"1,100PS液体式ディーゼル機関車"

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り00PS液体式ディーゼル機関車

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概 鉄道動力近代化計両の一環として要望されているけん引力が強く,価格が低れんで,保守

井上龍太郎*

Ry6tar6 7noue 転の容易な大馬 力液体式ディーゼル機関申の開発に応ずるため,かねてからこの分野での研究試作を進めてきた日立製作所に

おいて,このたびR立-M･A･N L12V18//21m.A.ディーゼ′し機関とl 1立LAZlOR液体変 機各1基 を搭載した,わが国放大の全推進･r掴区劫1,100PS,C-C形液体式ディーゼル機関車が完成した｡本機関申のtL‡現 ほ軽 凪｣百Jl二L■昌一 ディ ける液体式ディ る｡ ーゼル機関ならびに高性能大容量の液体変 機の開発に魚うところきわめて大で,わがlこ郎こお ーゼル機関申の大形化への発展を示す製品であり,苓調号造においても種々の特長をもってい この間液体式ディーゼル機関申に関してほ,1951年車両用 J珂 160PS 1.緒 日本国有鉄道において,1950年以 干要幹線の電化と並行して行 われた亜幹線および支線のディーゼル化 ゼル機関および高性能大容量の液体変 め,そのほとんどが小 ｣口恒 も 大一lこt;カディー 機の開発がおくれていたた ディーゼル機関を用いた電気式ディーゼル 機関車によるもので,これまで1952年DD50形(63.4t,B--B形, 1,000PS/850rpm),1956年DF40形(75t,C-C形,1,250PS// 925rpm),1957年DF90形(94.5t,C--C形,1,900PS/950rpm)お よびDF50形(82t,B-B-B形,1,200PS/850rpmまたほ1,400PS// 1.,000rpm)など多くの大形電気式ディーゼル磯撲車のJl-1現をみた｡ ディーゼル機関およぴLysholm-Smith方 _{による液体変} 鉄制式として開発せられるにおよんで,この種機関一液体変速機を 1両に1机または2組装備した中形液体式ディーゼル機関 ほRざましいものがあり,機関一液体変 の発達 力も漸次増大され てきた｡しかしこれらは機関-一液体変速機を各2某搭徹して 800∼ 900PS級までの液体式ディーゼル機関 のため要望されていた動輪 で,ディーゼル化計画推進 1,000∼1,200PS,さらに将 は1,400 ∼1,680PSの出力を有するものとしては,1基当り1,000PS級の機 関一液体変速機の聞発を待たねばならなかった｡ 一ノノ西ドイツにおいて1948年以来推進された液体式ディーゼル車 * 日立製作所笠戸工場 ** 日立製作所亀有工場 ***日立製作所水戸工場 第1図1,100PS 液体式 デ _ィ ー ゼ ル 機関車

昭和36年4月

革

両

特

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第2集

_{日立評論別冊第40号} 第1表 機 関車 _一般仕様 機 関 車 形 式 用 途 機関車重量(運転整備) 機関車重量(空車) 軸 配 置 車 両 限 界 口立HG-70CC 支線区旅客および1∃:物列車けん引 約70t 約68t C-C l圭Ⅰ鉄第1,2桁少限界 主要寸法 軌全国台動連 長×全 幅×全 定 聞 菌 軸 距×全軸足巨 車 中 心 _間 距 輪 径 結 婚 高 1,067mIn 15,500×2,795×3,816mm 3,500×10,500mm 7,000mm 910mm 880mm 最大引張力(/J=兢) 連続定格引張力×速 度 常用最高速度(半摩耗時) 常用最高速度(新製時) 17.5t 14.6t _x13.Okm/h 73.3km/h 76.7km/h 補 給 品 休イ 燃潤液オ冷 料滑 モ 却砂 油池油油水 機タ ー ゼ ル 機 関 連 続 定 格 始 動 電 動 機 定 格 充 電 発 電 機 定 _格 電動予潤滑ギヤーポソプ 容 与E 動 機 定 紋 休 変 速 形 量 格 機 式 殺大入出力回転数 放熱用油圧駆動冷却フアン 丑 レ イ オ オ _イ ル 一 ソ モ ボ 忙 容 駆 動 定定 タブ縮 馬 燃料搬送ギヤー 容 駆 動 機 勤制プ 連台車 関 有燃電水 容カ レ結 効料力 発消消 馬熱 熱費孜 符 プ ソ 電 ポ 伝御l握革休 方 格格機坑カブ 通力器量几皿見地池坑式定置定式式 1,500J 90J 200J 50J 350J 320J 口立-M･A･N L12V _{18/21m.A.1台} 1,100PS/1,500rpm 口立S215形 2台 24V,11kW(15PS) 日立G260形1台 24V,1.5kW/1,300rpm l台 301/min-5kg/cm2-1,000rpm 24V,0.75kW(1PS) Fl立LAZlOR形1台 逆転装置付3連トルクコソノミ一夕式 1,500rpm/2,330rpm 2台 750m8/minx2-70mmAq(全風圧) 26PSx2-150kg/em2-1,450rpm 52PSxl-150kg/cm2-1,450rpm C-1200形 2台 1,4321/min-8kg/cm2-600rpm 9.9PS l台 101/min-1kg/cm2-1,500rpm 兢PS ウェバスト180WK-2形1台 18,000kcal/h 2.56J/h 120W 3,000J/h 8DG形-36槽 24V-600AH(20時間率) 液体式 全推透間駆動 空気,電磁および屯磁空気式,非重連 DL-14A空気ブレーキおよび手ブレーキ 目立標準ゴム緩衝器 3軸ボギー箱形熔接構造,完全伽受掻枕式 箱形而運転室 両分野での異常なる進歩発展によって,近代的な大馬力軽量高速デ ィーゼル機関および液体式動力伝達装置と,推進軸駆動方式による 液体式ディーゼル動革またほ機関車の原形が完成されるに及んで, 1"二界各 の鉄道の近代化, 営の合理化のすう ほけん引力が強く,

