หัวรถจักรดีเซลไฟฟ้า GE EVOLUTION SERIE

CENTENNIAL · Last edited by CENTENNIAL on 25/05/2008 3:25 pm; edited 1 time in total

สวัสดีครับ พี่น้องชาว RFT.COM ทุกท่าน

วันนี้ ฤกษ์งามยามดี หลังจากวันนี้ผมได้สอบเสร็จจากการลงเรียนภาค summer เป็นที่เรียบร้อยแล้ว ผมก็จะขอนำความเกร็ดความรู้เล็กๆ น้อยๆ เกี่ยวกับรถไฟต่างประเทศมาฝากกันครับ

หลายๆ ท่านคงพอจะทราบแล้วนะครับว่า นอกจากรถไฟไทยของแล้ว ผมยังสนใจที่จะศึกษาเรื่องหัวรถจักรดีเซลของทวีปอเมริกาเหนือด้วยนะครับ ด้วยเหตุผลที่ผมเองก็ไม่สามารถจะอธิบายได้เหมือนกันว่าทำไมถึงชอบ
แต่ก็อย่างว่าล่ะครับ หัวรถจักรอะไรทำไมมันช่างใหญ่โตมโหฬารอะไรอย่างนั้น ใหญ่จริงๆ ทั้งยังดูแข็งแกร่ง ลักษณะที่ว่าคงไม่มีวัตถุใดๆ จะสามารถทำอันตรายหรือสร้างความเสียหายให้แก่หัวรถจักรพวกได้แน่ๆ นอกจากหัวรถจักรด้วยกันเอง หรือกรณีที่รถตกรางกระแทกพื้น
รวมทั้งเรื่องเทคโนโลยี ที่ค่อนข้างล้ำสมัย ที่บรรจุอยู่ภายในหัวรถจักรดีเซลเหล่านี้

นั่นอาจเป็นสิ่งที่ทำให้ผมอยากเรียนรู้พวกมันอย่างจริงๆ จังๆ น่ะครับ

เรื่องๆ ของเรื่องคือ เมื่อ 2-3 วันที่ผ่านมา ผมเพิ่งได้รับหนังสือเกี่ยวกับ หัวรถจักรรุ่น EVOLUTION SERIE ของบริษัท General Electric ตามที่ได้สั่งซื้อไว้ก่อนหน้านี้ มาเป็นที่เรียบร้อยแล้ว และหนังสือฉบับนี้ แม้ว่าเนื้อหาภายในจะเป็นภาษาอังกฤษก็ตาม แต่ด้วยความที่มีใจรักเป็นทุนเดิม ทำให้การแปลข้อความต่างๆ นั้น ไม่เกินความสามารถมากนัก แต่ก็ต้องเปิด dictionary ควบคู่ไปเหมือนกันครับ

ก่อนจะเข้าสู่เนื้อหาต่างๆ เท่าที่ผมพอจะเรียบเรียงได้ ต้องขอออกตัวก่อนนะครับว่า ข้อมูลต่างๆ ที่จะปรากฎในกระทู้นี้ เป็นข้อมูลที่ใช้เพื่อการศึกษากันเองในกลุ่มผู้ชื่นชอบรถไฟเท่านั้น ไม่ได้มีเจตนาจะนำไปเรียบเรียง เปลี่ยนแปลง แก้ไข ทำขึ้นใหม่เพื่อการค้า หากำไรเข้าตนเองแต่อย่างใด

ครับ ก่อนจะเข้าสู่เนื้อหา ขอแนะนำให้ทุกท่านได้รู้จักกับหัวรถจักรดีเซลรุ่น Evolution serie กันก่อนครับ โดยการชมภาพซัก 2 ภาพ

saraburi · Posted: 13/05/2008 6:43 am Post subject:

เอาภาพมาแจมครับ พึ่งสั่งซื้อไป 1คัน แต่เอามาขับไม่ได้ Crying or Very sad

จักรอชม ความเป็นมาของเจ้าคันนี้ครับพี่เอ็ม Very Happy

_________________
ช่างภาพระดับพื้นโลก

Click on the image for full size

CENTENNIAL · Posted: 15/05/2008 3:03 am Post subject:

ต้องขออภัยครับ ที่ปล่อยให้กระทู้หายเงียบไป Very Happy

เหตุที่หายไปเพราะ การเขียนเนื้อหาลักษณะแบบเล่าสู่กันฟังแบบนี้ ต้องใช้ระยะเวลาในการเขียนซักนิดนึงครับ และช่วงเวลาที่ผมจะสามารถเขียนได้ก็คงเป็นช่วงเวลาประมาณเที่ยงคืนจนถึงประมาณตีสามของบางวันเว้นวันแค่นั้นเองครับ
แต่ถ้าสนใจจะติดตามจริงๆ ก็คงไม่มีปัญหาอะไรอยู่แล้วใช่ไม่ครับ

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
หลังจากได้เห็นรูปร่างหน้าตาของหัวรถจักรดีเซลไฟฟ้ารุ่น Evolution กันไปแล้ว 2 ภาพ ขอแถมด้านข้างให้อีกซักภาพครับ

boomit · 3rd Class Pass Joined: 01/10/2007 Posts: 26

ขอบคุณสำหรับข้อมูลดีๆๆ ครับ

nutt8 · Posted: 15/05/2008 9:53 am Post subject:

รถจักรใหญ่โตมากครับ ถ้าชนรถยนต์ทีคงปลิ้วกระเด็นไปไกลน่าดู
_________________
Click on the image for full size

แชมป์สมัยที่ 19 แล้วนะ อิอิอิ

CENTENNIAL · Posted: 15/05/2008 1:56 pm Post subject:

ถ้าผมอ่านแล้วแปลไม่ผิด ขบวนรถไฟขนส่งสินค้าของ บริษัท BNSF ใน USA มีการแบ่งประเภทเป็นรถด่วน ด้วยนะครับ

แม้จะพ่วงลากมาเต็มพิกัด ถ้าเป็นรถ well car ที่มีความยาวคันละประมาณ 22 เมตร ก็ลากได้ประมาณ 80-120 คัน บรรทุกตู้คอนเทนเนอร์ ขนาดยาว 40-60 ฟุต ได้ 200 กว่าตู้ ก็ตาม
แต่ด้วยการสร้างเส้นทางการเดินรถไฟที่แข็งแรง มั่นคง รางเหล็กขนาดใหญ่ ขนาด 145 ปอนด์ ความกว้างของรางขนาด 1.435 เมตร และหัวรถจักรอันทรงพลัง ขบวนรถสินค้าสามารถทำความเร็วได้สูงสุดได้อยู่ที่ 70 - 75 ไมล์/ชม. หรือประมาณ 112 - 120 กม./ชม. ครับ

ส่วนความเร็ว 90 ไมล์/ชม. ตามที่อาร์มว่ามานั้น
ณ ปัจจุบันนี้คงไม่มีหัวรถจักรดีเซลที่ใช้ลากรถสินค้ารุ่นไหนที่ทำความเร็วได้ถึงขนาดนั้นแล้วครับ ในอดีตก็มีเจ้า DD40X หรือ DDA40x มั๊งครับ ที่ทำความเร็วขนาดนั้นได้

ส่วนหัวรถจักรดีเซลสำหรับลากรถโดยสารของ USA นั้น ทำความเร็วได้สูงสุด น่าจะประมาณ 135 - 150 ไมล์/ชม. หรือประมาณ 216 - 240 กม./ชม. นะครับ ในเส้นทางที่ไม่ค่อยจะใช้ร่วมกันกับขบวนรถสินค้า

