Locomotive Diesel V 3201 – V120-001 DR

Image : Domaine Public
TYPE : Diesel
PAYS : Allemagne

Compagnies :

ALLEMAGNE - DR & DRG - Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft 1920-1945

La V 120 001 était une locomotive diesel de la Reichsbahn allemande (DR) à transmission pneumatique dont la vie fut très courte : COnstruire en 1927, livrée en 1929 et retirée en 1933. Elle fut remplacée par la V 140 001.

LOCOMOTIVE DIESEL V 3201 V 120 001 DRG 001 - Loco-ho

De conception très particulière, je vous propose de découvrir ci-après un article publié sur douglas-self.com.

Ci-dessous un article au sujet de la V 3201 publié sur douglas-self.com.

Les plus avisés d’entre vous auront reconnu qu’il ne s’agit pas strictement d’une locomotive à vapeur, même si elle en a plutôt l’air à cause des cylindres d’entraînement extérieurs. Cependant, il y avait un peu de vapeur impliqué …

Cette locomotive diesel-pneumatique 4-6-4 a été conçue pour résoudre le problème de transmission de puissance entre un moteur diesel et les roues. Le temps a montré que le diesel-électrique est la voie à suivre, mais dans les années précédentes, il n’était en aucun cas évident que traîner un générateur lourd et beaucoup de moteurs électriques et de l’équipement de contrôle associé était une bonne idée.

La locomotive diesel-pneumatique a été planifiée en 1924, une commande étant passée le 18 septembre 1924 en réponse à un devis effectué le 11 avril 1924. La construction a duré cinq ans plutôt que l’année prévue, ce qui indique des difficultés techniques assez sérieuses. être surmonté. Achevée en 1929, la V3201 était la première locomotive diesel haute performance sur le Deutsch ReichsBahn. Il utilisait le moteur MAN Lo6 Vu 45/42, initialement développé pour être utilisé dans les U-boats. (surprise, surprise) Il s’agissait d’un moteur six cylindres de 1000/1200 ch couplé directement à un compresseur d’air MAN à 2 cylindres double effet à un étage. L’air a été livré à 7 bars. (102 psi) La vitesse de conception était de 70 km / h et le poids en état de fonctionnement de 70 tonnes; la charge maximale par essieu était de 18 tonnes.

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Ci-dessus: les composants internes du V3201. Le gros bloc au milieu est le moteur diesel; à sa droite se trouve le compresseur.
Cette photo semble montrer la locomotive partiellement assemblée, avec des refroidisseurs uniquement montés à droite.

C’est un problème fondamental avec la transmission de puissance pneumatique que beaucoup d’énergie est libérée sous forme de chaleur pendant la compression. Habituellement, cela doit être dissipé soit par une chemise d’eau, soit par injection d’eau dans les cylindres. D’autre part, l’air comprimé refroidit généralement naturellement avant d’atteindre le point où il est appliqué, ce qui rend le processus global très inefficace. Cette locomotive s’attaquait au problème en chauffant davantage l’air après avoir quitté le compresseur, en utilisant l’échappement diesel dans de longs échangeurs de chaleur tubulaires, et cet air très chaud, à 320 ° C, entraînait ensuite les pistons exactement comme s’il s’agissait de vapeur. J’imagine que la lubrification des cylindres nécessitait une réflexion; la vapeur n’est pas si mauvaise que la condensation fournit une mesure de lubrification inhérente, mais l’air chaud aurait été très sec en effet. D’autre part,l’air se refroidit considérablement lorsqu’il est dilaté, (voir la page propulsion à air comprimé ) et cela aurait réduit les températures des parois du cylindre.

Malgré cette mesure pour rendre l’air chaud lorsqu’il atteignait les cylindres, il était encore nécessaire de refroidir les cylindres du compresseur. Cela a été fait par injection d’eau directement dans les cylindres, introduisant la nécessité de transporter et de remplir les réservoirs d’eau. Ainsi, il y avait une certaine petite proportion de vapeur dans le fluide de travail, mais il ne serait pas qualifié de moteur aéro-vapeur . Selon une source, il n’y avait pas du tout de chemise d’eau sur les cylindres du compresseur, ce qui a peut-être simplifié la conception mais semble être une erreur. Ceci est cependant contredit par le livre cité ci-dessous, et il semble que la doublure d’eau ait été utilisée.