価格が低れんで,保守運転の容易な軽量高出力の大形液体式ディー

ゼル機関車の採用に周ってきた｡ 日立製作所においてもこれに即応した生産技術態勢を早急に確立 し,国鉄のディーゼル化計画ならびに南アメリカ,東南アジア,中 近東諸地域のディーゼル化による鉄道開発の要望に答えるため研究 試作を重ねてきたが,このたび西ドイツ社M･A･Nとの技術提携 によって製作された日立一M･A･N L12V18/21m.A.ディーゼ ル機関と自社研究開発によって完成された日立LAZlOR液体変速 機を各1基搭 したわが 最大の全推進軸駆動1,100PS,70t,C-儲 ガ 〟紺 ガ

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による間接冷却方式,自動制御式静油圧フアン駆動装置,空気式無

段燃料制御装置を採用し,機関車の各部構造,各種補機および制御 保護警報装置などすべての分野において今後大馬力液体式ディーゼ ル機関車発展のための基礎確立が図られている｡ 以下本機関車についてその概要を紹介する｡

2,一般仕様および機器配置

上記の計画に基いて製作された本機関車の一般仕様を弟】｢表に,

外観を弟l図に示す｡

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ディーゼル機関 野間潤狸泊用熱交換器 空気清浄儲 弾性準至____ 曙関吸奉賛 嘩園排責管 過給器 液体変速機 涯体変貌!型rl熱交換暑詩 節1プロペラ剛 第2プロペラ軸 些些14一担嘩17一18■担20■2122 度引張力相性ほ弟2図 に示したが,これほ 輪直径870mm (タイヤ半摩耗時)の機関 統定格に おけるもので,補機駆動に要する馬 力75PSを差引き,液体 速㈲ 力 フランジから動輪に至るまでの機械 択失として8.8%を見込んで計算し た特性である｡なお第3図は同様に 客車および賃申の引脹重量特性を示 したものである｡ 機闘申の機器配置を弟4図に示 す｡両端に 転室を設け,中火が機 相室になっている｡ 運転室ほ左側に運転士怖,右側に 助上席があり正面にテーブルが設け てある｡運転士幡は舞5図に示すよ うに空気ブレーキ弁,主幹制御器が あり,床に砂撒スイッチ,足踏笛弁 が設けられ,テーブルには 要な計器, 転に必 抑スイッチ,窓 塾旦三甲_ベラ嘩 第4プロペラ軸 プ竺ゴ_え軸支持装正 夢1些猿轡___ _ 第2減速機 ･∴:こ ‥､､ 旦_tノ㌣_チータ駆動装置 オイルタンク 制如才｢ フアン′ 第4園 外 名 放熱些__ 燃料タンク 堺担蓼助ク__ソク 元空気ダノ 吸込与すコシ 重責匠顧機 分配弁 プレ【キ弁 運転台 腰掛 笛介 形 な ら び に _機 封元芸北37一室39一些41 名 琴拭料染作弁 _そ_二し乙子持___ 計器板 表っ ミ灯 担ず竺ソ 主幹制御器 前絶好 手ヱγ=キハソドル 宏武器 空気笛 日動迎紙器 許旨 習己【l望 第5図 運 転 拭き操作弁などがある｡隅柱にほ時刻表さしおよび時刻 その下に積算計付 あ が 灯 り, 度計(2端側は積算計なし)がある｡助二‡_二楯テ ーブルには手動笛弁,窓拭き操作弁があり,隅柱には車掌弁,腰板 にほ消火器が設けられている｡また 転士席と助士順の中間テープ ルには灯回路および暖房器用抑スイッチが設けられ,手ブレーキハ ンドルは1端側助士備に設置されている｡ 機械室中央にはディーゼル機関および液体変速機がおかれ,両者 ほプロペラ軸で連結されている｡機関の前端両側にほ2台の空気托 肺機があり,機関前端のⅤプーリーによって駆動されるし)第d図お 士 墾些些些49由一坦52 第6同 機 械室 左 側 廊下 よび弟7図ほ機関の前面および側面付近を示す｡弟8図は機関の前 面上部天井に設置されている 料補助タンクをホし,車体中央床下 にある燃料主タンクからの燃料供給は機関前端のⅤプーリーによっ て駆動される搬 ギヤーポンプによって行われる｡機械室中央部天 井には機関給気用のオイルバス形空気ろ過器が3個取付けられてお り校外し屋掛こ設けられた格子より吸入せられた空気は風洞によっ て機関に導かれる｡策9図ほ液体変速機側より機関側をみたもの で,機関と液体変速機の間にほ簡_?iう.な機械室計器台が設置されてお り,機関寸潤椚,始動および停止用抑スイッチ,機閥水温計,潤滑

