Как работает паровоз

Как устроен и работает паровоз. Часть 1

Автор: Ильдар Хуснутдинов · Опубликовано 26.06.2020 · Обновлено 12.07.2022

Коснемся прародителя всей славной семьи локомотивов – Паровоза. Итак, если вы думаете, что этот экземпляр уже далеко в прошлом, то вы ошибаетесь.

В настоящее время паровозы еще активно работают на многих железных дорогах мира, даже в таких передовых странах, как США, Китай, Канада. Встречаются они и у нас во главе ретро-поездов. Много паровозов стоит и на базах запаса в законсервированном состоянии на случай непредвиденных обстоятельств.

паровоз

Устройство паровоза

Паровоз – это мобильный локомотив, приводимый в движение силой пара. А где же его берут? Пар образуется в паровом котле, а для этого в котел подается вода, разогреваемая огнем, горящим внизу в топке. Это основа паровоза. Котел имеет в своем составе топку, в верхней части которой греется вода, дымогарные трубы, жаровые трубы, сухопарники, дымовую коробку.

Котел опирается на экипажную часть. Пар, получаемый в котле направляется по паропроводам в паровую машину. Паровая машина через кривошипно-шатунный механизм соединена с ведущими колесами, закрепленными на оси. Ведущие колеса, через кривошип, соединены с паровой машиной главным дышлом, а остальные колеса соединяются с ведущими колесами системой прицепных дышел, чтобы также участвовать в тяге.

Управление паровозом осуществляется из будки машиниста. Для хранения запасов угля и воды к паровозу прицеплен тендер.

Итак, уголь поступил в топку из тендера (на ранних моделях уголь закидывался в топку вручную, помощником машиниста, кочегар отвечал за тендер и подачу угля к лотку, откуда помощник брал его лопатой). На более поздних конструкциях устанавливались автоматические углеподатчики (стокеры), вал которых приводился в движение силой пара. Уголь хорошо горит, вода, поступившая из тендера, путем перекачки инжекторами, закипела, что дальше?

Чтобы пар с полной силой двигал поршни паровой машины он должен быть перегретым, т.е., вода должна закипеть не при 100 градусах Цельсия, как обычно, а при 200 и даже более. Это достигается путем создания в котле избыточного давления. Топка обмуровывается огнестойким кирпичом, уголь подается на колосниковую решетку, на которой и происходит горение.

Непосредственно топка (огневая коробка) имеет стальной кожух, тем самым между топкой и кожухом есть пространство, заполненное водой, где она и греется. Топка с кожухом соединены посредством стальных стержней – топочных связей по всему своему периметру. Конструкция топки опирается на раму паровоза. Все продукты сгорания уходят через дымогарные трубы в дымовую коробку, а оттуда через трубу в атмосферу.

Для перегревания пара существуют трубы жаровые, они также находятся в котле, но дополнительно подогревают пар, эти устройства называются пароперегревателями. Топка работает в очень тяжелом режиме: температура сгорания топлива может составлять до 1600 градусов, вода закипает при температуре 200 и более градусов, давление пара достигает десятков атмосфер.

Топка паровоза — ШУРОВОЧНОЕ отверстие

В топке имеется шуровочное отверстие, через которое происходит загрузка угля и контроль за состоянием горения топлива и внутренних узлов топки. Данное отверстие закрыто створками, которые открываются вручную посредством рычага и автоматически (силой пара или воздуха). Пар из котла поступает в сухопарники (эти устройства можно видеть на крыше котла, в виде таких больших, как бы сказать, кастрюль). В сухопарниках пар оставляет излишнюю влагу, а оттуда по паропроводам поступает в цилиндры паровой машины, к ее поршням, через цилиндр золотников.

Паровая машина

Паровая машина имеет цилиндры силовых поршней и над ними расположены цилиндры поменьше – для золотников. Из цилиндров золотниковых, пар, через два канала, поступает в цилиндр главного поршня, с одного или другого торца, двигая тем самым поршень, в ту или другую стороны.

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1-300×199.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1.jpg» width=»1000″ height=»664″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1.jpg» alt=»паровая машина в разрезе устройство | паровая машина в разрезе устройство | Движение24″class=»wp-image-13053″ data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1-300×199.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1-768×510.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»паровая машина в разрезе устройство | Движение24″/> Паровая машина

А как это достигается?

Конечно, посредством расположенных в верхнем цилиндре золотников. Золотник представляет из себя два небольших поршня, расположенных на одном штоке, с обоих его сторон, скажем так, в виде гантели. Золотники передвигаются взад и вперед, перекрывая своим поршнем один канал для подачи пара и открывая другой, обеспечивая тем самым, возвратно-поступательные движения главного поршня. Как это происходит мы рассмотрим далее.

Поршень также располагается на штоке, один конец которого входит в зацепление с ведущим дышлом. Цилиндры паровой машины расположены с обоих сторон паровоза. Отработанный в цилиндрах пар выпускается через специальные клапаны, расположенные снизу с обоих концов цилиндра в атмосферу.

Движение паровоза

Теперь нам остается подать пар в цилиндры и ехать. Но ехать еще рано. Необходимо выбрать направление движения нашего паровоза, так сказать, отреверсировать. Как это достигается?

Мы уже коснулись такого понятия, как, кривошипно-шатунный механизм, так вот, все это его работа. Для изменения направления движения паровоза включается в работу кулисный механизм с сервомотором. Сервомотор представляет из себя обычный цилиндр, в нем находится поршень со штоком. Сервомотор переводится силой сжатого воздуха или силой пара, располагается, как правило, с правой стороны над экипажной частью. Управляет им машинист, посредством рычага реверса. Шток сервомотора соединен с верхней частью кулисы, согнутой в виде полумесяца деталью, с прорезью.

Сама кулиса закрепляется посредине к раме паровоза. В этой прорези находится устройство, называемое, кулисный камень. Кулисный камень передвигается в пазах кулисы, он соединен тягой со штоком золотников. Нижняя часть кулисы тягой соединяется с кривошипом главного ведущего колеса, на котором расположен эксцентрик. Таким образом шток сервомотора разворачивает кулису, в ней, вверх или вниз, перемещается кулисный камень, который своей тягой переводит золотники в одно из положений, необходимое для движения в ту или другую сторону, открывая тем самым нужный паропроводный канал над одной из сторон главного поршня. Другой тягой, расположенной в нижней части кулисы, переводится кривошип с эксцентриком, в сторону нужного направления движения.

Но это еще не все функции кулисного механизма, он очень важен, далее мы рассмотрим еще одну главную его функцию.

Ну теперь-то можно ехать? Попробуем. На торце котла, со стороны машиниста расположен регулятор, именно им регулируется подача пара в цилиндры. Это рычаг с рукояткой, имеющей фиксатор, расположенный на зубчатом секторе. Верхняя его часть тягой соединена со специальной заслонкой, расположенной в сухопарнике, которая регулирует величину подачи пара. Итак, паровоз отреверсирован, пар у нас есть, все, можно ехать.

Машинист переводит регулятор в первое положение, заслонка в сухопарнике открывается и пар пошел в цилиндры, через золотники, к главным поршням. Паровоз двинулся в нужную нам сторону.

Так вот, теперь уже кривошип главного колеса, вращаясь передвигает нижнюю часть кулисы, а эта нижняя часть, как нам уже известно, соединена со штоком золотников, посредством кулисного камня с тягой. Система парораспределения работает, золотники, соединенные тягой с кривошипом, двигаются взад и вперед, подавая пар то в один, то в другой канал цилиндра главного поршня, он перемещается и посредством штока перемещает главное (ведущее) дышло.

Так паровоз и движется. Главные колеса соединены с другими прицепными дышлами, таким образом работают на движение все колеса паровоза. Необходимо отметить, что шток поршня соединяется с ведущим дышлом посредством специального механизма – крейцкопфа.

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5-300×116.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5.jpg» width=»1000″ height=»386″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5.jpg» alt=»Крейцкопф | Крейцкопф | Движение24″class=»wp-image-13059″ data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5-300×116.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5-768×296.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000_5.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Крейцкопф | Движение24″/> Крейцкопф

Крейцкопф (ползун) – это деталь вышеописанного кривошипно-шатунного механизма, который совершает по неподвижным направляющим возвратно-поступательное движение. Применение крейцкопфа позволяет разгрузить поршень со штоком от действия силы нагрузки, в этом случае ее действие переносится на крейцкопф. Дополнительно создается вторая рабочая полость в цилиндре под поршнем. Таким образом один конец ведущего дышла закреплен в крейцкопфе, а второй посажен на кривошип.

Все ведущие колеса паровоза исполняются для облегчения веса с вырезами в виде спиц или отверстий. Обязательно эти колеса имеют противовесы.

Как правило бандажи главных колес не имеют гребней (безгребневые), это сделано для улучшения прохождения (вписывания) паровозом кривых.

На верхней части цилиндров паровой машины установлены пресс-масленки, для смазывания трущихся частей кривошипно-шатунного механизма. Сжатый воздух, необходимый для работы автотормозов состава и нужд самого паровоза получается в паровоздушном насосе, типа тандем компаунд. Расположен данный насос, как правило, в передней части паровоза, в зависимости от конструкции паровоза. Из насоса сжатый воздух поступает в главные резервуары, расположенные под котлом паровоза. Перед троганием с места цилиндры паровоза продуваются паром, для удаления влаги, во избежание гидравлического удара.

Источник

Паровоз. Как он устроен и работает.

В соседнем сообществе и в своём блоге опубликовал статью о последнем Советском паровозе, здесь же хочу продолжить тему паровозов и рассказать о том как устроена и работает уникальная паровая машина, изобретённая ещё в 18 веке! Конструкция паровоза, это масса технических изобретений и идей, ибо заставить работать бесперебойно и безопасно паровую машину, в топке которой температура порой достигает 1800℃, а нагрузка в котлах паровозов повышенного давления доходит до 60 атм, при мощностях некоторых моделей до 8000 л.с., очень не просто! Паровозы, на протяжении всей своей истории, совершенствовались и модернизировались, для повышения надёжности конструкции и улучшения КПД, который так и не удалось поднять выше 9,22%, на сегодня, это лучший показатель, который был у советского паровоза ЛВ. Паровоз обслуживался бригадой из 3х человек — машинист, помощник и кочегар. В качестве топлива, в зависимости от модели, использовались, как твёрдое топливо — уголь, торф, древесина, так и нефтепродукты или газ.

Так как же устроен паровоз?

Обратимся к Википедии, там есть удачная картинка с описанием:

Описание работы паровоза в этом видео:

Интересный фильм о паровозах:

Ну и фрагмент статьи из журнала Популярная механика:

Вприхлопку: Как устроен паровоз
Машинисты паровозов всегда отличались богатырским здоровьем и хорошей зарплатой

Буквально какие-то 20 лет назад увидеть паровоз можно было запросто. Они стояли, заколоченные, на станциях. И вся инфраструктура тоже сохранялась на случай войны. Теперь все не так: нет ни паровозов (осталось, дай бог, штук триста на всю страну), ни машинистов — навыки уходят вместе с ветеранами. Как же функционирует стальная машина?

