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1900形 一般型
ハイブリッド気動車





 老朽化が進み、バリアフリーの潮流に沿うことの出来なくなったキハ54形とキハ185系3000番台車を淘汰する目的で、2007年度よりDC310系気動車を予讃線・長浜線に導入しているが、同車は33‰の急勾配を高速で登坂できる性能を最優先した設計のため、高効率ではあるが高出力なエンジンを2台搭載しており、それほどの急勾配のない路線で使用するには、経済性の面でやや不利な面があるのは否定できない。

 そこで、性能面がさほど犠牲にならない程度に経済性を向上させる方法として、在来の1000形気動車の改造によるハイブリッド気動車を製作することとした。

 当初は試作的要素があったため、形式名100の位が「9」となっている。


システムイメージ図



 予讃線に投入されているDC310系気動車とほぼ同等の性能を目標としている。

 1000形気動車は1台のエンジン系統で片側台車の車軸2軸を駆動しており、もう一方の「空き」の台車にアシスト用のモータとその制御系を追加する。
 経済性をも重視した設計としており、停車時はエンジンを停止して、発車時はモーターのみで起動して一定速度以上でエンジンがアシストし、登坂などの負荷時は状況に応じてエンジンとモーターが相互にアシストする方式とする。

 搭載するモーターはEC310系と同じ物で、部品の共通化によるコストの低減を図っている。


運転状態
駆動系の状態
停車中
 エンジンを停止し、室内灯などのサービス電源は専用バッテリから供給。
 長時間停車となる場合など、充電が必要な場合は、適宜エンジンを始動して充電を行う。
発車時
 モーターで第2台車を駆動して加速。
 40km/h以上になると、必要に応じてエンジンで第1台車を駆動してアシストする。
惰行時
 エンジンはアイドル状態となり、必要に応じて発電して、バッテリに充電する。
登坂・加速時
 エンジンで第1台車を駆動し、必要に応じてモーターで第2台車を駆動してアシストする。
降坂抑速時
 エンジンを停止し、モーターで抑速を行う。
 抑速時に発電された電力は、必要に応じてバッテリに充電、または発電ブレーキとして放熱される。
減速・停止時
 基本的にモーターを回生・発電ブレーキとして使用して減速し、必要に応じてエンジンの機関・排気ブレーキ機能を併用する。
 10km/h以下になると摩擦ブレーキを使用して停止する(非常制動の場合は最初から摩擦ブレーキを併用)。



 客室設備については基本的に種車となった1000形気動車のものをそのまま利用することから、シートピッチ940mmの転換クロスシートとなるが、トイレ設備の付いていない車両の場合は、新たに車椅子対応の洋式トイレを追設した。
 なお、初回の改造種車はいずれも既にトイレ設置改造済みである。

 このほか、改造種車にベンチレータが存在する場合は強制換気化して撤去することとし、さらに冷房装置の冷媒についても環境への影響が小さい代替フロンへ切り替えている。

 塗色については、一目で在来車両と異なることが判るように青系統の全塗装とし、車体の上から下に行くに従って濃くなる配色となっている。




 2007年度末にまず2両を製作して、営業運転で試用を開始。
 当初は在来の1000形気動車との併結運用であったことから、連結器は暫定的に密着自動連結器を装備し、電気連結器と自動解結装置も併用。

(改造種車)→(改造後形式)
 1135形→1935形
 1137形→1937形

 ※1100形:1000形に車椅子対応トイレを追設した車両


 営業運転の実績を元にして、2008年度第1四半期に、さらに下記の5両を改造施工し、7月ダイヤ改正から運用を開始した。
 1129形→1929形
 1130形→1930形
 1131形→1931形
 1032形→1932形
 1033形→1933形

 これに合わせて1000形/1100形と運用を分離。
 連結器についてもこのグループから密着連結器に変更し、当初登場の2両についても交換改造した。


 2008年度末にさらに7両を改造し、2009年3月改正から運用を開始。
 1034形→1934形
 1036形→1936形
 1038形→1938形
 1142形→1942形
 1043形→1943形
 1044形→1944形
 1045形→1945形

 このグループからは、搭載するリチウムイオンバッテリが東芝製の新型(SCiB)に変更となっている。これ以前の7両についても最初の全般検査時に交換した。


 2009年度上半期にさら6両を改造。
 秋までには総勢20両が全て出揃った。
 1139形→1939形
 1140形→1940形
 1141形→1941形
 1146形→1946形
 1147形→1947形
 1148形→1948形


 2011年度は、高知地区へのDC310系気動車の投入が開始され、まず2012年3月改正に合わせて12両が徳島運転所に転属となった。
 これにより、一部の1000形/1100形の運用を置き換え、捻出した中からさらに4両を、1900形に改造した。
 1153形→1953形
 1154形→1954形
 1155形→1955形
 1156形→1956形

 当初は1149〜1152形も改造の予定であったが、4両増備で運用が足りることから中止となった。


 2012年11月改正では、残る8両が高知から徳島へ転属し、これで24両全車が徳島運転所の配置となり、徳島線〜牟岐線を直通する普通列車については、全て1900形での運転となった。



形式1900形
1929 〜 19481953 〜 1956
最大寸法21,300 mm
2,900 mm2,960 mm
3,650 mm
屋根高さ:3,480 mm
重量40.5 t
車体 ステンレス鋼板
(先頭部:アルミ高張力鋼板)






機関形式 R−SL4DF−METI
(水冷直列6気筒 直噴式16バルブSOHC)
(インタークーラーターボ付き)
(電子制御燃料噴射付き)
内径×行程135 × 140 mm
排気量12,018 cc
出力 定格:400PS/2,000rpm × 1
最大:540PS/2,600rpm × 1
変速機形式 R−ECTC5S−312L
(電子制御 フルレンジフルタイムロックアップ付き 5速自動変速式)
(3要素1段2相式)
歯数比最終減速比2.500
1速2.450
2速1.800
3速1.300
4速0.950
5速0.700


電動機形式S−MT310
出力130kWh × 2
制御方式個別制御式 IGBT−VVVFインバータ制御
歯数比6.5
ブレーキ方式 応荷重・応速度増圧付
電気指令式空気ブレーキ
抑速回生ブレーキ付き
(バッテリ満充電時は発電ブレーキ)
機関・排気ブレーキ常時併用
基礎ブレーキ装置 油圧キャリパ式 車輪ディスク
(4センサー3チャンネル式各輪個別制御アンチロック付き)
台車形式・方式 S−DT57(エンジン駆動)
S−DT57ER(モーター駆動)
ボルスタレス式
軸箱支持装置:円錐積層ゴム式
許容最高速度 110km/h
(設計最高速度:130km/h)
加速度
減速度
起動加速度 2.5km/h/sec
常用最大減速度 4.2km/h/sec
非常最大減速度 5.0km/h/sec
勾配均衡速度 10‰:135km/h
20‰:115km/h
33‰: 92km/h
曲線通過速度 300>R:本則+5km/h
500>≧R≧300:本則+10km/h
R≧500:本則+15km/h
出入口ドア数3扉
冷房装置 AU26
21,000 kcal/h × 2
強制換気付き
代替フロン採用
床面高さ1,150 mm
シートピッチ940 mm
乗車定員103(立席:60)
WC洋式(車椅子対応)




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