Parní lokomotiva: zařízení a princip činnosti

Parní lokomotivy, které jsou primitivní na pozadí jiných technologií, jsou v některých zemích stále používány. Jedná se o autonomní lokomotivy používající parní stroj jako motor. První takové lokomotivy se objevily v 19. století a hrály klíčovou roli při formování ekonomiky řady zemí.

Zařízení lokomotivy se neustále vylepšovalo, což vedlo k tomu, že se objevily nové návrhy, které se od klasické konstrukce velmi lišily. Takže tam byly modely s ozubenými koly, turbíny, bez nabídky.

Dnešní lokomotiva může být považována za zastaralou, protože dieselové lokomotivy a elektrické lokomotivy byly již vytvořeny v polovině 20. století - ekonomičtější lokomotivy. Ačkoli, jak již bylo zmíněno, i v současnosti lokomotivy i nadále fungují.

Princip činnosti a uspořádání lokomotivy

Navzdory skutečnosti, že existují různé úpravy konstrukcí této dopravy, mají všechny tři hlavní části:

• parní stroj;
• kotel;
• posádky.

Pára je vyráběna v páru - tato jednotka je primárním zdrojem energie a párou - hlavním pracovním tělesem. V parním motoru se přeměňuje na vratný mechanický pohyb pístu, který je zase transformován klikovým mechanismem do rotačního mechanismu. Díky tomu se lokomotivní kola otáčejí. Také parní pohon parní vzduchové čerpadlo, generátor parní turbíny a používá se v píšťalce.

Posádka stroje se skládá z podvozku a rámu a je pohyblivou základnou. Tyto tři prvky jsou základem uspořádání lokomotiv. Také auto může být sousedí s vozem, který slouží jako zásobník uhlí (palivo) a voda.

Parní kotel

Při uvážení zařízení a provozního principu lokomotivy je třeba začít z kotle, protože je to primární zdroj energie a hlavní součást tohoto stroje. Existují určité požadavky na tento prvek: spolehlivost a bezpečnost. Tlak par v zařízení může dosáhnout 20 atmosfér nebo více, což činí prakticky výbušnou. Porušení funkce libovolného prvku systému může vést k výbuchu, který zbaví stroj zdroje energie.

Tento prvek by měl být také snadný pro správu, opravu, údržbu, flexibilitu, tedy pro práci s různými palivy (více či méně výkonnými).

Firebox

Hlavním prvkem kotle je pec, kde se spaluje tuhé palivo, které je napájeno přívodem uhlí. Pokud stroj pracuje s kapalným palivem, pak je přiváděn vstřikovateli. Vysokoteplotní plyny emitované spalováním přenášejí teplo stěnami požárního boxu do vody. Poté plyny, které odváděly většinu tepla na odpařování vody a na zahřátí nasycené páry, se vypouštějí do atmosféry komínem a hasicím zařízením.

Pára vytvořená v kotli je nahromaděna v krytu víka komory (v horní části). Pokud tlak par přesáhne 105 Pa, uvolní se speciální pojistný ventil a uvolní přebytek do atmosféry.

Horká pára pod tlakem je přiváděna trubkami k válcům parního stroje, kde tlačí na píst a mechanismus klikové kliky, což vede k otáčení hnací nápravy. Vyčerpaná pára vstupuje do komína a vytváří vakuum v kouřovce, což zvyšuje proudění vzduchu do pece kotle.

Schéma práce

To znamená, že když popisujeme princip práce obecně, zdá se, že vše je velmi jednoduché. Jak vypadá schéma zařízení lokomotivy, je možné ji vidět i na fotografii umístěné v článku.

V parním kotli se spaluje palivo, které ohřívá vodu. Voda je přeměněna na páru a při zahřívání se zvyšuje tlak par v systému. Když dosáhne vysoké hodnoty, je přiváděn do válce, kde jsou umístěny písty.

Díky tlaku na písty se osa otáčí a kola se uvedou do pohybu. Nadbytečná pára se uvolňuje do atmosféry pomocí speciálního pojistného ventilu. Mimochodem, role posledně jmenované je nesmírně důležitá, protože bez ní by se kotel vylomil zevnitř. Tak vypadá kotlový kotel.

Výhody

Stejně jako ostatní typy lokomotivy, lokomotivy mají jisté zásluhy a neshody. Výhody jsou následující:

1. Jednoduchost designu. Vzhledem k jednoduchému uspořádání parního stroje lokomotivy a kotle nebylo těžké stanovit výrobu ve strojírenských a metalurgických závodech.
2. Spolehlivost v práci. Tato jednoduchost designu zajišťuje vysokou spolehlivost celého systému. Neexistuje prakticky nic, co by se mohlo zlomit, protože lokomotivy pracují 100 let nebo více.
3. Silný tah při startu.
4. Možnost použití různých druhů paliva.

Dříve byla taková věc jako "všežravost". Byl aplikován na lokomotivy a určil možnost použití dřeva, rašeliny, uhlí, topného oleje jako paliva pro tento stroj. Někdy byly lokomotivy vytápěny s produkčním odpadem: různé piliny, obilná zrna, štěpky, vadné zrno, staré maziva.

Samozřejmě, trakční schopnosti vozu zároveň klesaly, avšak v každém případě umožnily šetřit spoustu peněz, protože klasické uhlí stojí víc.

Nevýhody

Bez nedostatků také nebylo provedeno:

1. Nízká účinnost. Dokonce i na nejmodernějších lokomotivách byla účinnost 5-9%. To je logické vzhledem k nízké účinnosti samotného parního stroje (asi 20%). Neúčinnost spalování paliva, velké tepelné ztráty při přenosu parní teplo z kotle na válce.
2. Potřeba obrovských zásob paliva a vody. Zvláště relevantní se stalo s použitím strojů v suchých podmínkách (například v pouštích), kde je těžké získat vodu. Samozřejmě trochu později přišly parní lokomotivy s kondenzací odváděné páry, nicméně to problém zcela nevyřešil, ale jen zjednodušil.
3. Nebezpečí požáru, vysvětleno otevřeným ohněm hořícího paliva. Tato nevýhoda se nenachází v non-stop lokomotivách, ale jejich rozsah je omezen.
4. Kouř a saze vypouštěné do atmosféry. Vážný, tento problém se stává, když se lokomotivy pohybují uvnitř hranic osad.
5. Těžké podmínky pro brigádu, které slouží vozu.
6. Složitost oprav. Pokud se v parním kotle něco vyřadí, opravy trvají dlouho a vyžadují investice.

Přes nedostatky byly lokomotivy velmi ceněny, neboť jejich použití významně zvýšilo úroveň průmyslu v různých zemích. Samozřejmě, že použití těchto strojů není dnes vzhledem k dostupnosti modernějších spalovacích motorů a elektromotorů relevantní. Přesto se jednalo o lokomotivy, které začaly vytvářet železniční dopravu.

Na závěr

Nyní znáte motor motoru lokomotivy, jeho vlastnosti, plusy a minus operace. Mimochodem, dnes na železnicích zaostalých zemí (například na Kubě) se tyto stroje stále používají. Do roku 1996 byly používány v Indii. V evropských zemích, ve Spojených státech a Rusku, tento způsob dopravy existuje pouze ve formě památek a muzejních exponátů.