BAGIAN-BAGIAN DARI SEBUAH LOKOMOTIF DIESEL DAN BAGAIMANA LOKOMOTIF DIESEL BEKERJA
Yusron Sayoga - Hallo Railfans! Dalam artikel kali ini situs yusron sayoga akan membahas tentang Bagian-Bagian dari Sebuah Lokomotif Diesel dan Bagaimana Sebuah Lokomotif Diesel Dapat Bekerja. Penasaran? Untuk informasi lengkapnya yuk scroll artikel berikut!
Lokomotif diesel modern adalah versi mandiri dari lokomotif listrik. Seperti lokomotif listrik, ia memiliki penggerak listrik, dalam bentuk motor traksi yang menggerakkan as dan dikendalikan dengan kontrol elektronik. Ini juga memiliki banyak sistem bantu yang sama untuk pendinginan, penerangan, pemanasan, pengereman, dan tenaga hotel (jika diperlukan) untuk kereta. Ini dapat beroperasi melalui rute yang sama (biasanya) dan dapat dioperasikan oleh driver yang sama. Ini berbeda terutama karena membawa stasiun pembangkit sendiri di sekitarnya, daripada terhubung ke stasiun pembangkit jarak jauh melalui kabel overhead atau rel ketiga. Stasiun pembangkit terdiri dari mesin diesel besar digabungkan ke sebuah alternator menghasilkan listrik yang diperlukan. Tangki bahan bakar juga penting. Sangat menarik untuk dicatat bahwa lokomotif diesel modern menghasilkan sekitar 35% dari kekuatan lokomotif listrik dengan bobot yang sama.
Jenis Diesel-Listrik
Seperti mobil, lokomotif diesel tidak dapat memulai sendiri langsung dari dudukan. Itu tidak akan mengembangkan daya maksimum pada kecepatan idling, sehingga perlu beberapa bentuk sistem transmisi untuk melipatgandakan torsi saat memulai. Ini juga akan diperlukan untuk memvariasikan kekuatan yang diterapkan sesuai dengan berat kereta atau gradien garis. Ada tiga metode untuk melakukan ini: mekanik, hidrolik atau listrik. Kebanyakan lokomotif diesel menggunakan transmisi listrik dan disebut lokomotif "diesel-listrik". Transmisi mekanis dan hidrolik masih digunakan tetapi lebih umum pada beberapa unit kereta atau lokomotif yang lebih ringan.
Lokomotif diesel-listrik datang dalam tiga varietas, sesuai dengan periode di mana mereka dirancang. Ketiganya adalah:
Ada satu alternator traksi (atau generator) per mesin diesel di lokomotif (standar praktik Amerika Utara). Alco C628 adalah lokomotif terakhir yang memimpin balapan tenaga kuda dengan alternator traksi DC.
Diagram (Gambar di Atas) menunjukkan bagian utama dari lokomotif diesel-listrik buatan AS dan ini dijelaskan dalam paragraf berikut. Saya telah menggunakan contoh AS karena sejumlah besar negara yang menggunakannya. Jelas ada banyak variasi dalam tata letak dan praktik Eropa berbeda dalam banyak hal dan kami akan mencatat beberapa di antaranya secara sepintas.
Mesin diesel
Ini adalah sumber daya utama untuk lokomotif. Ini terdiri dari blok silinder besar, dengan silinder diatur dalam garis lurus atau dalam V. Mesin memutar poros penggerak hingga 1.000 rpm dan ini menggerakkan berbagai item yang diperlukan untuk menyalakan lokomotif. Karena transmisi biasanya listrik, mesin digunakan sebagai sumber daya untuk alternator yang menghasilkan energi listrik untuk menggerakkan lokomotif.
Alternator Utama
Mesin diesel menggerakkan alternator utama yang menyediakan tenaga untuk memindahkan kereta. Alternator menghasilkan listrik AC yang digunakan untuk menyediakan daya untuk motor traksi yang dipasang di truk (bogie). Di lokomotif yang lebih tua, alternatornya adalah mesin DC, yang disebut generator. Ini menghasilkan arus searah yang digunakan untuk menyediakan daya untuk motor traksi DC. Banyak dari mesin ini masih digunakan secara teratur. Perkembangan selanjutnya adalah penggantian generator oleh alternator tetapi masih menggunakan motor traksi DC. Output AC diperbaiki untuk memberikan DC yang diperlukan untuk motor. Untuk detail lebih lanjut tentang traksi AC dan DC, lihat Halaman Daya Elektronik di situs ini.
Alternator Bantu
Lokomotif yang digunakan untuk mengoperasikan kereta penumpang dilengkapi dengan alternator tambahan. Ini memberikan daya AC untuk penerangan, pemanasan, penyejuk udara, fasilitas makan, dll. Di kereta. Outputnya ditransmisikan di sepanjang kereta melalui saluran listrik tambahan. Di AS, ini dikenal sebagai "kekuatan ujung kepala" atau "kekuatan hotel". Di Inggris, pelatih penumpang ber-AC mendapatkan apa yang disebut pasokan kereta listrik (ETS) dari alternator tambahan.
Blower motor
Mesin diesel juga menggerakkan blower motor. Seperti namanya, blower motor menyediakan udara yang dihembuskan ke atas motor traksi agar tetap dingin selama periode kerja berat. Blower dipasang di dalam bodi lokomotif tetapi motor ada di truk, sehingga output blower terhubung ke masing-masing motor melalui ducting fleksibel. Output blower juga mendinginkan alternator. Beberapa desain memiliki blower terpisah untuk kelompok motor di setiap truk dan lainnya untuk alternator. Apapun penataannya, modern lokomotif memiliki sistem manajemen udara yang kompleks yang memonitor suhu berbagai mesin berputar di lokomotif dan menyesuaikan aliran udara sesuai.
Asupan Udara
Udara untuk mendinginkan motor lokomotif diambil dari luar lokomotif. Itu harus disaring untuk menghilangkan debu dan kotoran lainnya dan alirannya diatur oleh suhu, baik di dalam maupun di luar lokomotif. Sistem manajemen udara harus memperhitungkan kisaran suhu yang luas dari kemungkinan + 40 ° C musim panas hingga -40 ° C musim dingin.
Penyearah/Inverter
Output dari alternator utama adalah AC tetapi dapat digunakan di lokomotif dengan motor traksi DC atau AC. Motor DC adalah tipe tradisional yang digunakan selama bertahun-tahun tetapi, dalam 10 tahun terakhir, motor AC telah menjadi standar untuk lokomotif baru. Mereka lebih murah untuk membangun dan biaya lebih sedikit untuk pemeliharaan dan, dengan manajemen elektronik dapat dikontrol dengan sangat halus.
Untuk mengubah output AC dari alternator utama ke DC, penyearah diperlukan. Jika motor adalah DC, output dari penyearah digunakan secara langsung. Jika motor adalah AC, output DC dari penyearah dikonversi ke AC 3 fase untuk motor traksi. Di Amerika Serikat, ada beberapa variasi dalam cara konfigurasi inverter. GM EMD mengandalkan satu inverter per truk, sementara GE menggunakan satu inverter per gandar - kedua sistem memiliki kelebihannya. Sistem EMD menghubungkan as roda dalam setiap truk secara paralel, memastikan kontrol selip roda dimaksimalkan di antara as roda secara merata. Kontrol paralel juga berarti bahkan keausan roda bahkan di antara as.
Kontrol Elektronik
Hampir setiap bagian dari peralatan lokomotif modern memiliki beberapa bentuk kontrol elektronik. Ini biasanya dikumpulkan dalam bilik kontrol di dekat kabin untuk memudahkan akses. Kontrol biasanya akan mencakup sistem manajemen pemeliharaan dari beberapa jenis yang dapat digunakan untuk mengunduh data ke komputer portabel atau genggam.
Kontrol Dudukan (Cab Ride Dashboard)
Ini adalah antarmuka manusia-mesin utama, yang dikenal sebagai meja kontrol di Inggris atau stand kontrol di AS. Jenis dudukan AS yang umum diposisikan pada sudut di sisi kiri posisi mengemudi dan, konon, jauh lebih disukai oleh pengemudi dibandingkan dengan jenis tata letak kontrol meja modern yang biasa di Eropa dan sekarang ditawarkan pada beberapa lokomotif di KAMI.
Cabin
Konfigurasi standar lokomotif yang dirancang AS adalah memiliki cabin di satu ujung lokomotif saja. Karena sebagian besar pengukur struktur AS cukup besar untuk memungkinkan lokomotif memiliki jalan setapak di kedua sisi, ada cukup jarak pandang untuk lokomotif untuk dikerjakan secara terbalik. Namun, itu normal bagi lokomotif untuk beroperasi dengan kabin ke depan. Di Inggris dan banyak negara Eropa, lokomotif lebar penuh untuk pengukur struktur dan kabin disediakan di kedua ujungnya.
BateraiSama seperti mobil, mesin diesel membutuhkan baterai untuk menyalakannya dan menyediakan daya listrik untuk lampu dan kontrol ketika mesin dimatikan dan alternator tidak berjalan.
Traksi Motor
Karena lokomotif diesel-listrik menggunakan transmisi listrik, motor traksi disediakan pada as roda untuk menghasilkan penggerak akhir. Motor-motor ini secara tradisional DC tetapi pengembangan daya dan kontrol elektronik modern telah menyebabkan pengenalan motor AC 3-fase. Untuk deskripsi tentang cara kerja teknologi ini, buka Halaman Daya Elektronik di situs ini. Ada antara empat dan enam motor di sebagian besar lokomotif diesel-listrik. Motor AC modern dengan hembusan udara dapat menyediakan hingga 1.000 hp.
Pinion/Perlengkapan
Motor traksi menggerakkan poros melalui gigi reduksi dengan kisaran antara 3 hingga 1 (pengangkutan) dan 4 hingga 1 (penumpang).
Tangki bahan bakar
Lokomotif diesel harus membawa bahan bakarnya sendiri dan harus cukup untuk perjalanan yang wajar. Tangki bahan bakar biasanya di bawah kerangka loco dan akan memiliki kapasitas katakan 1.000 galon imperial (Kelas UK 59, 3.000 hp) atau 5.000 galon AS di lokomotif General Electric AC4400CW 4.400 hp. AC6000 baru memiliki 5.500 galon tank. Selain bahan bakar, lokomotif akan membawa sekitar, biasanya sekitar 300 galon AS air pendingin dan 250 galon minyak pelumas untuk mesin diesel.
