Устройства на ЖДТ • Устройство паровоза
Устройство паровой машины подчинено задаче — с наибольшей выгодой преобразовать тепловую энергию пара, созданного в котле, в механическую энергию вращения колёс. Основной частью паровой машины являются цилиндры. Почти на всех паровозах установлено два паровых цилиндра.
Вконтакте
Google+
Обсудить
Просмотров
2 515
Устройство паровой машины подчинено задаче — с наибольшей выгодой преобразовать тепловую энергию пара, созданного в котле, в механическую энергию вращения колёс.Основной частью паровой машины являются цилиндры. Почти на всех паровозах установлено два паровых цилиндра. Размещены они в передней части локомотива, по обе стороны рамы. Для того чтобы при небольших размерах цилиндров получить большую мощность (3000 — 3500 л. с.), паровая машина выполняется по принципу двойного действия: пар впускается не с одной стороны поршня, а попеременно с двух сторон.
Прежде чем попасть в цилиндры, пар поступает в золотниковые коробки, называемые так потому, что внутри каждой из них находится золотник. Золотник — распределитель пара — осуществляет автоматический впуск свежего пара в цилиндр и выпуск отработавшего.
Движение золотников точно согласовано с движением поршней благодаря особому парораспределительному механизму. Пар совершает в цилиндре непрерывную работу: поступая в цилиндры попеременно то с передней стороны поршня, то с задней, он заставляет поршень перемещаться то в одну, то в другую сторону. Чтобы использовать работу пара для перемещения паровоза, нужно возвратно-поступательное движение поршней в обоих цилиндрах преобразовать во вращательное движение колёс. Для этой цели служит передаточный механизм, называемый шатуннокривошипным.
Шатунно-кривошипный механизм размещается с каждой стороны паровоза; он состоит из следующих деталей: поршней, ползунов, шатунов (ведущих дышел) и колёсной пары.Движение поршня через ползун непосредственно передаётся ведущему дышлу, которое и приводит во вращение колёсную пару.
Ведущее дышло связано с колесом через палец кривошипа, запрессованный в тело колеса.
Все колёсные пары соединяют (спаривают) друг с другом. Делается это для того, чтобы увеличить силу тяги паровоза. Соединение колёсных пар осуществляется несколькими сцепными дышлами. Все спаренные сцепные колёсные пары называются движущими» а одна из них, связанная ведущим дышлом с поршнем паровой машины, называется ведущей. Большинство паровозов имеет 3—5 движущих колёсных пар.Система деталей — поршней, ползунов, ведущих и сцепных дышел, колёсных пар с пальцами кривошипов образует движущий механизм паровоза.
Под колёсной парой понимается ось и наглухо насажанные (напрессованные) на нее два колеса.
Таким образом, к паровой машине относятся:base-road.ru
Паровоз — первый локомотив и его двигатель — паровая машина. В конструкции паровоза основными элементами являются паровая машина и паровой котел, экипажная часть. К паровозу прицепляется тендер, в котором размещены запасы топлива, воды и смазки. Топливом для такого паровоза являются каменный уголь, торф, дрова, мазут, горючие сланцы. Иногда запасы топлива и воды могут находиться в самом паровозе — это танк-паровоз.
Принцип работы двигателя основан на теплоотдаче. При сгорании топлива в топке тепло передается через стенки топки и жаровых труб воде в котле, которая превращается в пар. Паровая машина преобразует тепловую энергию в механическую энергию, которая приводит в движение поршни в паровых цилиндрах, это движение передается колесам, и они движутся. Чтобы повысить экономичность, используются специальные установки, где пар перегревается и его температура повышается значительно.
Экипажная часть — это рама, колесные пары с буксами, рессорное подвешивание, тележки — бегунковые и поддерживающие, также с колесными парами, и аппараты сцепления. Самые первые паровозы были построены в Великобритании в 1803 г., изобретатель Р. Тревитик; в 1814 г. — изобретатель Дж. Стефенсон. Паровоз Дж. Стефенсона назывался «Ракета».
