18新利最新登入柴油机车的工作原理

柴油机车的主要原因是混合是因为这个组合可以消除机械传动的必要性,发现在汽车。让我们开始了解为什么汽车变速器。

你的车需要一个传输,因为汽油的物理引擎。首先,任何引擎有歧视——发动机最大转速值上面不能没有爆炸。第二,如果你读过马力是如何工作的,那么你知道引擎有18新利最新登入一个狭窄的rpm范围马力和扭矩最大。例如,一个引擎可能产生最大马力5200至5500 rpm。传输允许发动机与驱动轮之间的传动比改变汽车加速和减速。你改变方式,取消下面的引擎可以保持和rpm带附近的最佳性能(最大功率)。

five-to-10-speed传输在大多数汽车允许他们去110英里(177公里)或更快的发动机转速范围500 - 6000或更高的转速。柴油比汽油发动机运转速度慢得多,这尤其适用于大规模的用于机车。大排量的柴油发动机顶部大约在2100转,或者更低。这样的速度范围,机车需要20或30齿轮110英里每小时。

这样的齿轮箱将是巨大的(它必须处理4200马力),复杂,效率低下,并创建一个可能的机械故障。它还必须提供四套轮子,这将增加复杂性。

通过混合设置,主要的柴油发动机可以运行在一个恒定的速度,通过传动轴转动发电机。发电机发出电能牵引电动机在每一个轴,权力车轮。牵引电机可以产生足够的扭矩在任何速度,从一个句号125英里(200公里),而无需改变齿轮。

为什么柴油?

柴油发动机效率比汽油发动机,当移动文字吨货物或乘客,效率是至关重要的。火车制造商CSX公司估计他们的舰队行动1吨货物(0.9吨)的平均492英里(791公里)每加仑燃料(4升),使机车运输货物四倍有效道路。柴油系统也5倍更有效比旧蒸汽机火车头,这就是为什么柴油完全取代蒸汽在20世纪早期。

柴油也有看到一些竞争全电动火车直接从电网,拉他们开车。几次这种方法是更有效的比燃烧任何一种机载燃料产生能量。电力机车是特别受欢迎的在欧洲和亚洲,但美国一直缓慢的转换。可能的原因是,电动列车需要自己专业基础设施运营、老机车可以服务多个几十年退休前。目前,柴油仍然是标准的。然而一些客运铁路电气化在美国,包括美国铁路公司的东北走廊和加18新利最新登入州通勤铁路。

有没有想过为什么火车钢轮,而不是轮胎像一个车吗?这是减少滚动摩擦。你的车在高速公路上开车的时候,4 - 7百分比的势能是输给了轮胎的滚动阻力。轮胎弯曲和变形很多卷,使用大量的能量。

的能量使用的轮胎的重量成正比。因为汽车是相对较轻,这能量是可以接受的(你可以为你的车买低滚动阻力轮胎,如果你想节省一点气体)。

因为火车比汽车重达数千倍,滚动阻力是一个巨大的因素在确定需要多大的力拉火车。18新利最新登入火车上的钢轮在一块微小的联系——每个车轮和轨道之间的接触面积大小的一分钱。

通过使用钢车轮钢轨道,变形量最小化,减少滚动阻力。事实上,火车是最有效的方式将沉重的货物。

使用钢车轮的缺点是,他们没有多少吸引力。在下一节中,我们将讨论有趣的解决这个问题。

牵引当绕不是问题因为火车车轮法兰(投射在车轮轮圈),让他们在跑道上。但牵引制动和加速是一个问题。

火车头可以产生超过60000磅英尺的扭矩。但为了有效地使用这个扭矩,机车上的八个轮子必须能够应用于轨道没有下滑。机车使用的技巧来增加吸引力。

在每个轮子前面是一个喷嘴,使用压缩空气喷雾沙子,这是存储在机车上的两个坦克。沙滩上大大增加了驱动轮的牵引。火车有一个电子牵引力控制系统,自动启动砂喷雾器当车轮滑移或当工程师紧急停止。系统还可以减少任何的力量牵引电动机的轮子滑动。

