Total Tayangan Laman

Senin, 27 Januari 2014

PENGENALAN LOKOMOTIF UAP

LOKOMOTIF C53 - COMPOUND - MALLET DAN ARTICULATED

Terlepas dari semua catatan minornya, lokomotif Staatspoorwegen seri 1000 buatan pabrik 'Werkspoor' ini merupakan lokomotif yang unik dan bersejarah.  Kegagalannya justru bisa memberi pelajaran berharga pada kita
Lokomotif cepat 2-C-1 dengan mesin compound empat silinder

gambar dari : http://commons.wikimedia.org/wiki/File:COLLECTIE_TROPENMUSEUM_Een_exprestrein_met_een_2-C-1_viercylinder-compound_locomotief_met_oververhitter_en_voedingsvoorwarmer_en_een_tender_erachter_TMnr_10007618.jpg

 lokomotif C53 merupakan lokomotif citarasa Belanda yang lebih manis dari lokomotif  Deutsche Reichsbahn-Gesellschaft BR01
model miniatur Lokomotif DRG BR01 skala HO 1:87

 Sama-sama memiliki susunan roda 4-6-2, lokomotif C-53 memiliki kabin masinis yang cukup unik dengan bentuk mirip setrikaan jadul arang ayam jago

setrikaan jadul arang ayam jago, mirip kabin masinis C-53
 Kredit foto : http://2.bp.blogspot.com/_OZtRIOfqLmo/TRf1xpdqPkI/AAAAAAAAAOE/Bfehp62CFNQ/s1600/DSC00913.JPG

mari kita lihat bentuk kabin masinis C-53 dari dekat
Lokomotif seri 1000 C-53
Banyak penilaian miring terhadap lokomotif Staartspoorwegen C-53 ini seperti yang pernah saya tulis di http://aabandema.blogspot.com/2014/01/susunan-roda-lokomotif-uap.html   anda bisa meng klik nya untuk me-refresh kembali

di sana tertulis : Werkspoor sama sekali bukan nama terkenal dalam dunia pembuatan lokomotif uap. Pabrik inipun sebelumnya belum pernah berpengalaman dalam merancang lokomotif 4 silinder compound.

Lalu apakah sebenarnya lokomotif 4 silinder compound itu ?...
mari kita sejenak mempelajari dasar-dasar teknologi yang dipakai pada lokomotif uap, karena saya bukan seorang yang mempunyai kapasitas mengupas tentang mekanikal, maka di sini saya uraikan dasar-dasarnya saja, yang penting secara umum kita bisa mengerti apakah sebenarnya lokomotif 4 silinder compound, teknologi yang dipakai Werkspoor untuk ditanamkan pada lokomotif  'paradepaard'-nya Staatsspoorwegen yang digadang-gadang menegakkan panji-panji 4S (Staats Spoor Steeds Sneller) itu ?

TEKNOLOGI EKSPANSI COMPOUND PADA LOKOMOTIF



Sebuah mesin compound merupakan mesin yang memiliki lebih dari satu tahap untuk membalikkan energi dari fluida bertekanan, (yang didapat dari knalpot dari tahap pertama) diumpankan ke tahap kedua, dan kadang-kadang juga kemudian ke tahap berikutnya lagi. Pada dasarnya teknologi ini diciptakan sebagai sarana untuk membuat mesin uap menjadi lebih berdaya-guna (efisien).  Mesin compound dengan menggunakan beberapa tahapan juga telah digunakan pada mesin pembakaran internal dan mempunyai segment market yang cukup kontinyu.
Tahapan mesin compound bisa berbeda-beda atau teknologi serupa, misalnya:
  • Dalam ‘turbo compound engine’  gas buang dari silinder disemburkan melewati turbin, dengan dua tahap yang berbeda.
  • Dalam ‘compound steam locomotive’ uap dialirkan dari sebuah silinder atau beberapa silinder bertekanan tinggi ke silinder bertekanan lebih rendah atau dua tahap silinder, dengan tekanan yang sama.
  • Dalam mesin uap ‘triple expansion’ – di mana uap bertekanan tinggi dihembuskan melewati tiga tingkatan silinder berturut-turut sambil mengurangi tekanannya.  Teknologi tersebut umum dipakai untuk mesin-mesin kapal laut di zaman keemasan mesin uap.
Pada beberapa kelas lokomotif, ada yang memakai teknologi mesin dalam expansi sederhana maupun compound,  namun kebanyakan lokomotif compound dirubah menjadi lokomotif mesin biasa (simple) untuk menambah kekuatan tenaga, dengan mengorbankan efisiensi (seperti pada sebagian besar kelas X NZR – lokomotif di New Zealand ).  
Teknologi yang umum pada ‘compound engine’ adalah : uap bertekanan tinggi dikembangkan dalam satu atau dua piston bertekanan tinggi, setelah menghasilkan panas dan kehilangan tekanan, tekanan tersebut lalu dialirkan ke knalpot yang lebih besar volume nya yang dialiri piston ber tekanan rendah, (bisa atau dua, - atau bahkan lebih), sehingga memperpanjang siklus.  Singkat kata silinder bekerja secara "seri" kebalikan dari teknologi simple-expansion di mana silinder bekerja di "paralel", di mana tekanan uap dikembangkan hanya sekali dalam satu silinder.
 
