho biến dạng nhiệt và độ lệch cơ học ở mức tối thiểu. |
| Động cơ | 4 cú đánh | 2 cú đánh | 4 thì có hiệu suất nhiệt tốt hơn so với 2 nét. Động cơ 2 thì dễ quay và khởi động hơn. |
| pít tông | Tô siêu | - | Đốt cháy tốt hơn, tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu. |
| Van | 2 van cho đầu vào và 2 cho xả | Cổng vào và xả 4 van | Có 2 van nạp và 2 van xả trong ALCO. Trong EMD locos 2 van chỉ dành cho xả khí. |
| Vận hành van | Thanh đẩy | Trục cam trên cao (OHC) | OHC loại bỏ các thanh đẩy dài và do đó giảm tiếng ồn, ma sát và hỏng hóc do thanh đẩy. |
| Tính năng | ALCO | GM (EMD) | Nhận xét |
|---|---|---|---|
| Động cơ khởi động | Pin điều khiển máy phát điện phụ | 2 động cơ DC với bộ truyền động uốn cong làm quay bánh răng trên bánh đà | Dễ dàng khởi động vì hai động cơ khởi động tạo ra đủ mô-men xoắn để quay động cơ. |
| Bộ tản nhiệt | Tủ đứng | Gắn trên mái và nghiêng | Bảo trì dễ dàng. Không có chất làm mát được lưu trữ trong ống tản nhiệt khi ở trạng thái nghỉ. |
| Liên kết tản nhiệt | Được hàn | Liên kết cơ học- Mạnh hơn | Bộ tản nhiệt ngoại quan cơ học bền hơn bộ tản nhiệt hàn và cũng mang lại độ tin cậy tốt hơn khi sử dụng. |
| Mức tiêu thụ nhiên liệu cụ thể | 160 gm / kWh | 156 gm / kWh | SFC rất gần gũi và bắt nhịp với công nghệ đang thịnh hành. |
| Vòng tua động cơ tối đa | 1000 | 904 | Vòng tua máy cao hơn dẫn đến công suất đầu ra cao hơn với các thông số khác giống nhau. |
| Vòng / phút không hoạt động | 400 | 250 | Vòng tua máy thấp dẫn đến tiếng ồn thấp, giảm tiêu hao nhiên liệu. |
| Tính năng nhàn rỗi thấp | Không có sẵn | 205 vòng / phút khi rãnh ở số 0 | Tính năng không tải thấp đảm bảo tiêu thụ nhiên liệu ít hơn trong quá trình chạy không tải. |
| Quạt tản nhiệt | Bộ ly hợp dòng điện xoáy 86 mã lực | Động cơ AC | Tiêu thụ điện năng ít hơn bởi các phụ trợ. |
| Bảo dưỡng | Mỗi hai tuần | Mỗi ba tháng | Định kỳ bảo trì cao hơn đảm bảo khả năng sẵn có hơn của loco cho việc sử dụng giao thông. |
| Dung tích xi lanh | - | 710 inch khối | - |
| Nhặt rác | NA | Nhặt rác Uniflow | Tính năng quét rác Uniflow mang lại hiệu quả nhặt rác tốt hơn khi so sánh với động cơ 2 thì thông thường. |
| Xung điện | Mỗi 45 ° | Mỗi 22,5 ° | Động cơ EMD phát triển công suất, mô-men xoắn mượt mà và do đó ít rung động hơn. |
| Tính năng | ALCO | GM (EMD) | Nhận xét |
|---|---|---|---|
| Thiết kế động cơ | - | Loại V hẹp | - |
| Hệ thống quạt gió | Máy thổi động cơ Dc | Hệ thống Eductor, Venturi cơ khí | Hệ thống Eductor sử dụng hệ thống venturi và do đó không tiêu thụ điện năng |
| Hộp không khí | - | Có sẵn với áp suất dương | Áp suất không khí trong hộp không khí là dương và trên áp suất khí quyển. |
| Trục khuỷu | Một mảnh được rèn | Hai mảnh thả rèn được nối bằng mặt bích ở tâm (ổ trục chính 5 và 6) | Giảm độ phức tạp và chi phí chế tạo trục khuỷu nhờ có trục khuỷu 2 mảnh. |
| Bộ nguồn | - | Bao gồm xi lanh, đầu xi lanh, piston, nhà cung cấp dịch vụ và CR | Cho phép tháo lắp và thay thế toàn bộ bộ nguồn. |
| pít tông | Vương miện piston bằng thép rèn được bắt vít. | Hợp kim gang tráng phốt phát | - |
Nguồn: Mane, Suresh. (2016). Các công nghệ được áp dụng trong Động cơ đầu máy Diesel trên Đường sắt Ấn Độ
Đầu máy GE
Trong khi đầu máy xe lửa diesel xuất hiện lần đầu tiên vào những năm 1920 trên các tuyến đường sắt của Mỹ, mục đích chỉ giới hạn ở việc chuyển động cơ, và sau đó là đầu máy cho tàu chở khách. Mãi đến năm 1940, Bộ phận Động lực Điện của General Motors (EMD) mới chứng minh rằng động cơ diesel hầu như có thể thay thế các đầu máy hơi nước hạng nặng. Người tiên phong vận chuyển hàng hóa bằng động cơ diesel, mô hình “FT”, đã tham quan các tuyến đường sắt của quốc gia và thay đổi lịch sử. Nó được tạo kiểu với mũi và kính chắn gió, giống như một chiếc ô tô giống hệt những đầu máy xe lửa chở khách cùng thời của nó; một thiết kế tồn tại cho đến cuối những năm 1950.
Các đầu máy xe lửa được dẫn động bằng điện, mặc dù thường được gọi là ‘động cơ diesel.’ Một máy phát điện cung cấp năng lượng cho động cơ diesel, động cơ này tạo ra điện để cung cấp năng lượng cho các động cơ điện gắn trên các trục của đầu máy. Một sự gia tăng đáng kể về hiệu suất so với đầu máy hơi nước là động cơ đốt trong, cho phép tiết kiệm rất nhiều trong việc bảo trì và tháo lắp có thể.
Đầu máy xe lửa nhanh nhất ở Ấn Độ
Đường sắt Ấn Độ đã được cung cấp động cơ nhanh nhất từ trước đến nay bởi Chittaranjan Locomotive Works (CLW) thuộc sở hữu nhà nước. Người ta ước tính rằng WAP 5 được cập nhật, vẫn không có thẻ, sẽ di chuyển 200 kmph. Nó cũng đi kèm với tính khí động học nâng cao và có thiết kế tiện dụng nhằm mang lại sự thoải mái và bảo vệ người lái.
