Дизельизация

Современный дизель-поезд рядом с паровозом на железнодорожной станции Кармартен в 2007 году.

Дизельизация (США: Dieselization ) — это процесс оснащения транспортных средств дизельным двигателем или дизельными двигателями.

Это может включать замену двигателя внутреннего сгорания , работающего на бензине (США: бензин) , на двигатель, работающий на дизельном топливе , как это произошло в больших масштабах с грузовиками, автобусами, сельскохозяйственными тракторами, поездами и строительной техникой после Второй мировой войны . Альтернативно это может включать замену всей установки или транспортного средства на дизельное; этот термин обычно описывает замену поколений железнодорожных паровозов в период с 1930-х по 1970-е годы на тепловозы и связанные с ними объекты.

Водный транспорт

Двухтактный дизельный двигатель для морского применения был представлен в 1908 году и используется по сей день. На сегодняшний день это самый эффективный тягач. Такие модели, как Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, обеспечивают тепловой КПД 50% и мощность более 100 000 лошадиных сил. Первые шаги по переоборудованию с использованием дизельных двигателей в качестве силовой установки (на небольших кораблях) были предприняты уже в 1920-х годах. Доля рынка паровых кораблей («пароходов») достигла пика примерно в 1925 году (несколько парусных судов оставались в строю). К началу 1950-х годов «теплоходы» с дизельными двигателями занимали более 50% рынка.

Железнодорожный транспорт

На железнодорожном транспорте под дизелизацией понимается замена паровоза или электровоза на тепловоз ( обычно дизель-электрический локомотив), процесс, который начался в 1930-х годах и в настоящее время практически завершен во всем мире.

Преимущества дизеля на железнодорожном транспорте

Сопоставлением стоимости и инерции замены крупных инвестиций железных дорог в существующую паровую энергетику было резкое увеличение гибкости и эффективности за счет дизельного топлива. Дизели могли иметь и имели значительно более высокую начальную цену за единицу поставленной лошадиной силы; однако их эксплуатационные и вспомогательные расходы были намного ниже, а доступность агрегатов между инспекционным ремонтом и остановками технического обслуживания была намного выше. Дизелям также требовалась заправка топливом в цистернах на подъездных путях, в отличие от более частой и сложной инфраструктуры заправки и полива, необходимой для паровых двигателей. Кроме того, дизели потребляют гораздо меньше топлива и рабочей силы на холостом ходу, как это часто делают паровозы. Дизели могут оставаться работающими в течение нескольких дней без присмотра, тогда как паровые двигатели требуют постоянного ухода, если не полностью остановлены. Доведение котла парового двигателя до рабочей температуры часто рассматривается как искусство и наука, требующая большой подготовки и опыта. Дизель гораздо проще завести и заглушить. Дизели просто требовали значительно меньше времени и труда для эксплуатации и обслуживания.

Дизели также имели преимущества в гибкости обслуживания. Они более масштабируемы в зависимости от требований к электропитанию благодаря системам управления, которые позволяют одному оператору управлять несколькими агрегатами. Паровая электростанция «Двойной коллектор» требовала бригады для каждого локомотива. Диапазон эффективной работы дизелей на разных скоростях и в разных классах намного шире, чем у паровозов, которые, как правило, создавались специально для конкретных ситуаций. Высокоскоростной паровоз Hudson хорош только для одной ситуации: высоких скоростей на ровных участках.

Первоначально тепловозы были менее мощными, чем типичные паровозы. С конца 1930-х по конец 1950-х годов мощность дизельных локомотивов увеличилась примерно вдвое, хотя самые мощные паровозы, когда-либо построенные , по-прежнему превосходили мощность самых мощных тепловозов конца двадцатого века.

Дизельизация может быть осуществлена ​​без каких-либо серьезных изменений в железнодорожной инфраструктуре, что потребует меньших первоначальных капитальных затрат, чем электрификация. Однако в ситуациях, когда объем достаточен для амортизации капитальных затрат на электрификацию, более высокая эффективность и скорость, доступные при электрификации, являются значительными преимуществами, и электрифицированные системы отдаются предпочтением в большинстве развитых стран мира, за наиболее заметными исключениями являются Северная Америка, Британская Колумбия. Острова и Австралия.

Хронология по географическим регионам

Европа

Относительно короткие пути между пунктами назначения и высокие объемы перевозок в Европе способствовали замене пара электрификацией. Многие линии электрифицированы, хотя некоторые вторичные линии с низкой интенсивностью и коммутационные службы остаются неэлектрифицированными. Большинство стран использовали дизели в качестве временного решения во время послевоенной реконструкции и электрификации. Некоторые страны, особенно Швейцария, электрифицировали всю свою сеть. Самые мощные электровозы в Западной Европе тянут шведские поезда с рудой.