Растопка
Холодный паровоз доставляют в депо и ставят в стойло (термин, доставшейся чугунке в наследство от времен почтовых лошадей). Из котла вынимают мешочки с силикагелем — веществом, впитывающим влагу (его кладут в котел на время консервации паровоза). Отмывают соляркой детали от консервационной смазки. Доверху наполняют водой котел и тендер. Развешивают на колесах ведущие дышла и кулисные тяги. В топку сначала забрасывают негодные шпалы, дрова и доски, которые поджигают. Когда растопка запылает, осторожно бросают первые лопаты угля и ждут, когда он займется. Постепенно добрасывают еще и еще, пока вся колосниковая решетка не окажется охваченной ровным горящим слоем. Вода в котле закипит часа через три-четыре. Как только в котле создастся давление 34 атмосферы, паровоз делается вполне автономным: оживает сифон — устройство, создающее искусственную тягу в топке.

Начинается подготовка к рейсу. В тендер паровоза выливают порцию антинакипина. Один миллиметр толщины слоя накипи на трубах — это 600 кг (!) лишнего веса в котле. Раньше пробу воды снимали после каждого рейса: набирали воду в особый чайник из краника на котле, который так и называется — «водопробный», и сдавали в лабораторию. В лаборатории устанавливали необходимую дозу антинакипина, которая зависела от жесткости грунтовых вод на участке работы паровоза. До сих пор на тендерах паровозов можно встретить надпись: «Вода отравлена. Для питья непригодна». Впрочем, старики утверждают: «Сколько раз пили — и ничего».
Из масленок с длинными носами заливают масло в смазочные пресс-аппараты, турбинку и воздушный насос. На паровозе масло применяется разных сортов, важно его не перепутать и не залить, скажем, в паровой цилиндр масло, предназначенное для смазки букс. Сегодня настоящие паровозные масла — «вапор», «цилиндровое», «вискозин» — также стали музейными экспонатами, и все заменяются обычным дизельным маслом. А на самых первых паровозах для смазки использовали говяжье сало, олеонафт и растительное масло.

Помощник машиниста ручным винтовым прессом вгоняет смазку в подшипники машины. Машинист тем временем обстукивает молоточком гайки на дышлах, тягах и крейцкопфах. Проверяет, надежно ли они затянуты, готов ли к пути механизм. На паровозе, как в оркестре, все на слух.

Стрелка парового манометра приближается к красной черте предельного давления. Можно ехать. Машинист спускает реверс на передний ход на полную отсечку, дает полнозвучный свисток и плавно открывает регулятор, вслушиваясь в дыхание машины. Плавно, потому что при резком открытии регулятора воду может подхватить и бросить из котла в цилиндры. Последствия бросания бывали таковы, что 300килограммовое дышло, вращающее ведущие колеса, сгибало в дугу, как пластилиновое, а с цилиндров сшибало чугунную крышку, привинченную 20 болтами.

Искусство кидания
Управляет паровозом машинист, а вот топит не кочегар, как думает большинство непосвященных, а помощник машиниста. Отопление требует большого опыта, сообразительности, и слова «Бери больше — кидай дальше!» тут совершенно неприменимы.

Уголь забрасывают в топку вручную особой лопатой, сугубо паровозной, с длинным ковшом и коротким черенком. Угли бывают самые разные и сильно различаются как по размерам кусков, так и по свойствам: например, бурый подмосковный уголь паровозники звали «землей» — он почти не горел, приходилось заваливать им топку чуть не до потолка. А вот, скажем, донецкие антрациты горели очень жарко, но, если помощник упускал момент, плавились и заливали колосники, из-за чего прекращался доступ в топку воздуха — после этого паровоз оставалось лишь тушить и образовавшийся монолит разбивать отбойным молотком. Самые лучшие — так называемые газовые, длиннопламенные и паровично-жирные угли, сами названия которых, кажется, горят.

От того, насколько искусен помощник, зависит жизненно важный вопрос — хватит ли в пути пару? А кочегар на паровозе обычно выполняет лишь вспомогательные работы — смазывает буксы тендера, подгребает уголь в лоток, набирает воду из колонки и т. п. В старину кочегарами обычно были практиканты или пенсионеры.

Когда паровоз движется с работающей машиной, а не по инерции, топят «вприхлопку» — то есть помощник бросает уголь, а кочегар открывает дверцы топки только в момент броска лопаты и сразу же их закрывает, чтобы в топку не шел холодный воздух. Очень важно не переохлаждать котел: паровоз простужается как человек, но, увы, с куда более серьезными последствиями, вплоть до взрыва котла (мощностью с приличную фугасную бомбу), а иногда и улетания оного в небо, как ракеты, что в свое время случалось не так уж редко.

Работа на паровозе — нелегкий физический труд. Однако он всегда был высокооплачиваемым и очень престижным, овеян огромным уважением и почетом. Кроме того, по статистике паровозники были физически здоровее, чем их коллеги, работающие на тепловозах и электровозах. Когда машинист шел по улице в фуражке с особым белым кантом и поездочным «сундучком-шарманкой», встречные приветствовали его, снимая шапку.

ЗЫ: И в заключении рекомендую почитать Будни паровозной бригады, очень интересно!

Источник

Как работает паровоз и его устройство

Автор: Роман Широков · Опубликовано 26.07.2019 · Обновлено 12.07.2022

Сегодня мы поговорим о том, как работает паровоз, устройстве этих удивительных локомотивах, история работы которых на железных дорогах всего мира перевалила далеко за век и паровозы в прямом смысле дали огромный толчок научно-техническому прогрессу, подняли на высокий уровень экономику многих стран, совершили революцию во многих аспектах развития человеческого общества и цивилизации.

Я не буду сейчас касаться далеких и первых шагов в паровозостроении от отца и сына Черепановых, Стефенсона и многих, многих других выдающихся конструкторов и инженеров, чей труд и мысль сделали революцию в научно-техническом прогрессе. Об этом мы поговорим отдельно. Сегодня мы коснемся устройства и принципа действия паровоза.

Итак, люди старшего поколения хорошо помнят эти огромные пыхтящие, дымящие и прямо-таки дышащие, как-бы живые локомотивы, я вспоминаю как в детстве восхищался и откровенно побаивался подходить к нему близко, действительно а вдруг живой? Ну конечно впечатления детства, но они оставили во мне эти ощущения на всю жизнь и предопределили мою профессию в будущем, я стал машинистом, но водить эти огнедышащие машины мне уже не пришлось. А наша молодежь видит их только в фильмах и памятниках, а иногда можно увидеть живой паровоз ведущий ретро-поезд, хоть так, но здорово! А вспомните этот гудок! Никогда и ни с чем его не спутать!

Ну ладно, повспоминали, повздыхали, теперь перейдем к более конкретному

Как работает Паровоз – это локомотив приводимый в движение силой пара. Как-же эта сила водит поезда? Да в принципе очень просто! В большом котле снизу в топке горит огонь и греет воду, вода дает пар а он и поступает в цилиндры к поршням, двигая их взад-вперед и через кривошипно-шатунный механизм /систему рычагов, дышел/ заставляет вращаться ведущие колесные пары и мы едем!

Да с виду это просто, но это только принцип, а дальше нескончаемые задачи, которые приходилось решать инженерам, чтобы получился локомотив, не только пыхтящий и дымящий, но и эффективно работающий, ведущий тяжелые поезда на разных профилях пути и еще с большой скоростью!

Устройство паровоза

Главное в паровозе это конечно котел, а как получить в этом котле пар с давлением в 10 и больше, вплоть до 16 атмосфер, вот головоломка то, но все решено: давление в котле доведено до таких величин, чтобы вода не закипала при своих «классических» 100 градусах а закипала при 200 и даже 300 градусах! Для этого в котле должно быть очень большое давление. Поэтому топка — сложное устройство и работает в экстремальных условиях высоких температур и давлений, она имеет и обмуровку кирпичной кладкой и топочные связи для перегревания пара и контрольные пробки ну и конечно предохранительные клапаны, которые в случае превышения допустимого давления пара не допустят взрыва котла. Пар с такой температурой называется перегретым, именно благодаря ему и достигается все: мощность, скорость, экономичность и в конце концов коэффициент полезного действия (КПД) парового агрегата, очень важный показатель работы, который в будущем и решил дальнейшее развитие локомотивостроения не в его пользу, как ни старались инженеры, КПД паровоза так и не поднялся выше 10%, но что делать, с физикой не поспоришь!

А далее пар с большим давлением из котла по системе паропроводов поступает в так называемый «сухопарник», кто видел, это как бы такие большие кастрюли на верху котла, он отделяет наиболее сухой пар, а оттуда к паровой машине.

Паровая машина

Паровая машина находится впереди локомотива и включает в себя цилиндры где находятся поршни, цилиндры располагаются с обоих сторон. Но как заставить чтобы вся эта система работала синхронно и точно, как например поршни двигаются взад и вперед, совершая возвратно-поступательные движения? Просто, над главными большими цилиндрами располагаются цилиндры поменьше в них и бегают взад-вперед так называемые «золотники», поршни поменьше, соединенные друг с другом. Вот эти самые золотники соединены тягами с эксцентриком на кривошипе главного ведущего колеса, который вращаясь при движении двигает взад и вперед золотники через эти тяги ну а последние открывают доступ пара в цилиндр то с одной, то с другой стороны поршня через специальные каналы, вот поршни и бегают туда-сюда всю дорогу, а дальше как я уже рассказывал.

Устройство паровой машины

Золотники перекрывая каналы также отводят из цилиндров отработанный пар и они принимают непосредственное участие в изменении направления движения паровоза. Происходит это так, к золотникам подходит еще одна тяга от так называемого «кулисного камня», который движется во внутренних пазах изогнутой такой большой детали, называемой «кулисой», нижний торец кулисы также соединен тягой с кривошипом на основной ведущей оси. Если требуется изменить направление движения, то для этого пар должен толкнуть поршень или с переднего или с заднего торца цилиндра, отсюда паровоз поедет вперед или назад. Чтобы это произошло надо передвинуть золотники, а уж они один канал перекроют а другой откроют.

Паровая машина

В этом процессе ведущее место занимает «сервомотор», управляемый машинистом посредством рычага и тяги — пневматический цилиндр с поршнем и тягой, которая и передвигает золотники в одно из требуемых положений. Золотники перемещаются и посредством другой, описанной выше тяги, через кулисный камень, передвигают кулису вверх или вниз, а кулиса, в свою очередь, через свою нижнюю тягу переводит эксцентрик кривошипа в верхнее или нижнее положение что и определяет дальнейшее направление движения паровоза.

Вся эта сложная система называется «кулисным механизмом». А далее колеса, соединенные с поршнями и между собой системой дышел- силовых и прицепных, чтобы все они были ведущими, начинают вращаться и двигать локомотив а с ним и поезд.

Еще ведущие колеса имеют противовесы, их хорошо видно и они играют огромную роль в поддержании правильного баланса при движении всей этой огромной и мудреной системы. Все поехали!

