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E 5303

:2015

(1)

目  次

ページ

序文

1

1

  適用範囲

1

2

  引用規格

1

3

  用語及び定義

1

4

  試験の種類

3

4.1

  形式試験

3

4.2

  受渡試験

3

4.3

  調査試験

3

5

  試験項目

4

6

  試験の共通条件

4

6.1

  標準大気条件

4

6.2

  機関の附属装置

4

6.3

  燃料油及び潤滑油

4

7

  試験方法

5

7.1

  共通

5

7.2

  負荷運転試験

8

7.3

  調速性能試験

10

7.4

  連続性能試験

12

8

  試験成績表の様式

14


E 5303

:2015

(2)

まえがき

この規格は,工業標準化法第 14 条によって準用する第 12 条第 1 項の規定に基づき,一般社団法人日本

鉄道車輌工業会(JARI)及び一般財団法人日本規格協会(JSA)から,工業標準原案を具して日本工業規

格を改正すべきとの申出があり,日本工業標準調査会の審議を経て,国土交通大臣が改正した日本工業規

格である。これによって,JIS E 5303:1989 は改正され,この規格に置き換えられた。

この規格は,著作権法で保護対象となっている著作物である。

この規格の一部が,特許権,出願公開後の特許出願又は実用新案権に抵触する可能性があることに注意

を喚起する。国土交通大臣及び日本工業標準調査会は,このような特許権,出願公開後の特許出願及び実

用新案権に関わる確認について,責任はもたない。


日本工業規格

JIS

 E

5303

:2015

鉄道車両−ディーゼル機関試験方法

Rolling stock-Test methods for diesel engines

序文

この規格は,1973 年に制定され,その後 3 回の改正を経て今日に至っている。前回の改正は 1989 年に

行われたが,その後の技術の進歩に対応するために改正した。

なお,対応国際規格は現時点で制定されていない。

1

適用範囲

この規格は,鉄道車両に搭載する走行駆動用及び発動発電機用のディーゼル機関(以下,両者を総称し

て呼ぶときは,機関という。

)の試験方法について規定する。

2

引用規格

次に掲げる規格は,この規格に引用されることによって,この規格の規定の一部を構成する。これらの

引用規格は,その最新版(追補を含む。

)を適用する。

JIS B 8001

  往復動内燃機関の構造に関する呼び方及び用語の定義

JIS B 8003

  内燃機関−機関出力の決定方法及び測定方法−共通要求事項

JIS E 4001

  鉄道車両−用語

JIS K 2204

  軽油

3

用語及び定義

この規格で用いる主な用語及び定義は,JIS B 8003 及び JIS E 4001 によるほか,次による。

3.1

負荷運転試験

実使用範囲の定格回転速度から負荷最低回転速度までの範囲で,各種の負荷又は回転速度に対する機関

の性能を調べる試験。

3.2

調速性能試験

定格回転速度で全負荷から無負荷にしたときの整定回転速度,安定して運転を継続できる無負荷最低回

転速度などの性能を調べる試験。

3.3

連続性能試験

様々な負荷状態で連続運転を行い,運転状況を調べるとともに,連続運転の信頼性を調べる試験。


2

E 5303

:2015

3.4

発動発電機

車両の制御及びサービス機器用電源を供給するためのディーゼル機関で駆動する発電機。

3.5

全負荷

各回転速度での最大負荷(

図 参照)。これは,回転速度と,その回転速度における最大軸トルク出力と

の積で与えられる軸出力。

3.6

定格出力

定格回転速度における連続最大軸出力(

図 参照)。

3.7

過負荷

各回転速度で,全負荷を超える領域の負荷(

図 参照)。

3.8

部分負荷(75 %負荷,50 %負荷,25 %負荷など)

各回転速度で,全負荷未満の領域の負荷。例えば,75 %,50 %,25 %などの割合になる場合の負荷(

1

参照)


3

E 5303

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a)

ローアイドル回転速度と呼ぶことがある。

b)

