Локомотив Хайльмана
Локомотивы Heilmann представляли собой серию из трех экспериментальных пароэлектрических локомотивов, произведенных в 1890-х годах для французской компании Chemins defer de l'Ouest (CF de l'Ouest). Прототип был построен в 1894 году, а два более крупных локомотива были построены в 1897 году . В этих локомотивах использовалась электрическая трансмиссия, как и в популярных позже дизель-электрических локомотивах и различных других локомотивах с автономным приводом.
Электрическая ракета
[ редактировать ]| Электрическая ракета | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Источники: [1] [2] [3] кроме * | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
В 1890 году Жан-Жак Хайльманн зарегистрировал патент (Франция № 207055) на электромобиль с автономным приводом; конструкция была призвана устранить неуравновешенные колебательные моменты и « удар молота », вызванные коленчатым действием обычного механического паровоза. [4] В его конструкции использовался сбалансированный паровой двигатель для привода локомотива через электрическую трансмиссию ( электрический генератор, приводящий в движение электродвигатели посредством управляющих реостатов и переключателей ). [5] Хейльманн хотел создать машину, специально подходящую для высокоскоростных поездов, без высоких затрат на электрифицированную инфраструктуру. Его самый ранний проект представлял собой поезд, состоящий из транспортного средства с паровой машиной тройного расширения (мощностью 600 л.с. [n 1] ) и генератор (обеспечивающий мощность 480 л.с. при ожидаемом КПД 80%), тендер и три вагона. Весь поезд должен был двигаться на тележках и использовать распределенную тяговую систему, обеспечиваемую 12 электродвигателями, установленными на осях в трех вагонах. [6]
Первым настоящим локомотивом, построенным по конструкции Хейльмана, был прототип пароэлектрического локомотива с котлом, паровой машиной, генератором и двигателями, встроенными в один локомотив; строительство началось в 1892 году и завершилось в августе 1893 года. [1] По завершении он был назван Fusée (также известный как La Fusée Électrique ; [4] Английский: Электрическая ракета ), [7] отсылка к локомотиву Стивенсона « Ракета » 1830 года. [8]
Паровой двигатель (разработан Швейцарским локомотивным и машиностроительным заводом (SLM) в Винтертуре , Швейцария. [7] ) и котел были построены на заводе Forges et Chantiers de la Méditerranée в Гавре , электрооборудование было спроектировано и изготовлено на заводе Brown, Boveri & Compagnie в Бадене, Швейцария , а рама локомотива и тележки были построены на заводе Compagnie de Materiel de Chemins. де Фер . [9]
Локомотив имел мощность от 600 до 800 лошадиных сил (от 440 до 590 кВт). [n 1] (от 300 до 400 об/мин ) двухцилиндровый горизонтальный составной паровой двигатель с поперечно расположенными цилиндрами диаметром 425 и 650 миллиметров (16,7 и 25,6 дюйма) и диаметром 300 мм (11 4 ⁄ дюйма ) ход. Пар снабжался котлом типа Ленца , работающим при давлении 12,6 стандартных атмосфер (185 фунтов силы на дюйм). 2 ), [1] с топкой бессточного гофрированного типа . [7] Площадь его решетки составляла 2,25 квадратных метра (24,2 квадратных фута). Котел имел общую площадь 145 квадратных метров (1560 квадратных футов). [1] Двигатель имел фиксированную отсечку , не имел реверсивного механизма и регулятора скорости, за исключением центробежного устройства защиты от превышения скорости. [2]
