Lokomotif Uap

Lokomotif uap pertama di dunia tahun 1804 buatan Richard Trevithick

Lokomotif Uap B-5112 di Museum Kereta Api Ambarawa

Lokomotif fireless (tanpa nyala api), jenis lokomotif yang menggunakan tenaga kompresi uap

Kereta api uap adalah kereta api yang digerakkan dengan uap air yang dibangkitkan/dihasilkan dari ketel uap yang dipanaskan dengan kayu bakar, batu bara ataupun minyak bakar, oleh karena itu kendaraan ini dikatakan sebagai kereta api dan terbawa sampai sekarang. Sejak pertama kali kereta api dibangun di Indonesia tahun 1867 di Semarang telah memakai lokomotif uap, pada umumnya dengan lokomotif buatan Jerman, Inggris, Amerika Serikat dan Belanda. Paling banyak ialah buatan Jerman.

Penemuan mesin uap

James Watt, dilahirkan 19 Januari 1736 di Greenock Skotlandia menemukan penyempurnaan mesin uap pada tahun 1769. Permulaan kereta api uap bermula dengan penemuan penyempurnaan mesin uap ini.

Cara kerja menggerakkan roda

Untuk menggerakkan roda kereta api uap air dari ketel uap dialirkan ke ruang dimana piston diletakkan, uap air masuk akan menekan piston untuk bergerak dan di sisi lain diruang piston uap air yang berada diruang tersebut didorong keluar demikian seterusnya. Uap air diatur masuk kedalam ruang piston oleh suatu mekanime langsung seperti ditunjukkan dalam gambar. Selanjutnya piston akan menggerakkan roda mealui mekanisme gerakan maju mundur menjadi gerak putar.

Bagian dari Lokomotif Uap

Istilah mengenai lokomotif uap perlu dijelaskan, agar pembaca dapat mengikuti uraian selanjutnya. Seperti diketahui bahwa bagian-bagian penting dari lokomotif uap adalah:

•           tungku pembakaran batu bara atau kayu

•           ketel uap air

•           tender atau tempat batu bara dan air

•           roda penggerak

•           piston uap air penggerak roda

•           ruang masinis

•           tender gandengan untuk batu bara dan air

•           roda penggerak

•           roda penunjang

•           cerobong

•           dan lain-lain

Istilah tender dan gandengan tender

Istilah tender untuk lokomotif adalah tempat perbekalan untuk menyalakan lokomotif berupa tempat batu bara atau kayu bakar dan tandon air.

Pada umumnya lokomotif kecil dan buatan sebelum tahun 1900 adalah lokomotif tender, sedangkan setelah tahun 1900 dan besar umumnya dengan gandengan tender.

Lokomotif uap mallet, garratt, dan meyer

Sekitar akhir Abad XIX, lokomotif uap mencapai puncaknya dengan berbagai jenis artikulasi roda penggerak, yaitu dengan sebutan mallet, garratt, dan meyer.

•           Jenis Lokomotif Mallet, kalau artikulasi roda penggerak berada di bawah tungku, dan roda penggerak depan mendapat tekanan uap yang tinggi, kemudian disalurkan ke roda penggerak yang di belakangnya, dan juga roda penggerak depan dapat berbelok arah sesuai dengan kurva belokan rel. Penemu sistem ini adalah insinyur Swiss bernama Anatole Mallet pada tahun 18 . Sistem ini banyak dipakai di Eropa, Amerika, dan juga Hindia Belanda.

•           Lokomotif uap jenis Garratt , kalau artikulasi roda penggerak berada di bawah tender depan dan tender belakang. Penenmu sistem ini adalah insinyur Inggris bernama Garrattpada tahun 18 . Sistem ini banyak dipakai di Afrika (Simbabwe, Kenya, Algeria), Asia (Burma, India, Iran, Turkey, Australia New Zealand, Queensland, Tasmania), Eropa (Netherlands, Spain, Inggris, USSR, Amerika Selatan (Argentina, Brasil).

•           Lokomotif uap jenis Meyer, kalau artikulasi roda penggerak berada di bawah tungku, serta roda penggerak depan dan belakang mendapat tekanan uap yang sama. Penemu sistem ini adalah insinyur Perancis bernama Jean-Jacques Meyer pada tahun 1868. Varian lain adalah Kitson-Meyer. Sistem ini banyak dipakai di Eropa, Amerika, dan juga Hindia Belanda.