昭和36年4月

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第2集

日立 諭別冊第40号 第7図 機 械室 右 側 廊下 第8図 燃料補助タソク堰付状況 池温計,過給機回転 回転監視装置などが

液体

回転計, シナられている｡ 速機の後部で車体の2端 放確認表示灯および機関過 りには機械室とほ隔壁によって 仕切られた瀞油圧駆動式放熱装置が車体に防撮ゴムを介して懸揺さ れ,これと隣接して元空気溜がまとめられている｡ユニット式放熱 装置の下部にはウエバスト機閥予熱揖および保温,予熱,暖房用三 方切換えコック が配置されている｡1端側 にはスイ ッチ箱および電気機器が取付けられており,その下部にほ蓄電池箱 が置かれている｡弟10図は電気機器の取付け状況を示す｡

3.ディーゼル機関

3.1ディーゼル機関 ディーゼル機関は西ドイツM･A･N社との技術提携により日立製 作所において 作された狭軌用機関車に搭載するものとして最適の 第9図 空気炉遇器および機械室計器台取付状況 第10岡 ′i電気 機 岩音ユー吏_什1尤 況 軽竜小形にして良好な性能をイj▲して定評のあるもので,弟2表に二_i; 要諸元を,第11図に外観を,また第12図にその.試験成続を示す｡ 機関は軽量にして強 なる節形怖接構造の補助台板に収肘けられ ており,補助台板ほ計算により理想的な位抑こ6箇所防振ゴムを設 けて車体台枠上に弾性支持されている｡弟13図に本機関を車体に 搭載して空回転した場合および辿縦走楕 髄 度 振動試験結果がノjミされているが,車体側の振動は で運転した場合の i二しく減少して防 振ゴム装着の有効性が実証されているし)また機関f_Ⅰ_けコフランジには 弟14図に示すような弾性継手が取刃■けられており,機関と液体変速 機を含む動力伝 軸系ほよじり振動による過大な応力が作用しない よう保護されている｡ 3.2 _{燃 料 系 統} 弟15図に燃料油系統を示す｡燃料油は車体中央床下にある主タ ソクより搬送ギヤーポンプにより補助タンクに汲み上げられ,機関

1,100PS

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第2表 ディーゼル機関のモ要諸元 名 形 シ 総代適 行 X 径気 内 ダ 排 ソ 細= 烙 定 紋 峠 問 定 椿 Ⅷ 程圧山 比 力/匿1転.数 力/回 転 数 平均イj 効‖三力 _し連 続 元三桁) 平均 回 起燃潤機 ソ ト転動 ス ビ 料 滑関 速度(速縦定格〕 方 向 方 式 消 出 率 油 打j 班 率 寸 は, 全 長 全 _lい1【言 全 機 関 韮 通 ぐ乾燥状態で) .1ま;力当 り 束も主(連 続定 格) 単位行程容積当り馬力(連統定格) 過 給 機 涙 振 動 吸 収 器 日立-M･A･N L12V18/21m.A. 申動4サイクル∴無気明射予燃焼室式 水冷60〔'Ⅴ形,排気タービン過給機付 180mmX210mm 64.1J 17.2 1,10DPS′ノ1,50Urpm l,200PS/1,600rpm lO.3kg/cm2 10.5m/s 山力州側よりみて反時計方向 `.E妄(式,24V,15PSx2台 166g/PS/h〔+10%) 1.3∼1.5g./PS/b(参考値) 約2,200mm 約1,370mm 約2,021mm 約3,900kg(過給機を含む機関本体) 3.54kg/′PS 17.2PS/7 日立-M･A･N L12/629形 最高l可転数 20,000rpm 最高週給圧力 約0.7at M･A･N方式 さやバネ形 ノミネ中心H臆径 300mmx6セット ▼＼､ 'トこ J♂♂ プ♂♂ /〝 ♂ 甜 ヽ /∂'上郷 ノ勅7♂ /Zα汐 /卿 へN昏ヾ暑)せ 〟U 7 ハβ トJ ′〃 プリ ♂ / _∠.j イ ∫ ♂ 7 ♂ ♂ 〝 回転数制御ノッチ番号 第12図 ディーゼル機関試験成績 第14図 機 関 弾 性 継 手 ゼ ル

機

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測定条件 測定呆異 測定個所 第11図 機関空回転脂r仰′β仰) 伽仏画周波数分析蓋 シリンク＼ッド上下 クランクケース左右 補肋 重体 ▲ ヽ ∠▲ 版上下 抜上下 竿 〝 〟 ト合成振動) J汐 魂7 _{Jク β汐 財} 周波数(〔ン㌢) デ ィ ー ゼ ル 機 関組立 て

