Пародизель-гибридный локомотив

Пародизель -гибридный локомотив — это железнодорожный локомотив с поршневым двигателем, который может работать как на паре из котла, так и на дизельном топливе . Примеры были построены в Великобритании , Советском Союзе и Италии, но относительно высокая стоимость мазута или неспособность решить проблемы, вызванные технической сложностью, означали, что проекты не были реализованы.

Система Китсона-Стилла

В 1926 году компания Kitson and Company , Лидс, построила экспериментальный образец для Лондонской и Северо-Восточной железной дороги , используя в качестве модели двигатель Стилла, уже использовавшийся на стационарных и морских объектах. Он находился на испытаниях до 1934 года, но затем был списан. Он был разработан потому, что паровой двигатель обеспечивал высокий пусковой крутящий момент - тяговая сила 25 450 фунтов силы (113,2 кН была доступна ), в то время как дизельный двигатель обеспечивал высокую топливную экономичность, и считалось желательным объединить оба преимущества в одной машине. ^{[ 1 ]}

Строительство

По внешнему виду машина напоминала обычный 2-6-2Т паровоз , но имела четыре пары горизонтально-оппозитных цилиндров (диаметр диаметром 13,5 дюймов (340 мм) × ход 15,5 дюймов (390 мм)), установленных продольно над рамой и приводящих в движение коленчатый вал. между ними, а дополнительная трансмиссия приводится в движение шестернями . ^{[ 2 ]} Цилиндры были выполнены двусторонними: штоковый конец каждого цилиндра был для пара, а закрытый конец был оснащен дизельным инжектором. (На некоторых рисунках, опубликованных в современных журналах, показаны только две пары цилиндров, и кажется, что это была одна из конструктивных особенностей, измененных в ходе разработки.) Котел диаметром всего 51 дюйм (130 см) и небольшой внутренняя топка , монтировалась сверху. «Регенератор», улавливающий тепло из выхлопных газов, был неотъемлемой частью котла и имел 38 трубок общей площадью обогрева 508 кв. футов (47,2 м2). ²). Положение водителя находилось на обычном месте за котлом, а баки — 400 имп галлонов (1800 л) для топлива и 1000 имп галлонов (4500 л) для воды — были установлены на раме сзади, один над другим. ^{[ 1 ]}

Операция

Последовательность работ началась с разогрева котла обычным способом, но с использованием мазута вместо угля. Старт с места производился с помощью пара, но примерно на скорости 5 миль в час (8,0 км/ч) дизельные форсунки запустились , и пар выключился. Отходящее тепло от рубашек цилиндров и выхлопных газов дизеля затем поддерживало котел в паре для вспомогательных функций (тормоза и свисток) и в готовности пополнить мощность дизеля, если потребуется, или для следующего запуска. Температура водяной рубашки, поддерживаемая значительно выше точки кипения, способствовала воспламенению от сжатия дизельного топлива, и лишь относительно низкая степень сжатия . требовалась ^{[ 3 ]} Поскольку сила пара обеспечивала крутящий момент, необходимый для запуска, не требовалось никакой формы переменной трансмиссии, и была установлена постоянная понижающая передача с передаточным числом 1,878:1. ^{[ 1 ]}

Общая выходная мощность (800 л.с. при дизеле, 1000 л.с. при дополнении паром) ^{[ 2 ]} не имел хороших результатов по сравнению с обычными паровозами, хотя характеристики на уклонах были хорошими из-за зубчатой передачи. Во время испытаний он успешно использовался в поездах с углем и оказался очень эффективным с точки зрения используемого топлива, поскольку отходящее тепло дизельной электростанции утилизировалось. Однако его эксплуатационные расходы зависели от разницы цен на уголь и нефть, и это было неблагоприятно. Когда Kitson & Co. потерпела неудачу в 1934 году, LNER передала машину обратно получателям компании, и она была разобрана.

Система сжатого пара Cristiani

Итальянская система сжатого пара Cristiani использовала процесс механической рекомпрессии пара . Дизельный двигатель сжимал пар, который затем подавался в цилиндры обычного парового двигателя . Отработанный пар повторно сжимался и использовался снова. Должно быть, здесь был небольшой котел для выработки первоначального количества пара, но он не показан на схеме. ^{[ 4 ]}

Пар использовался в основном в качестве системы передачи, но локомотив действительно считается гибридом, поскольку в нем было предусмотрено некоторое хранилище пара . Возможным преимуществом системы было то, что она позволяла переоборудовать существующие паровозы на дизельный режим, но это не было реализовано.

