Дизель-пневматический паровоз V3201: это тупик или просто было слишком рано?
Оригинал взят у strangernn в Дизель-пневматический паровоз V3201: это тупик или просто было слишком рано?
локомотив V3201 (кликабельно) + еще кадр
В одну упряжку впрячь, говорите, "не можно"? А вот немецкие инженеры с Maschinenfabrik Esslingen - смогли. Смогли совместить дизельный двигатель и тяговые характеристики паровоза. Как? Ну, они в 1927 году построили дизель-пневматический локомотив V3201 (известный так же как DR V 120 001). Фактически, это была система с пневматической трансмиссией: шестицилиндровый дизельный двигатель MAN Lo6 Vu 45/42 (корабельный, а точнее - разработанный для ПЛ) с пиковой мощностью 1200л.с. при 450 оборотах и длительной в 1000л.с. (400 оборотов) крутил компрессор, который набивал сжатым паром "паровозных" кондиций, 200°С и 6,5кг/см² (именно паром, потому что в сжимаемый воздух впрыскивалась вода, по 6 килограммов в минуту на 200 килограммов воздуха, - для улучшения рабочих параметров и, параллельно, для охлаждения компрессора изнутри) специальные теплоизолированные цилиндрические баллоны, расположенные по бортам локомотива, откуда сжатый пар через специальный теплообменник (где он подогревался выхлопными газами дизеля до 320°С) направлялся в классическое паровозное шасси.
V3201 во вскрытом виде, хорошо видны баллоны-аккумуляторы (кликабельно)
В итоге получилась бесступенчатая трансмиссия, позволявшая совместить в одном локомотиве преимущества как ДВС, так и машин с внешним подводом мощности. Нет, ну понятное дело, что потери в такой системе многообразны и неизбежны, но утверждается, что интегральный КПД (не в последнюю очередь из-за утилизации теплоты выхлопных газов) достигал 26%, а это весьма и весьма неплохо, - это вполне cебе современный тепловозный КПД!!! Сегодня, в зависимости от типа трансмиссии, КПД тепловозов находится в диапазоне 15-30%, так что заявку немцы сделали весьма и весьма мощную. И я думаю даже, что они просто поторопились, хорошая идея просто не имела 90 лет назад материальной поддержки.
вид на локомотив спереди-справа (кликабельно)
При этом, обратите внимание: пар/воздух сжимаемы, т.е., в момент трогания с места, - локомотив вполне мог выдать с паровой машины больше мощности, чем отдавал в этот момент дизельный двигатель!! Да, конечно, давление в баллонах при этом падало, но это уже не страшно, ведь состав начал движение. Испытания показали, что теоретические выкладки верны: с груженым поездом дизель-пневматический локомотив разогнался до крейсерской скорости существенно быстрее, чем паровоз такого же класса (масса локомотива составляла 126,5 тонн, тяга на сцепке - 18 тонн (другие источники пишут про 11,2 тонны)).
вид на дизель-пневматический паровоз сбоку (кликабельно)
Однако, начатая в 1929 году опытная эксплуатация в течение четырех лет показала, что у системы очень много различных "детских болезней" и узких мест, не удалось нормально справиться и с потерями тепла*, - и в 1933 году уникальный локомотив из оборота вывели. На его базе (ну, чисто формально, потому что поменяли всё) был построен локомотив DR V 140 001, который тоже был уникальным - это был первый локомотив с гидравлической трансмиссией, которая передавала больше мегаватта мощности (с двигателя MAN WV 30/38, мощностью 1400л.с.), но это уже совсем другая история.* - интересно, с современными материалами, как для баллонов, так и для теплоизоляции, - есть ли резон попробовать еще раз?!
+ V3201 до установки баллонов. Хорошо видны корабельный дизель и компрессор.
локомотив V3201 (кликабельно) + еще кадр
В одну упряжку впрячь, говорите, "не можно"? А вот немецкие инженеры с Maschinenfabrik Esslingen - смогли. Смогли совместить дизельный двигатель и тяговые характеристики паровоза. Как? Ну, они в 1927 году построили дизель-пневматический локомотив V3201 (известный так же как DR V 120 001). Фактически, это была система с пневматической трансмиссией: шестицилиндровый дизельный двигатель MAN Lo6 Vu 45/42 (корабельный, а точнее - разработанный для ПЛ) с пиковой мощностью 1200л.с. при 450 оборотах и длительной в 1000л.с. (400 оборотов) крутил компрессор, который набивал сжатым паром "паровозных" кондиций, 200°С и 6,5кг/см² (именно паром, потому что в сжимаемый воздух впрыскивалась вода, по 6 килограммов в минуту на 200 килограммов воздуха, - для улучшения рабочих параметров и, параллельно, для охлаждения компрессора изнутри) специальные теплоизолированные цилиндрические баллоны, расположенные по бортам локомотива, откуда сжатый пар через специальный теплообменник (где он подогревался выхлопными газами дизеля до 320°С) направлялся в классическое паровозное шасси.
V3201 во вскрытом виде, хорошо видны баллоны-аккумуляторы (кликабельно)
В итоге получилась бесступенчатая трансмиссия, позволявшая совместить в одном локомотиве преимущества как ДВС, так и машин с внешним подводом мощности. Нет, ну понятное дело, что потери в такой системе многообразны и неизбежны, но утверждается, что интегральный КПД (не в последнюю очередь из-за утилизации теплоты выхлопных газов) достигал 26%, а это весьма и весьма неплохо, - это вполне cебе современный тепловозный КПД!!! Сегодня, в зависимости от типа трансмиссии, КПД тепловозов находится в диапазоне 15-30%, так что заявку немцы сделали весьма и весьма мощную. И я думаю даже, что они просто поторопились, хорошая идея просто не имела 90 лет назад материальной поддержки.
вид на локомотив спереди-справа (кликабельно)
При этом, обратите внимание: пар/воздух сжимаемы, т.е., в момент трогания с места, - локомотив вполне мог выдать с паровой машины больше мощности, чем отдавал в этот момент дизельный двигатель!! Да, конечно, давление в баллонах при этом падало, но это уже не страшно, ведь состав начал движение. Испытания показали, что теоретические выкладки верны: с груженым поездом дизель-пневматический локомотив разогнался до крейсерской скорости существенно быстрее, чем паровоз такого же класса (масса локомотива составляла 126,5 тонн, тяга на сцепке - 18 тонн (другие источники пишут про 11,2 тонны)).
вид на дизель-пневматический паровоз сбоку (кликабельно)
Однако, начатая в 1929 году опытная эксплуатация в течение четырех лет показала, что у системы очень много различных "детских болезней" и узких мест, не удалось нормально справиться и с потерями тепла*, - и в 1933 году уникальный локомотив из оборота вывели. На его базе (ну, чисто формально, потому что поменяли всё) был построен локомотив DR V 140 001, который тоже был уникальным - это был первый локомотив с гидравлической трансмиссией, которая передавала больше мегаватта мощности (с двигателя MAN WV 30/38, мощностью 1400л.с.), но это уже совсем другая история.* - интересно, с современными материалами, как для баллонов, так и для теплоизоляции, - есть ли резон попробовать еще раз?!
+ V3201 до установки баллонов. Хорошо видны корабельный дизель и компрессор.