AEM-7 · 3rd Class Pass Joined: 05/10/2007 Posts: 61

ในอดีตเคยมีสินค้าด่วนของSanta Feครับ ในประมาณยุคปี70-80 หลังจากAmtrakยึดสัมปทานรถโดยสารมารวมกันครับ ขบวนนี้ใช้รถจักร2คัน ส่วนใหญ่เป็นตระกูลF45 FP45ที่ว่างงานจากรถโดยสารวิ่งจากชิคาโกไปลอสเเอนเจอร์ลิส รถที่พ่วงเป็นพวกTrailer on flat car(TOFC)จำนวนไม่แน่ใจแต่ก็ราว20ตู้ครับ ความเร็วเฉลี่ย 60ไมล์ต่อชม.ใช้เวลา40ชั่วโมง เลยกลายเป็นรถสินค้าเร็วที่สุดในโลกเลย ทุกคันมีการรับประกันจากSanta FEว่าถึงตรงเวลาแน่นอน

CENTENNIAL · Posted: 16/05/2008 11:14 pm Post subject:

ต่อครับ วันนี้พอจะมีเวลาว่าง มีข้อมูลมาเสริมได้อีกซักเล็กน้อย
................................................................................................................................................................

ในปี ค.ศ.1998 หน่วยงาน EPA (Environmentar Protection Agency) ของ สหรัฐอเมริกา ได้ออกกฎข้อบังคับเกี่ยวกับการควบคุมมลพิษจากท่อไอเสียของเครื่องยนต์จากหัวรถจักรดีเซล 3 ระดับ คือ ระดับเริ่มต้น (Tier 0 ) ระดับ 1 (Tier 1 ) และระดับ 2 (Tier 2 ) บังคับให้หัวรถจักรดีเซลรุ่นที่จะผลิตออกมาใหม่ๆ ภายในประเทศ ต้องปฏิบัติตาม

และในกฏข้อบังคับเกี่ยวกับเรื่องมลพิษจากท่อไอเสียในระดับ 2 ตามที่ EPA ได้กำหนดมานั้น เป็นเหตุผลสำคัญซึ่งเป็นที่มาให้ General Electric หรือ GE ได้ออกแบบ คิดค้น และสร้างหัวรถจักรรุ่น Evolution Serie นี้ขึ้นมา โดยเบื่องต้นนั้น GE ได้ออกแบบหัวรถจักรรุ่น Evolution ออกมา 2 รุ่น คือรุ่น ES44AC และ ES44DC

ขออนุญาตอธิบายคร่าวๆ นะครับ เกี่ยวกับ ES44AC และ ES44DC ซึ่งอาจอธิบายรวมไปถึงสมาชิกบางท่านที่อาจจะยังไม่เข้าใจว่า หัวรถจักรดีเซลไฟฟ้า มีกลไกการทำงานยังไงด้วย

รุ่น ES44AC จะใช้เครื่องยนต์ดีเซลของ GE รุ่น GEVO 12 ซึ่งมีพลัง 4,400 แรงม้า ไปหมุน alternator หรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งเมื่อเครื่องยนต์ทำงานและมาหมุน แกน alternator แล้ว ตัว alternator ก็จะสร้างพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ออกมา

พลังงานไฟฟ้าตัวนี้ alternator จะผลิตกระแสไฟฟ้าออกมาด้วยความถี่ และกำลังไฟฟ้าที่เหมาะสมกับ traction motor หรือ TM แบบกระแสสลับ หรือ AC TM โดยเมื่อพลังงานไฟฟ้าผ่านออกมาจาก alternator แล้ว ก็จะผ่านมายังตัว converter เพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นกระแสตรง หรือ DC power ผ่าน DC Link จากนั้น ก็จะส่งกระแสไฟฟ้าตรงมายัง inverter ซึ่งจะทำหน้าที่ในการแปลงกระแสไฟฟ้าให้เป็นไฟฟ้ากระแสสลับอีกครั้ง เพื่อนำพลังงานไฟฟ้า AC power ไปที่ traction motor ซึ่งเมื่อได้รับพลังงานไฟฟ้าแล้วจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นภายใน TM เกิดแรงทำให้ rotor TM หมุน ไปหมุนเฟืองที่ติดกับเพลาล้อรถจักร ทำให้หัวรถจักรเคลื่อนที่ได้

