現代のディーゼル機関車はどのようにして動力を開発するのでしょうか?

エンジン: ディーゼル機関車の心臓部はディーゼルエンジンです。これは、ディーゼル燃料を燃焼して機械エネルギーを生成する大型で強力なエンジンです。エンジンは複数のシリンダーで構成されており、各シリンダーにはシリンダー内で上下に移動するピストンが含まれています。ディーゼル燃料の燃焼により圧力が発生し、ピストンが下方に駆動されます。

クランクシャフト: ピストンの往復運動はクランクシャフトによって回転運動に変換されます。ピストンが下降すると、エンジンの下部にあるクランクシャフトが回転します。クランクシャフトはピストンの直線運動を回転エネルギーに変換する重要な部品です。

ジェネレータ: クランクシャフトの回転運動は、機関車の主発電機を駆動するために利用されます。発電機は一連のギアを介してクランクシャフトに接続されています。クランクシャフトが回転すると、発電機の回転部分である発電機の電機子が回転します。電機子と固定界磁巻線 (固定子) の間の相対運動により電流が生成されます。

交流 (AC) 生成: 発電機は交流 (AC) 電気を生成します。最新の機関車では、主発電機は通常、三相 AC 電力を生成します。これは、電流が回転するたびに極性 (方向) が 3 回切り替わることを意味します。

整流器: 主発電機によって生成された AC 電力は、整流器を使用して直流 (DC) 電力に変換されます。整流器は、電流が一方向にのみ流れることを可能にするダイオードと呼ばれる半導体デバイスで構成されています。ダイオードを組み合わせて使用​​することで、交流を脈動する直流に変換します。

DC トラクション モーター: 整流器からの DC 電力は機関車の主モーターに供給されます。トラクションモーターは、電気エネルギーを機械エネルギーに変換し、特に回転運動を生成する電気モーターです。通常、各機関車には複数の主電動機があり、それらは機関車の車軸に取り付けられ、車輪に接続されています。

トラクション モーター コントロール: トラクション モーターの速度とトルクを制御するために、トラクション コントロール システムと呼ばれる高度な電子制御システムが採用されています。トラクション コントロール システムは、トラクション モーターに供給される電流量を調整し、AC 入力の周波数を変更することで速度を変えることができます。

ホイールとトランスミッション: 主電動機によって生成された回転力は、一連の歯車とドライブシャフトを介して機関車の車輪に伝達されます。車輪は機関車をレール上で前後に推進させるために必要な牽引力を生成します。

これらのコンポーネントとシステムを統合することにより、最新のディーゼル機関車はディーゼル燃料を機械エネルギーと電気エネルギーに効率的に変換し、線路に沿って重い列車を牽引するための動力を提供できるようになります。