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Ci-dessus: V3201 de l’autre côté. Les longs tubes à droite sont les échangeurs de chaleur d’échappement.
Sur la gauche se trouve une banque de glacières; ceux-ci semblent être festonnés de fils, probablement pour les thermocouples de test.

Le 10 avril 1931, le journal britannique The Railway Gazette rapporta que la locomotive avait complété avec succès douze mois d’essais en novembre 1930, au cours desquels elle dépassa sa vitesse nominale de 25 mi / h pendant de longues périodes. Lors du démontage, il n’y avait pas d’entartrage significatif dû à l’injection d’eau du compresseur. Il a été rapporté que les fonctionnaires de la Deutsche Reichsbahn étaient très satisfaits des résultats de l’essai et que la locomotive était en cours de transfert dans le district vallonné autour de Stuttgart et mise en service pour des observations supplémentaires.

Néanmoins, cela ne semble pas avoir été un succès total; cinq ans après sa livraison au DRG, il a été mis hors service et la conception n’a pas été répétée. Des enquêtes sont en cours, mais pour le moment, la seule suggestion trouvée pour expliquer pourquoi est que le compresseur était enclin à surchauffer malgré l’injection d’eau. La technologie était également coûteuse par rapport aux moteurs à vapeur. Il est probablement significatif que cela reste une expérience unique dans la propulsion diesel-pneumatique.

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Ci-dessus: V3201 avec son boîtier en place; notez beaucoup de fenêtres pour le compartiment moteur. Il semble y avoir des soupapes de décharge au bas du cylindre.

Cette image présente un puzzle. Les deux premières images ci-dessus montrent les radiateurs à l’extrémité opposée des cylindres, mais ici nous voyons des radiateurs à l’extrémité du cylindre – je soupçonne qu’après la construction initiale, un deuxième ensemble de radiateurs a été ajouté afin que la locomotive puisse être conduite dans les deux sens. Il semble y avoir des postes de conduite à chaque extrémité. À l’extrême droite, il est simplement possible de distinguer une pale de ventilateur et un boîtier de ventilateur circulaire pour le refroidissement du radiateur.

Les informations suivantes sont extraites avec l’aimable aide de Patrick Meeder du livre “Verbrennungs-Motor-Lokomotiven und Triebwagen” (Locomotives à moteur à combustion et wagons) des professeurs Franco et Labrijn, publié en 1932. Ce livre est disponible en allemand et en français ; Je ne connais pas de version anglaise. Attilio Franco était également la moitié du partenariat franco-crosti chaudière .

Données techniques de la locomotive:

  • Puissance continue: 1000 PSe / 1350 PSi
  • Pic de puissance: 1200 PSe / 1630 PSi
  • Régime du moteur diesel: 400 tr / min en continu, 450 tr / min en pointe
  • Pression atmosphérique: 6,5 atmosphère (continue) / 7 atm (pic)
  • Température de l’air entrant dans les cylindres: 320 ° C
  • Puissance de traction aux roues: 11200 kg
  • Cylindre compresseur (2 cylindres, double effet): diamètre 640 mm, course 350 mm
  • Cylindre de locomotive (2 cylindres, double effet): 710 mm de diamètre, 650 mm de course
  • Diamètre de la roue motrice: 1600 mm
  • Empattement fixe: 4,70 m
  • Base entre milieu de bogies: 10,30m
  • Empattement: 12,50 m
  • Longueur hors tampons: 15,8 m
  • Poids: 111 tonnes (vide), 120 tonnes (prêt à l’emploi)
  • Poids adhésif: 54 tonnes
  • Vitesse max 80 km / h
  • Rendement du carburant au timon: 26%.