Kode Konfigurasi roda penggerak A, B, C, D, dan AA, BB, CC, DD

Kereta uap biasanya terdiri atas roda penggerak dan roda penunjang. Kalau jumlah roda pengerak sebanyak Satu Pasang dengan kode A, kalau roda penggerak ada Dua Pasangdengan kode B, kalau terdapat roda penggerak Tiga Pasang dengan kode C, dan yang Empat Pasang dengan kode D.

Pada tipe Malet, Garratt dan Meyer, yaitu roda penggerak tandem (dua as) dengan kode AA, BB, CC, dan DD.

Jumlah roda penunjang biasanya diberi kode angka: di depan, di tengah, atau di belakang. Misalnya: 1 - CC - 2, artinya: di depan terdapat 1 pasang roda penunjang, 3 pasang tandem roda penggerak, dan di belankang terdapat 2 pasang roda penunjang

Kode di atas seperti 1 - CC - 2 dapat juga ditulis: 2 - 6 - 6 - 4. Jadi Lokomotif Big Boy adalah 4 - 8 - 8 - 4 artinya: 2 pasang roda penunjang di depan, 4 pasang roda penggerak tandem, dan 2 pasang roda penunjang di belakang. Roda penunjang di bawah tender tidak dicantuman.

CATATAN: roda penunjang pada gandengan tender tidak dimasukkan dalam kode konfigurasi lokomotif.

Lokomotif uap super besar di Amerika Serikat

Lokomotif yang pernah ada dan sangat besar adalah yang ada Amerika Serikat, dimana akibat medan jelajah yang berat. Lokomotif tersebut antara lain adalah:

Big Boy 4-8-8-4

Pada tahun 1941 Alco Locomotive Work di Amerika membuat 25 lokomotif uap yang super besar dan bertenaga hebat yang bernama Big Boy, konon lokomotif ini yang terbesar yang pernah ada di dunia. Loko ini dioperasikan oleh Union Pacific Amerika Serikat dalam mengarungi medan yang berat berpegunungan.

Salah satu Big Boy X-4014 milik Union Pacific AS

Pada tahun 1930 Union Pacific mempunyai pengalaman harus melakukan pertolongan pada jalur Ogden ke Wasatch (Amerika Serikat), dimana rangkaian kereta adalah seberat 3.600 ton dan dengan elevasi 1,14%. Oleh sebab itu Union Pacific menghendaki lokomotif yang super kuat. Big Boy dapat menarik rangkaian 3.600 ton, traksi 270,000 kg, sehingga diputuskan dengan konfigurasi 4-8-8-4 (artinga 8+8 roda penggerak, atau seri DD), dan kecepatan 150 km/jam, serta tekanan uap 300 psi.

Konon data terakhir tercatat bahwa Big Boy telah mengarungi rata-rata 1.000.000 mil perjalanan, yang terbesar adalah loko 4006 dengan posisi 1.064.625 mil, sedangkan yang terkecil adalah loko 4024 dengan posisi 811.956 mil. Kode 40 artinya buatan tahun 40-an, dua angka terakhir adalah nomor urut.

Challenger 4-6-6-4

Union Pacific pernah pula memiliki 105 Lokomotif Challenger (Union Pacific 3985), yang dibuat pada tahun 1936 hingga 1943, dengan panjang 30 meter dan berat 500 ton, dan susunan konfigurasi roda 4-6-6-4 (artinya 6+6 roda penggerak, atau seri CC) dengan kecepatan 150 km/jam, jadi lebih kecil dari Big Boy. Loko ini terutama untuk barang, namun juga untuk penumpang pada jalur pegunungan di wilayah California dan Oregon.

 

Salah satu lokomotif Challenger milik Union Pacific AS

Lokomotif UP 3985 dirancang oleh insinyur mesin kepala Otto Jabelmann pada 1941, dan merupakan bagian dari pesanan kedua dari versi kedua Challenger. Rancangan ini sangat mengandalkan pengalaman mutakhir dengan lokomotif 4-8-8-4 Big Boy, dan menghasilkan sebuah lokomotif dengan berat sekitar 287.577,5 kg dan disertai dengan 2/3 load tender yang beratnya mencapai 157.850,2 kg.

