قاطرات البخار والديزل- القاطرات المستقلة، لأن لها قاطراتها الخاصة. منشآت توليد الطاقة. تعتمد القاطرات الكهربائية على مصدر للطاقة؛ تلقي الكهرباء من خلال شبكة اتصال من محطات الجر الفرعية التي تغذيها محطات ثابتة أو محطات الطاقة المتنقلة. القاطرات البخارية هي أول القاطرات التي ظهرت في بداية القرن التاسع عشر، ولمدة 100 عام تقريبًا كانت النوع الوحيد من القاطرات على السكك الحديدية. ذهب تحسين القاطرات البخارية في اتجاه زيادة قوتها وسرعتها وجرها وكفاءتها. ومع ذلك، لم يكن من الممكن زيادة كفاءة القاطرة فوق 12٪ (الكفاءة الرئيسية هي 6-8٪). في نهاية الشوط الأول. القرن ال 20 بدأ استبدالها بقاطرات مستقلة أكثر اقتصادا - قاطرات الديزل، التي تبلغ كفاءتها 20-25٪ وما فوق، ثم القاطرات الكهربائية، التي بدأت في السنوات اللاحقة في إزاحة قاطرات الديزل على الخطوط الأكثر ازدحاما، لأن لديهم حتى كفاءة أعلى - مع الأخذ بعين الاعتبار الخسائر في شبكة الاتصال تصل إلى 75%.
يرتبط تحسين قاطرات الديزل بزيادة في قوتها المقطعية وقوة الجر التصميمية والكفاءة والموثوقية. في المستقبل، من المخطط إنشاء قاطرات تعمل على تطوير قوة جر تبلغ 60-70 كيلو نيوتن لكل محور قيادة، أي ذات قوة جر إجمالية تصل إلى 360-420 كيلو نيوتن (في قسم 6 محاور) و480- 560 كيلو نيوتن (في قسم 8 محاور). يتم إيلاء اهتمام خاص في تصميم قاطرات الديزل الواعدة لتحسين مكان عمل السائق وتحسين ظروف العمل لأطقم القاطرات. في قاطرات الركاب، إحدى المهام الرئيسية هي ضمان سيارات الركابالتدفئة الكهربائية.
مرت القاطرات الكهربائية أيضًا بعدد من المراحل المتعلقة بزيادة القوة والجر التصميمي؛ تعمل القاطرات الكهربائية الحديثة على تطوير قوى جر تصل إلى 700 كيلو نيوتن. خطوة مهمةكان تحسين خصائصها هو الانتقال إلى التيار المتردد، مما جعل من الممكن زيادة الجهد بشكل كبير في شبكة الاتصال، وتقليل تكاليف النحاس لأسلاك شبكة الاتصال وزيادة كفاءة الجر الكهربائي. التقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات الوسائل التقنيةجعل من الممكن إنشاء محولات كهرباء عالية الكفاءة يمكن التحكم فيها ومحرك كهربائي بدون فرش. بمساعدة أنظمة المعالجات الدقيقة المستخدمة في التحكم في القاطرة الكهربائية، يتم أتمتة وضع تشغيل القاطرة الكهربائية، بما في ذلك تشغيل نظام العديد من الوحدات مع القاطرات المنتشرة على طول القطار. تم تجهيز القاطرات الكهربائية الحديثة بأجهزة توفر الكبح المتجدد والمتجدد وتوفر توفيرًا كبيرًا في استهلاك الطاقة. يتم توفير مزيد من التحسين للمعايير التقنية والاقتصادية للقاطرات الكهربائية من خلال استخدام محولات الثايرستور للتحكم في السرعة.
غير ذاتية الدفع P. s. هو الجزء الأكثر عددًا في الأسطول العام لشركة P. e .: سيارات الركاب والشحن بمختلف أنواعها وتصميماتها، بما في ذلك سيارات النوم للسفر لمسافات طويلة، والسيارات ذات المقاعد، وسيارات الطعام، والسيارات الفنية والخدمية لمختلف الأغراض (الصحية، السيارات الطبية والمختبرية وما إلى ذلك). ولذلك، فقد خضع تصميم السيارات للتحسين. تتميز العربات الحديثة ببنية معدنية متينة بالكامل. جسم مجهز بأنظمة التدفئة والتهوية القسرية، الإضاءة الكهربائية,الادوات الصحية . بعض أنواع العربات مجهزة بالكايماتيك. منشآت تبريد الهواء، وأنظمة تكييف الهواء. يهدف تحسين تصميم سيارات الركاب إلى زيادة راحة الركاب والسلامة المرورية. ولهذا الغرض، يتم تعزيز إحكام الجسم وتحسين خصائصه العازلة للحرارة؛ زيادة أداء التدفئة والكفاءة. تركيبات التدفئة الكهربائية على طول خط القطار من القاطرة؛ ويجري تحسين وسائل التنظيم والحماية في نظام المعدات الكهربائية باستخدام تكنولوجيا المعالجات الدقيقة؛ يتم إدخال جهاز إنذار للحريق، والتجهيزات الداخلية مصنوعة من مواد غير قابلة للاشتعال ومقاومة للحريق. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام وسائل جديدة للحماية من التآكل، مما يحسن الخصائص المريحة للسيارة ويقلل من كمية الإصلاحات.
يتم عرض سيارات الشحن في حديقة P. s. عالمية وقابلة للتكيف لنقل مجموعة متنوعة من البضائع (السيارات المغطاة، المنصات، عربات الجندول) ومتخصصة في نقل عدة أنواع من البضائع ذات خصائص مماثلة أو واحدة محددة. البضائع (الصهاريج، شاحنات الحبوب، صهاريج الأسمنت، الثلاجات، إلخ). يتم إنشاء هيكل أسطول سيارات الشحن على أساس الحسابات الفنية والاقتصادية، مع الأخذ بعين الاعتبار أولاً وقبل كل شيء تلبية احتياجات النقل، فضلاً عن التسميات والأحجام ونطاق النقل وسرعة تسليم البضائع وتكاليف التشغيل والاستثمارات الرأسمالية المطلوبة، وضمان سلامة البضائع، ومستوى ميكنة التحميل والتفريغ وما إلى ذلك. كما تؤخذ العوامل الاجتماعية في الاعتبار، بما في ذلك توفير العمالة و الموارد الماديةفي مجال الإنتاج والتشغيل والحماية بيئة. يهدف تحسين أسطول سيارات الشحن إلى زيادة موثوقيتها وقدرتها الاستيعابية وزيادة نطاق وعدد السيارات المتخصصة وتقليل حجم الإصلاحات. بالنسبة لتصنيع السيارات، يتم استخدام المعادن والبلاستيك والمواد الأخرى التي تظل صالحة للعمل في درجات حرارة الهواء تصل إلى -60 درجة مئوية وتفي بشروط ضمان القوة والموثوقية أثناء التشغيل.
منذ منتصف. السبعينيات تم تنفيذ جميع الأعمال على السكك الحديدية تقريبًا بواسطة قاطرات كهربائية وقاطرات ديزل. طول يمثل التشغيل بالجر الكهربائي 36% من إجمالي طول الشبكة، مما يوفر 63% من إجمالي حجم حركة المرور (1989).
يتم تنظيم متطلبات الأنظمة الثابتة العاملة على السكك الحديدية المحلية والمخصصة للمؤسسات الصناعية والمنظمات الأخرى القواعد الحالية فنى تشغيلالسكك الحديدية. وفقًا لقواعد P. s. يجب أن تستوفي متطلبات حجم العربات وأن تكون في حالة جيدة، مما يضمن سلامة تشغيلها. يجب أن تكون قاطرات القطارات والقطارات متعددة الوحدات مجهزة باتصالات لاسلكية للقطارات وعدادات سرعة مع تسجيل القراءات. يجب أن تحتوي قاطرات القطارات وقطارات الوحدات المتعددة على الخطوط ذات الحجب التلقائي على إنذار قاطرة تلقائي، وعلى الخطوط التي لا تحتوي على حجب تلقائي - أجهزة للتحقق من يقظة السائق (انظر مقبض يقظة السائق). في القطارات متعددة الوحدات، يتم تجهيز نقاط التحكم بأجهزة إيقاف القطار تلقائيًا في حالة فقدان السائق القدرة على قيادة القطار (انظر وحدة تحكم السائق). تحتوي القاطرات التحويلية على أجهزة لفصلها عن السيارات من كابينة السائق.
لسهولة الاستخدام P. s. تم تجهيز كل وحدة بعلامات ونقوش مميزة. توجد على متن القاطرات والسيارات الأحرف الأولى من الطريق الرئيسي (باستثناء سيارات الشحن)، والرقم، ولوحة الشركة المصنعة التي تشير إلى تاريخ ومكان البناء، وتاريخ ومكان التثبيت. أنواع الإصلاحات والوزن الفارغ (باستثناء القاطرات). على القاطرات والقطارات المتعددة الوحدات. يتم تضمين النقوش التالية أيضًا: سرعة التصميم، السلسلة، اسم مستودع المنزل؛ في قطارات الركاب والعربات والقطارات متعددة الوحدات - عدد المقاعد؛ على سيارات الشحن - الحمولة.
يتم تعيين تسمية أبجدية رقمية لكل قاطرة وقطار متعدد الوحدات تم بناؤه حديثًا - سلسلة.