В Великобритании Великая Западная железная дорога представила дизельные вагоны в 1930-х годах, а первый британский магистральный тепловоз был построен Лондонской , Мидлендской и Шотландской железной дорогой в 1947 году, но, в отличие от других стран развитого мира, переход от пара был отложен в начале послевоенные годы. Задержка была вызвана двумя экономическими соображениями: более низкой первоначальной стоимостью паровозов для немедленной замены большого количества локомотивов, изношенных во время войны, и прогнозируемым ростом стоимости нефти по сравнению с углем, обильным внутренним ресурсом. Национализация железных дорог произошла в 1948 году; тепловозы были впервые широко представлены в соответствии с Планом модернизации 1955 года. Низкая надежность первых тепловозов, использованных в Плане модернизации, привела к тому, что его реализация была более медленными темпами, в то время как проблемы с локомотивами были решены во второй половине года. 1950-х годов.

Последний паровоз для Британских железных дорог был построен в 1960 году и получил название « Вечерняя звезда » (номер 92220). Паровая тяга была снята с Британских железных дорог в 1968 году и в значительной степени заменена дизельной тягой (с электрификацией на меньшинстве линий). В 1970 году пар был окончательно исключен на железных дорогах Северной Ирландии и полностью заменен дизельным топливом.

Пар продолжал работать в лондонском метро до 1971 года, поскольку лондонский транспорт считал пар дешевле, чем маневровые дизельные поезда. После 1971 года маневровые обязанности на ЛУ взяли на себя дизель-гидравлика и аккумуляторная электрика. До 1980-х годов пар продолжал работать на многих промышленных железных дорогах Великобритании, в основном совместно с Национальным советом по угольной промышленности и Британской сталелитейной корпорацией.

Ирландия предпочла дизелизацию электрификации, и по состоянию на 2015 год железные дороги в Ирландии (за исключением электрифицированного скоростного транспорта в районе Дублина ) остаются полностью дизельными.

Северная Америка

штата Нью-Йорк Небольшой первоначальный рынок дизелей был создан Законом Кауфмана 1923 года, который запрещал эксплуатацию паровозов в Нью-Йорке и прилегающих городах. Магистральные пассажирские железные дороги Нью-Йорка уже были электрифицированы или их электрификация планировалась независимо от Закона Кауфмана. Электрификация многочисленных грузовых станций была нерентабельной, и железные дороги перешли на дизели. Первый стрелочный перевод ALCO был введен в эксплуатацию в 1925 году на Центральной железной дороге Нью-Джерси на 138-й улице. Терминал на набережной в Бронксе . Второй был доставлен в том же году на Балтимора и Огайо железной дороги склады на Манхэттене. Оба работали до конца 1950-х годов и до сих пор хранятся в музеях. Преимущества дизель-электрических двигателей обеспечили им широкое распространение на рынке в 1930-х годах.

Дизельизация получила толчок благодаря трем разработкам начала 1930-х годов: разработке компанией General Motors и ее дочерней компанией Winton Engine Corporation дизельных двигателей со значительно улучшенным соотношением мощности к весу и гибкостью выходной мощности; желание железных дорог найти более экономичные средства передвижения для пассажирских перевозок в разгар Великой депрессии; и инновации в конструкции железнодорожного оборудования, которые позволили снизить вес и сделать современные дизельные двигатели, маломощные по сегодняшним стандартам, пригодными для магистральных пассажирских перевозок. В середине 1930-х годов были представлены легкие обтекаемые составы поездов с дизельным двигателем, такие как Burlington Route и поезда Zephyrs поезда Pacific Union M-1000x «City» . Во второй половине десятилетия были разработаны и запущены в серийное производство тепловозы достаточной мощности для полноразмерных пассажирских поездов . Усовершенствованные дизельные двигатели GM в 1938 году увеличили мощность и надежность. Контракты на продажу GM включали обучение, финансирование и техническое обслуживание со стороны GM, чтобы снизить препятствия при переходе с пара на дизельное топливо. Дизельизация пассажирских перевозок набрала обороты по мере того, как десятилетие подходило к концу. Первая модель магистрального грузового тепловоза появилась на рынке в 1940 году. Дизельизация была особенно привлекательна для западных железных дорог, для которых потребность в поливе паровозов была проблемой на обширных внутренних участках западного региона. Железные дороги угольных стран, как правило, неохотно переходили на дизельное топливо, конкурента одного из их основных рынков перевозок, вплоть до 1940-х годов.

