Damp diesel hybrid lokomotiv - Steam diesel hybrid locomotive

En dampdiesellokomotiv hybrid er et jernbanelokomotiv med en stempelmotor som kan løpe på hver sin damp fra en kjel eller dieseldrivstoff . Eksempler ble bygget i Storbritannia , Sovjetunionen og Italia, men de relativt høye kostnadene for fyringsolje gjorde at designene ikke ble fulgt.

Kitson-Still-system

I 1926 bygde Kitson and Company , Leeds, et eksperimentelt eksempel for London og North Eastern Railway , og brukte som modell Still-motoren som allerede er i bruk for stasjonære og marine applikasjoner. Det var på prøve frem til 1934, men ble deretter skrotet. Den ble designet fordi en dampmotor tilbød et høyt startmoment - en trekkraft på 113,2 kN (25,450 lbf) var tilgjengelig - mens en dieselmotor tilbød høy drivstoffeffektivitet, og det ble ansett som ønskelig å kombinere de to.

Konstruksjon

I omriss lignet maskinen på et konvensjonelt 2-6-2T damplokomotiv , men det hadde fire par horisontalt motstående sylindere (13½ tommers boring × 15½ tommers slag - 343 × 394 mm) montert i lengderetningen over rammen og kjørte en veivaksel plassert mellom , med ytterligere drivverk med gir . Sylindrene ble laget med dobbelt ende, med stangenden på hver sylinder for damp og den lukkede enden utstyrt med en dieselinjektor. (Noen tegninger, publisert i moderne tidsskrifter, viser bare to par sylindere, og det ser ut til at dette var en av designfunksjonene som ble endret under utviklingen.) Kjelen, med en diameter på bare 51 tommer (130 cm) og en liten intern brannkammer , ble montert over. "Regeneratoren", som fanget varmen fra eksosen, var integrert i kjelen og hadde 38 rør til sammen et oppvarmingsareal på 508 sq ft (47m ² ). Kjørestillingen var på det vanlige stedet bak kjelen, og tanker - 400 keiser gallon (1800 liter) for drivstoff og 1000 keiser gallon (4500 liter) for vann - ble montert over hverandre på rammen bak.

Operasjon

Driftssekvensen var å varme opp kjelen på vanlig måte, men bruke fyringsolje i stedet for kull. Starten fra hvile ville bli gjort med dampkraft, men ved omtrent fem km / t (8 km / t) ville dieselinjektorene startet og dampen slått av. Den spillvarme fra sylinder jakker og dieselavgass deretter opprettholdt i kjelen i damp for hjelpefunksjoner (bremser og avblåsning) og i beredskap for å supplere dieseldrift hvis det er nødvendig, eller for den neste start. Temperaturen på vannkappen, holdt på betydelig over kokepunktet, hjalp til med kompresjonstenningen av diesel, og bare et relativt lavt kompresjonsforhold var nødvendig. Ved å bruke damp til start var ingen form for variabel overføring nødvendig og det ble montert en permanent reduksjonsgir i forholdet 1 - 878 til 1.

Samlet effekt sammenlignet ikke godt med konvensjonelle damplokomotiver, selv om ytelsen på stigninger var god på grunn av giringen. I løpet av forsøkene ble det brukt med suksess med kulltog, og det viste seg å være veldig effektivt når det gjaldt drivstoff, fordi spillvarmen fra dieselkraften ble gjenvunnet. Imidlertid var driftskostnadene avhengig av prisforskjellen mellom kull og olje, og dette var ikke gunstig. Da Kitson & Co. mislyktes i 1934, ga LNER maskinen tilbake til selskapets mottakere, og den ble demontert.

Cristiani komprimert dampsystem

Det italienske Cristiani Compressed Steam System brukte prosessen med mekanisk dampkompresjon . En dieselmotor komprimert damp som deretter ble matet til konvensjonelle dampmotorsylindre . Eksosdampen ble komprimert på nytt og brukt igjen. Det må ha vært en liten kjele for å generere startladningen av damp, men dette er ikke vist i diagrammet.

Dampen ble hovedsakelig brukt som et overføringssystem, men loket teller som en hybrid fordi noe damplagring ble levert. En mulig fordel med systemet var at det gjorde det mulig å konvertere eksisterende damplokomotiver til dieseldrift, men dette ble ikke oppfylt.

Patenter for systemet ble holdt av Severino Cristiani og Secondo Sacerdole i Italia, og det ble fremmet i England av kaptein William Peter Durtnall . Det ble utført en rettssak i England med to "Paragon" marine bensinmotorer , under navnet "Paragon-Cristiani". Utstyret ble montert på et 0-6-0 chassis (verksnummer 3513/1923) bygget av Hawthorn Leslie and Company . Det var ingen suksess, og understellet ble omgjort til en konvensjonell 0-6-0ST kalt "Stagshaw" som er bevart på Tanfield Railway .

