Jihoafrická třída 1E - South African Class 1E - Wikipedia

Jihoafrické třídy 1E a 1ES
SAR Class 1ES E145.jpg
Třída 1ES č. E145 v Salt River, leden 1975
Typ a původ
Typ napájeníElektrický
NávrhářMetropolitan-Vickers
StavitelŠvýcarská lokomotiva a stroj
Metropolitan-Vickers
Werkspoor
Robert Stephenson & Hawthorns
Sériové čísloSLM 2875-2934, 3655-3676
WS 747-766
RSH 7181-7190
ModelkaMetrovick 1E
Datum výstavby1923-1944
Celkem vyrobeno172
PřestavovatelJihoafrické železnice
Číslo přestavěno35 do tříd 1ES a ES
Specifikace
Konfigurace:
​
 • AARB-B
 • UICBo + Bo
• společenstvíBo + Bo
Měřidlo3 stopy 6 palců (1067 mm) Cape rozchod
Průměr kola1219 mm (48 palců)
Minimální křivka91,45 m (300 stop)
Rozvor9 423 mm (30 ft 11 v)
 • Podvozek2819 mm (9 ft 3 v)
Otočná centra6 604 mm (21 ft 8 v)
Panto boty8 039 mm (26 ft 4 1⁄2 v)
Délka:
​
• Nadspojky13 310 mm (43 ft 8 v)
• Přes paprsky12,395 mm (40 ft 8 v)
Šířka2800 mm (9 ft 2 1⁄4 v)
Výška:
​
• Sběrač3 962 mm (13 ft 0 v)
• Výška těla3480 mm (11 ft 5 v)
Zatížení nápravy17 018,75 kg (37 519,9 lb)
Přilnavost68 075 kg (150 080 lb)
Hmotnost lokomotivy68 075 kg (150 080 lb)
Elektrická soustava3 kV DC řetězovka
Aktuální vyzvednutíSběrače
Trakční motoryČtyři MV 182R
• Hodnocení 1 hodina224 kW (300 k)
Převodový poměr17:75
MU pracujeMaximálně 4
Loco brzdaVzduch, Reostatické & Regenerativní
Vlak brzdyVzduch & Vakuum
SpojkyJohnston link-and-pin
AAR kloub (30. léta)
Údaje o výkonu
Maximální rychlost72 km / h (45 mph)
Výstupní výkon:
​
• 1 hodina896 kW (1202 k)
Tahové úsilí:
​
• Začíná176 kN (40 000 lbf)
• 1 hodina94 kN (21 000 lbf)
• Kontinuální73 kN (16 000 lbf)
Kariéra
OperátořiJihoafrické železnice
TřídaTřída 1E, třída 1ES
Číslo ve třídě172
ČíslaE1-E95, E98-E122, E139-E190
Doručeno1925-1945
První běh1925
StaženC. 1990

The Jihoafrické železnice třídy 1E z roku 1925 byla elektrická lokomotiva.

V letech 1925 až 1945 uvedly jihoafrické železnice dohromady 172 elektrických lokomotiv třídy 1E, které byly rozloženy do sedmi objednávek. Byly to první hlavní elektrické lokomotivy, které byly představeny v Jižní Africe.[1][2]

Elektrifikace železnic

V roce 1920 jihoafrický parlament po zprávě a doporučeních o elektrické trakci konzultovaných s inženýry Merzem a McClellanem z Londýna schválil elektrifikaci tratí mezi Durban a Pietermaritzburg v Natalu a mezi nimi Kapské město a Simonovo město na Poloostrov Cape za cenu 4 400 000 GBP.[1]

V té době existovaly dvě cesty mezi Pietermaritzburgem a Durbanem. Pro elektrifikaci byla vybrána novější trasa s gradienty 1 ku 66 (1½%) přes starší trasu s gradienty 1 z 33 (3%). Mezi Cato Ridge a Durbanem vyžadovala elektrifikace zdvojnásobení trati a stavbu deseti tunelů, jakož i výstavbu dlouhých úseků prořezávání a náspu přes obtížný terén.[3]