Động cơ đầu tiên của sê-ri đã được gửi đến Ghaziabad, cơ sở có khả năng trong tương lai của nó. Các chuyến tàu như Rajdhani Express, Gatimaan Express và Shatabdi Express có thể sẽ được sử dụng để vận chuyển. Đối với những chuyến tàu này, nó sẽ cắt giảm thời gian di chuyển và quay vòng.
Đường sắt đang cố gắng cải thiện tốc độ trung bình của các đoàn tàu. Bên cạnh dự án tàu cao tốc đã lên kế hoạch và tàu T-18 mới nhất, động cơ mới do CLW chế tạo là một bước đi theo hướng đó. Phiên bản WAP 5 sản sinh công suất 5400 HP và có tỷ số truyền được sắp xếp lại.
Động cơ có camera CCTV và máy ghi âm trong buồng lái sẽ ghi lại liên lạc giữa các thành viên trong nhóm lái xe. Các bản ghi âm sẽ được lưu trong 90 ngày và có thể được phân tích trong trường hợp có sự cố và trường hợp khẩn cấp, giúp cung cấp hình ảnh rõ ràng về những gì đã xảy ra. Nhờ sở hữu hệ thống phanh tái tạo thế hệ tiếp theo, động cơ này có thể sử dụng ít năng lượng hơn so với các phiên bản tiền nhiệm.
Động cơ mới được thiết kế với chi phí khoảng 13 Rs crore. Tuy nhiên, thiết kế mới sẽ giúp tàu hỏa đạt tốc độ cao hơn. Ngoài việc giảm hóa đơn nhập khẩu nhiên liệu khổng lồ, việc chú trọng đến động cơ điện sẽ giúp giảm việc sử dụng động cơ diesel và do đó giảm lượng khí thải carbon.
Đầu máy diesel đầu tiên ở Ấn Độ
Vào ngày 3 tháng 2 năm 1925, chuyến tàu điện đầu tiên bắt đầu trên Hệ thống 1500 V DC từ Mumbai Victoria Terminus đến Cảng Kurla. Đó là thời điểm quan trọng đối với Thành phố Mumbai, cũng như các thành phố đô thị khác, trong việc xây dựng các tuyến đường sắt và sự phát triển của hệ thống giao thông ngoại ô. Trong Đường sắt phía Nam vào ngày 11 tháng 5 năm 1931, Madras là thành phố tàu điện ngầm thứ hai có được sức kéo điện. Ấn Độ chỉ có 388 rkm đường ray điện khí hóa cho đến ngày Độc lập.
Phần Howrah Burdwan được điện khí hóa sau khi độc lập ở 3000 V DC. Vào ngày 14 tháng 12 năm 1957, Pandit Jawahar Lal Nehru bắt đầu các dịch vụ EMU trong phần Howrah-Sheoraphuli.
Tại Chittaranjan Loco-motive Works (CLW) vào năm 1960, việc chế tạo đầu máy điện đã được thực hiện đồng thời ở bản địa và đầu máy điện 1500 V DC đầu tiên cho vùng Bombay, Lokmanya đã được Pt treo cờ vào ngày 14 tháng 10 năm 1961. Jawahar Lal Nehru, Thủ tướng đầu tiên của Ấn Độ.
Đầu máy F7 để bán
EMD F7 là một đầu máy diesel-điện công suất 1.500 mã lực (1.100 kW) do Bộ phận Động cơ Điện của General Motors (EMD) và General Motors Diesel chế tạo từ tháng 2 năm 1949 đến tháng 12 năm 1953. (GMD).
F7 thường được sử dụng làm tàu chở hành khách trong các mô hình như Super Chief và El Capitan của Đường sắt Santa Fe, ngay cả khi ban đầu nó được EMD tiếp thị như một đơn vị chuyên chở hàng hóa.
Mẫu xe này ra mắt ngay sau F3 vào cuối những năm 1940 và các đường sắt đã nhanh chóng đặt hàng cho F7 với sự phổ biến của EMD trên thị trường cho đến thời điểm đó. Một lần nữa, mẫu F mới lại tỏ ra hiệu quả, mạnh mẽ và dễ bảo trì.
Gần 4.000 chiếc đã được sản xuất trên F7 trước khi quá trình sản xuất kết thúc, bán chạy hơn tất cả các nguyên mẫu của tất cả các nhà sản xuất khác cộng lại. Đối với một số tuyến đường sắt, F7 tỏ ra đáng tin cậy và hữu ích đến nỗi, trong suốt những năm 1970 và 1980, hàng trăm chiếc vẫn hoạt động hàng ngày.
Ngày nay, nhiều chiếc F7 vẫn được bảo tồn (một phần vì đây là mẫu máy bay cỡ lớn cuối cùng của loại hình này) và một số chiếc thậm chí còn tiếp tục vận chuyển hàng hóa, một minh chứng thực sự cho bản chất của chúng. Đội tàu do Norfolk Southern cấp I điều hành là đội tàu nổi bật nhất (một cặp chiếc B) được sử dụng như một phần của đoàn tàu kinh doanh chính thức của hãng.
Một hệ số tin cậy cao và mô hình bảo trì dễ dàng; một bộ F7, cùng với một đơn vị B 1.500 mã lực phù hợp, có thể tăng gấp đôi công suất của đoàn tàu lên 3.000 mã lực. Về nguyên tắc, dù ở đầu hay cuối tuyến, bạn có thể trang bị bao nhiêu F cho một đoàn tàu tùy ý.
Đầu máy diesel “thông dụng” thực sự đầu tiên trong ngày của nó, SD40-2, là EMD F7; hàng nghìn chiếc đã được sản xuất và có thể được tìm thấy cung cấp năng lượng cho hầu hết mọi đoàn tàu. Khi quá trình sản xuất kết thúc, khoảng 2.366 chiếc F7A đã được sản xuất và 1.483 chiếc F7B được sản xuất chỉ 4 năm sau khi đầu máy lần đầu tiên được đưa vào danh mục vào năm 1953.
Đối với Bộ phận Động cơ Điện mới, đây cũng là trường hợp đầu tiên của công ty con General Motors Diesel (GMD) mới thực hiện các đơn đặt hàng. Nhà máy mới, đặt tại London, Ontario, đã giúp các dây chuyền của Canada bán đầu máy dễ dàng hơn nhiều.
Tổng cộng, đối với đường dây của mình ở Nam Ontario giữa Detroit và Niagara Falls / Buffalo, New York, GMD đã bán 127 chiếc cho Canada National, Canadian Pacific và Wabash.