Reservoir Udara
Penampung udara yang berisi udara tekan pada tekanan tinggi diperlukan untuk pengereman kereta api dan beberapa sistem lain di lokomotif. Ini sering dipasang di sebelah tangki bahan bakar di bawah lantai lokomotif.
Kompresor udara
Kompresor udara diperlukan untuk menyediakan pasokan konstan udara bertekanan untuk lokomotif dan rem kereta api. Di AS, merupakan praktik standar untuk menggerakkan kompresor keluar dari poros penggerak mesin diesel. Di Inggris, kompresor biasanya digerakkan oleh listrik dan karenanya dapat dipasang di mana saja. Kompresor Kelas 60 berada di bawah bingkai, sedangkan Kelas 37 memiliki kompresor di hidung.
Drive Shaft
Output utama dari mesin diesel ditransmisikan oleh poros penggerak ke alternator di satu ujung dan kipas radiator dan kompresor di ujung lainnya.
Gear Box
Radiator dan kipas pendinginnya sering terletak di atap lokomotif. Drive ke kipas karena itu melalui gearbox untuk mengubah arah drive ke atas.
Radiator dan Radiator Fan
Radiator bekerja dengan cara yang sama seperti di mobil. Air didistribusikan di sekitar blok mesin untuk menjaga suhu dalam kisaran yang paling efisien untuk engine. Air didinginkan dengan melewatkannya melalui radiator yang ditiup oleh kipas yang digerakkan oleh mesin diesel.
Pengisian Turbo
Jumlah daya yang diperoleh dari sebuah silinder di mesin diesel tergantung pada berapa banyak bahan bakar yang bisa dibakar di dalamnya. Jumlah bahan bakar yang dapat dibakar tergantung pada jumlah udara yang tersedia di dalam silinder. Jadi, jika Anda bisa mendapatkan lebih banyak udara ke dalam silinder, lebih banyak bahan bakar akan dibakar dan Anda akan mendapatkan lebih banyak daya dari kunci kontak Anda. Pengisian Turbo digunakan untuk meningkatkan jumlah udara yang didorong ke setiap silinder. Turbocharger digerakkan oleh gas buang dari engine. Gas ini menggerakkan kipas yang, pada gilirannya, menggerakkan kompresor kecil yang mendorong udara tambahan ke dalam silinder. Turbocharging memberikan peningkatan 50% dalam tenaga mesin.
Keuntungan utama dari turbocharger adalah memberikan daya yang lebih besar tanpa peningkatan biaya bahan bakar karena menggunakan gas buang sebagai tenaga penggerak. Memang perlu perawatan tambahan, jadi ada beberapa jenis lokomotif berdaya rendah yang dibangun tanpa itu.
Sand Box
Lokomotif selalu membawa pasir untuk membantu adhesi dalam kondisi rel yang buruk. Pasir tidak sering disediakan pada mulunit ini melatih karena persyaratan adhesi lebih rendah dan biasanya ada lebih banyak as yang digerakkan.
Transmisi Mekanis
Lokomotif diesel-mekanik adalah jenis lokomotif diesel yang paling sederhana. Ini memiliki hubungan mekanis langsung antara mesin diesel dan roda bukannya transmisi listrik. Mesin diesel biasanya dalam kisaran 350-500 hp dan transmisi mirip dengan mobil dengan gearbox empat kecepatan. Bagian lain mirip dengan lokomotif diesel-listrik tetapi ada beberapa variasi dan seringkali roda dipasangkan.
Cairan Kopling
Dalam transmisi diesel-mekanis, poros penggerak utama digabungkan ke engine dengan kopling fluida. Ini adalah kopling hidrolik, yang terdiri dari kasing yang diisi oli, cakram yang berputar dengan bilah melengkung yang digerakkan oleh mesin dan yang lainnya terhubung ke roda jalan. Saat mesin memutar kipas, oli didorong oleh satu disk ke yang lain. Ini berubah di bawah kekuatan oli dan dengan demikian memutar poros penggerak. Tentu saja, start up bertahap hingga kecepatan kipas hampir cocok dengan blade. Seluruh sistem bertindak seperti kopling otomatis untuk memungkinkan dimulainya lokomotif.
Gearbox
Ini melakukan pekerjaan yang sama seperti pada mobil. Rasio roda gigi bervariasi antara mesin dan roda jalan sehingga tingkat daya yang sesuai dapat diterapkan pada roda. Perubahan gigi bersifat manual. Tidak perlu kopling terpisah karena fungsi kopling sudah disediakan dalam kopling fluida.
Bagian terakhir
Lokomotif diesel-mekanis menggunakan final drive yang mirip dengan mesin uap. Roda dipasangkan satu sama lain untuk memberikan lebih banyak daya rekat. Output dari gearbox 4-speed digabungkan ke final drive dan membalikkan gearbox yang disediakan dengan poros drive melintang dan bobot keseimbangan. Ini terhubung ke roda penggerak dengan menghubungkan batang.
Transmisi Hidraulik
Transmisi hidraulik bekerja pada prinsip yang sama dengan kopling fluida tetapi memungkinkan rentang "selip" yang lebih lebar antara engine dan roda. Ini dikenal sebagai "torque converter". Ketika kecepatan kereta telah meningkat cukup untuk menyamai kecepatan mesin, fluida dikeringkan dari torque converter sehingga mesin hampir digabungkan langsung ke roda lokomotif. Ini hampir langsung karena kopling biasanya kopling fluida, untuk memberikan beberapa "slip". Lokomotif berkecepatan lebih tinggi menggunakan dua atau tiga konverter torsi dalam urutan yang mirip dengan penggantian gigi dalam transmisi mekanis dan beberapa telah menggunakan kombinasi konverter torsi dan gir.
Beberapa desain lokomotif diesel-hidrolik memiliki dua mesin diesel dan dua sistem transmisi, satu untuk setiap bogie. Desainnya adalah poplar di Jerman (seri lokomotif V200, misalnya) pada 1950-an dan diimpor ke bagian-bagian Inggris pada 1960-an. Namun, itu tidak bekerja dengan baik di desain lokomotif berat atau ekspres dan sebagian besar telah digantikan oleh transmisi diesel-listrik.
Wheel Slip
Wheel slip adalah kontrol mati dari pengemudi yang berusaha mendapatkan kereta dengan lancar. Kontak renggang antara roda baja dan rel baja adalah salah satu bagian terlemah dari sistem kereta api. Secara tradisional, satu-satunya obat adalah kombinasi dari keterampilan pengemudi dan penggunaan pasir secara selektif untuk meningkatkan daya rekat. Saat ini, kontrol elektronik modern telah menghasilkan jawaban yang sangat efektif untuk masalah lama ini. Sistem ini disebut kontrol creep.
Penelitian ekstensif terhadap wheel slip menunjukkan bahwa, bahkan setelah wheelset mulai tergelincir, masih ada cukup banyak adhesi yang bisa digunakan untuk traksi. Adhesi tersedia hingga puncaknya, ketika akan dengan cepat jatuh ke putaran yang tidak terkendali. Pemantauan tahap awal selip dapat digunakan untuk menyesuaikan daya yang diterapkan ke roda sehingga daya rekat dijaga dalam batas "creep" menuju level puncak sebelum putaran yang tidak terkendali masuk.
Slip diukur dengan mendeteksi kecepatan lokomotif dengan radar Doppler (bukan metode yang biasa menggunakan roda yang berputar) dan membandingkannya dengan arus motor untuk melihat apakah rotasi roda sesuai dengan kecepatan gerak. Jika ada perbedaan antara keduanya, arus motor disesuaikan untuk menjaga slip dalam kisaran "creep" dan menjaga upaya traksi pada tingkat maksimum yang dimungkinkan dalam kondisi creep.
Diesel Multiple Units (DMUs)
Mesin diesel yang digunakan dalam DMU bekerja dengan prinsip yang persis sama dengan yang digunakan di lokomotif, kecuali bahwa transmisi biasanya mekanis dengan beberapa bentuk sistem penggantian gigi. Mesin DMU lebih kecil dan beberapa digunakan di kereta, tergantung pada konfigurasi. Mesin diesel sering dipasang di bawah lantai mobil dan di sisinya karena ruang terbatas yang tersedia. Getaran yang ditransmisikan ke dalam sedan penumpang selalu menjadi masalah tetapi beberapa desain baru sangat baik dalam hal ini.
Ada beberapa DMU diesel-listrik di sekitar dan ini biasanya memiliki kompartemen mesin terpisah yang berisi mesin dan generator atau alternator.
Latar Belakang Dari Konstruksi Mesin Diesel
Mesin diesel pertama kali dipatenkan oleh Dr Rudolf Diesel (1858-1913) di Jerman pada tahun 1892 dan ia benar-benar mendapatkan mesin yang berhasil bekerja pada tahun 1897. Pada tahun 1913, ketika ia meninggal, mesinnya digunakan pada lokomotif dan ia telah membuat sebuah fasilitas dengan Sulzer di Swiss untuk memproduksi mereka. Kematiannya misterius karena ia menghilang begitu saja dari sebuah kapal yang membawanya ke London.
Mesin diesel adalah mesin pengapian kompresi, yang bertentangan dengan mesin bensin (atau bensin), yang merupakan mesin pengapian percikan. Mesin pengapian percikan menggunakan percikan listrik dari "busi" untuk menyalakan bahan bakar di silinder mesin, sedangkan bahan bakar di silinder mesin diesel dinyalakan oleh panas yang disebabkan oleh udara yang tiba-tiba ditekan di dalam silinder. Pada tahap ini, udara dimampatkan ke area 1/25 dari volume aslinya. Ini akan dinyatakan sebagai rasio kompresi 25 banding 1. Rasio kompresi 16 banding 1 akan memberikan tekanan udara 500 lbs / in² (35,5 bar) dan akan meningkatkan suhu udara hingga lebih dari 800 ° F (427 ° C) .
Keuntungan dari mesin diesel daripada mesin bensin adalah bahwa ia memiliki kapasitas termal yang lebih tinggi (semakin banyak bahan bakar bekerja), bahan bakar lebih murah karena lebih halus daripada bensin dan dapat melakukan pekerjaan berat dalam waktu yang lama. kelebihan beban. Namun demikian, dalam bentuk kecepatan tinggi, peka terhadap pemeliharaan dan kebisingan, itulah sebabnya ia masih tidak populer untuk mobil penumpang.