Poté, co bylo poukázáno na to, že dopravní překážka v Natalu byla opravdu nad, nikoli pod Pietermaritzburgem, proběhla nejprve elektrifikace v Natalu mezi tímto městem a Glencoe. Jednalo se o horský jednokolejný úsek dlouhý 271 kilometrů (275 kilometrů), který dopravoval těžký nerostný provoz směrem k přístavu v Durbanu v souladu se silnými sklony a úzkými zatáčkami, kde se stávající práce parních lokomotiv stala příliš pomalou a neefektivní se zvyšujícím se provozem.[1][4]

Práce byly zahájeny v roce 1922 a první elektrický vlak na tomto úseku byl spuštěn v listopadu 1925. Celý úsek byl v plně elektrickém provozu do ledna 1927. Elektrifikace trati Simon's Town byla zahájena v březnu 1927 a plný elektrický provoz byl zaveden v průběhu září 1928. Elektrifikace nového hlavního úseku z Pietermaritzburgu do Durbanu přes Delville Wood byla dokončena v roce 1936 a první elektricky tažený osobní vlak vstoupil do stanice v Durbanu 2. prosince téhož roku. Elektrifikace originálu Vládní železnice Natal hlavní trať z Rossburghu do Cato Ridge byla zahájena krátce poté, co byla nová hlavní řada pod napětím, ale během druhé světové války byla práce zastavena a znovu zahájena až koncem padesátých let, nakonec byla zapnuta v květnu 1959.[1][5][6]

Výhody

Důležitým faktorem při rozhodování o ekonomice elektrifikace byla potenciální úspora mzdových účtů. Elektrifikace by snížila požadovaný soupis posádky z 300 řidičů a topičů na 170 řidičů a asistentů. Kromě toho se očekávalo, že velkého snížení přesčasů bude dosaženo zvýšením průměrné rychlosti vlaku z parní trakce 8 mil za hodinu (13 kilometrů za hodinu) na elektrickou trakci 21 mil za hodinu (34 kilometrů za hodinu) na Glencoe do Úsek Pietermaritzburg, s očekávanou mírně vyšší budoucí rychlostí. Dále se odhadovalo, že by se celková kapacita linky zvýšila o 60%.[3]

Elektrárna Colenso

Zvolený horní zdroj byl 3 kV DC, nejvyšší režijní napětí stejnosměrného proudu používané v té době. The Elektrárna Colenso byl postaven SAR speciálně pro napájení této linky. Kompletní elektrický systém pro úsek sestával z uhelné elektrárny v Colenso, která generovala třífázově 50 Hz aktuální v 6,6 kV AC, posílil a distribuoval v 88 kV AC na dvanáct automatických rozvoden na trase. Rozvodny byly umístěny v průměru asi 24 kilometrů od sebe a všechny kromě jedné byly napájeny 88 kV dvěma samostatnými třífázovými přenosovými linkami. Ten v Colenso byl najeden 6,6 kV AC přímo z elektrárny.[1][7][8][9]

V rozvodnách byl proud opět snížen na 6,6 kV AC, převedeno synchronní motor generátory 3 kV DC a přiváděny do trolejového vedení pro použití elektrickými lokomotivami. Horní zařízení sestávalo z měděného trolejového vedení, které neslo měděný trolejový drát pomocí kapátek. Kolejové konstrukce byly ocelové příhradové stožáry postavené na betonových základech.[1][7][8][9]

Výrobci

První jihoafrická elektrická lokomotiva třídy 1E vstoupila do služby v Natalu v roce 1925. Lokomotivu navrhl Metropolitan-Vickers (Metrovick) ze dne Manchester zatímco mechanické části jednotky byly schváleny Col F.R. Collins DSO, Hlavní strojní inženýr Jihoafrických drah (SAR). V té době, první várka 78 lokomotiv řady 1E, řady 1, představovala největší objednávku na umístění jediného typu elektrické lokomotivy kdekoli na světě. Případnou flotilu 172 lokomotiv postavili pro SAR v sedmi sériích čtyři výrobci po dobu dvaceti let.[1][4][10][11]

