Voith turbo transmissions
टर्बो संचरण हाइड्रोडायनामिक, मल्टी-स्टेज ड्राइव असेंबली हैं जिन्हें आंतरिक दहन इंजनों का उपयोग करके रेल वाहनों के लिए डिज़ाइन किया गया है। पहला टर्बो-संचरण 1932 में जर्मनी के हेडेनहेम में वोइथ द्वारा विकसित किया गया था। तब से, टर्बो-संचरण में सुधार ने डीजल मोटरों में समान प्रगति की है और आज यह संयोजन दुनिया भर में एक प्रमुख भूमिका निभाता है, केवल विद्युत ड्राइव के उपयोग के बाद दूसरा। टर्बो संचरण एक हाइड्रोडायनामिक लिंक के रूप में कार्य करता है जो अंतिम रोटरी आउटपुट का उत्पादन करने से पहले एक टॉर्क-कनवर्टर और द्रव युग्मन के माध्यम से एक मोटर की यांत्रिक ऊर्जा को एक तरल पदार्थ की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करता है। यहाँ, तरल पदार्थ को उच्च प्रवाह दर और कम दबाव पर रोटर ब्लेड नहरों के माध्यम से संचालित किया जाता है। यह वह जगह है जहाँ टर्बो-संचरण समान जल-स्थिर संचरणों से भिन्न होते हैं, जो विस्थापन सिद्धांत के अनुसार कम प्रवाह दर और उच्च दबाव का उपयोग करके संचालित होते हैं। सिद्धांत टर्बो संचरण हाइड्रोडायनामिक, बहु-चरणीय ड्राइव असेंबली हैं जिनका प्रदर्शन द्रव गतिकी के फॉटिंगर सिद्धांत पर आधारित है। टॉर्क कन्वर्टर्स, फ्लूइड कपलिंग्स और वैकल्पिक हाइड्रोडायनामिक रिटार्डर्स इन असेंबलियों के प्रमुख घटक हैं, जो संचालित रेल वाहनों के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त हैं। 1932 के पहले टर्बो प्रसारण में अपेक्षाकृत सरल डिजाइन का उपयोग किया गया था। इसमें स्टार्ट-अप चरण के लिए एक एकल टॉर्क कनवर्टर और यात्रा चरण के लिए एक द्रव युग्मन शामिल था जो दोनों एक सामान्य शाफ्ट पर लगाए गए थे। इस टर्बो संचरण की एक प्रमुख विशेषता हाइड्रोडायनामिक परिपथ को भरना और खाली करना था, एक सिद्धांत जिसका उपयोग पहली बार फॉटिंगर समुद्री संचरण में किया गया था। इसने घर्षण रहित स्टार्ट-अप, निरंतर कर्षण के साथ घर्षण रहित गियर शिफ्टिंग, हाइड्रोडायनामिक सर्किट को खाली करने के माध्यम से फ्रीव्हीलिंग और द्रव युग्मन के अधिक कुशल संचालन के लाभ प्रदान किए। हालांकि फॉटिंगर के विपरीत, वोइथ ने पानी के बजाय अपने टर्बो-संचरण के हाइड्रोडायनामिक सर्किट में कम चिपचिपाहट वाले तेल का उपयोग किया। इसके अलावा, 1930 के दशक में कई अन्य सुधार किए गएः एक उच्च गति गियर, एक अधिक कॉम्पैक्ट आवास, विभिन्न मोटर प्रकारों के साथ अधिक संगतता, स्वचालन गियर शिफ्ट, साथ ही एक हीट एक्सचेंजर के माध्यम से शीतलन। 