В России первый паровоз был построен и пущен в 1833 г. на железной дороге Петербург — Москва, конструкторы Е. А. и М. Е. Черепановы. Использование паровозной тяги распространилось на железных дорогах многих стран в конце XIX — начале XX вв. Около 100 лет они служили для ведения поездов. Но в 1950-х гг. паровозы постепенно стали заменяться тепловозами и электровозами, которые оказались более экономичными. С 1956 г. производственный выпуск паровозов был прекращен, хотя они еще продолжали эксплуатироваться.
В чем разница между тепловозом и паровозом? В отличие от паровоза двигателем тепловоза является двигатель внутреннего сгорания — дизель. Он установлен в машинном отделении и преобразует тепловую энергию топлива при его сжигании в механическую энергию, и она передается через гидромеханическую или электрическую силовую передачу движению колесных пар. Тепловоз оказался более экономичным локомотивом, чем паровоз. Самые первые тепловозы в России появились в 1920-х гт.
Широкое распространение получили тепловозы с электрической передачей. В их устройстве коленчатый вал вращает электрогенератор, который вырабатывает ток, питающий тяговые двигатели, они передают вращение колесным парам через зубчатую передачу.
Экипажная часть тепловоза —рама, тележки с колесными парами, буксами, рессорное подвешивание. На раме находится кузов тепловоза, в котором расположена кабина, из кабины машинист управляет движением при помощи устройства — контроллера. Изменение режимов работы тяговых двигателей идет автоматически.
Между кабиной и машинным отделением расположена аппаратная камера с размещенными устройствами и приборами переключений в силовой цепи. В машинном отделении расположены: двигатель, генератор, компрессор, аккумуляторная батарея. Тепловозы могут развивать скорость более 160 км/ч, их КПД — более 30%.
enciklopediya-tehniki.ru
Паровоз – первый локомотив; его двигатель – паровая машина. В конструкции паровоза основными элементами являются паровая машина и паровой котел, экипажная часть. К паровозу прицепляется тендер, в котором размещены запасы топлива, воды и смазки. Топливом для такого паровоза являются каменный уголь, торф, дрова, мазут, горючие сланцы. Иногда запасы топлива и воды могут находиться в самом паровозе – это танк-паровоз. Принцип работы двигателя основан на теплоотдаче. При сгорании топлива в топке тепло передается через стенки топки и жаровых труб воде в котле, которая превращается в пар. Паровая машина преобразует тепловую энергию в механическую энергию, которая приводит в движение поршни в паровых цилиндрах, это движение передается колесам, и они движутся. Чтобы повысить экономичность, используются специальные установки, где пар перегревается и его температура повышается значительно. Экипажная часть – это рама, колесные пары с буксами, рессорное подвешивание, тележки – бегунковые и поддерживающие, также с колесными парами, и аппараты сцепления. Самые первые паровозы были построены в Великобритании в 1803 г., изобретатель Р. Тревитик; в 1814 г. – изобретатель Дж. Стефенсон. Паровоз Дж. Стефенсона назывался «Ракета».
В России первый паровоз был построен и пущен в 1833 г. на железной дороге Петербург – Москва, конструкторы Е. А. и М. Е. Черепановы. Использование паровозной тяги распространилось на железных дорогах многих стран в конце XIX – начале ХХ вв. Около 100 лет они служили для ведения поездов. Но в 1950-х гг. паровозы постепенно стали заменяться тепловозами и электровозами, которые оказались более экономичными. С 1956 г. производственный выпуск паровозов был прекращен, хотя они еще продолжали эксплуатироваться.
В отличие от паровоза двигателем тепловоза является двигатель внутреннего сгорания – дизель. Он установлен в машинном отделении и преобразует тепловую энергию топлива при его сжигании в механическую энергию, и она передается через гидромеханическую или электрическую силовую передачу движению колесных пар. Тепловоз оказался более экономичным локомотивом, чем паровоз. Самые первые тепловозы в России появились в 1920-х гг. Широкое распространение получили тепловозы с электрической передачей. В их устройстве коленчатый вал вращает электрогенератор, который вырабатывает ток, питающий тяговые двигатели, они передают вращение колесным парам через зубчатую передачу. Экипажная часть тепловоза – рама, тележки с колесными парами, буксами, рессорное подвешивание. На раме находится кузов тепловоза, в котором расположена кабина, из кабины машинист управляет движением при помощи устройства – контроллера. Изменение режимов работы тяговых двигателей идет автоматически. Между кабиной и машинным отделением расположена аппаратная камера с размещенными устройствами и приборами переключений в силовой цепи. В машинном отделении расположены: двигатель, генератор, компрессор, аккумуляторная батарея. Тепловозы могут развивать скорость более 160 км/ч, их КПД – более 30%.