Tujuan mula-mula dalam menciptakan kelas Challenger adalah mempercepat operasi angkutan dari barat ke timur di Wasatch yang curam di Utah dan Wyoming barat. Wasatch sendiri ditaklukkan oleh Lokomotif Big Boy tanpa bantuan. Challenger dan Big Boy muncul tepat ketika lalu lintas meningkat dalam persiapan bagi keterlibatan Amerika dalam Perang Dunia II.

Northern 4-8-4

Lokomotif Northern mempunyai susunan roda 4-8-4 (artinya hanya dengan 8 roda penggerak, seri D), dioperasikan oleh Union Pacific sebanyak 45, dibuat pada tahun 1937 hingga 1944. Kecepatannya adalah 150 km/jam. Loko ini untuk penumpang dan barang, misalnya Overland Pacific, Portland Rose, dan Pacific Limited. Hampir semua jaringan Union Pacific memakai lokomotif ini.

 

Salah satu lokomotif Northern milik Union Pacific AS

Sebenarnya lokomotif ini ada 3 model. Model yang kedua mempunyai panjang 29 meter, dan berat 450 ton. Lokomotif ini dilengkapi deflektor asap (elephan ears) pada bagian depan pemanas air. Ini dimaksudkan untuk agar asap dibuang ke atas agar masinis dapat melihat ke depan dengan baik.

Lokomotif Northern No. 844 hingga tahun 1960 untuk penggunaan eskursi dan pelayanan umum. Lokomotif lainnya adalah No. 814 di Iowa dan No. 833 di Ogden. Dua model terakhir dari lokomotif ini adalah No. 814 di Council Bluffs, Iowa dan No. 833 di Ogden, Utah. Model ketiga adalah No. 838 yang disimpan di Cheyenne.

Awal Dieselisasi di Indonesia

Logo DKA

Pada tahun 1953, Djawatan Kereta Api (DKA) mulai mendatangkan lokomotif diesel electric CC 200 buatan pabrik General Electric Co. (GE) Amerika Serikat. Inilah lokomotif diesel pertama yang dimiliki Indonesia. Lokomotif CC 200 ini mengawali era dieselisasi dan sekaligus lompatan teknologi untuk perkeretaapian di Indonesia.

Lokomotif CC 200

DKA membeli lokomotif CC 200 sebanyak 27 unit. Sejak itu pula lokomotif asal paman sam ini perlahan-lahan mulai menggantikan dinasan lokomotif uap yang mulai menua baik untuk menarik kereta penumpang maupun kereta barang. Pada waktu itu lokomotif CC 200 memiliki banyak keunggulan dibandingkan dengan lokomotif uap. Lokomotif berkabin ganda ini dapat melewati hampir seluruh lintasan kereta api. Itulah sebabnya gelombang impor lokomotif diesel terus berlanjut, baik lokomotif diesel elektrik maupun diesel hidrolik. Diantaranya: C 300, C 301, D 300, D 301, BB 300, BB 302, BB 303, BB 304, BB 200, BB 201, dan BB 202.

Lokomotif BB 200

Lokomotif BB 201

Lokomotif BB 202

Namun lokomotif-lokomotif yang didatangkan tersebut, semuanya berkekuatan dibawah lokomotif CC 200, yakni 1.750 HP. Oleh karena itu, ketika sebuah kapal besar asal Amerika Serikat merapat di Pelabuhan Tanjung Priok, Jakarta pada tahun 1977, dengan membawa tujuh lokomotif yang lebih perkasa dibanding lokomotif CC 200, para petinggi Perusahaan Jawatan Kereta Api (PJKA) menyambutnya dengan wajah “sumringah”. Lokomotif diesel elektrik generasi kedua CC 200 ini dikabarkan memiliki kekuatan yang lebih tangguh, 1.950 HP. Lokomotif ini diberi nomor seri CC 201.