Jenis-Jenis Mesin Diesel
Ada dua jenis mesin diesel, mesin dua tak dan mesin empat tak. Seperti namanya, mereka berbeda dalam jumlah gerakan piston yang diperlukan untuk menyelesaikan setiap siklus operasi. Yang paling sederhana adalah mesin dua tak. Tidak memiliki katup. Knalpot dari pembakaran dan udara untuk stroke baru ditarik melalui lubang di dinding silinder saat piston mencapai bagian bawah downstroke. Kompresi dan pembakaran terjadi pada bagian atas. Seperti yang bisa ditebak, ada dua kali lebih banyak putaran untuk mesin dua-stroke daripada kekuatan setara dalam mesin empat-stroke.
Mesin empat langkah berfungsi sebagai berikut: Downstroke 1 - intake udara, upstroke 1 - kompresi, downstroke 2 - power, upstroke 2 - exhaust. Katup diperlukan untuk pemasukan dan pembuangan udara, biasanya dua untuk masing-masing. Dalam hal ini lebih mirip dengan mesin bensin modern daripada desain 2-tak.
Di Inggris, kedua jenis mesin diesel digunakan tetapi 4-stroke menjadi standar. "Deltic" UK Class 55 (tidak sekarang dalam layanan jalur utama reguler) memiliki mesin dua langkah. Di AS, lokomotif yang dibuat General Electric (GE) memiliki mesin 4-tak, sedangkan General Motors (GM) selalu menggunakan mesin 2-tak sampai mesin SD90MAC 6000 hp "H series" mereka, yang merupakan desain 4-tak .
Alasan menggunakan satu jenis atau yang lain benar-benar masalah pilihan. Namun, dapat dikatakan bahwa desain 2-tak lebih sederhana daripada 4-tak tetapi mesin 4-tak lebih hemat bahan bakar.
Ukuran Yang Dihitung
Pada dasarnya, semakin banyak tenaga yang Anda butuhkan, semakin besar mesinnya. Mesin diesel awal kurang dari 100 tenaga kuda (hp) tetapi hari ini AS membangun 6000 lokomotif hp. Untuk lokomotif Inggris dengan 3.300 hp (Kelas 58), setiap silinder akan menghasilkan sekitar 200 hp, dan mesin modern dapat menggandakannya jika mesinnya menggunakan turbocharged.
Kecepatan putaran maksimum mesin saat menghasilkan tenaga penuh akan sekitar 1000 rpm (putaran per menit) dan mesin akan menganggur sekitar 400 rpm. Kecepatan yang relatif rendah ini berarti bahwa desain mesinnya berat, berlawanan dengan mesin kecepatan tinggi dan ringan. Namun, mesin UK HST (Kereta Berkecepatan Tinggi, dikembangkan pada tahun 1970-an) memiliki kecepatan 1.500 rpm dan ini dianggap sebagai kecepatan tinggi dalam kategori mesin diesel kereta api. Mesin yang lambat dan berat yang digunakan di lokomotif kereta api akan memberikan persyaratan perawatan yang rendah dan umur yang panjang.
Ada batasan ukuran mesin yang dapat ditampung dalam ukuran muatan kereta api, sehingga kekuatan satu lokomotif terbatas. Di mana daya tambahan diperlukan, sudah menjadi hal biasa untuk menambahkan lokomotif. Di AS, di mana kereta api barang berbobot puluhan ribu ton, empat lokomotif di ujung kereta adalah hal biasa dan beberapa yang lainnya di tengah atau di ujung bukanlah hal yang aneh.
Ke V atau tidak ke V
Mesin diesel dapat dirancang dengan silinder "in-line", "banked ganda" atau dalam "V". Mesin banked ganda memiliki dua baris silinder. Sebagian besar lokomotif diesel sekarang memiliki mesin bentuk V. Ini berarti bahwa silinder dibagi menjadi dua set, dengan setengah membentuk satu sisi dari V. Mesin V8 memiliki 4 silinder diatur pada sudut yang membentuk satu sisi V dengan set lainnya empat membentuk sisi lainnya. Crankshaft, yang menyediakan drive, berada di dasar V. V12 adalah desain yang populer digunakan di Inggris. Di AS, V16 biasa digunakan untuk lokomotif pengiriman dan ada beberapa desain dengan mesin V20.
Mesin yang digunakan untuk kereta DMU (diesel multiple unit) di Inggris sering dipasang di bawah lantai mobil penumpang. Ini membatasi desain ke mesin in-line, yang harus dipasang di sisinya agar muat di ruang terbatas.
Rak bahan bakar dapat dipindahkan baik oleh pengemudi yang mengoperasikan pengontrol daya di kabin atau oleh gubernur. Jika pengemudi meminta lebih banyak daya, batang kendali menggerakkan rak bahan bakar untuk mengatur piston pompa untuk memungkinkan lebih banyak bahan bakar ke injektor. Mesin akan menambah tenaga dan gubernur akan memantau kecepatan engine untuk memastikan tidak melampaui batas yang telah ditentukan. Batas ditetapkan oleh pegas (tidak ditampilkan) membatasi pergerakan berat.
Pengembangan Kontrol Mesin
Sejauh ini kita telah melihat contoh sederhana dari kontrol mesin diesel tetapi sistem yang digunakan oleh sebagian besar lokomotif yang ada saat ini lebih canggih. Untuk mulai dengan, kontrol driver dikombinasikan dengan gubernur dan kontrol hidrolik diperkenalkan. Satu jenis gubernur menggunakan oli untuk mengontrol rak bahan bakar secara hidrolik dan lainnya menggunakan oli bahan bakar yang dipompa oleh pompa roda gigi yang digerakkan oleh mesin. Beberapa gubernur juga terkait dengan sistem pengisian turbo untuk memastikan bahwa bahan bakar tidak meningkat sebelum tersedia cukup udara turbocharged. Dalam sistem modern, gubernur bersifat elektronik dan merupakan bagian dari sistem manajemen engine yang lengkap.
Kontrol Daya
Mesin diesel di lokomotif diesel-listrik menyediakan penggerak untuk alternator utama yang, pada gilirannya, menyediakan daya yang dibutuhkan untuk motor traksi. Karena itu, kita dapat melihat bahwa daya yang dibutuhkan dari mesin diesel terkait dengan daya yang dibutuhkan oleh motor. Jadi, jika kita ingin lebih banyak daya dari motor, kita harus mendapatkan lebih banyak arus dari alternator sehingga mesin perlu berjalan lebih cepat untuk menghasilkannya. Oleh karena itu, untuk mendapatkan kinerja optimal dari lokomotif, kita harus menghubungkan kontrol mesin diesel dengan tuntutan daya yang dibuat pada alternator.
Pada zaman generator, sistem elektro-mekanis kompleks dikembangkan untuk mencapai umpan balik yang diperlukan untuk mengatur kecepatan engine sesuai dengan permintaan generator. Inti dari sistem ini adalah regulator beban, pada dasarnya resistor variabel yang digunakan untuk membuat eksitasi generator sehingga hasilnya sesuai dengan kecepatan mesin. Urutan kontrol (disederhanakan) adalah sebagai berikut:
1. Pengemudi memindahkan pengontrol daya ke posisi daya penuh
2. Piston yang dioperasikan udara digerakkan oleh pengontrol menggerakkan tuas, yang menutup sakelar untuk memasok tegangan rendah ke motor pengatur beban.
3. Motor pengatur beban menggerakkan resistor variabel untuk meningkatkan kekuatan medan generator utama dan karenanya hasilnya.
4. Beban pada mesin meningkat sehingga kecepatannya turun dan gubernur mendeteksi kecepatan yang berkurang.
5. Bobot governor turun dan menyebabkan sistem servo rak bahan bakar bekerja.
6. Rak bahan bakar bergerak untuk menambah bahan bakar yang disuplai ke injektor dan oleh karena itu tenaga dari mesin.
7. Tuas (disebutkan dalam 2 di atas) digunakan untuk mengurangi tekanan pegas gubernur.
8. Ketika mesin merespons pengaturan kontrol dan pengatur yang baru, mesin dan generator akan menghasilkan lebih banyak daya.
Pada lokomotif dengan alternator, pengaturan beban dilakukan secara elektronik. Kecepatan mesin diukur seperti speedometer modern, dengan menghitung frekuensi gigi yang digerakkan oleh mesin, dalam hal ini, roda gigi motor starter. Kontrol listrik dari injeksi bahan bakar adalah peningkatan lain yang sekarang diadopsi untuk mesin modern. Overheating dapat dikontrol dengan memonitor suhu pendingin secara elektronik dan mengatur daya engine. Tekanan oli dapat dipantau dan digunakan untuk mengatur daya mesin dengan cara yang sama.
Pendinginan
Seperti mesin mobil, mesin diesel perlu bekerja pada suhu optimal untuk efisiensi terbaik. Ketika mulai, terlalu dingin dan, ketika bekerja, itu tidak boleh terlalu panas. Agar suhu stabil, disediakan sistem pendingin. Ini terdiri dari pendingin berbasis air yang beredar di sekitar blok mesin, pendingin tetap dingin dengan melewatkannya melalui radiator.
Pendingin dipompa di sekitar blok silinder dan radiator dengan pompa yang digerakkan secara listrik atau sabuk. Suhu dipantau oleh termostat dan ini mengatur kecepatan motor kipas radiator (listrik atau hidrolik) untuk menyesuaikan laju pendinginan. Saat memulai pendingin tidak beredar sama sekali. Lagi pula, Anda ingin suhu naik secepat mungkin ketika mulai pada pagi yang dingin dan ini tidak akan terjadi jika Anda meniupkan udara dingin ke radiator Anda. Beberapa radiator dilengkapi dengan daun jendela untuk membantu mengatur suhu dalam kondisi dingin.