Вроде просто, но ух как сложно! Количество пара подаваемого в цилиндры и соответственно мощность и скорость паровоза регулируется регулятором, которым управляет машинист. От регулятора идет тяга к сухопарнику а там к особому клапану, который или увеличивает подачу пара к цилиндрам паровой машины или уменьшает ее. Под главными цилиндрами находятся выпускные клапаны, выпускающие излишний пар наружу и через них производится продувка цилиндров, во избежание гидравлического удара при движении поршней. Но повторюсь, это только в принципе, а в действительности работа паровой машины и всего кривошипно-шатунного механизма требует точнейшей синхронизации всех процессов, механизмов, иначе локомотив просто не сдвинется с места, не говоря уже о какой-то полезной работе. Все это требовало огромных расчетов, большого труда инженеров.

Механика наука очень точная, даже доли миллиметра играют в ней большую роль!

Вообщем двигаемся. Паровые машины тоже бывают разных типов, например, однократного расширения, так называемый «компаунд» — в этой системе пар выполнив свою работу в одном цилиндре быстренько попадает в другой, чтобы выполнить там такую-же работу. Такая схема применялась очень широко в раннем отечественном паровозостроении, но в дальнейшем на более мощных и скоростных моделях от нее отказались, пар поступает в оба цилиндра одновременно.

Ну а весь дым из топки уходит в трубу через дымогарные трубы и дымовую коробку. Также в устройстве котла присутствуют и жаровые трубы, они играют важную роль в процессе пароперегревания. А еще пар приводит в движение паровоздушный насос «тандем-компаунд» который качает воздух в главные резервуары а из них воздух поступает в тормозную систему, а еще используется для работы некоторых своих механизмов, сервомотор, например. Паровоздушный насос располагается на передней части рамы над паровой машиной у котла и его всегда хорошо видно, если смотреть на паровоз спереди.

Также пару требуется вращать маленькую турбинку парогенератора, который вырабатывает электричество для прожектора, буферных фонарей, освещения будки и ходовой части, радиостанции. Пар также отапливает через систему маленьких трубок, скрытых под облицовкой, будку, в которой работает локомотивная бригада. Еще паром подогревается вода, подаваемая в котел через инжекторы, так как подавать в котел холодную воду нельзя!

Наконец паром приводится в движение шнек автоматического углеподатчика «стокера», это устройство существенно облегчает труд локомотивной бригады, в частности помощника машиниста, отвечающего за отопление а отсюда и за давление пара в котле от величины давления которого и зависела вся поездная работа!

Стокер размельчает и подает уголь из тендера прямо в топку через паровые форсунки, тем самым, исключая очень тяжелый ручной труд при загрузке угля в топку вручную, лопатой! Все запасы топлива /дров, угля или топочного мазута/ и воды находятся в прицепленном к паровозу сзади своебразном «хранилище» — тендере.

Тендер

Он просто прицепляется к паровозу и соединяется с необходимыми трубопроводами для подачи воды в котел ну и топлива в топку соответственно. Паровым локомотивам приходилось довольно часто делать длительные остановки с отцепкой от состава для экипировки топливом, водой ну и для чистки топки от шлака.

Обслуживается паровоз локомотивной бригадой в состав которой как правило входит три человека: машинист, помощник машиниста и кочегар. Машинист, понятно, ведет поезд и руководит действиями помощника и кочегара, ну и естественно за все отвечает.

Вот так и трудились наши деды и отцы! Но все паровозники любили свою работу, были очень серьезными и ответственными людьми. Их уважали, ими гордились! А кочегар отвечает за тендер и постоянно подгребает уголь к лотку перед топкой или к лотку стокера и смотри за ходовой частью и другим оборудованием тендера. Все это так сказать должностные обязанности а бывало по-всякому. Если локомотив работает на нефтяном отоплении, то кочегар в состав локомотивной бригады, как правило, не входит. Такой паровоз сразу видно — на тендере вместо кучи угля располагается цистерна с топливом, которое под давлением поступает к форсункам и через них в распыленном состоянии в топку, тут и помощнику намного легче его топить, лопата не нужна, контролируй только.

Ну и в качестве эпилога

Паровоз локомотив идеально подходящий и к работе в условиях войны.

Он не боится ни электромагнитного импульса ни радиации, ничего такого страшного что мгновенно выведет из строя и электровозы и тепловозы. Он практически всеяден и работает на всем что горит. Известен интересный факт когда в гражданскую войны паровоз топился сушеной воблой! Запасы воды он может пополнить хоть из лужи. Такое тоже бывало! Он терпит и множество осколочных и пулевых пробоин даже в очень важные его узлы. Фашистским летчикам сразу давали железный крест если им удавалось подбить локомотив так, чтобы он уже встал и не двигался!

Всю Великую Отечественную войну с ее вселенскими масштабами перевозок вытянули паровозы! Еще он может работать как котельная отапливая дома и целые поселки, организовать, например, банно-прачечное обслуживание и подавать горячую воду при дезактивации техники от радиации. Вот что такое ПАРОВОЗ! Выпуск паровозов прекратился в СССР в 1957 году. Но они еще очень долго, вплоть до конца 80-х годов работали на железных дорогах страны и сейчас некоторые из них водят ретро-поезда. Многие замерли навеки в памятниках.

Источник

Принцип работы паровоза

Паровозы, устройство которых на фоне других технологий сегодня является примитивным, до сих пор применяются в некоторых странах. Они представляют собой автономные локомотивы, использующие в качестве двигателя паровую машину. Самые первые подобные локомотивы появились в XIX веке и сыграли ключевую роль в становлении экономики целого ряда стран.

Устройство паровоза постоянно совершенствовалось, в результате чего появлялись новые конструкции, которые сильно отличались от классической. Так возникли модели с шестернями, турбинами, без тендера. Сегодня устройство паровоза можно считать устаревшим, так как еще в середине XX века были созданы тепловозы и электровозы – более экономичные локомотивы. Хотя, как уже говорилось, даже сейчас паровозы продолжают работать.

Принцип работы и устройство паровоза

Несмотря на то, что существуют разные модификации конструкций этого транспорта, все они имеют три основные части:

В паровом котле получают пар – именно этот агрегат является первичным источником энергии, а пар – основным рабочим телом. В паровой машине оно преобразуется в возвратно-поступательное механическое движение поршня, которое в свою очередь при помощи кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное. Благодаря этому колеса паровоза вращаются. Также пар приводит в движение паровоздушный насос, паротурбогенератор и используется в свистке.

Экипаж машины состоит из ходовой части и рамы и представляет собой передвижное основание. Эти три элемента являются основными в устройстве паровоза. Также к машине может примыкать тендер – вагон, который служит хранилищем угля (топлива) и воды.

Паровой котел

Также данный элемент должен быть удобным в управлении, ремонте, обслуживании, быть гибким, то есть уметь работать с разным топливом (более или менее мощным).

Топка

Основной элемент котла – топка, где сжигают твердое топливо, которое подается при помощи углеподатчика. Если же машина работает на жидком топливе, то его подают через форсунки. Выделяемые в результате сгорания высокотемпературные газы передают тепло через стенки огненной коробки воде. Затем газы, отдав большую часть тепла на испарение воды и нагрев насыщенного пара, выводятся в атмосферу через дымовую трубу и искрогасительное устройство.

Образованный в котле пар аккумулируется в колпаке-сухопарнике (в верхней части). При достижении давления пара свыше 105 Па, специальный предохранительный клапан его сбрасывает, выпуская избыток в атмосферу.

Горячий пар под давлением подается через трубы к цилиндрам паровой машины, где он давит на поршень и шатунно-кривошипный механизм, приводя ко вращению ведущей оси. Отработанный пар поступает в дымовую трубу, создавая разрежение в дымовой коробке, что увеличивает поступление воздуха в топку котла.

Схема работы

То есть, если описывать принцип работы обобщенно, все кажется исключительно простым. Как выглядит схема устройства паровоза, можно увидеть и на фото, размещенном в статье.

В паровом котле сжигается топливо, которое нагревает воду. Вода преобразовывается в пар, и, по мере нагрева, давление пара в системе увеличивается. Когда оно достигает высокого значения, то его подают в цилиндр, где располагаются поршни.

За счет давления на поршни осуществляется вращение оси, и колеса приводятся в движение. Излишки пара выбрасываются в атмосферу через специальный предохранительный клапан. Кстати, роль последнего исключительно важна, ведь без него котел разорвало бы изнутри. Вот так выглядит устройство котла паровоза.

Преимущества

Как и другие типы локомотивов, паровозы обладают определенными достоинствами и недостатками. Плюсы следующие:

Ранее было такое понятие как «всеядность». Оно применялось к паровозам и определяло возможность использовать древесину, торф, уголь, мазут в качестве топлива для этой машины. Иногда локомотивы отапливали отходами производства: разными опилками, зерновой шелухой, щепой, бракованным зерном, отслужившими смазочными материалами.

Конечно, тяговые возможности машины при этом снижались, однако это в любом случае позволяло экономить солидные средства, так как классический уголь стоит дороже.

Недостатки

Без недостатков тоже не обошлось:

Несмотря на недостатки, паровозы очень ценились, так как их использование существенно подняло уровень промышленности в разных странах. Конечно, сегодня применение подобных машин не актуально, в силу наличия более современных двигателей внутреннего сгорания и электродвигателей. Тем не менее, именно паровозы положили начало созданию железнодорожного транспорта.

Элементы конструкции паровоза типа 1-3-1: 1 — Тендер 2 — Будка машиниста 3 — Свисток 4 — Тяга от реверса к парораспределительному механизму 5 — Предохранительный клапан 6 — Турбогенератор 7 — Песочница 8 — Тяга регулятора 9 — Сухопарник 10 — Паровоздушный насос 11 — Дымовая коробка 12 — Паровпускные трубы 13 — Дверца дымовой коробки 14 — Поручень 15 — Поддерживающая тележка 16 — Площадка вокруг котла 17 — Рама экипажа 18 — Тормозная колодка 19 — Пескоподающая труба 20 — Сцепное дышло 21 — Парораспределительный механизм 22 — Тяговое дышло 23 — Шток 24 — Поршень 25 — Золотник 26 — Золотниковая коробка 27 — Топка 28 — Дымогарные трубы 29 — Цилиндрическая часть котла 30 — Жаровые трубы 31 — Регулятор/Дроссельная заслонка 32 — Коллектор пароперегревателя 33 — Дымовая труба 34 — Прожектор 35 — Рукав тормозной магистрали 36 — Ёмкость для воды 37 — Угольный ящик 38 — Колосниковая решётка 39 — Зольник 40 — Букса 41 — Рессорный балансир 42 — Рессора 43 — Движущие (сцепные) колеса 44 — Стойка рессоры/Шпинтон (?) 45 — Конус 46 — Бегунковая тележка 47 — Сцепное устройство

Устройство паровоза и немного о паровых двигателях

Принципиальная конструктивная схема паровоза: 1 — топка; 2 — зольник; 3 — паровой котёл; 4 — дымовая коробка; 5 — будка; 6 — тендер; 7 — паровой колпак; 8 — предохранительный клапан; 9 — клапан регулятора; 10 — пароперегреватель; 11 — паровая машина; 12 — конус; 13 — парораспределительный механизм; 14 — привод регулятора; 15 — экипаж; 16 — поддерживающая тележка; 17 — бегунковая тележка; 18 — букса; 19 — рессорное подвешивание; 20 — тормозная колодка; 21 — паровоздушный насос; 22 — сцепное устройство; 23 — свисток; 24 — песочница.