て〟〟〟♂♂∬〝財〟ガ膠

(合成振動) 周波数(く〃) 第13図 機 関振動 測定結果 第15図 燃 料 油 付属の供給ポソプに送られるので運転準伯が容易で作用が碇 であ る｡また機僕抽こは視式ろ過器を用い,機関各シリソダごとにボッシ ュ形噴射ポンプをイj`する｡ 3.3 _{潤滑油系統} 弟】る図に潤滑油系統を示す｡クランクケースの下面に取付けら れた仙糟斗の潤滑油は機関第一主軸受冠にボルト締めされてクラン ク軸により駆動されるギヤーポソプによりストレーナを通して汲み

昭和 _36年4月 子音㌫式/F 争 競 だ J

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両 トレフ枝さ 第16図 潤 滑 油 系 統 図 機関 ル〟』形j品水日孟居ユニット 訓水圧カニ† トレン弁 蓄電池暖房管

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ル/〟-J月形遥∧脹房ユニット 上げられ,油冷却器および投合ろ過器を ＼ゞ､､6こ 第18図

第2集

日立 論別冊第40号 第17図 予潤滑用電動ギヤーポンプ 電気式遠隔メぷJ文‡岩j､こ† チ;I旗官 ノウ=へ少 二 ｢ 股肱タンク(音量酌′ガJ) ● ｢i

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却 て機関各部に強制循環さ れる｡油冷却器の使用により圧油による放熱器素破損の不安ほな い｡なお機関始動時の予備潤椚Ⅵための弟17図に示す電動ギヤポ ソプが併置されているので始動が容易である｡ 3.4 _{冷 却水系統} 第】8図に冷却水系統を示す｡冷却水ほ機関本体および液体変 機油の冷却と潤滑油の冷却とに使用されるが,前者ほ｣ミ循環回路, 後者ほ副循環回路を形成して別系統となっておりそれぞれ機関付属 の中形構造の遠心ポソプにより冷却水ほ循環される｡各系統は膨脹 タンクを有しポンプ吸入側に接続して水位が保たれ負比が加わらぬ ようになっており,また各部の空気抜きはすべて膨脹タソクに集め られている｡ 3.5 _{騒音試験結果} 運転室仕切壁および仕切りとびらはすべてモルトプレソを用いた 防音構造のものとし,仕切りとびら用意は二 の防宙対策が行ってある｡騒音測定の結 rガラ _スにして 転窒 は弟19図に示すとおり 高速機関搭載の機関車としては割合に良好な成績を収めている｡な お本測定後過給機吸入音の外部伝ばをしゃだんする方 をさらに採り入れて騒音の減少が図られている｡ の研究成果 丁､㌔でこ 艮 糸 げゞ19図 騒 洲 晰淵汗;う昆水腹房 ユニット 儲働-∠ウエハスト 機関予熱置

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第3表 二J =ヱ ギ 逆 / 配機 転 タ _形Jモ ク _数 列 形 式 形 式 制 御 形 式 最大人力回転数/最大∼lけJ回転数 転要故 方寸帽 液体変速機の二1二要請元 3要素 1段ラジアルステ【タ形 3個r低速度Jl≠1帆 高速度形2佃1 ステップアソゾギヤー,減速寸ヤー,吐逆転ギヤM ギヤ【クラッチ,リE気r｢捌ぺ(楷作空気圧5kgノcm父) 全油圧日動制御式 1,500rpm/2,330rpm (例)トルクフルードスーーパlノ(攻2) 入力軸に向って和l り転 全長1,681mmx全幅1,413mmx全高1,753mm 4,300kg(陀捜状態て) 第20図 液 体 変 速 機 外 観

4.液体変速機

1,000馬力級液体式ディーゼル機関車用液体変速機は高性能なト ルクコソバータと歯車の組合わせよりなり,数段の自動変速が可能 なものでなければならない｡この程のものは西ドイツにおいてほ非 常に発達しており,すでに機関車とともに世界各国にも多数輸出さ れて実用に供されているが,わが国においても大形液体式ディーゼ ル機関車実現のためにその開発が急 となってきた｡日立製作所に おいては早くからその独力開発を決意し,1957年より高 軸受試験, 新形式トルクコンバータの基礎研究および羽根車製作法の開発を含 めた本格的な試作研究に着手した｡ 今日完成をみた本液体 速機はこれら基礎研究の累積の上に築か れたもので今後の活躍が期待されている｡ 4.】仕様および構造 本液体変速機の主要 元を弟3表に示す｡ 本機はトルクコソバータ3個を備え,油の充てん排日により常時 1個のトルクコソバータを選択使用し,減 比の異なる2組の減速 船串と組み合わせて3段の変速を行うものである｡しかもコソバー タの選択は機関および車辿の変化に止こじで常に最適の変速段が使用 できるように調 機により日動的 に行われる｡増速歯車は機体の小 形化を図るとともに,増速比を変 えて什様の異なる機関にも広く適 用する目的で設けてある｡歯車お よび軸受はすべて強制潤滑となっ ているから高速大馬力に対して安 全である｡舞20図は本液体変 機の外観を示す｡ また異常時に備え主切換弁およ び逆転シリソダの手動操作もでき

