British Rail HS4000 - British Rail HS4000
| HS4000 "Crécerelle" | |||||||||||||||||||||||||||||||||
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 HS 4000 à Barrow Hill Journée portes ouvertes 1971
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La HS4000 Kestrel était un prototype de locomotive diesel de grande puissance construite en 1967 par Brush Traction , Loughborough en tant que démonstrateur technologique pour les futures commandes potentielles de British Rail et d'exportation. Le numéro de la locomotive est une combinaison des initiales de Hawker Siddeley (les propriétaires de Brush Traction) et de la puissance nominale de son moteur diesel Sulzer (4000 CV), ce qui en fait la locomotive la plus puissante construite par l'entreprise.
Il s'agissait d' une disposition de roues Co-Co et était équipé d'un moteur Sulzer 16LVA24 d'une puissance nominale de 4 000 chevaux (3 000 kW) offrant une vitesse maximale de 180 km/h (110 mph) et pesait 133 tonnes. Il a été peint dans une livrée ocre jaune avec une large bande brun chocolat autour du bas du corps séparée par une fine ligne blanche courant autour du corps.
Contexte et conception
Au milieu des années 1960, les chemins de fer britanniques ont produit des spécifications pour les locomotives de type 5 pesant moins de 126 t avec plus de 3 000 ch (2 200 kW) de puissance pour le transport de passagers et de fret. Brush Electric Engineering Ltd. ( Brush Traction ) en association avec Sulzer Brothers Ltd. a répondu avec une locomotive de 4 000 hp (3 000 kW) pour l'évaluation de British Rail. La carrosserie, les détails extérieurs, la console de commande et les couleurs ont été conçus par EGM Wilkes de "Wilkes & Ward" (plus tard Wilkes & Ashmore, société de design industriel basée à Horsham, West Sussex). Le principe de conception était qu'un seul moteur nécessiterait moins d'entretien que les véhicules bimoteurs, et que la puissance très élevée signifierait que le double cap pour les trains de marchandises serait inutile.
Moteur diesel
Brush employait le moteur 16 cylindres Vee 16LVA24 de Sulzer fabriqué à Winterthur . L'expérience précédente avec le moteur 12LDA28 à double manivelle et bicylindre 12 cylindres de Sulzer s'était bien déroulée, mais la puissance la plus élevée disponible de Sulzer sous cette forme était le 12LDA31 de 2 350 ch (1 750 kW). Non seulement les moteurs en V fournissaient plus de 3 000 ch (2 200 kW), mais le fait d'être à manivelle unique avec le bloc moteur plus léger (par rapport à la conception à double banque) donnait un meilleur rapport puissance/poids.
Le moteur est une conception à quatre temps turbocompressé refroidi à l'huile, l'huile étant refroidie par de l'eau dans un échangeur de chaleur et l'eau refroidie dans des radiateurs. Le diamètre du piston est de 240 mm avec une course de 280 mm.
Un générateur auxiliaire plus petit (~40 kW) a été utilisé pour charger les batteries ou démarrer le moteur, etc.
Transmission électrique et système électrique auxiliaire
Pour transmettre cette puissance au rail, Brush a utilisé un alternateur triphasé à pôles saillants sans balais connecté à un circuit de redressement de 84 diodes au silicium produisant environ 2 500 kW de puissance pour la traction électrique à partir du moteur diesel. Un alternateur auxiliaire, également sans balais et produisant une alimentation électrique triphasée, a fourni environ 500 kW pour le chauffage électrique du train et a également alimenté les ventilateurs électriques, etc. de la locomotive. Les rotors des deux alternateurs étaient alimentés électriquement par le courant continu produit par la sortie redressée des alternateurs sans balais.
Chacun des 6 essieux était propulsé par son moteur de traction individuel qui était de type ventilé à quatre pôles. La connexion de l'essieu au moteur se faisait via un réducteur (donnant une vitesse de pointe de 110 mph (180 km/h)), puis via un entraînement à arbre creux flexible jusqu'à l'essieu.