ハイアイドル回転速度と呼ぶことがある。

図 1−機関性能曲線図と主な用語との対応

4

試験の種類

4.1

形式試験

ある機関形式の代表機関について,機関の主要性能データを確認するとともに,可能な限り,実使用範

囲での連続性能及び信頼性を確かめるための試験。

形式試験は,JIS B 8003 に基づき機関製造業者の責任で,測定項目を選定して実施するが,それらは発

注者の合意が必要である。

4.2

受渡試験

製品の受渡しのときに,設計・製造に関わる品質項目が発注者の要求を満足するものかどうかを判定す

るための試験。受渡試験では,負荷運転試験及び調速性能試験を実施する。

4.3

調査試験

調査試験は,発注者の要求又は受渡当事者間の協定によって,機関の特別な特性を検証する任意の試験

である。調査試験は,必要に応じて任意に項目を設定して実施し,機関の発注以前に受渡当事者間で協定

がある場合に限り行う。ただし,これらの試験の結果は,機関の受渡条件とはしない。


4

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5

試験項目

機関の試験項目は,

表 のとおりとし,試験の種類ごとに○印を付けた項目を適用する。

表 1−試験の種類に適用する試験項目

試験項目

形式
試験

受渡 
試験

調査 
試験

該当細別
箇条番号

負荷運転

試験

走行駆動用機関

負荷割合(%)

:100

a)

,75,50,25

7.2.1 a) 

発動発電機用機関

負荷割合(%)

:110,100

a)

,75,50,25

7.2.1 b) 

調速性能

試験

走行駆動用機関

最高回転速度調速性能

7.3.1 a) 

最低回転速度調速性能

7.3.1 b) 

速度変動率

b)

7.3.1 d) 

発動発電機用機関

瞬時回転速度調速性能

7.3.1 c) 

速度変動率

b)

7.3.1 d) 

連続性能

試験

走行駆動用機関

発動発電機用機関

定格出力の 80 時間連続運転

7.4.2.1 

過負荷出力の 1 時間連続運転

7.4.2.2 

全負荷の 10 時間連続運転

7.4.2.3 

断続負荷出力の 9 時間連続運転

7.4.2.4 

注記  試験項目は,全ての項目をカバーしているものではない。 

a)

負荷運転試験の負荷割合 100 %は,全負荷に一致する。

b)

調速性能試験の速度変動率は,回転数制御付きの機関だけに適用する。

6

試験の共通条件

6.1

標準大気条件

機関の出力を求めるときは,JIS B 8003 に基づき,次の標準大気条件に換算する。

a)

大気圧

p

r

=100 kPa

b)

大気温度

T

r

=298 K(t

r

=25  ℃)

c)

相対湿度

ϕ

r

=30 %

d)

給気冷却器冷却水温度

T

cr

=298 K(t

cr

=25  ℃)

6.2

機関の附属装置

JIS B 8003

に基づき実施する(機関グロス出力試験)

なお,機関に装備する附属装置の例を,次に示す。試験のときに,機関に取り付けて運転した附属装置

は,

表 4∼表 に記録する。

a)

潤滑油ポンプ

b)

冷却水ポンプ

c)

冷却ファン(空冷機関の場合)

d)

燃料供給ポンプ

e)

燃料プライミングポンプ

6.3

燃料油及び潤滑油

燃料油及び潤滑油は,次のとおりとする。

a)

燃料油  JIS K 2204 又はこれと同等の品質の燃料油を用いる。

b)