  • Řada 1. Prvních šedesát lokomotiv, číslovaných v rozmezí od E1 do E60, byly postaveny Švýcarské lokomotivy a strojírny (SLM) v letech 1923 a 1924. Zbývajících osmnáct lokomotiv řady 1, číslovaných v rozmezí od E61 do E78, postavil Metrovick v roce 1925.[12]
Řada 2 deska stavitele
  • Řada 2. Všech sedmnáct lokomotiv, číslovaných v rozmezí od E79 do E95, bylo vyrobeno společností Metrovick v letech 1925 a 1926 a uvedeno do provozu v roce 1927. Tyto jednotky byly o něco těžší než jednotky řady 1.[12][13]
  • Řada 3. Pět lokomotiv, očíslovaných v rozmezí od E98 do E102, postavil Metrovick v roce 1936. Přeskočená čísla E96 a E97 byla přidělena Třídy lokomotivy.[12]
  • Řada 4. Dvacet lokomotiv, číslovaných v rozmezí od E103 do E122, bylo postaveno Metrovickem v roce 1936.[12]
  • Řada 5. V roce 1938 SLM postavilo 22 lokomotiv, očíslovaných v rozmezí od E139 do E160. Přeskočená čísla v rozmezí od E123 do E138 byla přidělena třídám ES1, ES, 2E, DS a DS1 lokomotivy.[12]
  • Řada 6. Dvacet lokomotiv, číslovaných v rozmezí od E161 do E180, bylo postaveno Nederlandsche Fabriek van Werktuigen en Spoorwegmaterieel (Werkspoor) v roce 1938.[12]
  • Řada 7. Deset lokomotiv, očíslovaných v rozmezí od E181 do E190, bylo postaveno Robert Stephenson a Hawthorns (RSH) v roce 1944 a do služby vstoupil v roce 1945. Tyto jednotky byly postaveny v rámci úsporných opatření během roku Druhá světová válka a z důvodu válečných přepravních potíží byly odeslány v demontovaném stavu. Panely karoserie, rámy a příčky byly vyřezány na plocho, spolu se svazky trubek, měděnou přípojnicí, svitky drátu a kabelu a obecným elektrickým vybavením. Podvozky byly odeslány částečně smontované. Mechanickou montáž těchto jednotek provedl strojní inženýr v obchodech Pietermaritzburg, poté byly jednotky odtaženy do Danskraal pro montáž elektrického zařízení.[12][13]
Lokomotivy SAR 1E vyráběné společností SLM ve Winterthuru v roce 1923

Vlastnosti

Lokomotivy byly provozovány jako jednotlivé jednotky na lehkých místních osobních vlacích, dvouhlavé na hlavních vlacích osobní dopravy a lehkých nákladních vlacích nebo trojhlavé na těžkých nákladních vlacích.[1]

Rozložení interiéru

Vnitřní uspořádání sestávalo z pěti oddílů.[1]

  • Kabiny řidiče na každém konci obsahovaly ovládací zařízení, měřiče, měřidla, vakuové brzdové ventily a další zařízení a byly při pohledu směrem ke kabině 1 spojeny boční chodbou podél pravé strany lokomotivy.[1]
  • Prostor vysokého napětí byl uprostřed lokomotivy a obsahoval spínače a odpory ovládání vysokého napětí, přístupné přes posuvné dveře, které byly mechanicky i elektricky blokovány, aby se zabránilo jejich otevření při kontaktu sběrače s trolejovým vedením.[1]
  • V strojovně za každou kabinou bylo umístěno pomocné zařízení, jako jsou dvě motorgenerátorové soustrojí, jedna o výkonu 16 kilowattů (21 koňských sil) a druhá o výkonu 28 kilowattů (38 koňských sil), každá spojená s ventilátorem na jeho hřídeli pro ventilaci hlavních motorů. Kromě toho obsahoval motorem poháněný rotační vakuový vysavač, vzduchový kompresor, vzduchojemy pro brzdy, nízkonapěťové ovládací stykače a odpory pro pomocná zařízení a baterii, společně s převodovkou stykače pro ovládání pole většího generátoru motoru.[1][3][14]

