Amerikai vasutak > Járművek, az FL9 |
Híres mozdonyok |
A Long
Island Rail Road pályáján, a szigeten áll
az FL9, távolsági gyorsvonat élén Saját felvételem, 1999. szeptember 9-én A mozdony orrán az M a Metro North-ot, a new yorki közlekedési rendszert jelenti, de a mozdony oldalán már az van, ahová való, a Long Island Rail Road. A forgóvázakból killó áramszedő papucsok azt jelzik, hogy a dízelmozdony kész a harmadik sínről áramot szedni és tisztán villannyal vontatni. |
Személyvonat
vár indulásra a new yorki Grand Central Terminal
(GCT) alsó, bejáróvonati
szintjén.
A New York, New Haven & Hartford Railroad Company (New Haven)
vasút vonatának mozdonya látszólag
szabványos F
egység, az
ugyan kicsit szokatlan, hogy a hátsó
forgóváza három tengelyes (B'o A1A), de minden
más szokásos. Csak néhány perc van az
indulásig, de a dízelmotor még néma.
Aztán a jelző szabadot mutat, és a mozdony a szép
dízelhang nélkül indul el. Árulkodó
jel a vontatás módjáról, hogy az
alsósínes áramszedő papucs nagyot szikrázik
a
váltócsoportnál, ahol véget ér az
áramvezető sín. Ez a mozdony az FL9-es. Két üzemmódú (dual-mode), villamos - dízel-villamos mozdony. Ahol tilos a füstölés, alsósínes villamos táplálással is vontathat. Az ilyen működési elv kialakítása az 50-es évekig nyúlik vissza, és akkor a New Haven vasúttársaságnál fordult elő. A New York Central társaság new yorki pályaudvarának villamosítását a város vezetésének 1903. május 7-ei rendelete írta elő. Előtte a pályaudvarhoz vezető alagútban súlyos baleset történt, mert egy mozdonyvezető nem látta meg a tilos jelzést a gőzmozdonyfüstben. Ezért a város törvényhozása elrendelte, hogy 1908. július 1-től csak olyan vontatójármű haladhat be New Yorkba, mely nem igényel égést a vontatáshoz. |
Ezt akkora gőzmozdonyokra értették,
de a később elterjedő dízelmozdonyokra is
alkalmazták. A New York Central társaság távolsági expresszeinél könnyen megoldották a feladatot (bár a megoldás az akkori technika csúcsa volt), az érkező gőzösös vonat mozdonyát a Hudson Line-on fekvő Crotonban leakasztották, és óriási villanymozdonyok vontatták be a vonatokat a new yorki Grand Central Terminálra. Nagyobb gond volt a naponta többszázezer bejárót szállító vonatok mozdonycseréje a reggeli-esti csúcsforgalomban. A fővonalak villamosak voltak, de sok bejáróvonat mellékvonalról érkezett, ahol gőzös, később dízel volt a vontatás. Nagy létszámú villamos vontatási személyzet fenntartása a "changing point"-on riasztotta a New Haven társaság vezetését, és persze a részvényeseit is. A New Haven 1895-ben szerezte az első tapasztalatait a villamos vontatás terén, néhány hónappal korábban, mint a Baltimore & Ohio vasút elindította a Howard-alagút projektjét. A NH az East Weymouth-ba vezető, Nantasket vonalát (egy mellékvonalat) felsővezetékkel villamosította, 1896. júliusában, kb. 3 és fél mérföld hosszon [1]. A villamos üzem sikere oda vezetett, hogy alsósínnel villamosították a Hartford - New Britain szakaszt, aztán tovább Plainville-be, majd délre, Berlinbe (amerikai Berlin). |
Ilyen
villanymozdonyok vitték a vonatokat a Grand Central Terminal
és Croton (ma Croton-Harmon) között, onnan
tovább sokáig gőzösök, később
dízelek Don Ball, Jr. felvétele [2]-ből A mozdony épp Penn Central mezben játszik, eredete NYC. A No. 71. számú, Empire Service vonat első kocsija egy SF pakli. A vonat Buffalóba megy, Toronto kapcsolattal. A kép Tarrytownban, NY államban készült, 1973. július 3-án. |
A
váltakozó áramú felsővezetékes
rendszert Westinghouse Systemnek hívták
Amerikában, mivel a fő terjesztője a Westinghouse Corp. volt. A
