Locomotivă termică

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Tracțiune dublă a locomotivelor lituaniene construite în Rusia

Locomotiva termică este o mașină potrivită pentru tractarea vehiculelor pentru transportul de mărfuri sau pasageri pe o linie ferată care utilizează unul sau mai multe motoare cu ardere internă ca sistem de propulsie. Poate fi transmisie mecanică, hidraulică sau electrică. Având în vedere difuzia aproape totală a utilizării motoarelor diesel, este mai des denumită locomotivă Diesel .

Istorie

Mică locomotivă pe benzină a Inselbahn Juist, ( Insulele Frisiei de Est ) în 1902

Primele încercări de a aplica un motor cu ardere internă pentru construcția locomotivelor s-au făcut deja la sfârșitul secolului al XIX-lea, dar fără niciun succes practic. Principalele dificultăți se refereau la caracteristicile mecanice ale acestor tipuri de motoare, care au un cuplu de pornire scăzut și, prin urmare, necesită utilizarea unor convertoare de cuplu destul de complexe [1] . A existat, de asemenea, problema combustibililor al căror cost era destul de ridicat și dificultatea de a gestiona ciclul de ardere. Au fost testate surse de alimentare cu benzină, benzină, nafta, apoi gaz și chiar naftalină [2] , aplicate motoarelor proiectate pentru ciclul Otto și ciclul Diesel .

Primul experiment cu locomotivă diesel cu acționare directă, construit de Sulzer și Borsig , a fost încercat în vara anului 1912 [3] , pe calea ferată Winterthur-Romanshorn, în Elveția, dar cu puțin succes; apoi izbucnirea primului război mondial , în 1914 , s-a gândit să blocheze totul.

În Statele Unite , General Electric a construit primul său prototip de locomotivă diesel-electrică în 1917 . Mai târziu, în 1923, când legea Kaufman a interzis utilizarea locomotivelor cu abur din New York , au fost încurajate atât electrificarea, cât și utilizarea sistemelor alternative de tracțiune, cum ar fi cea termică. De la mijlocul anilor '60, diferiți producători americani au început producția de locomotive diesel-electrice care treptat au devenit din ce în ce mai utilizate, de asemenea, pentru tracțiunea de prestigiu și a trenurilor pe distanțe lungi. În 1922 prima locomotivă diesel-electrică italiană a fost construită de Fiat și a fost folosită de ceva timp pe rețeaua Calabro Lucane .

Locomotivă diesel-electrică de 440 CP a Ferrovie Calabro Lucane , construită de Fiat în fruntea unui tren de călători

În Uniunea Sovietică , în 1924, două locomotive diesel-electrice au intrat în serviciu aproape simultan. Э эл 2 proiectat de Yuri Lomonosov și construit de germanul Maschinenfabrik Esslingen și Щэл1 proiectat de Âkov Modestovič Gakkel ' și construit de șantierul naval Baltic .

La începutul anilor douăzeci , Ansaldo a construit și câteva prototipuri de locomotive diesel, cu transmisie directă cu biele, care au fost testate mult timp între Sampierdarena, Savona și Albenga între lunile martie și mai 1928, dar care nu au primit totuși comenzi [ 4] de către FS. În aprilie 1929 , o locomotivă diesel-Zarlatti a fost testată pe Roma-Ostia , dar nici acest experiment nu a fost urmat; sistemul a ocolit problema transmisiei mișcării folosind o locomotivă cu abur FS 910 adaptată, fără cazan și cuptor, dar cu mecanisme motorii proprii. Motorul diesel de 330 CP alimenta un compresor de aer; acesta, comprimat, a dus la saturarea aburului produs de un cazan mic și cu amestecul s-a activat motorul cu aburi al locomotivei [5] .

Prima locomotivă germană a fost pregătită în 1935 de Krauss-Maffei în colaborare cu MAN și Voith ; era locomotiva diesel-hidraulică V 140.