Jika kipas digerakkan oleh sabuk atau sambungan mekanis, kipas digerakkan melalui kopling fluida untuk memastikan bahwa tidak ada kerusakan yang disebabkan oleh perubahan mendadak kecepatan mesin. Kipas bekerja dengan cara yang sama seperti di mobil, udara dihembuskan oleh kipas yang digunakan untuk mendinginkan air di radiator. Beberapa mesin memiliki kipas dengan motor yang digerakkan secara listrik atau hidrostatik. Motor hidrolik menggunakan oli di bawah tekanan yang harus dimuat dalam reservoir khusus dan dipompa ke motor. Ini memiliki keuntungan menyediakan kopling fluida bawaan.
Masalah dengan pendinginan mesin adalah cuaca dingin. Air membeku pada 0 ° C atau 32 ° F dan air pendingin beku akan dengan cepat membelah pipa atau blok mesin karena ekspansi air karena membeku. Beberapa sistem "pengeringan sendiri" ketika mesin berhenti dan sebagian besar di Eropa dirancang untuk menggunakan campuran anti beku, dengan Gycol dan beberapa bentuk inhibitor karat. Di Amerika Serikat, mesin biasanya tidak mengandung anti-beku, meskipun mesin GM H "GM" baru dirancang untuk menggunakannya. Masalah dengan kebocoran dan segel dan biaya menempatkan pendingin 100 galon (378,5 liter) ke mesin 3.000 hp, berarti bahwa mesin di AS secara tradisional beroperasi tanpa itu. Dalam cuaca dingin, mesin dibiarkan menyala atau lokomotif tetap hangat dengan memasukkannya ke dalam bangunan yang dipanaskan atau dengan memasukkan pasokan ke pantai. Alasan lain untuk menjaga mesin diesel tetap berjalan adalah pemanasan dan pendinginan yang konstan yang disebabkan oleh shutdowns dan restart, menyebabkan tekanan pada blok dan pipa dan cenderung menghasilkan kebocoran.
Pelumasan
Seperti mesin mobil, mesin diesel membutuhkan pelumasan. Dalam pengaturan yang mirip dengan sistem pendingin engine, oli pelumas didistribusikan di sekitar engine ke silinder, poros engkol, dan bagian bergerak lainnya. Ada reservoir oli, biasanya dibawa dalam bak, yang harus tetap diisi, dan sebuah pompa untuk menjaga oli tetap bersirkulasi secara merata di sekitar mesin. Oli dipanaskan oleh jalurnya di sekitar mesin dan harus tetap dingin, sehingga dilewatkan melalui radiator selama perjalanannya. Radiator terkadang dirancang sebagai penukar panas, di mana oli melewati pipa yang terbungkus dalam tangki air yang terhubung ke sistem pendingin engine.
Minyak harus disaring untuk menghilangkan kotoran dan harus dimonitor untuk tekanan rendah. Jika tekanan oli turun ke level yang dapat menyebabkan mesin naik, "sakelar tekanan oli rendah" akan mematikan mesin. Ada juga katup pelepas tekanan tinggi, untuk mengalirkan kelebihan minyak kembali ke bah.
Lalu Apa yang Membuat Lokomotif Diesel Dapat Bekerja?
Untuk video bertemakan kereta api di indonesia, silahkan kunjungi official youtube kita di link ini → https://www.youtube.com/c/yusronsayogayuwono
Terima kasih.
Salam
Yusron Sayoga
 |
| Lokomotif Diesel (pic by @YusronSayoga) |
 |
| Lokomotif listrik diesel BNSF tipe GE ES44C4, lokomotif angkut berat khas AS. Foto: PorsHammer. |
Seperti mobil, lokomotif diesel tidak dapat memulai sendiri langsung dari dudukan. Itu tidak akan mengembangkan daya maksimum pada kecepatan idling, sehingga perlu beberapa bentuk sistem transmisi untuk melipatgandakan torsi saat memulai. Ini juga akan diperlukan untuk memvariasikan kekuatan yang diterapkan sesuai dengan berat kereta atau gradien garis. Ada tiga metode untuk melakukan ini: mekanik, hidrolik atau listrik. Kebanyakan lokomotif diesel menggunakan transmisi listrik dan disebut lokomotif "diesel-listrik". Transmisi mekanis dan hidrolik masih digunakan tetapi lebih umum pada beberapa unit kereta atau lokomotif yang lebih ringan.
Lokomotif diesel-listrik datang dalam tiga varietas, sesuai dengan periode di mana mereka dirancang. Ketiganya adalah:
- DC - DC (Generator DC yang memasok motor traksi DC);
- AC - DC (keluaran alternator AC diperbaiki untuk memasok motor DC) dan
- AC - DC - AC (output alternator AC diperbaiki ke DC dan kemudian dibalikkan ke AC 3 fase untuk motor traksi).
 |
| Komponen Kelistrikan Lokomotif AC |
Di Amerika Serikat, traksi alternator (AC) diperkenalkan dengan lokomotif mesin diesel tunggal 3000 hp, yang pertama adalah Alco C630. SD40, SD45 dan GP40 juga memiliki alternator traksi saja. Pada GP38, SD38, GP39, dan SD39s, traction generator (DC) adalah standar, dan alternator traksi adalah opsional, sampai era dasbor-2, ketika mereka menjadi standar. Itu adalah kisah serupa di Sistem kelistrikan pada umumnya.
Ada satu alternator traksi (atau generator) per mesin diesel di lokomotif (standar praktik Amerika Utara). Alco C628 adalah lokomotif terakhir yang memimpin balapan tenaga kuda dengan alternator traksi DC.
 |
| Skema lokomotif listrik diesel yang menunjukkan bagian utama dari desain standar Amerika Serikat. |
Mesin diesel
Ini adalah sumber daya utama untuk lokomotif. Ini terdiri dari blok silinder besar, dengan silinder diatur dalam garis lurus atau dalam V. Mesin memutar poros penggerak hingga 1.000 rpm dan ini menggerakkan berbagai item yang diperlukan untuk menyalakan lokomotif. Karena transmisi biasanya listrik, mesin digunakan sebagai sumber daya untuk alternator yang menghasilkan energi listrik untuk menggerakkan lokomotif.
Alternator Utama
Mesin diesel menggerakkan alternator utama yang menyediakan tenaga untuk memindahkan kereta. Alternator menghasilkan listrik AC yang digunakan untuk menyediakan daya untuk motor traksi yang dipasang di truk (bogie). Di lokomotif yang lebih tua, alternatornya adalah mesin DC, yang disebut generator. Ini menghasilkan arus searah yang digunakan untuk menyediakan daya untuk motor traksi DC. Banyak dari mesin ini masih digunakan secara teratur. Perkembangan selanjutnya adalah penggantian generator oleh alternator tetapi masih menggunakan motor traksi DC. Output AC diperbaiki untuk memberikan DC yang diperlukan untuk motor. Untuk detail lebih lanjut tentang traksi AC dan DC, lihat Halaman Daya Elektronik di situs ini.
Alternator Bantu
Lokomotif yang digunakan untuk mengoperasikan kereta penumpang dilengkapi dengan alternator tambahan. Ini memberikan daya AC untuk penerangan, pemanasan, penyejuk udara, fasilitas makan, dll. Di kereta. Outputnya ditransmisikan di sepanjang kereta melalui saluran listrik tambahan. Di AS, ini dikenal sebagai "kekuatan ujung kepala" atau "kekuatan hotel". Di Inggris, pelatih penumpang ber-AC mendapatkan apa yang disebut pasokan kereta listrik (ETS) dari alternator tambahan.
Blower motor
Mesin diesel juga menggerakkan blower motor. Seperti namanya, blower motor menyediakan udara yang dihembuskan ke atas motor traksi agar tetap dingin selama periode kerja berat. Blower dipasang di dalam bodi lokomotif tetapi motor ada di truk, sehingga output blower terhubung ke masing-masing motor melalui ducting fleksibel. Output blower juga mendinginkan alternator. Beberapa desain memiliki blower terpisah untuk kelompok motor di setiap truk dan lainnya untuk alternator. Apapun penataannya, modern lokomotif memiliki sistem manajemen udara yang kompleks yang memonitor suhu berbagai mesin berputar di lokomotif dan menyesuaikan aliran udara sesuai.
Asupan Udara
Udara untuk mendinginkan motor lokomotif diambil dari luar lokomotif. Itu harus disaring untuk menghilangkan debu dan kotoran lainnya dan alirannya diatur oleh suhu, baik di dalam maupun di luar lokomotif. Sistem manajemen udara harus memperhitungkan kisaran suhu yang luas dari kemungkinan + 40 ° C musim panas hingga -40 ° C musim dingin.
Penyearah/Inverter
Output dari alternator utama adalah AC tetapi dapat digunakan di lokomotif dengan motor traksi DC atau AC. Motor DC adalah tipe tradisional yang digunakan selama bertahun-tahun tetapi, dalam 10 tahun terakhir, motor AC telah menjadi standar untuk lokomotif baru. Mereka lebih murah untuk membangun dan biaya lebih sedikit untuk pemeliharaan dan, dengan manajemen elektronik dapat dikontrol dengan sangat halus.
Untuk mengubah output AC dari alternator utama ke DC, penyearah diperlukan. Jika motor adalah DC, output dari penyearah digunakan secara langsung. Jika motor adalah AC, output DC dari penyearah dikonversi ke AC 3 fase untuk motor traksi. Di Amerika Serikat, ada beberapa variasi dalam cara konfigurasi inverter. GM EMD mengandalkan satu inverter per truk, sementara GE menggunakan satu inverter per gandar - kedua sistem memiliki kelebihannya. Sistem EMD menghubungkan as roda dalam setiap truk secara paralel, memastikan kontrol selip roda dimaksimalkan di antara as roda secara merata. Kontrol paralel juga berarti bahkan keausan roda bahkan di antara as.
 |
| Lokomotif Diesel (pic by @YusronSayoga) |
Namun, jika satu inverter (mis. Satu truk) gagal maka unit hanya mampu menghasilkan 50 persen dari upaya traktifnya. Satu inverter per gandar lebih rumit, tetapi pandangan GE adalah bahwa kontrol gandar individu dapat memberikan upaya traktif terbaik. Jika inverter gagal, upaya traktif untuk gandar itu hilang, tetapi upaya traktif penuh masih tersedia melalui lima inverter lainnya. Dengan mengendalikan setiap gandar secara terpisah, menjaga agar diameter roda tetap cocok untuk kinerja optimal tidak lagi diperlukan. Paragraf ini bersumber dari email oleh koresponden tidak dikenal 3 November 1997.
