Дизель-электрические локомотивы General Motors: история железных дорог мира
Подразделение General Motors Electro-Motive модернизировало мировую железнодорожную отрасль с помощью своих революционных дизельных двигателей и дизель-электрических локомотивов
Мы все наслышаны о General Motors как об автопроизводителе. Однако у GM также есть легендарное прошлое в различных других отраслях транспорта. В 1930-х годах подразделение GM Electro-Motive начало производство многих популярных дизель-электрических локомотивов (тепловозов) и дизельных двигателей, которые приводили их в движение, для железных дорог Америки. Фактически, General Motors в значительной степени поддерживала дизельную революцию, которая навсегда изменила железнодорожную отрасль. Вот как.
До появления автомобилей и обширной сети автомагистралей железные дороги соединяли города и поселки, а маршруты, по которым они проходили, помогли сформировать индустриальные страны. По мере развития железнодорожной системы она играла жизненно важную роль в перевозке пассажиров и грузов в новые пункты назначения. Завершение строительства трансконтинентальной железной дороги США в 1869 году соединило Восток и Запад, сделав возможным передвижение по пересеченной местности. Можно заметить, проезжая по современным автомагистралям, что большие и малые города обычно расположены на расстоянии от 100 до 150 км друг от друга. Это расстояние не случайно – именно столько километров мог пройти паровоз, прежде чем ему нужно было пополнить тендер водой. Железные дороги организовывали “водозаправочные станции”, и часто рядом возникали поселения, поскольку пополнение локомотивов давало время для погрузки и разгрузки грузов и оборота пассажиров. Когда строились автомагистрали, они часто проходили параллельно железным дорогам, и многие из некогда придорожных городов и поселков сохранились и по сей день. Некоторые даже превратились в крупные мегаполисы.
Первые паровозы превратились в огромные инженерные чудеса, но принцип работы остался в основном тем же, что и у парового двигателя, разработанного Джеймсом Уаттом в 1776 году. Энергия пара была довольно эффективной, но паровозы были дорогостоящими в эксплуатации и обслуживании. Они потребляли большие объемы воды и угля, а частые остановки для пополнения запасов увеличивали время в пути для пассажиров. Для увеличения срока службы локомотивов, как высокомеханических машин, необходимо было соблюдать строгие графики технического обслуживания. Вдоль маршрута были стратегически расположены склады и цеха, где армия обученных рабочих выполняла регулярное техническое обслуживание и ремонт 24 часа в сутки.
Автопроизводители обнаружили, что бензиновые двигатели внутреннего сгорания являются наиболее гибким и успешным видом двигателя для автомобильной промышленности. Железные дороги начали рассматривать двигатели внутреннего сгорания в качестве экономичной альтернативы паровой тяге при перевозке пассажиров по более коротким маршрутам. Компания McKeen Motor Car Company из Омахи, штат Небраска, построила первый железнодорожный автомобиль с бензиновым двигателем мощностью 100 л.с. в 1905 году. За ними последовало несколько других, но, хотя они были достаточно успешными для работы на жд ветках, механическая трансмиссия не могла перевозить тяжелые грузы.
Гарольд Гамильтон был кочегаром на паровозах, прежде чем возглавить компанию по производству грузовых автомобилей. Он понимал проблемы эксплуатации и обслуживания паровозов, а также преимущества, которыми обладают двигатели внутреннего сгорания. Во время Первой мировой войны правительство обратилось к Гамильтону с просьбой оснастить его грузовики колесами с фланцами для использования на железной дороге. Усилия оказались достаточно успешными. После окончания войны в августе 1922 года он основал компанию Electro-Motive в Кливленде, штат Огайо, для разработки железнодорожного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания
Electro-Motive выпустила свой первый “железнодорожный автомобиль” в 1924 году. Winton Engine Company, также из Кливленда, поставила бензиновый двигатель – шестицилиндровый мощностью 175 л.с., в качестве основного двигателя. Они приводили в действие силовую установку General Electric, которая состояла из генератора, который подавал ток на тяговые электродвигатели, подключенные к колесам. В то время как бензиново-электрические железнодорожные агрегаты пользовались успехом, железные дороги требовали от Electro-Motive еще большей грузоподъемности и скорости. В конечном итоге Winton выпустил восьмицилиндровый двигатель мощностью 400 л.с., но этого было недостаточно – для достижения большей мощности требовался больший рабочий объем, но сам размер и вес такого двигателя были неразумными для кузова подвижной единицы стандартного размера.