Trong dòng F, mẫu xe này là thành công nhất của EMD vì không có thiết kế nào khác trong tương lai có thể sánh ngang với số liệu bán hàng của F7.
Hiện tại, có thể thấy độ mạnh và độ tin cậy của EMD F7 khi một số vẫn còn và tiếp tục hoạt động với một nhóm nhỏ các đoàn tàu chở hàng, đặc biệt là trên tuyến ngắn Grafton & Upton (hiện đã có) và Keokuk Junction Railway (hai FP9A và một F9B).
Vẫn có những nơi mà người ta có thể tìm thấy f7, đó là:
- Đường sắt ngắm cảnh Conway
- Công ty đọc Xã hội Lịch sử & Kỹ thuật
- Adirondack Scenic Railroad
- Đường sắt Royal Gorge
- Bảo tàng đường sắt Illinois
- Đường sắt ngắm cảnh Potomac Eagle
- Fillmore & Western
Nguyên tắc chức năng và hoạt động của đầu máy
Đầu máy Diesel
Các bộ phận
- Động cơ diesel
Động cơ diesel là nguồn cung cấp sức mạnh chính cho đầu máy. Nó bao gồm một khối xi lanh rộng, với các xi lanh được sắp xếp theo đường thẳng hoặc hình chữ V. Động cơ quay trục truyền động với tốc độ lên đến 1.000 vòng / phút, truyền động các thành phần khác nhau được sử dụng để cung cấp năng lượng cho đầu máy. Vì quá trình truyền tải thường là điện, nên máy phát điện được sử dụng làm nguồn điện cho máy phát điện để cung cấp năng lượng điện.
- Máy phát điện chính
Động cơ cung cấp năng lượng cho máy phát điện chính cung cấp năng lượng để đẩy tàu. Máy phát điện tạo ra điện xoay chiều được sử dụng để cung cấp năng lượng cho động cơ kéo trên xe tải. Máy phát điện trong các đầu máy xe lửa trước đây là đơn vị điện một chiều được gọi là máy phát điện. Nó tạo ra dòng điện một chiều được sử dụng để cung cấp điện cho động cơ kéo DC.
- Máy phát điện phụ trợ
Đầu máy dùng để chạy tàu hỏa phải được lắp một máy phát điện phụ. Nó bao gồm nguồn điện xoay chiều để thắp sáng, thông gió, điều hòa không khí, chỗ ngồi, v.v. trên tàu. Đầu ra được chuyển tải qua đường dây điện phụ dọc theo đoàn tàu.
- Cửa hút gió
Không khí để làm mát động cơ của đầu máy được hút từ bên ngoài đầu máy. Nó phải được làm sạch để loại bỏ bụi và các tạp chất khác và lưu lượng của nó được kiểm soát bởi nhiệt độ, cả bên trong và bên ngoài đầu máy. Hệ thống kiểm soát không khí phải tính đến phạm vi nhiệt độ rộng từ + 40 ° C có thể vào mùa hè đến 40 ° C có thể vào mùa đông.
Đầu máy điện
Các bộ phận
- Biến tần
Đầu ra từ máy phát điện xoay chiều chính là AC, mặc dù nó có thể được sử dụng trong các đầu máy có động cơ kéo DC hoặc AC. Động cơ DC đã là loại thông thường được sử dụng trong vài năm, nhưng động cơ AC đã trở thành tiêu chuẩn cho các đầu máy xe lửa hiện đại trong vòng 10 năm trở lại đây. Chúng dễ cài đặt hơn và vận hành ít tốn kém hơn, và chúng có thể được quản lý rất chính xác bởi các nhà quản lý điện tử.
Cần có bộ điều chỉnh để chuyển đổi đầu ra AC từ máy phát điện chính thành DC. Nếu động cơ là DC, đầu ra của bộ chỉnh lưu được sử dụng trực tiếp. Nếu động cơ là AC, đầu ra DC của bộ chỉnh lưu được chuyển đổi thành AC 3 pha cho động cơ kéo.
Nếu một biến tần bị chết, máy chỉ có khả năng tạo ra 50% lực kéo.
- Điều khiển điện tử
Hầu hết mọi bộ phận của máy móc đầu máy hiện nay đều có một số loại điều khiển điện tử. Những thứ này thường được thu thập trong một ca-bin điều khiển gần ca-bin để dễ dàng tiếp cận hơn. Các biện pháp kiểm soát thường sẽ cung cấp một hệ thống quản lý bảo trì thuộc một số loại có thể được sử dụng để tải dữ liệu xuống thiết bị di động hoặc nhỏ gọn.
- Động cơ kéo
Vì đầu máy diesel-điện sử dụng hệ truyền động điện, nên các động cơ kéo được đặt trên các trục để truyền động cuối cùng. Những động cơ này trong lịch sử là DC, nhưng sự tiến bộ của điện tử điều khiển và công suất hiện đại đã dẫn đến sự ra đời của động cơ xoay chiều 3 pha. Phần lớn các đầu máy diesel-điện có từ bốn đến sáu xi lanh. Một động cơ AC lưu thông không khí mới cung cấp tới 1000 mã lực.
Nó gần như thẳng vì khớp nối thường là khớp nối chất lỏng để tạo ra một số trượt. Đầu máy tốc độ cao hơn sử dụng hai đến ba bộ chuyển đổi mô-men xoắn trong một loạt tương tự như chuyển số trong hộp số cơ khí và những đầu máy khác sử dụng kết hợp bộ chuyển đổi mô-men xoắn và bánh răng. Bất kỳ phiên bản nào của đầu máy diesel-thủy lực đều có hai động cơ diesel và hai hệ thống truyền động cho mỗi thùng.
- Khớp nối chất lỏng
Trong hộp truyền động cơ-diesel, trục truyền động sơ cấp được nối với động cơ bằng cách sử dụng khớp nối chất lỏng. Đây là một ly hợp thủy lực, bao gồm một hộp chứa đầy dầu, một đĩa quay với các cánh cong được dẫn động bởi động cơ và một cái khác được gắn vào các bánh xe đường.
Khi động cơ quay quạt, một đĩa sẽ đẩy dầu vào đĩa kia. Trong trường hợp truyền động cơ-diesel, trục truyền động sơ cấp được gắn với động cơ bằng cách sử dụng khớp nối chất lỏng. Đây là một ly hợp thủy lực, bao gồm một hộp chứa đầy dầu, một đĩa quay với các cánh cong do động cơ truyền động, và một đĩa khác được nối với các bánh xe đường. Khi động cơ quay quạt, một đĩa sẽ di chuyển dầu trên đĩa kia.