كلما كانت محطة توليد الطاقة الأولية أكثر كمالا، زادت كفاءة القاطرة، والتي تميز درجة استخدام حرارة احتراق الوقود لإنتاج عمل مفيد. يتم توليد الطاقة التي تستهلكها القاطرات غير المستقلة في محطات توليد الطاقة.

تبلغ كفاءة الجر الكهربائي عند تشغيله بواسطة محطات الطاقة الحرارية 25-26%. حيث محطات توليد الطاقة الحراريةوكقاعدة عامة، فإنها تعمل على الوقود الرخيص (الفحم البني، الخث). إذا أخذنا في الاعتبار حصة محطات الطاقة الكهرومائية في إمدادات الطاقة للسكك الحديدية الكهربائية، فإن كفاءة الجر الكهربائي تزيد إلى 32٪.

وتبلغ كفاءة القاطرات ذاتية القيادة، حسب نوع المحرك الحراري ودرجة استخدامه، 29-31% لقاطرات الديزل، و5-7% للقاطرات البخارية. من خلال تحسين استخدام محركات الديزل وزيادة كفاءتها، يمكن زيادة كفاءة قاطرة الديزل بشكل طفيف.

تسمح محركات الجر الكهربائية في القاطرات الكهربائية بالعمل في أوضاع ذات أحمال تتجاوز تلك المقدرة عند التحرك على المنحدرات المقدرة، إذا لم يتجاوز ارتفاع درجة حرارة ملفات المحرك الكهربائي الحدود المسموح بها. في السيارات، تعمل المحركات الكهربائية عادة بتيارات أعلى من المعدل أثناء بدء (تسارع) القطار.

عند الفرملة تستطيع القاطرات الكهربائية إرجاع جزء من طاقة حركة القطار إلى شبكة الجر (الكبح المتجدد). تكاليف التشغيل ل صيانةوالإصلاحات الحالية للقاطرات الكهربائية أقل من القاطرات المستقلة. تتجاوز القدرة الاستيعابية للخطوط المكهربة بشكل كبير القدرة الاستيعابية للسكك الحديدية غير المكهربة. تتمتع القاطرات الكهربائية بعمر خدمة أطول بكثير كما أن إصلاحها أسهل من قاطرات الديزل.

في الوقت نفسه، يتطلب إدخال الجر الكهربائي استثمارات كبيرة (تركيب شبكة اتصال وخطوط كهرباء ومحطات فرعية للجر). ومع ذلك، فإنهم يدفعون ثمن أنفسهم بسرعة على السكك الحديدية ذات الأحجام المرورية العالية. لذلك، في بلدنا، وجد الجر الكهربائي تطبيقا واسعا على الخطوط الأكثر تحميلا وثقيلة، وكذلك في حركة الركاب في الضواحي.

5 كفاءات أنواع القاطرات المختلفة

قاطرة (قاطرة فرنسية، من اللاتينية (لاتينية) loco moveo - تحرك من مكان)، وهي مركبة جر مرتبطة بالمعدات الدارجة ومخصصة للحركة على طول قضبان القطارات أو السيارات الفردية. في البداية، كانت تسمى القاطرات فقط قاطرات، في وقت لاحق امتد هذا المفهوم ليشمل جميع أنواع معدات الجر للسكك الحديدية.

اعتمادًا على نوع مصدر الطاقة الأساسي، تنقسم الأضواء الحديثة إلى حرارية وكهربائية. القاطرات الحرارية - القاطرات البخارية، وقاطرات التوربينات البخارية، وقاطرات الديزل، والقاطرات ذات المحركات، وقاطرات التوربينات الغازية - مستقلة ولها محطات توليد طاقة خاصة بها لتوليد الطاقة. على قاطرة بخارية - هذا محرك بخاري، على قاطرة توربينية بخارية - توربينات البخار، على قاطرة ديزل وقاطرة بمحرك - محرك احتراق داخلي، على قاطرة توربينات غازية - توربينات غازية. تشمل القاطرات الكهربائية القاطرات الكهربائية ذات الاتصال والبطارية. لا تمتلك قاطرات الاتصال الكهربائية مصادر طاقة خاصة بها وتستقبلها من خلال شبكة اتصال كهربائية. تحتوي القاطرات الكهربائية ذات البطارية على بطاريات قابلة لإعادة الشحن يتم شحنها بشكل دوري من مصادر تيار ثابتة. بالإضافة إلى الأنواع الرئيسية للقاطرات، هناك العديد من القاطرات المدمجة: قاطرات الديزل الكهربائية، قاطرات البخار الحراري، القاطرات الكهربائية التي تعمل ببطارية الاتصال، وما إلى ذلك، والتي لا تستخدم على نطاق واسع. يتم تنفيذ وظائف L. أيضًا بواسطة السيارات التي تعد جزءًا من قطارات الديزل والقطارات التوربينية والقطارات الكهربائية، بالإضافة إلى عربات السكك الحديدية الآلية والمحركات. على عكس L.، تتمتع السيارات وعربات السكك الحديدية بمساحة للركاب والأمتعة.