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力軸回転工 石一二呂三高速度における 最人用照桓｣転力 F ぞ ク告 へ望モ苫召∧い∧H 儲 仰 〃 誹 ガ (望矩 耕蚕中震 ガ ガ ガ ♂ ガ 〃♂ ゐ7 _{(炒 /狩} 出力軸回転数 r%) 第22図 LAZlOR液体変速機特性曲線 るようになっている｡ 五2 _{性 能} 従来大形液体式ディーゼル機関車は電気式ディーゼル機関車に比 べて若干効率が劣るといわれていたが,これは高性能なトルクコン バータがなかなか得られなかったことに大きな原因があった｡本液 体 速機に組み込まれているRS形トルクコンバータは半径方向流 路に二次元羽限を組み込んだ新形式の3 1段形のコンバータ で,車両用トルクコンバータとして最適の性維をもつものと考えら れる｡弟21図はその性能の一例で最高効率90%弱,70%効率にお

ける利用率4という高性能をもつとともに,入力回転力がほぼ一定

であるため,常に機関最大出力部分を利用できる利点を有している｡ 弟22図は本液体変速機の総合特性の一例を示す｡前述のとおり 連続Lた3段階の変速切換えが可能であり,しかも切換時にほ一方 のコンパ岬タの排出と他力のコンバータの充てんを重畳させて動力

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円 律2減速機 舞J減主恩接 第23岡 動 力 伝 達 軸 系

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第24図 Mlプロペラ軸のトルク測定用スリップ リング装置取付状況 別冊第40一弓･ 第4表 プロペラ軸系静的最人発生トルクと傾斜角 機 聞一波休変速偲 液体変速機一節1減速機 節1減速機一節2J.友達機 第1減速機一耶3減速機 節2減速機一節3減速機 第5表 550mkg l,016mkg l,160mkg 580mkg 580mkg 第1∼3減速機歯車主要目 5⊂J39′ lO50′ 1∩51′ 1∩51′ 1DO6′ まがりば傘歯中 小 雨 巧l大 麻 -･】 はすほ歯車 歯 形 口三 プJ 角 歯直角キジュー′レ 歯 数 きざみl∫]L斤径 歯 幅 ね じ _{れ 角} 材 質

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(第1プロペラ軸の変動トルクの有様) 第25図 始動過程お よ び _共振域 の オ シ ロ グ _{ラ ム} 重縁タ=本務才一那き鱒=■ -‡ ･■=

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5.動力伝達装置

弟23図に示すように機関出力はプロペラ軸により液体変 _磯に

導かれ,液体変速機の下部出力軸から前後方向にわかれたプロペラ

柑は中体休 卜の巾火部を貫通Lて番台車にi.-掟された第1減速機に 至り,その間1端側ほ2箇所で,2端側ほ1筒所で _{体側に取付け} られた軸受により支持されている｡車体側と台車側を連結するプロ ペラ軸は曲線上における台 軸の両端における屈折角が のいかなる回転角に対してもプロペラ しくなるようにZ配置で構成され,カ ルダソエラーとしてのよじり振動を軽減するように考 る｡ されてい

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_{n速→U速切換時の}

オ シ ロ グ ラ _{ム の一例} 第29図 3 _軸 ボ ギ ー 台･車 第4表に各プロペラ軸系の粘着時発′日枝大トルタと最大偵斜立体 角の値が示されているが,走行時に生じるトルク変動をも考慮して 十分余裕のある祥量のプロペラ捌が他用されている｡また第4表に 記載のM【,MI,MⅦ,Mn･rの希プロペラ抽系にはひずみゲージを はりつけ弟24図に示すスリッブリソグ装置によりオシログラフに 入れて記録を行い,始動時およびいろいろな 行条件で発生するト ルク変動の解析ほあくを行い,勤ノ｣伝達純系の安合性の樅認を行っ た｡弟25,2る,27図および舞28図は｣二場外試験線にて引張俸引張 験を行 _{った際に測定したプロペラ軸発壁トルクのオシログラム} の一例を示したものである｡ なお弟5表に第1,第2および第3減速機の園申の三i二要[†がホさ れているが,第1減速機と第2-､3減 機に仙川されているハスバ 歯申は互換性をもつように考慮されており,第2減速機と ▲ ･ ∵ ヽヽ､､ 凍関卓速度 りβ/旬) 第30岡 焼肛 _測定 結 果 機の最終段船中としてほグリーソソ創成機で歯切されたマガリバ傘 歯車が使用されている｡ 台車は全輪軸駆動,鋼板箱形熔接構造の3軸ボギーで,舞29図 に外観を示す｡台車の中央部をプロペラ軸が占めているため心皿が 設けられないので,車体重畳は台 両側の揺れ枕装置に直接支持さ れ,つりリンクによって台車側染につられている｡台車横梁にほけ ん引力伝達を兼ねた仮想中心リンク装置が取付けられている｡ 機関 相生をよくするため枕バネおよび軸バネほ従来の機関 単に比べて非常にやわらかくしてあり,つりリンク支点にほナイフ エッジを直角に2段に組合わせたものが使用され,またリンクの上 下支点ほ防振ゴムでささえて曲線通過の際の円滑な方向転換動作と

