|
SJ Littera A2
SJ littera A2 var tre ånglok inom Statens Järnvägar (SJ) med axelföljden 2'C som användes för att dra snälltåg.[2] Loken var en ombyggnation av SJ littera A från år 1906,[2] ett snälltågslok med axelföljden 2'B1'.[3] Ombyggnationen utfördes 1930 av Motala Verkstad AB (MVAB).[4][2] A2-loken var konstruerade som tenderlok med innerliggande cylindrar och arbetade med överhettad ånga och enkel expansion. HistorikOKB bygger om A-lokIncitamentet till ombyggnationen var att Ostkustbanan (OKB), en privatjärnväg, hade köpt in fem A-lok från SJ.[5][6] För att kunna köra A-loken i högre hastighet än 50 km/h norr om Sundsvall var man tvungen att minska adhesionsvikten från 30,9 ton till 29,15 ton p.g.a. sämre spåröverbyggnad mellan Sundsvall och Härnösand.[6] Med den nya adhesionsvikten kunde A-loken köras i max 60 km/h vid denna sträcka.[6] OKB fick dock problem med A-loken då de ofta kom att slira vid igångsättning av tåg.[6] Man upptäckte även att loken kunde slira vid höga hastigheter utan att lokpersonalen alltid upptäckte detta.[6] En bidragande orsak till slirning i höga hastigheter var drivhjulens motvikter som gav upphov till en relativ höjning av centrifugalkraften i relation till den minskade adhesionsvikten.[7] Droppen kom vintern 1927 då ett tåg med A-lok som dragkraft inte kunde forcera en snödriva.[6] Loket slirade och blev stående på plats.[6] OKB bestämde sig för att bygga om A-loken till axelföljden 2'C där alltså den bakre löpaxeln ersattes med en drivaxel.[6] Resultatet blev ett lok med en ökad adhesionsvikt och där maskinkraften inte begränsades av adhesionen.[7] Det ombyggda loket kunde starta med fullt ångpådrag utan att börja slira och fick därmed en bättre acceleration i samband med start, vilket var gynnsamt då vissa av OKB:s hållplatser var olämpligt belägna norr om Sundsvall.[7] SJ bygger om A-lok till A2-lokSJ tog intryck av OKB och lät då bygga om tre av sina A-lok[b] på liknande sätt och dessa littererades A2.[8][9] Till skillnad från OKB lät SJ byta ut ångpannorna till så kallade BGb-pannor och kunde därmed öka ångtrycket till 13 kg/cm².[8][9] OKB:s ombyggda lok hade samma ångtryck som A-loken, 12 kg/cm². Det högre trycket gjorde att A2-loken kunde utveckla mer dragkraft och effekt jämfört med OKB:s ombyggda lok.[10] Då A2-loken hade större eldyta, vattenrum och ångrum än A-loken blev de mindre känsliga för hård körning och kunde bibehålla ångtrycket.[8] Jämförande testkörningarVid jämförande tester med SJ littera F visade A2-loken en startförmåga som var relativt lik F-lokens. A-loken var klart sämre än A2- och F-loken.[11] Provtåget bestod av 538 ton person- och godsvagnar.[11] A2-loken förbrukade 7% mindre kol än A-loken.[8] Under 80 km/h var A2-loken underlägsna SJ littera B, men över 80 km/h utvecklade A2-loken mer effekt än B-loken.[11] A2-loken var lämpliga att dra snälltåg med upp till 50 axlar och var i användbarhet nästan lika bra som F-loken.[11] BGb-pannorna byts utBGb-pannorna kom att behövas till andra ånglok under andra världskriget.[2] SJ lät därför byta ut BGb-pannorna på två A2-lok till dess ursprungliga pannor och ångtrycket sattes ner till 12 kg/cm².[2] Dessa lok blev SJ littera A3. Det sista A2-loket slopasDet återstående A2-loket, individnummer 1004, slopades år 1969 och skrotning skedde året därpå.[2] Innan avställning hade detta A2-lok gjort sin sista tjänstgöring på just Ostkustbanan, men under SJ:s regi.[2] Tekniska specifikationerUppgifterna hämtade från Normalspåriga ånglok vid Statens Järnvägar,[2] Statens Järnvägar 1906-1931[12] samt Illustrerad förteckning över Statens Järnvägars lokomotiv.[13]
Dragkraften har beräknats av Järnvägsstyrelsen[13][12] med förenklad formel för tvillinglok enligt Lokomotivlära, och speglar dragkraftsutvecklingen vid låga hastigheter.[14] För omräkning till SI-enheter (kN) har konventionsvärdet för tyngdaccelerationen använts, d.v.s. 9,80665 m/s².[15] Teknisk Tidskrift har i ett nummer angett något avvikande uppgifter på tubernas eldyta (132,9 m²), total eldyta (145,6 m²) och överhettningsytan (47 m²).[8] Indikerad effektTillämpar man beräkning enligt Lokomotivlära utvecklade A2-loket teoretiskt en indikerad effekt på 1148 ihk vid en normal rostansträngning och vid en gynnsammaste hastighet på 111,0 km/h.[16] Med normal rostansträngning menas en påeldning av 500 kg stenkol per kvadratmeter rostyta och timme, där stenkolets värmevärde är 7000 kcal/kg.[17] Vid denna rostansträngning och full belastning förbrukade A2-loket teoretiskt 1,3 ton kol och 7,8 m³ vatten per timme. Teoretiskt räckte då tenderns kolförråd i 4,6 timmar och vattenförrådet i 2,6 timmar. Den tillförda effekten blir 9,10 miljoner kcal per timme, vilket motsvarar 14390 hk. En hästkraft motsvarar 632,415 kcal/h.[18] Då A2-lokets största tillåtna hastighet var begränsad till 90 km/h blir den indikerade effekten något lägre där. Avrundat till tre siffors noggrannhet blir den 1120 ihk vid 90 km/h. Det är denna siffra som redovisas i faktarutan. Se tabellen Dragkrafter p.g.a. pannans ångbildningsförmåga nedan. Teoretiska dragkrafter vid olika hastigheterMed indikerad effekt avses den effekt som utvecklas i cylindrarna.[16] Med nyttig effekt och nyttig dragkraft avses den effekt och dragkraft som utvecklas vid drivhjulsperiferin.[16] Tabellerna är beräknade med kalkylprogram och full decimalutveckling, varför manuell kontrollberäkning av tabelldata kan ge små avvikelser. Dragkrafter p.g.a. maskinkraftenTabellen är beräknad enligt Lokomotivlära och gäller vid 75% cylinderfyllning.[19] Uppgifter om A2-lokets maximala cylinderfyllning saknas. Värden i kursiv stil kan ej utvecklas fullt ut då pannans ångbildningsförmåga är begränsande.
