LOKOMOTİF

a. (fr. locomotive).
1. Demiryolu üzerinde bir araba ya da vagon katarını çekmede kullanılan, tekerlekler üzerine monte edilmiş, buharla, elektrikle ısıl ya da sıkıştırılmış havalı motorla vb. çalışan makina (Bk. ansıkl. böl.)
2. Bir işte birlikte çalıştığı kimseleri harekete ga çiren, onların başarıya ulaşmasında etkili olan kimse: Takımın lokomotifi olan bir futbolcu.

—ANSİKL.

Buharlı lokomotif.

Buharlı bir lokomotifte üç ana bölüm bulunur: basınçlı buharın oluştuğu kazan; mekanizma ya da asıl buhar makinesi; taşıt (şasi ve tekerlekler).
1. Kazan üç bölümden oluşur: ateş kutusuyla sınırlı olan ve çoğu kez sonunda bir yanma odası bulunan ocak; içinden gazlar geçen ve bazı borularının içine kızdırıcı elemanlar yerleştirilmiş bir boru demetiyle bir arada bulunan silindirsel gövde; silindirlerden gelen genişlemiş buharın gazların emilmesini ve baca çekişini sağladığı bir egzosla donatılmış duman kutusu.
Kazanda, bir buhar deposu ile güvenlik aygıtları (supaplar, düdük, ocak tavanında eriyebilen kurşunlu sigortalar, vb.) bulunur. Yakıt olarak parça ya da toz halinde taşkömürü, linyit kömürü, fuel-oil vb kullanılır. Lokomotiflerde buhar kazanlan- rtın sınır buhar basıncı sürekli artarak
2. Lokomotif mekanizması, deneme amacıyla yapılan birkaç türbinli lokomotif dışında, daima pistonlu bir makineden oluşur. Her yanda birer tane olmak üzere, en az iki silindirden yararlanılır; bu silindirler ölü noktaları önlemek için dik açı yapacak biçimde kamalanmış biyeller ve manivelalarla aynı dingili kavrar. Dağıtım, düz ya da silindirsel çekmecelerle ya da supaplarla yapılır; bunlara seyir yönünü tersine çevirmeye ve genleşme derecesini değiştirmeye olanak veren bir kızak yolundan ya da benzer bir düzenekten (Walschaert, Baker vb. dağıtımları) oluşan çeşitli mekanizmalarla kumanda edilir.
3. Taşıt, temel olarak şasi, süspansiyon ve dingillerden oluşur. Şasi genellikle, iyi takviye edilmiş ve süspansiyon yaylarıyla dingil yatak kutulan üzerine oturan iki boylamadan meydana gelir. Yaylar, ağırlığı çeşitli dingiller arasında uygun şekilde dağıtmak amacıyla dengeleyicilerle eşleşti- rilebilir Bu mekanizmalar almaşık hareketlerden kaynaklanan dinamik kuvvetleri azaltmak için dengelenmiştir.

Tekerlekler dingillere kamalanmıştır. Devindirici dingiller grubu rijit dingil aralığını oluşturur ve maksimum cer gücüyle orantılı olan aderans ağırlığını taşır. Taşıyıcı dingiller, bojilerin ya da hissellerin aralığıyla yön değiştirebilirler. Her lokomotifin tipi bir sayı ile belirtilir; bu sayının rakamları soldan başlayarak sırasıyla taşıyıcı ön dingil sayısını, eşlenmiş devindirici dingillerin sayısını, taşıyıcı arka dingillerin sayısını gösterir (İngiliz işaretlemesinde dingil sayısı yerine tekerlek sayısı kullanılır: 1 dingil = 2 tekerlek). Örneğin, 241 tipi lokomotifi (“Mountain"), önde iki dingilli bir boji, eşlenmiş dört dingil ve arkada bir bissel ile ayırt edilir (İngiltere'de aynı tip lokomotif 482 sayısı ile belirtilir).

Türkiye'de buharlı lokomotiflerin numa- ralandırılmasında alman demiryolları sistemi örnek alınmıştır. Anahat lokomotifleri 5 rakamlıdır; soldan sağa doğru ilk rakam eşlenmiş dingil sayısını, ikinci rakam toplam tekerlek sayısını, son üç rakam ise lokomotifin sıra numarasını gösterir Örneğin 46025 tipi bir lokomotifte 4 rakamı eşlenmiş dingil sayısını, 6 rakamı ise ikisi kılavuz, toplam 6 dingil olduğunu gösterir, tenderli lokomotifler ise 4 rakamlıdır; soldan sağa ilk iki rakam yine dingilleri, son iki rakam ise lokomotifin sıra numarasını gösterir.