harmadik sínes, egyenfeszültségű rendszer neve
Edison, vagy
General Electric System volt. Nagy előnye volt a
váltakozóáramú rendszerrel szemben, hogy
nagy forgatónyomatékú egyenfeszültségű
vontatómotorokat használ- hattak. Akkoriban az
egyenirányítás problémás volt. Az
alsósínes rendszer kisebb feszültsége miatt
nagyobb
volt az áram mozdonyhoz vezetésének a
vesztesége, mint a váltakozó
feszültségű táplálásnál. A műszaki dilemmát Connecticut állam törvényhozása oldotta meg, mely megtiltotta az alsó, feszültség alatt álló sín használatát, mivel az a gyalogosokra veszélyt jelentett. Így a New Haven a fővonalát Woodlawntól, New York városának határától villamosította, felsővezetékkel. A vonal a NYC Harlem vonalához csatlakozott, és így jutott el a GCT-re. Az ide való villamos mozdonyt a Baldwin és a Westinghouse fejlesztette ki, ez lett az EP-1. Az első 1905-ben állt szolgálatba, a következő két évben pedig még 35. A mozdonyok különlegessége a kétáramnemű üzem volt, a felsővezeték pedig 1914-re elérte a New Haven társaság fővonalán a névadó várost, New Havent. A vonalon mind a személy-, mind a tehervonatokat villanymozdonyok vonatták. |
A
villamos mozdonyok jól működtek mind a New Haven 11 kV
felsővezetékes váltakozó, mind a NYC 660V
alsósínes egyenfeszültségéről is, az
átkapcsolás normál menetsebesség mellett
történt, ezt "Electric Crossover"-nek nevezték. Ez
megoldotta a fővonal mellett lakók
bejárását New York városába. A New Havennek több, nem villamosított mellékvonala "tárta föl" Connecticut államot. Az ezeken a vonalakon járó vonatokon a fővonalon mozdonyt kellett cserélni, ami lassú és költséges művelet volt. A mozdonycserék helyszíne New Haven és Danbury állomás volt, (A New York Central vasút a Hudson vonalon Crotonban és a Harlem vonalon North White Plains-en cserélt mozdonyt.) A New Haven a Cos Cobban épült szénerőművel táplálta a villamos hálózatát. Ez gyakran teljesítménye maximumán dolgozott, de még így is csúcsidőkben a külső villamos hálózatból kellett drágán energiát vásárolni. További vonalvillamosítások esetén vagy bővíteni kellett volna a New Haven saját hőerőművét vagy még több villanyt kellett volna venni. A New Haven más megoldást keresett. A kettős üzemű (dízel és villamos) mozdony használata először 1947-ben merült föl. |
Az FL9 1959.
június 27-én Cos
Cobnál, a New Haven villamos betáplálási
pontjánál halad Richard Jay Solomon felvétele [3]-ból. |
1954-ben Patrick McGinnis lett a New Haven
társaság elnöke.
Az ő fejlesztési iránya nem a villamos vonalak
hosszának és az áramfejlesztő
teljesítményének növelése
volt, a kettős üzemmódú (nem
kétáramnemű) vontatók alkalmazását
pártolta. Az FL9-féle mozdonyok nem oldották meg a
NH minden villamos gondját, de nagy lépés voltak a
szolgáltatás javításának
irányába. A NH gépészeti részlegének lett a feladata, hogy kifejlesszen vagy találjon olyan mozdonyt, amelyik - nyugdíjba küldi a NH öreg és elhasznált Alco DL109-es és más villamos mozdonyát, - dízel (-villamos) módon működik a nem villamosított vonalakon, és harmadik sínes villamos módon a NYC alagútjában és a pályaudvarán, - az 58.000 fontos tengelyterhelésen belül marad, mert ez volt a legnagyobb, amit a new yorki Park Avenue töltése megengedett, - szükségtelenné teszi a mozdonycserét New Havenben. (A NYC 1972-ig mozdonyt cserélt Croton-Harmonban...) |
Két
nagy mozdonygyár, a Fairbanks-Morse és az American
Locomotive Company (Alco) jelentkezett ajánlattal, de egyiknek
sem volt gyártott mozdonya, melyet a NH
különleges igényeihez lehetett volna igazítani.