Lokomotif CC 201

Asal Mula CC 201 di Indonesia

Lokomotif CC 201 77 07

Sebelum diberi nama lokomotif CC 201, di tingkat perkeretaapian dunia lokomotif andalan PT. Kereta Api Indonesia (Persero) ini dikenal dengan sebutan lokomotif U-18C. Lokomotif hasil rekayasa para desain engineer pabrik lokomotif General Electric (GE), Amerika Serikat ini, sangat prima sehingga banyak diimpor oleh berbagai negara, diantaranya: Brazil, Argentina, Nigeria, Mozambik, dan Turki. Lokomotif ini banyak diekspor GE ke Afrika Selatan dan digunakan oleh South Africa Railway (SAR). Lokomotif U-18C bersaing ketat dengan lokomotif buatan ALCO seri DL500 yang juga memiliki tenaga 1950/1800 HP.

            Seri U-18C artinya adalah: U= Universal Series; 18= bertenaga 1800 HP; dan C adalah konfigurasi gandar penggerak Co’-Co’ (3+3). Lokomotif seri ini diminati pasar dunia karena kekuatannya. Lokomotif keluarga seri U ini diberi mesin diesel seri GE 7FDL-8, sehingga mampu berlari sekitar 100 km/h. Lokomotif U-18C adalah bagian dari keluarga besar lokomotif seri U.

Lokomotif-lokomotif seri U lainnya, adalah: U-4B, U-6B, U-9B, U-9C, U-12B, U-12C, U-18B, U-18C, dan UD-18B. Pabrik lokomotif GE sudah memproduksi seri earlier locomotives ini sejak tahun 1956 di Arie, Pennsylvania, Amerika Serikat. Tujuh dari seri tersebut yaitu: U-4B, U-6B, U-9B, U-9C, U-12B, U-12C, dan U-18C sangat diunggulkan karena bisa “beradaptasi” pada jalur rel dengan lebar sepur berbeda. Khusus U-18C dianggap paling cocok untuk lebar sepur sempit, seperti di Indonesia dan Afrika Selatan (1067 mm).

Lokomotif South Africa Railway

Lokomotif U-18C ini bahkan dianggap sebagai dasar desain dari lokomotif U-20C yang kini menggunakan mesin GE 7FDL-12 seperti yang dipakai perkeretaapian Selandia Baru. Khusus untuk kereta api di Afrika Selatan, GE membuat varian U-18C yaitu U-18C1s. Mesin GE 7FDL bersistem DC-DC dengan mesin V-8 supercharged ini tampaknya memang berdaya tahan prima dan mudah dirawat. Faktor inilah yang dijadikan alasan kuat, sehingga Indonesia lebih memilihnya sebagai lokomotif utama selama kurun waktu 1977-1995. Bahkan hingga kini legenda keperkasaan lokomotif CC 201 tak lenyap meski PT. Kereta Api Indonesia (Persero) sudah mendatangkan lokomotif CC 202, CC 203, CC 204, CC 205, bahkan CC 206. Si Kuda Perkasa CC 201 ini tetap mampu bersanding saling bahu-membahu bersama saudaranya yang lebih muda, meski kemampuan daya tariknya berada di bawahnya. Sayang dan cintanya PT. Kereta Api Indonesia (Persero) terhadap lokomotif CC 201 ini terlihat dalam program upgrade dan repowering lokomotif ini agar memiliki tenaga sekuat CC 203 dan CC 204. Di pabrik lokomotif GE, lokomotif bermesin GE 7FDL ini mulai diperkenalkan ke pasar dunia pada tahun 1976. Indonesia mulai mengimpornya tahun 1977.

Di tingkat dunia kemampuan mesin GE 7FDL memang diakui dan telah digunakan pada 15.000 lokomotif dunia di 20 negara. Ada tiga jenis mesin GE 7FDL, yaitu: Mesin GE 7FDL-8 (1420-2150 HP) yang digunakan pada lokomotif seri U-13B hingga U-18C; Mesin GE 7FDL-12 (2150-2390 HP) yang digunakan lokomotif seri U-20C hingga U-22C; dan Mesin GE 7FDL-16 (4100-4500 HP) digunakan pada lokomotif unggulan GE, termasuk Blue Tiger (Pakistan, Malaysia, dan Jerman), serta TE10 dan TE114 (Rusia).

 

Lokomotif Blue Tiger di Jerman

Mesin GE 7FDL memiliki beragam keunggulan diantaranya: daya tahan mesin lebih lama, irit BBM, hemat perawatan, tetap bekerja di ketinggian 3000 m, dan emisi gas buang dibawah standar EPA, Kyoto, dan standar UIC (Union Internationale des Chemins de Fer).