Note teoretice

După o experimentare inițială, tehnica de construcție a locomotivelor termice a fost orientată spre utilizarea aproape generalizată a motorului diesel rapid. Problema majoră care trebuie confruntată a fost întotdeauna aceea a transmiterii mișcării de la motor la roți datorită caracteristicilor mecanice nefavorabile ale motoarelor endoterme în general. În timp ce locomotivele cu abur și electrice au motorul conectat direct la roți, cu un raport de transmisie fix, cele termice necesită în mod necesar utilizarea unui convertor de cuplu care determină raportul de transmisie adecvat, precum și un sistem de decuplare , pentru transmisia puterea livrată roților. Prin urmare, au fost folosite diferite trucuri (tipice unor școli), dintre care cel mai simplu și mai fiabil este sistemul hibrid diesel-electric în care motorul cu ardere internă este cuplat direct la un generator de curent electric pentru a alimenta motoarele electrice de tracțiune. Acest sistem, care elimină complet necesitatea de cutii de viteze și ambreiaje, a fost adoptat în construcția majorității locomotivelor americane , precum și a celor din Italia , Franța și Anglia . În schimb, școala germană s- a orientat către transmisiile de fluide, creând locomotive diesel hidraulice și astfel făcând parte din industria nord-europeană.

O locomotivă termică constă în esență dintr-un corp, care poate fi montat pe un vagon rigid (pentru locomotive mai vechi) sau pe boghiuri, în cadrul căruia există un compartiment al motorului cu unul sau mai multe motoare cu ardere internă și toate echipamentele de răcire și control. Și auxiliare :

Locomotiva diesel rusă TEP80
  • Carcasă : este partea care servește pentru a conține echipamentul, bateriile de la bord, comenzile și echipamentul de protecție și siguranță. În general, este împărțit în trei părți: cele două cabine ale șoferului și compartimentul motorului. Unele tipuri de locomotive au o singură cabină șofer centrală, par-centrală sau finală și două corpuri față și spate care conțin echipamentul; altele, precum locomotiva 245 , au o singură parte anterioară față și o cabină spate.
  • Vagon : este partea de sub cutie care susține toate echipamentele și se sprijină prin intermediul unor sisteme de suspensie adecvate pe roți sau cărucioare . Tampoanele , cârligul de tracțiune și conductele de cuplare pneumatice și electrice sunt plasate pe traversele capului.
  • Mecanism de transmisie : este setul de piese mecanice care transmit mișcarea de la motoare la roți. Poate fi de tip și formă diferită: cu roți dințate , cu biele și manivele , cu ax cardanic și pentru motorină electrică cu ax gol sau cu inel de dans .
  • Accesorii : sunt specifice fiecărei categorii de locomotive, dar în general toate au următoarele: compresor pentru producerea aerului comprimat necesar diferitelor comenzi și a sistemului de frânare ; ventilatoare și radiatoare pentru răcirea fluidelor motorului, de obicei ulei și apă; sisteme de măsurare și control pentru parametrii de funcționare, tahografe și diverse echipamente.

Tipuri de locomotive termice

Locomotivele cu motoare endoterme au fost construite atât pentru tracțiunea trenurilor, cât și pentru prestarea serviciilor de manevră în șantierele feroviare și conexiunile industriale. Motivul alegerii lor constă tocmai în versatilitatea lor, adică în caracteristicile lor, cum ar fi disponibilitatea imediată pentru serviciu fără timpii mari de pregătire a locomotivelor cu aburi și parcarea lor simplă fără a fi nevoie de o atenție specială; în plus, eficiența lor mai mare în ceea ce privește utilizarea costurilor pe orice tip de linie de cale ferată, fără a fi nevoie de o investiție substanțială pentru construcția liniei de alimentare cu energie electrică. Ambele categorii, locomotive de tren și locomotive de manevră au fost construite cu diferite tipuri de transmisie.

