糖鐵內燃/柴油機車頭是否有"有連桿"的車型

[長茂]

請教各位先進大德:
糖鐵的各式各樣內燃/柴油機車頭中,是否有俱備"連桿"的車型?

如果有的話,是否有圖片可看? 3Q !

像劉佳明老師的愛車"V15 "這樣的連桿----
viewtopic.php?t=12590&postdays=0&postorder=asc&start=15

[stt劉俊良]

1067mm大日立.斗南站附近.
中油1961年1號機
台糖日立製

[長茂]

感謝劉大哥的回覆!
因此小弟也找到一些資料:
http://www.citycat.hdud.idv.tw/diema.htm

不知劉大哥是否嘗試製作這些有連桿的機車頭?

這些機車頭有的無連桿如Diema,內燃機車有無連桿在機械原理上有何差別呢?

[stt劉俊良]

感謝劉大哥的回覆!
因此小弟也找到一些資料:
http://www.citycat.hdud.idv.tw/diema.htm

不知劉大哥是否嘗試製作這些有連桿的機車頭?

這些機車頭有的無連桿如Diema,內燃機車有無連桿在機械原理上有何差別呢?

目前DIEMA德馬的沒有連桿傳動.
HO或是HOn規格的比例能有目策.
找個時間請長茂眼科醫師醫療眼睛.謝謝
內燃機車有無連桿的機械原理.比較阿里山線的動力.
可能是上坡時.動力輪比較不會滑行.
台糖車的動力有連桿傳動.會不會能拖長多輛的甘蔗車?
可能要請專家解答 :D

[1005次自強號]

請教各位先進大德:
糖鐵的各式各樣內燃/柴油機車頭中,是否有俱備"連桿"的車型?
如果有的話,是否有圖片可看? 3Q !

提供一下小弟的圖片
大日立13號


連桿的部份


以上攝於橋頭糖廠

[KOMACHI]

感謝劉大哥的回覆!
因此小弟也找到一些資料:
http://www.citycat.hdud.idv.tw/diema.htm

不知劉大哥是否嘗試製作這些有連桿的機車頭?

這些機車頭有的無連桿如Diema,內燃機車有無連桿在機械原理上有何差別呢?

目前DIEMA德馬的沒有連桿傳動.
HO或是HOn規格的比例能有目策.
找個時間請長茂眼科醫師醫療眼睛.謝謝
內燃機車有無連桿的機械原理.比較阿里山線的動力.
可能是上坡時.動力輪比較不會滑行.
台糖車的動力有連桿傳動.會不會能拖長多輛的甘蔗車?
可能要請專家解答 :D

應該只是設計的問題
與空轉或滑走無關
阿里山機車DL25~43結構設計轉向架僅第二第三車軸有齒輪箱接傳動軸
為了使第一第四車軸也有動力才用外側連桿傳動
屬於比較早期的設計
最新式連控列車取消第一第四軸連桿傳動設計改成內部傳動所以沒有連桿了

同樣的狀況出現在同為二動軸的花東黃皮仔上
LDR2200第二轉向架是兩個動軸
第三軸有齒輪箱接傳動軸接引擎
第四軸用外側連桿傳動
但是LDR2300/2400則是內部傳動取消外部連桿傳動設計

[sebastia]

目前DIEMA德馬的沒有連桿傳動.
HO或是HOn規格的比例能有目策.
找個時間請長茂眼科醫師醫療眼睛.謝謝
內燃機車有無連桿的機械原理.比較阿里山線的動力.
可能是上坡時.動力輪比較不會滑行.
台糖車的動力有連桿傳動.會不會能拖長多輛的甘蔗車?
可能要請專家解答 :D

先說明小弟只是手癢不是專家(小弟學土木的不是機械)
喜歡動腦筋思考力學的問題但不確定觀察一定正確
連桿傳動與齒輪傳動基本上都是讓動輪同步轉動(這應該大家都知道了)
只是齒輪在輪軸上；連桿在輪盤上
力學上最大的差異在連桿力臂比齒輪長，也就是出力比齒輪小就能帶動輪子轉動
所以馬力較小的動力比較可能會用連桿傳動
那為什麼大馬力的動力不用連桿可以有更大的載重呢?
小弟是認為連桿有插銷釘在輪盤上
連桿帶動時對那根插銷會造成剪力作用，當大馬力要作用時就可能會很快達到剪力極限
高速蒸機可以跑時速100多公里耶? 力量跟速度沒什麼關聯，而是跟加速度，大馬力會提供較大的加速度
相較於設在輪軸的齒輪就沒有剪力的問題，瓶頸是在扭力，鋼鐵的扭力就不用擔心

這是小弟的看法，也希望有專家印證或指正

[KOMACHI]

