기관차 및 자동차의 석탄 연소 디젤

언뜻 보기에 석탄을 이용해 디젤을 만든다는 생각은 터무니없어 보일 수도 있다. 그리고 이것이 왜 필요한가? 그러나 첫째, 항상 그런 것은 아니며 둘째, 석탄은 휘발유보다 저렴합니다.


마지막 주장은 예를 들어 미국뿐만 아니라 General Motors에서도 오늘날에도 여전히 연구되고 있습니다. 그리고 1920~30년대에 디젤 기관차를 만들기 시작했을 때 디젤 연료는 "비싼 즐거움"이었습니다. 하지만 처음부터 시작해보자.

이것이 왜 필요한가요?

남북 전쟁이 끝난 후 첫 번째는 여전히 많은 단점이 있었지만 디젤 연료로 작동하는 기관차가 러시아에 나타났습니다. 많은 사람들이 디젤 엔진을 좋아했지만 철도 직원에 따르면 액체 연료로 작동한다는 심각한 단점이있었습니다.


당시 디젤 연료는 공급이 부족했습니다. 국가에도 중요했습니다. 트랙터농업을 키운 , 휘발유로 일했습니다.


새로운 유형의 연료를 도입하려면 증기 기관차에 맞게 "맞춤형" 전체 철도 인프라를 재구성해야 합니다. 그러나 젊은 나라에는 시간이 충분하지 않았습니다. 국가 경제를 회복하고 발전시키는 것이 시급했습니다.

아이디어의 본질

고체 연료를 기체 연료로 변환하는 것으로 구성되었습니다. 이를 위해 특수 변환기 발전기가 사용되었습니다. 산소가 거의 없는 상태에서 석탄(목재도 가능)을 연소시켜 일산화탄소를 생성합니다. 먼지와 재가 제거되어 엔진으로 보내집니다. 디젤 엔진을 작동하기 위해 그들은 불순물과 물이 거의 포함되지 않은 최고 등급의 고체 연료인 무연탄을 사용했습니다. 탄소 함량은 95%에 달했습니다.

첫 번째 실험

먼저, 우리는 가스 발생기를 사용하기 위해 FD 시리즈 기관차 "Felix Dzerzhinsky"를 재구축하기로 결정했습니다. 새 유닛에 대한 입찰에서는 별도의 장소가 할당되었습니다. 발전기에서 생산된 가스는 용광로로 들어가 석탄을 대체했습니다. 이 실험은 1939년 콜롬나 공장에서 수행되었습니다. 문제는 해결되지 않았고 전쟁이 시작되었습니다.


1943 년에 그들은 아이디어로 돌아 왔습니다 (창시자는 Peter Yakobson이었습니다). 이제 그들은 모든 것을 반대 방향으로 시작했습니다. 석탄에 적용된 것은 증기기관차가 아니라, 이미 생산된 직렬 디젤기관차에 고체연료를 적용한 것이었다. 가스 발생기를 현대화하여 석탄 연소 온도를 1000°C에서 700°C로 높였습니다. Jacobson의 장점은 순수 가스를 실린더에 공급하는 것이 아니라 디젤 연료와 약 4:1의 비율로 혼합하여 공급할 것을 제안했다는 것입니다. 이 기술 솔루션을 사용하면 엔진을 다시 만들 수 없습니다. 필요한 것은 가스 발생기를 설치하는 것뿐이었습니다.


전쟁이 끝난 후 TE1 및 TE2 브랜드의 직렬 디젤 기관차가 라인에 진입하기 시작했습니다. 첫 번째는 입환 차량에 속했고, 두 번째는 본선 트랙터에 속했습니다. TE1의 가스 발생기로 테스트를 수행하기로 결정되었습니다. 결과는 매우 좋았습니다. 디젤 연료 절감 효과는 70%에 달했습니다.


성공은 빠르게 이루어졌으며 16년 이내에 이 시리즈의 디젤 기관차 1대가 국내 철도에서 운행되었으며, 엔진은 석탄-디젤 혼합물로 작동되었습니다. 별도의 인덱스 TE2G도 할당되었습니다. 그들은 환승 차량에서 본선 차량으로 전환했습니다. 이것이 "현대화 된"기관차 TE4가 등장한 방식이며 나중에 TEXNUMX로 이름이 변경되었습니다. 세 번째 추가 섹션을 통해 "형제"와 구별할 수 있습니다. 그것은 가스 발생기와 석탄을 포함했습니다.

