Kaj je parna lokomotiva?

Parne lokomotive so lokomotive s paro. Parne lokomotive so se uporabljale od sredine 19. stoletja do sredine 20. stoletja.

Sredi 1500. let so lokomotive v vagonih, ki so jih začeli uporabljati v Nemčiji, začeli vleči konji. Z izumom parnega stroja v zgodnjih 1700-ih so se te ceste začele spreminjati v železnice in prvo parno lokomotivo sta leta 1804 v Angliji izdelala Richard Trevithick in Andrew Vivian. Lokomotiva je delala na tramvajski progi "Penydarren" (Merthyr Tydfil), ki je blizu velikosti železnice v Walesu. V naslednjem obdobju je Matthew Murray leta 1812 zgradil dvovaljno lokomotivo za operaterja Vagonyolu Middleton Railway.

Ta razvoj dogodkov v Angliji je pospešil delo ZDA in leta 1829 je Tom Thumb, prva ameriška parna lokomotiva, ki je obratovala na železniški progi Baltimore-Ohio, začel delati na tej progi, Thumb je bil poskusni model in je začel obratovati na otvoritveni slovesnosti železnice Južne Karoline v Ameriki. Najboljši prijatelj Charlestona je postal prva uspešna železniška lokomotiva.

Razvoj parne lokomotive

V 25 letih po izgradnji lokomotive Trevithick je bilo na železnicah, ki se prevažajo s premogom, uspešno uporabljeno omejeno število parnih lokomotiv. Ta dvig cen krme proti koncu napoleonskih vojn je imel tudi pomemben učinek. Ker železne ceste iz litega železa niso bile dovolj močne, da bi prenašale težo parne lokomotive, so bile te ceste z odsekom "L", kjer sedijo vagonska kolesa, čez kratek čas zamenjane z ravnimi tirnicami in prirobničnimi kolesi.

Parni lokomotivni valj

George Stephenson je izkoristil izkušnje svojih prejšnjih oblikovalcev leta 1814, da so se lokomotive ravnih površin premikale po tirnicah. V skoraj vseh prejšnjih lokomotivah so bili valji postavljeni navpično in delno potopljeni v kotel. Leta 1815 sta Stephenson in Losh patentirala idejo o prenosu glavnih pogonskih koles direktno iz jeklenk prek zgornjih sprednjih ročic namesto prenosa pogonske moči iz bata na glavno pogonsko kolo. Naprava, ki prenaša pogonsko moč z zobniki, je povzročila sunkovito gibanje, še posebej, ko se je obraba pojavila na velikih zobeh. Mehanizem, ki prenaša moč neposredno iz valja, je oblikovalcem dal večjo svobodo, ker je vitkejši.

Kotli na parne lokomotive

Lokomotivni kotli, ki so bili nekoč v obliki puste cevi, so se najprej preoblikovali v vrtljivo cevasto obliko, nato pa v cevasto obliko, kjer je bilo kombiniranih veliko cevi, s čimer je bila zagotovljena večja ogrevalna površina. V tej končni obliki je bila vrsta cevi pritrjena na podobno ploščo, ki je bila najdena na strani, kjer je gorela peč. Izpušna para iz jeklenk je povzročila eksplozijo, ko je šla skozi cevi in ​​od konca, kjer je dim uhajal do dimnika, s čimer je ogenj ostal živ, medtem ko je bila lokomotiva v gibanju. Ko je lokomotiva mirno stala, je bilo uporabljeno pletivo. Henry Booth, računovodja za Liverpool in Manchester Company, je leta 1827 patentiral nadaljnji razvoj večcevnega kotla. Stephenson je ta izum uporabil tudi na svoji lokomotivi, raketi (a najprej je moral preizkusiti dolge preizkuse, da prepreči uhajanje vode iz veznih obročev na končnih ploščah, na katere so bile povezane bakrene cevi).

Po letu 1830 je parna lokomotiva dobila obliko, kakršno poznamo danes. Jeklenke so postavile bodisi vodoravno ali rahlo nagnjene na koncu, kjer se je izdihal dim, in če je bil kraj gasilca na koncu, kjer je peč gorela.

Podvozje parne lokomotive

Ko so valji in osi prišli iz kotla ali jih postavili tik pod kotel, je bil potreben okvir, v katerem so različni deli združeni. Okvir palic, ki so ga prvič uporabili v britanskih lokomotivah, je bil kmalu implementiran v ZDA in je prešel iz kovanega železa v litega jekla. Valji so bili nameščeni zunaj okvirja. V Angliji je okvir palice zamenjal okvir plošče. Pri tem so bili valji nameščeni znotraj okvirja, za okvirje pa so bile vzmetne vzmetenja (spiralne ali v obliki listov), ​​osni ležaji (naoljeni ležaji) pa so držali osi.

Z uvedbo jekla v izdelavo kotlov po letu 1860 je bilo mogoče delati pri višjih pritiskih. Proti koncu 19. stoletja je v lokomotivah postal razširjen tlak 12 barov; Če so spojine lokomotive, se je začel uporabljati tlak 3,8 bara. Ta pritisk se je v tej dobi povečal na 17,2 bara. Leta 1890 so bili izdelani valji ekspresnih lokomotiv s premerom 51 cm in hodom 66cm. Pozneje se je v državah, kot so ZDA, premer valja povečal na 81 cm in obe lokomotivi in ​​vagoni so se začeli povečevati.

Prve lokomotive so imele črpalke, ki jih je poganjala os. Delali pa so le med delovanjem motorja. Injektor je bil najden leta 1859. Para (ali kasneje izpušna para) iz kotla je izhajala iz grobe šobe (difuzorja) v obliki stožca, ki je v kotel polnila vodo pod višjim tlakom. "Kontrolni ventil" (enosmerni ventil) je zadrževal paro v kotlu. Suha para se je odvajala bodisi z vrha kotla v perforirano cev bodisi s točke na vrhu kotla in se zbirala v parni kupoli. Ta suha para se je nato prenesla v regulator in regulator je nadzoroval porazdelitev suhe pare. Najpomembnejši razvoj parnih lokomotiv je bila uvedba pregrevanja.

Nagnjeno cev, ki je vodila paro skozi plinsko cev do peči in nato do zbiralnika na sprednjem koncu kotla, je našel Wilhelm Schmidt, uporabljali pa so ga tudi drugi inženirji. Prihranki pri gorivu, zlasti v vodi, so se takoj pokazali. Na primer, "nasičena" para je nastajala pri tlaku 12 barov in temperaturi 188 ° C; ta para se je hitro razširila v jeklenkah in segrela dodatnih 93 ° C. Tako so v 20. stoletju lokomotive postale sposobne obratovati z velikimi hitrostmi, tudi v kratkih časih rezanja 15%. V zadnjo stopnjo uporabe parne lokomotive so prispevali napredki, kot so jeklena platišča, obloge iz kotlov iz steklenih vlaken, batni ventili z dolgim ​​naklonom, neposredni prehodi pare in pregrevanje.

Paro iz kotla so uporabljali tudi za druge namene. Da bi povečali oprijem, smo namesto nalivanja začeli uporabljati "peskanje" s paro, kar je leta 1887 povečalo silo trenja. Glavne zavore so bile aktivirane s pomočjo vakuuma iz stroja ali s stisnjenim zrakom, ki ga je dovajala parna črpalka. Poleg tega je bilo zagotovljeno parno ogrevanje, ki ga v vagonih nosijo cevi, električna svetloba pa je bila pridobljena iz parnega dinamo (generator).