lokomotif class 1003 Staatsspoorwegen; kredit foto : http://www.beneluxspoor.org/bnls/SS_1003_2_2.jpg
Tujuan akhir aplikasi teknologi compound engine pada lokomotif kereta adalah efisiensi penggunaan bahan bakar dan air, sekaligus perbandingan antara daya yang besar / berat lokomotif itu sendiri, karena suhu dan penurunan tekanan yang terjadi membuat siklus bahan bakar lebih panjang, yang akhirnya menghasilkan peningkatan efisiensi; keuntungan lainnya bahkan kualitas torsi bertambah, namun keausan di trek bisa dikurangi.  Dalam situasi tanjakan berat dan beban gandar rendah, teknologi lokomotif ber-compound engine sering dianggap sebagai solusi yang paling layak.


Apabila kita menengok jauh ke belakang, pembangunan jaringan kalung besi Batavia~Soerabaja ternyata telah dirintis sejak Kolonel Jhr Van Der Wijk pada 15 Agustus 1840 menyampaikan usulan kepada pemerintah Belanda.  Itu hanya 5 tahun setelah George dan Robert Stephenson, dua ilmuwan berkebangsaan Inggris perancang Lokomotif uap generasi pertama yang menandai dimulainya Epoch 0 di Jerman : Adler (1835) 
ADLER (1835) menandai dimulainya Epoch 0 dalam sejarah perkereta apian komersil di dunia

 dan jauh sebelum pemukulan paku emas 'LAST SPIKE' pada bantalan rel di Promontory Summit di Amerika Serikat (10 Mei 1869) yang menandai kehadiran kereta api lintas benua Amerika yang pertama (Overland Route) http://aabandema.blogspot.com/2014/01/sejarah-kereta-api-amerika-yuwes.html


Last Spike - Promontory Summit 10 Mei 1869
 Dari sini kita melihat bahwa obsesi Belanda membuat 'grandeur' di atas rel di tanah Jawa telah lama ada.

interior kelas VIP kereta tahun 1930-an, obsesi Belanda sejak lama (sumber : KITLV.nl)
 Tentunya Werkspoor tidak asal ngawur dalam merancang 'paradepaard'-nya Staatsspoorwegen, yang akan mengibarkan bendera 4S lebih tinggi di tanah jajahan.  (**4S = Staats Spoor Steeds Sneller- Kereta negara selalu lebih cepat !)

Para pakar perkereta apian telah cukup lama berdiskusi, mengadakan studi dan penelitian tentang kondisi geografis, sosial dan ekonomis di Oost-Indischë (baca : Indonesia) sehingga lahir ketetapan mengaplikasikan teknologi mesin compound pada lokomotif C-53 nya.  Di mana pada waktu itu


teknologi compound engine pada lokomotif kereta adalah efisiensi penggunaan bahan bakar dan air ditambah perbandingan antara daya yang besar / berat lokomotif itu sendiri, karena suhu dan penurunan tekanan yang terjadi membuat siklus bahan bakar lebih panjang.  Dalam situasi tanjakan berat dan beban gandar rendah, teknologi lokomotif ber-compound engine sering dianggap sebagai solusi yang paling layak.  Situasi yang sebenarnya sudah sangat sesuai menggambarkan kondisi di Indonesia yang akan dihadapi dalam perjalanan dari Batavia menuju Soerabaja, yang akan melintasi kejamnya tanjakan pegunungan dan iklim tropis yang panas.
Staatsspoorwegen telah sadar akan medan yang akan dijalani, tanjakan membelah bukit gunung



2 hari setelah musyawarah PPPKI di Solo, pada tanggal 29 Desember 1929 pukul 05:00 pagi di Yogyakarta, Bung Karno (Ir. Soekarno – presiden RI I) diciduk Komisaris Polisi Belanda dan esoknya 30 Desember 1929 dipindahkan ke Bandung, untuk dijebloskan ke Penjara Banceuy.  Pada tahun 1930 beliau dipindahkan ke Penjara Sukamiskin.
 