潤滑油  機関製造業者が推奨する 2 種類以上の品種のものから選択して用いる。


5

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7

試験方法

7.1

共通

7.1.1

一般

各試験に共通な測定方法は次のとおりとし,測定する箇所の例を,

図 に給気冷却器付機関の場合で示

す。図中の測定箇所及び 7.1.27.1.14 に付けてある①∼㉑は,

表 4∼表 の記入欄の①∼㉑に対応する。

7.1.2

大気圧,室温及び湿度  ①②③

大気圧,室温及び湿度は,試験室内で直射日光,機関の放射熱,排気熱などの影響がない場所で測定す

る。大気圧の単位は,kPa とし,室温は,℃とし,湿度は,%とする。

7.1.3

燃料の密度及び温度  ④

試験に用いる燃料の密度及び温度を測定する。密度の単位は,g/cm

3

とし,温度の単位は,℃とする。

7.1.4

回転速度  ⑤

回転速度は,クランク軸の回転速度又は直結された軸の回転速度を測定する。回転速度の単位は,min

 1

とする。測定の精度は,±0.2 %とする。

7.1.5

軸トルク及び軸出力  ⑥⑦

軸トルク及び軸出力は,クランク軸に直結した動力計で測定する。軸トルクの単位は,N・m とし,軸出

力の単位は,kW とする。

なお,動力計の精度は,機関の最大トルクの 1 %程度まで読み取れるものとする。

7.1.6

燃料消費量  ⑧

燃料消費量は,消費した燃料の容積又は質量で測定する。測定時間は,データの安定のため 20 秒間以上

とする。燃料消費量の単位は,L/h 又は kg/h とする。測定の精度は,±0.2 %とする。

7.1.7

潤滑油温度及び潤滑油圧力  ⑨⑩

潤滑油温度及び潤滑油圧力の測定は,次による。

a)

潤滑油温度は,機関の潤滑油主管(メインギャラリ)部の油の温度を測定する。潤滑油温度の単位は,℃

とする。

b)

潤滑油圧力は,機関の潤滑油主管で測定する。潤滑油圧力の単位は,kPa とする。

7.1.8

冷却水温度  ⑪⑫

冷却水温度は,機関入口及び機関出口で測定する。冷却水温度の単位は,℃とする。

なお,機関出口の冷却水温度は,標準作動状態の 70∼85  ℃に保持する。

7.1.9

排気温度  ⑬⑭

排気温度は,過給機入口及び出口で測定する。排気温度の単位は,℃とする。

なお,この測定は受渡当事者間の協定によって,省略してもよい。

7.1.10

排気圧力及び排気背圧  ⑮⑯

排気圧力は,過給機入口で測定し,排気背圧は,過給機出口で測定する。排気圧力及び排気背圧の単位

は,kPa とする。

なお,排気背圧は試験設備によっては工場設備専用の消音器(マフラ)が設置されている場合もあり,

計測条件が車両搭載時と一致しない場合がある。このため,排気背圧の計測については,受渡当事者間で

測定方法について取り交わしを行い測定する。

なお,排気圧力の測定は受渡当事者間の協定によって,省略してもよい。

7.1.11

吸入空気負圧  ⑰

吸入空気負圧は,過給機入口で測定する。吸入空気負圧の単位は,kPa とする。


6

E 5303

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なお,この測定は受渡当事者間の協定によって,省略してもよい。

7.1.12

給気温度及び給気圧力  ⑱⑲

給気温度及び給気圧力は,給気冷却器出口で測定する。ただし,給気冷却器なし機関の場合,吸気マニ

ホールド入口で測定する。給気温度の単位は,℃とし,給気圧力の単位は,kPa とする。

7.1.13

吸入空気温度  ⑳

吸入空気温度は,

図 のように車両搭載品と同等のエアクリーナで試験するときは,エアクリーナ入口

で測定し,車両搭載品より容量の大きい試験設備のエアクリーナで試験するときは,吸入空気管入口にで

きるだけ近いところで測定する。吸入空気温度の単位は,℃とする。

7.1.14

潤滑油消費量  ㉑

潤滑油消費量を測定するには,冷態時の油レベルを決め,潤滑油消費量を判定することができる時間だ

け連続運転した後,24 時間程度放置し,試験前後のレベルの差に相当する油量及び試験中の補油量を測定

し,それらの和を潤滑油消費量とする。潤滑油消費量の単位は,L/h 又は kg/h とする。


7

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図 2−機関試験における測定箇所(給気冷却器付機関の場合)

