디젤-전기 파워트레인

Diesel–electric powertrain
이 MetraEMD F40PHM-2 기관차는 전기-모티브 디젤이 설계한 디젤-전기 변속기를 사용합니다.

디젤-전기 변속기 또는 디젤-전기 파워트레인은 도로, 철도 및 해상 운송에서 디젤 엔진으로 구동되는 차량을 위한 변속기 시스템입니다.디젤-전기 변속기는 가솔린 엔진에 사용되는 매우 유사한 변속기 시스템인 가솔린-전기 변속기를 기반으로 합니다.

디젤-전기 변속기는 디젤-전기 기관차 및 디젤-전기 다중 장치에 의해 철도에서 사용되며, 전기 모터는 0RPM에서 최대 토크를 공급할 수 있습니다.디젤-전기 시스템은 잠수함을 포함한 해상 운송과 일부 육상 차량에도 사용됩니다.

설명

주요 기사:전기 변속기(기계식)

디젤-전기 변속기의 정의적 특성은 (교류 발전기를 통해) 디젤 엔진의 기계적 힘을 전기 에너지로 변환하고 전기 에너지를 사용하여 트랙션 모터를 구동하여 차량을 기계적으로 추진함으로써 기어박스가 필요하지 않다는 것입니다.트랙션 모터는 직접 또는 충전식 배터리를 통해 구동될 수 있으므로 차량을 하이브리드 전기차의 일종으로 만들 수 있습니다.이 변속기 방법은 가솔린 엔진으로 구동되는 차량에 사용되는 가솔린-전기 변속기 및 가스 터빈에 사용되는 터빈-전기 변속기와 동일하기 때문에 때때로 전기 변속기라고 불립니다.

장점과 단점

참고 항목:잠수함 추진 – 디젤 – 전기 변속기

디젤 전기 변속기는 무한 가변 변속기의 일종입니다.기어박스가 없으면 기어 변속의 필요성이 없어져 클러치 분리로 인한 가속의 불균일함이 없어지기 때문에 몇 가지 이점이 있습니다.디젤 전기 변속기의 단점은 잠재적인 복잡성, 비용 및 에너지 전환으로 인한 손실 증가입니다.

선박

참고 항목:선박 ① 추진장치 및 전기보트
지멘스 쇼텔 방위 추진기
USCGC 힐리는 GEC-Alsthom이 설계한 디젤-전기 추진 시스템을 사용합니다.

최초의 디젤 모터쉽은 1903년에 진수된 최초의 디젤-전기 선박인 브라노벨의 러시아 유조선 반달호이기도 합니다.증기 터빈-전기 추진은 1920년대(테네시급 전함)부터 사용되었으며, 최근에는 수상 선박에 디젤-전기 발전소를 사용하는 것이 증가했습니다.1928년부터 1929년까지 건조된 핀란드의 해안 방어선 일마리넨과 배이나뫼이넨은 디젤-전기 변속기를 사용한 최초의 수상 선박 중 하나였습니다.후에, 그 기술은 디젤 동력 [citation needed]쇄빙선에 사용되었습니다.

제2차 세계 대전에서, 미국 해군은 디젤-전기 지상 군함을 만들었습니다.기계 부족으로 인해, Evarts와 Cannon 클래스의 구축함 호위함은 디젤-전기였고, 설계된 마력의 절반을 가지고 있었습니다(Buckley와 Ruderow 클래스는 풀 [1]파워 증기 터빈-전기였습니다.반면에 윈드급 쇄빙기는 유연성과 [2][3]손상에 대한 내성 때문에 디젤-전기 추진용으로 설계되었습니다.

크루즈선과 쇄빙선을 포함한 일부 현대 디젤-전기 선박은 360° 회전을 허용하기 위해 아래에 방위 추진기라고 불리는 포드에 전기 모터를 사용하여 선박을 훨씬 더 기동성 있게 만듭니다.그 [4]예로 2019년 기준으로 가장 큰 여객선인 심포니 오브 더 씨즈가 있습니다.

가스 터빈은 전기 발전에도 사용되며 일부 선박은 다음과 같은 조합을 사용합니다.퀸 메리 2호는 선박 바닥에 디젤 엔진 세트와 메인 깔때기 근처에 장착된 두 개의 가스 터빈을 가지고 있습니다. 모두 프로펠러를 구동하는 데 사용되는 것을 포함하여 전력을 생산하는 데 사용됩니다.이를 통해 터빈의 고속 저토크 출력을 사용하여 과도한 감속 [citation needed]기어를 사용하지 않고 저속 프로펠러를 구동할 수 있습니다.