Andre forsøk

Sovjetunionen

Sovjetunionen bygde tre store eksperimentelle lokomotiver mellom 1939 og 1946.

Den første prototypen, nummerert 8000, en 2-8-2 fra Vorishilovgrad-verkene , hadde to par utvendige dobbeltvirkende motstående stempler; da dieselkraft ble startet, ved omtrent 20 km / t (12 mph), ble diesel injisert i midtpartiet mellom stemplene som således ble kompresjonstennekammeret, mens de ytre endene av sylindrene fortsatte å motta damp i normal måte. Selv om enheten forble i passasjertjeneste, inntil 1946, da den ble testet på nytt. Den ble lagret i 1948. Den ble ikke ansett som en suksess da den 25 tonns aksellasten var for høy, den syklet hardt på sporene og var utsatt for sprekker i sylindere.

TP1-1, den andre prototypen (vist til høyre), under navnet Сталинец ( Stalinets ), ble en drosje frem kondense 2-10-2 fra Kolomna fungerer , brukte gass produsert fra en antrasitt plante i sart til drivstoff sin gnisttenningsforbrenningssylindre og pulverisert antrasitt å oppvarme kjelen. Det ble rapportert at det bare hadde fungert skikkelig i hastigheter på 25–30 km / t og derunder, da det å kjøre raskere i ca 10–15 minutter ville føre til at gassblandingen brente seg for tidlig når den kom inn i forbrenningskammeret. Problemene ble angivelig ordnet i 1941, men prosjektet ble forlatt under operasjon Barbarossa og utbruddet av andre verdenskrig på sovjetisk territorium.

Nummer 8001, det tredje eksperimentet, også kalt Сталинец, var en enhet utviklet fra forrige Voroshilovgrad-design i 1946. Det ble økt til en 2-10-2-konfigurasjon og hadde senterrommet i sylindrene, mellom stemplene, ment å kombinere kompresjonstente og ekspansiv damp som arbeider i samme kammer. Det var angivelig nesten en fullstendig katastrofe og ble lagret i 1948.

Sveits

I 1925 fikk Jakob Buchli i Sveits amerikansk patent 1559548 for et kombinert lokomotiv med damp og forbrenningsmotor. Dette skilte seg fra Kitson-Still-systemet ved at det ikke var gjenvinning av spillvarme og damp og forbrenningsmotorer hadde separate sylindere (vertikalt montert i anbudet), men begge kjørte de samme trekkhjulene. Buchli spesifiserte at "… dampgeneratoren støttes på ett kjøretøy ... og damp- og forbrenningsmotorsylindrene sammen med kjøreutstyret bæres av en egen lastebil eller et kjøretøy". Hans forslag var at "dampgeneratorbilen" skulle være i form av en tradisjonell damplokomotivkjele med førerhus, men uten stempler. Et "fleksibelt rør" vil føre damp til stemplene i den "løsbart koblede ... lastebilen" (anbud). Hans påståtte fordeler var den reduserte kompleksiteten til et kombinert overføringssystem, den forbedrede komforten til operatørene som ble skilt fra kjøresylindrene og de forskjellige vedlikeholdskravene til damp og diesel (som kjeleutvask) ble lettere imøtekommet når enhetene var avtakbare. Det er ikke kjent om noen lokomotiver til Buchlis design faktisk ble bygget.

forente stater

I 1954 patenterte Chicago oppfinner Charles Denker et system der eksos fra en konvensjonell firetakts dieselmotor ble ledet til en dampsylinder med stor diameter. Det var ingen kjele: i stedet injiserte en pumpe, som drives av en kam drevet fra den vanlige veivakselen , vann (oppvarmet av dieselsylindervannmantelen) i dampflasken, slik at den øyeblikkelig ble fordampet av de varme eksosgassene og drev stempelet ved ekspansjon. Igjen er ingen driftseksempler kjent.

Referanser

Merknader

• Atkins, Philip (1999): Den gylne tidsalderen for bygningen av damplokomotiv . Atlantic Transport Publishers, Penryn, Cornwall og National Railway Museum . ISBN  0-906899-87-7
• Kitson-Clark, Edwin (1927): Et forbrenningslokomotiv London: IME OCLC  931170624
• Le Fleming HM; Price, John Horace (1960): Russian Steam Lococmotives . London: John Marshwood Ltd.
• Ross, David (2003): Leksikonet om tog og lokomotiver : Thunder Bay Press , Berkeley, CA. ISBN  1-57145-971-5
• LNER leksikon åpnet 19. november 2006
• Kitson-Still damp-diesellokomotiv åpnet 9. februar 2011
• Russiske reformer Oppsett og bilder av russiske hybridlokomotiver

Se også

• Diesel-Zarlatti lokomotiv