تاريخ الديزل ودوره في النقل البري

إن الديزل يمثل أحد أكثر الأجهزة تحولا في التاريخ الصناعي الحديث، فباستبدال البخار بالحرق الداخلي، أعاد تشكيل الاقتصاد الأساسي في نقل الشحن، مما مكّن من زيادة عدد الهشات، وزيادة عدد المحصول، ومستوى القدرة على التنبؤ بالعملية التي لا يمكن أن يحققها البخار، ومن أول عمليات مؤقتة في أوائل القرن العشرين إلى وحدات قوية مجهزة بالحاسوب تدور حول سلسلة الديزل عبر القارة.

Origins of Diesel Locomotives

وعلى الرغم من أن ولادة الديزل تعود إلى اختراع رودولف ديزل لمحرك المضغوط في التسعينات، فقد برهن ديزل على أن محركه يتحكم في كل شيء من المصانع الصغيرة إلى السفن، فإن تطبيقات السكك الحديدية تلتقط بسرعة خيال المهندسين، وقد افتقرت المحاولات الأولى لإنشاء محرك ديزل على السك الحديدية إلى عقبات تقنية:

A[ much more significant breakthrough came in Soviet Russia in 1924 with the E el-2, a 1,200-horsepower diesel-electric locomive designed by Yuri Lomonosov. This unit used a dieselselselel driven that fed electric traction motors, the same fundamental structure that dominates the industry today. Around the same time, General Electriceletric issues experimented with diesel-electric infrastructureers

التنمية والتبني

وقد شكلت الثلاثينات وتسعينات القرن الماضي تحول الديزل من التجربة إلى الأداة الرئيسية، حيث إن عدة قوى مصممة للتعجيل بالتبني، فأولا، اضطرت السكك الحديدية الكبرى إلى البحث عن أي وسيلة لخفض تكاليف التشغيل، ووزعت أعلى درجة من الكفاءة الحرارية في طاقم الديزل على نحو يفوق 30 في المائة، مقارنة بفواتير الوقود التي تتراوح بين 6 و8 في المائة، وثانيها أن محطات الديزل قد أزالت الهياكل الأساسية الهائلة للمياه.

وفي الولايات المتحدة، أصبح متظاهر شركة Electro-Motive Corporation (الصفر EMD) من طراز FT لعام 1939 الديزل للشحن، وشرعت في جولة أسطورية من خطوط السكك الحديدية الأمريكية بلغت 000 83 ميل، وسحبت القطارات في جميع الأحوال، وبرهنت على أن قوة الديزل يمكن أن تضاهي أداء مركبات الدفع المعاصر وتزيد على ذلك في الوقت الذي شهدت فيه الصيانة المتباطؤة.

التقدم التكنولوجي

الديزل - Electric Transmission and AC Traction

وقد أصبح تشكيلة الديزل - الكهربية المعيار العالمي لأنه حل مشكلة النقل بصورة واضحة، إذ أن مولدا أو مشعلا مزودا مباشرة بمحرك الديزل ينتجان الكهرباء، التي تنقل بعد ذلك بواسطة كابلات لتدفئة المحركات على المحك، وقد تهيمن على المولدات الكهربائية وأجهزة الدفع المتحركة التابعة لمبنى DC، غير أن التسعينات أحدثت تحولا في الموكب باستخدام نظم الوصل الكهربائي ذات المقياس AC.

توربوغرامينغ، بعد التكرار، وثورة المحرك

وقد تطور تصميم المحرك نفسه تطورا كبيرا، إذ كثيرا ما كانت الوجبات الغذائية المبكرة مطهرة أو تستخدم في عمليات سطو متواضعة، واتباع نهج واسع النطاق في الاضطرابات والعزلة، مما أدى إلى زيادة كثافة الطاقة وكفاءتها زيادة جذرية، حيث إن محركات الارتداد بالكهرباء تهيمن على أمريكا الشمالية منذ عقود، بينما تتجه الآن محركات الارتداد بالوقود من نوع جي وكاتربيار وقود متعدد الأطراف إلى زيادة في جميع أنحاء العالم.

المراقبة والتلفزيون المحوسب

وربما كان التقدم الأكثر عمقا هو إدماج نظم المراقبة القائمة على التجهيزات الدقيقة، حيث أن القاطرات الحديثة ترصد باستمرار مئات البارامترات - درجة الحرارة، وسرعة العجلات، وموقع المحركات المتحركة حاليا - لتعظيم تسليم الوقود، وتعديل ناتج الطاقة، ومنع حدوث زلزال في العجلات.

الديزل لوكولات وترجمة النقل البري

ولا يمكن المبالغة في المكاسب التشغيلية التي تحققت من جراء الطاقة الديزلية، لأن الديزل لا تتطلب التوقفات المتكررة للمياه ويمكن إعادة الإمداد بالوقود في دقائق، مما مكّن من إنشاء خطوط شحن طويلة السرعة، وخطوط شحن عالية السرعة كانت مستحيلة في السابق، كما أن القطارات المتقاطعة التي تحمل حاويات مجهزة بعجلات مزدوجة تغطي الآن بصورة روتينية مسافات تتجاوز 000 2 ميل، تربط موانئ الساحل الغربي بمراكز توزيع الأراضي.

وتتكون وحدات القطارات المخصصة من نقل سلعة واحدة - سمة مميزة للكفاءة التي تستخدمها الديزل - الفحم والحبوب وخامات الحديد والزيت والإيثانول في قطارات تزيد على 100 سيارة، توزعها قاطرات أو ثلاث وحدات ذات هرمونات عالية، وتدير حوض نهر بودر في ويومينغ وحده عشرات من وحدات الوجبات الثقيلة المحملة يوميا.