بناءً على نوع العمل المنجز، يتم تقسيم المختبرات إلى مختبرات رئيسية وصناعية. الخطوط الرئيسية تعمل على السكك الحديدية. د - (السكك الحديدية) ذات الاستخدام العام، تنقسم بدورها إلى الشحن والركاب - لجر القطارات، والتحويل - للعمل في المحطات. تُستخدم مركبات النقل الصناعية للنقل على طرق المصانع الداخلية وفي المناجم والأعمدة وما إلى ذلك (انظر النقل الصناعي). يتم إنتاج المصابيح لمقاييس السكك الحديدية الواسعة والضيقة. تتميز جميع أنواع الطائرات بالقوة المقدرة، وقوة الجر، والسرعة، والكفاءة (الكفاءة)؛ بالإضافة إلى ذلك، القاطرات الكهربائية - حسب نوع التيار والجهد، وقاطرات الديزل وقاطرات التوربينات الغازية - حسب نوع ناقل الحركة. تم بناء أول قاطرات خفيفة في بداية القرن التاسع عشر. في بريطانيا العظمى (1803، 1814)، في وقت لاحق، في عام 1834، في روسيا. طوال القرن التاسع عشر تقريبًا. كان هذا النوع من L. هو مركبة الجر الوحيدة. د- (السكك الحديدية) إن زيادة وزن القطارات وزيادة سرعتها استلزمت زيادة في قوة وقوى جر القطار، مما أدى إلى تحسن في تصميم القاطرة البخارية وزيادة في كفاءتها (كفاءتها). يتمتع أحدث نوع من قاطرات الشحن البخارية الرئيسية بقوة تبلغ حوالي 1800 كيلووات (2400 حصان)، وسرعة تصميمية تصل إلى 80 كم/ساعة، و قاطرة الركابقوة مطورة تصل إلى 1900 كيلووات وسرعة تصل إلى 125 كم/ساعة. تتمتع القاطرات البخارية الأكثر تقدمًا بكفاءة (الكفاءة) تصل إلى 9٪، ومتوسط ​​​​كفاءة التشغيل (الكفاءة) - حوالي 4٪. في بداية القرن العشرين. بدأ استبدال القاطرات البخارية بقاطرات جديدة أكثر اقتصادا، مع قوة وحدة أكبر وكفاءة (الكفاءة) أعلى - قاطرات الديزل والقاطرات الكهربائية. نشأت فكرة إنشاء محرك خفيف بمحرك احتراق داخلي في نهاية القرن التاسع عشر. في روسيا. ومع ذلك، فإن أول قاطرة ديزل رئيسية في العالم بقوة 750 كيلووات (1000 حصان) مع نقل كهربائيتم بناؤه فقط في عام 1924 (اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية). وفي وقت لاحق، تم استخدام ناقل الحركة الهيدروليكي لتنظيم الجر والسرعة في قاطرات الديزل. تبلغ قوة قاطرات الشحن المحلية التي تعمل بالديزل والمكونة من قسمين 2200 كيلووات (3000 حصان) لكل قسم، وتبلغ السرعة التصميمية 100 كم/ساعة، وتصل قاطرات الديزل للركاب إلى سرعات تصل إلى 160 كم/ساعة. تبلغ الكفاءة القصوى (عامل الكفاءة) لقاطرات الديزل الحديثة 29-32%، ومتوسط ​​كفاءة التشغيل 20-21%. في عام 1876، أجريت تجارب في روسيا على استخدام الجر الكهربائي على السكك الحديدية. تم بناء أول قاطرة كهربائية في الولايات المتحدة الأمريكية عام 1895. التيار المباشروالتي تتلقى الطاقة من خلال شبكة الاتصال. في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، تم استخدام الجر الكهربائي لأول مرة في عام 1926 على خط الضواحي، وبدأت القاطرات الكهربائية المحلية في العمل في عام 1933. وكان لديهم 6 محركات جر بقوة 340 كيلووات لكل منها ووصلت سرعتها إلى 90 كم / ساعة. تتميز القاطرات الكهربائية بقدرة عالية، ولا تحتاج إلى التزود بالوقود، وتوفر سرعات تصل إلى 110 كم/ساعة. ولخدمة قطارات الركاب، تم تصنيع قاطرات كهربائية تعمل بالتيار المتردد والتيار المستمر بسرعة تصميمية تصل إلى 180 كم/ساعة. تصل كفاءة (كفاءة) القاطرة الكهربائية إلى 88-90%، والكفاءة العامة (كفاءة) الجر الكهربائي (مع الأخذ في الاعتبار كفاءة (كفاءة) شبكة الجر وخطوط الكهرباء ومحطة الحرارة والطاقة المشتركة (CHP) أو HPP (محطة الطاقة الكهرومائية)) - 22-24%. تتمتع قاطرة التوربينات الغازية بقدرة أكبر - تصل إلى 6300 كيلووات (8500 حصان). ومع ذلك، نظرا لتعقيد التصنيع والكفاءة المنخفضة (12-18٪)، يتم إنتاج هذا L. في عينات واحدة في الاتحاد السوفياتي وفي سلسلة صغيرة في الخارج.

أساس أسطول القاطرات لجميع الدول الصناعية هو قاطرات الديزل والقاطرات الكهربائية. أنواع أخرى من L. بسبب طاقة منخفضةلا يتم استخدام الكفاءة المنخفضة (الكفاءة) والتصميم المعقد على نطاق واسع وتستخدم بشكل أساسي عندما يكون ذلك ضروريًا لضمان سلامة العمل، وتنفيذ العمل في المواقع الصغيرة (على سبيل المثال، في المحاجر) وفي حالات أخرى.

مزيد من التطويريرتبط بناء القاطرة بزيادة في قوة وحدة القاطرة وسرعة الحركة. منذ أواخر الستينيات. في الخارج وفي اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية، يجري تصميم قاطرات كهربائية ذات تيار متناوب بقدرة 8000 كيلووات (10700 حصان)، وقاطرات ديزل بقدرة مقطعية تصل إلى 4500 كيلووات (6000 حصان)، وقطارات توربينية مزودة بتوربينات غاز للطيران قادرة على تم إنشاء سرعات تصل إلى أكثر من 200 كيلومتر ح، ويتم اختبار الطائرات ذات المحركات النفاثة والمحركات التوربينية. ويرتبط تحقيق سرعات أعلى بإنشاء طائرات مغناطيسية أو ذات وسائد هوائية بمحركات خطية غير متزامنة، مما يجعل من الممكن الوصول إلى سرعات تصل إلى 500 كم / ساعة. المشاريع المقترحة لـ L. محطات توليد الطاقة، تعمل من أجل خلايا الوقودواستخدام المفاعلات النووية. انظر أيضًا المعدات الدارجة للسيارات. إن استخدام نظامين حاليين لكهربة السكك الحديدية - بالتناوب 25 كيلو فولت والمباشر 3000 فولت - أدى حتما إلى إنشاء نقاط ربط لهذه الأنظمة، ولتنظيم حركة القطارات من خلال نقطة ربط، عادة ما تكون محطات الربط مجهزة بمحولات التي تسمح بنوع آخر أو أكثر من التيار. تؤدي طريقة الإرساء هذه إلى زيادة تكلفة الكهربة بشكل طفيف وتتطلب تغييرًا إلزاميًا للقاطرة الكهربائية. في الحالات التي يكون فيها، لأسباب اقتصادية وظروف تشغيلية، غير مناسب لتجهيز محطات الإرساء بالنوع الحالي يتم استخدام المفاتيح الكهربائية، ما يسمى بالقاطرات الكهربائية لنظامين تيار أو مصدر طاقة مزدوج، يمكن لهذه القاطرات الكهربائية العمل على تيار متردد 25 كيلو فولت وعلى تيار مباشر 3000 فولت وتمر عبر أقسام الطاقة دون توقف. وتتميز القاطرات بوزنها وتكلفتها الأكبر، كما أن صيانتها أكثر تكلفة مقارنة بالقاطرات الكهربائية التي لها نفس النوع من التيار. عادةً ما يتم قسم الطاقة لنظامين حاليين عند استخدام قاطرات كهربائية مزدوجة الطاقة بالقرب من المحطة، والمحطة نفسها غير مجهزة بمفاتيح. في 1977-1979، أنتجت محطة قاطرة نوفوتشركاسك الكهربائية، وفقًا لمشروع VElNII، مجموعة من قاطرات الشحن الكهربائية ذات ثمانية محاور مزدوجة VL82M (الشكل 25).أول قاطرتين كهربائيتين تجريبيتين من هذه السلسلة، والتي تم تحسينها تم تصنيع القاطرات الكهربائية (المحدثة) التي تم بناؤها مسبقًا VL82 في نهاية عام 1972. ثم تم بناء هذه القاطرات في 1973-1974