Следующая глава >
info.wikireading.ru
Паровоз приводится в движение паровой машиной, преобразующей тепловую энергию водяного пара в механическую работу. Для приготовления пара с необходимым давлением и температурой служит паровой котел, в топке которого сжигается твердое (уголь, дрова, торф) или жидкое (нефть, мазут) топливо. Запас воды, топлива и смазки хранится в специальной повозке, сцепленной с паровозом и называемой тендер.
В топку парового котла вручную или с помощью механического углеподатчика (стокера) подается уголь или др. твёрдое топливо. Жидкое топливо подается в топку через форсунки; воздух -- через клапаны зольника. Сгорание твердого топлива происходит на колосниковой решетке, а жидкое топливо в виде пылевидной смеси сгорает в огненной коробке. Выделяемые топливом высоко температурные газы отдают часть тепла через стенки огненной коробки котла воде. Затем газы через заднюю решетку топки поступают в жаровые и дымогарные трубы. Отдав значительную часть тепла через стенки труб на испарение воды в котле, а также на нагревание насыщенного пара в пароперегревателе, газы поступают в дымовую коробку котла и через искрогасительное устройство и дымовую трубу уходят в атмосферу.
Образующийся в котле пар собирается в его верхней части в колпаке-сухопарнике. При повышении давления пара в котле свыше нормы (12÷15)105 Па срабатывает предохранительный клапан, выпускающий избыток пара, пока не установится нормальное давление. Насыщенный пар с частицами воды во взвешенном состоянии при открытии регулятора идёт в пароперегреватель, в котором подсушивается и нагревается до температуры +350…+420˚С и через камеру перегретого пара и трубы подводится к цилиндрам паровой машины. В эти цилиндры пар поступает через золотниковую камеру через парораспределительный механизм. Впускаемый в цилиндр пар давит на поршень и связанный с ним шатунно-кривошипный механизм, приводя во вращение ведущую ось и спаренные с ней дышлами сцепные оси. Отработавший в цилиндрах пар по каналам подводится к конусу, расположенному в дымовой коробке котла на одной вертикальной оси с дымовой трубой паровоза. При работе паровой машины отработавший пар, выходя из конуса в дымовую трубу, создает разрежение в дымовой коробке. Это увеличивает поступление воздуха через зольник в топку котла. При этом происходит интенсивное сгорание топлива и образование пара в котле.
Паровозную паровую машину составляют три основных группы деталей: паровые цилиндры с принадлежностями и арматурой, движущий парораспределительный механизм с переводными устройствами для изменения отсечки и хода паровоза. Паровые цилиндры отливаются за одно целое с золотниковыми коробками, из которых пар попеременно поступает в обе полости цилиндра. Принадлежностями цилиндра являются цилиндровые и золотниковые втулки, крышки и сальники. Арматуру паровых цилиндров составляют продувательные и предохранительные клапаны, приборы для облегчения беспарного хода паровоза (при закрытом регуляторе и движущимся паровозе паровая машина представляет собой мощный вакуум-насос).
Отдельно находится устройство для смазки цилиндров (поршня и золотника): здесь применяются или несовершенные простые масленки и паровые лубрикаторы, или смазочные прессы принудительной подачи смазки.
Движущий механизм состоит из диска и штока поршня, воспринимающего давление впущенного в цилиндр пара. Под действием этого давления поршень перемещается и передает усилие на крейцкопф (кулак), который движется по параллельным направляющим и обеспечивает прямолинейное возвратно-поступательное движение штока, переходящего в шатунный механизм. Последний состоит из поршневого дышла и системы сцепных дышел (спарников), навешиваемых на пальцы сцепных колес.
Органы парораспределения делятся на две группы деталей: внутренние (золотник и золотниковый шток) и наружные, или внешние (механизм привода в движение золотника).