ES44AC จะมี inverter จำนวน 6 ตัว โดยแบ่งการใช้งานเป็น 1 ตัว ต่อ 1 เพลา ระบบวงจรภายใน inverter ของ ES44AC นี้ จะมีตัว Integrated Gate Bipolar Transistor ( IGBT ) จำนวนหลายตัว ซึ่งตัวทรานซิสเตอร์ตัวนี้ จะเป็นตัวที่คอยควบคุมกระแสไฟฟ้าที่จะเข้าสู่ TM ซึ่งมีระบบการทำงานที่มั่นคง และมีเสถียรภาพสูง หัวรถจักร 1 คัน นั้น จะมีตัวทรานซิสเตอร์นี้จำนวนมากเกือบ 5000 ตัว เนื่องจากทรานซิสเตอร์จำนวน 1 ตัว รองรับกระแสไฟฟ้าเพียงระดับ มิลลิแอมแปร์ เท่านั้น

inverter ของ ES44AC นั้น จะควบคุมการทำงานด้วย microprocessor ภายในหัวรถจักร ซึ่งจะทำงานโดยอัตโนมัติในสถานการณ์ต่างๆ

ส่วนรุ่น ES44DC นั้น ระบบการทำงานจะคล้ายคลึงกับหัวรถจักร GEA ในบ้านเรา คือ เครื่องยนต์ดีเซล GEVO 12 มีพลัง 4,400 แรงม้า ไปหมุน alternator หรือ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งเมื่อเครื่องยนต์ทำงานและมาหมุน แกน alternator แล้ว ตัว alternator ก็จะสร้างพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ออกมา แล้วจะส่งผ่านมายัง rectifier bank ซึ่งจะทำหน้าที่ในการรวมกระแสไฟฟ้าและแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง DC power เพื่อนำพลังงานไฟฟ้า DC power ไปที่ traction motor ซึ่งเมื่อได้รับพลังงานไฟฟ้าแล้วจะสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นภายใน TM เกิดแรงทำให้ rotor TM หมุน ไปหมุนเฟืองที่ติดกับเพลาล้อรถจักร ทำให้หัวรถจักรเคลื่อนที่ได้ เช่นเดียวกับ ES44AC

ในหัวรถจักรรุ่น ES44DC ถ้ามีล้อรถจักรเพลาใดที่มีอาการ slip หรือ ล้อดิ้น พลังงานไฟฟ้าทั้งหมดที่ส่งผ่านมาจาก rectifier bank จะลดลงทั้งหมด เพื่อป้องกันความเสียหายที่จะเกิดขึ้นแก่ล้อ แต่ถ้าเป็นรุ่น ES44AC เมื่อมีล้อรถจักรเพลาใดที่มีอาการ slip ตัว inverter ที่มีอยู่ 1 ตัว ต่อ 1 เพลา จะทำการลดกระแสไฟฟ้าลงในเพลาที่มีอาการ slip เท่านั้น ล้อเพลาอื่นที่ไม่ slip ก็ยังคงหมุนได้ต่อไป

นอกจากนี้ข้อดีของ traction motor หรือ TM ระบบไฟ AC ยังมีข้อดีอีกหลายประการคือ สามารถสร้าง torque หรือแรงบิด เริ่มต้น เมื่อได้ทำการจ่ายกระแสไฟฟ้าลงไปยัง TM ได้ดีกว่า TM ในระบบ DC TM เนืองจากมีประสิทธิภาพมากกว่า รองรับการหมุนของ TM ในแต่ละรอบต่อนาที ได้สูงมากกว่า DC TM

ในการที่ต้องขับเคลื่อนหัวรถจักรด้วยความเร็วต่ำนั้น ES44AC จะยังคงมี tractive effort ในระดับสูงไม่แตกต่างจากการขับเคลื่อนด้วยความเร็วสูง เนื่องจากมี inverter ในการควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าที่เหมาะสม
นอกจากนี้ การที่ต้องทำขบวนด้วยความเร็วต่ำเป็นเวลานานนั้น อาจเกิดปัญหาเรื่องการสะสมพลังงานความร้อนใน TM ระบบ DC TM ได้
แต่ปัญหาเรื่องความร้อนใน TM ระบบ AC TM นั้น แทบจะไม่พบแต่อย่างใด