1960 के दशक में हाइड्रोडायनामिक रिटार्डर को तीसरे चरण के रूप में भी पेश किया गया था जो टॉर्क-कनवर्टर और द्रव युग्मन का पूरक था। इन सभी इंजीनियरिंग सुधारों का एक सामान्य लक्ष्य थाः इसकी स्थापना जटिलता या सिद्ध विश्वसनीयता से समझौता किए बिना संचरण के प्रदर्शन मूल्यांकन को लगातार बढ़ाना। रेलकारों के लिए दोहरे परिपथ संचरण 1969 में, छोटे टी 211 टर्बो-संचरण को जल-यांत्रिक बस संचरण के विकल्प के रूप में विकसित किया गया था, जिसे कम शक्ति सीमा में डीजल रेलकारों के लिए डिज़ाइन किया गया था। पहले टर्बो-संचरण के समान, टी 211 में एक जुड़े हुए कनवर्टर-युग्मन संयोजन का उपयोग किया गया था, लेकिन इसमें अधिक दक्षता के लिए एक उच्च गति गियर भी था। इसके अतिरिक्त, एक रिवर्सिंग गियर असेंबली को जोड़ा गया और यदि आवश्यक हो तो एक वैकल्पिक हाइड्रोडायनामिक रिटार्डर स्थापित किया जा सकता है। कनवर्टर में एक हाइड्रोडायनामिक सर्किट व्यास था, जबकि द्रव युग्मन का व्यास थोड़ा छोटा था। और अपने उच्च गति वाले गियर के कारण, मुख्य शाफ्ट 4,170 आरपीएम पर काफी अधिक चल सकता है। नतीजतन, टी 211 आर में आरक्षित शक्ति थी, जो इसके प्रबलित यांत्रिक घटकों (गियर, बीयरिंग और शाफ्ट) के साथ-साथ संचरण नियंत्रणों द्वारा परिलक्षित होती थी। हालांकि, उसी समय, कनवर्टर, कपलिंग और रिटार्डर का व्यास अपरिवर्तित रहा। हाइड्रोडायनामिक सर्किट के भीतर समग्र प्रवाह दर को उच्च शक्ति रेटिंग को समायोजित करने के लिए बढ़ाया गया था। पर, मुख्य शाफ्ट 5,000 आरपीएम से कम पर चलता था जिसके परिणामस्वरूप 74 मीटर/सेकंड की (खाली) कनवर्टर के लिए घूर्णन गति होती थी जब वाहन अपनी अधिकतम गति तक पहुंच जाता था। उच्च गति संचालन के दौरान कनवर्टर की पर्याप्त शीतलन सुनिश्चित करने के लिए, एक मजबूत हाइड्रोडायनामिक द्रव पंप स्थापित किया गया था, जो यात्रा चरण के दौरान हीट एक्सचेंजर के माध्यम से 3.5 एल/एस और ब्रेकिंग चरण में 9 एल/एस तेल की आपूर्ति करता था, जिसमें रिटार्डर रोटर भी एक अतिरिक्त परिसंचारी पंप के रूप में काम करता था। जब बाहर से देखा गया तो यह टी 211 आर संचरण अपने पूर्ववर्ती, टी 211 री 3 से अलग था, केवल एक अंतर्निहित इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई और एक बढ़े हुए वायु फ़िल्टर के माध्यम से थोड़ा सा। इसके अलावा 1978 में ट्रेनों के लिए एक नए प्रकार का हाइड्रोलिक गियरबॉक्स था, रेलकारों के लिए T320RZ + KB260 + HA ट्रिपल सर्किट ट्रांसमिशन 1995 में, ड्यूश बान (जर्मन रेलवे) द्वारा उपयोग की जाने वाली टिल्टिंग तकनीक के साथ उच्च गति वाली ट्रेनों के लिए एक पूरी तरह से नया संचरण डिजाइन, VT 611/612 विकसित किया गया था। इस नई संचरण अवधारणा में एक एकीकृत हाइड्रोडायनामिक टी 312 ब्री रिटार्डर के साथ एक कनवर्टर-कपलिंग-कपलिंग डिजाइन का उपयोग किया गया था और इसकी पावर रेटिंग 650 किलोवाट थी। संचरण की समग्र लंबाई को छोटा करने के लिए, उच्च गियर पर एक जुड़वां शाफ्ट निर्माण का उपयोग किया गया था, जो उलटने वाली इकाइयों में उपयोग