A NH úgy döntött, hogy a General Motors Electro-Motive
Division-jének (EMD) jól bevált FP9
mozdonyából fejleszteti ki a neki kellőt. Az EMD komoly
változtatásokat tett a mozdonyterven, főleg, hogy betartsa a Park
Avenue töltésén a tengelyterhelés
korlátozást. A mozdony rendelési folyamata alatt az elnök, McGinnis összetűzésbe került a vasút utasaival, többek között azért, mert a társaság pénzt kért a vasútállomásokon a vasút területén az autóparkolásért. A részvényesek úgy látták, hogy McGinnis nem tesz jót a vasút kihasználtságának és menesztették. Ez megtorpantotta az FL9 rendelési folyamatát Szerencsére utóda, George Alpert, a bostoni ügyvéd szintén pártolta a dual-mode mozdony elvet, ezért rendelt két kisérleti példányt, majd hosszas próbaüzem és több változtatás után még 28-at. A sikeres tényleges üzem után három évvel a NH még harminc FL9-es mozdonyt rendelt. Érdekes, hogy mind a 60 mozdony folyamatos gyári számot kapott. |
A
felvétel a General Motors Chicago melletti La Grange
telepén készült, Illinoisben
EMD fotó, Tom Carver gyűjtemény, [1]-ből Bár a mozdony típusjelében az L meghosszabbítottat jelent, a szekrénye 12 lábbal rövidebb volt mint egy E egység, de 8 lábbal hosszabb mint egy F7 (az FP9-nél 4 lábbal volt hosszabb). Ezt a festési mintát a tervezése korának vasútfőnökéről McGinnis-nek nevezték, a tervezője Herbert Matter volt. A képen látható
mozdony a második
rendelés tagja, 1750 helyett 1800 Le-s
teljesítménnyel, és az orrán a
távvezérléshez szükséges
csatlakozás lehetőségével.
|
A ráadás villamos szerelvények miatt meg- hosszabbított szekrény és az 1.400 gallon víz ellenére a mozdony a hátsó, Flexicoil típusú forgóvázzal teljesítette a GCT felé vezető töltésen előírt súlykorlátozást (a Crotonból személyvonatokat vontató villamos mozdonyok rövidebb távon jártak, kevesebb víz is elég volt). Az első harminc mozdonyban 567C típusú dízelmotor dolgozott. A második rendelés újabb, 567D1 főmotorja 1.800 Le-s volt. | Ma (2012-ben) az első FL9-esek 56, a második rendelésből származók 52 éve dolgoznak, és több példány, a vezérlésben komoly átalakítás után még ma is rendszeresen vontat mind a Long Island Rail Road, mind a néhai New Haven és a New York Central vonalain. A világon melyik másik mozdonycsalád mondhatja el ezt magáról? Biztosan van, de sok nem lehet. És itt nem a pénzhiány okozza ezt, hanem mert ezek kiváló mozdonyok voltak és ma is azok. |
C. Smith, Jr. rajzai az FL9 mozdonyról, a Carstens Publishing, Inc.
jóvoltából, [1]-ből.
|
A
bal oldali képen a vezetőállás, az
ülést eltávolították a jobb
láthatóság érdekében. Jobbra belső
fotó a motortérről, a "fireman's side" felől, a mozdony
hátsó vége felé nézve. (Több
társaságnál a szakszervezet
követelésére alkalmaztak fireman-t (fűtőt)
dízelmozdonyon is. A főmotor az EMD 567C dízelmotorja. A felvételek az EMD jóvoltából, [1]-ből. |
Hogyan
működik az FL9? A mozdonyszekrény legfőbb eleme a főmotor, első változatban 567C (1750 Le), a másodikban 567D1 (1800 Le), 16 hengeres motor. A főmotor hajtotta az egyenfeszültségű generátort, mely a négy, D37 típusú TC motort táplálta. Ilyen volt az FL9 dízel üzeme. (Hozzáértőknek: aranyos (bár műszakilag tökéletesen pontos) [1] leírása a dízel-villamos üzemről. "A kis sebességgel induló mozdony főgenerátora nagy áramerősséggel táplálja a vontatómotorokat. Amikor a vontatómotorok forgórésze forogni kezd, áramot generál, az ebből származó feszültség ellene dolgozik a főgenerátor feszültségének. Ahogy a mozdony sebessége nő, úgy nő az ellenfeszültség is, ez valós ellenállást jelent a generátor áramával szemben. A sebesség növekedésével a generátor feszültségének is növekednie kell, hogy ellássa a vontatómotorok áramkörét, egész addig, míg el nem éri a megengedhető legnagyobb feszültséget. A vontatómotorok által kívánt áram további küldése, és a mozdony sebességének további növelése érdekében a generátor-vontatómotor kapcsolatot változtatják, mely az ellenfeszültséget is csökkenti. A folyamat első lépése, hogy az 1-es és a 3-as vontatómotort sorbakapcsolják, és ezeket párhuzamosan a 2-es és a 4-es, sorbakötött vontatómotorokkal. A "transition"-nek hívott átkapcsoláskor a vontatómotorokat párhuzamosan kapcsolják. Ez a felére csökkenti az ellenfeszültséget. |
