電気機関車について

質問

鉄道の電気機関車についての質問です。

電気機関車は先頭車両の動力源のみで後ろに連結された貨物貨車やブルートレインのような客車を引っ張ってますが、その力の大きさは膨大だと思うのですが、大体どれぐらいの力なんでしょうか？

例えば大人何人分で引っ張っる力なのか？あるいは蒸気機関車何台分なのか？

特に貨物列車に至っては、貨車1両につきコンテナ3個、最大24両連結して走っているのをよく見ます(全ての貨車にコンテナをちゃんと3つ載せてる事はないですが)

例えば目の前に重さ50kgの箱があったとします。持ち上げるのはしんどいのでひきずりますよね。台車があれば尚楽です。

貨物列車もいくら重たいとはいえ貨車には車輪がついていますが、それを考慮に入れてもやはり電気機関車の力は相当ではないかと思うんです。

また、いくら力が強いとはいえ機関車そのものが軽いと車輪が空回りしてしまうのでは？蒸気機関車はレールと車輪の摩擦抵抗を上げるために砂を撒いたりしますが電気機関車はそんな事しません。電気機関車の重量はどれくらいなんでしょうか？

一応物理のカテゴリー、鉄道のカテゴリー両方に投稿致しました。

回答No.6

akitasinoakira

そうですね、順番にお答えしましょう。
まず電気機関車の力についてですが、電気機関車（以後電機）の後ろには、１０００ｔの貨物が普通についています。
そのため、電機の力は相当強いです。しかし、空転をしにくいのは、重量がとても重いのと、SLに比べて力がほぼ一定だからです。
SLは、動輪の回転角度によって、発生する力にばらつきがあります。そのため、空転が多く、発車時に砂をまきます。
電機は、あまり空転しないので、砂はほとんどまきません。しかし、一応のためを考慮して、砂箱がついています。
重量は、青函トンネルを走るED79が一両６８ｔ、EF210は一両１００．８ｔあります。

これはED75-767の台車です。こんな感じです。

回答No.5

FEX2053

>牽引力は機関車の性能よりは、速度と勾配に左右される、という認識で宜しいでしょうか。

はい、そうです。列車のダイヤは「所定の重量をけん引した時の10パーミルでの均衡速度」で決まります。ですので、同じ機関車（たとえばEF65）を使った場合でも、600トンのブルートレインなどをけん引した時（70km/hを超える）と、1200トンの重量貨物をけん引した時（50km/h程度）とでは、同一区間（たとえば関ヶ原の上りこう配）でも所要時間が全然違うんですね。

先に書いた2400トンをD51単機でけん引していた北海道の石炭貨物の場合ですが、たぶん10パーミルでの均衡速度は、10km/h以下だったんじゃないかと思います。実際栗山の丘で待ってると、止まりそうな速度でしたから・・・。

回答No.4

FEX2053

一言だけ。けん引できる重量は、貨物列車の速度と勾配に依存します。

東海道本線では確か今、1300トン/コンテナ車26両が最大だったと思いますが、昔、夕張から小樽に石炭を運んでいた D51 は2400トンの石炭車をけん引してました。東海道は連続10パーミル勾配があったり、東海道線の電車に追いかけられたりして、最高速度やけん引量に制限があるのに対し、夕張からの線路は下り一方、旅客列車も少なく、貨物がゆっくり走っても支障が無かったためです。

同様なコトはEF210とEF66にも言えて、東海道線を走る分には双方ほぼ同じ性能なんですが、EF210は「30分定格」で「1時間定格」のEF66と速度を揃えているんですね。これは「東海道線の連続こう配区間が短く、フルパワーはせいぜい連続30分間出ればオッケー」と見切っているからです。

機関車のけん引力と言うのは、そう単純に測れるもんじゃないんですよ。

お礼

回答ありがとうございます。

牽引力は機関車の性能よりは、速度と勾配に左右される、という認識で宜しいでしょうか。なんとなくわかるような気がしますね。

わかりやすい説明ありがとうございました。

回答No.3

Ae610

機関車重量について・・・、
機関車の場合、空転を防ぐために出来うる限り線路との粘着力を稼ぎたいので、機関車重量は其の線路規格（等級）が許す最大の軸重に近づけるように設計されているようである。
例えば、東海道線などの甲線路規格では許容軸重は17tであるので、その軸重にに近づけるような軸重設計をする。
EF200のような6動軸機関車の場合、1軸当たり16.8tの軸重で設計されている
（なので6軸では16.8×6＝100.8t）。

一番軸重の大きな機関車としては、よくご存じのEF63(6動軸)で、軸重18tで設計（特甲線路）されている。（なので機関車重量は108t）

機関車重量によっては、入線出来ない線路区もある。

お礼

回答ありがとうございます。

重さで入線出来ない区間もあるんですね。また区間毎に重量制限も決まってるんですね。

機関車の重量って相当なものなんですね。セダンの普通車約70台分もあるなんて…

この質問を通じて鉄道知識をまた深められました。ありがとうございます。

回答No.2

ultraCS

国内最大のEF200で定格出力6000KW、馬力にして8500馬力くらいです。国産蒸機最大のD52/62が1600馬力程度ですから5両分ですね。ただし、EF200がフルパワーで走れる変電所の電気供給能力のある線区がないため、宝の持ち腐れになっており、これ以後登場した機関車は出力が押さえられています(常用出力はEH500金太郎で4000KW、EF210桃太郎で3400KW、EH200ブルーサンダーで4500KW)。

動軸重は15t、これは、蒸機の時代から大きく変わっては居ませんから、粘着力自体は昔と大差ありません。
ということで電気機関車にも砂箱は装備されていますが蒸機のように目立つ場所に砂箱があるのではなく、台車の端っこに装備されています。EH200でも砂箱付いていますから、まだセラミック粉などを使う装置にはなっていないようです。なお、最近の電気動力車は空転制御が進歩して再粘着特性が大きく改善されていますから、実際に砂を使う必要がある局面は滅多にないようです(急勾配区間の重量列車再引き出しくらい)。
蒸機時代のように圧縮引き出しを必要とすることもまずありません。

なお、牽引力は速度、勾配などによって買われますが、EF210だと、速度換算86Km/hで牽引力は1000t相当です。

お礼

回答ありがとうございます

大変参考になりました。ありがとうございます。馬力で表すとすごいですね。大型トラック10台以上のパワーがあるんですね。

一応電気機関車にも砂箱は搭載しているんですね。本来停止しない急勾配区間で緊急停止した際は流石に必要になるんでしょうね。

ありがとうございました。

回答No.1

nerimaok

マルチポストは禁止です
http://faq.okwave.jp/EokpControl?&site=guidePC&tid=1172620&event=FE0006

重量や出力は調べれば幾らでも出てきます。
/http://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%9B%BD%E9%89%84%E3%83%BBJR%E3%81%AE%E8%BB%8A%E4%B8%A1%E5%BD%A2%E5%BC%8F%E3%81%AE%E4%B8%80%E8%A6%A7#.E8.92.B8.E6.B0.97.E6.A9.9F.E9.96.A2.E8.BB.8A

蒸気機関車は重いと言ってもボイラーの中とかスカスカですから、比重は軽いので重量としては軽くなってしまいます。

お礼

回答ありがとうございます

ご指摘ありがとうございます。

まぁ物理の方で投稿できませんでしたけどね…

URLありがとうございます。大変参考になります。早速お気に入りに追加させて頂きました。