किए जाने वाले डिजाइन के समान था। पारेषण में इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई भी बनाई गई थी। इसके अलावा, संचरण के उलटने वाले सिलेंडरों को हाइड्रोलिक रूप से संचालित किया गया था, जिससे बोर्ड पर संपीड़ित वायु आपूर्ति की आवश्यकता समाप्त हो गई। पाँच साल बाद, टी 212 ब्री संचरण को 460 किलोवाट की शक्ति रेटिंग के साथ विकसित किया गया था। यह संचरण डिजाइन में समान था, लेकिन अन्य बड़े संचरणों के विपरीत टी 212 ब्री को सीधे ड्राइव मोटर पर लगाया जा सकता था। यह एक महत्वपूर्ण लाभ था, क्योंकि इसके परिणामस्वरूप उच्च गति वाली ट्रेनों के लिए एक बहुत ही कॉम्पैक्ट मोटर-संचरण संयोजन हुआ जो 200 किमी/घंटा तक की गति से यात्रा कर सकती थी। टी212बीई में टी211आर के समान हाइड्रोडायनामिक सर्किट आयाम थे, लेकिन इसमें अपनी अधिकतम गति के केवल 50 प्रतिशत पर चलने वाली ट्रेनों के लिए अधिक युग्मन दक्षता का और लाभ था। हाई-स्पीड डीजल ट्रेनों के लिए यह महत्वपूर्ण था, क्योंकि इसने नाटकीय रूप से ईंधन की खपत में सुधार की अनुमति दी। इंजनों के लिए जुड़वां कनवर्टर संचरण 1999 में, एक नया जुड़वां कनवर्टर संचरण, एल 620 आरईयू2, उच्च प्रदर्शन, मुख्य-लाइन इंजनों के लिए विकसित किया गया था। नया एल 620 आरईयू2 एक स्टार्ट-अप कनवर्टर से लैस था, जिसका व्यास 525 मिमी था, साथ ही एक यात्रा-चरण कनवर्टर, जिसका व्यास 434 मिमी था। नए एल 620 आरई यू2 का डिजाइन अपने सफल पूर्ववर्ती, एल 520 आरजेडयू2 पर आधारित था, जिसकी शक्ति रेटिंग 1,400 किलोवाट थी। हालाँकि इस नए संचरण को 2,700 किलोवाट पर काफी अधिक आंका गया था और इसलिए इसके लगभग सभी घटकों को बड़ा करने के साथ-साथ प्रबलित भी करना पड़ा। संचरण के मानक संस्करण में, पुराने L 520 rzU2 में पाए जाने वाले निष्क्रिय चक्र का उपयोग करने के बजाय माध्यमिक शाफ्ट पर दो गियर लगाए गए थे। नतीजतन, ड्राइव शाफ्ट की उत्पादन गति को लोकोमोटिव की बिजली आवश्यकताओं के अनुरूप समायोजित किया जा सकता है। ड्राइव शाफ्ट के मुख्य असर को भी 550 मिमी तक बढ़ाया गया था। सामान्य तौर पर, यह नया उच्च-प्रदर्शन संचरण स्पष्ट रूप से हाइड्रोडायनामिक कपलिंग की विशाल क्षमता को दर्शाता है। केवल 2.06kg/kW के वजन-से-शक्ति अनुपात के साथ, नए एल 620 आरईयू2 ने लोकोमोटिव प्रसारण के लिए एक रिकॉर्ड बनाया। तुलनात्मक रूप से, इसी तरह के एल 520 आरजेडयू2 संचरण में 2.4kg/kW का वजन-से-शक्ति अनुपात कहीं अधिक था। इसके अलावा, एक नया डिज़ाइन किया गया हाइड्रोडायनामिक रिटार्डर, के. बी. 