Một số bộ phận động cơ đầu máy thường gặp
- Ắc quy
Động cơ loco diesel sử dụng pin loco để khởi động và cấp nguồn cho đèn và điều khiển trong khi động cơ tắt và máy phát điện không hoạt động.
- Hồ chứa không khí
Các bình chứa khí có chứa khí nén ở áp suất cao cần thiết cho việc hãm tàu và một số hệ thống đầu máy khác. Chúng được lắp bên cạnh thùng nhiên liệu dưới sàn đầu máy.
- Bánh răng
Các bánh răng có thể được thay đổi từ 3 đến 1 đối với động cơ chở hàng và 4 đến 1 đối với đầu máy hỗn hợp.
- Máy nén khí
Máy nén khí cần thiết để cung cấp cho đầu máy và phanh xe lửa một lượng khí nén liên tục.
- Trục lái
Đầu ra chính của động cơ diesel được trục truyền động chuyển tới tuabin ở một đầu và các quạt tản nhiệt và máy nén ở đầu kia.
- Hộp cát
Các đầu máy xe lửa thường mang theo cát để hỗ trợ khả năng kết dính của thời tiết đường sắt kém.
Các loại động cơ diesel
Có hai loại động cơ diesel dựa trên số lần chuyển động của piston cần thiết để hoàn thành mỗi chu kỳ hoạt động.
- Động cơ hai kỳ
Loại dễ nhất là động cơ hai thì. Nó không có bất kỳ van nào.
Khí thải từ quá trình đốt cháy và hành trình tiết kiệm nhiên liệu được hút vào qua các lỗ của thành xi-lanh khi pít-tông chạm vào đáy của ống xupáp. Quá trình nén và đốt xảy ra trong biến động.
- Động cơ bốn thì
Động cơ 4 thì hoạt động như sau: 1 nạp khí ở hành trình xuống, 1 nén ở hành trình lên, 2 công suất ở hành trình xuống, 2 ống xả ở hành trình lên. Cần có các van để nạp và xả khí, thường là hai van cho mỗi loại. Về mặt này, nó giống với động cơ xăng hiện tại hơn là kiểu dáng hai thì.
Đánh lửa động cơ
Động cơ diesel được khởi động bằng cách quay trục khuỷu trước khi các xi lanh bắt đầu cháy. Khởi động có thể đạt được bằng điện hoặc khí nén. Một số động cơ đã sử dụng bộ khởi động khí nén. Không khí nén được bơm vào xi lanh động cơ cho đến khi có tốc độ thích hợp cho phép đánh lửa, và sau đó nhiên liệu được sử dụng để khởi động động cơ. Khí nén được cung cấp bởi một động cơ phụ hoặc bởi các bình khí áp suất cao do đầu máy sinh ra.
Khởi động điện bây giờ là tiêu chuẩn. Nó hoạt động giống như trong trường hợp của một chiếc xe, với pin cung cấp năng lượng để chuyển đổi động cơ khởi động, làm quay động cơ chính.
Giám sát động cơ
Khi động cơ điêzen làm việc, tốc độ động cơ được theo dõi và điều khiển bởi bộ điều tốc. Bộ điều tốc đảm bảo rằng tốc độ động cơ vẫn đủ cao để chạy không tải ở tốc độ thích hợp và tốc độ động cơ không tăng quá nhiều khi cần công suất cực đại. Bộ điều tốc là một cơ cấu cơ bản lần đầu tiên xuất hiện trên động cơ hơi nước. Nó chạy bằng động cơ diesel. Động cơ diesel hiện đại sử dụng hệ thống điều tốc tích hợp đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của hệ thống cơ khí.
Kiểm soát nhiên liệu
Trong động cơ xăng, sức mạnh được điều chỉnh bởi lượng hỗn hợp nhiên liệu / không khí được thêm vào xi lanh. Sự kết hợp được trộn bên ngoài xi lanh và sau đó được bổ sung vào van tiết lưu. Trong động cơ diesel, thể tích không khí cung cấp cho xi lanh là không đổi, sao cho công suất được điều khiển bằng cách thay đổi nguồn cung cấp nhiên liệu. Việc phun nhiên liệu mịn được bơm vào mỗi xi lanh phải được kiểm soát để có thể đạt được số lượng.
Thể tích nhiên liệu được sử dụng trên các xi lanh thay đổi bằng cách điều chỉnh tỷ lệ phân phối hiệu quả của piston trong các bơm phun.
Mỗi kim phun có một máy bơm riêng, được cung cấp bởi một cam điều khiển động cơ, và các máy bơm được sắp xếp thành một hàng để chúng có thể được điều chỉnh cùng nhau; việc sửa đổi được thực hiện bởi một giá có răng gọi là giá nhiên liệu, hoạt động trên một bộ phận có răng của hệ thống bơm. Khi giá nhiên liệu di chuyển, phần có răng của bơm quay và cho phép pít-tông của bơm di chuyển xung quanh trong bơm. Chuyển động vòng của piston làm thay đổi kích thước của kênh mở trong máy bơm để nhiên liệu sẽ chảy qua đường ống truyền động của kim phun.
Kiểm soát công suất động cơ
Động cơ diesel trong đầu máy diesel-điện cung cấp năng lượng cần thiết cho máy phát điện chính cho động cơ kéo. Tương tự như động cơ diesel cũng được kết nối với công suất yêu cầu của máy phát điện. Để lấy được nhiều nhiên liệu hơn từ máy phát điện, hãy lấy thêm điện từ máy phát điện để máy phát điện phải làm việc nhiều hơn để sản xuất ra nó. Do đó, để đạt được công suất cực đại từ đầu máy, chúng ta phải liên quan đến việc kiểm soát các yêu cầu công suất động cơ diesel của máy phát điện.
Kiểm soát phun nhiên liệu điện là một cải tiến khác đã được thực hiện cho các động cơ hiện đại. Quá nhiệt có thể được kiểm soát bằng cách giám sát điện tử nhiệt độ của chất làm mát và bằng cách thay đổi công suất động cơ cho phù hợp. Áp suất dầu có thể được kiểm soát và sử dụng để quản lý công suất động cơ tương tự.