تختلف أجسام القاطرات الكهربائية VL82M قليلاً عن أجسام القاطرات الكهربائية VL80T وذلك بسبب استخدام معدات كهربائية أخرى وتغيير موقعها زيادة في حجم المركز الرئيسي من 604 ملم للقاطرات الكهربائية VL80T إلى 632 ملم للقاطرات الكهربائية VL82M مع الحفاظ على تصميم التروس المدفوعة تسبب في زيادة عدد أسنان التروس من 21 إلى 26 وبالتالي تغير في نسبة التروس التي أصبحت 88 26 = 3.38 بخلاف ذلك فإن عربات القاطرات القاطرات الكهربائية VL82M هي نفسها تلك الموجودة في القاطرات الكهربائية VL80T. من وجهة نظر الدائرة الكهربائية، فإن القاطرة الكهربائية VL82M هي قاطرة كهربائية تقليدية تعمل بالتيار المستمر، حيث يتم تركيب محولات مقومات بالإضافة إلى أجهزة لتزويد دوائر الطاقة بالتيار المباشر التيار عند التشغيل في المناطق المكهربة بالتيار المتردد، كل قسم من القاطرة الكهربائية مزود بمحول ODCE-4000/25A بقدرة نموذجية تبلغ 3884 كيلو فولت أمبير، يحتوي المحول على ثلاث ملفات، أولية (25 كيلو فولت)، وجر (3800 فولت) ) والاحتياجات المساعدة (240 و 338 فولت)، وزن المحولة 5720 كجم. يتم تشغيل محركات الجر الكهربائية من ملف الجر عبر وحدة المعدل VUK-6700M، ويحتوي التركيب على 288 صمامًا من السيليكون VL230-10. يحتوي كل ذراع من أذرع الجسر على 6 دوائر متوازية، وكل دائرة بها 12 صمامًا متصلاً على التوالي. تيار المقوم المقدر للتركيب هو 1870 أمبير.

نهاية العمل -

هذا الموضوع ينتمي إلى القسم:

كيفية ربط القضبان بالعوارض وأنواع أدوات التثبيت

تصنيف القاطرات الكهربائية.. القاطرة الكهربائية هي قاطرة غير ذاتية الحركة.. وعند تصنيف القاطرات الكهربائية يمكن تمييز ما يلي..

اذا احتجت مواد اضافيةحول هذا الموضوع، أو لم تجد ما كنت تبحث عنه، ننصحك باستخدام البحث في قاعدة بيانات الأعمال لدينا:

ماذا سنفعل بالمواد المستلمة:

إذا كانت هذه المادة مفيدة لك، فيمكنك حفظها على صفحتك على الشبكات الاجتماعية:

ولا تزال القاطرات البخارية، التي يعتبر تصميمها بدائيا مقارنة بالتقنيات الأخرى اليوم، مستخدمة في بعض البلدان. إنها قاطرات مستقلة تستخدم محركًا بخاريًا كمحرك. ظهرت أولى هذه القاطرات في القرن التاسع عشر وتم لعبها دورا رئيسيافي تنمية اقتصاد عدد من الدول.

تم تحسين تصميم القاطرة البخارية باستمرار، مما أدى إلى ظهور تصميمات جديدة مختلفة تمامًا عن التصميم الكلاسيكي. هكذا نشأت النماذج ذات التروس والتوربينات وبدون مناقصة.

مبدأ التشغيل وتصميم القاطرة البخارية

على الرغم من وجود تعديلات مختلفة على تصميمات وسيلة النقل هذه، إلا أنها جميعها تتكون من ثلاثة أجزاء رئيسية:

• محرك بخاري؛
• سخان مياه؛
• طاقم.

يتم إنتاج البخار في غلاية بخارية - هذه الوحدة هي المصدر الأساسي للطاقة، والبخار هو سائل العمل الرئيسي. في المحرك البخاري، يتحول إلى حركة ميكانيكية ترددية للمكبس، والذي بدوره، بمساعدة آلية الكرنك، يتحول إلى حركة دورانية. بفضل هذا، تدور عجلات القاطرة. يقوم البخار أيضًا بتشغيل مضخة هواء بخارية ومولد توربين بخاري ويستخدم في الصفارة.

تتكون عربة المركبة من هيكل وإطار وهي عبارة عن قاعدة متحركة. هذه العناصر الثلاثة هي العناصر الأساسية في تصميم القاطرة البخارية. مرفق أيضًا بالمركبة مناقصة - عربة تعمل كمنشأة لتخزين الفحم (الوقود) والماء.

المراجل البخارية

عند النظر في مبدأ التصميم والتشغيل للقاطرة البخارية، عليك أن تبدأ بالغلاية، لأن هذا هو المصدر الأساسي للطاقة والمكون الرئيسي لهذه الآلة. هذا العنصر له متطلبات معينة: الموثوقية والسلامة. يمكن أن يصل ضغط البخار في المنشأة إلى 20 ضغط جوي أو أكثر، مما يجعلها قابلة للانفجار عمليا. يمكن أن يؤدي أي خلل في أي عنصر من عناصر النظام إلى حدوث انفجار، مما يحرم الآلة من مصدر الطاقة الخاص بها.

كما يجب أن يكون هذا العنصر سهل الإدارة والإصلاح والصيانة وأن يكون مرنًا، أي أن يكون قادرًا على العمل مع أنواع وقود مختلفة (أكثر أو أقل قوة).

صندوق الاحتراق

العنصر الرئيسي للغلاية هو الفرن، حيث يتم حرق الوقود الصلب، والذي يتم توفيره باستخدام وحدة تغذية الفحم. إذا كانت الآلة تعمل بالوقود السائل، فسيتم إمدادها من خلال الفوهات. تقوم الغازات ذات درجة الحرارة المرتفعة المنبعثة نتيجة الاحتراق بنقل الحرارة عبر جدران صندوق الاحتراق إلى الماء. ثم الغازات، العطاء معظميتم إطلاق الحرارة لتبخر الماء وتسخين البخار المشبع في الغلاف الجوي من خلال مدخنةوجهاز إيقاف الشرارة.