Конкуренция со стороны дизеля стимулировала развитие технологии паровозов. Стильные, высокоскоростные «пароходы», выпущенные во второй половине 1930-х годов, стали королями скорости пассажирских перевозок . Дуплексные и сочлененные паровозы, построенные в начале 1940-х годов, превосходили по мощности любой когда-либо построенный дизель их мощность уступала газотурбинным электровозам , хотя в 1950-е годы . Механические угольные топки, используемые с 1920-х годов. и использование бункерного топлива в качестве альтернативного топлива облегчило практическое использование пара для удовлетворения потребностей в максимальной мощности. Но пределы паровой технологии быстро достигли пределов. Новые локомотивы были механически сложными и чрезвычайно специализированными. Размер локомотива стал проблемой, поскольку в 1940-х годах паровые двигатели стали настолько большими, что размеры цилиндра и котла вышли за пределы, габаритами погрузки допускаемые . Проблемой стали потребности в топливе и воде для мощных паровозов. Паротурбинно-электрический локомотив был разработан в 1938 году компанией General Electric . GE отказалась от проекта в 1943 году после неудовлетворительных результатов испытаний на трех железных дорогах и последующих попыток Baldwin Locomotive Works с паротурбинно-электрическим локомотивом в конце 1940-х - начале 1950-х годов, которые оказались столь же безуспешными.

Вступление США во Вторую мировую войну прервало дизелизацию. ВМС США получили приоритет над дизельными двигателями, что ограничило их доступность для использования на железных дорогах. В период с сентября 1942 по февраль 1945 года Управление военного производства не разрешало производство пассажирских локомотивов. Нефтяной кризис 1942–43 годов сделал угольную паровую систему более привлекательной, особенно вблизи восточного побережья. После пика нефтяного кризиса и по мере того, как производство дизельных двигателей в военное время набирало обороты, было разрешено увеличение производства грузовых тепловозов. К концу войны накопившийся спрос на замену устаревшего и изношенного железнодорожного оборудования стал огромным.

Доля рынка паровозов упала с 30% в 1945 году до 2% в 1948 году. Падение было наиболее резким в сфере пассажирских перевозок, где модернизация оборудования была необходима по соображениям имиджа и стоимости, поскольку железные дороги сталкивались со все более жесткой конкуренцией со стороны самолетов и автомобилей. Норфолк и Вестерн продолжали выступать за пар, эксплуатируя паровые пассажирские локомотивы до 1959 года и приобретая последние построенные американские паровозы: поршневой локомотив, построенный в их собственном цехе в 1953 году, и паротурбинный электровоз, построенный Baldwin Locomotive Works в 1954 году.

Из-за преимуществ тепловозов к середине 1950-х годов железные дороги Северной Америки сняли с эксплуатации 90% своих паровозов. Кроме того, крупные города и их железнодорожные станции стали несчастливыми соседями в послевоенной Америке. Люди больше не были готовы терпеть большое количество сажи и дыма, которые производили паровые двигатели, работающие на угле. Первые дизели, хотя и были грязными по сегодняшним меркам, были гигантским улучшением загрязнения воздуха по сравнению с паром.

Паровые двигатели прослужили до конца 1950-х годов на крупных американских железных дорогах, а в отдельных случаях - до середины 1960-х годов на небольших дорогах общего пользования. Последний парк паровозов, находившийся в повседневном использовании (т.е. не восстановленный), был выведен из эксплуатации в конце 1970-х годов. Сейчас их можно встретить только в исторических и экскурсионных целях, где паровой двигатель часто является главным преимуществом, особенно для музеев или туристических железных дорог, пытающихся воссоздать историческую атмосферу.