昭和36年4月 ∴､･∵･ へ聖ぺ墜憎景

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第2集

∠ぴ 速 度 (Å朋/吊 詭7 a7 L相 通.環(頼/旬■J 〟 ∠汐 ､､ 泣 ノ責(人■勅り) 〟 第31図 振動加速度測定結果 ∠材 し貯 イ♂ 速 度 (オ勅) ∠♂ し紗 .〟 速 度(オβ/布ノ 第32図 振 動 数 解 析 結 果 検圧の軽減が期待できるよう考慮されている｡機関車重量当りのバ ネ常数は2.49mm/tで,枕バネ部には1台車当りの減衰係数 360kg/cm/sを有する4個のオイルダソパを攻付けて,上下振動に 対して減衰を与えている｡ 工場内試験線の半径150m曲線区間で直圧および横圧測定タイプ

レートにより横圧測定を行った結東を第30図に示す｡これによれ

ば約33km/hの速度において横圧は3t以下に納っており,丙線の

最小曲線

径200mにおいても検圧ほ少ないことが予想される｡ なお車輪タイヤほフランジ摩耗を防止するためフラソジ部に火焔 焼入を施すとともに,機関車両端の先頭車輸に対してはフランジ 置が取付けられており,また3軸のうち中間軸のフラソジは最 小通過曲線半径100mを考慮して6mmけずり込んである｡ つぎに工場外 線における前後,左右,上 Fの脊振動加速度お よびその振動数測定結果ほ弟31図および弟32図に示すとおり良好 な性能を示している｡ 日立評論別冊第40号 第6豪 放 熱 装 置 冷 却性能表 大 関長 閑 機機 1,100PS l,500rpm 副回路 機関冷却水最大放熱竜 王冷却水回路最大循環量 冷却水最高許容温度 液体変速機最大放熱誌 液体変速機油最大流量 液体変速機液晶高温度 潤1骨油量 大政熱量 副冷却水回路最大循環址 潤滑油最高許容温度 気 温 度(最 高) 450,000kcal/b 45m8/b 850C 150,000kcal/b 18m8/b llO)C 60,000kcal′/h 23mユ/h 75コC 35､C 冷却フ7ソ仕様: 寸法:900￠ 台数:2 臥_迫:750m8/min 全忙:70mmAq フアン回転数: 放火1,450rpm フアン馬力 22PSx2 〓 環 ｣ 副 路冷去口水入口 第33図 静油圧フアン駆動装置系統図 7.放

熱

装

置

放熱装眉ほ葬る表の冷却性能を有するように設計されており,ソ アン馬区動装置としては自動制御式静柚圧駆動方式が採用されてい る｡ この放熱装置の特長ほ下記のとおりである｡ (1)装置をユニットとして組立て車両への取付け取ほずしを袴 易にし,点検および修理に便ならしめてある｡ 車体との取付けには弾性支持が考慮されている｡ 装置の取付けほ機関の位置に無関係である｡ 機関の負荷や外気温に無関係にサーモスタットの働きによ りファソの回転を制御(制御範囲750C∼8lOC)し,冷却水温 の変動をきわめて狭い範囲に保持しうる｡ (5) _{ファソ駆動に必要な入力は所要の冷却条件によって決ま} り,動力の節約が可能である｡ (6)シャッターは油圧を依って自動開閉され,冷却水の過冷却 を防止する｡ 弟33図に静油圧フアン駆動装置の系統が示されている｡

制御および保護装置

箱形両運転室,非重 _{の本機関車の制御方式として機関} 料制 御は空気式を,そのほかは蓄電池を電源とする電磁あるいは電磁空 気式を 用し て l､_-l るとともに十分なる保 装置 を設け,運転の安全を期すように計画されている｡制御方式の大要 を示す電気回路つなぎを第34図に,その機器番号と名称表を弟7 表に示す｡ 8.1機関の始動および制御装置 機関が大形になると始動に先だって予潤滑を行うことが必要にな り,また機関は潤滑油比の低下時に燃料供給を 内j 断する鎖 装置を しているため,始動時にあらかじめ潤滑油圧を1.1kg/cm2以 上に高める必要がある｡このためハンドポンプのほかに,弟17図

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Fl】l _路 ⑳正二司} 称 ム 第35凶 始動電動機の取付状況 に示した日立S一Ⅹ24形24V,O･75kW(1P.S.)直流電動機を け,予潤滑用のギヤーポンプを駆動して予潤 _{を行うが,これほ単} 独使用できるほか,機関始動用スイッチに連動して始動過程の一部 で使用することもできる｡機関の始動は両 _{転宅お よび機械室より} 可能で,目立S-215形24V,11kW(15P.S.)虹流始動電動機2台 により行われる｡策35図に始動電動機の11刷▲け状況を,第3d図に 機関始動特性の一例を示す｡ _{関冷却水の予熱が必要な場合のため} に,ウエバスト機l封予熱器が用意されている｡ 機関の燃料制御は第37図にホすMG24S形主幹制御帯主ハン ドルにより行われる｡すなわち第38図機関制御組葺けこ示されてい るとおり,主幹制御器の主軸に 動するカムにより空気圧力調整弁