Отличия пассажирского и грузового паровозов

Пассажирские и грузовые паровозы внешне заметно отличаются друг от друга, что объясняется следующими причинами:Пассажирскому паровозу не нужен большой сцепной вес, поэтому может быть уменьшено количество движущих или «сцепных» колёс, осуществляющих сцепление с рельсами за счёт сил трения;Скорость пассажирских паровозов должна быть выше, для этого увеличивают диаметр сцепных колёс и устраивают перед ними «бегунковые» колёса меньшего диаметра. Бегунковые колёса образуют в плане отдельную тележку и помогают паровозу вписываться в кривые, а также подготавливают путь к прохождению сцепных колёс.

Что внутри у паровоза

Еще несколько десятилетий назад составы по железным дорогам тянули только паровозы. По своей сути паровоз представляет собой самодвижущуюся машину, предназначенную для перемещения вагонов и оснащенную паросиловой установкой. Это самый старый тип локомотива, который всецело господствовал на железных дорогах всего мира в XIX веке. Как же устроен паровоз?

Общее устройство паровоза

За многолетнюю историю развития железнодорожных самодвижущихся установок конструкция и размеры паровозов не раз менялись. Совершенствовались отдельные узлы и агрегаты, повышалась мощность паросиловой установки. Но в целом внутреннее устройство паровоза во все времена оставалось одним и тем же. В библиотеках и сегодня можно отыскать детальные описания принципов работы машин, приводимых в движение паром («Как устроен и работает паровоз», В.А. Дробинский, 1955).

Традиционно паровоз включает в свой состав паровой котел, паровую машину, экипаж, а иногда и тендер. Все эти части очень тесно связаны между собой и по отдельности практически ничего не значат. В котле вырабатывается сжатый пар. Машина является потребителем пара и превращает его тепловую энергию в механическую, которая, в свою очередь, приводит в действие колеса паровоза.

Экипаж преобразует вращение колес в поступательное движение всей конструкции, а также передает тяговое усилие тендеру и всему составу.

Что находится внутри паровоза?

Паровой котел очень прост по своему устройству. В нем есть топка, где сжигается топливо. При этом образуются раскаленные газы. В резервуаре нагревается вода, что способствует получению сжатого пара. Имеется также камера с трубой, через которую продукты сгорания отводятся из пространства топки.

Паровая машина предназначена для единственной цели: с максимальной выгодой преобразовывать энергию перегретого пара, создаваемого в котле, в другой вид энергии. Ведь только механическая энергия способна обеспечить вращение колес паровоза. Главные элементы паровой машины – это цилиндры. Обычно каждый паровоз имеет пару цилиндров, которые помещают в передней части рамы локомотива.

Паровая машина работает по принципу сдвоенного действия. Пар при ее работе впускается попеременно с обеих сторон поршня.

Пар поступает в цилиндры далеко не сразу. Вначале он проходит через золотниковые коробки. Золотники – устройства, распределяющие пар. Через них свежий пар попадает в цилиндр, а отработанный выпускается наружу. Золотники движутся в точном соответствии с движением поршней, что достигается посредством особого парораспределительного механизма.

И, наконец, экипаж. Он выполняет несущую функцию: на нем находится паровой котел и паровая машина. Эта часть внутренней конструкции паровоза при взаимодействии с рельсовым путем трансформирует механическую энергию паровой машины в энергию поступательного движения локомотива. Иначе говоря, экипаж жизненно важен для перемещения локомотива по рельсам.

Видео по теме

Ходовая часть и смазана и накрашена.

Стимпанк, самый настоящий.

Паровоз, вид сбоку.

Бездымный паровоз, или Паровой аккумулятор повышенной емкости

Перед началом работы бестопочного паровоза его котел на 60-70% заполняли водой, а затем через специальный патрубок подавали в него пар от стационарной котельной установки.

Пар нагревал воду, и когда ее температура достигала точки кипения, т.е. давление в котле становилось равным давлению стационарного котла, паровоз оказывался готовым к действию. При пуске пара в цилиндры давление пара в котле постепенно понижалось, а вода продолжала кипеть; с понижением давления уменьшалась и температура кипения воды.

Бестопочные паровозы могли работать от заправки до заправки 4-6 часов.Для увеличения времени автономной работы шли на разные хитрости. Например, одновременно с зарядкой паром котла-аккумулятора заполняли сжатым воздухом специальные резервуары для работы вспомогательных агрегатов паровоза.

Более интересное средство для продления работы придумали еще в XIX веке. Отработанный в цилиндрах пар не выбрасывался в атмосферу, а конденсировался в отдельном баке, который окружал котел. В баке находилась каустическая сода (она же гидроксид натрия, едкий натр, NaOH).

Недалеко отсюда находится «кладбище паровозов».

На самом деле это не кладбище. Официально это база хранения специального запаса локомотивов. Этих баз по РЖД много, а такие вот паровозные содержатся на случай чрезвычайных ситуаций – коль прекратится подача электричества и снабжение дизельным топливом, железнодорожники выведут из стойла забытых до поры паровых чудовищ, которые могут питаться хоть шелухой от семечек, и потянут они составы с войсками и ремонтными бригадами по разоренной стране…

Когда-то их поставили сюда не дожидаться превращения в металлолом, а ждать своего часа – окна кое-где до сих пор забраны деревянными щитами, поршни сняты и любовно уложены в угольные тендеры. Сегодня ободрано всё, содержащее хоть какие-то материалы кроме чугуна и стали – от приборов и электрооборудования до стёкол и сидений. Сами машины никак не защищены от действия непогоды и, парализованные, медленно умирают. Очень медленно – слишком толсты и могучи по современным машинным меркам мослы и шкуры титанов эпохи пара: корпуса стоящих рядом электричек местами прогнили насквозь, а паровозы только подернулись ржавчиной. Так что всё-таки это кладбище.

Несколько лет назад их было больше, они стояли в два ряда. Куда увели часть их – пилить все ж-таки на металл или восстанавливать ради туристической экзотики? Кому-то может и повезло…

Паровозы будоражат человеческое воображение – в отличие от дизельных и электрических локомотивов – глухих коробок на крутящихся по непонятной причине колесиках – у паровоза кишки наружу и душа нараспашку – механизмы на виду, все эти поршни и шатуны, педипальпы и параподии мощно движутся туда-сюда, под шумное паровое дыхание, порождая сходство с живым существом.

Лжетвари-симбионты на броне паровоза

Они и в управлении были «живыми»: теоретически рассчитать наиболее рациональные режимы хода для паровоза практически невозможно – слишком много параметров нужно было учитывать в сравнении с современными локомотивами: температура и давление пара, положения регулятора и реверсора, уровень воды в котле… – потому-то и была овеяна некой романтикой профессия машиниста, и ценились старые и опытные из них, умевшие водить тяжеловесные поезда с высокими скоростями и малыми тратами воды и угля. С уходом паровозов авторитет профессии сильно упал.

Паровые локомотивы и сегодня имеют некоторые преимущества перед современными: помимо упоминавшейся всеядности это, например, высокая сила тяги при трогании с места, Из всех использующихся на железной дороге видов двигателей только паровая машина может развивать максимальную силу тяги на сцепке, даже если локомотив стоит. А простота конструкции обеспечивала им небывало долгий по современным меркам ресурс.

Водяной тендер – он находится позади и снизу угольного и на самом деле занимает большую часть тендерного вагона – той «телеги», что цеплялась позади паровоза.

Из недостатков паровоза обычно поминают вошедший в поговорку низкий КПД (хотя, поговаривают, есть современные проекты паровозов с турбинами и электрической передачей, КПД которых по крайней мере не уступает тепловозному). Кроме того, паровые машины часто и помногу пьют, что создает некоторые трудности при обслуживании дорог, ведущих через засушливые края. Ну и, конечно, дым – инфернальный, вулканически вздымающийся до небес, чёрный, как совесть тирана – если топить углём – с пожароопасными искрами, вызывающий заболевания легких и очернение окружающей действительности. Впрочем, старые паровозы с переоборудованными под солярку топками, свистящие сегодня на «музейных трассах», практически лишены и этой неприятной черты.

Источник

Как были устроены паровозы

Так выглядит кабина паровоза «Серго Орджоникидзе» (это СО17-1137). Множество трубок сверху — это пароразборная колонка, к каждому потребителю отходит своя труба. А потребителей в уже достаточно зрелом технически паровозе много: две паровые машины слева и справа для движения колёс, свисток, механический углеподатчик, инжекторы для закачки воды, электрический генератор для освещения, насос для воздушной магистрали и так далее.

До электрических ламп использовали керосиновые фонари прямо впереди паровоза и ацетиленовые химические прожекторы. Потом примерно в начале двадцатого века «люксовые» вагоны обзавелись электрическим светом, а потом и паровоз стал освещаться яркими лампами, в частности, чтобы видеть, что происходит с колёсами и осями. Потому что помощнику машиниста иногда нужно было выйти на ходу и постучать кувалдой по кулисе, так как снег забился и смёрзся в лёд.

Отечественный пассажирский паровоз отличается от грузового визуально очень легко. Он выглядит нарядно, цветной (чаще всего зелёный или синий), у него большие сцепные колёса. Для пассажирского была важна скорость, для грузового — тяга, поэтому у грузового сцепные колёса меньше. И грузовые паровозы обычно чёрные.

Впереди паровоза есть маленькая бегунковая тележка, которая имеет возможность поворачиваться относительно основной рамы. Вот она сразу перед зелёной паровой машиной:

Она нужна для того, чтобы паровоз вписывался в кривые (мог поворачивать легче).

Вот паровая машина, она преобразует энергию пара в механическую энергию, движущую колёса:

За паровозом идёт вагон-тендер, туда грузятся запасы угля и воды. Обратите внимание на характерную русскую контрбудку: она соединяется с будкой на паровозе специально для обеспечения более комфортных условий работы паровозной бригады в зимнее время.

Вот принципиальное устройство паровоза (здесь и дальше мы ходим по Музею железных дорог России в Петербурге). Они сделали замечательный стенд с анатомией паровоза:

Чтобы паровоз шёл, в него надо загрузить уголь (топливо), воду (рабочее тело) и бригаду из машиниста, помощника машиниста и кочегара. Вот так с помощью гидроколонки грузилась вода через специальный люк в тендере:

Дальше бригада топит котёл и управляет поездом. Соответственно выделяются топка, котёл, колпак сухопарника и труба. Около колёс — паровые машины, которые делают движение из энергии пара. Внутри паровоза происходит парообразование, затем пару раз пар прогоняется по контуру трубок внутри устройства.