Патенты на систему принадлежали Северино Кристиани и Секондо Сакердоле в Италии, а в Англии ее продвигал капитан Уильям Питер Дюртналл . ^{[ 5 ]} В Англии были проведены испытания с использованием двух судовых бензиновых двигателей «Paragon» под названием «Paragon-Cristiani». Оборудование было смонтировано на шасси 0-6-0 (заводской номер 3513/1923), построенном компанией Hawthorn Leslie and Company . Это не имело успеха, и шасси было преобразовано в обычный 0-6-0ST под названием «Stagshaw», который сохранился на Танфилдской железной дороге . ^{[ 6 ]}

Другие испытания

Советский Союз

В период с 1939 по 1946 год Советский Союз построил три больших экспериментальных локомотива. ^{[ 7 ]}

Первый прототип под номером 8000, 2-8-2 от Воришиловградского завода , имел две пары наружных двойного действия противоположных поршней ; когда дизельное топливо включалось, на скорости около 20 км/ч (12 миль в час), дизельное топливо впрыскивалось в центральную часть между поршнями, которая, таким образом, становилась камерой воспламенения от сжатия, в то время как внешние концы цилиндров продолжали получать пар в нормальный способ. Хотя аппарат с перерывами оставался в пассажирской эксплуатации до 1946 года, когда его снова прошли испытания. Он был сдан на хранение в 1948 году. Его не считали успешным, поскольку его 25-тонная нагрузка на ось была слишком велика, он тяжело ехал по гусеницам и был склонен к растрескиванию цилиндров. ^{[ 8 ]}

ТП1-1, второй прототип (на фото справа), под названием Сталинец ( Сталинец ), представлял собой переднекабинный конденсационный 2-10-2 Коломенского завода газ, добываемый на антрацитовом угольном заводе. , использовавший в тендере на топливо его цилиндры внутреннего сгорания с искровым зажиганием вместе с антрацитом распыляются на установке газификации для нагрева котла. Всего в четырех цилиндрах было восемь поршней в оппозитной конфигурации; два паровых цилиндра и два баллона с угольным газом. Сообщалось, что он функционировал должным образом только на скорости 25–30 км/ч и ниже, поскольку движение быстрее в течение примерно 10–15 минут могло привести к преждевременному возгоранию газовой смеси при попадании в камеру сгорания. Сообщается, что к 1941 году проблемы были решены, но проект был заброшен во время операции «Барбаросса» и начала Второй мировой войны на советской территории. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Номер 8001, третий эксперимент, также названный «Сталинец», представлял собой агрегат, разработанный на основе предыдущей ворошиловградской конструкции в 1946 году. Он также имел конфигурацию 2-10-2 и имел центральное пространство в цилиндрах между противоположными поршнями, предназначенное для объединения Воспламенение от сжатия и расширение пара работают в одной камере. Сообщается, что он практически полностью потерпел катастрофу и был помещен на хранение в 1948 году. ^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}

Швейцария

В 1925 году Якоб Бухли из Швейцарии получил патент США 1559548 на локомотив с комбинированным паровым двигателем и двигателем внутреннего сгорания. Она отличалась от системы Китсона-Стилла тем, что не было рекуперации отходящего тепла, а паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания имели отдельные цилиндры (вертикально установленные в тендере), но оба приводили в движение одни и те же тяговые колеса. Бухли уточнил, что «… парогенератор установлен на одном транспортном средстве… а паровые цилиндры и двигатели внутреннего сгорания вместе с их приводным механизмом перевозятся на отдельном грузовике или транспортном средстве». Его предложение заключалось в том, чтобы «парогенераторная машина» имела форму традиционного паровозного котла с кабиной машиниста, но без поршней. «Гибкая труба» будет подавать пар к поршням внутри «разъемно соединенного… грузовика» (тендера). Его заявленные преимущества заключались в уменьшении сложности комбинированной системы трансмиссии, повышенном комфорте операторов, отделенных от приводных цилиндров, и различных требованиях к техническому обслуживанию пара и дизельного топлива (например, промывке котлов), которые легче удовлетворить, когда агрегаты были съемными. ^{[ 9 ]} Неизвестно, были ли построены локомотивы по конструкции Бухли.