Советский Союз – Россия

Основная статья: Электрификация железных дорог в Советском Союзе

Советское руководство в 1920-х и 1930-х годах изначально рассматривало электрификацию железных дорог как ключевой компонент своей индустриализации, но ко времени Второй мировой войны была электрифицирована лишь небольшая часть их железнодорожных линий. Их проект столкнулся со многими проблемами, в том числе с высокими первоначальными затратами на электрификацию по сравнению с объемом движения на длинных железнодорожных линиях, высокими затратами на ресурсы раннего советского производства электроэнергии и острой необходимостью устранения повреждений, нанесенных во время войны железнодорожным и энергетическим системам по всей Восточной Европе. В середине 1950-х годов Советский Союз приступил к осуществлению гибридной программы дизелизации и электрификации, при которой электрификация сосредоточивалась на более коротких линиях. И дизелизация, и электрификация протекали медленно; последние паровозы вышли из эксплуатации в 1975 году. В то время около 48% грузового тоннажа перевозилось тепловозами. В 1990 году около 30% пассажирских перевозок и 37% грузового тоннажа приходилось на дизельное топливо. Постсоветская электрификация замедлилась из-за экономического коллапса 1990-х годов. Завершена электрификация ул. Транссибирская магистраль в 2002 году и Кировская железная дорога до Мурманска в 2005 году. С 2008 года тоннаж грузовых перевозок дизельным транспортом составляет менее 15% от общего тоннажа грузов.

Азия

Япония

Большая часть железнодорожной сети Японии была электрифицирована в послевоенные годы. Несмотря на это, на более пустынных железнодорожных линиях, особенно на северном острове Хоккайдо, вплоть до середины 1970-х годов продолжали использоваться излишки паровозов. Это произошло из-за ограничений и проблем, созданных тогдашней национализированной железнодорожной сетью Японских национальных железных дорог (JNR). Япония также располагает крупными запасами угля как природного ресурса. К 1970 году большинство, если не все паровозы, были переведены на грузовые работы, а к моменту полной дизелизации оставшиеся паровозы использовались для работы на ветках и маневровых работах, а затем были полностью выведены из эксплуатации. .

Индия

Дизельные и электровозы начали постепенно заменять пар в 1950-х годах. Последним паровозом широкой колеи (5 футов 6 дюймов), построенным CLW, был локомотив класса WG под названием Antim Sitara (Последняя звезда), № 10560, построенный в июне 1970 года. Последним паровозом метровой колеи был класс YG, построенный в 1972 году. . Steam был в значительной степени заменен в 1980-х годах. Последняя запланированная паровая операция состоялась 6 декабря 1995 года на широкой колеи. Последняя паровая работа на узкометровой колеи завершилась в 1999 году.

Две исторические линии, Дарджилинг-Гималайская железная дорога и горная железная дорога Нилгири, сохранили паровое сообщение.

Китай

Смотрите также: Список локомотивов в Китае

Китай производил дизель-гидравлические и дизель-электрические локомотивы на экспериментальной и ограниченной основе с 1958 года, но всерьез дизелизация началась только в 1985 году, когда производство было увеличено на стандартизированном локомотиве модели DF4 . Магистральные паровозы производились до 1988 года, а промышленные паровозы - до 1999 года, это последние коммерческие паровозы, произведенные в мире. Последняя магистральная эксплуатация пара закончилась в 2005 году, однако по состоянию на 2022 год паровозы продолжают использоваться и производиться ограниченно, в основном на угольных шахтах. С 1990-х годов Китай уделяет особое внимание электрификации; По состоянию на 2004 год из 74 200 км железнодорожной системы Китая было электрифицировано 18 900 км. Планирование системы высокоскоростных железных дорог Китая началось в 1990-х годах.

Филиппины

Первые поезда класса MC, собранные на Филиппинах в 1932 году, положили начало использованию бензина и дизельного топлива в стране.

Государственная Манильская железнодорожная компания (MRR) начала экспериментировать с бензином и дизельным топливом в 1930-х годах. Первыми дизельными двигателями были вагоны класса MC, которые поступили на вооружение в 1932 году. Эти обтекаемые моторы были оснащены Cummins двигателями мощностью 96 л.с. Комплекту удалось просуществовать на Филиппинских национальных железных дорогах до 1980-х годов.

К 1954 году генеральный директор MRR Сальвадор Вилья приказал дизелизировать сеть MRR. General Electric предоставила дизель-электрические локомотивы , а японский консорциум во главе с Дайичи Буссан Кайся класса JMC предоставил дизель-поезда . Класс JMC поступил на вооружение в 1955 году, а тепловозы производства GE — в 1956 году. 15 августа 1956 года паровозы MRR завершили свои последние регулярные рейсы на Лусоне . Современные усилия по электрификации начались в 1990-х годах, и их последним воплощением стала пригородная железная дорога Север-Юг .

Хотя к концу 1950-х годов паровая энергетика в значительной степени прекратила пассажирское сообщение, на нескольких плантациях на Лусоне и Висайских островах продолжали эксплуатироваться паровозы. По состоянию на 2020 год по крайней мере один сахарный завод на острове Негрос все еще имеет парк паровозов.