잠수함

참고 항목:잠수함 추진 – 디젤 – 전기 변속기

대부분의 초기 잠수함들은 연소 엔진과 프로펠러 사이의 직접적인 기계적 연결을 사용했고, 표면 주행을 위한 디젤 엔진과 수중 추진을 위한 전기 모터 사이를 전환했습니다.모터와 엔진이 동일한 축에 연결되어 있기 때문에 이는 사실상 "병렬" 하이브리드 유형이었습니다.표면적으로는 (엔진에 의해 구동되는) 모터가 배터리를 충전하고 다른 전기 부하를 공급하는 발전기로 사용되었습니다.배터리가 전기 모터에 전원을 공급하고 다른 모든 전원도 [5]공급하는 방식으로 수중 작동을 위해 엔진이 분리됩니다.

이와는 대조적으로, 진정한 디젤-전기 변속기 배열에서 프로펠러 또는 프로펠러는 항상 하나 이상의 전기 모터에 의해 직접 또는 감속 기어를 통해 구동되고, 하나 이상의 디젤 발전기는 배터리를 충전하고 모터를 구동하기 위한 전기 에너지를 제공합니다.이 솔루션은 디젤 엔진과 프로펠러 간의 직접적인 기계적 연결에 비해 몇 가지 단점이 있지만, 결국 장점이 더 중요하다는 것을 알게 되었습니다.여러 가지 중요한 이점 중 하나는 소음이 많은 엔진실을 외부 압력 선체로부터 기계적으로 격리시키고 표면에 나타날 때 잠수함의 음향 신호를 감소시킨다는 것입니다.일부 핵잠수함은 또한 원자로 발전소 [6]증기로 구동되는 추진 터보 발전기와 유사한 터보 전기 추진 시스템을 사용합니다.

진정한 디젤-전기 변속기의 선구적인 사용자들 중에는 1904년에 진수된 스웨덴 해군의 첫 잠수함 HMS Hajen (나중에 Ubno 1로 개명됨)이 있었고 원래는 세미 디젤 엔진(주로 등유로 연료를 공급하는 것을 의미하는 열구 엔진)을 장착했지만 나중에 진정한 [7]디젤로 대체되었습니다.1909년부터 1916년까지 스웨덴 해군은 디젤-전기 [8]변속기를 사용하여 3개의 다른 등급(2등급, 락센급, 브락센급)으로 구성된 7척의 잠수함을 진수했습니다.스웨덴은 1910년대 [9]중반에 해외에서 잠수함 설계를 구입하기 시작하면서 디젤-전기 변속기를 일시적으로 포기했지만, 1930년대 중반에 스웨덴이 다시 자체 잠수함을 설계하기 시작하면서 이 기술은 즉시 재도입되었습니다.그 이후로 디젤-전기 변속기는 1988년 [10]HMS Näcken을 시작으로 스털링 엔진이 제공한 공기 독립 추진(AIP)으로 보완되었지만 모든 새로운 종류의 스웨덴 잠수함에 일관되게 사용되었습니다.

디젤-전기 변속기의 또 다른 얼리 어답터는 미국 해군으로, 1928년에 증기 공학국이 디젤-전기 변속기의 사용을 제안했습니다.이후 S-3, S-6, S-7급 잠수함에서 시험 운용되었으며, 1930년대 포르포이즈급으로 생산되었습니다.그 이후로, 그것은 대부분의 [11]미국 재래식 잠수함에 계속 사용되었습니다.

저속 주행을 위해 별도의 디젤 발전기를 사용한 영국의 U클래스와 일본 제국 해군의 일부 잠수함을 제외하고는 1945년 [12]이전에 디젤-전기 변속기를 많이 사용한 해군은 거의 없었습니다.제2차 세계 대전 이후, 대조적으로, 그것은 점차 재래식 잠수함의 지배적인 추진 방식이 되었습니다.하지만, 그것의 채택이 항상 신속한 것은 아니었습니다.특히, 소련 해군은 1980년까지 팔투스급 [13]잠수함에 디젤-전기 변속기를 도입하지 않았습니다.