Kontrol Elektronik
Hampir setiap bagian dari peralatan lokomotif modern memiliki beberapa bentuk kontrol elektronik. Ini biasanya dikumpulkan dalam bilik kontrol di dekat kabin untuk memudahkan akses. Kontrol biasanya akan mencakup sistem manajemen pemeliharaan dari beberapa jenis yang dapat digunakan untuk mengunduh data ke komputer portabel atau genggam.
Kontrol Dudukan (Cab Ride Dashboard)
Ini adalah antarmuka manusia-mesin utama, yang dikenal sebagai meja kontrol di Inggris atau stand kontrol di AS. Jenis dudukan AS yang umum diposisikan pada sudut di sisi kiri posisi mengemudi dan, konon, jauh lebih disukai oleh pengemudi dibandingkan dengan jenis tata letak kontrol meja modern yang biasa di Eropa dan sekarang ditawarkan pada beberapa lokomotif di KAMI.
Cabin
Konfigurasi standar lokomotif yang dirancang AS adalah memiliki cabin di satu ujung lokomotif saja. Karena sebagian besar pengukur struktur AS cukup besar untuk memungkinkan lokomotif memiliki jalan setapak di kedua sisi, ada cukup jarak pandang untuk lokomotif untuk dikerjakan secara terbalik. Namun, itu normal bagi lokomotif untuk beroperasi dengan kabin ke depan. Di Inggris dan banyak negara Eropa, lokomotif lebar penuh untuk pengukur struktur dan kabin disediakan di kedua ujungnya.
BateraiSama seperti mobil, mesin diesel membutuhkan baterai untuk menyalakannya dan menyediakan daya listrik untuk lampu dan kontrol ketika mesin dimatikan dan alternator tidak berjalan.
Traksi Motor
Karena lokomotif diesel-listrik menggunakan transmisi listrik, motor traksi disediakan pada as roda untuk menghasilkan penggerak akhir. Motor-motor ini secara tradisional DC tetapi pengembangan daya dan kontrol elektronik modern telah menyebabkan pengenalan motor AC 3-fase. Untuk deskripsi tentang cara kerja teknologi ini, buka Halaman Daya Elektronik di situs ini. Ada antara empat dan enam motor di sebagian besar lokomotif diesel-listrik. Motor AC modern dengan hembusan udara dapat menyediakan hingga 1.000 hp.
Pinion/Perlengkapan
Motor traksi menggerakkan poros melalui gigi reduksi dengan kisaran antara 3 hingga 1 (pengangkutan) dan 4 hingga 1 (penumpang).
Tangki bahan bakar
Lokomotif diesel harus membawa bahan bakarnya sendiri dan harus cukup untuk perjalanan yang wajar. Tangki bahan bakar biasanya di bawah kerangka loco dan akan memiliki kapasitas katakan 1.000 galon imperial (Kelas UK 59, 3.000 hp) atau 5.000 galon AS di lokomotif General Electric AC4400CW 4.400 hp. AC6000 baru memiliki 5.500 galon tank. Selain bahan bakar, lokomotif akan membawa sekitar, biasanya sekitar 300 galon AS air pendingin dan 250 galon minyak pelumas untuk mesin diesel.
Reservoir Udara
Penampung udara yang berisi udara tekan pada tekanan tinggi diperlukan untuk pengereman kereta api dan beberapa sistem lain di lokomotif. Ini sering dipasang di sebelah tangki bahan bakar di bawah lantai lokomotif.
Kompresor udara
Kompresor udara diperlukan untuk menyediakan pasokan konstan udara bertekanan untuk lokomotif dan rem kereta api. Di AS, merupakan praktik standar untuk menggerakkan kompresor keluar dari poros penggerak mesin diesel. Di Inggris, kompresor biasanya digerakkan oleh listrik dan karenanya dapat dipasang di mana saja. Kompresor Kelas 60 berada di bawah bingkai, sedangkan Kelas 37 memiliki kompresor di hidung.
Drive Shaft
Output utama dari mesin diesel ditransmisikan oleh poros penggerak ke alternator di satu ujung dan kipas radiator dan kompresor di ujung lainnya.
Gear Box
Radiator dan kipas pendinginnya sering terletak di atap lokomotif. Drive ke kipas karena itu melalui gearbox untuk mengubah arah drive ke atas.
Radiator dan Radiator Fan
Radiator bekerja dengan cara yang sama seperti di mobil. Air didistribusikan di sekitar blok mesin untuk menjaga suhu dalam kisaran yang paling efisien untuk engine. Air didinginkan dengan melewatkannya melalui radiator yang ditiup oleh kipas yang digerakkan oleh mesin diesel.
Pengisian Turbo
Jumlah daya yang diperoleh dari sebuah silinder di mesin diesel tergantung pada berapa banyak bahan bakar yang bisa dibakar di dalamnya. Jumlah bahan bakar yang dapat dibakar tergantung pada jumlah udara yang tersedia di dalam silinder. Jadi, jika Anda bisa mendapatkan lebih banyak udara ke dalam silinder, lebih banyak bahan bakar akan dibakar dan Anda akan mendapatkan lebih banyak daya dari kunci kontak Anda. Pengisian Turbo digunakan untuk meningkatkan jumlah udara yang didorong ke setiap silinder. Turbocharger digerakkan oleh gas buang dari engine. Gas ini menggerakkan kipas yang, pada gilirannya, menggerakkan kompresor kecil yang mendorong udara tambahan ke dalam silinder. Turbocharging memberikan peningkatan 50% dalam tenaga mesin.
Keuntungan utama dari turbocharger adalah memberikan daya yang lebih besar tanpa peningkatan biaya bahan bakar karena menggunakan gas buang sebagai tenaga penggerak. Memang perlu perawatan tambahan, jadi ada beberapa jenis lokomotif berdaya rendah yang dibangun tanpa itu.
Sand Box
Lokomotif selalu membawa pasir untuk membantu adhesi dalam kondisi rel yang buruk. Pasir tidak sering disediakan pada mulunit ini melatih karena persyaratan adhesi lebih rendah dan biasanya ada lebih banyak as yang digerakkan.
Transmisi Mekanis
 |
| Transmisi Mekanik Dari Sebuah Lokomotif |
Cairan Kopling
Dalam transmisi diesel-mekanis, poros penggerak utama digabungkan ke engine dengan kopling fluida. Ini adalah kopling hidrolik, yang terdiri dari kasing yang diisi oli, cakram yang berputar dengan bilah melengkung yang digerakkan oleh mesin dan yang lainnya terhubung ke roda jalan. Saat mesin memutar kipas, oli didorong oleh satu disk ke yang lain. Ini berubah di bawah kekuatan oli dan dengan demikian memutar poros penggerak. Tentu saja, start up bertahap hingga kecepatan kipas hampir cocok dengan blade. Seluruh sistem bertindak seperti kopling otomatis untuk memungkinkan dimulainya lokomotif.
Gearbox
Ini melakukan pekerjaan yang sama seperti pada mobil. Rasio roda gigi bervariasi antara mesin dan roda jalan sehingga tingkat daya yang sesuai dapat diterapkan pada roda. Perubahan gigi bersifat manual. Tidak perlu kopling terpisah karena fungsi kopling sudah disediakan dalam kopling fluida.
Bagian terakhir
Lokomotif diesel-mekanis menggunakan final drive yang mirip dengan mesin uap. Roda dipasangkan satu sama lain untuk memberikan lebih banyak daya rekat. Output dari gearbox 4-speed digabungkan ke final drive dan membalikkan gearbox yang disediakan dengan poros drive melintang dan bobot keseimbangan. Ini terhubung ke roda penggerak dengan menghubungkan batang.
Transmisi Hidraulik
Transmisi hidraulik bekerja pada prinsip yang sama dengan kopling fluida tetapi memungkinkan rentang "selip" yang lebih lebar antara engine dan roda. Ini dikenal sebagai "torque converter". Ketika kecepatan kereta telah meningkat cukup untuk menyamai kecepatan mesin, fluida dikeringkan dari torque converter sehingga mesin hampir digabungkan langsung ke roda lokomotif. Ini hampir langsung karena kopling biasanya kopling fluida, untuk memberikan beberapa "slip". Lokomotif berkecepatan lebih tinggi menggunakan dua atau tiga konverter torsi dalam urutan yang mirip dengan penggantian gigi dalam transmisi mekanis dan beberapa telah menggunakan kombinasi konverter torsi dan gir.
Beberapa desain lokomotif diesel-hidrolik memiliki dua mesin diesel dan dua sistem transmisi, satu untuk setiap bogie. Desainnya adalah poplar di Jerman (seri lokomotif V200, misalnya) pada 1950-an dan diimpor ke bagian-bagian Inggris pada 1960-an. Namun, itu tidak bekerja dengan baik di desain lokomotif berat atau ekspres dan sebagian besar telah digantikan oleh transmisi diesel-listrik.
Wheel Slip
Wheel slip adalah kontrol mati dari pengemudi yang berusaha mendapatkan kereta dengan lancar. Kontak renggang antara roda baja dan rel baja adalah salah satu bagian terlemah dari sistem kereta api. Secara tradisional, satu-satunya obat adalah kombinasi dari keterampilan pengemudi dan penggunaan pasir secara selektif untuk meningkatkan daya rekat. Saat ini, kontrol elektronik modern telah menghasilkan jawaban yang sangat efektif untuk masalah lama ini. Sistem ini disebut kontrol creep.
Penelitian ekstensif terhadap wheel slip menunjukkan bahwa, bahkan setelah wheelset mulai tergelincir, masih ada cukup banyak adhesi yang bisa digunakan untuk traksi. Adhesi tersedia hingga puncaknya, ketika akan dengan cepat jatuh ke putaran yang tidak terkendali. Pemantauan tahap awal selip dapat digunakan untuk menyesuaikan daya yang diterapkan ke roda sehingga daya rekat dijaga dalam batas "creep" menuju level puncak sebelum putaran yang tidak terkendali masuk.
Slip diukur dengan mendeteksi kecepatan lokomotif dengan radar Doppler (bukan metode yang biasa menggunakan roda yang berputar) dan membandingkannya dengan arus motor untuk melihat apakah rotasi roda sesuai dengan kecepatan gerak. Jika ada perbedaan antara keduanya, arus motor disesuaikan untuk menjaga slip dalam kisaran "creep" dan menjaga upaya traksi pada tingkat maksimum yang dimungkinkan dalam kondisi creep.