Паровая машина приводила в движение динамо-машину постоянного тока. [7] номинальная мощность примерно 500 кВт (1200 А при 400 В); это была шестиполюсная машина с якорем, построенным по принципу динамо-машины Грамм с шестью щетками . [10] генератора На катушки возбуждения подавалась энергия от отдельной биполярной динамо-машины, способной генерировать ток 100 А при напряжении 100 В (10 киловатт (13 л.с.)), которая приводилась в движение со скоростью примерно 300 об/мин двухцилиндровым вертикальным составным паровым двигателем мощностью 20 л.с. , аналогичной конструкции главный двигатель. Выход этого вторичного генератора также использовался для обеспечения электроосвещения в вагонах. [10]
Электрическое управление скоростью и нагрузкой было достигнуто за счет уменьшения тока возбуждения поля главного генератора, поступающего от динамо-машины мощностью 10 киловатт (13 л.с.), с использованием двенадцатиступенчатого барабанного реостата . [n 2] Восемь тяговых двигателей были соединены параллельно; для управления низкой скоростью двигатели могут быть соединены последовательно в два комплекта по четыре человека, соединенных параллельно. [10] [n 3]
Двигатели располагались в двух четырехосных тележках. [7] с колесной парой с герметичной осью, на которой установлен мощностью от 80 до 100 лошадиных сил (от 59 до 74 кВт); электродвигатель [3] дающая колесную формулу Do-Do. Торможение осуществлялось Westinghouse пневматическими тормозами с дисковыми тормозами на всех колесах. [7] Локомотив имел переднюю конструкцию кабины . [5]
Первые официальные испытания локомотива начались 2 февраля 1894 года; выполнение обратной работы из Гавра в Бреоте-Безвиль (на железной дороге Париж-Гавр ), выбранной из-за ее сложных уклонов, включая градиент 8 промилле (1 из 125) на протяжении более 10 километров (6,2 мили). Испытательный поезд состоял из локомотива (полностью заправленного до 118 тонн), четырех новых вагонов первого класса, динамометрического вагона и двух фургонов, содержащих одну тонну аккумуляторов между собой ; Общий вес поезда составлял от 173 до 183 тонн, в зависимости от количества пассажиров. В последующих заездах скорость увеличивалась: в первом заезде средняя скорость составляла 51,5 километра в час (32,0 миль в час), в четвертом заезде средняя скорость составляла 59,4 километра в час (36,9 миль в час), а на трассе скорость составляла 55 километров в час (34 мили в час). Уклон 8‰ и скорость 70 километров в час (43 мили в час) на ровной трассе. [11]
9 мая 1894 года La Fusée Electrique совершила пробный рейс от вокзала Сен-Лазар в Париже до Мант-ла-Жоли , буксируя поезд, состоящий из восьми вагонов. [12] Поездка длиной 53 километра (33 мили) заняла 55 минут. [13] Сообщается, что была достигнута скорость 107 километров в час (66 миль в час). [5] После пробного запуска локомотив повез регулярный поезд обратно в Париж. [13] Испытания показали, что двигатель использовал на 15% меньше угля, чем обычный паровой двигатель. Говорили, что локомотив ехал «как пульмановский вагон ». Локомотив критиковали за то, что он «слишком сложен, слишком дорог и слишком тяжел». Те же самые аргументы будут повторены с появлением магистральных дизель-электрических локомотивов примерно полвека спустя. [7] Локомотив совершил около 2000 километров (1200 миль) испытательных пробегов. Два локомотива большего размера были заказаны для дальнейших испытаний на CF de l'Ouest. [5] La Fusée Electrique была демонтирована к 1897 году, а тележки использовались для двух 0-8-0 электровозов , которые использовались на подземной железной дороге протяженностью 4 километра (2,5 мили) между Сен-Жермен-Запад и Гранд-Сентюр . [7] [14]
А Модель прототипа локомотива, изготовленная в 1903 году, в масштабе 1 ⁄ 10 находится в коллекции Национальной консерватории искусств и ремесел в Париже, подаренной Хейльманном. [5] [15]
CF Запада 8001 и 8002
[ редактировать ]| КФ Запада №№ 8001 и 8002 | |||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 | |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||