Паровозом почти до современности управлять надо было очень нежно и аккуратно, и для этого нужен был высокий профессионализм. Дело в том, что любой участок пути имеет наклоны: спуски и подъёмы. Вагоны взаимодействуют неравномерно, и сцепки между ними рвутся. Поезд может рассыпаться, и это закончится плохо. Плюс просто надо учитывать огромную инерцию и уметь управлять всей этой махиной. Поэтому в будке были два квалифицированных человека: помощник, умеющий топить котёл, и машинист, умеющий управлять поездом и вообще всё остальное.

Вот рабочее место машиниста и его обзор:

А вот помощника с дверью наружу:

Кочегар, вопреки распространённому мнению, не топил, а просто подавал уголь в бункер в паровозе из тендера. Это обычно был здоровый мужик, который умел много работать лопатой.

На этой лопате, кстати, помощники сдавали негласный экзамен машинистам при приёме в бригаду. Надо было пожарить яичницу. Для этого надо было равномерно растопить топку, закидывая уголь по углам отсека, правильно удерживать лопату, оценивать температуру в отсеке по цвету деталей и угля и управлять температурой лопаты. Если яичница получалась сгоревшей или «с соплями», это был негодный помощник. Если отличной — можно было есть, запивая водой из баков. Вот из этого, где написано «Вода отравлена, пить нельзя»:

Воду из баков, несмотря на надпись, кипятил и пил почти каждый машинист. Но это было запрещено, потому что после загрузки воды в неё надо было кинуть несколько таблеток средства от накипи, которое не очень полезно для здоровья. Это чтобы трубочки внутри паровых и водяных систем не забивались слишком быстро. Мягкая вода так ценилась, что, если находился источник около железной дороги, там сразу ставилась станция, даже если не было населённого пункта по дороге. Среднее расстояние между английскими станциями — 20 километров, а между нашими — 80. И то потому, что это почти предел хода паровоза без дозаправки водой.

Это проблема, и требовалось хоть какое-то её решение. Первый дизельный тепловоз придумали и собрали у нас, чтобы решить часть недостатков паровозной системы. Конкретно очень хотелось уйти от зависимости по воде и упростить манёвры на станциях. Маневровый тепловоз хорош тем, что его не надо постоянно топить: есть работа — включил двигатель, нет работы — выключил. В итоге попробовали собрать прототип и сделали вот это творение сумрачного русского гения — Щ-ЭЛ-1 1924 года:

Он, увы, проработал недолго и широко не распространился. У прототипа было слишком много проблем, связанных с тем, что пар давал мгновенную обратную связь, а ДВС требовал коробку передач между двигателем и колёсами. Переключение передач создавало жёсткие толчки, и они могли послужить причиной обрыва сцепок. Понадобилась электрическая система передач, что повлекло вот такую конструкцию:

В итоге на некоторое время от тепловозов отказались и стали проводить опыты сразу с электрическими двигателями. Как вы можете догадаться, аккумуляторы тогда были не очень, и поэтому распространение они получили только там, где могли ходить трамваи. То есть на трамвайных рельсах по ночам ползали грузовые поезда для предприятий Москвы.

Но, конечно, паровозы всё больше и больше устаревали. В какой-то момент в СССР сделали невероятно красивый и эффективный паровоз. Вот он, в музее стоит последний паровоз серии П36. У него четырёхзначный номер 0251, но произвели его ровно вот столько:

Из-за этого лампаса его прозвали «Генерал».

И примерно в этот же момент Америка сняла с производства паровозы, и у нас на XX съезде партии Хрущёв решил тоже поставить на тепловозы. Так появился ТЭЗ — убийца паровозов:

А это палубные крепежи для того, чтобы поставить тепловоз в СССР морем. Везли через Владивосток и вагоны (разобранные), и тепловозы.

Потом была богатая история тепловозов СССР. Из интересного стоит отметить вот эти экспонаты:

Рейсовый дизельный автобус АВ 758 — румынский. Ходил он 110 километров в час, то есть не сильно быстрее паровозов (паровозы могли и до 120 км/ч развить), но зато не останавливался для дозаправки водой.

Вот на ТЭ-6769 (Т означает трофейный эквивалент того, что после Т, то есть максимально близкий по характеристикам к серии Э) очень хорошо видно песочницу:

Отводы от неё ведут к каждому колесу и заканчиваются примерно вот так:

Так песок подаётся под колёса для увеличения трения. Это нужно при экстренном торможении или при обледенении путей.

Под колёсами ещё хорошо видно рессоры, магистрали и тормоза:

А вот с помощью этого устройства можно было узнать скорость паровоза:

Скорость вращения снималась с передней оси, а затем преобразовывалась в линейную скорость на приборе.

Есть ещё интересный класс паровозов, это так называемые паровозы-танки. Они отличаются от обычных только тем, что уголь и вода у них — на самом паровозе, а не в тендере:

Понятно, что запасы там не очень большие, но иногда так действительно проще.

На этом танке есть отличный карбидный фонарь. Верхний с жёлто-оранжевой кромкой — это «американский фонарь», он же — ацетиленовый химический прожектор. В ёмкость с карбидом капала вода (напор воды регулировался вручную), она реагировала, выделялся горючий газ, который затем горел в горелке. Получалось яркое пламя, которое давало света куда больше, чем «фары на свечах» снизу. Кстати, свечные фонари — съёмные, чтобы можно было осмотреть паровоз. Позже стали делать освещение. Вот лампа серии СО, которая освещает колёса:

И, возвращаясь к рабочему месту помощника машиниста СО, там рядом — распредщит, пока небольшой, как раз для таких ламп:

Очень интересно устройство поворотного круга. Депо тогда были основаны на архитектуре поворотного круга:

Эти паровозы в музее были расставлены именно таким кругом, который находится в центре экспозиции (это когда-то было действующее депо):

Альтернатива такому кругу — треугольники стрелок. Но круги, как видите, были куда удобнее, особенно когда от ручного поворота перешли к двигателям.

Теперь давайте посмотрим на паровозы сверху. Вот здесь хорошо видно шнек для подачи угля из тендера:

Предохранительные клапаны (позже на более мощных паровозах их стали делать по три, тут два на случай выхода одного из строя):

На тепловозах сверху и с боков — ещё характерные решётки для холодильника: поскольку двигатели ставили судовые, надо было их как-то охлаждать, чтобы не закипели. В воде это просто (водой), а на железной дороге до четверти локомотива занимает холодильная установка.

Вот это реконструкция середины рабочего дня на станции:

Сзади видно таблицу с локомотивами и начальниками бригад. Бригады могли быть закреплены за локомотивом (три бригады, один старший машинист) или меняться. Первый способ обеспечивал лучшее обслуживание «родного» локомотива, а второй — меньший пробег, поскольку бригады отдыхали в оборотном депо и иногда не могли сразу выйти назад.

И последнее. Паровоз с большим аккумулятором для пара, бестопочный. Он использовался на химических заводах, где огонь был запрещён:

Передняя часть — это большой бак для пара, по сути. Паровоз приходил к котлу, заправлялся вот так:

И шёл в опасную зону работать. Пара хватало примерно на два часа.

Источник

Как устроен и работает паровоз.

В соседнем сообществе и в своём блоге опубликовал статью о последнем Советском паровозе, здесь же хочу продолжить тему паровозов и рассказать о том как устроена и работает уникальная паровая машина, изобретённая ещё в 18 веке! Конструкция паровоза, это масса технических изобретений и идей, ибо заставить работать бесперебойно и безопасно паровую машину, в топке которой температура порой достигает 1800℃, а нагрузка в котлах паровозов повышенного давления доходит до 60 атм, при мощностях некоторых моделей до 8000 л.с., очень не просто! Паровозы, на протяжении всей своей истории, совершенствовались и модернизировались, для повышения надёжности конструкции и улучшения КПД, который так и не удалось поднять выше 9,22%, на сегодня, это лучший показатель, который был у советского паровоза ЛВ. Паровоз обслуживался бригадой из 3х человек — машинист, помощник и кочегар. В качестве топлива, в зависимости от модели, использовались, как твёрдое топливо — уголь, торф, древесина, так и нефтепродукты или газ.

Так как же устроен паровоз?

Обратимся к Википедии, там есть удачная картинка с описанием:

Описание работы паровоза в этом видео:

Интересный фильм о паровозах:

Ну и фрагмент статьи из журнала Популярная механика:

Вприхлопку: Как устроен паровоз
Машинисты паровозов всегда отличались богатырским здоровьем и хорошей зарплатой

Буквально какие-то 20 лет назад увидеть паровоз можно было запросто. Они стояли, заколоченные, на станциях. И вся инфраструктура тоже сохранялась на случай войны. Теперь все не так: нет ни паровозов (осталось, дай бог, штук триста на всю страну), ни машинистов — навыки уходят вместе с ветеранами. Как же функционирует стальная машина?

Растопка
Холодный паровоз доставляют в депо и ставят в стойло (термин, доставшейся чугунке в наследство от времен почтовых лошадей). Из котла вынимают мешочки с силикагелем — веществом, впитывающим влагу (его кладут в котел на время консервации паровоза). Отмывают соляркой детали от консервационной смазки. Доверху наполняют водой котел и тендер. Развешивают на колесах ведущие дышла и кулисные тяги. В топку сначала забрасывают негодные шпалы, дрова и доски, которые поджигают. Когда растопка запылает, осторожно бросают первые лопаты угля и ждут, когда он займется. Постепенно добрасывают еще и еще, пока вся колосниковая решетка не окажется охваченной ровным горящим слоем. Вода в котле закипит часа через три-четыре. Как только в котле создастся давление 34 атмосферы, паровоз делается вполне автономным: оживает сифон — устройство, создающее искусственную тягу в топке.

Начинается подготовка к рейсу. В тендер паровоза выливают порцию антинакипина. Один миллиметр толщины слоя накипи на трубах — это 600 кг (!) лишнего веса в котле. Раньше пробу воды снимали после каждого рейса: набирали воду в особый чайник из краника на котле, который так и называется — «водопробный», и сдавали в лабораторию. В лаборатории устанавливали необходимую дозу антинакипина, которая зависела от жесткости грунтовых вод на участке работы паровоза. До сих пор на тендерах паровозов можно встретить надпись: «Вода отравлена. Для питья непригодна». Впрочем, старики утверждают: «Сколько раз пили — и ничего».
Из масленок с длинными носами заливают масло в смазочные пресс-аппараты, турбинку и воздушный насос. На паровозе масло применяется разных сортов, важно его не перепутать и не залить, скажем, в паровой цилиндр масло, предназначенное для смазки букс. Сегодня настоящие паровозные масла — «вапор», «цилиндровое», «вискозин» — также стали музейными экспонатами, и все заменяются обычным дизельным маслом. А на самых первых паровозах для смазки использовали говяжье сало, олеонафт и растительное масло.

Помощник машиниста ручным винтовым прессом вгоняет смазку в подшипники машины. Машинист тем временем обстукивает молоточком гайки на дышлах, тягах и крейцкопфах. Проверяет, надежно ли они затянуты, готов ли к пути механизм. На паровозе, как в оркестре, все на слух.