Преимущества паровозов: относительная простота механизма, дешевое топливо.
Недостатки паровозов: значительные затраты физического труда на обслуживание в эксплуатации и на ремонты с промывкой и очисткой котла и др. механизмов, необходимость значительных запасов воды определенного качества из-за её большого расхода, низкий коэффициент полезного действия (3…10 %), значительный шум и вредные выбросы в атмосферу.
base-road.ru
В одну упряжку впрячь, говорите, "не можно"? А вот немецкие инженеры с Maschinenfabrik Esslingen — смогли. Смогли совместить дизельный двигатель и тяговые характеристики паровоза. Как? Ну, они в 1927 году построили дизель-пневматический локомотив V3201 (известный так же как DR V 120 001).
Фактически, это была система с пневматической трансмиссией: шестицилиндровый дизельный двигатель MAN Lo6 Vu 45/42 (корабельный, а точнее — разработанный для ПЛ) с пиковой мощностью 1200л.с. при 450 оборотах и длительной в 1000л.с. (400 оборотов) крутил компрессор, который набивал сжатым паром "паровозных" кондиций, 200°С и 6,5кг/см² (именно паром, потому что в сжимаемый воздух впрыскивалась вода, по 6 килограммов в минуту на 200 килограммов воздуха, — для улучшения рабочих параметров и, параллельно, для охлаждения компрессора изнутри) специальные теплоизолированные цилиндрические баллоны, расположенные по бортам локомотива, откуда сжатый пар через специальный теплообменник (где он подогревался выхлопными газами дизеля до 320°С) направлялся в классическое паровозное шасси.
V3201 во вскрытом виде, хорошо видны баллоны-аккумуляторы
В итоге получилась бесступенчатая трансмиссия, позволявшая совместить в одном локомотиве преимущества как ДВС, так и машин с внешним подводом мощности. Нет, ну понятное дело, что потери в такой системе многообразны и неизбежны, но утверждается, что интегральный КПД (не в последнюю очередь из-за утилизации теплоты выхлопных газов) достигал 26%, а это весьма и весьма неплохо, — это вполне cебе современный тепловозный КПД!!! Сегодня, в зависимости от типа трансмиссии, КПД тепловозов находится в диапазоне 15-30%, так что заявку немцы сделали весьма и весьма мощную. И я думаю даже, что они просто поторопились, хорошая идея просто не имела 90 лет назад материальной поддержки.
вид на локомотив спереди-справа
При этом, обратите внимание: пар/воздух сжимаемы, т.е., в момент трогания с места, — локомотив вполне мог выдать с паровой машины больше мощности, чем отдавал в этот момент дизельный двигатель!! Да, конечно, давление в баллонах при этом падало, но это уже не страшно, ведь состав начал движение. Испытания показали, что теоретические выкладки верны: с груженым поездом дизель-пневматический локомотив разогнался до крейсерской скорости существенно быстрее, чем паровоз такого же класса (масса локомотива составляла 126,5 тонн, тяга на сцепке — 18 тонн (другие источники пишут про 11,2 тонны)).
вид на дизель-пневматический паровоз сбоку
Однако, начатая в 1929 году опытная эксплуатация в течение четырех лет показала, что у системы очень много различных "детских болезней" и узких мест, не удалось нормально справиться и с потерями тепла*, — и в 1933 году уникальный локомотив из оборота вывели. На его базе (ну, чисто формально, потому что поменяли всё) был построен локомотив DR V 140 001, который тоже был уникальным — это был первый локомотив с гидравлической трансмиссией, которая передавала больше мегаватта мощности (с двигателя MAN WV 30/38, мощностью 1400л.с.), но это уже совсем другая история.
V3201 до установки баллонов. Хорошо видны корабельный дизель и компрессор.
© strangernn
спасибо
feldgrau.info
Первые паровозы
Вторая половина XVIII века в Англии отмечается созданием и внедрением машины во всех областях промышленной техники. Этот период называют «промышленным переворотом». Машина заменила ручной труд человека во многих видах промышленности. Гениальный англичанин Джемс Уатт в 1782 г. изобрел паровую машину. Она предназначалась для приведения в действие разнообразных машин — орудий производства — взамен применявшейся до того силы воды и лошади.