석탄기관차 시대의 종말

1950년대에는 "순수한" 디젤 연료로 운행되는 기관차가 점점 더 대중화되었고 디젤 연료의 가격도 저렴해졌습니다. 가스 발생기에는 많은 단점이 있으며, 가장 큰 단점은 청소 후에도 먼지가 실린더에 침투한다는 것입니다. 그 결과 오일이 오염되고 밸브가 녹슬었으며 엔진을 금방 사용할 수 없게 되었습니다. 그리고 기관차에 두 종류의 연료를 동시에 급유하는 것은 인프라 측면에서 불편했습니다. 석탄을 연료로 사용하는 디젤 기관차의 시대는 논리적으로 종말을 맞이했습니다. 그러나 내연 기관에 고체 연료를 사용한다는 아이디어를 모두가 잊어 버렸다고 생각한다면 착각입니다!

엔진용 석탄

이 생각은 나중에 디자이너들의 마음을 자극했습니다. 1970년대 세계적으로 발생한 석유파동은 일종의 기폭제가 됐다. 그러나 앞서 언급한 루돌프 디젤을 제외하고, 석탄을 동력으로 하는 최초의 실용적인 가스 엔진은 1860년에 발명되었습니다. 유닛의 창시자는 Jean Etienne Lenoir입니다. 그 엔진은 조명 가스(석탄에서 생산된 혼합물)로 작동했으며 어느 정도 인기를 얻었습니다. 효율 4,95%의 엔진은 수평형으로 보트에 장착됐다.


그러나 다시 돌아가자. 자동차: 70년대에는 어떻게든 가스터빈 동력 장치를 승용차에 '부착'하는 아이디어가 인기를 끌었습니다. 또한, 운송에 대체 연료를 사용해야 하는 필요성이 생명을 좌우했습니다. 미국인들은 중동 석유에 의존하게 되었습니다. 그러나 우리 자신의 일은 많지 않았습니다. 과학자들의 계산에 따르면 곧 끝날 수 있습니다. 탐사된 석탄 매장량은 500억 톤으로 수백 년 동안 지속될 정도로 엄청납니다.

제너럴 모터스

지금 그들이 말하는 것처럼 이 회사는 "알고 있었다". 우리는 가스 터빈 엔진 전문가인 A. Bell이 이끄는 팀을 만들었습니다. 그는 한때 상징적인 Chrysler Turbine Car 제작에 참여했습니다. 이미 1978년에 GM 경영진은 가솔린 엔진 대신 가스 터빈 장치를 갖춘 Cadillac Eldorado에 도입되었습니다.


덩어리 석탄이 아닌 가루로 가열했습니다. 그것은 특수 분쇄기에서 (현재는 실험적으로) 얻은 매우 작은 입자로 구성되었습니다. 연료 시스템을 제외하고 당시 소규모 배치로 생산된 가스 터빈 엔진의 다른 모든 구성 요소는 직렬이었습니다. 표준 유휴 속도는 35rpm입니다. 최대 - 65회전(극단 - 최대 90회). 차는 민첩한 것으로 판명되었지만 가속 페달에 천천히 반응했습니다. 석탄 분말은 컨베이어를 통해 컨테이너에서 공급되었습니다.


1981년에는 또 다른 자동차인 Oldsmobile Delta 88이 대중에게 공개되었습니다. GM H. Curl의 부사장은 다음과 같이 말했습니다. XNUMX세기 미국에서는 모든 자동차가 값싼 석탄 가루로 작동할 것입니다. 그러나 그 프로젝트는 포기되었고 경영진은 쫓겨났습니다. 전기 자동차 그리고 연료전지.

포드 모터 회사

2017년 회사 대변인은 제너럴 모터스(GM) 기술 센터 전용 행사에서 포드가 1990년대부터 유사한 내연 기관을 개발해 왔다고 말했습니다. 목표는 "불타는 모든 것"을 흡수할 수 있는 "잡식성" 모터를 개발하고 구축하는 것입니다. 분탄에 관해 이야기하면 주요 문제는 전원 공급 시스템과 분쇄 정밀도입니다. 크기가 95미크론 이하인 입자가 필요합니다. 가루는 조금 비싸다는 것이 밝혀졌습니다. 석탄의 장점은 상대적으로 저렴할 뿐만 아니라, 이 연료는 에너지의 55%를 생산하는 반면 디젤 연료와 휘발유는 XNUMX%만 생산합니다.


그러나 그러한 엔진의 유통에는 또 다른 심각한 "장애"가 있습니다. 석탄에서 생산되는 에너지는 결코 환경친화적이지 않습니다. 오늘날 인류는 소비를 완전히 없애기 위해 열심히 노력하고 있습니다. 그럼 어쩌지 - 또? 유해한 불순물, 우선 석탄에 함유된 황을 제거하는 기술의 창출이 필요하다. 기술적으로 이것은 오늘날 가능합니다. 그러나 "새로운" 유형의 연료가 얼마나 들 것인가는 큰 문제입니다...