További lépés az ellenfeszültség csökkentésére a "by-pass" (shunt, sönt, mezőgyengítés, sánt, stb. :-) ), mely csökkenti a motor ellenfeszültségét. Az FL9 mozdony bonyolult ellenállás-hálózattal rendelkezik, mely védi a vontatómotorokat a túlterheléstől, mikor a 660 V-os harmadik sínről kapja a villanyt, mely közel korlátlan áramerősség leadására képes.) Az FL9-esnek az F9-eséhez hasonló "big drum switch"-e volt. (Dobváltót csöves tévékben láttam, ennek helyes magyar neve tán fokozatkapcsoló.) Az első harminc mozdony teljes dinamikus fékrendszerrel érkezett. Ezek nagy részét később leszerelték. Az maradt, ami a harmadik sínes üzemben kellett. Lehet, hogy a harmadik sínes, sűrűn beépített területen zavarta a lakókat a féktuskók zaja? A mozdonyszekrény alatt motor-generátor egység dolgozott. A 650V-os egyenfeszültségű motort a Grand Central alsósínének a feszültségéről működött. A motor egy váltakozóáramú generátort forgatott, amely a vontatómotor szellőzőket táplálta, és egyenfeszültségű generátort az akkumulátorok töltésére. |
Az első két FL9
Blomberg-típusú első
forgóvázakat viselt. Ezeken nehezen lehetett elhelyezni
az áramszedő szerelvényeket. Ezért
áttértek a Flexicoil típusú
forgóvázra, amelyet az Aerotrain- nél alkalmaztak
először.
Ez a Flexicoil forgóváz épp a villamos szerelvények felszerelésére vár. A General Motors Electro-Motive Division jóvoltából, [1]-ből. |
A villamos szerelvények a gyakorlatban. Saját fotóim, 1999. november 7-én |
Ez
az áramszedő papucs már más, mint az eredeti. A
NYC hálózatán alulról érintette az
áramvezető sínt. A Pennsylvania alsósínes
rendszerében felülről kellett. Mivel a mozdony ma
már jár mindkétfajta vonalon, az új
papucsnak alulról és felülről is tudnia kell
érintkezni.
|
Tekintélyes
mennyiségű kábel köti össze a mozdonyt
és a kocsikat, távvezérlési és
energiaátadó kábelek.
|
Különleges
problémát okozott a
dízelmotor nélküli vontatás a GCT
földalatti
vágányain és a további
alsósínes
régióban. Mivel a mozdony álló
dízelmotorral kezdett vontatni és úgy is
érte el a vonali sebességet, az alsósínes
vonal
végén "hideg" dízelmotornak kellett volna
dolgoznia. Mivel az optimális működési hőmérséklete 160 és 180 ºF (70-80 ºC) közötti, ezért, hogy biztosítsák a nap-mint nap megbízható működést és a lehető legkisebb motorkopást, villamos fűtést és keringetőszivattyút alkalmaztak a dízelmotor hűtővíz rendszerében. Ezt "Hot Start"-nak (meleg indításnak) hívják. |
A
fékrendszer működtetése is gond volt. Akkoriban a
légsűrítőt a főmotor főtengelye
leválaszthatatlanul hajtotta. A főlégtartály
nyomását a termelt levegő terelésével
oldották meg. Az FL9-nek szüksége volt a
dízelmotortól független hajtású
légsűrítőre. 600V-os egyenfeszültségű motort
alkalmaztak, mely csak a szükséges időben dolgozott az
alsósínes vonalon. (Bizonyítékát nem láttam, de [1] megfogalmazásából arra következtetek, hogy az FL9-nél megmaradt a főtengely hajtotta kompresszor is, és a villamos hajtású sűrítő csak akkor dolgozott, ha a dízelmotor állt.) |
Indítás villamos