Části střechy nad oddíly a střešní schránka nad oddílem vysokého napětí byly odnímatelné, aby bylo možné zvednout těžké stroje nebo ovládací zařízení pro opravu.[1][3][14]

Orientace

Tyto lokomotivy s dvojitou kabinou měly čtyři mříže pod čtyřmi okny na straně zařízení a pouze dvě mřížky pod středem, dvě okna na straně chodby. Při pozorování lokomotivy ze strany se čtyřmi mřížkami je č. 1 konec by byl vlevo.[2]

Podvozky

Jako následující Třídy 2E, 3E a 4E, měla třída 1E namontovaný podvozek tažné zařízení. Mělo to Bo + Bo Uspořádání kol s kloubovým propojením mezi podvozky, proto nebyly žádné vlakové síly přenášeny přímo na tělo lokomotivy. Otočná centra podvozku byla od sebe vzdálena 6 604 milimetrů (21 stop 8 palců). Jedno ze středů spodního otočného čepu bylo upevněno, zatímco druhé se mohlo volně pohybovat v podélném směru, aby se umožnilo jakékoli opotřebení vyskytující se v kloubovém spojení mezi dvěma podvozky.[1][3][11]

Na jednotkách třídy 1E byly použity tři různé kovboje. Prvních šest sérií bylo dodáváno s kovboji složenými z vodorovných tyčí. Jednotky řady 7 byly dodávány s kovovým lapačem hladkého typu, ale podvozky byly během generálních oprav někdy zaměňovány, takže jednotky různých řádů často nesly kovboje, které nebyly původně vybaveny. V pozdějších letech byly jednotky často vybaveny kovbojskými trubkami z kotle vyrobenými ze svisle namontovaných krátkých kusů trubky kotle, podobných těm, které byly namontovány na většinu jihoafrických parních lokomotiv po druhé světové válce.[6][15]

Trakční motory

Každý čtyřpólový trakční motor pracoval na 1,5 kV. Byly elektricky spojeny ve dvojicích, dva v sérii napříč 3 kV přívodní vedení.[1][3]

Brzdění

Lokomotiva používala vzduchové brzdy. Vzduchové spojení mezi jednotkami bylo uspořádáno v okruhu hlavního zásobníku tak, aby mohl být v případě poruchy kompresoru přiváděn vzduch k další jednotce. V případě brzdění vlaku také využívalo rekuperační brzdění, které umožňovalo povolit vyšší rychlosti ve svazích se sníženým sklonem, a zároveň snižovalo závislost na vakuovém nebo vzduchovém brzdovém systému vlaku a mělo vedlejší účinek spočívající v úsporách spotřeby elektřiny. Obvyklé rychlosti během regenerace byly 14 a 28 mil za hodinu (23 a 45 kilometrů za hodinu) pro práci se zbožím a cestujícími. Jednalo se údajně o první rozsáhlé použití elektrických lokomotiv vybavených pro běžný provoz vícenásobná jednotka provoz s rekuperační brzdění.[1][3][4][11][13]

Broušení

Broušení bylo uspořádáno pro vícenásobné ovládání elektricky ovládanými pískovými ventily, aby se umožnilo souběžné broušení lokomotiv s více jednotkami.[1]

Osvětlení

Osvětlení bylo napájeno z obvodu 110 V, který byl napájen generátorem 16 kilowattů (21 koňských sil) paralelně s 110 V olověné baterie. Baterie byly namontovány v případech zavěšených pod skříní lokomotivy mezi podvozky. Tento generátor napájel také řídicí obvody, výfuk, kompresor a ohřívače kabiny.[1]

Servis

Stavitelé deska
Stavitelé deska

Starší modely nesly poznávací značky napsané pouze v angličtině. V roce 1938, kdy lokomotivy řady 5 vstoupily do služby, byla afrikánština přijata jako druhý oficiální jazyk Jižní Afriky a nové lokomotivy nesly dvojjazyčné poznávací značky.