昭和36年4月

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一 心 侶 第38同 機 関 制 御線 図 を操作し,ノッチにより設定される制御空気圧力に応じて機関回転 度を常にあらかじめ設定された一定値に保つよう調速機および燃 料噴射畳が加減され,その時の負荷に応じた出力が得られるように 日動的に調整される｡制御空気圧力の設掛ま無段階にすることがで きるが,操作の便且J二切ノッチを含む11ノッチを設け,切ノッチで Okg/crn2(空回転速度600rpm),10ノッチで3.2kg/cm2(最高何 転速度1,500rpm)となるように 整されている｡ 機関の停止は停止用シリンダに送気することにより両運転室およ 第39区1VMN24SS形(右端)と各椎竜磁升の比較 び機械室から行うことができるが,ほかに非常停止用の手動鋼索も 隋えられている｡ 8･2 _{送転横制御装置} 逆転クラッチは原則として中立位置をもたず,主幹制御器逆転ハ ンドルの1進,2進切換操作により電磁窄気式に切換えられる｡し たがって1進または2進位掛こかみ合い完了後,クラッチはその位 古刹こ鎖錠されるとともに,切換電磁弁ほ励磁を卿かれるようになっ ている･また㌔lり州lの回転により生ずる‡山旺を利用して,さらにこ のクラッチの鎖宕∈をh:うほか,この油比回路碇そう入された仙圧倹 Jl用封こより逆転クラッチ丁!姉御恒1路を開放するため,走行しいにクラッ チがほずれたり,切換えが行われたりすることほありえない｡回送 などのためにクラリチの中立を得たい場合にほ,手動レバーにより 切換えることが=√能である｡J 逆転ハンドルと逆転クラッチとほ電気的銚錠回路を組み,ハンド ル切換位 迂引こクラッチが止しくかみ合いを完了しない限り走行開始 ができないよう訊錠されている｡逆転表示灯もこの凹路により,ハ ンドル位置とクラッチ位置が合致したときのみこれを表示点灯する 1灯式としたし) クラッチのかみ合わせ補助用として,液体 速機の一時充てん(変 速機油の給油)操作用の抑ボタンスイッチが設けられている｡ 主幹制御器逆転ハンドルはまた制御回路スイッチの作用を _僻し ていて,これを切位置で抜き取れば主ハンドルほ切位置に機械的に 鎖錠されるとともに,電磁空気式に制御されるほかの装置類も操作 不能となる｡したがってこの逆転ハンドルとブレーキ弁ハンドルを 抜き取ることにより,その運転室からの制御ほ不能となり,操作運 転室の交換に切換えスイッチを必要とせず,また機関を一時停止さ せることなくハソドルのもち阿りにより操作運転室を変えることが できる｡ 8.3 _{液体変速機制御装置} 液体 速式で, 第1変速への段入は変速機充てん電

1,100PS

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磁弁を励磁することによF)子､J:われる.-)これは_盲三仲川御許レ､ソド′L に連動し1ノッチ以降で作動されるL-,以後斧段の切順えほ変速機入 山力仰の回転比に応じてl主動的に切操えられるり _{したがって機関お} よび液体変 機の運転操作は,1ハンドルの簡易な操r向こよi丹｣二う ことができる｡ 本機関申に使用されている電磁弁ほ,VMN24SSおよげVMF 24SS形l_l立ミニバルブ電磁弁で,弟39図に常植苗磁弁との比較 をホす(〕この電磁弁を従来のものに比較すると, (i)外部分と電磁コイルとが並列に配讃されているので高さが 低く,小形軽量で,取付け場所が小さくてすむ｡ (ii)構造上ヨーク部分,弁部分,電脳コイルなどほそれぞれ別 郁分になっているため,気雄を壊する部分は弁部分のみと なり,保`､上 点検,組立作業が容易である｡ などの特長を有している｡ 8.4 _{保護および表示警報装置} 運転操作の簡易簡便を計るため運転一上席周辺にほ,必安とする最 第8志 保護装置の作動｣舟行および表示警報一覧表 動 保 安 澗椚油汗0.75kg/cm2以卜 冷却水温度り三回路〕90つC以上 冷却水温度(主回路)55つC以下 液体変速慨油温 1108C以上 機l丑剋回転1,650rpm以卜 液体変速機監視(操作油圧) 江: _{#i･控冊油圧既示灯は油圧上井時1.1kg/cm2以l二で消灯し,油圧下降時} 0.75kg/cm2以 Fで点灯する｡ ル

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小の操作機器,計器業乱 すなわち 1二幹制御器,プレーーーキ操作弁,寄 種禄作スでッチヨ乱 度計,プレー刊胡係空気圧ノ]計翫,†削御空気 托力計,機関回転計などの計器および表示警械灯類が適当に軋昭さ れている(-ノそして 転に面接必要としないはかの計器類は機械室内 に置くとともに,運転上が運転操作に専念できるように,機関およ び液体変 機には十分な保護装置が設けられている｡第8表ほこれ らけ保護装閏の什蘭内容および ホ警報に関してまとめたものであ 第40図 RAX-一一M3形補助継電器 第41図 1.5kW充電用発電機やよびカーポン パイル式電任調整器 第42図 空 管