现在让我们看看机车的布局。

54-foot的几乎每一寸(16.2米)机车与设备紧密。

主发动机和发电机

巨人二冲程,涡轮增压发动机和发电机提供了大量的电力需要把沉重的负载在高速度。康明斯的机车发动机重量超过24000磅(10886公斤)。发电机和电动机上添加更多的质量。我们稍后会详细讨论发动机和发电机。

出租车

机车的出租车上自己的悬架系统,这有助于孤立肿块的工程师。座位有一个悬架系统。在出租车是一个小的工作空间,只有少数席位。通常出租车只是被一个工程师和一个导体。

卡车

也被称为令人害怕的卡车是完整的两个带轮子的轴的装配,牵引电机、传动装置、悬架和刹车。稍后我们将讨论这些组件。

高端动力装置

的高端动力装置(玫瑰)由另一个大柴油机,这本身可以使3000 - 4000马力。它往往旋转甚至低于主引擎,透支1000 rpm。发动机驱动发电机,提供480伏三相交流电源的火车。许多人肝癌细胞提供超过500千瓦的电力,其余的火车,使用电动空调、灯光和厨房设施。

通过使用这些系统的完全独立的发动机和发电机,火车可以让乘客舒适即使主引擎失败。它还降低了主机上的负载。此外,许多现代机车电子系统,使权力从二级发动机被发送到牵引汽车、或权力从主机到熟知,根据当前的能源需求。

油箱

这个巨大的坦克的腹部机车持有5500加仑(20820升)的柴油,再加上一个额外的300加仑(1135升)的冷却剂,和250加仑(946升)的机油。油箱是区分,如果任何隔间受损或开始泄漏,泵可以将燃料从隔间。

电池

名义上的机车运行64伏电气系统。火车头有八个8-volt电池,每个重达300磅(136公斤)。这些电池提供电源需要启动引擎(它有一个巨大的起动电动机),以及在机车运行电子。一旦主引擎运行时,一个交流发电机供电的电子和电池。

让我们更详细的看看在机车的主要系统。

这个火车头的主机是毛毛虫EMD 710系列发动机。“710”意味着每个缸涡轮增压,二冲程、柴油V-12位移710立方英寸(11.6升)。大小的两倍多的大多数最大的汽油车v - 8引擎,我们只谈论一个12缸3300马力的发动机。

那么,为什么二冲程吗?即使这台发动机是巨大的,如果它在四冲程柴油机循环操作,像大多数较小的柴油发动机,它只会使大约一半的力量。与二冲程循环,这是因为有两倍的燃烧事件每革命(生产能力)。原来,柴油二冲程发动机是更加优雅和效率比二冲程汽油发动机。看到18新利最新登入柴油二冲程发动机如何工作的呢为更多的细节。

你可能会想,如果这台发动机是关于24倍大小的大v - 8汽车引擎,并使用二冲程而不是四冲程循环,为什么只有大约10倍的力量吗?原因是这台发动机设计连续生产3300马力,它持续了几十年。如果你不断地在你的车发动机在全功率,你会幸运的如果它持续了一个星期。

这里有一些的规范这个引擎:

发动机旋转这一切通过传动轴扭矩进入高压发生器。发电机产生的电力将发送到四个巨大的电动马达,位于卡车。

卡车是最重的东西在火车上——每一个人体重超过20000磅吗(9700公斤)。卡车做一些工作。他们支持的重量火车头。他们提供推进力,悬挂和制动。你可以想象,他们是巨大的结构。

推进

的牵引电机车轮提供推进力量。每个轴上有一个。每个小齿轮马达驱动器,网格与一个更大的半轴齿轮。这提供了允许的齿轮减速电机驱动列车时速可达125英里。

每个电机都可以权衡6600磅(3100公斤)并绘制超过700安培的电流。

悬架

卡车还提供机车的暂停。机车的重量取决于一个又大又圆的轴承,它允许卡车主所以火车可以转弯。主是一个巨大的下面钢板弹簧或一组线圈弹簧,休息在一个平台上。该平台由四个暂停,巨大的金属链接,连接到卡车组装。这些链接允许机车从一边到另一边摇摆。

机车的重量取决于弹簧,压缩当它经过一个肿块。这个隔离的机车撞的身体。链接让卡车从一边到另一边的波动。有些火车还结合气动悬浮体消除骑和帮助旅客舒适度。跟踪不直,在高速度、小变化跟踪将处境艰难,如果卡车不能横向摆动。该系统还使每个铁路上的重量相对平等,减少轨道上的磨损和轮子。

