機関車：列車を動かす動力車

主な構成要素と種類

多くの機関車は、動力源と、車輪へトルクを伝える変速装置または電気系統を組み合わせている。一般的な要素には、乗務員が操作する運転室、原動機または動力源、主電動機または駆動歯車、車体を支え案内する台車または輪軸が含まれる。代表的な分類は次のとおりである。

• 蒸気機関車 – 初期の方式で、ボイラーとピストンにより車輪を直接駆動する。
• ディーゼル・エレクトリック機関車 – ディーゼルエンジンで発電機を回し、電力で主電動機を駆動する。
• ディーゼル・ハイドロリック機関車 – ディーゼルの動力を液体式変速機を介して伝える。
• 電気機関車 – 架空電車線または第三軌条から電力を受ける。
• 蓄電池式・ハイブリッド式・実験的方式 – 低排出運転や架線のない区間での運転に向けた新たな選択肢である。

歴史と発展

機関車は19世紀の初期蒸気機関から発展し、20世紀には電気駆動やディーゼルを用いる形式が広まった。多くの地域で、幹線輸送では電化とディーゼル化が徐々に蒸気機関車に取って代わった。パワーエレクトロニクス、粘着制御、モジュール設計の進歩は効率と信頼性を高め、現代の貨物輸送および高速旅客輸送用の牽引車両を形づくっている。

用途、運用と区別

機関車は貨物列車の牽引、長距離旅客列車、操車場での入換に用いられる。設計では、持続的な牽引力、信頼性、整備性が重視される。動力分散方式の電車や動力車とは区別される。動力分散方式では複数の車両の床下などに主電動機を分散配置するため、列車に専用の機関車は存在しない。一方、動力車は固定編成の客車を押す、または引くために連結される場合がある。

主な事項

機関車の形式の選定は、路線の電化状況、列車重量、速度の条件、運行経済性によって決まる。現代の機関車には、回生ブレーキ、コンピューター制御、遠隔診断を備えるものが多い。鉄道システムについては、鉄道輸送も参照。