Парни локомотиви: устройството и принципа на работа

Парни локомотиви, които са примитивни на фона на други технологии, все още се използват в някои страни. Те са автономни локомотиви, използващи парна машина като двигател. Първите такива локомотиви се появяват през XIX век и играят ключова роля за формирането на икономиката в редица страни.

Устройството на локомотива непрекъснато се подобрява, в резултат на което се появяват нови дизайни, които са много различни от класическите. Така че имаше модели с зъбни колела, турбини, без търг.

Днес локомотивът може да се счита за остарял, тъй като дизеловите локомотиви и електрически локомотиви вече са създадени в средата на 20-ти век - по-икономични локомотиви. Макар, както вече беше споменато, дори и сега локомотивите продължават да работят.

Принцип на работа и подреждане на локомотив

Въпреки факта, че има различни модификации на структурите на този транспорт, те имат три основни части:

• парен двигател;
• бойлер;
• екипажа.

Парата се произвежда в пара - това устройство е основният източник на енергия и парата - основното работно тяло. При парен двигател той се превръща в бутало с бутало, което от своя страна се трансформира чрез колянов механизъм в ротационен механизъм. Благодарение на това локомотивните колела се завъртат. Също така пара се задвижва пара-въздушната помпа, генератора на парни турбини и се използва в свирката.

Екипажът на машината се състои от подвижна предавка и рамка и е подвижна основа. Тези три елемента са основни в подреждането на локомотива. Също така, колата може да бъде прилежана от кола, която служи като запас от въглища (гориво) и вода.

Парен котел

При разглеждане на устройството и принципа на работа на локомотива е необходимо да се започне от котела, тъй като това е основният източник на енергия и основният компонент на тази машина. Съществуват определени изисквания за този елемент: надеждност и безопасност. Налягането на парите в завода може да достигне 20 атмосфери или повече, което го прави практически експлозивна. Нарушаването на работата на който и да е елемент на системата може да доведе до експлозия, която ще лиши машината от източника на енергия.

Също така, този елемент трябва да бъде лесен за управление, ремонт, поддръжка, гъвкавост, т.е. да може да работи с различни горива (повече или по-малко мощни).

пещ

Основният елемент на котела е пещта, в която се изгаря твърдо гориво, което се захранва от захранващо устройство за въглища. Ако машината работи с течно гориво, тя се подава през инжектори. Високотемпературните газове, излъчвани от горенето, пренасят топлината през стените на противопожарната кутия към водата. След това газовете, които са отделили по-голямата част от топлината до изпарението на водата и нагряването на наситена пара, се изхвърлят в атмосферата чрез комин и устройство за гасене на искри.

Парата, образувана в котела, се натрупва в капачката на куполовата камера (в горната част). Когато налягането на парите надвиши 105 Ра, специален предпазен клапан го освобождава, освобождавайки излишния в атмосферата.

Горещата пара под налягане се подава през тръби към цилиндрите на паровия двигател, където натиска върху буталото и коляновия механизъм, което води до въртене на задвижващата ос. Отработената пара влиза в комина, създавайки вакуум в кутията за дим, което увеличава потока на въздуха в пещта на котела.

Схемата на работа

Тоест, ако опишем принципа на работа по един обобщен начин, всичко изглежда изключително просто. Както изглежда схемата на устройството на локомотива, е възможно да се види и върху снимка, поставена в статия.

В парна котел горивото се изгаря, което загрява водата. Водата се превръща в пара и, когато се нагрява, налягането на парите в системата се увеличава. Когато достигне висока стойност, тя се подава в цилиндъра, където се намират буталата.

Поради натиска върху буталата, оста се върти и колелата се задвижват. Излишната пара се освобождава в атмосферата чрез специален предпазен клапан. Между другото, ролята на последната е изключително важна, защото без нея котелът ще се разруши отвътре. Ето как изглежда бойлерът.

предимства

Подобно на други типове локомотиви, локомотиви имат определени заслуги и недостатъци. Плюсовете са както следва:

1. Простота на дизайна. Поради простото подреждане на парния двигател на локомотива и неговия котел, не беше трудно да се установи производството в машиностроителните и металургичните заводи.
2. Надеждност в работата. Тази простота на дизайна осигурява висока надеждност на цялата система. На практика няма нищо да се счупи, защото локомотивите работят 100 години или повече.
3. Мощен натиск при стартиране.
4. Възможност за използване на различни видове гориво.

По-рано имаше такова нещо като "всепоглъщането". Прилага се за локомотиви и определя възможността за използване на дървесина, торф, въглища, мазут като гориво за тази машина. Понякога локомотивите се нагряват с производствени отпадъци: различни стърготини, обвивка на зърна, чипове, дефектни зърна, стари смазочни материали.

Разбира се, теглителната способност на колата в същото време отпадна, но във всеки случай тя позволи да спести много пари, защото класическите въглища струват повече.

недостатъци

Без недостатъци също не беше направено:

1. Ниска ефективност. Дори и при най-модерните локомотиви ефективността е била 5-9%. Това е логично, като се има предвид ниската ефективност на самия парен двигател (около 20%). Неефективност на изгарянето на гориво, големи топлинни загуби по време на прехвърлянето на топлина от пара от котела към цилиндрите.
2. Необходимостта от огромни запаси от гориво и вода. Особено релевантен е този проблем при използването на машини в безводни условия (например в пустини), където е трудно да се получи вода. Разбира се, малко по-късно дойдоха парни локомотиви с кондензация на отработената пара, но това не реши проблема напълно, а само го опрости.
3. Пожарна опасност, обяснена от открития огън на изгарящото гориво. Този недостатък не се открива в локомотивите без спиране, но техният обхват е ограничен.
4. Дим и сажди се отделят в атмосферата. Сериозен, този проблем се проявява, когато локомотивите се движат в границите на населените места.
5. Тежки условия за бригадата, която обслужва колата.
6. Сложността на ремонта. Ако нещо изчезне от действието в парния котел, ремонтите отнемат много време и изискват инвестиции.

Независимо от недостатъците, локомотивите бяха много ценени, тъй като използването им значително увеличи нивото на промишлеността в различните страни. Разбира се, използването на такива машини днес не е от значение поради наличието на по-модерни двигатели с вътрешно горене и електрически двигатели. Въпреки това локомотивите започнаха създаването на железопътния транспорт.

В заключение

Сега познавате двигателя на локомотива, неговите характеристики, плюсове и минуси на работа. Между другото, днес на железопътни линии на недоразвити страни (например, в Куба) тези машини все още се използват. До 1996 г. те са били използвани в Индия. В европейските страни, Съединените щати и Русия, този вид транспорт съществува само под формата на паметници и музейни експонати.