Diesel Multiple Units (DMUs)
Mesin diesel yang digunakan dalam DMU bekerja dengan prinsip yang persis sama dengan yang digunakan di lokomotif, kecuali bahwa transmisi biasanya mekanis dengan beberapa bentuk sistem penggantian gigi. Mesin DMU lebih kecil dan beberapa digunakan di kereta, tergantung pada konfigurasi. Mesin diesel sering dipasang di bawah lantai mobil dan di sisinya karena ruang terbatas yang tersedia. Getaran yang ditransmisikan ke dalam sedan penumpang selalu menjadi masalah tetapi beberapa desain baru sangat baik dalam hal ini.
Ada beberapa DMU diesel-listrik di sekitar dan ini biasanya memiliki kompartemen mesin terpisah yang berisi mesin dan generator atau alternator.
Latar Belakang Dari Konstruksi Mesin Diesel
Mesin diesel pertama kali dipatenkan oleh Dr Rudolf Diesel (1858-1913) di Jerman pada tahun 1892 dan ia benar-benar mendapatkan mesin yang berhasil bekerja pada tahun 1897. Pada tahun 1913, ketika ia meninggal, mesinnya digunakan pada lokomotif dan ia telah membuat sebuah fasilitas dengan Sulzer di Swiss untuk memproduksi mereka. Kematiannya misterius karena ia menghilang begitu saja dari sebuah kapal yang membawanya ke London.
Mesin diesel adalah mesin pengapian kompresi, yang bertentangan dengan mesin bensin (atau bensin), yang merupakan mesin pengapian percikan. Mesin pengapian percikan menggunakan percikan listrik dari "busi" untuk menyalakan bahan bakar di silinder mesin, sedangkan bahan bakar di silinder mesin diesel dinyalakan oleh panas yang disebabkan oleh udara yang tiba-tiba ditekan di dalam silinder. Pada tahap ini, udara dimampatkan ke area 1/25 dari volume aslinya. Ini akan dinyatakan sebagai rasio kompresi 25 banding 1. Rasio kompresi 16 banding 1 akan memberikan tekanan udara 500 lbs / in² (35,5 bar) dan akan meningkatkan suhu udara hingga lebih dari 800 ° F (427 ° C) .
Keuntungan dari mesin diesel daripada mesin bensin adalah bahwa ia memiliki kapasitas termal yang lebih tinggi (semakin banyak bahan bakar bekerja), bahan bakar lebih murah karena lebih halus daripada bensin dan dapat melakukan pekerjaan berat dalam waktu yang lama. kelebihan beban. Namun demikian, dalam bentuk kecepatan tinggi, peka terhadap pemeliharaan dan kebisingan, itulah sebabnya ia masih tidak populer untuk mobil penumpang.
Jenis-Jenis Mesin Diesel
Ada dua jenis mesin diesel, mesin dua tak dan mesin empat tak. Seperti namanya, mereka berbeda dalam jumlah gerakan piston yang diperlukan untuk menyelesaikan setiap siklus operasi. Yang paling sederhana adalah mesin dua tak. Tidak memiliki katup. Knalpot dari pembakaran dan udara untuk stroke baru ditarik melalui lubang di dinding silinder saat piston mencapai bagian bawah downstroke. Kompresi dan pembakaran terjadi pada bagian atas. Seperti yang bisa ditebak, ada dua kali lebih banyak putaran untuk mesin dua-stroke daripada kekuatan setara dalam mesin empat-stroke.
Mesin empat langkah berfungsi sebagai berikut: Downstroke 1 - intake udara, upstroke 1 - kompresi, downstroke 2 - power, upstroke 2 - exhaust. Katup diperlukan untuk pemasukan dan pembuangan udara, biasanya dua untuk masing-masing. Dalam hal ini lebih mirip dengan mesin bensin modern daripada desain 2-tak.
Di Inggris, kedua jenis mesin diesel digunakan tetapi 4-stroke menjadi standar. "Deltic" UK Class 55 (tidak sekarang dalam layanan jalur utama reguler) memiliki mesin dua langkah. Di AS, lokomotif yang dibuat General Electric (GE) memiliki mesin 4-tak, sedangkan General Motors (GM) selalu menggunakan mesin 2-tak sampai mesin SD90MAC 6000 hp "H series" mereka, yang merupakan desain 4-tak .
Alasan menggunakan satu jenis atau yang lain benar-benar masalah pilihan. Namun, dapat dikatakan bahwa desain 2-tak lebih sederhana daripada 4-tak tetapi mesin 4-tak lebih hemat bahan bakar.
Ukuran Yang Dihitung
Pada dasarnya, semakin banyak tenaga yang Anda butuhkan, semakin besar mesinnya. Mesin diesel awal kurang dari 100 tenaga kuda (hp) tetapi hari ini AS membangun 6000 lokomotif hp. Untuk lokomotif Inggris dengan 3.300 hp (Kelas 58), setiap silinder akan menghasilkan sekitar 200 hp, dan mesin modern dapat menggandakannya jika mesinnya menggunakan turbocharged.
Kecepatan putaran maksimum mesin saat menghasilkan tenaga penuh akan sekitar 1000 rpm (putaran per menit) dan mesin akan menganggur sekitar 400 rpm. Kecepatan yang relatif rendah ini berarti bahwa desain mesinnya berat, berlawanan dengan mesin kecepatan tinggi dan ringan. Namun, mesin UK HST (Kereta Berkecepatan Tinggi, dikembangkan pada tahun 1970-an) memiliki kecepatan 1.500 rpm dan ini dianggap sebagai kecepatan tinggi dalam kategori mesin diesel kereta api. Mesin yang lambat dan berat yang digunakan di lokomotif kereta api akan memberikan persyaratan perawatan yang rendah dan umur yang panjang.
Ada batasan ukuran mesin yang dapat ditampung dalam ukuran muatan kereta api, sehingga kekuatan satu lokomotif terbatas. Di mana daya tambahan diperlukan, sudah menjadi hal biasa untuk menambahkan lokomotif. Di AS, di mana kereta api barang berbobot puluhan ribu ton, empat lokomotif di ujung kereta adalah hal biasa dan beberapa yang lainnya di tengah atau di ujung bukanlah hal yang aneh.
Ke V atau tidak ke V
Mesin diesel dapat dirancang dengan silinder "in-line", "banked ganda" atau dalam "V". Mesin banked ganda memiliki dua baris silinder. Sebagian besar lokomotif diesel sekarang memiliki mesin bentuk V. Ini berarti bahwa silinder dibagi menjadi dua set, dengan setengah membentuk satu sisi dari V. Mesin V8 memiliki 4 silinder diatur pada sudut yang membentuk satu sisi V dengan set lainnya empat membentuk sisi lainnya. Crankshaft, yang menyediakan drive, berada di dasar V. V12 adalah desain yang populer digunakan di Inggris. Di AS, V16 biasa digunakan untuk lokomotif pengiriman dan ada beberapa desain dengan mesin V20.
Mesin yang digunakan untuk kereta DMU (diesel multiple unit) di Inggris sering dipasang di bawah lantai mobil penumpang. Ini membatasi desain ke mesin in-line, yang harus dipasang di sisinya agar muat di ruang terbatas.
Desain mesin yang tidak biasa adalah lokomotif UK 3.300 hp Kelas 55, yang memiliki silinder yang diatur dalam tiga set Vs berlawanan dalam segitiga, dalam bentuk delta terbalik, maka nama "Deltic".
Upaya Traktif, Tarik, dan Kekuatan
Sebelum melangkah terlalu jauh, kita perlu memahami definisi upaya traksi, tarikan drawbar, dan kekuatan. Definisi upaya traktif (TE) adalah gaya yang diberikan pada pelek roda lokomotif dan biasanya dinyatakan dalam pound (lbs) atau kilo Newton (kN). Pada saat upaya traktif ditransmisikan ke sambungan antara lokomotif dan kereta, tarikan drawbar, seperti yang disebut akan berkurang karena gesekan bagian mekanik drive dan beberapa hambatan angin.
Daya dinyatakan sebagai tenaga kuda (hp) atau kilo Watt (kW) dan sebenarnya merupakan tingkat dalam melakukan pekerjaan. Satu unit tenaga kuda didefinisikan sebagai pekerjaan yang dilakukan oleh seekor kuda yang mengangkat 33.000 pon satu kaki dalam satu menit. Dalam sistem metrik dihitung sebagai daya (Watt) yang diperlukan ketika satu gaya Newton dipindahkan satu meter dalam satu detik. Rumusnya adalah P = (F * d) / t di mana P adalah kekuatan, F adalah gaya, d adalah jarak dan t adalah waktu. Satu tenaga kuda sama dengan 746 Watt.
Hubungan antara daya dan tarikan drawbar adalah kecepatan rendah dan tarikan drawbar tinggi dapat menghasilkan daya yang sama dengan kecepatan tinggi dan tarikan drawbar rendah. Jika Anda perlu meningkatkan upaya traksi yang lebih tinggi dan kecepatan tinggi, Anda perlu meningkatkan daya. Untuk mendapatkan variasi yang dibutuhkan oleh lokomotif untuk beroperasi di kereta api, Anda harus memiliki sarana transmisi yang sesuai antara mesin diesel dan roda.
Satu hal yang patut diingat adalah bahwa daya yang dihasilkan oleh mesin diesel tidak semuanya tersedia untuk traksi. Dalam lokomotif diesel listrik 2.580 hp, sekitar 450 hp hilang dari peralatan terpasang seperti blower, kipas radiator, kompresor udara, dan "tenaga hotel" untuk kereta.
Bagaimana Memulai Sebuah Mesin Lokomotif Diesel
Mesin diesel dihidupkan (seperti mobil) dengan membalik poros engkol hingga silinder "menyala" atau memulai pembakaran. Awal dapat dilakukan secara elektrik atau pneumatik. Mulai pneumatik digunakan untuk beberapa mesin. Udara bertekanan dipompa ke dalam silinder mesin hingga mencapai kecepatan yang cukup untuk memungkinkan penyalaan, kemudian bahan bakar diterapkan untuk menyalakan mesin. Udara terkompresi disuplai oleh mesin bantu kecil atau oleh silinder udara bertekanan tinggi yang dibawa oleh lokomotif.