นอกจากนี้ ระบบห้ามล้อของหัวรถจักรดีเซลไฟฟ้านั้น จะแบ่งได้ 2 ระบบใหญ่ๆ คือ ระบบใช้ลมในการไปดันกลไกการทำงานของแท่งห้ามล้อให้จับเข้าไปที่ล้อ และระบบใช้ TM เป็นตัวห้ามล้อ หรือเรียกว่า dynamic brake ซึ่งเป็นการจ่ายกระแสไฟฟ้าลงไปใน TM เพื่อให้สร้างสนามแม่เหล็ก ออกแรงดันในทิศทางตรงกันข้ามกับที่ เพลาหมุนอยู่ เพื่อให้หมุนช้าลง ซึ่งในกระบวนการดังกล่าวนั้น ย่อมหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องเกิดความร้อนสะสมขึ้นที่ TM ทันที โดย ES44DC นั้น dynamic brake สามารถลดความเร็วของรถได้ในย่านความเร็วประมาณ 20 ไมล์/ชม. โดยจะสามารถลดความเร็วลงมาเหลือความเร็วประมาณ 3 - 5 ไมล์/ชม. แต่ใน ES44AC นั้น สามารถลดความเร็วลงมาจนสามารถหยุดนิ่งได้ นอกจากนี้ยังมีประสิทธิภาพในหยุดรถในเขตทางลาดชันได้ด้วย โดยไม่จำเป็นต้องใช้ ลมเบรค แต่อย่างใด

แม้ว่าราคาของ TM ระบบ AC จะมีราคาแพงกว่า TM ระบบ DC อยู่เกือบเท่าตัวก็ตาม แต่สิ่งที่จะมาชดเชยได้เป็นอย่างดี คือ ประสิทธิภาพในการใช้งานที่สูงกว่า รวมทั้งการบำรุงรักษาที่ง่ายกว่า และนานกว่า

มาดูส่วนประกอบ อุปกรณ์ต่างๆ บนรถจักร Evolution กันครับ

Click on the image for full size

ที่มาของภาพ http://ge.ecomagination.com/site/

1.Headlight ไฟหน้า
2.Sandbox กล่องเก็บทราย
3.Operator's Cab ห้องขับ
4.Auxiliary Cab ห้อง alternator , converter
5.Dynamic Brake Exhaust vents ช่องระบายความร้อนให้ระบบ dynamic brake
6.Blower Vent
7.Air Horn หวีด
8.Engine GEVO 12 ห้องเครื่องยนต์ 4,400 แรงม้า
9.Engine Exhaust Stack ท่อไอเสีย
10.Air to Air Heat Exchanger ระบบระบายความร้อนเสริม ด้วยอากาศแก่เครื่องยนต์
11.Water to Air Heat Exchanger ระบบระบายความร้อนเสริม ด้วยน้ำ
12.Radiator ห้องหม้อน้ำ
13.toilet ห้องน้ำ
14.Handbrake Wheel ห้ามล้อมือ
15.Fuel Tank ถังน้ำมันดีเซล ความจุ 4,800 แกลลอน หรือ ประมาณ 18,170 ลิตร
16.Inverter Group กล่องเก็บ Inverter จำนวน 6 ชุด
17.Bell กระดิ่ง ( รถจักร GEA ก็มีเหมือนกันนะ )
18.Hi Ad (adhesion) Truck With GEB13B2B Traction Motor ( 3/truck ) ชุดแคร่ Hi Ad และ TM
19.Aircondition and Heater เครื่องปรับอากาศ และ เครื่องทำความร้อน
20.Snowplow ตะแกรงหน้าใช้กวดหิมะ

หมายเหตุ ความรู้ด้านอิเล็กทรอนิกส์ และฟิสิกส์ ของผมเจือจางจนแทบจะหายไปแล้วนะครับ แต่ด้วยความชอบจึงต้องจำใจแปลออกมา ดังนั้นหากสมาชิกท่านใด จะมาเสริมตามหลักทฤษฏีต่างๆ ก็เสริมมาได้เลยนะครับ และไม่ควรนำไปอ้างอิงที่ไหนต่อไปนะครับ เราคุยกันสนุกๆ ประสาคนรักรถไฟดีกว่าครับ

วันนี้ พอแค่นี้ก่อนครับผม งานมาแล้วครับ
..........................................................................................................