力學上最大的差異在連桿力臂比齒輪長，也就是出力比齒輪小就能帶動輪子轉動
所以馬力較小的動力比較可能會用連桿傳動
那為什麼大馬力的動力不用連桿可以有更大的載重呢?
小弟是認為連桿有插銷釘在輪盤上
連桿帶動時對那根插銷會造成剪力作用，當大馬力要作用時就可能會很快達到剪力極限
高速蒸機可以跑時速100多公里耶? 力量跟速度沒什麼關聯，而是跟加速度，大馬力會提供較大的加速度
相較於設在輪軸的齒輪就沒有剪力的問題，瓶頸是在扭力，鋼鐵的扭力就不用擔心

這是小弟的看法，也希望有專家印證或指正

哈
快樂的物理討論時間又來了
sebastia兄我有一點疑問想請教一下
就是您說的連桿力臂比齒輪長這話從哪裡推斷的呢？
我沒想過力臂的問題覺得很特殊的觀點

但是動輪與傳動輪間的連桿力臂等長
所以嚴格來說動輪與傳動輪的傳動可以視為同半徑滑輪皮帶傳動
動輪與傳動輪間應該沒有任何的轉速差異存在呀
這樣跟齒輪箱傳動有何動力上的優勢呢？

附帶一提
LDR2200連桿動力轉向架的柴油客車是馬力220PS最高車速達70的大馬力車種

[sebastia]

力學上最大的差異在連桿力臂比齒輪長，也就是出力比齒輪小就能帶動輪子轉動
所以馬力較小的動力比較可能會用連桿傳動
那為什麼大馬力的動力不用連桿可以有更大的載重呢?
小弟是認為連桿有插銷釘在輪盤上
連桿帶動時對那根插銷會造成剪力作用，當大馬力要作用時就可能會很快達到剪力極限
高速蒸機可以跑時速100多公里耶? 力量跟速度沒什麼關聯，而是跟加速度，大馬力會提供較大的加速度
相較於設在輪軸的齒輪就沒有剪力的問題，瓶頸是在扭力，鋼鐵的扭力就不用擔心

哈
快樂的物理討論時間又來了
sebastia兄我有一點疑問想請教一下
就是您說的連桿力臂比齒輪長這話從哪裡推斷的呢？
我沒想過力臂的問題覺得很特殊的觀點

但是動輪與傳動輪間的連桿力臂等長
所以嚴格來說動輪與傳動輪的傳動可以視為同半徑滑輪皮帶傳動
動輪與傳動輪間應該沒有任何的轉速差異存在呀
這樣跟齒輪箱傳動有何動力上的優勢呢？

附帶一提
LDR2200連桿動力轉向架的柴油客車是馬力220PS最高車速達70的大馬力車種

看KOMACHI兄所提的疑問
顯然與小弟要說的不同
用張圖來說明小弟要闡釋的觀點

應該比較清楚小弟提到力臂的問題了吧
小弟要比較的連桿及齒輪傳動的差異(也就是劉大哥提的"有連桿傳動.會不會能拖長多輛的甘蔗車")
這張圖先不管動力來源及主動輪的關係
要帶動這顆輪子，用連桿的施力會比用靠近輪軸的齒輪傳動方式省力應該沒問題了
齒輪是不管齒輪箱如何設計，到最後算到帶動這對動輪的力量還是一樣
至於小弟所提馬力與速度並沒有絕對關連(雖然通常大馬力引擎也會有較大的極速)，而是關係到加速度
等速運轉時每對動輪都是慣性式的圓周運動，這時不論連桿或齒輪都沒有太大的力作用在其上
但加速度大時對連桿式傳動的插銷會造成很大的剪力，雖然連桿要推要拉都夠力，但是插銷可能會被剪力挫斷
劉大哥的問題--有連桿傳動.會不會較大的載重能力?
這部份小弟不是非常確定，但比較傾向認為沒有辦法
因為載重能力決定在動力，這些動輪都只是傳動系統而已，應該是考量鋼輪在鋼軌上的磨擦力有關而已

[KOMACHI]

看KOMACHI兄所提的疑問
顯然與小弟要說的不同
用張圖來說明小弟要闡釋的觀點

應該比較清楚小弟提到力臂的問題了吧
小弟要比較的連桿及齒輪傳動的差異(也就是劉大哥提的"有連桿傳動.會不會能拖長多輛的甘蔗車")
這張圖先不管動力來源及主動輪的關係
要帶動這顆輪子，用連桿的施力會比用靠近輪軸的齒輪傳動方式省力應該沒問題了

原來如此
這麼說用連桿的設計的確會比齒輪箱較容易傳動其他車輪 :D
不過從列車發展的趨勢看來
連桿傳動的設計漸漸的都被改成齒輪箱傳動說...
連桿或是齒輪箱的設計採納主要因素不知道是什麼咧...
不然就節能的觀點來說低速車輛應該全面性的連桿化才對
在台灣反而是早期車輛才有
真奇怪

[長茂]

感恩! 諸位回覆的車友!
在此上了一堂物理課!
連桿是否有助於減少因摩擦而損失的動能?另外!又如同KOMACHI大大說的,新的動力設計連桿好像漸漸被淘汰,不知什麼原因!