7

E 53

03

201

5


8

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7.2

負荷運転試験

7.2.1

試験条件

動力計を接続し予備運転によって機関出口の冷却水温度を標準作動状態(7.1.8 参照)にした後,試験を

行う。測定は,次のそれぞれの機関で,冷却水温度及び/又は潤滑油温度が,ほぼ定常状態になってから

実施する。

a)

走行駆動用機関  全負荷で定格回転速度から負荷最低回転速度までの範囲において,定格回転速度を

含む 3 点以上の回転速度について試験を行う。

部分負荷として 75 %負荷,50 %負荷及び 25 %負荷の順に定格回転速度において試験を行う(

図 3

参照)

。ただし,機関の出力がノッチに応じて段階的に設定されている場合は,75 %,50 %及び 25 %

の各負荷点に最も近いノッチで代用してもよい。

図 3−測定点の例(走行駆動用機関)

b)

発動発電機用機関  全負荷及び 110 %過負荷,部分負荷として 75 %負荷,50 %負荷及び 25 %負荷の

順に定格回転速度において試験を行う(

図 参照)。

なお,受渡試験では,受渡当事者間の協定によって,負荷又は回転速度を

図 と異なる部分負荷又

は回転速度に定めることができる。


9

E 5303

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図 4−測定点の例(発動発電機用機関)

7.2.2

測定項目及び記録

試験で測定する項目は,次のとおりとし,その測定値は,

表 に記録する。

a)

測定開始時に測定する項目

1)

大気圧

2)

室温

3)

湿度

4)

燃料の密度及び温度

5)

天候状況

b)

試験中に測定する項目

1)

回転速度

2)

軸トルク

3)

燃料消費量

4)

潤滑油温度

5)

潤滑油圧力

6)

冷却水温度

7)

排気温度

8)

排気圧力

9)

排気背圧

10)

吸入空気負圧

11)

給気温度

12)

給気圧力

13)

吸入空気温度

14)

試験中の状態(異常な排気色,異常な振動,ノッキング,失火,回転むら,ガス漏れ,油漏れ,水

漏れなど)


10

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7.3

調速性能試験

7.3.1

一般

試験は,動力計を接続し予備運転によって冷却水温度を標準作動状態(7.1.8 参照)にした後に,実施す

る。試験に適用する項目は,機関の種類及び調速機の種類によって

表 のとおりとし,試験の種類ごとに

○印を付けた項目を実施する。

表 2−調速性能試験

試験の種類

機関の種類

記録の様式

走行駆動用機関

発動発電機用機関

調速機の種類

噴射量制御

回転数制御

回転数制御

最高回転速度調速性能

表 

最低回転速度調速性能

瞬時回転速度調速性能

速度変動率

調速性能試験の各試験方法は,次による。

a)

最高回転速度調速性能  定格回転速度で全負荷から無負荷にしたときの,整定回転速度を測定する。

整定回転速度を無負荷最高回転速度として記録する(

図 参照)。

b)

最低回転速度調速性能  受渡当事者間で協定した無負荷最低回転速度で,安定して運転を継続できる

ことを確認し,回転速度を記録する。その後,受渡当事者間で協定した負荷まで増加させ,安定して

運転を継続できることを確認する(以下,負荷掛け運転という。

図 参照)。負荷掛け運転の負荷は

当該機関が負担する附属装置駆動分(6.2 参照)の範囲とする。

なお,負荷掛け運転は,受渡当事者間の協定によって省略してもよい。

c)

瞬時回転速度調速性能  定格無負荷回転速度から急に全負荷にしたときの瞬時最低回転速度及び整定

時間を測定する。次いで,定格回転速度で全負荷から急に無負荷にしたとき,瞬時最高回転速度,整

定回転速度及び整定時間を測定する(

図 参照)。ただし,この試験は,試験設備の都合で実施できな

い場合は,受渡当事者間の協定によって省略してもよい。

d)

速度変動率

1)