Zatímco byli zaměstnáni hlavně v Natalu, některé jednotky třídy 1E později také pracovaly na Witwatersrand a nakonec také v Západní Kapsko. Od začátku roku 1955, jako nový Třída 5E začal převzít hlavní linku Natal, několik tříd 1E bylo převedeno do západního transvaálního systému, aby pracovali jako přepravci na výletech přes útesy k přepravě nákladů z loděnice do loděnice. Některé z nich během své životnosti najely více než 8 000 000 kilometrů (5 000 000 mil).[16][17][18]

Na konci šedesátých let bylo vyvíjeno určité úsilí, aby se parní lokomotivy nedostaly z městských oblastí v centru Durbanu a zatížení severního pobřeží by se přesunovalo mezi seřaďovacími nádražími Bayhead a Stamford Hill elektrickými dopravci. Steam by odtud fungoval na vlaky zboží na sever na hlavní trase severního pobřeží. V roce 1969 byla linka do Stanger byly elektrifikovány, což umožnilo Empangeni vlaky, které mají být tak daleko zpracovány elektrickými jednotkami.[6]

Úpravy

Sloužili v nákladní i osobní dopravě. Vzhledem k tomu, že jejich nejvyšší rychlost 72 kilometrů za hodinu (45 mil za hodinu) byla považována za příliš nízkou pro rychlou osobní dopravu v poštovních vlacích, byly v roce 1936 upraveny dvě jednotky třídy 1E, čísla E121 a E122, změnou jejich převodového poměru běžet rychlostí až 90 kilometrů za hodinu (56 mil za hodinu). To se zdálo být praktickým limitem pro tento typ elektrické lokomotivy.[13][14]

Reklasifikace

Celkem bylo celkem 35 lokomotiv třídy 1E nakonec staženo z hlavní služby, upraveno a překlasifikováno do třídy 1ES pro použití jako posunovací lokomotivy. Úpravy zahrnovaly změnu odporových mřížek v elektrickém obvodu a zvětšení a rozšíření kabin, ale převodové poměry se nezměnily. Kromě širších kabin byly upravené lokomotivy třídy 1ES identifikovatelné podle jejich předních oken se šikmými horními okraji ve srovnání s obdélníkovými předními okny třídy 1E.[11]

Přestavba

V roce 1964 byly dvě z těchto lokomotiv třídy 1ES přestavěny na středovou kabinu Třídy posunovací lokomotivy.[11]

Vybrání

Všechny lokomotivy třídy 1E a 1ES byly vyřazeny z provozu do roku 1990.[2]

Údaje specifické pro sérii

Stavitelé třídy 1E, čísla prací, roky výstavby a úpravy tříd ES a 1ES jsou uvedeny v tabulce. Zatížení nápravy a hmotnost lepidla, jak je uvedeno v části „Specifikace“ v informačním boxu, lze považovat za průměrné hodnoty pro třídu 1E, protože tyto hmotnosti se mezi sedmi sériemi lišily. Pokud jde o lokomotivy řady 1 až 6, je v následující tabulce uvedeno skutečné zatížení na nápravu každého podvozku a celková hmotnost lokomotivy.[2][12][19]

Ilustrace

Hlavní obrázek ukazuje lokomotivu třídy 1ES se zvětšenou kabinou a šikmými předními okny na horním okraji, zatímco následující obrázky ilustrují nemodifikované lokomotivy.