Стрелка парового манометра приближается к красной черте предельного давления. Можно ехать. Машинист спускает реверс на передний ход на полную отсечку, дает полнозвучный свисток и плавно открывает регулятор, вслушиваясь в дыхание машины. Плавно, потому что при резком открытии регулятора воду может подхватить и бросить из котла в цилиндры. Последствия бросания бывали таковы, что 300килограммовое дышло, вращающее ведущие колеса, сгибало в дугу, как пластилиновое, а с цилиндров сшибало чугунную крышку, привинченную 20 болтами.

Искусство кидания
Управляет паровозом машинист, а вот топит не кочегар, как думает большинство непосвященных, а помощник машиниста. Отопление требует большого опыта, сообразительности, и слова «Бери больше — кидай дальше!» тут совершенно неприменимы.

Уголь забрасывают в топку вручную особой лопатой, сугубо паровозной, с длинным ковшом и коротким черенком. Угли бывают самые разные и сильно различаются как по размерам кусков, так и по свойствам: например, бурый подмосковный уголь паровозники звали «землей» — он почти не горел, приходилось заваливать им топку чуть не до потолка. А вот, скажем, донецкие антрациты горели очень жарко, но, если помощник упускал момент, плавились и заливали колосники, из-за чего прекращался доступ в топку воздуха — после этого паровоз оставалось лишь тушить и образовавшийся монолит разбивать отбойным молотком. Самые лучшие — так называемые газовые, длиннопламенные и паровично-жирные угли, сами названия которых, кажется, горят.

От того, насколько искусен помощник, зависит жизненно важный вопрос — хватит ли в пути пару? А кочегар на паровозе обычно выполняет лишь вспомогательные работы — смазывает буксы тендера, подгребает уголь в лоток, набирает воду из колонки и т. п. В старину кочегарами обычно были практиканты или пенсионеры.

Когда паровоз движется с работающей машиной, а не по инерции, топят «вприхлопку» — то есть помощник бросает уголь, а кочегар открывает дверцы топки только в момент броска лопаты и сразу же их закрывает, чтобы в топку не шел холодный воздух. Очень важно не переохлаждать котел: паровоз простужается как человек, но, увы, с куда более серьезными последствиями, вплоть до взрыва котла (мощностью с приличную фугасную бомбу), а иногда и улетания оного в небо, как ракеты, что в свое время случалось не так уж редко.

Работа на паровозе — нелегкий физический труд. Однако он всегда был высокооплачиваемым и очень престижным, овеян огромным уважением и почетом. Кроме того, по статистике паровозники были физически здоровее, чем их коллеги, работающие на тепловозах и электровозах. Когда машинист шел по улице в фуражке с особым белым кантом и поездочным «сундучком-шарманкой», встречные приветствовали его, снимая шапку.

ЗЫ: И в заключении рекомендую почитать Будни паровозной бригады, очень интересно!

Источник

Как работает паровоз на угле?

Многим людям паровозы на угле покажутся примитивными и устаревшими. Действительно, такой вид двигателя уступает более современным технологиям, но они до сих пор активно используются в некоторых странах. Принцип работы паровоза на угле не забывают благодаря его преимуществам — надежности и автономности. Эти автономные локомотивы приводятся в движение мощной паровой машиной. Впервые появились такие в 19 столетии, и это способствовало становлению экономики в целом ряде государств.

За прошедшие десятилетия паровозы стали более совершенными. Современные модели похожи на классические лишь отдаленно. Были изобретены модели без тендера, с турбинами и шестернями. В этой статье мы расскажем об устройстве паровоза, работе парового котла и топки. Мы приведем схему работы, изложим преимущества и недостатки паровозов на паровом двигателе.

Уже к середине 20 столетия начали появляться электровозы и тепловозы. Они более производительные и экономичные относительно тех, что работают на угле. Но от старого решения не отказались, его берегут как минимум в качестве альтернативного подхода.

Устройство и принцип работы паровоза

Разработано множество конструкций, данный транспорт претерпевал многократные изменения. Но основу современных паровозов, как и их предшественников, составляют три слагаемых:

Паровой котел поставляет энергию, он вырабатывает пар. Сам котел — это первичный источник энергии, пар — используемое рабочее тело. В агрегате происходит возвратно-поступательное движение поршня, затем при помощи специального механизма оно преобразуется во вращательное, что необходимо для вращения колес. Пар заставляет работать насос и паротурбогенератор, за счет него работает свисток. Экипаж представлен ходовой частью, это подвижное основание. Все три составляющие незаменимые. К таким составам часто прицепляют дополнительный вагон, в котором хранится твердое топливо и вода.

Паровой котел

Это главная составляющая всей системы, поэтому целесообразно начинать изучение именно с нее. Котел должен быть очень надежным и безопасным, выдерживать сверхвысокие нагрузки. Давление пара внутри доходит до показателя 20 атмосфер, в некоторых случаях даже выше, в работающем виде его можно сравнить со взрывчатым механизмом.

Не менее важные критерии — проста управления, обслуживания и ремонта. Хорошо, если котел может работать не только на угле, но и на других видах топлива. Это делает его универсальным и выгодным.

Топка

Это составляющая котла, месте, где твердое топливо сжигается для получения энергии. Предусмотрен углеподатчик для удобства. У механизмов на жидком топливе есть форсунки, горячее поступает через них. В ходе сгорания выделяются газы, их температура очень высокая. Они отдают свое тепло воде, отделенной стенками огненной коробки. Газы отдают большую часть тепла воде, чтобы та закипела и образовала пар, они же нагревают этот насыщенный пар, после чего покидают атмосферу через искрогаситель и дымовую трубу.

Выработанный пар накапливается в верхней части, там находится сухопарник, он выполнен в виде колпака. Когда набирается давление более 105 Па, открывается клапан-предохранитель, избыток выходит в атмосферу, чтобы не допустить аварийной ситуации. Нагретый до высокой температуры пар идет по трубам и доходит до цилиндров паровой машины. Нагнетается давление, он давит на поршень, который в свою очередь запускает шатунно-кривошипный механизм, ведущая ось приходит во вращение. Отработанный пар направляется в дымовую трубу, разреживается в дымовой коробке, это позволяет увеличить поступление воздуха в топку.

Схема

На схеме принцип работы паровоза кажется предельно простым.

И в этом действительно нет ничего сложного. Вода нагревается до состояния пара, при этом увеличивается в объеме, нагнетая давление. При достижении нужных значений пар начинает приводить в движение поршни, чтобы те запустили вращение оси. Предохранительный клапан выбрасывает из системы излишки пара, чтобы отрегулировать давление. У этой системы есть как преимущества, так и недостатки.

Преимущества

Паровозы не зря продолжают использовать в ряде стран, у них есть ряд плюсов:

Последний пункт заслуживает отдельного внимания. Раньше использовали термин “всеядность”. Паровозы, к которым он был применен, могли работать на мазуте, торфе, древесине. Это удобно при наличии производственных отходов: отработанных смазочных материалов, зерновой шелухи, опилок и щепок. Производительность становилась ниже, чем на угле, но так как это побочные продукты, получалась неплохая экономия.

Недостатки

Несмотря на все перечисленные плюсы, принцип работы парового двигателя паровоза нельзя считать идеальным. У него есть ряд минусов:

Недостатки существенные, но все равно паровозы продолжают использоваться. В свое время их появление стало новым витком в развитии промышленности и экономики. Двигатели внутреннего сгорания более производительные и современные, но и они обладают своими недостатками. Паровозы на угле — это классика железнодорожного транспорта, именно они дали старт этот огромной индустрии, без которой мы не представляем своей жизни.

Чем пассажирские отличаются от грузовых?

Легко заметить внешние отличия, но более интересно будет изучить разницу в устройстве. Пассажирским составам не требуется большой сцепной вес, что позволяет снизить число движущихся колес. Для сцепления с рельсой в данном случае достаточно силы трения. Пассажирские поезда должны ехать быстрее, чтобы этого добиться, увеличили диаметр сцепных колес, а перед ними установили колеса меньшего размера. Это небольшие колеса называют бегунковыми, они помогают вписаться в кривые, подготавливая путь для основных колес.

Что касается принципа работы паровоза на угле, он одинаковых для любого локомотива. Разница лишь в том, что грузовые составы весят больше, и для их перемещения необходимо тратить больше энергии.

Источник

IT News

Last update Вс, 29 янв 2017 11pm

Как работает паровоз?

Изображение паровоза кликабельно

Паровоз использует энергию пара высокого давления. Этот перегретый пар толкает ряд поршней, которые с помощью соединительных тяг ( рисунок ниже) заставляют вращаться колеса. Относительная простота конструкции и надежность паровоза сделали его самым популярным средством передвижения со времени появления первых локомотивов в начале 1800-х годов и до конца второй мировой войны.

Хотя паровозы и сейчас широко используются в Индии и Китае. Однако их главным недостатком является низкий коэффициент полезного действия: даже в лучших паровозах не более 6 процентов энергии, выделяющейся при сгорании угля, переходит в энергию движения.

Паровоз

В современном паровом двигателе уголь на сгорание подается автоматически из тендера в топку. Где он и сгорает при температуре около 2550 градусов по Фаренгейту (что соответствует 1400°С). Холодная вода, запасы которой тоже хранятся в тендере, дважды нагревается в паровом котле и превращается в перегретый пар высокого давления. Этот пар, попадая затем в цилиндры, двигает поршни и заставляет крутиться колеса поезда. Часть пара, остывая, превращается снова в воду и возвращается в паровой котел. Остальной пар выбрасывается наружу через дымовую трубу.

Сохранение тепла

Пар, который отработал на поршнях, все еще горячий. В некоторых конструкциях паровозов часть отработанного пара используется для предварительного подогрева холодной воды — перед тем, как эта вода поступает в паровой котел.

Увеличение температуры

Теплая вода, находящаяся внутри водотрубного котла, проходит по трубам, окружающим топку, и превращается в пар. Затем этот пар по другим трубам проходит уже внутри топки.

Поршень, приводимый в движение паром

Открывается левый поршневой клапан, и пар под высоким давлением входит в цилиндр (как показано на (1) рисунке сверху). Пар заставляет поршень двигаться направо и поворачивает колесо (2.). Затем левый клапан закрывается. Открывается правый клапан, и свежий пар попадает на другую сторону поршня (3). Теперь под действием энергии пара поршень возвращается в первоначальное положение, заставляя колесо к этому времени проделать один оборот (4). Дальше все повторяется сначала.

Источник

Паровоз: как устроен и как работает

Паровоз — первый вид транспорта, передвигающийся по рельсам посредством воздействия пара на движущий механизм. Созданием различных повозок, в которых лошадиная тяга была заменена на механическую, изобретатели начали заниматься в середине XVIII века. Первый паровоз появился в Англии уже в 1801 году. Его создателем стал Ричард Тревитик.