Aderans ağırlığı, dingil başına düşen ağırlıktaki artış (Fransa’da 17 ile 20 ton, ABD'de 30 ton ve fazlası) ve bağlı dingil sayısıyla (6'ya kadar) orantılı olarak sürekli yükselmektedir.
Eşlenmiş dingil sayısı arttıkça taşıtın rijitliği de artar ve kurbalarda hareket kolaylığı azalır Bu sakıncayı ortadan kaldırmak için mafsallı lokomotifler (Mallet ve Garratt, vb. sistemleri) üzerinde araştırmalar yapıldı Manevra lokomotiflerinde dingillerin tümü eşlenmiştir. Bu lokomotifler ile banliyö trenlerini çekmekte kullanılan lokomotifler tenderli lokomotiflerdir.

Modern lokomotiflerde kızgın buhardan ve özellikle Avrupa'da, çift genişleşmeden (compound) yararlanılır.
Kömürle besleme, mekanik taşıyıcı'larla otomatikleştirilmiştir; bunlar yakıtın verimini yükselten geniş yüzeyli bir ızgaradan oluşan düzeneklerdir. Bununla birlikte, birçok ülkede, lokomotif yakıtı olarak ısıl gücü daha yüksek olan fuel-oil kullanılır. Günümüzde modern demiryollarının birçoğunda, buharlı lokomotifin yerini elektrikli ve Diesel motorlu lokomotifler almıştır. Bununla birlikte, petrol bakımından fakir, ancak ucuz kömür sağlayan bazı ülkelerde de hâlâ buharlı lokomotiflerden, daha sonra da Paris’te Mekarski tarafından uygulandı. Sıkıştırılmış havalı lokomotifler egzos olarak buhar ve yanma gazlan yerine temiz hava vermelerfhedeniyle günümüzde maden ocağı galerilerinde hâlâ kullanılmaktadır.

Elektrikli lokomotif.

Elektrikli lokomotif bir elektrik dağıtım ağının enerjisini kullanır; lokomotif, bu enerjiyi, havai besleme hatlarında, bir trolley ya da pantografla yanal iletken raylı (3. ray) hatlarda ise bir sürtünme yastığıyla alır. Elektrikli lokomotif bir ana kasadan oluşur; bu kasa ya rijit bir devindirici dingil takımı ve hisseller ile taşıyıcı bojiler üzerine ya da dingillerin yerleştirildiği devindirici bojiler üzerine oturur. Başlıca iki tür dingil ayırt edilir; taşıyıcı dingiller ile devindirici dingiller. Çoğunlukla yönlendirici dingiller olan taşıyıcı dingillerin görevi uygun doğrultma düzenekleriyle makineyi yol eksenine getirmek ve aynı konumda tutmaktır. Devindirici dingiller ise süspansiyon yaylarının çalışmasına olanak veren bir transmisyonla elektrik motorlarına bağlıdır. Modern lokomotiflerde tüm dingiller devindiricidir (dolayısıyla uçtaki devindirici dingiller aynı zamanda, yönlendirici dingillerdir). Eski lokomotiflerde ve günümüzde kullanılan düşük hızlı lokomotiflerde motorlar kısmen şasiye, kısmen de dingiller üzerine (burundan süspansiyon) oturur. Fakat, genel olarak, modern lokomotiflerde motorlar şasiye sıkıca tespit edilmiştir; bu durumda motorlar şasi gibi askıdadır ve transmisyon esnek düzeneklerle yapılır.

Elektrikli lokomotifler (ve Diesel lokomotifler) rakamlar ve büyük harflerle gösterilir. Her şasi için (ana kasa, boji, bissel ve truck) büyük harfin abecesel sırası devindirici dingil sayısını, rakamlar ise taşıyıcı dingil sayısını gösterir. Örneğin, BB tipi bir makine her birinde iki devindirici dingiliyle iki boji olan bir lokomotiftir. 2D2 tipi bir lokomotif ise dört devindirici dingiliyle rijit bir şasi ve her ucunda ikişer yönlendirici dingili bulunan iki bojili bir lokomotiftir. Dingil başına düşen ağırlık bazı lokomotiflerde 23 tona ulaşabilir. Bağlantı değişiklikleri (dirençlerin giderilmesi, kuplaj ve yön değişiklikleri, tekfazlı akımla çalışan lokomotiflerde kumanda levyesinin konum değişikliği) elektriksel ya da pnömatik yolla çalışan ve düşük gerilimli elektriksel maniplelerle uzaktan kumanda edilen kontaktörlerle sağlanır; bazı kontaktörler gruplaştırılır ve servomotorlu tek bir mekanizmayla çalıştırılır. Modern lokomotiflerde bu donanımlar için tristor'lardan yararlanılır.