Les ventilateurs (soufflantes) pour refroidir les moteurs de traction et les radiateurs des moteurs étaient du type asynchrone triphasé, les moteurs entraînant les compresseurs, les pompes, les ventilateurs du frein dynamique (résistif) etc. étaient des moteurs à courant continu.
Système de freinage
Le freinage des locomotives était par dépression, air (haute pression) ou dynamique ( freinage résistif régénératif électrique ), les freins dynamiques étaient préférentiellement utilisés à haute vitesse, le frein à air étant activé à des vitesses inférieures où le freinage dynamique était moins efficace ; des capteurs de vitesse déterminent automatiquement le type de freinage à utiliser. De plus, un frein de stationnement à commande hydraulique a été installé.
Appareils électroniques
Des modules à semi-conducteurs enfichables ont été utilisés pour le contrôle de la tension et de la puissance, y compris la surveillance du patinage des roues et la surveillance de la température du moteur .
Construction de superstructures
Une carrosserie en treillis Warren avec revêtement en acier soudé et sollicité a été utilisée sur les côtés de la locomotive qui supportait entièrement la charge transversale du moteur principal.
Bogies
Les cadres latéraux de bogie étaient d'une seule pièce moulée avec suspension à ressorts hélicoïdaux, reliés par 4 éléments transversaux ; deux internes et deux à chaque extrémité
Après l' accident ferroviaire de Hither Green , British Rail a émis une directive selon laquelle toutes les locomotives devraient avoir un poids à l'essieu ne dépassant pas 21 tonnes. Pour tenter de s'y conformer, Brush a équipé la locomotive de bogies British Rail Class 47 modifiés . La construction plus légère et les moteurs de traction ont aidé, mais la tentative a finalement échoué, laissant Kestrel à 22,5 tonnes par essieu. Kestrel a continué à être utilisé mais le problème de poids à l'essieu a contribué à la décision de vendre la locomotive et avant cela, en mars 1971, les bogies d'origine ont été réaménagés.
Cabines
La cabine du conducteur est fixée au châssis inférieur par des raccords en caoutchouc. Les commandes du conducteur étaient similaires à celles de la classe 47.
Carrière
Chemin de fer britannique
La construction de la locomotive (Brush Works No. 711 de 1967) a commencé en 1966 et s'est achevée en 1967. Cependant, la locomotive dépassait considérablement la limite de charge par essieu de 20 t spécifiée par British Rail pour ses besoins d'approvisionnement. La locomotive a été officiellement remise à BR le 29 janvier 1968 à la gare de Marylebone . Des séries d'essais ont été effectuées avec des passagers et du fret ; la locomotive a été principalement utilisée pour transporter des trains de marchandises lourds - y compris un train de charbon de plus de 2 000 tonnes - la locomotive a atteint un chiffre de disponibilité de 88 % après 14 000 milles (23 000 km).
Après l'installation de ses nouveaux bogies, la locomotive a été utilisée sur des trains express de voyageurs. Sur un service de London King's Cross à Newcastle schématisé pour le fonctionnement de la British Rail Class 55 ("Deltic"), l'unité était 14 minutes plus rapide que nécessaire, même si les nouveaux moteurs de traction signifiaient une puissance réduite au niveau du rail.
En mars 1971, il a été retiré du service au Royaume-Uni et renvoyé à Brush pour être réaménagé.
Vente à l'Union soviétique
La locomotive a été vendue à l' Union soviétique en 1971 pour 127 000 £, expédiée des quais de Cardiff aux quais de Leningrad par le MV Krasnokamsk en juillet 1971. À son arrivée en Russie, la crécerelle a été exposée à l'exposition du matériel roulant de Moscou, puis a été transférée au Institut de recherche scientifique sur le transport ferroviaire de l'ensemble de l'Union à Shcherbinka où il a été recalibré à 1 520 mm ( 4 pi 11+27 ⁄ 32 in), et testé sur un chemin de fer d'essai circulaire ainsi qu'utilisé sur certaines parties du réseau ferroviaire russe.
Après les essais de la locomotive, le moteur a été retiré pour des essais statiques, et la carrosserie de la locomotive a été lestée pour être utilisée dans les essais de charge élevée d'autres véhicules.
Les restes du véhicule auraient été mis à la ferraille en 1993.