Làm mát
Cũng giống như động cơ ô tô, động cơ diesel phải chạy ở nhiệt độ tối ưu để có hiệu suất tốt nhất có thể. Trước khi khởi động, trời quá lạnh, khi chạy không được để quá nóng. Một cơ chế làm mát được cung cấp để giữ nhiệt độ không đổi. Nó bao gồm một chất làm mát gốc nước lưu thông quanh lõi động cơ, giữ cho chất làm mát mát bằng cách di chuyển nó qua bộ tản nhiệt.
Bôi trơn
Giống như động cơ, động cơ diesel phải được bôi trơn. Có một thùng dầu, thường được giữ trong bể chứa, phải được chứa đầy và một máy bơm để giữ cho dầu chảy đều xung quanh piston.
Dầu nóng lên do chuyển động xung quanh động cơ và phải được giữ lạnh để dầu đi qua bộ tản nhiệt khi di chuyển. Bộ tản nhiệt thường được trang bị như một bộ trao đổi nhiệt, nơi dầu chảy vào các đường ống được bịt kín trong két nước gắn với hệ thống làm mát động cơ. Dầu phải được lọc để loại bỏ tạp chất và theo dõi áp suất thấp.
Nếu áp suất dầu giảm đến mức có thể gây động cơ, “công tắc áp suất dầu thấp” sẽ tắt động cơ. Ngoài ra còn có van thoát áp suất cao để bơm lượng dầu thừa xuống bể chứa.
Danh pháp đầu máy xe lửa
Để xác định từng đầu máy, phải tuân theo một danh pháp nhất định là Đường sắt Ấn Độ. Hệ thống danh pháp giúp xác định các tính năng khác nhau của động cơ và cả kiểu máy của nó. Tên hoàn chỉnh của một đầu máy được chia thành hai phần. Tiền tố của mã biểu thị cấp của đầu máy hoặc loại của nó. Phần thứ hai của hậu tố số thể hiện số kiểu của động cơ. Trước khi phát hiện ra nhiên liệu lỏng, người ta chỉ cần một chữ cái để đại diện cho loại đầu máy.
Ý nghĩa của từng chữ cái được sử dụng trong mã đầu máy đã được mô tả dưới đây.
Chữ cái đầu tiên
Nó được sử dụng để đại diện cho khổ đường ray mà động cơ có thể được sử dụng. Có bốn biến thể của chữ cái đầu tiên trong danh pháp của đầu máy xe lửa.
- Khổ rộng : W. Đoạn khổ rộng có thể lên tới 1676 mm.
- Đồng hồ đo : Nó được biểu thị bằng chữ Y.
- Khổ hẹp : Cỡ khổ hẹp là 2’6 ”.
- Thước đo đồ chơi: Nó có số đo là 2 ‘.
Lá thư thứ hai
Chữ cái thứ hai được sử dụng để đại diện cho hệ thống nhiên liệu được sử dụng trong động cơ. Trong thời kỳ của động cơ hơi nước, chữ cái này không được bao gồm trong danh pháp vì chỉ có một loại nhiên liệu có thể được sử dụng. Các chữ cái sau đây được sử dụng để đại diện cho các loại nhiên liệu khác nhau được sử dụng trong các đầu máy xe lửa ở Ấn Độ.
- Đầu máy diesel:
- Đường dây trên không một chiều đối với đầu máy điện : C. Biểu thị đầu máy chạy bằng dòng điện một chiều 1500V.
- Đường dây trên không dùng cho động cơ điện: Chạy bằng dòng điện xoay chiều 25kV 50 Hz.
- Đối với đường dây trên không AC hoặc DC: Chỉ có ở vùng Mumbai, loại đầu máy này sử dụng nguồn điện xoay chiều 25kV. Lưu ý rằng CA được coi là một chữ cái duy nhất.
- Động cơ pin : B.
- Chữ cái thứ ba: Chữ cái này được dùng để thể hiện chức năng mà đầu máy hướng tới. Bức thư đưa ra ý tưởng về loại tải động cơ phù hợp nhất. Những bức thư này như sau.
- Tàu chở hàng: Chúng bao gồm tàu chở hàng và các loại khác dùng để chở hàng nặng.
- Tàu khách: Chúng bao gồm tàu tốc hành, thư tín, tàu khách, tàu địa phương, v.v.
- Tàu chở hàng và tàu khách (hỗn hợp) : M.
- Tắt hoặc chuyển mạch: Những chuyến tàu này có công suất thấp.
- Nhiều đơn vị (diesel hoặc điện) : U. Các động cơ đầu máy như vậy không có một động cơ riêng biệt. Động cơ được bao gồm trong cào.
- Xe lửa:
Lá thư thứ tư
Chữ cái hoặc số thể hiện cấp của động cơ đầu máy. Nó được sử dụng để phân loại động cơ dựa trên công suất hoặc phiên bản của nó. Đối với động cơ diesel và điện, một con số cùng với sức mạnh của nó. Ví dụ, WDM3A đại diện cho một động cơ diesel khổ rộng được sử dụng để chở cả hành khách và hàng hóa và có công suất 3000 mã lực.
Lá thư thứ năm
Chữ cái cuối cùng là cho loại phụ của động cơ đầu máy. Chúng đại diện cho xếp hạng công suất cho động cơ diesel và đối với tất cả các động cơ khác, nó đại diện cho số biến thể hoặc kiểu máy. Chẳng hạn như trong ví dụ trên, bạn có thể thấy rằng chữ A biểu thị rằng mã lực được tăng cường thêm 100 mã lực. Các chữ cái được sử dụng được giải thích dưới đây.
- Bổ sung 100 mã lực : A.
- Thêm 200 mã lực : B.
- Bổ sung 300 mã lực:
Và như thế. Lưu ý rằng những chữ cái này chỉ áp dụng cho động cơ diesel. Trong một số động cơ mới hơn, chữ cái này có thể đại diện cho hệ thống phanh được sử dụng trong đầu máy.
Ví dụ, đầu máy diesel đầu tiên được sử dụng ở Ấn Độ, đó là WDM-2 thể hiện rằng nó được sử dụng cho khổ rộng (W), bao gồm diesel làm nhiên liệu (D), và được sử dụng để chở hành khách và hàng hóa (M). Con số 2 tượng trưng cho thế hệ đầu máy. Chúng có trước WDM-1. WDM-1 phải được lùi lại vì nó chỉ có cabin của người lái ở một đầu. Ở đầu kia, nó bằng phẳng.
