Что такое паровоз?

Паровозы - паровые локомотивы. Паровозы использовались с середины 19 века до середины 20 века.

Локомотивы начали тянуть лошадей в вагоне, который начал использоваться в Германии в середине 1500-х годов. С изобретением паровой машины в начале 1700-х эти дороги стали превращаться в железные дороги, и первый паровоз был изготовлен в 1804 году Ричардом Тревитиком и Эндрю Вивианом в Англии. Локомотив работал в Уэльсе на трамвайной линии Penydarren (Merthyr Tydfil), которая близка к размеру рельса. В последующий период двухцилиндровый локомотив Мэтью Мюррея был построен в 1812 году для оператора железной дороги Vagonyolu Middleton.

Эти события в Великобритании ускорили запуск США, и Том Тумб, первый американский паровоз, который работал на железной дороге Балтимор-Огайо в 1829 году, начал работать на этой линии, и это была пробная модель, которая была запущена на церемонии открытия железной дороги Южной Каролины в Америке. Лучший друг Чарльстона стал первым успешным железнодорожным локомотивом.

Разработка паровоза

В течение 25 лет после строительства локомотива Trevithick на угольных железных дорогах было успешно использовано ограниченное количество паровозов. К концу наполеоновских войн этот рост цен на корма также оказал значительное влияние на это. Поскольку дороги в Иевхе, изготовленные из чугуна, были недостаточно прочными, чтобы выдержать вес паровоза, эти дороги с «L» -разделом, где колеса подгонки вагона были заменены рельсами с плоской поверхностью и фланцевыми колесами.

Цилиндр паровоза

Джордж Стивенсон, воспользовавшись опытом своих предыдущих конструкторов в 1814 году, заставил локомотивы с плоской поверхностью двигаться по рельсам. Почти во всех предыдущих локомотивах цилиндры были расположены вертикально и были частично погружены в котел. В 1815 году Стивенсон и Лош запатентовали идею передачи главных ведущих колес непосредственно из цилиндров через верхние передние кривошипы вместо передачи мощности привода от поршня на главное ведущее колесо. Устройство, передающее мощность привода с помощью зубчатых колес, вызывало резкие движения, особенно когда на больших зубах появился износ. Механизм, который передает энергию непосредственно от цилиндра, дал дизайнерам большую степень свободы, потому что он более компактен.

Паровозные котлы

Локомотивные котлы также превратились в трубчатую форму, когда она была в форме бедной трубы, а затем в трубчатую форму, где сосуществовало много труб, тем самым обеспечивая более широкую поверхность нагрева. В этой последней форме ряд трубок был прикреплен к аналогичной плите, которая была найдена на той стороне, где горела печь. Выхлопные газы из цилиндров вызывают взрыв, когда он проходит по трубам и идет от конца дыма к дымоходу, поддерживая огонь во время движения локомотива. Пока локомотив стоял там, где он был, использовался узел. Генри Бут, бухгалтер Ливерпульской и Манчестерской компании, запатентовал в 1827 году более сложную многотрубную аварию. Стивенсон также использовал настоящее изобретение на своем локомотиве под названием Rocket (но сначала ему пришлось провести очень длительные испытания, чтобы убедиться, что соединительные кольца на концевых пластинах, к которым были подсоединены медные трубы, не протекали).

После 1830 года паровоз принял форму, известную сегодня. Цилиндры располагались либо горизонтально, либо слегка наклонно в конце, где выходил дым, и если место пожарного находилось в конце, где горела печь.

Шасси паровоза

С роликами и осями, выходящими из соединения с котлом или размещающими их прямо под котлом, была необходима рама для скрепления различных частей. Стержневая рама, впервые использованная в британских локомотивах, вскоре была внедрена в США и перенесена из кованого железа в литейную сталь. Ролики были установлены снаружи рамы. В Англии каркас рамы был заменен на пластину рамы. При этом цилиндры были расположены внутри рамы, и для рам были установлены пружинные подвески (спиральные или в форме листа) и подшипники осей (смазанные подшипники) для удерживания осей.

С введением стали в производство котлов после 1860 года стало возможным работать при более высоких давлениях. К концу 19-го века давление 12 бар стало широко распространенным в локомотивах; Если состав является локомотивом, давление 3,8 бар начали использовать. Это давление увеличилось до 17,2 бар в эту эпоху. В 1890 году цилиндры экспрессов были изготовлены диаметром 51 см и ходом 66 см. Позже в таких странах, как США, диаметр цилиндра увеличился до 81 см, и локомотивы, и вагоны стали увеличиваться.

В первых локомотивах были насосы с приводом от оси. Однако они работали только при работающем двигателе. Инжектор был найден в 1859 году. Пар (или позднее выхлопные газы) из котла распылялся через конусообразное грубое сопло (диффузор), наполняя воду в котел под более высоким давлением. «Обратный клапан» (односторонний клапан) удерживал пар внутри котла. Сухой пар отбирали из верхней части котла и собирали в перфорированную трубу или из точки наверху котла и собирали в капле пара. Этот сухой пар затем переносили в регулятор, и регулятор контролировал распределение сухого пара. Важнейшей разработкой в ​​паровозах стало введение перегрева.

Изогнутая труба, по которой пар проходит через газовую трубу в топку, а затем в коллектор в передней части котла, была изобретена Вильгельмом Шмидтом и использовалась другими инженерами. Экономия топлива, особенно воды, сразу же стала очевидной. Например, «насыщенный» пар производился при давлении 12 бар и температуре 188 °C; этот пар быстро расширялся в цилиндрах, нагреваясь еще до 93°С. Таким образом, в 20 веке локомотивы могли работать на высоких скоростях даже при коротком времени отсечки в 15%. Такие достижения, как стальные колеса, футеровка котлов из стекловолокна, поршневые клапаны с длинным шагом, прямые паровые каналы и перегрев, способствовали заключительному этапу применения паровозов.

Пар из котла также использовался для других целей. Чтобы увеличить тягу, вместо заливки начали использовать «пескоструйную обработку» с паром, что увеличило силу трения в 1887 году. Основные тормоза работали с вакуумом от машины или со сжатым воздухом от парового насоса. Кроме того, был обеспечен паровой нагрев, доставленный в вагоны по трубам, и электрический свет был получен от парового динамо (генератора).