走行駆動用機関  定格回転速度から負荷最低回転速度までの範囲で,任意にセットした出力点(全

負荷)から無負荷までの軸トルクと回転速度との関係を求める。ただし,この試験は受渡当事者間

の協定によって省略してもよい(

図 参照)。

2)

発動発電機用機関  定格回転速度の出力点から無負荷までの軸トルクと回転速度との関係を求める

図 参照)。

7.3.2

測定項目及び記録

次の項目を測定し,

表 に記録する。

a)

測定開始時に測定する項目

1)

大気圧

2)

室温

3)

湿度

4)

燃料の密度及び温度


11

E 5303

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5)

天候状況

b)

試験中に測定する項目

1)

回転速度

2)

軸トルク

3)

潤滑油温度

4)

潤滑油圧力

5)

冷却水温度

6)

整定時間

図 5−最高回転速度調速性能 

図 6−最低回転速度調速性能 

図 7−瞬時回転速度調速性能

○は代表的な測定点を示す。

○は代表的な測定点を示す。

○は代表的な測定点を示す。


12

E 5303

:2015

図 8−速度変動率(走行駆動用機関)

図 9−速度変動率(発動発電機用機関)

7.4

連続性能試験

7.4.1

一般

形式試験で行う総計 100 時間の連続性能試験は,次の運転順序によって行う。連続性能試験の運転パタ

ーンを

図 10 に示す。

なお,受渡当事者間で特別な協定がある場合は,取り決めた方法によることができる。

a)

定格出力連続運転

b)

過負荷出力運転

c)

全負荷出力運転

d)

断続負荷出力運転

7.4.2

試験方法

7.4.2.1

定格出力連続運転

定格出力の連続運転は,定格出力において,80 時間の連続運転を行う[

図 10 a)  参照]。

○は代表的な測定点を示す。

○は代表的な測定点を示す。


13

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7.4.2.2

過負荷出力運転

過負荷出力の運転は,定格出力の 110 %負荷出力とし,次の条件で 1 時間行う[

図 10 b)  参照]。

a)

始めの 45 分間は,定格回転速度で,軸トルクを定格出力の軸トルクの 110 %とする。

b)

後の 15 分間は,定格出力の軸トルクで,回転速度を定格回転速度の 110 %とする。

7.4.2.3

全負荷出力運転

全負荷出力の運転は,全負荷で定格回転速度から負荷最低回転速度までの範囲において,最大軸トルク

を含む数点の回転速度の合計で 10 時間行う。この場合,試験は定格回転速度から最低回転速度まで 4 回,

同一時間繰り返して行う[

図 10 c)  参照]。

7.4.2.4

断続負荷出力運転

断続負荷出力の運転は,次のとおり交互に中断することなく繰り返し,合計で 9 時間行い,負荷の変動

速度は,実車の状況に近似させる[

図 10 d)  参照]。

a)

定格出力で 6 分間

b)

無負荷最低回転速度で 4 分間

a)

  運転のパターン 

b)

  過負荷出力の詳細

c)

  全負荷出力の詳細 

図 10−連続性能試験の運転パターン


14

E 5303

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d)

  断続負荷出力の詳細 

図 10−連続性能試験の運転パターン(続き)

7.4.2.5

試験中の調整

連続性能試験では,試験中の負荷を指定の値に保つほかは,どのような調整も行わない。

この試験の途中で機関の僅かな不具合によって運転を休止する場合は,最大 2 回又は休止時間の総計 20

分間を許容限度とし,その休止時間だけ連続性能試験を延長する。機械設備など機関に直接関係ない原因

のため運転を休止し,その回数及び休止時間の総計が許容限度を超えたとき,試験を再度実施するか,又

は運転の休止時間だけ試験を延長するかは,受渡当事者間の協定によって決める。

7.4.3

測定項目及び記録

測定項目及び記録は,次による。

a)

この試験では 7.2.2 に示す測定項目の測定値を,

表 及び表 に記録する。

なお,潤滑油消費量㉑を

表 に記録する。

b)

この試験での記録の間隔は,原則として,次のとおりとする。

1)