يتراكم البخار المتولد في الغلاية في جرس البخار (في الجزء العلوي). عندما يصل ضغط البخار إلى أكثر من 105 باسكال، يقوم صمام أمان خاص بتحريره، مما يؤدي إلى إطلاق الفائض في الغلاف الجوي.

يتم إمداد البخار الساخن تحت الضغط عبر الأنابيب إلى أسطوانات المحرك البخاري، حيث يضغط على المكبس وقضيب التوصيل وآلية الكرنك، مما يؤدي إلى دوران محور القيادة. يدخل بخار العادم إلى المدخنة، مما يخلق فراغًا في صندوق الدخان، مما يزيد من تدفق الهواء إلى صندوق حريق الغلاية.

مخطط العمل

وهذا هو، إذا وصفنا مبدأ التشغيل بشكل عام، فإن كل شيء يبدو بسيطا للغاية. يمكن رؤية الشكل التخطيطي للقاطرة البخارية في الصورة المنشورة في المقالة.

تحرق غلاية البخار الوقود الذي يسخن الماء. يتحول الماء إلى بخار، ومع تسخينه، يزداد ضغط البخار في النظام. عندما تصل إلى قيمة عالية، يتم تغذيتها في الاسطوانة حيث توجد المكابس.

بسبب الضغط على المكابس، يدور المحور وتتحرك العجلات. يتم إطلاق البخار الزائد في الغلاف الجوي من خلال صمام أمان خاص. بالمناسبة، دور الأخير مهم للغاية، لأنه بدونه كان سيتم كسر المرجل من الداخل. هذا ما يبدو عليه هيكل غلاية القاطرة البخارية.

مزايا

مثل الأنواع الأخرى، لديهم مزايا وعيوب معينة. المزايا هي كما يلي:

1. بساطة التصميم. نظرًا للتصميم البسيط للمحرك البخاري للقاطرة وغلايتها، لم يكن من الصعب إنشاء الإنتاج في المصانع الهندسية والمعدنية.
2. الموثوقية في التشغيل. تضمن بساطة التصميم المذكورة موثوقية عالية للنظام بأكمله. لا يوجد شيء يمكن كسره عمليًا، ولهذا السبب تعمل القاطرات البخارية لمدة 100 عام أو أكثر.
3. قوة جر قوية عند الانطلاق.
4. إمكانية الاستخدام أنواع مختلفةوقود.

في السابق، كان هناك شيء مثل "النهمة". تم تطبيقه على القاطرات البخارية وحدد إمكانية استخدام الخشب والجفت والفحم وزيت الوقود كوقود لهذه الآلة. في بعض الأحيان، تم تسخين القاطرات باستخدام النفايات الصناعية: نشارة الخشب المختلفة، وقشور الحبوب، ورقائق الخشب، والحبوب المعيبة، ومواد التشحيم المستعملة.

وبطبيعة الحال، تم تخفيض قدرات الجر للآلة، ولكن على أي حال، سمح هذا بتوفير كبير، لأن الفحم الكلاسيكي أكثر تكلفة.

عيوب

كانت هناك أيضًا بعض العيوب:

1. انخفاض الكفاءة. حتى في القاطرات البخارية الأكثر تقدمًا، كانت الكفاءة 5-9٪. وهذا أمر منطقي بالنظر إلى انخفاض كفاءة المحرك البخاري نفسه (حوالي 20٪). احتراق غير فعال للوقود، وفقدان كبير للحرارة عند نقل حرارة البخار من الغلاية إلى الأسطوانات.
2. الحاجة إلى احتياطيات ضخمة من الوقود والمياه. أصبحت هذه المشكلة ملحة بشكل خاص عند تشغيل الآلات في المناطق القاحلة (في الصحاري، على سبيل المثال)، حيث يصعب الحصول على المياه. بالطبع، في وقت لاحق قليلا، توصلوا إلى قاطرات بخارية مكثفة من البخار العادم، لكن هذا لم يحل المشكلة تماما، ولكن تبسيطها فقط.
3. خطر الحريق الناجم عن النار المفتوحة للوقود المحترق. هذا العيب غير موجود في القاطرات البخارية غير المحترقة، لكن مداها محدود.
4. انبعث الدخان والسخام في الغلاف الجوي. وتصبح هذه المشكلة خطيرة عندما تتحرك القاطرات البخارية داخل المناطق المأهولة بالسكان.
5. ظروف صعبة للفريق الذي يقوم بصيانة السيارة.
6. كثافة اليد العاملة للإصلاحات. إذا تعطل شيء ما في غلاية بخارية، فإن الإصلاحات تستغرق وقتا طويلا وتتطلب الاستثمار.

على الرغم من عيوبها، كانت القاطرات البخارية ذات قيمة عالية، حيث أدى استخدامها إلى رفع مستوى الصناعة بشكل كبير في البلاد دول مختلفة. وبطبيعة الحال، فإن استخدام مثل هذه الآلات اليوم ليس ذا صلة، وذلك بسبب وجود محركات الاحتراق الداخلي والمحركات الكهربائية الأكثر حداثة. ومع ذلك، كانت القاطرات البخارية هي التي وضعت الأساس لإنشاء النقل بالسكك الحديدية.

أخيراً

الآن أنت تعرف هيكل محرك القاطرة البخارية وميزاته وإيجابياته وسلبيات تشغيله. بالمناسبة، اليوم لا تزال هذه الآلات تستخدم على السكك الحديدية في البلدان المتخلفة (على سبيل المثال، كوبا). وحتى عام 1996، كانت تستخدم أيضًا في الهند. في الدول الأوروبية والولايات المتحدة الأمريكية وروسيا، لا يوجد هذا النوع من النقل إلا في شكل آثار ومعروضات متحفية.

لقد كنت أبحث عن هذا المقال لفترة طويلة (عندما كنت طفلاً، لسوء الحظ، دمرت الأرشيف الصغير لتقنيات الشباب). أسلوب الكتابة، بالطبع، هو في أفضل تقاليد الرومانسية التكنوقراطية السوفيتية :-)، والمؤلف مؤيد متحمس للجر البخاري، لكن الفكرة لا تزال مثيرة للاهتمام.

شعار البخار في القرن الحادي والعشرين؟

"يا لها من صورة رائعة عندما تندفع قاطرة بخارية على طول القضبان!" الآن قليل من الناس يتذكرون هذه الأغنية، أو "الصورة الرائعة" نفسها.لكنه حدث! كانت القاطرات محاطة بسحب الدخان، وهي تصرخ باحترام عند المعابر، وتحمل قطارات ثقيلة على طول الطرق السريعة.

في أوجها، كانت القاطرات البخارية تُعتبر بحق من روائع الهندسة المتقدمة. ومع ذلك، بعد أكثر من قرن من التطوير، أفسحت المجال أمام القاطرات ذات الجر الكهربائي وقاطرات الديزل. قبل 30 عامًا، توقف إنتاج المحركات البخارية، وسرعان ما اختفت تمامًا مثل الديناصورات أو الماموث. يشهد عدد قليل فقط من عينات المتاحف على عظمة الجر البخاري السابقة.