Mặc dù vậy, đối với WDM-2, cấu trúc đã được thay đổi để buồng lái có mặt ở cả hai đầu. Một cấu trúc như vậy có thể xóa nhu cầu đảo chiều động cơ. Những động cơ đầu máy này được sản xuất tại BLW (Banaras Locomotive Works), Varanasi. Chúng được cấp phép bởi ALCO (American Locomotive Company). Tương tự, đầu máy hạng khách, WDP-1, là đầu máy chở khách khổ rộng thế hệ một. Danh pháp này đã giúp giảm bớt quá trình phân loại các loại đầu máy xe lửa khác nhau được sử dụng trên khắp Ấn Độ.
Đầu máy ở Ấn Độ
Theo dữ liệu gần đây, có hơn 6000 đầu máy diesel ở Ấn Độ. Ấn Độ đã thay thế hơn một nửa đội đầu máy của mình bằng động cơ điện, lên tới 6059 chiếc theo số liệu diễn ra trong năm tài chính 2019. Những đầu máy xe lửa này được xếp vào nhóm sau.
Đầu máy Diesel ở Ấn Độ
Dòng WDM (ALCO)
WDM 1
Đầu máy diesel đầu tiên đến Ấn Độ được sản xuất dưới dòng sản phẩm DL500 World Series của ALCO. Đó là động cơ 4 thì 12 xi lanh với công suất 1900 mã lực. Các đơn vị đã gặp vấn đề với yêu cầu thường xuyên lùi xe của họ do tài xế lái xe chỉ có mặt ở một bên. Chỉ có 100 mô hình như vậy được sản xuất. Họ đã bố trí bánh xe Co-Co và có thể đạt tốc độ 100 km / h. Họ có trụ sở tại Gorakhpur, Patratu, Vizag, Rourkela và Gonda.
Một số động cơ trong số này đã được sử dụng cho đến năm 2000, mặc dù bây giờ hầu hết đã bị loại bỏ. Người ta có thể tìm thấy phiên bản đầu máy diesel này vẫn còn được sử dụng ở một số khu vực của Pakistan, Sri Lanka, Hy Lạp, v.v.
Một trong những mô hình được thêm vào bộ sưu tập của Bảo tàng Đường sắt Quốc gia ở New Delhi.
WDM 2
Đầu máy diesel thế hệ thứ hai này hướng đến hành khách và hàng hóa và được sử dụng trên đường khổ rộng; nó có một động cơ 12 xi lanh và 4 thì Turbo. Chúng được sản xuất bởi ALCO cũng như BLW. Ban đầu được đặt tên là ALCO DL560C, động cơ đầu máy có công suất 2600 mã lực.
Việc bố trí bánh xe đồng trục đã được sử dụng trong đầu máy. Đây là những động cơ đầu máy phổ biến nhất được sử dụng trên khắp Ấn Độ, với hơn 2600 chiếc được sản xuất từ năm 1962 đến 1998.
Những động cơ này được lựa chọn đặc biệt cho điều kiện khí hậu và môi trường của Ấn Độ. Chúng có đủ sức mạnh và có thể được sử dụng trong hầu hết mọi điều kiện. Công nghệ xây dựng rất đơn giản, dẫn đến việc sản xuất hàng loạt các loco.
Trong suốt 37 năm sản xuất, nhiều biến thể khác nhau đã được sản xuất bao gồm các tính năng khác nhau. Jumbo là đầu máy xe lửa có cửa sổ lớn với mui xe ngắn. Một biến thể khác bao gồm phanh hơi và được đặt tên là WDM2A. Đối với shunting, nhiều động cơ như vậy đã được tu sửa lại khi chúng gần hết tuổi thọ. Chúng được đặt tên là WDM2S.
WDM2G
Đây là một số bổ sung mới nhất cho đầu máy diesel với ba động cơ song song 800 mã lực, mỗi động cơ 800 mã lực. Hai đơn vị được tạo ra có sự bố trí bánh xe Co-Co với vận tốc đầu 120 km / h. Dòng sản phẩm này được sản xuất hoàn toàn tại Ấn Độ và được đánh giá cao về hiệu quả tiết kiệm năng lượng. Ba động cơ riêng biệt, được gọi là bộ phát điện, có thể được sử dụng riêng lẻ trong một sự kết hợp song song để có được tổng sức kéo là 2400 mã lực.
Ưu điểm chính của động cơ là hai trong số các bộ phát điện có thể được tắt khi đầu máy không kéo hoặc không hoạt động. Do đó, nó tiết kiệm năng lượng và có thể được sử dụng cho các công việc tiêu thụ điện năng thấp. Ở đây, G là viết tắt của ‘gensets’.
WDM 3
Sau ALCO, Đường sắt Ấn Độ đã tìm đến Henschel và Sohn. Ban đầu được đặt tên là DHG 2500 BB, những đầu máy xe lửa này có động cơ diesel của Mercedes và là sự kết hợp giữa diesel và thủy lực. Mặc dù chúng đã được sử dụng trong khoảng 25 năm, nhưng không có gì cụ thể được biết về những động cơ này. Họ đã bố trí bánh xe BB với tốc độ 120 km / h.
WDM3A
Chủ yếu dựa trên mô hình đầu máy WDM-2, WDM3A được Đường sắt Ấn Độ sản xuất để thay thế các động cơ WDM-2 đã cũ. Nó có một động cơ turbo diesel 16 xi-lanh 4 kỳ với công suất 3100 mã lực. Họ đã sử dụng cách sắp xếp bánh xe Co-Co và không chỉ là một sự nâng cấp của mô hình được sử dụng trong WDM-2. Trong số 1200 WDM3A, chỉ có 150 chiếc được sản xuất ban đầu. Phần còn lại được xây dựng lại từ WDM-2.
WDM3B
Mặc dù chúng được sản xuất sau WDM3C và WDM3D, 23 mẫu dựa trên WDM3D. Nó có cấu trúc và hoạt động giống nhau, ngoại trừ việc nó không có hệ thống điều khiển vi xử lý. Thay vào đó, nó sử dụng một hệ thống điều khiển được gọi là E-Type Excitation. Chủ yếu nằm ở các khu vực ở Uttar Pradesh, bao gồm Lucknow, Gonda, Jhansi, Samastipur, v.v. Đầu máy có công suất 3100 mã lực với cách bố trí bánh xe Co-Co. Hầu hết các mô hình được tạo ra bằng cách loại bỏ các tính năng của bộ vi xử lý khỏi WDM3D.
WDM3C
Đây là các phiên bản được sửa lại của WDM2 và WDM3A. Chúng có cấu trúc và cách bố trí bánh xe giống như chúng, chỉ khác là công suất đầu ra được tăng lên 3300 mã lực. Chúng có thể đạt tốc độ tối đa 120 km / h. Chúng nhằm mục đích phát triển động cơ có công suất lớn hơn. Được phát triển vào năm 2002, không có động cơ nào trong số này hiện có sẵn vì chúng đã được chuyển trở lại WDM2 và WDM3A.
