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Jun 29, 2023

디젤

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이상하지만 사실입니다. 디젤 전기 기관차는 전차에 뿌리를 두고 있습니다. 제2차 세계대전 이후 몇 년 동안 디젤 기관차가 증기 기관차를 빠르게 대체하면서 디젤 기관차가 증기 기관차의 자연스러운 진화라고 상상하기 쉽습니다. 사실 기술이전은 거의 이뤄지지 않았다. 선율적인 증기 휘슬은 요란한 에어 혼으로 대체되었습니다. 황동 벨이 달린 밧줄로 당기는 클래퍼 대신 강철 벨용 공압 벨이 사용되었습니다. 6ET(Engine & Tender) 브레이크 시스템은 6BL(Branch Line) 브레이크 시스템으로 변형되었지만 여전히 자체 랩핑 자동 브레이크 밸브와 중요한 브레이크 파이프 압력 유지 기능이 부족합니다.

디젤-전기 기관차의 기원이 증기 기관이 아닌 전차에 뿌리를 두고 있기 때문에 실제 기술 이전은 수년 전부터 시작되었습니다. 초기 디젤-전기 기관차는 여러 가지 방식으로 전차 개발의 유산을 반영했으며, 그 중 일부는 오늘날까지 모든 새로운 기관차에 적용됩니다.

DC 시리즈 권선 모터부터 시작해 보겠습니다. 전차 개발에 참여하는 엔지니어와 과학자들은 추진을 위한 DC 모터의 분명한 장점, 특히 낮은 회전 속도에서 높은 토크의 특성을 확인했습니다. 저속에서의 출력은 열차 출발을 위한 철도 운영 요구 사항과 완벽하게 일치했으며 증기에 비해 큰 이점을 제공했습니다. 전기자가 더 커졌을 수도 있지만(절연재도 확실히 계속해서 그랬습니다), 이 DC 모터 디자인은 가변 속도 AC 모터가 실용화되는 100년 후까지 거의 독점적인 트랙션 모터로 남아 있었습니다.

전차 추진을 위한 올바른 전압과 전류를 고민하면서 전기 엔지니어들은 직렬 회로, 직렬 병렬 회로, 그리고 적절한 수준의 전류(암페어)를 관리하기 위한 견인 모터용 완전 병렬 케이블 배열의 진행에 착안했습니다. 더 빠른 속도를 위한 시동 및 전압. 매우 중요한 이 직병렬 전원 회로는 1980년대까지 새로운 기관차에 사용되었습니다. 이때 트랙션 교류 발전기 출력이 지속적으로 증가하여 이 모터 배열은 더 이상 쓸모가 없게 되었습니다.

초기 전차 설계자들은 DC 시리즈 모터에서 바퀴로 동력을 전달하는 데 어려움을 겪었습니다. 어색한 배열에는 벨트, 기어 및 축 장착 뼈대가 사용되었습니다. 트랙을 횡단하는 동안 모터를 휠셋과 정렬 상태로 유지하는 합리적인 방법이 없었기 때문에 모든 것이 만족스럽지 못한 것으로 판명되었습니다. 발명가 Frank Sprague가 제안한 전차 솔루션에서는 견인 모터가 차축에 매달려 있습니다. Sprague는 이것을 "수레 서스펜션"이라고 불렀고 정렬 문제를 제거했습니다. 전 세계적으로 계속 사용되고 있습니다.

DC 모터의 정류에 필요한 전기 브러시용 탄소 재료의 선택은 2세기 초에 주요 DC 모터 신뢰성 문제를 해결한 천재적인 일이었습니다. 1990년대 AC 견인 모터가 도입될 때까지 모든 기관차는 이 기술을 사용했습니다. 실제로 미국 산업을 위한 카본 브러시를 제조하는 전체 업계가 DC 모터를 지원하기 위해 탄생했습니다. 나중에 Union Carbide가 인수한 National Carbon Company에 대해 들어본 적이 있습니까? 오늘날에도 북미 기관차의 절반 이상이 카본 브러시를 사용합니다.

전차 시대에는 수동식 가변저항기의 6~8개 노치로 속도 제어가 이루어졌습니다. 마찬가지로 내연기관의 8노치 스로틀 제어는 북미에서 생산되는 거의 모든 디젤-전기 기관차의 특징입니다. (1960년대 General Electric 기관차의 하프 스로틀 위치는 드문 예외였습니다.)

그리고 마지막으로 디젤 전기 기관차에 여전히 사용되는 다중 장치(MU) 제어의 모든 중요한 측면은 이 주제에 대한 1900년 10월 16일 특허에서 Frank Sprague가 전차용으로 도입했습니다. 많은 사람들이 디젤 전기 기관차의 성공을 다중 제어와 연관시키는 데에는 그럴 만한 이유가 있습니다. 화물열차 길이에 대한 MU 통제의 영향은 부인할 수 없습니다. 단일 운전자의 제어하에 두 번째, 세 번째, 네 번째, 심지어 다섯 번째 기관차를 통합적으로 제어함으로써 증기 시대 이후 엄청난 생산성 향상을 가져왔습니다. 그러나 Frank Sprague가 1897년까지 시카고의 Southside Elevated Railroad에서 여러 장치 제어에 대한 특허를 취득하고 실행했다는 점을 기억할 가치가 있습니다. 초기 MU 케이블에는 커넥터가 5개뿐이었지만 DC 견인 모터가 있는 여러 철도 차량과 관련된 MU 작업의 선례가 있었습니다.