Автомобильный транспорт

Европа

Что касается автомобильного транспорта, дизельное топливо приобрело популярность сначала у коммерческих перевозчиков на протяжении всего ХХ века, а затем у пользователей легковых автомобилей, особенно с 1970-х годов, когда дизельные двигатели стали более совершенными и более доступными для легковых автомобилей. К этому моменту дизельное топливо уже давно стало популярным выбором для операторов такси и сельскохозяйственных пользователей.

Peugeot и Mercedes-Benz 1936 года (начиная с Mercedes-Benz 260 D ), в частности, завоевали репутацию производителей дизельных двигателей для легковых автомобилей, в то время как VM Motori разработала несколько важных двигателей для полноприводных автомобилей.

В Лондоне знаменитое такси « наемная карета » уже давно приводится в движение дизельным двигателем. Высокая надежность, простота управления и высокая топливная эффективность такого двигателя позволяют такси перевозить большое количество людей с меньшими затратами, чем в противном случае можно было бы понести при использовании обычных бензиновых двигателей.

Соединенные Штаты

Легкие дизельные двигатели, подходящие для дорожных транспортных средств, были представлены в конце 1930-х годов. Вскоре их начали использовать в автобусах, тяжелых грузовиках, тракторах и строительной технике. В послевоенное время произошла быстрая замена бензина дизельным топливом для тяжелых грузовиков и автобусов, при этом двигатели поставлялись в основном компаниями Cummins и Detroit Diesel , а некоторые — Buda Engine Co. (позже подразделением Allis-Chalmers ). Рост цен на бензин в 1970-х годах стимулировал интерес к дизельному топливу для легковых автомобилей, хотя вскоре его популярность среди частных автомобилей, за исключением пикапов, угасла.

См. также

• Авиационный дизельный двигатель

Альтернативные виды топлива

• Передовая паровая технология
• Электромобиль
• Гибридный автомобиль

Энергетическая политика и политика

• Эффективное использование энергии
• Энергетическая политика
• Суэцкий кризис

Дизельное топливо

• Зимнее дизельное топливо

Библиография

• Друри, Джордж (2015). Путеводитель по североамериканским паровозам, переработанное издание (2-е изд.). Издательство Калмбах. ISBN  978-1627002592 .
• Маркс, Томас Г. (1976), «Технологические изменения и теория фирмы: американская локомотивная промышленность, 1920–1955», Business History Review , 50 (1): 5–18, doi : 10.2307/3113572 , JSTOR   3113572 , S2CID   154642921 .

Дальнейшее чтение

• Болл, Дон младший; Пенсильванская железная дорога 1940-1950-е годы. 1986.
• Бартон, Брэдфорд; Пар в Андах. Корнуолл. 1973 год
• Даты в истории канадских железных дорог
• Подробный список дизельных двигателей Green Bay & Western Lines.
• Дикинсон, Роб ; Steam в Азии 2007.
• Даррант, А.; Пар в Африке. Хэмлин. 1981 год.
• Фотография строителя FA-1 из Green Bay & Western Lines.
• Локомотивы Great Western Railway
• Холлингсворт, Брайан; Иллюстрированная энциклопедия паровозов мира. 1982.
• Холлингсворт, Дж. Б.; Североамериканские железные дороги. 1984.
• Кинг, Сэмми ; Феррокаррил Интерокеанико. 2004.
• Кинг, Сэмми ; Много хорошего вкуса - тихоокеанский мексиканец. 2007.
• Кинг, Сэмми ; Шведский стол пара (стиль Ленивой Сьюзен), часть 3 , Tiefa Coal Group. 2005.
• Кинг, Сэмми ; Валле-де-Мехико --- Долина воспоминаний. 2004.
• Плауден, Дэвид (1966). Прощай, Steam . Бонанза.
• Шефер, Ганс ; Китайские железные дороги ; последнее обновление: февраль 2006 г.
• Соломон, Брайан (2000). Американский тепловоз . Издательство МБИ. ISBN   0-7603-0666-4 .
• Информация о паровозе : Great Western "Dinkies". 2001.
• Паровозы [ так в оригинале ] в Индии из Аллахабада Rail Fanning.
• Стовер, Дж.; Атлас Routledge История американских железных дорог. Рутледж, 1999 г.
• Историческое общество железных дорог Сиднея и Луисбурга
• Зил, Рон; Пар в шестидесятых. Мередит. 1967.
• Зил, Рон; Сумерки мира Steam. Гроссет и Данлоп. 1973 год