В нашей стране этот вид железнодорожного транспорта выпускался до середины ХХ века.Следует сказать, что изначально это транспортное средство называлось «самокатная паровая машина» или просто «паровая телега». Понятие «паровоз» впервые употребил издатель Н. И. Греч в середине XIXвека.

Принцип работы паровоза

Движение этого вида транспорта осуществляется за счет подачи пара под давлением в паровую машину и движения поршня. Это действие заставляет крутиться колесные пары. Пар применяется и при подаче свистка, предупреждающего об опасности. Пар получают путем нагревания воды. В качестве топлива используется все, что может гореть и давать тепло:

В топку можно отправить даже бумагу или опилки, но будет сложно получить КПД, необходимый для закипания воды. Жидкость доводят до кипения и поддерживают определенную температуру, чтобы состав двигался с необходимой скоростью. Превышение нормативных стандартов может привести к взрыву котла.

Устройство локомотива

Паровоз с технической точки зрения — это паровой локомотив с паросильной установкой. В нее входят:

Только органичное взаимодействие всех частей позволяет локомотиву двигаться и тащить за собой вагоны.

До 50-х годов прошлого столетия паровой двигатель считался лучшим и практичным устройством. За время своей эксплуатации он постоянно модернизировался, многократно изменялся внешне, но принцип его работы оставался неизменным.

Паровой двигатель

Пар, который образовывался в результате кипения воды в котле, давил на поршень. Следствием этого становилось движение механических частей. Его эффективность определяется соотношением показателей производимой работы к затраченным энергоресурсам.

Первые паровые машины имели КПД до 8%. Усовершенствование моделей (установка конденсаторов и расширителей проточной части) позволило поднять этот показатель до 25%.

Локомотив, работающий на пару, с отличие от других видов железнодорожного транспорта, без проблем работает в условиях высокогорья. В некоторых районах с пониженным атмосферным давлением паровозы используются до настоящего времени.

Паровой котел

Если паровая машина — это агрегат, в котором происходит преобразование пара в возвратно-поступательное движение поршня, то основное рабочее тело производится в паровом котле. Это главный компонент паровоза состоит из:

Парообразование осуществляется в цилиндрической части. Это происходит за счет прохождения по трубам тепловых потоков.

В дымовой коробке, кроме коллектора пароперегревателя, искродержательной сетки, парорабочих труб устанавливается дымовытяжное оборудование (конус), обеспечивающее подачу воздуха в топку.За счет этого создается искусственная тяга газов в котле. Паровой котел изготавливается из котельного листового железа. Элементы конструкции соединяются заклепками или сваркой.

Топка

Эта важная часть парового котла, состоит из двух основных частей: кожуха и огневой коробки. В нижней части топка ограничена колосниками. На них загружается твердое топливо. Решетчатая структура обеспечивает поступление потока воздуха, поддерживающего горение.Также снизу устанавливается топочная рама, изолирующая топку.

В пространство между кожухом и огневой коробкой заливается вода из тендера. Уровень ее ограничен параметрами топки. Рабочие характеристики оборудования зависят от его формы и размера. Топки подразделяются на

При выпуске последних моделей использовался широкий вариант.
Различаются топки по конфигурации кожуха и огневой коробки:

Наиболее эффективными считались модели с плоским кожухом и огневой коробкой. Несмотря на сложность изготовления, они умели увеличенное паровое пространство.

Тендер

Большую часть локомотива занимает тендер. Это прицепляемая отсек, в котором размещаются запасы воды, топлива и смазки. Последнее особенно важно для магистральных паровозов.

Распределение площади хранилища составляет 1/3 к 2/3. Меньшая часть предназначена для топлива, большая — для воды. Отсеки в тендерах для твердого топлива имели сужающуюся к низу форму, чтобы уголь естественным образом ссыпался в корыто углеподатчика. Емкости для воды имеют П-образную форму и размещаются вокруг угольного отделения.

Хранилища для воды разделяются перегородками с не совмещенными отверстиями, что снижает колебание большого (до 50 м3) объема жидкости. Заполнение тендера водой производилось во время остановок на станциях через расположенные на крыше люки.

Локомотивная бригада: машинист, помощник машиниста и кочегар

Управление локомотивом осуществляет локомотивная бригада, в которую входят:

Управление паровозом отличается сложностью, требует профессионализма и строго распределения обязанностей. Машинист локомотива располагается с правой стороны будки. Он отвечает за скорость движения состава. В работе используются рычаги, кнопки, краны и педали.

Машинист контролирует по манометрам уровень воды в котле, температуру водоподогрева, давление пара в котле. Помощник машиниста располагается с левой стороны рабочего пространства.

Он также контролирует уровень воды в котле и давление пара. В его ведении находится управление углеподатчиком и дверцами топки. Самая трудная работа у кочегара. Его рабочее место включает лоток тендера с углем и топочный инструмент: лопату, углеполивочный шланг.

Растопка паровоза и работа экипажа в движении

А растопку паровоза и подготовку его к поездке требуется не менее семи часов, поэтому смена локомотивной бригады начинается задолго до отправления состава.
Предварительно осматриваются все узлы и агрегаты на предмет обнаружения повреждений.

Все данные заносятся в журнал ремонта. При наличии дефектов производится ремонт бригадой слесарей. Движущиеся части полежат смазке. После процедуры заполняются все масленки, чтобы повторять эту процедуру в поездке. Затем экипаж приступает к растопке.

После этого паровоз может сделать первый самостоятельный оборот колес. После начала движения проводится маневрирование и к локомотиву цепляется состав. Трогаться можно при зеленом сигнале светофора и после сигнала главного кондуктора.

Для отправления машинист

В процессе следования бригада следит за сигналами светофора, показаниями приборов, подачей воды и топлива.

Достоинства и недостатки паровоза

Несмотря на то, что паровоз является устаревшим видом транспорта, он имеет неоспоримые преимущества:

Из недостатков следует выделить низкий КПД, высокую трудоемкость, необходимость возить запас топлива и воды.

В современных условиях паровоз использовать нецелесообразно, так как есть более современная и удобная техника, но списывать его нельзя. В экстренных ситуациях только он сможет выполнить задачи по перевозке грузов и людей.
В настоящее время паровозы используются в высокогорных районах и для туристических поездов, позволяя людям познакомиться с уникальной техникой.

Паровоз в работе

Источник

Как устроен и работает паровоз. Часть 2

Автор: Ильдар Хуснутдинов · Опубликовано 27.06.2020 · Обновлено 12.07.2022

Рама и экипажная часть

Она существенно отличается от рам тепловозов и электровозов и представляет из себя сварную прямоугольную конструкцию. Но на боковых поверхностях сделаны вырезы (челюсти) для буксовых узлов колесных пар паровоза. Дело в том, что снаружи ведущих колес располагаются дышла – ведущие и прицепные, если буксы будут выходить за пределы колес, то они просто не дадут дышлам перемещаться и паровоз с места не стронется.

Поэтому на осях буксы размещены внутри за колесами и насажены на колесную пару с обоих сторон. Корпус буксы имеет с боков гладкие поверхности, (наличники) с устройствами для смазки, которые входят в пазы рамы (челюсти). Таким образом букса перемещается вверх и вниз в жестких направляющих и передает тяговое усилие от колесной пары на раму тележки, оттуда на автосцепки.

Все колесные пары имеют рессорное подвешивание. Продолжу тему экипажной части. У всех локомотивов, в том числе и паровозов существует понятие – осевая или колесная формула, по ней легко определить конструкцию локомотива и экипажной части.

На паровозах для поддержки паровой машины существуют, так называемые, «бегунковые» колеса (бегунки, на профессиональном жаргоне).

Это колесная пара с небольшими колесами, которые «бегут» впереди всего паровоза, это будет первая цифра в осевой формуле. Далее следуют ведущие колесные пары. Ну и завершает всю эту цифровую последовательность колесная пара, поддерживающая топку котла. Количество осей тендера не входит в осевую формулу. Бегунковых, ведущих и поддерживающих колесных пар может быть разное количество, а может и не быть вовсе (кроме ведущих, конечно), все зависит от конструкции паровоза.

Разберем для примера несколько паровозов:

знаменитая «Овечка» (Ов) : 0-4-0, то есть нет ни бегунковых, ни поддерживающих колесных пар, есть только четыре ведущих;

«Эмка» ( Э): 0-5-0, тоже самое, только ведущих осей уже пять;

«Лебедянка» (Л): 1-5-0, есть бегунковая колесная пара и пять ведущих колес, топку котла ничего не поддерживает, а вот его модификация (ЛВ) имеет формулу: 1-5-1, уже есть поддерживающая топку колесная пара.

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-1-300×189.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-1.jpg» width=»1000″ height=»631″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-1.jpg» alt=»Паровоз П36 | Паровоз П36 | Движение24″class=»wp-image-13074 size-full» data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-1-300×189.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-1-768×485.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-1.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Паровоз П36 | Движение24″/>

Ну и наконец, венец отечественной конструкторской мысли, пассажирский П36: 2-4-2, то есть, две бегунковык оси поддерживают его паровую машину, четыре оси ведущие и две оси поддерживают топку котла.

Бегунковые колесные пары выполнены также с внутренними буксовыми узлами. Поддерживающие в основном выполняются по такой же схеме, но есть и исключения – две поддерживающих оси паровоза П36 располагаются в тележке с наружной установкой букс. Колесные пары тендеров устанавливаются в двухосных или трехосных тележках с обычными буксовыми узлами. На поздних конструкциях паровозов вместо подшипников скольжения в буксах применялись роликовые подшипники качения.

Другое оборудование

По обоим сторонам котла расположены площадки, для осмотра оборудования котла, они имеют лестницы, спускающиеся к переднему брусу. Таким образом можно подняться для осмотра и работы с котловым оборудованием по лестницам снизу, но и со стороны помощника машиниста впереди есть небольшая дверь, которая выходит на площадку. Современные паровозы имеют парогенератор (небольшую турбинку, вращаемую паром, вал которой соединен с генератором постоянного тока), вырабатываемый ток идет на освещение будки, ходовых частей, для питания прожекторов, буферных фонарей и радиостанции. Парогенератор располагается в верхней части котла, над топкой, там же располагаются предохранительные клапаны. Гудки у паровозов паровые, все знают, что этот гудок ни с чем другим спутать нельзя. В дальнейшем на передней части котла устанавливались и пневматические тифоны.

Автоматический углеподатчик (стокер) расположен в тендере и работает от небольшого парового привода, он имеет вал, похожий на вал мясорубки, проходя через этот вал уголь размельчается и под давлением пара в измельченном состоянии поступает в топку. Данный механизм очень значительно облегчает труд членов локомотивной бригады, особенно помощника машиниста, так как именно он ответственен за топку паровозу и поддержание давление пара (вовсе не кочегар, как бытует мнение). И если стокер отказывает, то приходится кидать уголь в топку вручную, а она далеко не маленькая, вот и представьте себе всю ценность стокера.