В дополнение к бензиновым двигателям, которые Winton Engine Company продала Electro-Motive в 1920-х годах, она производила собственные дизельные двигатели для стационарных и морских применений. Компания Winton запустила программу по разработке компактного четырехтактного дизельного двигателя для локомотивов . Вице-президент исследовательской лаборатории General Motors Чарльз Кеттеринг также считал, что существующая на тот момент конструкция дизельных двигателей может быть значительно улучшена. Он посовещался с Уинтоном и в 1928 году поручил своей исследовательской группе разработать двухтактный дизельный двигатель. Несмотря на то, что компания Electro-Motive является крупнейшим заказчиком Winton, общий спрос на ее двигатели внутреннего сгорания был настолько велик, что это привело к увеличению производственных мощностей Winton. Компания не могла финансово нести расходы на расширение производства, продолжая разработку своего четырехтактного дизельного двигателя. Winton Engine Company была предложена для покупки, и General Motors приобрела ее в июне 1930 года, переименовав в Winton Engine Division. Затем, в декабре 1930 года, корпорация приобрела компанию Electro-Motive, в конечном итоге переименовав ее в подразделение Electro-Motive в 1942 году.
В начале 1930-х годов General Motors протестировала несколько новых конструкций дизельных двигателей. Одним из успешных результатов стала серия Winton 201, двухтактные восьмицилиндровые двигатели, которые выдавали 600 л.с. при 720 оборотах в минуту. Берлингтонская железная дорога выбрала модифицированный Winton 201A для своего пассажирского тепловоза обтекаемой формы из нержавеющей стали, построенного для демонстрации преимуществ легкой конструкции и дизель-электрической тяги. 26 мая 1934 года Zephyr совершил рекламный рейс от заката до рассвета из Денвера в Чикаго, преодолев 1000-мильный путь чуть более чем за 13 часов со средней скоростью почти 125 км/ч, а максимальная скорость превысила 180 км/ч! Рекордный пробег, который занял 26 часов на паровой тяге, прочно укрепил будущее дизель—электрических локомотивов в железнодорожной отрасли.
С наступлением дизель-электрической эры в железнодорожной отрасли General Motors разработала собственную линейку локомотивов. Строительство совершенно нового завода по сборке тепловозов в Лагранже, штат Иллинойс, началось в 1935 году. 20 мая 1936 года для железной дороги Санта-Фе был выпущен 100-тонный локомотив Winton 201A. Примерно в это же время другие производители локомотивов, такие как American Locomotive Company (или ALCO), Baldwin Locomotive Works и, в конечном счете, General Electric, начали разрабатывать и / или производить собственные дизель-электрические локомотивы.
По мере накопления рабочего времени стали очевидны эксплуатационные проблемы с Winton 201A. Используя знания, полученные в рамках программы 201, General Motors приступила к разработке совершенно нового двухтактного дизельного двигателя. Серия 567 отличалась V—образным дизайном с углом наклона блока цилиндров 45 градусов для более компактной упаковки, чем рядный Winton 201A. Его модульная конструкция позволила использовать варианты V-6, V-8, V-12 и V-16 мощностью от 600 до 1350 л.с., что повысило универсальность для широкого спектра применений. Новый двигатель серии 567, а также электрогенераторы и тяговые двигатели, разработанные в дополнение к нему, были произведены на заводе LaGrange.
Имея современную дизель-электрическую силовую установку, Electro-Motive намеревалась создать единый дизель-электрический локомотив, способный перевозить как тяжелые грузы, так и высокоскоростные пассажирские поезда. Новый тепловоз F, оснащенный одним дизельным двигателем V16 серии 567 (буква “F” означает 1400 л.с., округленная с 1350 л.с.), дебютировал в 1938 году. Они были изящными, привлекательными и функциональными. В рамках рекламной кампании, призванной продемонстрировать свои возможности, Electro-Motive предоставила нескольким железным дорогам комплект F-образных агрегатов для пробных испытаний в различных условиях, пройдя в процессе 84 000 миль.
По сравнению с паровозами дизель-электрический локомотив сократил расходы на эксплуатацию и техническое обслуживание до 50 процентов, он работает равномерно и надежно в любых погодных условиях, сокращает время в пути, работает более чисто и тихо, и может быть соединен для увеличения общей мощности, но требует только одной рабочей бригады. Дизелизация была в самом разгаре, и подразделение Electro-Motive стало катализатором перемен.
Железные дороги начали заказывать тепловозы F от Electro-Motive. К 1940 году сборочный завод LaGrange производил около одного нового локомотива в день. Electro-Motive продолжала разрабатывать дизель-электрические машины для различных применений, в том числе для более крупных грузовых и пассажирских локомотивов большой грузоподъемности. Дизельный двигатель серии 567 эволюционировал в более крупные и мощные версии. В современную эпоху Electro-Motive производила дизельные двигатели с рабочей мощностью до 710 л.с. на цилиндр, в конфигурациях до V-20 и мощностью более 6000 л.с.
General Motors и ее подразделение Electro-Motive оставались лидером железнодорожной отрасли до апреля 2005 года. Столкнувшись с жесткой конкуренцией со стороны других производителей локомотивов, а также с тяжелыми экономическими временами, GM продала Electro-Motive инвестиционной группе. За 75 лет, что General Motors производила дизель-электрические локомотивы, она оставила наследие, произведя революцию в дизелестроении в частности и железнодорожном транспорте в целом. Ее продукция была лицом железнодорожного транспорта для поколений американцев и, вероятно, останется им для будущих поколений.