üzemben: 1-es szabályzó állás: A kontaktorok zárnak, a vontatási áram az alsósínes áramszedő papucsoktól 2000A-es biztosítón keresztül két úton halad: a 2. és a 4. vontatómotor, illetve az 1. és a 3. vontatómotor felé. A vontatómotorok soros-párhuzamos kapcsolásban vannak, a legnagyobb ellenállás van beiktatva az áramkörbe. 2-es szabályzó állás: Az ellenálláshálózat egy része rövdrezáródik, a soros ellenállás csökken, a vontatómotorokon nagyobb áram folyik. 3-as és 4-es szabályzóállás: Ahogy a mozdonyvezető növeli a fokozatot, újabb ellenállások rövidre zárásával tovább nő a motoráram. |
5-ös
szabályzóállás: A vontatómotorok áramköréből 1-17-es fokozatban lépésenként minden ellenállást kiiktatnak. A lépések sebességét az 5-től a 8. fokozatig a vontatómotorokon folyó áram nagysága és a gyorsítási mérték reosztát állása határozza meg. Ezt a reosztátot a mozdonyvezető kiiktathatja az időjárási viszonyok szerint. 6-os szabályzóállás: Újra minden ellenállás bekerül a vontatómotorok áramkörébe, ez most a 18. fokozat. Az ellenállásokat a 18-26. fokozat lépésekben iktatják majd ki. A 18. fokozatban a vontató- motorokat soros-párhuzamosról párhuzamos kapcsolásban csatlakoztatják. A fokozat lépések automatikusak. 7-es szabályzó állás: Az automatikusan elért 27. fokozatban bekapcsol az első sönt fokozat. 8-as szabályzó állás: A 28-as fokozatban bekapcsol a második sönt fokozat. |
Átkapcsolás
dízel-villamos üzemről tisztán villamos
vontatásra: -a mozdonyvezető a szabályzót ÜRES fokozatba kapcsolja, -a választó kart E állásba állítja, -meggyőződik, hogy az "Áramkör bontók zárva maradtak" lámpa nem gyulladt ki, Ha a lámpa ég: -5 mph sebesség alatt a szabályzót ÜRES fokozatba kapcsolja, utána a forgó áramkörkapcsolót RESET állásba állítja. Ezután a szabályzót óvatosan tovább lehet állítani, |
-5 mph fölött az áramkörkapcsolót RESET állásba kell állítani, a mozdony nem veszít a sebességéből. A választó kar E állásba állításakor a Motorszellőzők leálltak fény világít az átkapcsolás után 10 másodpercig. A motorgenerátor fölpörög, ami eloltja ezt a fényt. A dízelmotor az átkapcsolás után legalább 5 percig alapjáraton jár, mielőtt leáll. A dízelmotor leállításakor az üzemanyag-szivattyú is leáll, és hangjelzés hallatszik, míg a dízelmotor teljesen meg nem áll. |
Változatok Az
első két példány Blomberg típusú
első forgóvázzal készült, ezeket
lecserélték, és a később gyártott
mozdonyokon is Flexicoil típusút alkalmaztak, mert a
Blomberg forgóváz külső lengő tartója elvette
a helyet az áramszedő papucsoktól. A mozdonyok
elkészültük után alsósínesen a
New York Central vonalain jártak, ahol a papucs alulról
érinti az áramvezető sínt. A Pennsylvania a Penn
Stationön és Long Islandon olyan rendszert
épített ki, ahol a papucs felülről érinti a
harmadik sínt. Ez az eltérés máig
megmaradt. A ma járó FL9-esekre olyan áramszedő
rendszert tettek, amely mind alulról, mind felülről
érintheti az áramvezető sínt.
Az első harminc mozdony kis felső pantográfot hordott, mert a Grand Central Terminalön a sok egymás utáni váltó mellett nem lehetett áramvezető sín, és a mozdony nem volt olyan hosszú mint egy motorvonat, az áramellátás megszakadt. A második rendelésnél már nem alkalmazták a felső áramszedőt. |
Mozdonylista New Haven 2000 - 2059 Műszaki adatok FL9, 1750/1800 Le-s, 16 hengeres, 567C/567D1 dízelmotor, gyártási periódus 1956. október - 1957. november és 1960. június - november, eladott darabszám: USA 30, Kanada, Mexikó: 0. Építő: GM Electro-Motive, La Grange, IL. Átépítők: General Electric, Hornell, NY, az MTA számára, 7 egység, Morrison Knudsen, Boise, ID, az Amtrak számára, 6 egység, Chrome Locomotive, Silvis IL, a CDOT számára, 4 egység, Morrison Knudsen, a CDOT számára, 6 egység, ABB/Republic, Greenville, NC/Elmira, NY, a M-N/LIRR számára, 10 egység. |
Források:
|
manhattani
2012.
augusztus.
|
Az FL9, 2. rész: A mozdony a vasúttársaságoknál |
Világvasutai > amerikai vasutak >Járművek, az FL9 |