철도 기관차

주요 기사:디젤-전기 기관차 및 디젤 전기 다중 장치

제1차 세계 대전 동안, 위에 연기 기둥이 없는 철도 엔진이 전략적으로 필요했습니다.디젤 기술은 아직 충분히 개발되지 않았지만, 특히 프랑스(크로챗-콜라르도, 1912년 특허는 탱크와 트럭에도 사용됨)와 영국(딕, 커 & Co 및 브리티시 웨스팅하우스)에 의한 가솔린-전기 변속기에 대한 몇 가지 선행 시도가 있었습니다.이 기관차 중 약 300대가 표준궤인 96대만 분쟁의 [citation needed]여러 지점에서 사용되었습니다.

1920년대에 디젤-전기 기술은 철도 야드에서 열차를 이동하고 조립 및 분해하는 데 사용되는 기관차인 스위처(또는 션터)에서 제한적으로 사용되었습니다."오일-전기" 기관차를 제공하는 초기 회사는 아메리칸 로코모티브 컴퍼니(ALCO)였습니다.ALCO HH 시리즈의 디젤-전기 스위치는 1931년에 시리즈 생산에 들어갔습니다.1930년대에, 그 시스템은 그들 시대의 가장 빠른 열차인 유선전화에 적응되었습니다.디젤-전기 발전소는 동력이 휠로 전달되는 방식을 크게 단순화하고 효율성이 더 높고 유지보수 요구사항이 크게 줄었기 때문에 인기를 끌었습니다.일반적인 기관차가 4개 이상의 차축을 가지고 있다는 점을 고려하면 직접 구동 변속기는 매우 복잡해질 수 있습니다.또한 직접 구동식 디젤 기관차는 엔진을 동력 대역 내에 유지하기 위해 비실용적인 수의 기어가 필요합니다. 디젤을 발전기에 연결하면 이러한 문제가 해결됩니다.또는 직접 구동 시스템에서 토크 컨버터 또는 오일 커플링을 사용하여 기어박스를 교체하는 방법도 있습니다.유압 변속기는 디젤-전기 [14]기술보다 다소 효율적이라고 주장됩니다.

도로 및 기타 육상 차량

버스

참고 항목:하이브리드 차량 및 범주:하이브리드 버스
뉴 플라이어 인더스트리 DE60LF 디젤 전기 버스 루프탑 배터리 장착
바닥 아래 배터리가 장착된 MCI 디젤 전기 프로토타입 버스

디젤 전기 기반 버스도 생산되었는데, 여기에는 배터리로 전력을 구동하고 저장할 수 있는 하이브리드 시스템이 포함됩니다.디젤-전기 운송 버스용 하이브리드 시스템의 두 주요 공급업체는 앨리슨 트랜스미션과 BAE 시스템입니다.New Flyer Industries, Gillig Corporation 및 North American Bus Industries는 Allison EP 하이브리드 시스템의 주요 고객이고 Orion Bus Industries와 Nova Bus는 BAE HybridDrive 시스템의 주요 고객입니다.메르세데스-벤츠는 시타로에서 사용되는 디젤-전기 구동 시스템을 자체적으로 만듭니다.단일 디젤 전기 변속기로 운행되는 버스는 1998년에 도입된 메르세데스 벤츠 시토 저상 콘셉트 버스뿐입니다.

트럭

참고 항목: 카테고리:하이브리드 트럭
디젤-전기 동력 Lieberr T282 덤프너

예를 들어 다음과 같습니다.

컨셉 차량

참고 항목:하이브리드 차량

자동차 업계에서는 미래의 차량 구동 시스템을 위해 전기적 변속기와 배터리 전력을 결합한 디젤 엔진이 개발되고 있습니다.Partnership for a New Generation Vehicle은 미국 정부와 디젤 하이브리드 [citation needed]자동차를 개발한 "빅3" 자동차 제조업체(Daimler Chrysler, Ford 및 General Motors) 간의 협력 연구 프로그램이었습니다.