Dragkrafter p.g.a. pannans ångbildningsförmågaTabellen är beräknad enligt Lokomotivlära och gäller vid en normal rostansträngning.[20] Värden i kursiv stil kan ej utvecklas fullt ut då maskinkraften vid 75% cylinderfyllning är begränsande. Effektförhållande och maskineriets verkningsgrad är funktioner av hastighetsförhållandet och kan avläsas grafiskt i Lokomotivlära.[21]
Teoretisk dragkraftskurvaDragkraftskurvan är konstruerad med hjälp av data i tabellerna ovan. Vid låga hastigheter (<28 km/h) begränsas dragkraftsutvecklingen av maskinkraften (röd kurva). Vid höga hastigheter (>28 km/h) begränsas dragkraftsutvecklingen av pannans ångbildningsförmåga (svart kurva). Den röda kurvan är extrapolerad till 0 km/h med kvadratisk regression.
Vid det absoluta startögonblicket kunde A2-loket teoretiskt utveckla 7,6 tons dragkraft enligt diagrammet. För detta krävdes en friktionskoefficient på 0,16.[22] Den nominella dragkraften på 6,75 ton krävde en friktionskoefficient på endast 0,14 och kunde utvecklas upp till 23 km/h enligt diagrammet. Under mycket gynnsamma adhesionsförhållanden kan ånglok nå en friktionskoefficient på 0,25 utan att börja slira.[23] Lokomotivlära rekommenderade att inte räkna med friktionskoefficienter högre än 0,20 vid trafikplanering för ånglok i syfte att minska risken för slirning.[24] A2-loket kunde alltså starta med fullt ångpådrag utan större risk för slirning.[9] Teoretisk effektkurvaEffektkurvorna är konstruerade med hjälp av data i ovanstående tabeller. Vid drivhjulsperiferin var A2-loken som mest effektiva vid ca 100 km/h enligt diagrammet. Vid en tillförd effekt på 14390 hk (se rubriken "Indikerad effekt" ovan) blir den teoretiska verkningsgraden som bäst 8,0% vid cylindrarna och 6,7% vid drivhjulsperiferin. Generellt kan ånglok högst uppnå 9% verkningsgrad.[25]
Teoretiska cylinderfyllningarTabellen är beräknad enligt Lokomotivlära med hjälp av nyttiga dragkrafter och maskineriets verkningsgrader i ovanstående tabell.[26][27] Cylinderfyllningarna gäller vid en normal ansträngning.[28] Värden i kursiv stil markerar cylinderfyllningar som överstiger 75%.
Lokomotivlära rekommenderade att aldrig köra överhettade ånglok med cylinderfyllningar under 20%.[29] Ett betydande mottryck uppstår vid mycket låga cylinderfyllningar p.g.a. en lång kompressionsfas som ökar motståndsarbetet i maskinen.[30] Enligt tabellen kunde A2-loket framföras i 90 km/h vid en cylinderfyllning strax under 20%. Orientering kring litteraSJ:s litterabeteckningar var tidvis omständlig och förvirrande. Här är en orientering till beteckningar på lok associerade till A2-loken: De fem ombyggda A-loken från OKB överfördes till SJ i samband med förstatligandet år 1933.[5] Dessa lok blev SJ littera A3.[5] De två A2-lok som återfick sina ursprungliga pannor blev också SJ littera A3 år 1939-40.[5] År 1942 blev dessa sju A3-lok littererade som SJ littera A.[5] De ursprungliga A-loken med två drivaxlar hade slopats under slutet av 1930-talet och litterat var alltså ledigt.[3] OKB hade två andra ånglok med axelföljden 2'C, OKB littera H.[31] Dessa blev SJ littera OKa vid förstatligandet år 1933.[32] År 1942 blev dessa lok SJ littera A3.[32] Beroende på tidpunkt så refererar alltså A3-loken till två olika konstruktioner. Anmärkningar
ReferenserNoter
Källor
Information related to SJ Littera A2 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