定格出力で 80 時間連続運転

1

時間ごと

2)

過負荷出力で 1 時間連続運転 15 分間ごと

3)

全負荷出力で 10 時間連続運転 30 分間ごと

4)

断続負荷出力で 9 時間連続運転の場合,次のとおりとする。

4.1)

定格出力で

1

時間ごと

4.2)

無負荷最低回転速度で

3

時間ごと

8

試験成績表の様式

試験を実施した機関の諸元表の様式を,

表 に示し,試験成績表の様式を,表 4∼表 に示す。


15

E 5303

:2015

表 3−鉄道車両用ディーゼル機関諸元表


16

E 5303

:2015

表 4−ディーゼル機関試験成績表(負荷運転試験)

製造業者名                   
機関名称

    形式

    番号                     
シリンダ数×径 mm×行程 mm

      ×      mm×      mm

燃料名称                     
    密度(温度)      g/cm

3

   (℃)

    体積膨張率          ℃

1

    セタン指数                 
潤滑油名称

      粘度

動力計の形式                   
        容量

附属装置

試験日    年    月    日 
試験場所

試験担当者

天候状況                 
大気圧      ①          kPa

室温        ②          ℃

湿度        ③          % 
燃料密度(温度)    ④g/cm

3

   (℃)

①∼⑳は

図 の測定箇所での数値を

示す。

測定

時刻

負荷%

又は

ノッチ

回転

速度

軸ト

ルク

軸出力

kW

燃料

消費量

潤滑油

冷却水温度

排気

吸入空

気負圧

給気

吸入空

気温度

記事

温度

圧力

入口

出口

温度

圧力

背圧

温度

圧力

min

1

N

・m


a) 


b)

L/h

kg/h

℃ kPa ℃

入口

出口

kPa kPa  kPa

℃ kPa  ℃

a)

測定値は,⑤と⑦との積を kW に換算した値。

b)

修正の方法は 6.1 参照。

試験中の状態(異常な排気色,異常な振動,異常な音,ノッキング,失火,回転むら,ガス漏れ,油漏れ,水漏れ)

16

E 53

03

201

5


17

E 5303

:2015

表 5−ディーゼル機関試験成績表(調速性能試験)

製造業者名                   
機関名称

    形式

    番号                     
シリンダ数×径 mm×行程 mm

      ×      mm×      mm

燃料名称                     
    密度(温度)    g/cm

3

    (℃)

    体積膨張率          ℃

1

    セタン指数                 
潤滑油名称

      粘度

動力計の形式                   
        容量

附属装置

試験日    年    月    日 
試験場所

試験担当者

天候状況                 
大気圧      ①          kPa

室温        ②          ℃

湿度        ③          % 
燃料密度(温度)    ④g/cm

3

   (℃)

①∼⑦及び⑨∼⑫は

図 の測定箇所

での数値を示す。

測定

時刻

試験の種類

回転速度

min

1

整定

時間

速度

変動率

軸トルク

N

・m

軸出力

kW

潤滑油

冷却水温度

記事

温度

圧力

入口

出口

変化前

瞬時 
最高

整定 s  %

変化前

変化後

変化前

変化後

℃ kPa  ℃

17

E 53

03

201

5


18

E 5303

:2015

表 6−ディーゼル機関試験成績表(連続性能試験)

製造業者名                   
機関名称

形式

吸気方式                     
シリンダ数×径×行程

      ×      mm×      mm

総排気量                    L 
回転方向

a)

着火順序

機関最大出力              kW 
最大トルク                N・m

定格回転速度                  min

1

試験日    年    月    日 
試験場所

試験担当者

附属装置

㉑は図 の測定箇所での数値を示す。

試験項目

試験結果

記事

1

定格出力での 80 時間連続運転

過負荷出力での 1 時間連続運転

全負荷での 10 時間連続運転

断続負荷出力での 9 時間連続運転

2

潤滑油消費量

a)

  JIS B 8001

に示す出力軸端側から見た回転方向を記載する。

18

E 53

03

201

5