Bung Karno ABG ketika masih di HBS
Bung Karno bukan orang sembarangan, meskipun beliau dijebloskan ke penjara para maling ayam, bromocorah, garong, pemerkosa dan pembunuh, beliau dipenjara bukan lantaran mencabuli anak di bawah umur atau menilep uang koperasi, akan tetapi karena aktifitasnya di panggung politik dalam PNI yang mulai membuat gerah pemerintah Belanda pada saat itu.  
 Apalagi Bung Karno adalah intelektual jebolan Technische Hoogeschool te Bandoeng (sekarang ITB) di Bandung, yang waktu itu masih fresh graduate (karena baru tamat 3th-  tepatnya 1926) semangat idealisme-nya sangat menyalak-nyalak dan beliau memiliki hubungan pergaulan yang sangat luas baik di dalam negeri maupun untuk kalangan orang-orang Belanda.  Kiprah Bung Karno di panggung PNI yang sangat agitatif dan radikal inilah yang membuat Belanda menjadi gusar, dan akhirnya memenjarakan bung Karno.
 
de eendaagse express bij het station te Korja bij Tjilatjap Desember 1933
Pada periode tersebut, C-53, lokomotif 4 silinder compound buatan Werkspoor menjadi tulang punggung  untuk rangkaian KA Cepat Siang (Eendaagsche Express) relasi Batavia~Soerabaja.  Sebuah layanan unggulan transportasi kereta api di era Staatsspoorwegen yang sangat berkelas pada masanya.  Kredit foto : http://media-kitlv.nl/all-media/indeling/detail/form/advanced?q_searchfield=de+eendaagse+expres

Dan ternyata kereta api ini yang menjadi favorit Bung Karno pada masa-masa tersebut, terutama setelah beliau dibebaskan dari penjara Sukamiskin.  Dua tahun sesudahnya (1933), Bung Karno berpidato di depan konggres PARTINDO (disarikan dari berbagai sumber)

LOKOMOTIF 'ARTICULATED' dan LOKOMOTIF MALLET


Pada perkembangan transportasi dengan jasa kereta api, tuntutan kebutuhan semakin bertambah.  Orang semakin banyak mengandalkan moda transportasi tersebut, yang berakibat pada semakin bertambahnya beban yang hendak dihela sebuah lokomotif.
Seiring perkembangan peradaban dan teknologi, orang membuat lokomotif-lokomotif raksasa untuk mengantisipasi banyaknya beban yang akan ditanggung dan beratnya medan yang ditempuh.  Lokomotif-lokomotif raksasa tersebut tentunya akan semakin panjang dan melibatkan banyak sekali roda seperti lokomotif jenis 'Javanic' dari Hanomag (F1018)
 
lokomotif 'Javanic' F1018

Dengan bertambahnya beban, kelak akan diperlukan lokomotif dengan traksi yang lebih besar, roda yang lebih besar daripada lokomotif setipe F1018 di atas, yang tentu saja hal ini membuat lokomotif menjadi sukar untuk berbelok pada radius rel yang normal, (yang sebelumnya sudah terbangun).  Sumber foto adalah : http://www.aqpl43.dsl.pipex.com/MUSEUM/LOCOLOCO/12/javside1a.jpg
Oleh karenanya orang mulai berfikir bagaimana lokomotif yang berukuran 'jumbo' dapat melibas tikungan yang sudah ada (**tidak perlu khawatir dengan banyaknya roda yang 'mengunci' pada radius tertentu).  Sehingga dari konsep tersebut lahirlah LOKOMOTIF ARTICULATED - lokomotif pelibas tikungan sempit atau tikungan tajam, tanpa harus kehilangan keperkasaannya. 

 Lokomotif  'articulated' adalah lokomotif uap dengan satu atau lebih unit mesin yang dapat bergerak independen dari rangka utama. (**diterjemahkan dari articulated locomotives -having two or more sections connected by a flexible joint). Hal ini dilakukan supaya lokomotif-lokomotif berukuran panjang memungkinkan untuk melibas kurva yang tajam. Lokomotif 'articulated' umumnya digunakan pada jalur berbelok dengan radius kecil (tikungan tajam)- seperti pada logging , industri , atau kereta api gunung atau membuat lokomotif yang sangat besar mampu berjalan di jalur kereta api reguler dengan kelengkungan yang normal. 
diagram lokomotif ARTICULATED

dari gambar diagram di atas, terlihat bahwa keluarga lokomotif ARTICULATED (type Mallet, type Garrant dan type Meyer) memiliki dua kelompok bogie yang memungkinkan performa sebuah lokomotif menjadi lebih lincah dalam melibas tikungan, karena salah satu dari kelompok roda atau keduanya, bisa berbelok dalam masing-masing vektornya (bandingkan dengan lokomotif 'Javanic' F1018 di atas yang semua baris roda terhubung oleh satu lengan ayun)