昭和36年4月 市 _両

_特

_集

る(Jここで機関冷却水渥度550(二以下の場合,機関を㈲1 帖させ液体 機を開放するのは,始動斬後の機関シリンダを急激に過熱して 他用するのをさけるためである｡また液体変速機の作動異常として 扱われる場合ほ次のとおりである｡ (i)液体 _転中に _{速機油圧が異常低下する場合｡} (ii)液体変速機の運転を開放(変速機油の排抽)したにもかかわ らず,規定時間以内に変速機油が排油されない場合｡ (iii)液体変速機の 榔 山の _充 て ん _{)を指令したにもかか} わらず,規定時間以内に変速機油が充てんされず, れない場合｡ 機関の過回転検出は,機関に取付けられた交流/くイロット発電機 と,直列共振効果により精度を高めた阿転数検出装置との組合わせ によりきわめて正確に行われる｡ 保護装置により機関が停止される場合にほ,異常表示灯により原 きる｡ これらの制御回路,保喜 回路に使用される補助継電器 _{ほ,いずれ} も従来ディーゼル車両に汎用されているアーマチュア形のもので, 弟40図はこれらRAX･･-M3形補助継電 のである｡ 8.5 そ の 他 制御,灯および暖房装置などの電 鉛蓄 池が装備され必要に応じ機 の本体外観図を示したも として,600AH,20H,24V 冷却水により保温されまた機関 により駆動される日立G260-01形24Vl.5kW直流発 動充 機により浮 される｡弟4】図にこの発電機と,これと組合わせ使用する カーポンパイル式日立R260-01形電圧調整器の外観を示す｡ 暖房装置として,機関冷却水予熱用に180WK-2形ウニバスト機 関予熱舘が設けられているほか,各運転士庸および助士席下部には

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実用新案弟504124号

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第2集

諭別田1箭4()弓･ Wr卜:うA形温水暖慨㍉ニットがi設;∼【たされていて,冬季の運転零の暖 斥如こ借用される､-. 乱d 空 _{制 装 置} 弟42図に本機関車に使用されたDL-14A空気ブレーキ装置の系 統図を示す｡費気圧縮機はC-1200形2台を搭載し,故障の _単独 分離使用も可能であり,元空気溜は190gのもの4個をユニットに まとめ取付け,取はずしを拝易にするとともに,機械宅と隔離して

ドレソの分離を確保するように考慮されている.--8.結

E:コ このたび,わが国最大容量の液体式ディーゼル機関車が完成され たが,これにほ日立製作所の技術の粋を結 速ディーゼル機関と,多年の試作研究の して製作された 量高 果開発された高性能液体 速機が用いられているほか,搭載機器ならびに各部奉 _{造も今後大} 馬力液体式ディーゼル機関車に採用されると予想される方式が採り 入れられており,工場内試運転においても _{足な成績を収めること} ができた｡この機関車の完成によってこれに使用した機関および液 体変 機を各2基措 _{し,2,200PS(中間冷却器を装備した場合に} は2,500PS)の大馬力機関申に発展させることも容易になり,大形 液体式ディーゼル機関車の生 技術の基礎稀立とともに,わが剛こ おけるこの分野の進歩,発展の将来に対しても明るい希望を与える ものということができよう｡ 終りに本機関車に搭載の液体変速機用高性能トルクコンバータの 開発にあたって始終懇切なご指導,ご援助を賜った東京大学生産技 術研究所石原助教授に深甚の謝意を表するとともに,完成後の試験 測定にご尽力をいただいた日立製作所亀有工場検査課ならびに笠戸 工場研究課,検査課の関係者各位に謹んで謝意を表する｡ . -::｣ 山 川 佐 --蛍

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この考案ほ車内蛍光灯用の電動発電装置に関するもので,電動機 の速度変動の補正は非直線性抵抗体のみによって行い,発電機負荷 の変動に対しては電圧調整1本に葉結しその達成をカーボンパイル 電虻調整器の自動詞整作馴こて行うものである｡ 図に示す結線図でTは直流トロリーライン,1ほ突入電流制限用 紙杭,DCMは直流電動機,2は分巻界磁抵抗,3は非直線性抵抗 体,4は分巻界磁瀾灘,5ほ而巻界磁線輪を示す｡またACGは蛍 光灯電瀬としての 三相交流発電機,6ほその電圧確立用の他励界磁 線輪,7ほ分巻界磁線輪で整流器8,カーポンパイル電圧調整器9 を介して発電機北ノJ電旺によって付勢される｡ トロリ←ラインTからの再二流電圧が変動すると択抗体3の非両税 什によって電動機DCMの分巻回路電流が大幅に変化し,このシャ ント効果によって電動発電機の定速性ほFl動的に保持される｡また 発電機ACGの分巻回路にはカーボンパイル電圧調整器9が設けら れ,変流=力偏井ほこれにエー′-,て負荷の変動をこ耐えて一一定f酎こ保た れる､ _r矢崎)

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