لماذا كانوا سيئين؟

عند انتقاد أي آلة، عادة ما يؤكدون على أنها تتمتع بكفاءة القاطرة البخارية. ماالذي كان يعجبه؟ تُظهر دراسة "القاطرات البخارية" (1949)، التي حرّرها الأكاديمي إس بي سيرومياتنيكوف، قيمة 8.2% التي تم تحقيقها في القاطرة التجريبية لمصنع كولومنا للقاطرات البخارية.

ولم تتجاوز كفاءة القاطرات التسلسلية 7.8%.وهذا يعني أنه تم استخدام أقل من عُشر طاقة الفحم المحروق في عمل مفيد، أما الباقي، بالمعنى الحرفي والمجازي، فيذهب هباءً. للقاطرة أيضًا عيوب مرتبطة بالتشغيل. دعونا نتذكر فقط الإجراء الصعب المتمثل في إزالة الترسبات الكلسية من الغلاية. أي شخص عانى من تنظيف الغلاية يدويًا سوف يفهم ما يتطلبه الأمر. ومع ذلك، فقد استيقظ الاهتمام مرة أخرى بالديناصورات ذات التطور التقني.

ما هي المزايا غير المعروفة سابقًا التي اكتشفها الخبراء فيها؟ ربما سنرى قريبًا قاطرات بخارية تتسابق على طول القضبان؟ دعونا نحاول معرفة ذلك.

ما كان يعتبر في السابق عيبًا - التسخين بالفحم - تحول إلى ميزة. تم تذكر القاطرة البخارية في كلية خاركوف للفنون التطبيقية على وجه التحديد لأنها تعمل بالفحم. في حوض كانسك-اتشينسك الفريد من نوعه هو الأرخص، طريقة مفتوحةيمكنك استخراج الكثير من هذا الوقود، لكنه منخفض إلى حد ما القيمة الحرارية، ونقلها إلى مكان الاستهلاك غير مربح.هذا هو المكان الذي قد يكون من المستحسن فيه استخدام القاطرات البخارية. ومن خلال استهلاك الفحم المحلي منخفض الجودة، يمكنهم زيادة كفاءة النقل عبر سيبيريا. حتى مثل هذا الفحم يحترق بشكل جميل في فرن القاطرة البخارية. علاوة على ذلك، عند حرقها غبار الفحميزيد اكتمال احتراق الوقود إلى ما يقرب من 95٪. وهذا وحده يمكن أن يقلل بشكل كبير خسائر الحرارةسخان مياه على مر السنين، تم تحسين هذه الطريقة لمحطات الطاقة. استخدامه ممكن تمامًا على قاطرة بخارية.

لذلك، في فرن الفحم المسحوق، يتم تحويل طاقة الوقود بالكامل تقريبًا إلى حرارة. الآن يجب "ضخها" في البخار. كيفية القيام بذلك بشكل أكثر فعالية؟ ومرة أخرى، ليست هناك حاجة لاختراع أي شيء، لأن غلايات أنابيب المياه تعمل بشكل مثالي في نفس محطات الطاقة. تم تصميم تصميمها للضغط العالي - وهذا يساهم أيضًا في زيادة الكفاءة الإجمالية للقاطرة. يؤدي التسخين الزائد للبخار وتسخين الماء والهواء إلى زيادة الكفاءة بنحو الثلث.المحرك البخاري نفسه لديه أيضًا احتياطيات. يمكنك زيادة الفترة بين إزالة الترسبات الكلسية من الغلاية باستخدام معالجة المياه المغناطيسية.

كما ترون، القاطرة المحدثة لديها احتياطيات. تم استخدامها من قبل الموظفين والطلاب في معهد خاركوف للفنون التطبيقية عند تطوير قاطرات بخارية جديدة. لقد أثبتت المشاريع بشكل مقنع أنه من الممكن إنشاء قاطرات بخارية بكفاءة أكبر مرتين أو حتى ثلاث مرات مما كانت عليه في الماضي.

ليس هناك شك في ذلك الوضع الحاليتتيح لك الصناعة إنشاء أي قاطرة تقريبًا، على سبيل المثال، وفقًا لأحد مشاريع KPI. لكن الطريق من الآلة التجريبية إلى الإنتاج الضخم ليس سريعا ولا قريبا. والأهم من ذلك أنه يجب تبرئته.

الآن الأمر متروك للاقتصاد. القاطرة البخارية، بالطبع، ليست بديلاً عن أنواع القاطرات الأخرى. ولكن من يدري، ربما سيجد وظيفة في السكك الحديدية في القرن الحادي والعشرين.

ماذا يمكن أن يكون؟

القاطرة عبارة عن قاطرة من ثلاثة أقسام مصممة في KhPI.تحتوي على 4 عربات ذات أربعة محاور، ويوجد في الأقسام الخارجية أيضًا عربة عداء ذات محورين.لذلك، تبدو الصيغة المحورية معقدة إلى حد ما: 2-4-0+(0-4-0+0-4-0)+0-4-2 (بين قوسين جزء الصيغة المتعلق بالقسم الأوسط). يوضح تماثلها القدرة المتساوية للقاطرة على التكيف مع التحرك للأمام والخلف.

يحتوي مخبأ العطاء على 60 طنًا من غبار الفحم المعد خصيصًا. من خلال 12 بابًا، كل منها لديه محرك فردي، يدخل الناقل اللولبي. لمنع الفحم من التجمد والتجمد على الجدران، توجد مشعات التدفئة على طول السطح الخارجي للمخبأ بالكامل. في الطقس البارد، سوف تضخ المروحة غاز العادم الساخن فيه. التحكم في إمداد الوقود - اختيار درجة ومدة فتح أبواب القبو، واختيار سرعة دوران البريمة - سيكون بالطبع تلقائيًا. يتم رش الوقود من خلال الفوهات إلى حجرة الشعلة. يتم ضخ الهواء لهذا بواسطة مروحة الطرد المركزي. إنه يدفع التدفق من خلال صناديق خاصة تدور حول غلاية البخار. الهواء الساخن تحت ضغط 0.3 ضغط جوي ينفخ في الفحم. يحترق الخليط عند درجة حرارة حوالي 1500 درجة مئوية، ويطلق الحرارة إلى أنابيب غلاية أنابيب المياه، ثم جهاز التسخين الفائق، وأخيرا سخان الماء. يتم إطلاق الغازات، المبردة إلى 200 درجة مئوية، بعد أن تمت إزالتها من الرماد مسبقًا، من خلال المدخنة إلى الغلاف الجوي.للتنظيف، يتم حقن الماء في تيار الغاز. يتم أيضًا غسل الرماد المتراكم الذي يتراكم في مخبأ الخبث بالماء. ووفقاً للتقديرات الأولية، من الممكن التقاط ما يصل إلى 95% من الخبث الشبيه بالغبار الذي يشكل الدخان التقليدي. يضمن ما يسمى بإزالة الخبث الرطب طول عمر صندوق الاحتراق. ولكن الأهم من ذلك، أنه يجعل القاطرة أنظف بيئيًا.