To 1005大大:
原來橋頭糖廠就有這玩意兒,近期找機會去朝聖一下.

[sebastia]

昨天提到了連桿與齒輪組的差異
不過只分析了"被"傳動輪的部份
單就這點看連桿似乎佔了優勢
不過連桿最大的問題恐怕就在連桿插銷的剪應力破壞，在加速度快的動力系統的風險很高，不挫斷也會很容易達到塑性變形
往復不同方向的連續作用是很容易讓材料疲乏
蒸氣引擎無疑一定要用連桿
因為是要將活塞的簡諧運動轉成主動輪的園周運動，這個轉換恐怕沒有連桿以外的系統可以取代
內燃機引擎也是活塞以連桿帶動傳動軸，再以皮帶或齒輪驅動傳動系統
但在火車裡鮮少直接用內燃機作為傳動系統的直接動力，多半都是柴電動力，也就是內燃機負責發電，真正的傳動動力是馬達
馬達動力不同於蒸機，動力來源就是以圓周運動的方式呈現，因此應用彈性也增加了很多
為什麼連桿被淘汰了?
除了小弟主觀的認為剪應力破壞條件很低的
連桿與插銷的相對運動是屬於滑動摩擦，也就是轉一圈就是磨損一圈
齒輪組的滑動摩擦就小得多，這是小弟認為連桿的缺點
當以電機馬達作為動力來源時，馬達軸承的園周運動可以利用齒輪組設計直接帶動同一組轉向架的所有動輪，這樣就不用分主動輪與動輪的差異
而且齒輪組可以設計換檔變速系統，應用彈性很大，這是高速列車的基本需求
對於動能的耗損，如果用主動輪帶動動輪，恐怕動能的消耗是最劇的，因為主動輪有來自動力來源的最大動力，帶動動輪是在分散主動輪上的能量
這個分散的過程一定會有損耗
而就現在的機車動力如Bo-B0，Co-Co配置是用多馬達聯動，別說不用連桿，連同轉向架上的動輪都不需要齒輪組傳動了

不過昨晚翻了手邊的"Great Book of TRAINS"瀏覽了大部分動力車規格資料
雖然馬力較小的動力系統用連桿居多，但也多有例外(1000hp以上的還是有看到連桿傳動設計)
至於連桿真正被淘汰的原因可能還得有專家解說吧

[KOMACHI]

蒸氣引擎無疑一定要用連桿
因為是要將活塞的簡諧運動轉成主動輪的園周運動，這個轉換恐怕沒有連桿以外的系統可以取代
內燃機引擎也是活塞以連桿帶動傳動軸，再以皮帶或齒輪驅動傳動系統
但在火車裡鮮少直接用內燃機作為傳動系統的直接動力，多半都是柴電動力，也就是內燃機負責發電，真正的傳動動力是馬達
馬達動力不同於蒸機，動力來源就是以圓周運動的方式呈現，因此應用彈性也增加了很多

對於動能的耗損，如果用主動輪帶動動輪，恐怕動能的消耗是最劇的，因為主動輪有來自動力來源的最大動力，帶動動輪是在分散主動輪上的能量
這個分散的過程一定會有損耗
而就現在的機車動力如Bo-B0，Co-Co配置是用多馬達聯動，別說不用連桿，連同轉向架上的動輪都不需要齒輪組傳動了

先補充一些資料
1.Shay式蒸氣機車是汽缸活塞運動直接接曲軸連傘型齒輪咬合車輪的
沒有連桿的存在(還有汽缸是簡協運動嗎？ :? 不甚清楚)

2.在火車世界裡內燃機當動力主要來源的很多，上百輛的柴油客車以及東線以前主力柴液機車即是引擎接變速機用傳動軸直接傳給動軸，在日本幾乎所有的柴油車頭都是柴液，柴電是美國流行的產品。能源轉換效率來說柴電高於柴液。阿里山機車頭都是柴液。