ACELA · 3rd Class Pass Joined: 23/07/2007 Posts: 15

ขออนุญาตเสริมนะครับ ES 44 AC ก็คือรถจักรที่ใข้ระบบอินเวอรเตอร์ หมายความว่าเครี่องยนต์ดีเซลจะหมุนเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ และจะมีเครี่องแปลงให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรง จากนั้นก็จะมีการแปลงกลับเป็นกระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่สามารถปรับค่าความถี่ได้ โดยเฉพาะการออกรถที่ต้องใช้ความถี่สูงก็จะคล้ายกับไฟฟ้ากระแสตรงและมีระบบควบคุมความถี่ของแต่ละมอเตอร์แบบเดียวกัยเครี่องปรับอากาศที่เรียกว่าระบบอินเวอรเตอร์ครับ
สำหรับรุ่นES 44DCก็คล้ายกับรถจักรของ รฟท.ก็คือเอาข้อดีของเครี่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับมาใช้งานแทนเครี่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสครงแล้วก็ดำเนินการแปลงไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็นไฟฟ้ากระแสตรงเพื่อป้อนเข้าสู่มอเตอร์ต่อไป
สำหรับไดนามิคเบรคนั้นเมื่อไม่มีการป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าไปในมอเตอร์ก็จะมีการเปลี่ยนให้มอเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า คามปกติถ้าเป็นรถไฟฟ้าก็จะป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าสายส่งกลับไปใช้งานได้ต่อไปแต่ถ้าเป็นรถดีเฃลตัวมอเตอร์จะทำหน้าที่เป็นเครี่องกำเนิดไฟฟ้าเมื่อมีกระแสไหลออกมากตัวมอเตอร์ก็จะหมุนช้าลง ส่วนกระแสไฟฟ้าที่ผลิตได้เมื่อไม่ได้ใฃ้งานอื่นก็จะนำไปผ่านตัวต้านทาน RESISTER ก็จะทำให้เกิดความร้อนจึงต้องมีแผงระบายความร้อน

หมายเลข 6 น่าจะเป็นพัดลมระบายอากาศชองห้องเครีองกำเนิดไฟฟ้า และไดนามิคเบรค
หมายเลข 15 น่าจะเป็น fuel tank น้ำมันเชื้อเพลิงนะครับ
หมายเลข 17 กระดิ่งเคยเห็นในรถโดยสารเวลาจะหยุดสถานีไหนก็จะเปิดเสียงกระดิ่งให้ผู้โดยสารทราบว่ารถไฟมาแล้ว

ขอแค่แสดงความเห็นข้อมูลอาจจะไม่ถูกต้อง ต้องขออภัยท่านผู้รู้ด้วยครับ

CENTENNIAL · Posted: 17/05/2008 1:17 pm Post subject:

แวะพักชมโฆษณา GE Evolution Serie Locomotives กันก่อนครับ Very Happy

ที่มาของคลิป http://ge.ecomagination.com/site/showcase/erie.html
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ทุกครั้งที่เปิดชมคลิปวีดีโอ โฆษณาตัวนี้ ผมจะต้องย้อนนึกไปทุกครั้งเลยว่า แล้วเมื่อไหร่ รถไฟไทยเราถึงจะมีหัวรถจักรเข้ามาใหม่ซะที ทุกวันนี้ก็แทบจะแย่ตายกันอยู่แล้ว

ไม่ต้องเป็นรุ่น Evolution หรือ Revolution อะไรหรอกครับ ได้แค่ GEK มาอีกซัก 30 คัน ก็คงจะทำให้ปัญหาวิกฤติเรื่องรถจักรขาดแคลนในขณะนี้ ได้คลี่คลายออกไปเยอะแล้ว