أما نماذج مجموعة العمل الحالية، مثل " واتيك " و " ES44AC " و " Progress Rail SD70ACe-T4 " ، فتتضمن جميع أوجه التقدم المذكورة أعلاه، ويمكن أن تنتج أكثر من 400 4 حصان بينما تلبي حدود الانبعاثات الصارمة، وتنشر في كل قارة باستثناء أنتاركتيكا، وما إذا كانت تسحب السيارات من محطة تجميع متوسطة غربية، أو المواد الكيميائية من مصفاة ساحل الخليج، أو السلع الاستهلاكية في حاوية.

مقارنة الديزل مع ستام وكهرباء

ومن أجل تقدير سبب وجود البخار المهجَّر على نحو شامل، فإن المقارنة المباشرة مفيدة، إذ يتطلب وجود عامل حريق واهتمام مستمر بمستوى مياه الغليان، وتغذية الفحم، وضغط البخار، ويتطلب ساعات من الإعداد كل صباح، والتنظيف المكثف في نهاية اليوم، والصيانة الدورية الثقيلة، ونادرا ما تتجاوز الكفاءة الحرارية 8 في المائة، ونسبة الديزل التي يمكن أن تبدأ في ضوء العرض الأساسي 45 في المائة.

ومن ناحية أخرى، فإن الديزل الذي يُستخدم في الكفاءة، والتسارع، والقدرة على التكفير، وينتج عن ذلك انبعاثات صفرية عند نقطة الاستخدام، حيث توجد البنية التحتية للكهرباء في سويسرا، اليابان، أو أجزاء من عمليات الديزل التي تعمل بشكل طبيعي على استخدام الديزل، مما يجعلها غير قابلة للتأثر اقتصادياً في أي مكان من خطوط الكهرباء المتوسطة.

التحديات البيئية والضغوط التنظيمية

وقد خضع الأثر البيئي للديزل لتدقيق متزايد، فالعادم الساكني يحتوي على أكسيد النيتروجين، وخامات الجسيمات، وثاني أكسيد الكربون، وقد استجابت وكالة حماية البيئة في الولايات المتحدة بنظام مترابط لمعايير الانبعاثات، حيث أن من صفر إلى 2 تطبيقاً على القاطرات الموجودة والجديدة في مراحل متعاقبة، ولكن تغيير الخطوة الحقيقية بلغ 80 في المائة من مستويات الحد الأقصى المسموح به في عام 2015.

ويفيد كل من الامتثال بأن إعادة تصميم هيكل المحرك بالجملة، وأن محركات سلسلة تطور الطاقة في وابتيك تستخدم إعادة تركيب الغازات العادمة (EGR) لتبريد الاحتراق وخفض مستوى النيتروجين، مقترنة بنظام الوقود المستخدم في خط الغليان المشترك، وأن نظام " سكة الحديد " (S-R) قد يُستخدم في الوقت نفسه نظاماً حافزاً انتقائياً يُدخِل سائل الديزل الديزل السائلة إلى مضاف إلى المقياس.

مستقبل الارتفاع الافتراضي: نحو بدائل أكثر نظافة

وقد تم بالفعل استكشاف طرق متعددة لتطهير الشحن دون التضحية بالمزايا التشغيلية للديزل، وقد تم بالفعل تقييم القاطرات ذات الترددات المتوسطة في منطقة البحيرات الكبرى من حيث النسيج إلى النشر التجريبي، وقد برهنت وحدة البطارية ذات الترددات العالية التي تعمل على الترددات المتوسطة والكهربائية في منطقة المحيط الهادئ على تحقيق وفورات في الوقود تزيد على ١٠ في المائة عندما يقترن بأجهزة التلقيح الديزلية.

وتوفر خلايا وقود الهيدروجين مساراً آخر قاهراً، وكانت مدينة كانساس الكندية في المحيط الهادئ تختبر محركاً كهربائياً مزوداً بالطاقة الهيدروجينية طوره فريقها الخاص، وتقوم شركة " Alstom " بتسليم قطارات الهيدروجين لاستخدام الركاب في أوروبا، مع وجود متغيرات في الشحن على لوحة الرسم.

وسيشكل الحكم الذاتي والدقة المقرران للسكك الحديدية، وإن لم تكن تكنولوجيات الدفع، كيفية استخدام السكك الحديدية، كما أن مراقبة القطارات المتقدمة وإدارة المذابح الآلية تؤدي بالفعل إلى الحد من استهلاك الوقود عن طريق تحسين ملامح السرعة إلى أقصى حد، وفي العقد القادم، فإن مواصلة صقل تكنولوجيا الاستشعار يمكن أن يسمح بتكملة محدودة أو حتى عملية غير محركة في ممرات الشحن الموزعة، مما يزيد من السلامة والكفاءة تدريجيا.

خاتمة

إن تاريخ الديزل القاطر هو قصة تكيف مستمر، وولدت من التجارب المبكرة لسوليزر ولمونسوف والكهرباء العامة، ونضجت خلال الثلاثينات إلى استبدال موثوق به ووفرت تكاليفه بالبخار، ثم تطورت من خلال التمزق، وارتطام حركة التكتل، ومراقبة المعالجات الدقيقة إلى آلات هائلة تخترق الصحراء، والجبال،