В 1897 году были построены два более крупных локомотива. Они имели номера 8001 и 8002. Локомотивы имели стандартные топки Belpaire , [7] с решеткой площадью 3,34 квадратных метра (36,0 квадратных футов). [5] Паровые двигатели были построены компанией Willans & Robinson , Регби , Уорикшир , Великобритания. [7] Котел имел площадь нагрева 185,50 квадратных метров (1996,7 квадратных футов) и работал при давлении 14 стандартных атмосфер (210 фунтов силы на дюйм). 2 ). Локомотив весил 124 тонны (122 длинные тонны). Ведущие колеса располагались в двух четырехосных тележках по принципу « Ла Фюзе» . Они имели диаметр 1160 миллиметров (3 фута 10 дюймов). [5] Локомотивы имели длину 28,35 метра (93 фута 0 дюймов), ширину 2,74 метра (9 футов 0 дюймов) и высоту 4,19 метра (13 футов 9 дюймов). [16] Емкость воды составляла 20 000 литров (4 400 имп галлонов). [5]
12 ноября 1897 года был совершен пробный рейс между Сен-Лазаром , Парижем и Мант-ла-Жоли и обратно. [17] 18 ноября 1897 года был проведен испытательный пробег длиной 115 километров (71 миль) со скоростью до 30 километров в час (19 миль в час) с грузом массой 50 тонн (49 длинных тонн). Во время более позднего пробега с грузом массой 250 тонн (250 длинных тонн) была достигнута скорость 100 километров в час (62 мили в час). [5] Хотя интерес к пароэлектрическим локомотивам проявили и другие железнодорожные компании, такие как Ohio River, Madison & Southern Railway в США и Southern Railway в России, а также как минимум одна из Германии, [5] Тем не менее два локомотива были списаны.
Эти двигатели положили начало дизель-электрической трансмиссии , а также газотурбинным и паротурбинным локомотивам, использовавшим электрическую трансмиссию. [7] Когда в 1905 году сообщалось об одном из первых дизель-электрических локомотивов, журнал Automotor Journal заявил, что это похоже на принцип Хейльмана, то есть двигатель используется для приведения в действие динамо-машины, которая, в свою очередь, подает электрический ток на двигатели, предназначенные для ведущие колеса . [18]
См. также
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Значение мощности указано в виде шево и, вероятно, будет метрической мощностью , которая составляет ~736 Вт, а не значением механической мощности 746 Вт.
- ^ Метод регулирования скорости путем управления возбуждением поля генератора (магнитного поля в основном генераторе) также используется в системе управления двигателем Ward Leonard.
- ^ Ch. Жакен (1894), «Электровоз Хейльмана», стр.366 , «Мы просто соединяем, в зависимости от потребностей, 8 электродвигателей либо все под напряжением, либо по количеству в 2 группы по 4 под напряжением» .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с д Ш. Жакен (1894), «Электрический локомотив Хайльманн», стр. 361–364.
- ^ Перейти обратно: а б Ш. Жакен (1894), «Электрический локомотив Хайльманн», стр. 364–365.
- ^ Перейти обратно: а б Ш. Жакен (1894), «Электрический локомотив Хайльманн», стр. 367–368.
- ^ Перейти обратно: а б База Палисси : термоэлектрический локомотив, известный как электрическая ракета , Министерство культуры Франции. (на французском языке)
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж Дуглас Селф . «Локомотив Хайльмана» . Проверено 9 марта 2023 г.
- ^ Ж.-Ж. Хайльманн (1891), «Новая электрическая железная дорога», заседание 20 февраля 1891 г., стр.105-106.
- ^ Перейти обратно: а б с д и ж г час я дж к Резерфорд, Майкл. «Экспортируйте или умрите! Британские производители дизель-электрических двигателей и модернизация. Часть первая: корни» (PDF) . Backtrack (январь 2008 г.). Исингволд: Pendragon Publishing: 52–60.
- ^ Э. Госпитальер (1897), «Новый электровоз от MJ-J. Heilmann», стр.19
- ^ Майкл К. Даффи (2003), стр.43
- ^ Перейти обратно: а б с Ш. Жакен (1894), «Электрический локомотив Хейльманн», стр. 365–367.