في الغلاية، يسخن الماء، ويرتفع عبر الأنابيب ويتحول إلى بخار. تحت ضغط 32 ضغط جوي، يتم توفيره للمحركات البخارية من خلال 16 مجموعة من الصمامات التي يتم التحكم فيها كهربائيًا.عندما يفتح السائق المنظم، فإنه يوجه البخار إما إلى 1، 2، 3،... وأخيراً إلى جميع مجموعات الأسطوانات الثمانية. وبالتالي فإن القاطرة لديها 8 مراحل للتحكم في الجر. يذهب ما يسمى بالبخار المسحوق من الجهاز إلى الجزء العلوي من مكثف البخار، حيث يتم تبريده بالقوة بالهواء الجوي. من الخزان، يتم ضخ المياه المتجددة من خلال سخان إلى الجزء السفلي من المرجل.

يتم تزويد القاطرة بالكهرباء عن طريق مولدين للتيار المستمر، أحدهما مدعوم بتوربين بخاري والآخر - فقط أثناء الحركة بواسطة قسم مكثف البخار الذي يعمل بالعربة. وبحسب الحسابات فإن قوة أجهزته تبلغ 8000 حصان. ق، ويمكن زيادة الكفاءة إلى 20-21٪.بالإضافة إلى ذلك، نظرا لوزن الالتصاق الكبير، تطور القاطرة قوة دفع تبلغ 65 ألف كجم.

ماذا يحدث في الخارج؟

معلمات القاطرات التي تعمل بالفحم

يقوم المتخصصون الأمريكيون أيضًا بتصميم القاطرات البخارية. لقد دفعتهم أزمة الوقود في السبعينيات إلى القيام بذلك. القاطرة تخضع حاليا للاختباربارِع 3000. وهي مجهزة بغلاية أنابيب النار ومسخن البخار وسخانات الماء والهواء. يصل ضغط بخار الغلاية إلى 17 ATM، ودرجة حرارة البخار المسخن 430 درجة مئوية.ووفقا لهذه المؤشرات فإن المحرك البخاري لا يختلف كثيرا عن سابقاته قبل ثلاثين عاما. ومع ذلك، في الاختبارات كانت كفاءتها حوالي 18٪.

الميزة الجديدة الأكثر إثارة للاهتمام في القاطرة هي صندوق الاحتراق الذي أنشأه الأرجنتيني د.بورتا. تتم عملية الاحتراق فيه على مرحلتين. أولا، يتم حرق الفحم بشكل غير كامل، مما ينتج عنه غاز قابل للاشتعال بكمية كافية درجة حرارة عالية. يشبه هذا الجزء من صندوق الاحتراق مولد الغاز في مبدأ تشغيله. الحرارة المنبعثة أثناء الاحتراق غير الكامل للفحم تعمل على تسخين الغلاية. تتم بعد ذلك تنقية الغاز القابل للاشتعال عن طريق المرور عبر الماء المرذاذ وخلطه بالهواء. يحترق خليط العمل في قنوات الغاز الخاصة بغلاية أنبوب النار. تعمل التوربينات البخارية الصغيرة على امتصاص منتجات الاحتراق، ودفعها عبر فاصل متعدد الأقسام (الإعصار)، وتنظيفها من الرماد المتبقي. لذا فبدلاً من السحابة السوداء، لا يوجد سوى ضباب خفيف يحوم فوق القاطرة.

يسمح نظام تداول الماء والبخار المغلق بتشغيل القاطرة دون غسل الغلاية لمدة عام كامل.دعونا نتذكر أن القاطرات البخارية القديمة كانت تتطلب هذه العملية المعقدة إلى حد ما كل 40-60 يومًا.

في آيس 3000 لديه أيضًا شيء جديد بروح العصر - جهاز كمبيوتر على متن الطائرة. يشبه كمبيوتر القاطرة في مهامه الطيار الآلي على متن طائرة. يمكنها أيضًا التحكم في القاطرة، ولكن فقط بعد تسارع القطار. يتحكم الكمبيوتر في عملية احتراق الوقود، ويراقب التصاق العجلات بالقضبان، ويقوم بوظائف أخرى، ليس فقط على القاطرة البخارية نفسها، ولكن أيضًا على سبيل المثال، على قاطرات الديزل التي تعمل معًابارِع 3000 قوة دفع مزدوجة.وبطبيعة الحال، يجب أن تكون قاطرات الديزل في هذه الحالة مجهزة بأجهزة كمبيوتر مماثلة.

ومن المثير للاهتمام أنه بعد دراسة حوالي 30 محركًا رئيسيًا وتعديلاتها للقاطرات، قام الخبراء الأمريكيون بتصنيفها حسب تكلفة التشغيل السنوية. احتل المحرك البخاري المركز الثالث في هذه القائمة، وهو أدنى قليلاً من حيث الربحية توربينات الغازوالمحركستيرلينغ. بالمناسبة، كان الديزل في المركز الرابع عشر فقط. صحيح أن هذا التصنيف يعتمد بشكل كبير على سعر النفط الذي يتقلب بشكل كبير، لكنه لا يزال مؤشرا.

يعتقد الخبراء أن القاطرة تتطلب في الوقت الحالي دراسة أكثر تعمقا. فقط تشغيل نموذج أولي للقطار، أو الأفضل من ذلك عدة آلات، في ظروف حقيقية على أحد أكبر خطوط السكك الحديدية، سيكشف عن جميع الخصائص الإيجابية والسلبية للجيل الجديد من المحرك البخاري.

أوليغ كوريخين، مرشح العلوم التقنية

مجلة "التكنولوجيا للشباب"، 01-1987 (تم الحفاظ على التهجئة وبناء الجملة)

قاطرة- قاطرة تتحرك بشكل مستقل (بشكل مستقل) على طول خط السكة الحديد ولها محطة لتوليد الطاقة البخارية.

تشتمل سلسلة الطاقة لمحطة توليد الطاقة البخارية للقاطرة البخارية على غلاية بخارية - مولد حراري (مولد بخار) ومحرك بخاري مكبس كمحرك حراري، والذي يقوم، باستخدام آلية الكرنك، بتدوير عجلات القيادة (أزواج العجلات). في المراجل البخارية، تحدث ثلاث مراحل متتالية لتحويل الطاقة: في فرن المراجل البخارية، تتم عملية حرق الوقود وتحويل طاقته الكيميائية الداخلية إلى طاقة حرارية، والناقل منها هو منتجات الاحتراق - غازات المداخن؛ في الغلاية البخارية نفسها، تتم عملية التبادل الحراري بين منتجات احتراق الوقود والماء من أجل غليان الماء وتكوين بخار مشبع؛ في جهاز التسخين الزائد، تزداد درجة الحرارة والمحتوى الحراري للبخار (أيضًا بسبب التبادل الحراري مع منتجات احتراق الوقود).

يتم تغذية المراجل البخارية بالمياه من خزان المياه الموجود على عطاء القاطرة عن طريق مضخة ماء حقن وذلك باستخدام بعض طاقة البخار المضغوط لتلبية احتياجات القاطرة الخاصة.

مرجع تاريخي

فكرة الخلق عربة، يتحرك بشكل مستقل على طول مسارات السكك الحديدية، ينتمي إلى المخترع الإنجليزي R. Trevithick، الذي وضع في عام 1803 عربة مدفوعة بالبخار المتولد من غلاية بخارية موضوعة عليها على القضبان.