Соединенные Штаты

В 1954 году изобретатель из Чикаго Чарльз Денкер запатентовал систему, при которой выхлоп обычного четырехтактного дизельного двигателя направлялся в паровой цилиндр большого диаметра. Котла не было: вместо этого насос, приводимый в движение кулачком, приводившимся от общего коленчатого вала , впрыскивал воду (нагретую водяной рубашкой цилиндра дизеля) в паровой цилиндр, так что она мгновенно испарялась горячими выхлопными газами, приводя в действие поршень за счет расширение. Опять же, никаких действующих примеров неизвестно. ^{[ 10 ]}

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б ^с Франко, Исаак; Лабрин, П. (1931). Локомотивы внутреннего сгорания и моторвагоны . Лейден: Найхофф . стр. 88–89. ISBN 9789401757652 .
^ Jump up to: ^а ^б «Локомотивы Китсон-Стилл». Железнодорожный век . Том. 85, нет. 14. 6 октября 1928. стр. 669–70.
^ Франко; Лабрынь (1931) стр. 49
^ «Система сжатого пара Кристиани» .
^ «Машиностроители внутреннего сгорания» . Дюртналл, Уильям Питер.
^ «BackTrack, том 23 (2009)» .
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Российские реформы – необычная российская локомотивная технология» . www.douglas-self.com . Проверено 3 июня 2018 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с Вествуд, Дж. Н. (1982). Советская локомотивная техника в период индустриализации . Лондон: Пэлгрейв Макмиллан . стр. 156–159. ISBN 9780333275160 .
^ «Паровоз с двигателем внутреннего сгорания» . Европейское патентное ведомство . Проверено 18 декабря 2017 г.
^ Денкер, Чарльз Т. (17 июня 1954 г.). «Патент США 2 791 881 на комбинированный дизельный и паровой двигатель» . ВПТЗ США . Проверено 4 января 2018 г.

Примечания

Аткинс, Филип (1999): Золотой век паровозостроения . Atlantic Transport Publishers, Пенрин, Корнуолл и Национальный железнодорожный музей . ISBN 0-906899-87-7
Китсон-Кларк, Эдвин (1927): Локомотив внутреннего сгорания Лондон: IME ОСЛК 931170624
Ле Флеминг Х.М.; Прайс, Джон Гораций (1960): Русские паровозы . Лондон: John Marshwood Ltd.
Росс, Дэвид (2003): Энциклопедия поездов и локомотивов : Thunder Bay Press , Беркли, Калифорния. ISBN 1-57145-971-5
Энциклопедия ЛНЭР, по состоянию на 19 ноября 2006 г.
Пародизельный локомотив Китсон-Стилл, доступ 9 февраля 2011 г.
Российские реформы Макет и изображения российских гибридных локомотивов

См. также

Тепловоз Дизель-Зарлатти

[franco1931-1] Jump up to: ^а ^б ^с Франко, Исаак; Лабрин, П. (1931). Локомотивы внутреннего сгорания и моторвагоны . Лейден: Найхофф . стр. 88–89. ISBN 9789401757652 .

[RA1928-2] Jump up to: ^а ^б «Локомотивы Китсон-Стилл». Железнодорожный век . Том. 85, нет. 14. 6 октября 1928. стр. 669–70.

[3] Франко; Лабрынь (1931) стр. 49

[4] «Система сжатого пара Кристиани» .

[5] «Машиностроители внутреннего сгорания» . Дюртналл, Уильям Питер.

[6] «BackTrack, том 23 (2009)» .

[:0-7] Jump up to: ^а ^б ^с «Российские реформы – необычная российская локомотивная технология» . www.douglas-self.com . Проверено 3 июня 2018 г.

[jnw-8] Jump up to: ^а ^б ^с Вествуд, Дж. Н. (1982). Советская локомотивная техника в период индустриализации . Лондон: Пэлгрейв Макмиллан . стр. 156–159. ISBN 9780333275160 .

[9] «Паровоз с двигателем внутреннего сгорания» . Европейское патентное ведомство . Проверено 18 декабря 2017 г.

[10] Денкер, Чарльз Т. (17 июня 1954 г.). «Патент США 2 791 881 на комбинированный дизельный и паровой двигатель» . ВПТЗ США . Проверено 4 января 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]