- ^ Ch. Жакен (1894 г.), «Электровоз Хейльмана», 470–471 , см. также М. Ф. Друэн (1896 г.), Электровозы (система Ж.-Ж. Хейльмана), табличка 170, рис. 5 : градиенты линий
- ^ Источники:
- Р. Коломбье (2010), «стр. 150 (цитата по L'Illustration , 1894)» , «Истоки железной дороги в Мантуа » (на французском языке), L'Harmattan, Париж, ISBN 978-2-296-12506-3
- "La Fusée électrique de Heilmann" , Histoire d'Entreprises (на французском языке) (1), сентябрь 2006 г., заархивировано из оригинала 11 октября 2016 г. , получено 27 октября 2011 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Наша лондонская переписка». Глазго Геральд . № 112. 10 мая 1894 г. с. 3.
- ^ «Локомотив будущего». Газета Пэлл-Мэлл . № 9928. 20 января 1897 г. с. 3.
- ^ Национальная консерватория искусств и ремесел (1905), «Передвижение и транспорт: Локомотивы» , Каталог коллекций: Первый выпуск: Механика , Э. Бернар, с. 392 , ( альтернативная ссылка )
- ^ «Судостроение и машиностроение». Глазго Геральд . № 247. 15 октября 1897 г. с. 7.
- ^ "Франция". Утренняя почта . № 39138. 13 ноября 1897 г. с. 5.
- ^ «Дизельный двигатель в новой сфере», Журнал «Автомотор и безлошадный экипаж», 4 марта 1905 г., стр. 275.
Источники
[ редактировать ]- Ж.-Ж. Хейльманн (1891), «Новая электрическая железная дорога: система Ж.-Ж. Хейльмана» , Мемуары и отчет о работах Общества инженеров-строителей (на французском языке), 55 (1): 149–162.
- Ш. Жакен (1894), «Электровоз Хейльмана» , Electric Light: Journal Universel d'Electrcité (на французском языке), 51 (8): 360–368.
- Ш. Жакен (1894), «Электровоз Хейльмана» , Electric Light: Journal Universel d'Electrcité (на французском языке), 51 (10): 470–477.
- Э. Госпитальер (1894), Гастон Тиссандье; Анри Парвиль (ред.), «Электровоз MJ-J. Heilmann» (PDF) , La Nature (на французском языке), 22 (1070–1095): 162–163, 178–182 , ( стр.162 , стр. .178 альтернативных ссылок)
- М. Ф. Друэн (1896). «Электровозы (система Ж.-Ж. Хейльмана)» . Мемуары и отчет о работе Общества инженеров-строителей (на французском языке). Полет. 65.стр. 807–826.
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - Э. Госпитальер (1898), Гастон Тиссандье; Анри де Парвиль (ред.), «Новый электровоз MJ-J. Heilmann» (PDF) , La Nature (на французском языке), 26 (1279–1304): 19–22 , ( альтернативная ссылка )
- Майкл С. Даффи (2003). «4. Хейльманн, Уорд Леонард и электрическая железная дорога» . Электрические железные дороги 1880-1990 гг . История техники. Серия 31. Инженерно-технологический институт. стр. 35–51. ISBN 9780852968055 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- «Фонд Жан-Жака Хайльмана, инженер-электрик (1853-1922)» (PDF) . www.archivesnationales.cultural.gouv.fr (на французском языке). Архивный центр «Мир труда».
- «Электровоз Хейльмана» , Scientific American , 77 (10): 145, 152, 4 сентября 1897 г.
- Андре Блондель; Ф. Поль-Дюбуа (1898 г.), Электрическая тяга на железнодорожных путях - подвижной состав - тяга (на французском языке), Политехническая библиотека Бодри и Cie., стр. 467–478, рис. 230 (с.252), рис. 388 (с.427), рис.400–401 (с.446–448)
- «Железная дорога от Аржантея до Манта - Четвертая часть - Авангардная машина» , www.trielmemoirehistoire.fr (на французском языке), Triel Mémoire & Histoire