Рабочее давление пара в котле поддерживалось в зависимости от конструкции паровоза: 12, 14 или 16 атмосфер. Ну а дело кочегара – тендер, за него он и отвечает, еще кочегар подгребает уголь к лотку стокера, чтобы он всегда был наполнен углем. Тендер прицеплен к паровозу автосцепкой, от него к паровозу подведены все необходимые трубопроводы. Машинист ведет поезд и руководит всеми действиями подчиненных ему помощника и кочегара.

Руководство для машиниста паровоза СССР

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7001-2-300×196.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7001-2.jpg» width=»1000″ height=»652″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7001-2.jpg» alt=»Руководство для машиниста паровоза СССР | Руководство для машиниста паровоза СССР | Движение24″class=»wp-image-13083″ data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7001-2-300×196.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7001-2-768×501.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7001-2.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Руководство для машиниста паровоза СССР | Движение24″/>

На многих дорогах паровозы отапливались нефтью или мазутом, тогда на тендер устанавливался бак с жидким топливом, из которого оно прямым потоком поступает к форсункам в топке, это полегче угольного отопления, но имеет свои нюансы. На паровозах с нефтяным отоплением кочегар, как правило, отсутствует. Вода из емкостей тендера в котел подается через инжекторы, расположенные со стороны машиниста и помощника на арматуре котла. Там же расположены все необходимые для управления паровозом и котлом краны, вентили, рычаги и контрольные приборы (манометры, уровень воды в котле и т.д.).

Колосниковые решетки в топке паровоза

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7006-300×146.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7006.jpg» width=»1000″ height=»486″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7006.jpg» alt=»Колосниковые решетки в топке паровоза | Колосниковые решетки в топке паровоза | Движение24″class=»wp-image-13086″ data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7006-300×146.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7006-768×373.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7006.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Колосниковые решетки в топке паровоза | Движение24″/> Колосниковые решетки в топке паровоза

Колосниковые решетки выполняются подвижными (передвигаемые рычагами из будки), это сделано для удобства чистки колосников, которую надо делать постоянно, через определенный промежуток времени. Шлак или кокс с колосников попадают в зольники. Тормозное оборудование паровозов аналогично оборудованию тепловозов и электровозов.

Во второй половине прошлого века на паровозы стали устанавливать локомотивные скоростемеры, ( до скоростемеров для измерения скорости устанавливались неуклюжие приборы — «гаусгельтеры»), автоматическую локомотивную сигнализацию (АЛСН) с локомотивными светофорами, радостанции.

Труд локомотивной бригады

На протяжении всего строительства паровозов их будки управления совершенствовались: устанавливались удобные и мягкие сидения для машиниста и помощника (и для кочегара), по стенкам под обшивками будок проводились паропроводы, для отопления в зимнее время, под ногой помощника находилась педаль, от нажатия на которую автоматически открывались дверцы топки, не надо было даже вставать со своего места, чтобы осмотреть процесс горения топлива. Но все равно работа на паровозе – это очень тяжелый физический труд. В будке стоит постоянный грохот, на ходу сильно качает, дым, пар, пыль от угля, надо следить за многими параметрами, закачивать в котел воду ну и конечно же главное – топка, а если откажет стокер, то тогда несколько тонн угля надо закинуть в топку вручную, да еще не как попало, а враструску, чтобы уголь лежал равномерно на колосниках.

Еще необходимо было постоянно высовываться из своих боковых окон, чтобы смотреть вперед (через небольшие лобовые стекла мало что можно увидеть), а ведь из трубы валит дым, прямо в лицо, хорошо если лето, а зимой, когда стоят сильные морозы. Надо сказать, что конечно, вся езда на паровозах зависела от помощников машиниста. Их готовили долго, они проходили большую школу отопления паровозов и становились истинными мастерами своего дела, ведь если пара не будет, то не будет и движения. Поэтому такие грамотные и умелые помощники являлись золотым фондом во всех депо, ну а машинисты могли спокойно вести поезд, не бегая в смятении от топки к регулятору.

Необходимо было часто отцепляться от поезда, чистить топку на специальной канаве, заправлять паровоз водой из колонок, постоянно смазывать все его трущиеся механизмы, мыть и обтирать его в оборотных депо и при сдаче в депо, а уж сколько гари летело, и говорить не надо. Все это делала локомотивная бригада и никто другой. Локомотивная бригада участвовала во всех видах ремонта своего паровоза, так как, паровозы закреплялись за несколькими бригадами. Но несмотря на все эти трудности паровозники гордились своей работой, любили ее, «прирастали» к паровозу на всю жизнь. Да и профессия эта пользовалась почетом и уважением в стране.

Паровоз в военное время

В военное время паровоз является незаменимым локомотивом. Он не боится электромагнитных импульсов, радиации, в общем всех прелестей ядерного взрыва. Паровоз будет работать практически на любом топливе – уголь, дрова, торф, ненужный никому мазут, ведь в военное время все дизельное топливо будет идти на нужды обороны. Паровоз можно пробить пулями и снарядами практически в любом месте, но он все равно будет вести поезд, что было доказано в Великую Отечественную войну. Все эти пробоины устранялись прямо на перегонах локомотивными бригадами, а воду, если нужно, брали прямо из рек, болот и даже больших луж.

Еще паровоз можно использовать как банно-прачечный комбинат в полевых условиях, для дезактивации техники. Паровоз может отапливать небольшой поселок, все для этого предусмотрено в его конструкции. Такой вот мастер на все руки, этот локомотив.

История паровоза

Паровозы в России проектировались и строились с середины 19 века. Выпускали их множество заводов: Коломенский, Луганский (Ворошиловградский), Путиловский, Сормовский, Харьковский и другие. Промышленные трехосные паровозы серии 9П выпускал Муромский завод. На дорогах нашей страны долгое время эксплуатировались паровозы серии Е («Елена») разных модификаций (Еа, Ел, Ем, Еф) с осевой формулой 1-5-0, данные паровозы полностью были спроектированы в России, но выпускались на заводах США и Канады, сначала в период с 1914 по 1917 годы, затем с 1943 по 1945 год и поставлялись в СССР по лендлизу.

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231-300×165.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231-1024×564.jpg» width=»1024″ height=»564″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231-1024×564.jpg» alt=»Паровозы С68 | Паровозы С68 | Движение24″id=»2133″ data-full-url=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231.jpg» data-link=»https://dvizhenie24.ru/railway/retro-poezda/attachment/1231/» data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231-300×165.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231-768×423.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/08/1231.jpg 1290w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px» /title=»Паровозы С68 | Движение24″/> Паровозы С68

Эти машины очень хорошо зарекомендовали себя на многих дорогах страны, в основном на Дальневосточной и Забайкальской. Выпуск паровозов прекратился в 1957 году, после соответствующего постановления Правительства СССР (был взят курс на строительство тепловозов и электровозов), но для военных нужд (постановка в запас), они строились вплоть до семидесятых годов. Было создано немало поистине легендарных паровозов.

Конструкторами этих локомотивов были Российские и советские инженеры:

И список этот можно еще долго продолжать. Все эти люди внесли огромный, неоценимый вклад развитие паровозостроения и соответственно, экономики России. Этим конструкторам на нашем сайте посвящена отдельная статья.

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000-4-300×215.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000-4.jpg» width=»1000″ height=»717″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000-4.jpg» alt=»Паровоз серии Э | Паровоз серии Э | Движение24″class=»wp-image-13092 size-full» data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000-4-300×215.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000-4-768×551.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7000-4.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px» /title=»Паровоз серии Э | Движение24″/>

Например, знаменитый паровоз серии «Э», конструкции Вацлава Лопушинского, данная машина занесена в Книгу рекордов Гиннеса, а почему? Потому что этот паровоз выпускался серийно с 1912 по 1957 год, ровно 45 лет! Это был единственный пример такого долгожительства в истории мирового паровозостроения!

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/40211-300×200.jpeg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/40211.jpeg» width=»800″ height=»533″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/40211.jpeg» alt=»Паровоз серии С68″ data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/40211-300×200.jpeg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/40211-768×512.jpeg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/40211.jpeg 800w» data-sizes=»(max-width: 800px) 100vw, 800px»/>

Вот наш знаменитый пассажирский «С» Бронислава Малаховского, выйдя из ворот завода в 1910 году уже имел конструкционную скорость 115 км/час. Хотя в Книгу рекордов Гиннеса этот паровоз не попал, но в октябре 1913 года он провел полноценный пассажирский поезд из Санкт-Петербурга в Москву за 7 часов 59 минут! И это в дореволюционные годы! При этом не делалось остановок для чистки топки и заправки водой и углем. Чем не современная «Красная стрела» или «Невский Экспресс»?

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/36-0147-300×200.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/36-0147-1024×681.jpg» width=»1024″ height=»681″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/36-0147-1024×681.jpg» alt=»Паровоз П36″ data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/36-0147-300×200.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/36-0147-768×511.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2019/09/36-0147.jpg 1200w» data-sizes=»(max-width: 1024px) 100vw, 1024px»/>

А знаменитые «Л» и «П36» Льва Лебедянского. Пассажирский П36 (прозвище «Генерал») водил экспрессы практически по всем дорогам страны, да еще со скоростью под 130 км/час, вплоть до середины 70-х годов. Мощность грузовых паровозов доходила до 4 000 л.с.

В СССР было принято называть паровозы именем государственных деятелей: ФД-Феликс Дзержинский, ИС-Иосиф Сталин, СО-Серго Орджоникидзе. Но были и исключения. За большие заслуги в области паровозостроения пассажирскому паровозу Вацлава Лопушинского в 1947 году было присвоено наименование ЛП (Лопушинский, пассажирский). Такая же история произошла с паровозом серии Л. Вначал он имел индекс П32 «Победа», так первая машина вышла в 1945 году. Но в 1948 году, решением правительства СССР паровозу был присвоен индекс «Л» — Лебедянский, в честь главного конструктора Льва Лебедянского. За паровозом закрепилось ласковое прозвище – «Лебедянка». Кому интересно, то статью про эти легендарные машины вы также найдете на нашем сайте.

» data-medium-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-2-300×190.jpg» data-large-file=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-2.jpg» width=»1000″ height=»633″ gif;base64,R0lGODlhAQABAIAAAAAAAP///yH5BAEAAAAALAAAAAABAAEAAAIBRAA7″ data-src=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-2.jpg» alt=»» data-srcset=»https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-2-300×190.jpg 300w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-2-768×486.jpg 768w, https://cd2.dvizhenie24.ru/2020/06/dvizhenie24_ru_7002-2.jpg 1000w» data-sizes=»(max-width: 1000px) 100vw, 1000px»/>

В наше время на железных дорогах РФ паровозы уже не эксплуатируются, даже в маневровой работе, но они водят ретро-поезда, вызывая гордость и восхищение людей! Но во многих странах паровозы эксплуатируются и по сей день, при чем на магистральной работе.

Завершая эту статью хочется еще раз вспомнить особое «живое» дыхание этих локомотивов, их ничем не заменимый паровой гудок, звуки выхлопов пара (отсечки), дым из трубы и целую эпоху, длиной больше века, в жизни нашей страны и других стран мира, неразрывно связанную с этим легендарным локомотивом – паровозом.

Источник