Union Pacific Big Boy 4-8-8-4s dan Allegheny H-8 2 - 6-6-6 adalah beberapa lokomotif uap articulated terbesar yang pernah dibuat.   Ada beberapa skema yang berbeda untuk Lokomotif 'articulated' dari hasil pengujian selama bertahun-tahun.  Dari jumlah tersebut, lokomotif Mallet berteknologi ekspansi sederhana yang paling populer, diikuti oleh lokomotif jenis Garratt (kebanyakan dibuat di Inggris , kemudian menjadi beken di seluruh Eropa , Afrika dan koloni Eropa), dan berbagai jenis lokomotif uap bergerigi, yang sebagian besar digunakan dalam penebangan (logging), pertambangan dan industri.
Banyak orang salah kaprah mengatakan bahwa BIG BOY adalah keluarga lokomotif MALLET, dan sesungguhnya hal tersebut kurang tepat, karena sebuah lokomotif MALLET memiliki spesifikasi sendiri.  Sesungguhnya, Big Boy merupakan sebuah contoh yang unik 

model miniatur Big Boy 4-8-8-4 dari BLI
Big Boy berada dalam persimpangan antara keluarga besar lokomotif ARTICULATED dan lokomotif MALLET


LOKOMOTIF MALLET


Anatole Mallet (diucapkan " Malley " ), seorang pakar mesin berkebangsaan Swiss adalah pelopor pengembangan Lokomotif compound - compression pertama dengan sepasang penggerak articulated  di Perancis.  Penggerak roda depan adalah dua silinder ber-tekanan rendah.  Sementara penggerak belakang merupakan dua silinder tekanan tinggi.  Sebuah boiler yang kokoh menyatu pada penggerak belakang .

Lokomotif
‘Mallet’di Amerika Serikat mengikuti desain yang dibuat oleh Anatole Mallet oleh karena itu kemudian disebut lokomotif Mallet.  Jika menilik desain asli Anatole itu , lokomotif Mallet seharusnya menggunakan teknologi mesin compound, dimana uap bertekanan tinggi dikembangkan dalam satu atau dua piston bertekanan tinggi, setelah menghasilkan panas dan kehilangan tekanan, tekanan tersebut lalu dialirkan ke knalpot yang lebih besar volume nya yang dialiri piston ber tekanan rendah, (bisa atau dua, - atau bahkan lebih), sehingga memperpanjang siklus.  Singkat kata silinder bekerja secara "seri" kebalikan dari teknologi simple-expansion di mana silinder bekerja di "paralel", di mana tekanan uap dikembangkan hanya sekali dalam satu silinder.
Para pakar di Amerika Serikat kemudian bereksperimen berdasarkan konsep teknologi yang sama tetapi menggunakan empat silinder bertekanan tinggi . Ini masih merupakan keluarga lokomotif articulated,  tetapi sudah bukan "Mallets" aseli sebagaimana konsep Anatole, karena mereka menggunakan ekspansi sederhana bukan teknologi mesin compound.  Sayangnya , belum ada nama spesifik untuk desain ini, dan mereka terlanjur menyebutnya ' Mallets ' juga.

Banyak orang salah kaprah menggunakan istilah "Mallet" untuk menggambarkan setiap lokomotif  articulated.  Namun, sesungguhnya itu hanya lokomotif "articulated" untuk menggambarkan – lokomotif articulated ekspansi tunggal (sederhana bukan compound).  Bahkan seringkali orang salah kaprah menyebut lokomotif Big Boy atau Yellowstone sebagai salah satu jenis keluarga "Mallet".  Secara teknis, hal ini tidak benar.  Tidak semua lokomotif ‘articulated’ dapat menyandang predikat ‘Mallet’, karena syarat dan ketentuan berlaku, Anatole Mallet merancang teknologi itu (Mallet) dengan dua characteristings penting : pertama : lokomotif harus articulated, dan yang kedua : menggunakan teknologi expansi mesin compound
 