Uzun inişlerde motorlar üreteç gibi çalışır ve böylece, tüketilen enerjinin bir bölümünü besleme hattına geri verir.
Hızın yükselişine bağlı olarak gücün artmasının yanı sıra (ağır yolcu trenlerinin 200 km/sa düzeyindeki hızlarla çekilebilmesi için 5 000 kW'tan yüksek güçler gerekir) elektrik ağları sınırlarında lokomotif değiştirme zorunluluğunu ortadan kaldıran, farklı gerilimlerde ve frekanslarda çalışabilen lokomotifler de yapılmaya başlanmıştır. ikiakımlı (1,5 kV doğru akım ve tekfazlı 25 kV, 50 Hz) lokomotiflerden sonra, bazı uluslararası bağlantıları sağlamak amacıyla üçakımlı (1,5 kV doğru akım, 3 kV doğru akım ve 25 kV, 50 Hz) ve dörtakımlı (yukarıdakilere ek olarak 15 kV, 16 2/3 Hz) lokomotifler yapıldı. Bu makinelerde, alternatif akım doğru akıma çevrilir ve motorlar daima doğru akımla beslenir. Günümüzde cıva buharlı çokanotlu doğrultucular ve hatta tekanotlu ignitron ve eksitronlar yerine kullanışlı, güvenilir, az yer kaplayan ve kolayca yerleştirilebilen kuru doğrultucular kullanılmadadır. Birçok lokomotifte basit doğrultucular (diyotlar) kullanılır ve voltaj ayarı transformatörün içinde bulunan bir alternatif akım kıyıcısıyla, hatta ilk hareket dirençleriyle yapılır.

Günümüzde kullanılan lokomotiflerde elektriksel cer motorlarına uygulanan gerilimi doğrultmak ve ayarlamak için tristor- lardan yararlanılır. Tekfazlı akımla çalışan lokomotiflerde, tristorlar bir hafiflik sağlar ve cer gücünü çabuk ve sürekli olarak değiştirmeye olanak verir. Doğru akımla çalışan lokomotiflerdeyse, doğru akım kıyıcısının bulunuşuyla birlikte cer devrelerinde yeni düzenlemelere gidilmiştir. Katener hatlarında kullanılan sabit gerilimli doğru akımı motora uygulanan değişken gerilimli doğru akıma dönüştüren doğru akım kıyıcısı, ağır trenlere ilk yol verilirken reostayı devre dışı bırakmaya ve sistemin verimini artırmaya olanak verir. Doğru akım BB 12000 lokomotifi kıyıcısının bulunuşuyla birlikte, her iki bes- (12001-12048 serisi) leme tipindeki cer devreleri şemalarındaki pransa 1954.1951 benzeşim sayesinde, çokakımlı makineler için yeni ufuklar açılmaktadır Kumanda ve kontrol düzenekleri günümüzde transistorlu devrelerden oluşur; bu düzenekler güvenirliği artıran, .tümüyle statik elemanlardan meydana gelir.
Elektrikli lokomotiflerdeki gelişmeler, tekmotorlu boji kullanımının yanı sıra gelişmiş yalıtkanların (silikonlar, fluorlu ürünler vb.) ısınmaya karşı dayanımındaki artma sonucu cer motorlarında kolayca elde edilen hafiflikle de ayırt edilir. Çeşitli servislerde (yolcu taşımacılığı, yuk taşımacılığı) kullanılan bazı lokomotiflerde ayrıca gücü devindirici tekerleklere iletmek için iki hız oranlı bir dişli çark düzeninden yararlanılır.

Diesel motorlu lokomotif.