Vous noterez que le poids spécifié, ainsi que plusieurs autres paramètres, diffèrent de ceux indiqués au début de cette page. À l’heure actuelle, on ne sait pas ce qui est correct.

La locomotive a été construite par Maschinenfabrik Esslingen . Le moteur MAN Diesel aurait également été fourni à la Russie pour les locomotives 1E1. Le livre déclare que ce type d’entraînement diesel-pneumatique est plus efficace qu’un moteur diesel à entraînement mécanique direct, car l’énergie thermique de l’échappement diesel est utilisée pour chauffer l’air, au moment d’être totalement perdue.

De l’eau froide a été pulvérisée dans les cylindres du compresseur pour minimiser l’élévation de température et ainsi améliorer l’efficacité de la compression. La pompe d’injection pouvait être contrôlée pour que la température de l’air ne dépasse pas 200 degrés Celsius. Sans injection d’eau, le compresseur pourrait fonctionner pendant une période (une demi-heure à trois quarts d’heure) mais avec une efficacité moindre. Pour réduire la formation de tartre dans les cylindres du compresseur, l’eau d’injection a été chauffée par l’échappement diesel à 100-120 ° C (probablement sous pression ou elle aurait bouilli) de sorte que le tartre serait déposé dans un appareil de chauffage où il ne ferait aucun mal et pourrait être facilement enlevé. L’air comprimé contient donc de la vapeur d’eau, qui serait restée sous forme de vapeur en raison du réchauffement ultérieur des gaz d’échappement. Cependant, en raison du puissant effet du refroidissement sur l’expansion,il est possible que de l’eau se soit condensée dans les cylindres d’entraînement dans certaines conditions, et c’est pourquoi ils sont représentés avec des soupapes de décharge pour éviter tout dommage.

L’expansion dans les cylindres d’entraînement était régulée de la même manière que dans une machine à vapeur: l’air du réchauffeur aux cylindres de la locomotive passait par une vanne de régulation. Les cylindres d’entraînement semblent avoir un engrenage à soupapes conventionnel, de sorte qu’il est probable que la coupure d’admission d’air puisse également être modifiée, comme dans la pratique de la vapeur.

Données techniques du compresseur:

  • Traitement maximum de l’air: 200 kg par minute, nécessitant 6 kg d’eau de refroidissement par minute
  • Température de l’air de sortie du compresseur 200 ° C
  • Température de l’air de sortie du réchauffeur d’échappement 350 ° C
  • Surface de chauffage d’échappement 82,5 m2
  • Vitesse de l’air dans le radiateur 15 m / s
  • Vitesse des gaz d’échappement dans le réchauffeur 45 m / s (dans le sens opposé)

La locomotive avait trois refroidisseurs, pour l’eau de refroidissement du cylindre du compresseur, l’eau d’injection du compresseur pour le compresseur et pour l’huile de graissage. Des glacières étaient situées aux deux extrémités. (Vraisemblablement, le refroidisseur d’eau d’injection était nécessaire pour refroidir à nouveau l’eau après qu’elle ait été chauffée pour enlever le tartre)

Le 22 novembre 1929, un long parcours d’essai a été effectué avec un train de 233 tonnes reliant Stuttgart à Augsbourg sur un horaire “Schnellzug” (passager express), sur le Geislinger Steige (“Steige” signifie “Augmentation” ou pente) d’une longueur de 6 km avec une pente de 1:40. À une vitesse de 20 km / h ici, le moteur diesel n’était pas complètement “rabaissé”. Je n’ai pas été en mesure de traduire cela, mais cela signifie probablement que la puissance maximale n’a pas été pleinement utilisée. Même dans des conditions difficiles, avec des courbes sévères sur la «colline», le train pouvait s’éloigner de l’arrêt plus rapidement qu’une locomotive à vapeur de la même taille. La taille et le fonctionnement des refroidisseurs étaient tels que les moteurs des ventilateurs des refroidisseurs n’étaient pas nécessaires lors de cet essai et que l’eau était refroidie par l’air passant.

La locomotive a été retirée et apparemment mise au rebut en 1935.

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