385, एक वैकल्पिक घटक के रूप में उपलब्ध था। कील में स्थित लोकोमोटिव निर्माता वॉस्लोह में, इन प्रसारणों को इसके जी1700 और जी2000 दोनों मुख्य-लाइन इंजनों में स्थापित किया गया था। अंत में, नवीनतम विकास एलएस 640 आरईयू2 संचरण है जिसका उपयोग पहली बार 3,600 किलोवाट वाले वोइथ मैक्सिमा लोकोमोटिव में किया जाएगा। एलएस 640 आरईयू2 एक तथाकथित विभाजित टर्बो-संचरण है जो एल 620 आरईयू2 से दो ड्राइव शाफ्ट का उपयोग छह एक्सल डीजल लोकोमोटिव के दोनों डिब्बों को बिजली देने के लिए करता है। टर्बो-संचरण के प्रदर्शन मानकों को निर्धारित करना रेल वाहनों की संचालन स्थितियां इसकी मोटरों और संचरण दोनों की बिजली आवश्यकताओं को निर्धारित करने में प्रमुख कारक हैं। इन परिचालन स्थितियों में शामिल हैंः डीजल लोकोमोटिव के लिए भार ढोना, डीजल रेल-कारों के लिए यात्री क्षमता, रेल लाइन की स्थलाकृति और जब वाहन यूरोप के बाहर संचालित होता है तो जलवायु की स्थिति। अपेक्षित संचालन स्थितियाँ वाहन की तकनीकी आवश्यकताओं का हिस्सा होती हैं और निम्नलिखित बिंदुओं को निर्धारित करती हैंः मल्टी कार ट्रेनों में सभी मोटर चालित पहियों के घर्षण प्रतिरोध को ध्यान में रखते हुए स्टार्ट-अप के दौरान अधिकतम गति त्वरण दरें महानगर क्षेत्रों में यातायात जाम से बचने के लिए पारगमन में त्वरण दरें जहां मुख्य रूप से इलेक्ट्रिक रेल-कारें भी संचालित होती हैं न्यूनतम गति जिसे लंबी दूरी पर बनाए रखा जा सकता है अपने किफायती संचालन के कारण उच्च गति और/या लंबे अवरोहण पर यात्रा करते समय गतिशील ब्रेकिंग आवश्यकताएं अधिकतम गति, वाहन का वजन, त्वरण दर और रेलवे ढलान सभी मोटर के प्रदर्शन विनिर्देशों को प्रभावित करते हैं। इसके अलावा, सहायक प्रणालियों की आवश्यकताओं पर भी विचार करने की आवश्यकता है, जैसे कि वातानुकूलन इकाइयाँ, मोटर शीतलन प्रणाली, ब्रेक कंप्रेसर और कुछ मामलों में प्रत्येक यात्री कार के वातानुकूलन और ताप प्रणाली को चलाने के लिए एक अलग बिजली आपूर्ति की आवश्यकता। यहां, इंजनों के लिए बड़े फ्रेम वी-मोटर से लेकर मोटर चालित रेलकारों के लिए फ्लैट 6-सिलेंडर उप-तल मोटर या यहां तक कि उपयोगिता वाहनों द्वारा अक्सर उपयोग किए जाने वाले कॉम्पैक्ट 12-सिलेंडर मोटर तक, डीजल मोटरों की एक श्रृंखला का चयन किया जा सकता है। अधिकांश आधुनिक मोटर चालित रेलकारों के लिए, पसंदीदा समाधान एक उप-तल पर लगे मोटर और संचरण संयोजन है। टॉर्क कनवर्टरों का उन्नत विकास टर्बो संचरण में, टॉर्क कनवर्टर स्पष्ट रूप से पूरे निर्माण का केंद्रबिंदु है और पिछले दशकों में इसके निरंतर सुधार मुख्य रूप से डीजल संचालित वाहनों की लगातार बढ़ती मांगों को पूरा करने के लिए जिम्मेदार रहे हैं। यहाँ, प्रत्येक सुधार का लक्ष्य अधिक दक्षता और बेहतर स्टार्ट-अप प्रदर्शन रहा है, स्टार्ट-अप कनवर्टर के आयामों के साथ-साथ पारगमन में यात्रा-चरण कनवर्टर की लगातार लोडिंग से समझौता किए बिना। कई अलग-अलग टॉर्क-कनवर्टर डिजाइनों में से, केंद्रापसारक-प्रवाह टरबाइन का उपयोग करने वाला एकल-चरण कनवर्टर सबसे अच्छा साबित हुआ है। इसका निर्माण अपेक्षाकृत सरल है और इसके टरबाइन की रेडियल स्थिरता के कारण कनवर्टर उच्च आरपीएम संचालन के लिए अच्छी तरह से अनुकूल है। 