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気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2011/12/09 08:01 UTC 版)
内燃機関は、トルクの出方が山なりで、出力（馬力）は回転数に比例して増大するという基本的な出力特性を持つ[1]。対して鉄道車両や自動車は、発進・加速時に最大のトルクを必要とする。したがって内燃機関をこれらの車両に使用する場合には、電動機のように静止状態から直結発進することはできない。動力伝達の段階において何らかの形でトルクを増大させる必要が生ずる。
近年、各種交通機関のエネルギー効率上昇に向けた取り組みが行われているが、現時点で内燃機関の熱効率の改善は限界に近付きつつあり、大幅な向上は見込めなくなってきている。一方、駆動系の伝達効率にはまだ向上の余地があり、世界各国で伝達効率の向上への取り組みが図られている。
鉄道車両用の動力伝達方式としては、一般に以下の3方式が存在する。
- ^ 一般的には、排気量が大きくなるに従いトルク曲線は平らになって行く。
- ^ 日本国外においては、機械式でも電磁クラッチを利用した総括制御運転が行われているが、日本では採用例がない。
- ^ 日本での機械式変速機を搭載した営業用気動車としては、1997年に営業休止（2002年廃止）した南部縦貫鉄道のレールバスであるキハ101・102が最後。
- ^ 以前は同地で動態保存されている気動車キハ1もオリジナルの機械式変速機を備えていたが、その後補修部品の入手難から液体式変速機に換装されている。
- ^ 例としてデンマーク国鉄 (DSB) のIC3型気動車は最高速度180km/hを可能としており、実用化に向けて200km/h運転も視野に入れた試験運転が行われている。
- ^ 同社キハ160形気動車の改造車。[1]
- ^ モータアシスト方式ハイブリッド気動車を除く。モータアシスト方式ハイブリッド気動車は、エンジンの出力も直接動力として用いるため、少なくとも変速機と逆転機は必要である。
- ^ 世界的にはアメリカ合衆国などで、大都市や地下線区間に乗り入れる場合での採用が見られ、例えばニュージャージー・トランジットのALP-45DP型は定格出力4400kWの電気機関車であるほか、出力1567kWのディーゼルエンジン2基による走行も可能である。また、ヨーロッパにおける例としてはスイスのレーティッシュ鉄道Gem4/4形機関車などがあり、スイスでは他にも入換用機関車などに例がある。
- ^ 日本の電気式気動車#電気式の将来（ハイブリッド気動車）・JR東日本キハE200形気動車 も参照。
- ^ 民間向けでは、1953年に富士製鐵室蘭製鉄所構内鉄道D-301として、DMH17Aを2基搭載し37kW級電動機4基を駆動する35t級D型電気式ディーゼル機関車が日立製作所によって製造されるにとどまった。
- ^ 例外的な存在として、釧路臨港鉄道（現・太平洋石炭販売輸送）が1970年に1両を購入した、ゼネラル・エレクトリック社のU10B形を日本車輌製造でノックダウン生産する形で製造したDE600形がある。
- ^ 後の増備車では保守上の理由から、既存の液体式ディーゼル機関車であるDD51形の機関換装工事の際に採用したのと同型のコマツ製1,800PS級エンジンを搭載。
- ^ [2]
- ^ 損失増大を防ぐため、国鉄末期からJR化以降に設計されたものでは、ステーターが一方の方向だけに自由に回転できるよう、ワンウェイ・クラッチ（爪クラッチ）が組み込まれ、さらに負荷や車速の変化に合わせ、トルコンのロック、アンロックをきめ細かく電子制御されるものが主流となっている。
- ^ トルコン以外に直結クラッチを用いる「ロックアップ機構」の多用で、ある程度改善を図れる。
[続きの解説]
「気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式」の続きの解説一覧
- 1 気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式とは
- 2 気動車・ディーゼル機関車の動力伝達方式の概要
- 3 液体式（流体式）
- 4 参考
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