WDM3D
Đây là các phiên bản nâng cấp của WDM3C. Hầu hết chúng đều được chế tạo ban đầu vào năm 2003. Chúng có sức kéo 3300 mã lực và có thể đạt tốc độ 160 km / h. Đây là động cơ đầu tiên mà đường sắt Ấn Độ có thể chế tạo thành công một hệ thống có thể cung cấp công suất 3300 mã lực. Chúng là sự kết hợp giữa công nghệ ALCO cơ bản và EMD. Chúng có cấu trúc khác biệt với thân hẹp và DBRs trên nóc của mui xe ngắn.
Đây là những mẫu ALCO duy nhất, cùng với WDG3A vẫn đang được sản xuất cho đến nay.
WDM3E
Các động cơ turbo-diesel 16 xi-lanh 4 kỳ này cũng dựa trên thiết kế động cơ ALCO. Chúng được sản xuất vào năm 2008 nhưng sau đó được chuyển đổi thành WDM3D. Có sức kéo ấn tượng 3500 mã lực, những động cơ loco này có thể đạt tốc độ tối đa 105 km / h. Tất cả chúng đều được sử dụng làm tàu chở hàng và có giới hạn tốc độ 85 km / h.
WDM3F
Những động cơ này là nỗ lực cuối cùng của Đường sắt Ấn Độ nhằm phát triển một phiên bản động cơ ALCO mạnh mẽ hơn. Chỉ có bốn chiếc như vậy được sản xuất có sức kéo 3500 mã lực. Chúng có các tính năng tương tự như WDM3D. Mặc dù những điều này có thể cung cấp một công suất lớn hơn, nhưng đường sắt Ấn Độ đã quyết định chống lại sự phát triển của động cơ vì họ nhận ra rằng công nghệ ALCO đã quá lỗi thời.
WDM 4
Là đối thủ cạnh tranh của ALCO DL560C, công ty sản xuất General Motors này đã được lựa chọn để tìm ra đầu máy diesel hoàn hảo cho Ấn Độ. Mặc dù vậy, trong những năm sau đó, các tuyến này đã bị Đường sắt Ấn Độ loại bỏ mặc dù công nghệ và tốc độ của họ tốt hơn. Đó là động cơ WDM4 đã kéo Rajdhani Express đầu tiên từ Howrah đến Delhi. Hiện tại, tất cả các mô hình nhập khẩu đã ngừng hoạt động.
WDM 6
Đầu máy này có tất cả các khía cạnh cần thiết cho một động cơ shunting với động cơ 4 thì 6 xi-lanh cung cấp sức kéo 1350 mã lực và tốc độ định mức tối đa 75 km / h. Được phát triển như một phần của thử nghiệm phát triển động cơ công suất thấp, chỉ có hai mẫu xe như vậy được sản xuất. Một trong số này vẫn chạy trong khu vực xung quanh Bardhaman.
WDM 7
Đây là các phiên bản trọng lượng nhẹ của công nghệ ALCO. Được phát triển từ năm 1987 đến năm 1989, 15 đầu máy xe lửa như vậy đã được chế tạo, tất cả đều đang hoạt động. Nó có cùng thông số kỹ thuật với các động cơ dựa trên ALCO khác và cung cấp sức kéo 2000 mã lực với tốc độ đánh giá cao nhất là 105 km / h. Chúng được sử dụng trong khu vực Tondiarpet hiện tại để vận chuyển các chuyến tàu chở khách nhẹ hơn và cho các dịch vụ đưa đón.
Sau 4 thập kỷ làm lại cùng một công nghệ động cơ ALCO, Đường sắt Ấn Độ đã chuyển từ động cơ hỗn hợp sang phát triển động cơ chuyên dụng cho hành khách và hàng hóa. Sự khác biệt giữa động cơ dùng cho tàu khách và tàu hàng nằm ở trọng lượng và tỷ số truyền của đầu máy.
Các sản phẩm nổi bật trong loạt phim được mô tả dưới đây:
WDP 1
Sau WDM7, đường sắt Ấn Độ đã thử nghiệm phát triển một động cơ công suất thấp dựa trên công nghệ ALCO có thể được sử dụng cho các dịch vụ chở khách đường ngắn và cung cấp tốc độ tốt hơn. Đầu máy có tải trọng trục 20t với bố trí bánh xe Bo-Bo. Cấu trúc hoàn hảo cho một tải trọng nhẹ hơn, được vận chuyển với tốc độ lớn hơn. Nó có một động cơ turbo diesel 4 thì với sức kéo 2300 mã lực.
Chúng có thể chạy với tốc độ tối đa 140 km / h, mặc dù tất cả các đơn vị đều gặp phải vấn đề bảo trì. Do đó, việc sản xuất đã bị dừng lại và động cơ không bao giờ được sử dụng cho Express. Những đầu máy này vẫn đang được sử dụng và được sử dụng như những chuyến tàu đi lại của địa phương.
WDP3A
Ban đầu được đặt tên là WDP2, những đầu máy xe lửa ALCO này có lớp vỏ hoàn toàn khác, hỗ trợ hình dạng khí động học hiện đại. Với công suất đầu ra 3100 mã lực, động cơ có thể đạt tốc độ 160 km / h. Mặc dù kết quả cung cấp bởi đầu máy rất thuận lợi, việc sản xuất cuối cùng đã bị dừng vào năm 2002 do Đường sắt Ấn Độ quyết định phát triển công nghệ EDM cho đầu máy. Chúng vẫn đang được sử dụng và có thể được phát hiện ở Trivandrum Rajdhani.
WDP 4
Được nhập khẩu với tên gọi EMD GT46PAC, động cơ turbo diesel 2 thì V16 này có công suất đầu ra là 4000 mã lực với tốc độ cao nhất là 160 km / h. Từ năm 2002 đến 2011, 102 chiếc đã được sản xuất. Họ sử dụng sự sắp xếp bánh xe Bo1-Bo. Các đơn vị này được chế tạo đặc biệt cho Đường sắt Ấn Độ bởi EMD, Hoa Kỳ. Một số đơn vị được nhập khẩu trực tiếp từ EMD sau đó được lắp ráp tại đây. Sau đó, DLW bắt đầu phát triển các đơn vị ở Ấn Độ.