Mulai listrik sekarang standar. Ini bekerja dengan cara yang sama seperti untuk mobil, dengan baterai menyediakan daya untuk menghidupkan motor starter yang membalikkan mesin utama. Pada lokomotif yang lebih tua yang dilengkapi dengan generator DC sebagai pengganti alternator AC, generator digunakan sebagai motor starter dengan menggunakan daya baterai.
Governor
Setelah mesin diesel berjalan, kecepatan mesin dipantau dan dikendalikan melalui gubernur. Gubernur memastikan bahwa kecepatan engine tetap cukup tinggi untuk idle pada kecepatan yang tepat dan bahwa kecepatan engine tidak akan naik terlalu tinggi ketika tenaga penuh diminta. Gubernur adalah perangkat mekanis sederhana yang pertama kali muncul di mesin uap. Ini beroperasi pada mesin diesel seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Mesin diesel modern menggunakan sistem governor elektronik yang mereplikasi persyaratan sistem mekanik.
Diagram governor mesin diesel tradisional. Ini terdiri dari poros berputar, digerakkan oleh mesin diesel. Sepasang flyfight terkait dengan poros dan mereka berputar saat berputar. Gaya sentrifugal yang disebabkan oleh rotasi menyebabkan bobot terlempar ke luar saat kecepatan poros meningkat. Jika kecepatan turun, bobot bergerak ke dalam. Bobot terbang dihubungkan ke kerah yang dipasang di sekitar poros oleh sepasang lengan. Saat bobot bergerak, demikian kerah naik di poros. Jika bobot bergerak ke dalam, kerah bergerak ke bawah poros. Pergerakan kerah digunakan untuk mengoperasikan tuas rak bahan bakar yang mengendalikan jumlah bahan bakar yang dipasok ke mesin oleh injektor. Mesin modern menggunakan gubernur elektronik.
Injeksi Bahan Bakar
Pengapian adalah mesin diesel dicapai dengan mengompresi udara di dalam silinder sampai menjadi sangat panas (katakanlah 400 ° C, hampir 800 ° F) dan kemudian menyuntikkan semprotan bahan bakar minyak untuk menyebabkan ledakan mini. Ledakan memaksa piston turun dalam silinder dan ini memutar poros engkol. Untuk mendapatkan semprotan halus yang diperlukan agar pengapian berhasil, bahan bakar harus dipompa ke dalam silinder dengan tekanan tinggi. Pompa bahan bakar dioperasikan oleh cam yang digerakkan mesin. Bahan bakar dipompa ke injektor, yang memberikan semprotan halus bahan bakar yang dibutuhkan dalam silinder untuk pembakaran.
Kontrol Bahan Bakar
Dalam mesin bensin, daya dikendalikan oleh jumlah campuran bahan bakar / udara yang diterapkan silinder. Campuran dicampur di luar silinder dan kemudian diaplikasikan oleh katup throttle. Dalam mesin diesel, jumlah udara yang diberikan ke silinder konstan sehingga daya diatur dengan memvariasikan input bahan bakar. Semprotan halus bahan bakar yang disuntikkan ke setiap silinder harus diatur untuk mencapai jumlah daya yang dibutuhkan. Peraturan dicapai dengan memvariasikan bahan bakar yang dikirim oleh pompa bahan bakar ke injektor.
Upaya Traktif, Tarik, dan Kekuatan
Sebelum melangkah terlalu jauh, kita perlu memahami definisi upaya traksi, tarikan drawbar, dan kekuatan. Definisi upaya traktif (TE) adalah gaya yang diberikan pada pelek roda lokomotif dan biasanya dinyatakan dalam pound (lbs) atau kilo Newton (kN). Pada saat upaya traktif ditransmisikan ke sambungan antara lokomotif dan kereta, tarikan drawbar, seperti yang disebut akan berkurang karena gesekan bagian mekanik drive dan beberapa hambatan angin.
Daya dinyatakan sebagai tenaga kuda (hp) atau kilo Watt (kW) dan sebenarnya merupakan tingkat dalam melakukan pekerjaan. Satu unit tenaga kuda didefinisikan sebagai pekerjaan yang dilakukan oleh seekor kuda yang mengangkat 33.000 pon satu kaki dalam satu menit. Dalam sistem metrik dihitung sebagai daya (Watt) yang diperlukan ketika satu gaya Newton dipindahkan satu meter dalam satu detik. Rumusnya adalah P = (F * d) / t di mana P adalah kekuatan, F adalah gaya, d adalah jarak dan t adalah waktu. Satu tenaga kuda sama dengan 746 Watt.
Hubungan antara daya dan tarikan drawbar adalah kecepatan rendah dan tarikan drawbar tinggi dapat menghasilkan daya yang sama dengan kecepatan tinggi dan tarikan drawbar rendah. Jika Anda perlu meningkatkan upaya traksi yang lebih tinggi dan kecepatan tinggi, Anda perlu meningkatkan daya. Untuk mendapatkan variasi yang dibutuhkan oleh lokomotif untuk beroperasi di kereta api, Anda harus memiliki sarana transmisi yang sesuai antara mesin diesel dan roda.
Satu hal yang patut diingat adalah bahwa daya yang dihasilkan oleh mesin diesel tidak semuanya tersedia untuk traksi. Dalam lokomotif diesel listrik 2.580 hp, sekitar 450 hp hilang dari peralatan terpasang seperti blower, kipas radiator, kompresor udara, dan "tenaga hotel" untuk kereta.
Bagaimana Memulai Sebuah Mesin Lokomotif Diesel
Mesin diesel dihidupkan (seperti mobil) dengan membalik poros engkol hingga silinder "menyala" atau memulai pembakaran. Awal dapat dilakukan secara elektrik atau pneumatik. Mulai pneumatik digunakan untuk beberapa mesin. Udara bertekanan dipompa ke dalam silinder mesin hingga mencapai kecepatan yang cukup untuk memungkinkan penyalaan, kemudian bahan bakar diterapkan untuk menyalakan mesin. Udara terkompresi disuplai oleh mesin bantu kecil atau oleh silinder udara bertekanan tinggi yang dibawa oleh lokomotif.
Mulai listrik sekarang standar. Ini bekerja dengan cara yang sama seperti untuk mobil, dengan baterai menyediakan daya untuk menghidupkan motor starter yang membalikkan mesin utama. Pada lokomotif yang lebih tua yang dilengkapi dengan generator DC sebagai pengganti alternator AC, generator digunakan sebagai motor starter dengan menggunakan daya baterai.
Governor
Setelah mesin diesel berjalan, kecepatan mesin dipantau dan dikendalikan melalui gubernur. Gubernur memastikan bahwa kecepatan engine tetap cukup tinggi untuk idle pada kecepatan yang tepat dan bahwa kecepatan engine tidak akan naik terlalu tinggi ketika tenaga penuh diminta. Gubernur adalah perangkat mekanis sederhana yang pertama kali muncul di mesin uap. Ini beroperasi pada mesin diesel seperti yang ditunjukkan pada gambar berikut. Mesin diesel modern menggunakan sistem governor elektronik yang mereplikasi persyaratan sistem mekanik.
 |
| Mekanisme Governor Elektrik Tradisional |
Injeksi Bahan Bakar
Pengapian adalah mesin diesel dicapai dengan mengompresi udara di dalam silinder sampai menjadi sangat panas (katakanlah 400 ° C, hampir 800 ° F) dan kemudian menyuntikkan semprotan bahan bakar minyak untuk menyebabkan ledakan mini. Ledakan memaksa piston turun dalam silinder dan ini memutar poros engkol. Untuk mendapatkan semprotan halus yang diperlukan agar pengapian berhasil, bahan bakar harus dipompa ke dalam silinder dengan tekanan tinggi. Pompa bahan bakar dioperasikan oleh cam yang digerakkan mesin. Bahan bakar dipompa ke injektor, yang memberikan semprotan halus bahan bakar yang dibutuhkan dalam silinder untuk pembakaran.
Kontrol Bahan Bakar
Dalam mesin bensin, daya dikendalikan oleh jumlah campuran bahan bakar / udara yang diterapkan silinder. Campuran dicampur di luar silinder dan kemudian diaplikasikan oleh katup throttle. Dalam mesin diesel, jumlah udara yang diberikan ke silinder konstan sehingga daya diatur dengan memvariasikan input bahan bakar. Semprotan halus bahan bakar yang disuntikkan ke setiap silinder harus diatur untuk mencapai jumlah daya yang dibutuhkan. Peraturan dicapai dengan memvariasikan bahan bakar yang dikirim oleh pompa bahan bakar ke injektor.
Jumlah bahan bakar yang diterapkan pada silinder bervariasi dengan mengubah laju pengiriman efektif piston dalam pompa injektor. Setiap injektor memiliki pompa sendiri, dioperasikan oleh cam yang digerakkan mesin, dan pompa disejajarkan dalam satu baris sehingga semuanya dapat disesuaikan bersama. Penyesuaian dilakukan oleh rak bergigi (disebut "rak bahan bakar") yang bekerja pada bagian bergigi dari mekanisme pompa. Saat rak bahan bakar bergerak, bagian pompa yang bergigi berputar dan memberikan dorongan untuk menggerakkan putaran pompa di dalam pompa. Memindahkan putaran piston, mengubah ukuran saluran yang tersedia di dalam pompa agar bahan bakar dapat melewati pipa pengiriman injektor.
Rak bahan bakar dapat dipindahkan baik oleh pengemudi yang mengoperasikan pengontrol daya di kabin atau oleh gubernur. Jika pengemudi meminta lebih banyak daya, batang kendali menggerakkan rak bahan bakar untuk mengatur piston pompa untuk memungkinkan lebih banyak bahan bakar ke injektor. Mesin akan menambah tenaga dan gubernur akan memantau kecepatan engine untuk memastikan tidak melampaui batas yang telah ditentukan. Batas ditetapkan oleh pegas (tidak ditampilkan) membatasi pergerakan berat.