  • Třída 1E dvoukolejný osobní vlak v Natalu, c. 1930

  • Třída 1E s trojitým směrováním uhelného vlaku poblíž Glencoe, c. 1945

  • Č. E23 sokl Union Carriage & Wagon, 24. září 2009

  • E25 v černé barvě, v Danskraalu, Ladysmith, 5. prosince 2010

Reference

  1. ^ A b C d E F G h i j k l m n Ó str q r Espitalier, T.J .; Day, W.A.J. (1946). Lokomotiva v Jižní Africe - krátká historie vývoje železnic. Kapitola VII - Jihoafrické železnice (pokračování). Časopis Jihoafrické železnice a přístavy, březen 1946. s. 205-208.
  2. ^ A b C d Rejstřík a diagramy jihoafrických železnic Elektrické a naftové lokomotivy, rozchod 610 mm a 1065 mm, č. LXD 14/1/100/20, 28. ledna 1975, ve znění pozdějších předpisů
  3. ^ A b C d E F G Mike's Railway History - A Look at Railways in 1935 & Before: South African Electrification (Přístup 16. května 2016)
  4. ^ A b C Knihovna SAD - Elektrické lokomotivy SAR třídy 1E (Přístup 16. května 2016)
  5. ^ Duše železnice, Systém 6, Část 1: Staré nádraží v Durbanu. Titulek 15. (Přístup 8. března 2017)
  6. ^ A b C Soul of A Railway, System 6, Part 2: Greyville Loco, Greyville Station to Umgeni & Berea Road to Rossburgh. Titulky 26, 55, 66, 72, 73. (Přístup 26. listopadu 2016)
  7. ^ A b „Jihoafrická železnice“. Elektrický železniční deník. 60 (24): 914. 9. prosince 1922. Citováno 15. září 2010.
  8. ^ A b Brazílie, H (1928). „Elektrifikace jihoafrických železnic“. Elektrické rozvodny. Edward Arnold & Co. str. 110. Citováno 12. ledna 2010.
  9. ^ A b Brazílie, H (1928). "IX - trakční rozvodny". Elektrické rozvodny. Edward Arnold and Co. str. 110. Citováno 15. září 2010.
  10. ^ „Natal Contract to British“. Elektrický železniční deník. 61: 107. 13. ledna 1923. Citováno 15. září 2010.
  11. ^ A b C d E Paxton, Leith; Bourne, David (1985). Lokomotivy jihoafrických železnic (1. vyd.). Cape Town: Struik. str. 125. ISBN  0869772112.
  12. ^ A b C d E F G h Middleton, John N. (2002). Průvodce lokomotivami Jižní Afriky - 2002 (ve znění seznamu kombinovaných změn 4, leden 2009) (2. prosince 2002 ed.). Herts, Anglie: Beyer-Garratt Publications. 4, 50.
  13. ^ A b C d Espitalier, T.J .; Day, W.A.J. (1946). Lokomotiva v Jižní Africe - krátká historie vývoje železnic. Kapitola VII - Jihoafrické železnice (pokračování). Časopis Jihoafrické železnice a přístavy, duben 1946. str. 294-296.
  14. ^ A b C Steam, Oil & Wires, sv. 1, (Bernard Zurnamer), str. 69-71.
  15. ^ Soul of A Railway, System 6, Part 5: The New Main Line from Rossburgh to Pietermaritzburg compile by Les Pivnic. Titulek 110. (Přístup 26. srpna 2017)
  16. ^ Soul of A Railway, System 7, Western Transvaal, se sídlem v Johannesburgu, část 4. Johannesburg do Germistonu od Les Pivnic. Titulek 28. (Přístup k 28. březnu 2017)
  17. ^ Prosinec 1922 a březen 1925 vydání časopisu Metropolitan-Vickers Gazette
  18. ^ Elektrická trakce od A.T. Dover (1929)
  19. ^ SLM Lokomotiven 1871-1894 od Verein Rollmaterialverzeichnis Schweiz