1970 के दशक में, बेहतर कर्षण विशेषताओं के साथ नए टॉर्क-कनवर्टर विकास के लिए धन्यवाद, (स्टार्ट-अप कर्षण के करीब) एक दो-कनवर्टर संचरण को पहले उपयोग किए गए तीन-कनवर्टर संचरण को बदलने के लिए डिज़ाइन किया गया था। और आज भी, टॉर्क-कन्वर्टर्स में अभी भी सुधार किया जा रहा है, हालाँकि वे एक उन्नत चरण में पहुँच गए हैं। आधुनिक कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी (सी. एफ. डी.) अब इंजीनियरों को एक घूर्णन टरबाइन चक्र के अंदर प्रवाह-पैटर्न पर विस्तृत जानकारी प्रदान कर सकती है। यहाँ, तेल से भरे सर्किट जिसमें टरबाइन घूमता है, को कम्प्यूटरीकृत ग्रिड के रूप में चित्रित किया गया है जो प्रत्येक ग्रिड चौराहे पर प्रवाह विशेषताओं को दर्शाता है। इनमें से प्रत्येक बिंदु के लिए, प्रवाह की मात्रा, गति और दबाव की गणना की जा सकती है। बाद में विश्लेषण चरण के दौरान, परिपथ के प्रवाह पैटर्न के एक त्रि-आयामी मॉडल को देखा जा सकता है और प्रवाह व्यवधानों की पहचान की जा सकती है जो परिवर्तक की दक्षता को कम करते हैं, जैसे किः टरबाइन चक्र के साथ किनारे, सतह की अशांति और गलत-निर्देशित द्रव-प्रवाह। इसके अलावा, इन प्रवाह व्यवधानों की कल्पना करने के अलावा इंजीनियर कनवर्टर दक्षता में परिणामी नुकसान की गणना करने के लिए सी. एफ. डी. का भी उपयोग कर सकते हैं। अंत में, एक कनवर्टर सर्किट के प्रवाह-पैटर्न में परिवर्तन और एक टॉर्क-कनवर्टर की दक्षता के बीच संबंध का उपयोग संभावित सुधार क्षेत्रों की पहचान करने के लिए किया जा सकता है। काफी हद तक, अनुमानित मान वास्तविक परिचालन मापों के साथ अच्छी तरह से मेल खाते हैं, हालांकि कुछ अंतर समय की बचत करने वाले सरलीकृत अनुकरणों के उपयोग के कारण होते हैं। फिर भी, सी. एफ. डी. मौजूदा परिवर्तकों के अनुकूलन के साथ-साथ कंप्यूटर के माध्यम से नए आभासी-परिवर्तक प्रकारों के विकास की अनुमति देता है। इसके बाद एक प्रोटोटाइप का निर्माण और वास्तविक प्रदर्शन परिणामों का सत्यापन विकास चरण को समाप्त करता है। साहित्य वॉइथ टर्बो-प्रसारण 1930-1985, खंड 1 लोकोमोटिव प्रसारण, वोल्फगैंग पेटज़ोल्ड, हेडेनहेम, 2002 वॉइथ टर्बो-प्रसारण 1930-1985, खंड 2 रेलकार प्रसारण, वोल्फगैंग पेटज़ोल्ड, हेडेनहेम, 2004 वॉइथ ड्राइव टेक्नोलॉजी, 100 इयर्स ऑफ द फॉटिंगर प्रिंसिपल, स्प्रिंगर-वेरलैग, बर्लिन 2005 वॉइथ प्रसारणों की सूची भी देखें वॉइथ मैक्सिमा बाहरी लिंक वॉइथ टर्बो ए पोस्ट विश्व डीजल सूची Dinet.biz वॉइथ गियरबॉक्स बसों के लिए वैकल्पिक स्पेयर पार्ट्स लोकोमोटिव पार्ट्स टॉर्क कन्वर्टर्स