لقد حدد تصميم أول قاطرة بخارية شكل واتجاه تطور القاطرات المستقبلية، والتي استخدمت لعقود عديدة غلاية ذات موقع أفقي تولد البخار ضغط مرتفع، وإطلاق البخار لزيادة السحب إلى المدخنة، وما إلى ذلك.

ومع ذلك، نظرًا لوزنها الساكن الكبير (حوالي 6 أطنان)، دمرت القاطرة القضبان المصنوعة من الحديد الزهر. فشلت القاطرة الثانية أيضًا في الاختبارات، ولكن تم إنشاء وتطوير المتطلبات الأساسية لتحسين القاطرة في أعمال المخترعين الآخرين.

قاطرة البخار جيه. ستيفنسون "صاروخ" (بريطانيا العظمى، 1829)

في 1810-20s، تم إنشاء العديد من تصميمات القاطرات للاستخدام في المناجم والمناجم: في عام 1811، قام الميكانيكي الإنجليزي م. موراي ببناء قاطرة بخارية بعجلات تروس متشابكة مع عجلة ثالثة تقع بين القضبان؛ في عام 1812، ابتكر المخترع الإنجليزي دبليو برينتون قاطرة "مشي"، تم دفعها بعيدًا عن المسار بواسطة رافعات؛ في عام 1813، قام المهندس دبليو هيدلي بتركيب محرك بخاري مزدوج على عربة (تُعرف القاطرة باسم "Puffing Billy"). في عام 1814، تم بناء قاطرة Blucher البخارية، التي لم تتميز بتصميمها الأصلي، بواسطة J. Stephenson. أجرى المخترع عددا من التحسينات على تصميم القاطرة البخارية الثانية "التجربة": استخدم محرك بخاري ثنائي الأسطوانتين، وعجلتين مزودتين بقضبان ربط خارجية، واستخدم عادم البخار من خلال مدخنة لتعزيز الجر من خلال جهاز خاص - مخروط أصبح فيما بعد جزءًا لا غنى عنه في أي قاطرة بخارية.

في عام 1819، تم بناء خمس قاطرات بخارية لاستخدامها في المناجم؛ ثم في عام 1823 - لخط السكة الحديد ستوكتون - دارلينجتون، الذي أشرف ستيفنسون على بنائه. في عام 1825، حملت قاطرة بخارية اسمها "لوكوموشين" رقم 1 قطارًا على طول الطريق في يوم افتتاحه. ومع ذلك، على الرغم من استخدام الجر المخروطي والتحسينات الأخرى، لم تكن القاطرة قادرة على التطور السرعه العاليهبسبب انخفاض قوة المراجل البخارية.

في عام 1829، قام ستيفنسون ببناء القاطرة البخارية الصاروخية باستخدام فكرة المرجل متعدد الأنابيب. في 25 أنبوبًا، لم يتم تداول الماء، كما في النماذج السابقة، ولكن الغازات الساخنة، أي أنه تم استخدام غلاية أنابيب النار لأول مرة. سمح هذا الابتكار للقاطرة بزيادة سرعتها بشكل كبير. في مسابقة فريدة من نوعها تُعرف باسم معركة رينهيل للمحركات، يديرها سكة حديديةليفربول - مانشستر في 1 أكتوبر 1829، أظهر متوسط ​​سرعة قياسي بلغ 22 كم / ساعة في ذلك الوقت.

قاطرة تشيريبانوف البخارية (روسيا، 1834)

وبعد تحسين المخروط تمت زيادة سرعة القاطرات البخارية إلى 38 كم/ساعة. أثبت هذا الانتصار جدوى استخدام الجر البخاري على السكك الحديدية. النقل بالسكك الحديديةوتحديد مزيد من التطوير. تم بناء أول قاطرة بخارية في روسيا في عام 1834 على يد إم إي تشيريبانوف (1803-1849) تحت قيادة ومشاركة والده إي إيه تشيريبانوف (1774-1842) في مصنع فيسكي. كانت السيارة تسمى "باخرة برية" و "باخرة" و "عربة بخارية". ظهرت كلمة "قاطرة بخارية" لأول مرة في صحيفة "نورثرن بي" الصادرة في سانت بطرسبرغ عام 1836. وفي وقت لاحق، أصبح مصطلح "قاطرة" و"قاطرة" مترادفين.

تم اختبار القاطرة على مقطع تجريبي من طريق من الحديد الزهر بطول 853.5 مترًا تم وضعه خصيصًا من مصنع Vyisky. وتمكنت القاطرة من نقل قطار يصل وزنه إلى 3.3 طن بسرعة 13-16 كم/ساعة. وفقًا للبروفيسور V. S. Virginsky، كان للعجلات الخلفية (القيادة) للقاطرة قطر أكبر، والعجلات الأمامية (العداء) ذات قطر أصغر. (يوجد نموذج للقاطرة البخارية لعائلة تشيريبانوف، والتي لها نفس أحجام العجلات، في المتحف المركزي للنقل بالسكك الحديدية في سانت بطرسبرغ.)

في مارس 1835، قام آل تشيريبانوف ببناء قاطرة ثانية أكثر قوة. ومع ذلك، فإن تشيريبانوف ومهندس التعدين F. I. فشل شفيتسوف، الذي اقترح في أوائل ثلاثينيات القرن التاسع عشر مد خطوط السكك الحديدية في المصنع، في إقناع إدارة المصنع بمزايا الجر البخاري، وأول قاطرات بخارية روسية تطبيق عمليغير معثور عليه.

ومع ذلك، تظل القاطرة البخارية واحدة من الإبداعات التقنية الفريدة للبشرية، والتي سادت في مجال النقل بالسكك الحديدية لأكثر من 130 عامًا.

في العديد من البلدان، يتم الحفاظ على آثار قاطرة البخار، والقطارات الرجعية ذات الجر البخاري تحظى بشعبية كبيرة. يوجد جزء من أسطول القاطرات في الاحتياط، وإذا لزم الأمر، يمكن استعادة أداء القاطرات.

صالة عرض

قاطرة بخارية للخزان الصناعي من النوع 0-2-0 بمقياس 1:10. تم تصميمها وتصنيعها لأعمال التحويل في الأفران المعدنية الكبيرة المؤسسات الصناعية. في ثلاثينيات القرن العشرين، تم بناء هذه القاطرات في مصانع نيفسكي وموروم وسورموفسكي. معرض كمزت



أول قاطرة بخارية روسية، بناها الميكانيكيون تشيريبانوف في 1833-1834 في نيجني تاجيل. قادت هذه القاطرة البخارية قطارات تحتوي على خام يصل وزنه إلى ثلاثة أطنان على طول طريق المصنع بسرعة تصل إلى ستة عشر كيلومترًا في الساعة. تم أيضًا صنع نموذج بمقياس 1: 2 بواسطة عائلة تشيريبانوف في عام 1839. معرض كمزت



قاطرة بخارية بأرجل برينتون، 1813. كانت هذه القاطرة تحتوي على أسطوانة أفقية واحدة، تم توصيل قضيب المكبس الخاص بها بـ "أرجل" مزودة بـ "قدم" على شكل قوس. عندما يتحرك مكبس المحرك البخاري، تستقر "الساق" على الأرض، مما يجبر القاطرة على التحرك للأمام على طول شوطة المكبس. وبهذه الطريقة تم تحقيق سرعة تبلغ حوالي خمسة كيلومترات في الساعة. معرض كمزت