В своем патентном ходатайстве Уатт предвидел, что его машина явится универсальным двигателем не только для обособленных мелких целей, по и для крупной промышленности. Гужевой и водный транспорт времени промышленного переворота Англии не мог справиться с перевозкой резко возросшего количества сырья и промышленных грузов.
Нужен был механический двигатель для сухопутной перевозки. Требовалась опять машина вместо лошади, такая же, какую создал Уатт для промышленности. Человеческая мысль, устремленная в то время па механизацию больше всего в Англии, непрерывно работала над созданием двигателя для транспорта. В 1784 г. сотрудник Уатта Мардок построил небольшой трехколесный паровой экипаж. Он мог передвигаться по грунтовой дороге со скоростью лошади, т. е. 12 —14 км/ч.
Но нападки духовенства, усмотревшего в этом «нечистую силу», заставили прекратить опыты с колесницей Мардока. В 1802 г. Тревитик, ученик Мардока, построил паровоз, передвигавшийся по грунтовой дороге. В 1803 г. он поставил свой паровоз на гладкие чугунные рельсы. На этом паровозе были один цилиндр, маховое колесо и зубчатая передача к колесам. Такой паровоз имел практическое применение па частной железнодорожной ветке в Южном Уэльсе в Англии.
data-ad-client="ca-pub-4472270966127159"data-ad-slot="1061076221">
Паровоз Тревитика считается «праотцом паровоза», потому что это был первый железнодорояшый паровоз в полном смысле этого слова. Он имел основные черты последующих паровозов: котел с внутренней топкой, давление пара выше атмосферного, раму с гладкими колесами, приводимыми в движение механизмом паровой машины, выпуск отработавшего пара в трубу, и двигался по гладким рельсам.
В 1811 г. Бленкинсон, уверенный, что гладких колес недостаточно для развития силы тяги, построил паровоз, имевший зубчатое сцеплепие с рейкой, уложенной вдоль рельсового пути. Этот паровоз работал как основной двигатель на угольных копях Бленкинсона в Англии по перевозке угля, по не перевозил за плату ни пассажиров, пи грузов. В 1814 г. Блакетт и Гедлей доказали, что сцепление гладких колес с рельсами достаточно для получения силы тяги.
Они построили паровоз с передачей движения от вертикальных цилиндров к колесам при помощи балансиров и зубчаток. Конструктивное выполпение паровоза Блакетта и Гедлея было настолько удачно, что паровоз этот проработал 50 лет и поставлен, как памятник, в музее в Лондоне.
Первые паровозы
В 1814 г. Георг Стефеисон, благодаря своим способностям и познаниям в области машиностроения сделавшийся из погонщика лошадей сначала машинистом паровой машины, а затем инженером угольного рудника, построил свой первый паровоз «Блюхер». В последующие годы Стефенсон построил еще несколько паровозов, постепепно их совершенствуя. Все эти паровозы были построены в Англии и работали там же у их владельцев па принадлежавших им обособленных иселезнодорожных путях небольшого протяжения.
Железных дорог в современном понимании, т. е. производящих перевозку за плату грузов и пассажиров, до 1825 г. еще не было. Были, следовательно, дороги частного пользования, а не общего. Английская буржуазия и духовенство отрицательно относились к первым паровозам. Однако факты успешной работы действовавших паровозов убеждали капиталистов в целесообразности и выгодности использования их. Спрос на паровозы был, и в 1823 г. Георг Стефенсон основал в г. Дарлингтон первый в мире паровозостроительный завод, которым управлял совместно со своим сыном Робертом. От Дарлингтона до Стоктона в 1826 г. была построена железная дорога длиной 40 км. Для этой дороги Стефенсон построил в том же году паровоз «Локомогнион» для регулярной перевозки за плату пассажиров и всяких грузов.
Таким образом, Стоктон-Дарлингтонская ж. д. была первой в мире железной дорогой общего пользования. На дарлингтонском заводе Стефенсоном был построен в 1829 г. зпаменитый паровоз «Ракета», создавший эпоху в паровозостроении и в яселезнодорожном деле во всем мире. Паровоз «Ракетам был двухосный, весил 4,5 т, имел поверхность нагрева котла 13 м2 при 3,5 am давления пара и два наклонных цилиндра диаметром 203 мм и ходом поршня 410 мм. Существенным отличием его от всех других, до него построенных, были коробчатая топка и трубчатый котел.