3.問題來了 :? sebastia兄你不是才說過連桿傳動最省力嗎？怎麼又提到說能量分散的問題呢？
據我所知東線窄軌時代的柴油列車都是高性能產物，LDH200可以達70KM/H商轉，是Bo-Bo四動軸雙引擎柴液機車(共915HP)，無連桿設計是用傳動軸接齒輪箱傳動。LDH100達60KM/H商轉，是Bo-Bo四動軸雙引擎柴液機車(共524HP)，但是第二、三軸用連桿驅動第一、四軸，這點與大大您先前的假設吻合。不過LDH100是花廠用柴油客車轉向架拼起來的，不能確定是因為技術不足無法製作齒輪箱驅動轉向架還是馬力小用連桿驅動較省力。

4.撇除電力機車以及柴油電力機車不談，其他柴液內燃機也都相繼去連桿化，柴液都必須要用傳動的方式傳達動力，連桿柴液機車大宗阿里山林鐵最新式車頭也取消了，這還是比較奇怪的地方。

[sebastia]

先補充一些資料
1.Shay式蒸氣機車是汽缸活塞運動直接接曲軸連傘型齒輪咬合車輪的
沒有連桿的存在(還有汽缸是簡協運動嗎？ :? 不甚清楚)

2.在火車世界裡內燃機當動力主要來源的很多，上百輛的柴油客車以及東線以前主力柴液機車即是引擎接變速機用傳動軸直接傳給動軸，在日本幾乎所有的柴油車頭都是柴液，柴電是美國流行的產品。能源轉換效率來說柴電高於柴液。阿里山機車頭都是柴液。

3.問題來了 :? sebastia兄你不是才說過連桿傳動最省力嗎？怎麼又提到說能量分散的問題呢？
據我所知東線窄軌時代的柴油列車都是高性能產物，LDH200可以達70KM/H商轉，是Bo-Bo四動軸雙引擎柴液機車(共915HP)，無連桿設計是用傳動軸接齒輪箱傳動。LDH100達60KM/H商轉，是Bo-Bo四動軸雙引擎柴液機車(共524HP)，但是第二、三軸用連桿驅動第一、四軸，這點與大大您先前的假設吻合。不過LDH100是花廠用柴油客車轉向架拼起來的，不能確定是因為技術不足無法製作齒輪箱驅動轉向架還是馬力小用連桿驅動較省力。

4.撇除電力機車以及柴油電力機車不談，其他柴液內燃機也都相繼去連桿化，柴液都必須要用傳動的方式傳達動力，連桿柴液機車大宗阿里山林鐵最新式車頭也取消了，這還是比較奇怪的地方。

謝謝KOMACHI兄的補充
1.很抱歉忘了還有shay這款直立式汽缸，寫得太果斷了
　汽缸裡的活塞算不算簡諧運動?小弟也不甚清楚，但在運動路徑來看是的
　或許汽缸的爆發推動活塞的力行為不算簡諧運動，不過主動輪的園周運動對活塞的作用力是簡諧運動沒錯
　只是這個簡諧運動的行程多了一個汽缸爆發的外力
2.柴液與柴電的市場分布感謝KOMICHA兄的資訊
3.所謂能量分散並沒有減弱動力來源提供的總能量，是將原本只有主動輪有動力分散到其他動輪，不管是連桿或齒輪組都是同樣的分散
　但是這個分散的過程一定會有能量耗損(譬如力量作用在連桿或齒輪材料上會有彈性變形就是損耗之一)，但不大，其實要忽略也可以
　至於是連桿還是齒輪組損耗較多就要看實際條件分析了，而這個能量耗損與省不省力並沒有關聯，昨天只是提到對單一動輪的分析而已
　分散配置對整個機車的行駛效益應該是提高的，主要是考量車輪與鋼軌間的相互作用
　分散可以多幾顆輪子在對鋼軌產生作用力，不分配下去的話其他輪子的轉動都是阻力來源之一
4.這些去連桿化的趨勢就真的要設計者才能解答了，小弟能想到的就是連桿的缺點可能是取捨的考量吧

很高興KOMACHI兄與小弟討論，受益良多

[KOMACHI]

3.所謂能量分散並沒有減弱動力來源提供的總能量，是將原本只有主動輪有動力分散到其他動輪，不管是連桿或齒輪組都是同樣的分散
　但是這個分散的過程一定會有能量耗損(譬如力量作用在連桿或齒輪材料上會有彈性變形就是損耗之一)，但不大，其實要忽略也可以
　至於是連桿還是齒輪組損耗較多就要看實際條件分析了，而這個能量耗損與省不省力並沒有關聯，昨天只是提到對單一動輪的分析而已
　

恩，我的疑問也是在此
就力臂的分析，連桿傳動在於能量的傳遞耗損應該會比力臂較小的齒輪箱來的有效率才對 :?
嗯嗯
有機會請教一下林鐵的人員看看好了 :D
討論愉快耶 :D