ディーゼル

ディーゼル機関車みたいな？ トロリーに感謝します！

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奇妙ですが本当です。ディーゼル電気機関車のルーツは路面電車です。 第二次世界大戦後の数年間でディーゼル機関車が蒸気機関車に代わって急速に普及したため、ディーゼルが蒸気機関車の自然な進化であると想像するのは簡単です。 実際のところ、技術移転はほとんど行われていませんでした。 メロディアスな汽笛は、けたたましい警笛に置き換えられました。 真鍮の鐘が付いたロープで引っ張られる拍子木の代わりに、鋼鉄の鐘を鳴らす空気圧式の鐘が使用されました。 6ET (エンジン & テンダー) ブレーキ システムは 6BL (ブランチ ライン) ブレーキ システムに変わりましたが、依然としてセルフラッピング自動ブレーキ バルブと重要なブレーキ パイプ圧力維持機能が欠けています。

実際の技術移転は何年も前に始まり、ディーゼル電気機関車の起源は蒸気機関ではなく路面電車に根ざしています。 初期のディーゼル電気機関車は、いくつかの点で路面電車開発の遺産を反映しており、その一部は今日まですべての新しい機関車に搭載されています。

DC直巻モーターから始めましょう。 路面電車の開発に携わるエンジニアや科学者は、推進用の DC モーターの明らかな利点、特に低い回転速度での高トルクの特性に気づきました。 低速での動力は、列車を始動させるための鉄道運行のニーズに見事に適合し、蒸気よりも大きな利点をもたらしました。 電機子は大きくなったかもしれませんが (そして絶縁材も確かに何度も大きくなりました)、この DC モーターの設計は、可変速 AC モーターが実用化される 1 世紀後まで、ほぼ専用のトラクション モーターであり続けました。

電気技術者は、路面電車の推進に必要な正しい電圧と電流について熟考した結果、適切なレベルの電流 (アンペア) を管理するための、直列回路、その後の直並列回路、そして完全な並列ケーブル配線の配置にたどり着きました。始動用と高速用の電圧。 この非常に重要な直並列電源回路は、1980 年代まで新しい機関車に搭載されていましたが、その後、主力発電機の出力が増加し続けたため、このモーター構成は時代遅れになりました。

初期の路面電車の設計者は、DC シリーズ モーターから車輪に動力を伝達することに苦労しました。 奇妙な配置では、ベルト、ギア、車軸に取り付けられたアーマチュアが使用されました。 サーキットを走行中にモーターをホイールセットと位置合わせした状態に保つ合理的な方法がなかったため、すべてが満足のいくものではないことが判明しました。 発明家のフランク・スプレイグが提案した路面電車の解決策では、主モーターが車軸からぶら下がっています。 スプレイグはこれを「手押し車サスペンション」と呼び、アライメントの問題を解消しました。 現在も世界中で使用され続けています。

DC モーターの整流に必要な電気ブラシ用のカーボン材料の選択は、20 世紀初頭の DC モーターの信頼性に関する主要な問題を解決する天才的な試みでした。 1990 年代に AC 主電動機が導入されるまで、すべての機関車がこの技術を使用していました。 実際、アメリカの産業向けにカーボン ブラシを製造する業界全体が、DC モーターをサポートするために生まれました。 後にユニオン・カーバイドに買収されたナショナル・カーボン・カンパニーについて聞いたことがありますか? 現在でも、北米の機関車の半数以上がカーボン ブラシを使用しています。

路面電車時代には、手動加減抵抗器の6～8ノッチで速度制御を行っていました。 同様に、内燃機関の 8 ノッチ スロットル制御は、北米で製造されたほぼすべてのディーゼル電気機関車の特徴です。 (1960 年代のゼネラル エレクトリック機関車のハーフスロットル位置はまれな例外でした。)

そして最後に、現在でもディーゼル電気機関車に使用されているマルチユニット (MU) 制御の重要な側面はすべて、フランク スプレイグによって、1900 年 10 月 16 日にこの主題に関する特許で路面電車での使用に導入されました。 多くの人がディーゼル電気機関車の成功を多重制御と結びつけるのには十分な理由があります。 MU 制御が貨物列車の長さに与える影響は否定できません。 2 台目、3 台目、4 台目、さらには 5 台目の機関車を 1 人のオペレーターの制御下で集約制御することで、蒸気時代以来、生産性が大幅に向上しました。 しかし、フランク・スプレイグが複数ユニット制御の特許を取得し、1897 年までにシカゴのサウスサイド高架鉄道で運行していたことは覚えておく価値があります。初期の MU ケーブルにはコネクタが 5 つしかありませんでしたが、DC 牽引モーターを備えた複数の鉄道車両を含む MU 運用の前例が整備されていました。