Locomotive cu transmisie mecanică

208 unități autopropulsate cu transmisie mecanică a lanțului

Această categorie include locomotive care transmit mișcarea motorului către roți prin intermediul unei serii de organe, dintre care principalele sunt:

  • Release de organe: acesta poate fi un ambreiaj baie de ulei uscat sau, în general , de multi- placă de tip pentru cele mai multe vehicule puternice.
  • Convertor de cuplu sau schimb la roți dințate sau bandă planetară care permite adaptarea sistemului de viteze la rotația optimă a turației motorului.
  • Transmisie; poate fi o tijă de antrenare , angrenaj, arbore cardanic , lanț de transmisie .
  • Pod reductor / invertor; compus dintr-un sistem de transmisie care realizează raportul de transmisie și un sistem asistat mecanic sau pneumatic pentru inversarea direcției de mers.

Locomotive cu transmisie electrică

Locomotiva diesel GE C36-7

Este tipul de locomotivă care, pentru a simplifica sistemul de transmisie a forței de tracțiune pe roți, care devine din ce în ce mai constructiv critic la puteri mari, folosește motorul termic pentru a genera curent electric la bord, în timp ce restul unitatea de tracțiune este electrică. Simplificând, este o locomotivă electrică alimentată de un mare generator de energie. Până în anii șaptezeci, curentul generat la bord a fost continuu la o tensiune de ordinul a 1000 de volți sau puțin mai mult, dar apariția electronicii de putere care a permis construirea invertoarelor și a circuitelor de reglare a fracționării a făcut-o mai convenabilă pentru generarea de trei faze. curent alternativ care poate fi modulat în tensiune și frecvență și utilizarea motorului de tracțiune trifazat mai simplu și mai robust. Transmisia unei locomotive diesel-electrice constă din:

  • Circuit electric de tracțiune cu tensiune reglabilă de la zero la o mie de volți. Pentru cea trifazată, de asemenea, cu frecvență reglabilă.
  • Dispozitive de control și protecție a motorului împotriva suprasolicitării curentului
  • Motoare de curent continuu cu excitație de serie sau motoare asincrone trifazate.
  • Axa motor cu transmisie mecanică cu roți dințate cu articulații elastice, cu ax gol sau cu inel de dans.

Locomotive cu transmisie hidraulică

Modelul 220 , diesel-hidraulic clasic al școlii germane

Acest tip de transmisie este cel ales de școala germană care include și producători din Europa de Nord; un exemplu binecunoscut de astfel de locomotive este 220 al Căii Ferate Federale Germane . Construcția este cu siguranță mai complexă decât alte tipuri de transmisie, deoarece oferă în principiu:

  • convertizor de cuplu (cutie de viteze) hidraulic; este constituit conceptual dintr-o pompă centrifugă , o turbină și un distribuitor conectat într-un circuit închis care utilizează un fluid adecvat. Cuplul este transmis de la arborele motorului la pompă și este transformat în turbină astfel încât să se obțină variația, care poate fi gradată continuu, la arborele antrenat conectat la rotorul turbinei. În acest fel, se realizează o schimbare continuă, fără întreruperi ale transmisiei de putere, spre deosebire de ceea ce se întâmplă în cutiile de viteze mecanice.
  • mecanisme de decuplare a unității motor de la unitatea de transmisie.
  • arbori de transmisie (de obicei cardanici ).
  • reductoare și invertoare de reducere.

Aceste sisteme mecanice necesită un grad ridicat de precizie, având în vedere masele rotative implicate și puterile de transmis. În Italia , Ansaldo a fost cel care a propus locomotive de acest tip, însă construite cu licență germană; un exemplu au fost grupul eteric al D.342 și al D.442 , din care a fost construit un singur exemplar. Cu toate acestea, acest sistem din Italia nu a găsit următori și a fost aproape complet abandonat de industria națională.

Notă

  1. ^ Ministerul Transporturilor , capitolul IV .
  2. ^ Domenico Molino , pp . 34-35 .
  3. ^ Locomotive cu motor diesel, brevete Ansaldo , p.6 .
  4. ^ Locomotive cu motor diesel, brevete Ansaldo .
  5. ^ Rezultatele testelor efectuate cu locomotiva Diesel-Zarlatti .

Bibliografie

Elemente conexe

Alte proiecte

Controlul autorității GND ( DE ) 4012210-4
Transport Portal de transport : accesați intrările Wikipedia care se ocupă de transport
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Locomotiva_termica&oldid=121231370 ”