鉄道ジャーナリスト blackcatの鉄道技術昔話

blackcatk.exblog.jp
ブログトップ

<   2017年 08月 ( 2 )   > この月の画像一覧


2017年 08月 23日

挫折した試作車・・・キハ60

皆さまこんばんは、本日もしばしお付き合いください。
今回取り上げるのは、昭和34年度に試作車として3両が製作され昭和35年1月末に誕生したキハ60及びキロ60を取り上げてい見ようと思います。

新たに開発が急がれた気動車エンジン

すでに、気動車用エンジンとしてDMH17エンジンが標準エンジンとして使われていましたが、改良を図って出力を上げたとはいえ、180PSはあまりにも非力であり、優等列車等に使おうと思うと自ずとエンジンの数を増やさなくてはならず経済的ではないため、大出力エンジンの開発が急がれていました。

機関車のエンジンを気動車に

キハ60に搭載されたエンジンは戦前の電気式気動車キハ43000に搭載されたDMF31Hと呼ばれるエンジンがベースで、DMF31H型エンジンは戦後、DD13用エンジンとして縦型エンジンとしたうえで、過給機の搭載で出力を370PSとして実用化されました。その後改良されて500PSまで出力が向上していました。
a0091267_23290410.jpg
DD13形 画像Wikipedia

キハ60はこのDD13で採用されていたDMF31系エンジンを再び横型に設計変更して水平として出力も400PSに下げたものでした。
ただ、ここでの失敗はキハ81でも繰り返されることとなるのですが、それは水平にしたことでエンジンの潤滑が思うように行かなかったと言われています。
なお、昭和41年に試作されるキハ90及びキハ91で試作されたDMF15HSA及びそれを12気筒化したDML30系エンジンはDMH17系エンジンをベースとしており、キハ60系のエンジンの発展型ではありません。
最高速度は設計上は135㎞/hまで可能だったそうで、最高速度は110km/hの営業運転速度を目指していたそうです。
a0091267_23391823.png
キハ60 鉄道技術昭和35年3月号から引用
新機軸が導入された意欲的な気動車


さて、最初に気動車の外観的特徴ですが。
同時期のキハ55形気動車と似ていますが、運転台横の扉が、その後のクハ451やクハ471にも見られたプラグドアが採用されていました。これは、車体強度の関係もあったのではないかと思われます。
また、外観からは判りにくいのですが、同時期に制作されたキロ60は防音対策として二重窓になっていました。(固定窓であり、冷房装置の設置も検討されていたという記述もあります。)
a0091267_23414447.png
キロ60 鉄道技術昭和35年3月号から引用
また、外観からは判りませんが、ディスクブレーキの採用や2軸駆動等、動力を効率的に伝える工夫がなされていました。
また、151系電車で見られたように浮き床構造が採用され防音性も配慮されていました。(キハ60-2及びキロ60-1のみ)


特急気動車にも引き継がれた技術

御殿場線・中央本線で試用された後に、エンジン換装
しかし、結果は散々だったようで、エンジンとトルクコンバーターの細やかな制御が出来ず昭和37年には早々とDMH17エンジンに積み替えられてしまいました。
a0091267_23553725.jpg
ディスクブレーキは、キハ60系の台車で開発されたタイプが採用された 撮影 加藤好啓

しかしこの時に開発された、ディスクブレーキなどはその後のキハ81系等で採用されたほか、2軸駆動の考え方はキハ65やキハ181で採用されることとなった訳で、失敗作とはいえその後の車両に与えた影響は大きかったと言えましょう。


[PR]

by blackcat_kat | 2017-08-23 23:59 | 気動車
2017年 08月 12日

DF50形電気式機関車の話

現在機関車を新規に製造し保有しているのは、JR貨物だけであり、ディーゼル機関車もDD51の老朽化のためDF200形が新規に製造されています。
DF200形は電気式と呼ばれる方式で、従来の液体式と比べると重い機関車で実質的な通貨トン数が増えてJR北海道にしてみれば線路破壊量がDD51よりも大きくなって保守費が増大していると言った話も聞いたことがあります。
さて、JR貨物が電気式を採用する背景として考えられるのは、機関車の部品共用化が大きいのかなと考えております。
今後本格的な人口減などを考慮していく必要がある中で鉄道会社が出した答えだと思います。
a0091267_07494979.jpg
さて、今回はDF200などの新型の電気式機関車の話ではなく、今から半世紀以上前に製造されたDF50形電気機関車のお話をさせていただこうと思います。
DF50形機関車誕生
DF50形機関車は、北陸本線に投入されたDD50形の改良版として計画され,、昭和32年に試作車が、その後非電化区間の無煙化のエースとして昭和38年までに138両が増備されました。
機関出力1060PS(MAN型(500番台)は1200PS)であり、機関車の出力としては決して大きなものではありませんでしたが、高速性能ではC57相当、牽引力ではD51相当と言われていました。
DF50形設計当時は、高出力の液体変速機が開発されていなかったため、電気式が採用されました。
ただ、最近のDF200形のようなVVVF方式ではなく、発電機で発電した電力をそのままモーターに流してしまうという方式であり、Wikipediaを参照しますと、「「差動界磁付励磁機式発電機」が用いられた。これによって、主電動機に負荷がかかって回路電流が増大すると、自動的に発電機の界磁が弱まり、発電電圧が低下して、定出力特性が得られた。
と書かれております、そこで「差動界磁」と何かを調べていきますと、参考になるサイトがありましたので、そこから少し引用させていただこうと思います。

このサイトの中で書かれている、頭を説明のために引用させていただきますと
a0091267_09380223.png
差動複巻直流電動機というのは、磁束(磁力の強さ)を打ち消しあうもので最近では殆ど使われない技術だそうです。
その原因としては、回転速度が不安定になりやすく,始動トルクも弱いからという理由だそうで、逆にいえば、自動的にそうなってくれる方が発電機側としては都合が良いということになるのかもしれません。
余談ですが、磁束が補完しあうように働く場合は「和動複巻」というそうです。

ということで、難しい説明はこの程度としておき、実際の運転ではDF50形機関車は、電車などでよく使われる弱め界磁が多用され、最高30%まで弱める(界磁とは直流モーターの場合外側の磁石と思えば理解しやすいでしょう。)ことが出来たそうで、定格速度17km/hでしたが、旅客車などでは90㎞/h近くまで出せたようです。
a0091267_10122678.png
今から考えれば、蒸気機関車よりも加速は早かったとはいえ、電車などと比べると緩慢な速度でありやはり時代を感じてしまいますね。
今回は、正直私自身も色々と改めて勉強したのですが、まだまだ勉強不足だなぁという思いを新たにしましたのでさらに精進を重ねていく所存でございます。
間違い等があればご指摘いただければ幸いです。



[PR]

by blackcat_kat | 2017-08-12 10:16 | ディゼル機関車