В результате этого паровоз «Ракета», имея достаточное парообразование, блестяще выдержал условия конкурса в состязании паровозов. Такое состязание, названное «битвой паровозов», было организовано для выяснения пригодности паровоза как постоянного двигателя для тяги поездов. Стефенсоновская «Ракета» развила скорость с поездом весом 13т в 24 км/ч, а без поезда — 56 км/ч, что считалось невероятным.
Таким образом, состязание решило вопрос о тяге поездов паровозами и утвердило значение паровоза как двигателя для железных дорог. Поэтому день «битвы паровозов» — 8 октября 1829 г. — является историческим днем существования железных дорог и паровозпой тяги на них.
После этого железные дороги начали быстро строиться во всех передовых странах. Общин вид паровоза «Ракеты» с его котлом, получившего название «отца паровозов», показал на фиг. 1.
Паровозы завода Стефенсопа вывозились во все части света, служили образцом для возникших в 40-х годах заводов других стран и непрерывно совершенствовались. Все это дает основание считать родиной паровозостроения Англию, а творцом Георга Стефенсона. Когда последнему был задан вопрос: «Кто изобрел паровоз?», то талантливый труженик ответил: «Паровоз есть изобретение не одного человека, а целого поколения инженеров и механиков». В этих словах заключается несомненная историческая истина и видна исключительная скромность гениального создателя паровозов. В 40-х годах истекшего столетия паровозостроение в Англии не ограничивалось одним заводом Стефенсона.
Талантливые конструкторы Гакворт и Бури имели свои заводы. У Стефенсона с Тейлором был также второй завод «Вулкан». Кроме пазванных были построены паровозостроительные заводы в Ливерпуле, Манчестере, Лидсе и др. Строились паровозы также в железнодорожных мастерских и на нескольких машиностроительных заводах, где паровозостроение не являлось основным видом производства.
Производительность заводов того времени как паровозостроительных, так и других, была невелика, составляя 2— 3 паровоза в месяц. Потребность же в паровозах для бурно развивающегося железнодорожного строительства во всех странах была громадна и не удовлетворялась производительностью английских заводов.
Первые паровозы
Поэтому вслед за английскими паровозостроительные заводы возникли и в других странах: Коккериль в Бельгии (1833), Балдвин и Вест-Фоундри в Америке (1831—1833), Роджерс там же (1837), Шнейдер во Франции (1838), Борзиг в Германии (1841), Александровский в России (1844), Генгаель, Кесслер, Маффей, Эгерсторф в Германии (1846), Гартман в Саксопии (1848) и др. Первый паровоз в России был построен па Урале в 1833 г. Механик Нижнетагильского металлургического завода па Урале М. Е. Черепанов был в Англии и ознакомился там с паровозостроением.
По возвращении на Урал он построил у себя на заводе два паровоза мощностью 30 и 43 л.с., которые являлись подражанием английским. Описание первого из этих паровозов помещено в «Горном журнале» за 1835 г. Это была первая литературная работа о железнодорожном деле и паровозе в России. На нее чиновники из Министерства путей сообщения не обратили внимания. Чертежи паровозов Черепанова не сохранились, но модель одного из них находится в Московском доме техники железнодорожного транспорта.
Первые паровозы
Приведенный па фиг. 2 снимок сделан с этой модели. Эти паровозы применялись для перевозки руды в Нижнем Тагиле по заводской дороге. Сведений о работе их, а также о причинах ее прекращения и возврата к конюшенной тяге не сохранилось. Есть основания предполагать, что для такого короткого заводского пути, как 0,85 км, работа паровоза пе была экономичной и не могла конкурировать с лошадиной тягой. Подобный случай имел место в Англии на первой Стоктон-Дарлингтонской ж. д. и на Царскосельской ж. д.