制动提供了一种机制,类似于汽车鼓式制动器。一个气动活塞把一本反对火车轮的外表面。

结合机械刹车,车头动力制动。在这种模式下,四种牵引汽车就像一台发电机,利用火车的车轮扭矩应用于汽车和产生电流。车轮的扭矩适用于把汽车拖慢火车(而不是汽车的轮子,轮子转动马达)。当前生成的路由到一个巨大的电阻网,目前变成热。冷却风扇吸空气通过网格和吹出来的机车——实际上是世界上最强大的吹风机。使用这种方法的减速可以节省大量穿机械刹车。

全电动火车、电动和混合动力汽车等小型汽车,使用系统调用再生制动。而不是多余的能量以热能的形式耗散,这是返回到电力线或电池,提高效率。

在后面的卡车也有手制动——是的,甚至火车需要手刹车。因为刹车是空气动力,他们只能在压缩机运行时函数。如果火车已经关闭了一段时间,将没有气压刹车了。没有手制动和空气压力的失效保护储层,即使很小的斜率就足以让火车滚动由于其巨大的重量和非常低的车轮和轨道之间的滚动摩擦。

手制动是一个曲柄,把一个链。需要许多的曲柄收紧链。链式拉活塞应用刹车。

你不就跳上车,把钥匙和柴油机车赶走。开始训练是一个更复杂的比你的车开始。

工程师爬一个8英尺(2.4米)梯子,进入走廊在出租车后面。他们参与一个闸刀开关(像弗兰肯斯坦的老电影),连接电池和起动器电路。然后工程师关于一百开关翻转断路器面板从灯光到提供电力,燃料泵。

接下来,工程师走下走廊进入机舱。他们转身持有一个开关,启动燃油系统,确保系统的所有的空气。然后他们把开关和马达进行的其他方式。发动机曲柄开始运行。

接下来,他们去出租车监控仪表,设置刹车一旦压缩机加压刹车系统。他们可以去的火车释放手刹车。

最后,他们可以返回到驾驶室,接管控制。一旦他们有许可的指挥火车移动,他们与贝尔,不断响起,听起来airhorns两次(指示前进运动)。

的节流控制有八个位置,加上一个空闲的位置。每个节气门位置被称为切口。切口1是最慢的速度,和切口8是最高速度。火车移动,工程师释放刹车和把油门到等级1。

将油门投入缺口1进行一组接触器(巨大的电继电器)。这些接触器牵引电机的主发电机。每一次接触器的切口进行不同的组合,产生不同的电压。一些接触器把发电机绕组的某些部分的组合成一系列配置导致更高的电压。其他人把某些部分并行,导致较低的电压。牵引电机产生更大的权力在更高的电压。

接触器接触,电脑化的引擎控制调整喷油嘴开始生产更多的发动机功率。

的制动控制不同的气压制动缸压力应用于刹车鞋。与此同时,它混合动力制动,使用汽车火车慢下来。

计算机读出显示数据从传感器的火车头。它可以为工程师或力学提供的信息可以帮助诊断问题。18luck手机登录例如,如果燃油管的压力变得过高,这可能意味着一个燃料过滤器堵塞。

现在,让我们看火车。

美国的主要通勤铁路网络美国铁路公司涵盖大部分的大陆国家,以及一些在加拿大停止。一些地区服务包括Caltrain在加州,亚特兰大玛尔塔,华盛顿的地铁在华盛顿特区的美国铁路公司取代40%的火车(其中一些是50岁)到2031年,新舰队的双电源列车,它可以运行在柴油和电力,以及添加一些diesel-only机车与non-electrified rails的地区。

虽然坐火车比飞机慢,这绝对是一个更多的舒适。有足够的空间来走走。在美国铁路公司,餐车可用与咖啡馆的座位和插座给你电子产品。在服务期间,他们还卖食物,零食,饮料和咖啡。对于长途乘客,私人展位和“潜伏”汽车床上用品可以安排。

在某些线路上,美国铁路公司甚至提供了一个可用于存储空间拉个人车辆与你一起。航空公司相比,铁路旅行通常提供了一个更加宽敞,高效和负担得起的方式穿过大片的土地。

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出版:2001年5月22日