Conclusion
Royaume-Uni
La locomotive n'a donné lieu à aucune autre commande.
Russie
Certaines des observations des ingénieurs ferroviaires russes se rapportent à des pratiques différentes entre la conception des locomotives russes et britanniques, en particulier :
- En raison des gabarits de chargement plus petits en Grande-Bretagne, les fenêtres de la cabine étaient réglées trop bas pour que les signaux soient visibles si le conducteur est debout.
- Les passages étaient trop étroits.
- Les bogies étaient considérés comme trop grands.
- L'exigence d'élinguer le moteur et le compresseur sous le châssis principal était considérée comme inhabituelle.
- La construction de la peau soumise à des contraintes a été jugée inappropriée en raison de la corrosion augmentant la susceptibilité à l'affaiblissement structurel, car la peau porteuse est mince et soudée par points.
Les roulements d'essieu, la transmission de traction et les joints sphériques en caoutchouc métal de la suspension ont été jugés intéressants.
Développements
Une partie de la technologie du HS4000 a été utilisée pour former la base ou améliorer les locomotives ultérieures construites en Union soviétique.
Des modèles
HS4000 "Kestrel" est fabriqué en kit et prêt à fonctionner en jauge OO par Silver Fox Models.
Heljan du Danemark a produit un modèle à l'échelle OO très détaillé du Kestrel, dans le cadre d'une série limitée de 4000 unités.
Le Swanley New Barn Railway , à Swanley, dans le Kent, exploite une version surdimensionnée de 7 1/4 pouces de la « crécerelle » qui a été construite par Mardyke Miniature Railways. Contrairement à la pleine grandeur, ce modèle est un diesel-hydraulique.
Références et notes
Remarques
- ^ Pesé à Derby le 22 janvier 1968, produisant un résultat en surpoids.
- ^ Objectif de poids global estimé, à pleine charge.
- ^ Vitesse maximale soutenue, basée sur l'engrenage du moteur de traction
- ^ Machines à pôles saillants Description générale des machines à pôles saillants en tant que moteurs et générateurs mysite.du.edu
- ^ c'est-à-dire pas de type aimant permanent
- ^ Ainsi, les alternateurs excitateurs et le rotor de l'alternateur principal étaient coaxiaux et connectés, les diodes de redressement subissant également un mouvement de rotation
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^ Voir ru:Экспериментальная кольцевая железная дорога ВНИИЖТ : Chemin de fer expérimental VNIIZhT dans le district de Yuzhnoye Butovo . VNIIZhT ( ВНИИЖТ ) est l'institut de recherche ferroviaire russe du transport ferroviaire ( Всероссийский научно-исследовательский институт железнодорожного транспорта )
Voir Экспериментальное de ВНИИЖТа Archive 12 Septembre 2009 à la Wayback Machine 'anneau expérimental VNIIZhT' www.vniizht.ru
Les références
Sources
- Stevens-Stratten, sud-ouest ; Carter, RS (1978). Diesels de ligne principale de British Rail . Shepperton : Ian Allan Ltd. ISBN 978-0-7110-0617-1.
- Toms, Georges (1978). Locomotives Diesel Brush, 1940-78 . Sheffield : Publications de la plaque tournante. ISBN 978-0902844483. OCLC 11213057 .
- Егунов, П. (2000). "Тепловоз "КЕСТРЕЛ" "de retour en URSS ... " " [Locomotive diesel Kestrel de retour en URSS ...] (PDF) . Локотранс (en russe). 47 (9) : 14-17. Archivé de l'original (PDF) le 19 février 2014 . Consulté le 19 février 2014 .
- Webb, Brian (1978). Locomotives diesel Sulzer de British Rail . David & Charles. ISBN 0715375148.
Lectures complémentaires
- Marsden, Colin J.; Fenn, Graham B. (1988). Locomotives diesel de British Rail Main Line . Sparkford : Haynes. p. 26-29. ISBN 9780860933182. OCLC 17916362 .
Liens externes
- "HS4000 en 1985" . Photographie du HS4000 en Russie en mauvais état, toujours en livrée Hawker Siddeley.