На фиг. 3 приведен снимок с картины художника Владимирова, изображающий работу паровоза Черепанова на Нижнетагильском заводе. Таким образом, первый русский паровоз был построен на русском заводе русским механиком и из отечественных материалов. Это было раньше ввоза иностранных паровозов. Для первой опытной Царскосельской не. д., построенной в России в 1836—1837 гг., было приобретено за границей три паровоза.
Первый паровоз, пущенный в работу на дороге, был построен на заводе Гакворта в Англии, второй—на заводе Стефенсопа, там же и третий — на заводе Коккериля в Бельгии. Впоследствии были приобретены еще 3 паровоза. Каждый паровоз имел название: «Проворный», «Стрела», «Богатырь», «Слоп», «Орел», «Лев»; они отапливались коксом и брикетами, которые привозились из Англии. Имеются сведения, заслуживающие доверия, что 2 ноября 1858 г. ■ на Царскосельской ж. д. во время пожара сгорел один паровоз до полной непригодности и что для работы остался только один последний паровоз. Почему из шести паровозов через 20 лет их работы осталось только два, неизвестно.
Первые паровозы
До нашего времени не дошли достоверные снимки или чертежи этих паровозов. На фиг. 4 приведен общий вид одного из паровозов Стефенсона, заимствованный из описания Дарлингтонского завода ко дню его столетнего юбилея. Надпись на снимке и характерный ландшафт свидетельствуют, что этот паровоз принадлежал первой русской железной дороге. В Московском доме техники железнодорожного транспорта находится модель паровоза Стефенсона, построенного для Царскосельской ж. д. (фиг. б). На ней имеется гравированная надпись: «СПБ. Технологический Институт. Работали воспитанники IV кл. Белли и Вазинский. II кв. Бевод. 1839 г.».
Е.И. Мокршицкий
www.radnews.ru
Как только паровая машина получила распространение, нашлось много изобретателей, пытавшихся приспособить ее для нужд транспорта - в качестве двигателя для самодвижущейся повозки.
У Ричарда Трейвисика возникла идея поставить паровой автомобиль на рельсы. В 1804 году в Англии был создан первый паровоз - транспортное рельсовое средство, использующее в качестве двигателя паровую машину. Основные составные части паровоза: паровой котёл, паровая машина, тендер, где помещаются запасы топлива и воды. В результате сгорания топлива тепло через стенки топки передаётся котловой воде, которая превращается в пар. Паровая машина преобразует тепловую энергию в механическую энергию. Движение поршня в паровых цилиндрах, через шатунно-кривошипный механизм передаётся движущим колёсам.
Этот паровоз представлял собой цилиндрический паровой котел, покоившийся на двух осях. Топка располагалась впереди под дымовой трубой, так что тендер (повозку с углем, где сидел кочегар) приходилось прицеплять впереди паровоза. Длинный горизонтальный цилиндр 210 мм в диаметре имел ход поршня в 1,4 м. Шток поршня далеко выдавался впереди паровоза и поддерживался особым кронштейном. С одной стороны паровоза имелась сложная зубчато колесная передача на обе оси, с другой - большое маховое колесо, как у фабричной паровой машины.
4 года спустя Трейвисик построил в Лондоне круговую железную дорогу, по которой локомотив двигался со скоростью 20 км/час без груза и со скоростью 8 км/час с грузом в 10 т. Паровоз Трейвисика жег и возил с собой такое количество угля, что изобретение не давало никаких коммерческих выгод и заглохло, т.к. усилить машину Трейвисик не смог. Кроме того оказалось, что чугунные рельсы не могли выдерживать тяжелую машину. Паровоз Трейвисика быстро приводил рельсы в негодность, так как был слишком тяжел для путей, рассчитанных на небольшие вагоны с «лошадиным приводом». В последующие годы Трейвисик сконструировал и построил еще несколько паровозов.
Другой изобретатель, Брунтон, в 1813 году соорудил паровоз с двумя механизмами, которые наподобие ног должны были отталкиваться от земли и двигать машину вперед (при первом же испытании этот паровоз взорвался, так как при расчете котла были допущены ошибки)
В 1815 году Блекетт и Хедлей собрали очень хороший паровоз, получивший название «Пыхтящий Билли». Очень долго конструкторы бились над проблемой, стоявшей перед всеми изобретателями паровоза того времени, - как уменьшить нагрузку на ось, чтобы локомотив не ломал рельсов.