lokomotif BB1012 - lokomotif MALLET yang pernah jaya di Indonesia



Lokomotif uap BB10 yang dibeli oleh Staatsspoorwegen ini merupakan generasi pertama dari lokomotif tipe Mallet yang beroperasi di Indonesia.  Lokomotif ini didatangkan pada tahun 1899 – 1908 dan menggunakan bahan bakar residu.  Kredit foto : http://neothesdony.bluefameupload.com/img/6baee1e5faee6e240248d8bd3d842901/BB%201012.jpg
Lokomotif BB1012 mempunyai dua pasang silinder yang menyalurkan uap untuk menggerakan roda-roda penggerak.  Pada foto terlihat bahwa besar silinder di depan dan silinder yang di belakang tidak sama, 2 roda penggerak yang fix pada frame lokomotif dan berada di bagian belakang digerakkan oleh silinder uap yang bertekanan tinggi.  Selanjutnya uap dari silinder tekanan tinggi ini disalurkan ke silinder tekanan rendah yang juga menggerakkan 2 roda penggerak pada bogie yang berada di bagian depan.  INI merupakan prinsip konsep MALLET point kedua.  Posisi roda penggerak ini terpisah pada dua bagian yang berbeda. Bagian pertama bogie(depan), roda penggerak yang berada pada bogie tersendiri yang dapat bergerak ke kanan/kiri mengikuti jalur rel sedangkan bagian bogie kedua (belakang) roda-roda penggerak menyatu pada frame lokomotif.  Ini merupakan prinsip ARTICULATED sesuai konsep MALLET yang pertama. 


Untuk memperjelas lokomotif keluarga MALLET di Indonesia, saya ambil contoh lagi lokomotif yang lebih besar dari BB1012 di atas
 

Lokomotif CC50 memiliki susunan roda 2-6-6-0. Lokomotif ini memiliki silinder uap tekanan tinggi dan silinder tekanan rendah yang terpisah. 3 roda penggerak yang fix pada frame lokomotif dan berada di bagian belakang digerakkan oleh silinder uap yang bertekanan tinggi.  Selanjutnya uap dari silinder tekanan tinggi ini disalurkan ke silinder tekanan rendah yang juga menggerakkan 3 roda penggerak pada bogie yang berada di bagian depan. (prinsip konsep KEDUA Mallet) - Bogie ini dapat bergerak ke kanan/kiri terhadap frame lokomotif dan mengikuti jalur rel  (ini merupakan ARTICULATED – sesuai konsep MALLET yang pertama) - perhatikan sesuai diagram lokomotif ARTICULATED di atas pada jenis (type) : Mallet
 
Lokomotif Mallet CC5013

Lokomotif-lokomotif  Big Boy, Yellowstone, serta banyak lokomotif uap articulated lainnya , menggunakan ekspansi sederhana (seluruh silinder ber-tekanan tinggi), dan dengan demikian , menurut definisi istilah yang ketat, sudah bukan lagi ‘Mallet’ yang sesungguhnya.  Jika kita melihat gambar dari Big Boy, perhatikan bahwa silinder depan dan belakang mempunyai ukuran yang sama.  Karena mereka menggunakan tekanan tinggi semuanya. 

Lokomotif ARTICULATED terbesar di dunia yang pernah dibuat - BIG BOY isn't "mallet"
lokomotif Norfolk&Western class Y - ini baru Mallet yang aseli








Berbeda dengan lokomotif ‘articulated’ Norfolk&Western dari class Y menggunakan teknologi  mesin compound dan karena itu lokomotif tersebut benar-benar ‘Mallet’. Lihatlah gambar ini dari 2-8-8-2 . Perhatikan silinder yang jauh lebih besar (ber- tekanan rendah) di depan . Itu adalah petunjuk terbaik bahwa itu adalah ‘Mallet’ yang benar. http://www.divisionpoint.com/photos/N%2BW_Y6s/DP-9024.2200.jpg  Bandingkan dengan gambar diagram lokomotif Big Boy, di mana silinder belakang dan silinder depan memiliki diameter yang sama, sistem ekspansinya sederhana - bukan ekspansi mesin Compound
lokomotif mallet Norfolk&Western class Y

Tidak semua lokomotif ARTICULATED itu MALLET, tetapi keluarga lokomotif MALLET harus lokomotif ARTICULATED http://www.trainweb.org/jlsrr/bigboy/information/dimensions/bigboy-schematic-composite.jpg

Big Boy - lokomotif ARTICULATED - BUKAN "Mallet"

4 komentar:

  1. blogwalking.... nice articulary :)

    BalasHapus
  2. hahaaaa.....baik pak,...terimakasih

    BalasHapus
  3. halo, saya mau beli miniaturnya.
    bisa minta kontak email atau nomer telepon?

    BalasHapus