Bu makinelerin üstünlüğü toplam verimlerinin yüksek oluşu, ani duruşlara ya da kalkışlara olanak vermesi ve bağımsız oluşudur. Dört zamanlı Diesel motorları, devindirici akışkan olarak egzos gazlarını kullanan bir aşırıbesleme türbiniyle (türbokörük) donatılmıştır. Motor ile dingiller arasında elektrikli, hidrolik ya da mekanik bir transmisyon bulunur. Elektrikli transmisyona göre düzenlenmiş makinelere “Diesel-elektrik'' adı verilir; Diesel motoru, ya bir doğru akım üretecini ya da çoğunlukla filtreleme- den sonra cer motorlarını doğru akımla besleyen bir alternatör-doğrultucu grubunu çalıştırır. Bir ayarlama sistemi sürekli olarak, soğurulan elektrik enerjisini Diesel motorunca sağlanan ısıl enerjiye göre ayarlar. Hidrolik transmisyonlu Diesel lokomotifler özellikle manevralarda kullanılır. Motor ile dingiller arasındaki bağlantı hidrolik kavramalarla ya da kuvvet çifti değiştiricileriyle sağlanır; bunlar bir kaderde iki milin hidrolik bağlantısını sağlayan tür- bomakinelerdir. Ayrıca pompalı transmisyonlar ve volümetrik motorlar da kullanılabilir. Mekanik transmisyonlu Diesel lokomotiflerde, motordan alınan hareket de vindirici dingile, otomobillerde olduğu gibi kavrama ve dişli kutularıyla aktarılır. De vindirici dingil diğer tekerleklere biyellerle bağlı olduğundan hareket tüm dingillere eşit biçimde aktarılır. Mekanik ve hidrolik transmisyonlar, hidromekanik transmisyonlar haline dönüşmektedir.

Avrupa'da kullanılmakta olan tüm Diesel lokomotifler elektrik transmisyonudur. Bunlar elektrikli lokomotiflerdeki gelişmelerden etkilenmektedir: üreteçlerin ya da alternatörlerin ve motorların hafifletilmesi, tekmotorlu bojiler. Diesel motorlarındaki kütlesel güç artışı, lokomotifte, treni ısıtmak için gerekli elektrik akımını üretmeye olanak vermektedir (buharla ısıtmanın ortadan kalkması).
Hafifliğine rağmen, hidrolik transmisyon, Fransa'da ve ABD'de fazla gelişmemiş, buna karşılık Ingiltere'de ve özellikle Almanya'da önemli ilerlemeler kaydetmiştir.
Türkiye'deki elektrikli ve Diesel lokomotiflerde numaralandırma, İlk iki rakam motor gücünü diğerleriyse sıra numarasını gösterecek biçimde düzenlenmiştir. Örneğin 24016, 2400 B.B.'lik bir lokomotiftir.

Gaz türbinli lokomotif

Uçak türbinlerinin türbotrenlerde kullanılmaya başlanmasıyla elde edilen şaşırtıcı sonuçlardan sonra, bu tekniği lokomotifler üzerinde uygulama deneyine devam edildi. Devindirici organ görevini burada, aynı mil üzerine yerleştirilmiş bir kompresör ile bir türbinden oluşan bir türbokompresör grubu görür; kompresör ile türbin, kompresörden çıkan dış havayla yanan bir yakıtın püskürtüldüğü bir yanma odasıyla birbirinden ayrılır. Gazların türbin kanatları arasında genişlemesi, kompresörü ve cer motorlarını besleyen bir elektrik üreticinin çalışmasını sağlar. Elde edilen verim (yaklaşık olarak % 20) buharlı lokomotiften yüksek, Diesel motorlu lokomotiften düşüktür. Bu makinelerde çeşitli yakıtlar (ağır yağlar, toz kömür) kullanılabilir.
Gaz türbinli lokomotiflerle yapılan ilk denemeler pek başarılı olamadı. Aynı şekilde, nükleer güçlü lokomotif projeleri de sonuçlandırılamadı.

Mekanik bakımdan, lokomotif kasalarının tasarımında, bütünün dayanımını artırmak için yan duvarlardan da yararlanma yoluna gidilmektedir. Bu duvarlar alt ve üst bölümlerinden traveslerle birleştirilmiş kafesli direklerden oluşur. Süspansiyon organlarında kauçuk kullanımı kasanın bojiler üzerindeki dayanakların düzenlenişini basitleştirmeye olanak vermiştir. Bu dayanaklar, istenilen yanal tepkiyi sağlayan esnek bloklardan yapılır.