군용 차량

디젤-전기 추진은 탱크와 같은 일부 군용 차량에서 시도되었습니다.제2차 세계 대전의 프로토타입 TOG1과 TOG2 슈퍼 중전차는 V12 디젤 엔진으로 구동되는 트윈 제너레이터를 사용했습니다.더 최근의 프로토타입에는 SEP 모듈식 장갑차와 T95e가 포함됩니다.미래의 탱크는 디젤-전기 드라이브를 사용하여 발전소의 [25]크기, 중량 및 소음을 줄이면서 연비를 개선할 수 있습니다.바퀴 달린 군용 차량에 디젤 전기 드라이브를 장착하는 시도는 실패한 ACEC 코브라, MGV 및 XM1219 무장 로봇 [citation needed]차량을 포함합니다.

참고 항목

레퍼런스

  1. ^ Silverstone, Paul H (1966). U.S. Warships of World War II. Doubleday and Company. pp. 153–167.
  2. ^ 실버스톤(66) 378페이지
  3. ^ "USCG Icebreakers". U.S. Coast Guard Cutter History. United States Coast Guard. Retrieved 2012-12-12.
  4. ^ "Oasis Class World's Largest Cruise Ships Royal Caribbean Cruises". Oasis Class. Retrieved 25 January 2021.
  5. ^ Friedman, Norman (1995). U.S. submarines through 1945: an illustrated design history. Naval Institute Press. pp. 259–260. ISBN 978-1-55750-263-6.
  6. ^ "Ohio-class Replacement Details". US Naval Institute. 1 November 2012. Retrieved 2020-05-26.
  7. ^ Granholm, Fredrik (2003). Från Hajen till Södermanland: Svenska ubåtar under 100 år. Marinlitteraturföreningen. pp. 12–15. ISBN 9185944-40-8.
  8. ^ Granholm, Fredrik (2003). Från Hajen till Södermanland: Svenska ubåtar under 100 år. Marinlitteraturföreningen. pp. 18–19, 24–25. ISBN 9185944-40-8.
  9. ^ Granholm, Fredrik (2003). Från Hajen till Södermanland: Svenska ubåtar under 100 år. Marinlitteraturföreningen. pp. 16–17, 20–21, 26–29, 34–35, 82. ISBN 9185944-40-8.
  10. ^ Granholm, Fredrik (2003). Från Hajen till Södermanland: Svenska ubåtar under 100 år. Marinlitteraturföreningen. pp. 40–43, 48–49, 52–61, 64–67, 70–71. ISBN 9185944-40-8.
  11. ^ Friedman, Norman (1995). U.S. submarines through 1945: an illustrated design history. Naval Institute Press. pp. 259–260. ISBN 978-1-55750-263-6.
  12. ^ Friedman, Norman (1995). U.S. submarines through 1945: an illustrated design history. Naval Institute Press. pp. 259–260. ISBN 978-1-55750-263-6.
  13. ^ Никoлaeв, A.C. "Проект "Пaлтyc" (NATO-"Kilo")". Энциклопедия отeчествeннoгo подводнoгo флотa. Retrieved 2020-06-02.
  14. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2009-03-06. Retrieved 2008-06-30.{{cite web}}CS1 유지보수: 제목으로 보관된 복사본(링크)
  15. ^ "International starts hybrid production – eTrucker". Archived from the original on 2008-05-06. Retrieved 2007-12-08.
  16. ^ "Motor1.com – Car Reviews, Automotive News and Analysis". Motor1.com. Archived from the original on 2007-08-07.
  17. ^ "Dodge Official Site – Muscle Cars & Sports Cars". www.dodge.com. Archived from the original on 2007-11-19.
  18. ^ "First hybrid diesel electric truck from Hyliion, Dana delivered to Penske".
  19. ^ "Hybrid".
  20. ^ "Diesel hybrid concept car also taps the sun". 10 January 2006. Archived from the original on 12 March 2008.
  21. ^ "World's first affordable diesel hybrid powertrain". www.gizmag.com. 14 December 2006. Archived from the original on 2012-10-20.
  22. ^ "UK Company Zytek develops Affordable Ultra Efficient Diesel Hybrid System". Archived from the original on 2011-01-02.
  23. ^ "Auto News: Breaking Car News and First Drive Reports". The Car Connection. Archived from the original on 2008-05-06.
  24. ^ "Rivian Automotive – Waves of Change". Automoblog. 11 August 2011. Archived from the original on 28 August 2011. Retrieved 11 August 2011.
  25. ^ "군사용 전기/하이브리드 전기 구동 차량", 군사 기술(Moench VerlagsegesellschaftmbH)(9/2007): 132–144, 2007년 9월, 페이지 132–144.

외부 링크