Pengembangan Kontrol Mesin
Sejauh ini kita telah melihat contoh sederhana dari kontrol mesin diesel tetapi sistem yang digunakan oleh sebagian besar lokomotif yang ada saat ini lebih canggih. Untuk mulai dengan, kontrol driver dikombinasikan dengan gubernur dan kontrol hidrolik diperkenalkan. Satu jenis gubernur menggunakan oli untuk mengontrol rak bahan bakar secara hidrolik dan lainnya menggunakan oli bahan bakar yang dipompa oleh pompa roda gigi yang digerakkan oleh mesin. Beberapa gubernur juga terkait dengan sistem pengisian turbo untuk memastikan bahwa bahan bakar tidak meningkat sebelum tersedia cukup udara turbocharged. Dalam sistem modern, gubernur bersifat elektronik dan merupakan bagian dari sistem manajemen engine yang lengkap.
Kontrol Daya
Mesin diesel di lokomotif diesel-listrik menyediakan penggerak untuk alternator utama yang, pada gilirannya, menyediakan daya yang dibutuhkan untuk motor traksi. Karena itu, kita dapat melihat bahwa daya yang dibutuhkan dari mesin diesel terkait dengan daya yang dibutuhkan oleh motor. Jadi, jika kita ingin lebih banyak daya dari motor, kita harus mendapatkan lebih banyak arus dari alternator sehingga mesin perlu berjalan lebih cepat untuk menghasilkannya. Oleh karena itu, untuk mendapatkan kinerja optimal dari lokomotif, kita harus menghubungkan kontrol mesin diesel dengan tuntutan daya yang dibuat pada alternator.
Pada zaman generator, sistem elektro-mekanis kompleks dikembangkan untuk mencapai umpan balik yang diperlukan untuk mengatur kecepatan engine sesuai dengan permintaan generator. Inti dari sistem ini adalah regulator beban, pada dasarnya resistor variabel yang digunakan untuk membuat eksitasi generator sehingga hasilnya sesuai dengan kecepatan mesin. Urutan kontrol (disederhanakan) adalah sebagai berikut:
1. Pengemudi memindahkan pengontrol daya ke posisi daya penuh
2. Piston yang dioperasikan udara digerakkan oleh pengontrol menggerakkan tuas, yang menutup sakelar untuk memasok tegangan rendah ke motor pengatur beban.
3. Motor pengatur beban menggerakkan resistor variabel untuk meningkatkan kekuatan medan generator utama dan karenanya hasilnya.
4. Beban pada mesin meningkat sehingga kecepatannya turun dan gubernur mendeteksi kecepatan yang berkurang.
5. Bobot governor turun dan menyebabkan sistem servo rak bahan bakar bekerja.
6. Rak bahan bakar bergerak untuk menambah bahan bakar yang disuplai ke injektor dan oleh karena itu tenaga dari mesin.
7. Tuas (disebutkan dalam 2 di atas) digunakan untuk mengurangi tekanan pegas gubernur.
8. Ketika mesin merespons pengaturan kontrol dan pengatur yang baru, mesin dan generator akan menghasilkan lebih banyak daya.
Pada lokomotif dengan alternator, pengaturan beban dilakukan secara elektronik. Kecepatan mesin diukur seperti speedometer modern, dengan menghitung frekuensi gigi yang digerakkan oleh mesin, dalam hal ini, roda gigi motor starter. Kontrol listrik dari injeksi bahan bakar adalah peningkatan lain yang sekarang diadopsi untuk mesin modern. Overheating dapat dikontrol dengan memonitor suhu pendingin secara elektronik dan mengatur daya engine. Tekanan oli dapat dipantau dan digunakan untuk mengatur daya mesin dengan cara yang sama.
Pendinginan
Seperti mesin mobil, mesin diesel perlu bekerja pada suhu optimal untuk efisiensi terbaik. Ketika mulai, terlalu dingin dan, ketika bekerja, itu tidak boleh terlalu panas. Agar suhu stabil, disediakan sistem pendingin. Ini terdiri dari pendingin berbasis air yang beredar di sekitar blok mesin, pendingin tetap dingin dengan melewatkannya melalui radiator.
Pendingin dipompa di sekitar blok silinder dan radiator dengan pompa yang digerakkan secara listrik atau sabuk. Suhu dipantau oleh termostat dan ini mengatur kecepatan motor kipas radiator (listrik atau hidrolik) untuk menyesuaikan laju pendinginan. Saat memulai pendingin tidak beredar sama sekali. Lagi pula, Anda ingin suhu naik secepat mungkin ketika mulai pada pagi yang dingin dan ini tidak akan terjadi jika Anda meniupkan udara dingin ke radiator Anda. Beberapa radiator dilengkapi dengan daun jendela untuk membantu mengatur suhu dalam kondisi dingin.
Jika kipas digerakkan oleh sabuk atau sambungan mekanis, kipas digerakkan melalui kopling fluida untuk memastikan bahwa tidak ada kerusakan yang disebabkan oleh perubahan mendadak kecepatan mesin. Kipas bekerja dengan cara yang sama seperti di mobil, udara dihembuskan oleh kipas yang digunakan untuk mendinginkan air di radiator. Beberapa mesin memiliki kipas dengan motor yang digerakkan secara listrik atau hidrostatik. Motor hidrolik menggunakan oli di bawah tekanan yang harus dimuat dalam reservoir khusus dan dipompa ke motor. Ini memiliki keuntungan menyediakan kopling fluida bawaan.
Masalah dengan pendinginan mesin adalah cuaca dingin. Air membeku pada 0 ° C atau 32 ° F dan air pendingin beku akan dengan cepat membelah pipa atau blok mesin karena ekspansi air karena membeku. Beberapa sistem "pengeringan sendiri" ketika mesin berhenti dan sebagian besar di Eropa dirancang untuk menggunakan campuran anti beku, dengan Gycol dan beberapa bentuk inhibitor karat. Di Amerika Serikat, mesin biasanya tidak mengandung anti-beku, meskipun mesin GM H "GM" baru dirancang untuk menggunakannya. Masalah dengan kebocoran dan segel dan biaya menempatkan pendingin 100 galon (378,5 liter) ke mesin 3.000 hp, berarti bahwa mesin di AS secara tradisional beroperasi tanpa itu. Dalam cuaca dingin, mesin dibiarkan menyala atau lokomotif tetap hangat dengan memasukkannya ke dalam bangunan yang dipanaskan atau dengan memasukkan pasokan ke pantai. Alasan lain untuk menjaga mesin diesel tetap berjalan adalah pemanasan dan pendinginan yang konstan yang disebabkan oleh shutdowns dan restart, menyebabkan tekanan pada blok dan pipa dan cenderung menghasilkan kebocoran.
Pelumasan
Seperti mesin mobil, mesin diesel membutuhkan pelumasan. Dalam pengaturan yang mirip dengan sistem pendingin engine, oli pelumas didistribusikan di sekitar engine ke silinder, poros engkol, dan bagian bergerak lainnya. Ada reservoir oli, biasanya dibawa dalam bak, yang harus tetap diisi, dan sebuah pompa untuk menjaga oli tetap bersirkulasi secara merata di sekitar mesin. Oli dipanaskan oleh jalurnya di sekitar mesin dan harus tetap dingin, sehingga dilewatkan melalui radiator selama perjalanannya. Radiator terkadang dirancang sebagai penukar panas, di mana oli melewati pipa yang terbungkus dalam tangki air yang terhubung ke sistem pendingin engine.
Minyak harus disaring untuk menghilangkan kotoran dan harus dimonitor untuk tekanan rendah. Jika tekanan oli turun ke level yang dapat menyebabkan mesin naik, "sakelar tekanan oli rendah" akan mematikan mesin. Ada juga katup pelepas tekanan tinggi, untuk mengalirkan kelebihan minyak kembali ke bah.
Lalu Apa yang Membuat Lokomotif Diesel Dapat Bekerja?
 |
| Lokomotif Diesel |
Pengapian bahan bakar diesel mendorong piston yang terhubung ke generator listrik. Tenaga listrik yang dihasilkan motor terhubung ke roda lokomotif. Mesin pembakaran internal "diesel" menggunakan panas yang dihasilkan dari kompresi udara selama siklus ke atas dari stroke untuk menyalakan bahan bakar. Penemu Dr. Rudolph Diesel merancang mesin jenis ini. Itu dipatenkan pada tahun 1892.
- Bahan bakar diesel disimpan dalam tangki bahan bakar dan dikirim ke mesin oleh pompa bahan bakar listrik. Bahan bakar diesel telah menjadi bahan bakar pilihan untuk penggunaan lokomotif kereta api karena volatilitas yang lebih rendah, biaya lebih rendah, dan ketersediaan umum.
- Mesin diesel (A) adalah komponen utama dari lokomotif diesel-listrik. Ini adalah mesin pembakaran internal yang terdiri dari beberapa silinder yang terhubung ke poros engkol biasa. Bahan bakar dinyalakan oleh kompresi yang kuat, mendorong piston ke bawah. Gerakan piston memutar poros engkol.
- Mesin diesel terhubung ke generator utama (B), yang mengubah tenaga mekanik mesin menjadi tenaga listrik. Listrik kemudian didistribusikan ke motor traksi (C) melalui sirkuit yang dibentuk oleh berbagai komponen switchgear.
- Karena selalu berputar, apakah lokomotif bergerak atau tidak, output generator utama dikendalikan oleh arus medan eksitasi ke belitannya.
- Insinyur mengontrol output daya lokomotif dengan menggunakan throttle yang dikendalikan secara listrik. Saat dibuka, lebih banyak bahan bakar disuntikkan ke dalam silinder engine, meningkatkan output daya mekanisnya. Eksitasi generator utama meningkat, meningkatkan output listriknya.
- Setiap motor traksi (C) langsung diarahkan ke sepasang roda penggerak. Penggunaan listrik sebagai "transmisi" untuk lokomotif jauh lebih dapat diandalkan daripada menggunakan transmisi mekanis dan kopling. Memulai kereta berat dari jalan buntu akan membakar kopling dalam waktu singkat. (source: railway-technical.com)
 |
| Lokomotif Diesel (pic by @YusronSayoga) |
Nah railfans itu dia artikel Bagian-Bagian dari Sebuah Lokomotif Diesel dan Bagaimana Sebuah Lokomotif Diesel Dapat Bekerja dari situs Yusron Sayoga!
Untuk video bertemakan kereta api di indonesia, silahkan kunjungi official youtube kita di link ini → https://www.youtube.com/c/yusronsayogayuwono
Terima kasih.
Salam
Yusron Sayoga
 |
|
|
0 komentar:
Post a Comment