Поначалу это происходило слишком часто, так что перед каждой поездкой тендер приходилось нагружать запасом чугунных рельс. Наконец Блекетт и Хедлей поставили котел на одну раму с тендером, снабдив ее четырьмя парами колес, так что «Билли» имел четыре ведущих оси. Только после этого он перестал портить пути. Этот паровоз эксплуатировался на руднике до 1865 года, после чего был сдан в Лондонский музей.
Удачнее других оказались локомотивы, сконструированные и построенные Джорджем Стефенсоном. В 1812 году Стефенсон предложил своему хозяину проект своего первого паровоза. Паровоз, получивший имя «Блюхер», включился в работу по обслуживанию рудника. «Блюхер» мог перевозить груз весом 30,5 т, но не мог брать крутых подъемов и развивал с нагрузкой скорость всего 6 км/ч. По многим параметрам он уступал «Пыхтящему Билли» и после года эксплуатации оказался лишь немногим выгоднее использовавшихся до этого лошадей. Причиной неудачи была слабая тяга.
. В 1815 году Стефенсон построил свой второй паровоз. В этой конструкции он отказался от соединения осей зубчато-колесной передачей. Вертикальные паровые котлы были поставлены прямо над осями, и движение от поршней передавалось непосредственно на ведущие оси, спаренные между собой цепью.
В 1816 году был закончен третий паровоз «Киллингуорт». Для него Стефенсон впервые придумал и применил рессоры.
В 1821 году один из шахтовладельцев Дарлингтона основал компанию по строительству железной дороги от Дарлингтона к Стоктону и поручил ее сооружение Стефенсону. В сентябре 1825 года по дороге торжественно прошел первый поезд из 34-х вагонов. Шесть из них были нагружены углем и мукой, на остальных были размещены скамейки для публики. Тащил все эти вагоны новый паровоз «Передвижение», которым управлял сам Стефенсон. Средняя скорость составляла 10 км/ч. Впереди локомотива скакал верховой с флагом, прося публику освободить рельсы. На отдельных участках ему приходилось мчаться во весь опор, потому что поезд разгонялся до 24 км/ч. Вместе с остальным грузом эта публика весила около 90 т.
В 1829 году дирекция транспортной компании Манчестер-Ливерпульской дороги объявила свободный конкурс на лучшую конструкцию локомотива. Стефенсон выставил в Рейнхилле свой новый паровоз «Ракета», построенный на его заводе по последнему слову тогдашней техники. «Ракету» можно было считать уже вполне совершенным паровозом, так как она имела все важнейшие черты позднейших локомотивов: 1) топка была окружена водой котла; 2) котел был расположен горизонтально и имел дымогарные трубы; 3) пар уходил в дымовую трубу, что усиливало тягу и увеличивало температуру топки; 4) сила пара передавалась колесам через шатуны без всяких зубчатых передач.На испытаниях «Ракета», идя порожняком, развила рекордную для тех времен скорость 48 км/ ч. При собственном весе 4,5 т этот паровоз свободно тянул поезд общим весом 17 т со скоростью 21 км/ ч. Скорость движения паровоза с одним пассажирским вагоном достигала 38 км/ч. По всем показателям «Ракета» оказалась на порядок лучше всех других локомотивов.
Началась эра паровоза. Ливерпуль-Манчестерская дорога была первым в истории крупным, технически правильно осуществленным проектом железнодорожного строительства.
Эра паровозов продолжалась до 1950-х годов, когда их производство было полностью свернуто. В большинстве стран оставшиеся паровозы эксплуатировались до середины 1970-х, затем лишь небольшая часть была оставлена в резерве на случай энергетического кризиса, а некоторые переданы в музеи или на туристические маршруты.
Другие страницы по теме « Паровые двигатели »
Паровые двигателиПаровой двигатель И. ПолзуноваПаровые автомобилиПаровые самолетыПароходыПаровозыБоевая паровая техникаПаровая турбина Паровые велосипедыПаровые роботыМастер паропанкаПаровые игрушкиПаровоз Черепановых
class-fizika.narod.ru