Họ có một hệ thống điều khiển vi xử lý với hệ thống tự chẩn đoán và phun nhiên liệu đơn vị. Đầu máy xe lửa này đã trở thành tương lai của đầu máy xe lửa diesel ở Ấn Độ vì nó mang công nghệ đỉnh cao đi trước nhiều năm so với các mẫu đầu máy ALCO ban đầu. Mặc dù động cơ có sai sót với thiết kế cabin đơn và cách bố trí bánh xe Bo1-1Bo, động cơ trước đây gây ra các vấn đề về tầm nhìn ở chế độ LHF trong khi chế độ thứ hai dẫn đến nỗ lực kéo thấp ở 28 tấn.
Lực kéo thấp gây ra trượt bánh, sau đó trở thành nguyên nhân dẫn đến sự phát triển của WDP4B.
WDP4B
Đầu máy có các tính năng và hoạt động giống như mô hình mà nó dựa trên, WDG4. Sự phát triển của nó bắt đầu vào năm 2010 và vẫn tiếp tục. Đầu máy cung cấp công suất thăm dò 4500 mã lực với tốc độ định mức tối đa 130 km / h. Nó có kiểu bố trí bánh xe Co-Co với 6 động cơ kéo cho cả sáu trục. Do đó, nỗ lực kéo trở thành 40 tấn với tải trọng trục là 20,2 tấn. Đầu máy thể thao cửa sổ lớn hơn với mặt trước của cabin mang tính khí động học.
WDP4D
Mô hình WDP4B vẫn không giải quyết được vấn đề khả năng hiển thị thấp khi hoạt động ở chế độ LHF. Do đó, Đường sắt Ấn Độ đã phải sửa đổi cabin và thêm một cabin khác vào EMD. Chữ D là viết tắt của Dual Cab. Cabin bổ sung giúp đầu máy vận hành dễ dàng hơn và lái xe cũng như phi công thoải mái hơn rất nhiều để lái xe nhanh hơn và an toàn hơn. Đây là những đầu máy rất mạnh với 4500 mã lực tại 900 RPM và có thể đạt tốc độ 135 km / h.
WDG 1
WDG1 được cho là một nguyên mẫu động cơ được phát triển để vận chuyển hàng hóa. Hiện tại, không có động cơ nào trong Đường sắt Ấn Độ được phân loại là WDG1.
WDG3A
Ban đầu được gọi là WDG2, đây là đầu máy chở hàng thành công đầu tiên có động cơ turbo 4 thì V16. Đầu máy có sức kéo 3100 mã lực và cung cấp tốc độ được đánh giá cao nhất là 100 km / h. Nó được coi là anh em họ với hai động cơ khác được phát triển sau EDM2, WDM3A và WDP3a vì nó có lực kéo cao hơn ở 37,9 tấn so với WDM3A.
Đây là động cơ đầu máy được sử dụng phổ biến nhất ở Ấn Độ được sử dụng cho các chuyến tàu hàng cho đến nay. Chúng được sử dụng để chở các loại hàng hóa nặng khác nhau như xi măng, ngũ cốc, than đá, các sản phẩm dầu mỏ, v.v. Người ta có thể tìm thấy động cơ xung quanh Pune, Guntakal, Kazipet, Vizag và Gooty.
WDG3B
Sau WDG3A, Đường sắt Ấn Độ đã cố gắng tạo ra một đầu máy có công suất đầu ra tốt hơn. WDG3B là một thử nghiệm, mặc dù không có đơn vị nào tồn tại ngày nay. Không có thông số kỹ thuật hoặc thông tin xác nhận về biến thể này.
WDG3C
Một thử nghiệm khác không được coi là thành công. Chiếc duy nhất được sản xuất hiện đang được đặt trong Gooty. Mặc dù thiết bị vẫn còn hoạt động, nhưng nó không còn được phân loại là WDG3C.
WDG3D
Đầu máy này là một đầu máy khác trong dòng thí nghiệm không thành công. Chỉ có một chiếc được sản xuất cung cấp công suất đầu ra khoảng 3400 mã lực. Nó có một hệ thống điều khiển vi xử lý và các thông số kỹ thuật thuận lợi khác.
WDG 4
Sau bốn thập kỷ thử nghiệm, WDG4 đã được sản xuất tại Ấn Độ sau khi một số đơn vị được nhập khẩu từ EMD, Hoa Kỳ. Thiết kế quái dị của đầu máy được hỗ trợ bởi lực kéo 53 tấn và tải trọng trục 21 tấn. Đầu máy cung cấp sức mạnh 4500 mã lực với tất cả các công nghệ mới nhất như tự chẩn đoán, kiểm soát lực kéo, radar, lái tự động, chà nhám tự động và nhiều công nghệ khác. Đây là một động cơ vận chuyển hàng hóa tiết kiệm năng lượng và chi phí với lượng xăng sử dụng 4 lít dầu diesel trên mỗi km.
WDG4D
Phiên bản sửa đổi của WDG 4, đầu máy được phát triển hoàn toàn tại Ấn Độ và động cơ turbo diesel 2 thì V16 thể thao với công suất đầu ra 4500 tại 900 vòng / phút. Nó được đặt tên là ‘Vijay’ và là đầu máy xe lửa chở hàng hai cabin đầu tiên của Ấn Độ. Đầu máy được thiết kế nhằm ghi nhớ sự thoải mái và dễ dàng của phi công cùng với các công nghệ hàng đầu như được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính với IGBT.
WDG 5
Được đặt tên là ‘Bheem’, đầu máy được phát triển bởi sự hợp tác của RDSO và EMD. Động cơ 2 thì V20 này cung cấp công suất đầu ra 5500 mã lực tại 900 vòng / phút. Đầu máy cũng bao gồm tất cả các tính năng và công nghệ mới. Mặc dù vậy, động cơ có tiếng xấu về hệ thống LHF của nó.
Pin khởi động đầu máy diesel Microtex
Microtex cung cấp nhiều loại pin khởi động đầu máy diesel. Được chế tạo cứng cáp và có thể chịu được chu kỳ làm việc nghiêm ngặt của đầu máy xe lửa. Các kết nối thanh cái chịu tải nặng có chèn đồng để chịu dòng điện quay vượt quá 3500 Amps. Được cung cấp trong hộp đựng bằng cao su cứng hoặc trong tế bào PPCP được đặt trong hộp đựng pin FRP cực mạnh.
Phạm vi tiêu chuẩn của chúng tôi cho các ứng dụng khởi động đầu máy:
- 8V 195Ah
- 8v 290Ah
- 8v 350Ah
- 8V 450Ah
- 8V 500Ah
- 8V 650Ah
