Gőz- és dízelmozdonyok- autonóm mozdonyok, mert van sajátjuk. energiatermelő létesítmények. Az elektromos mozdonyok áramforrástól függenek; érintkező hálózaton keresztül kapnak villamos energiát a vontatási alállomásokról, amelyeket helyhez kötött ill mobil erőművek. A gőzmozdonyok az első olyan mozdonyok, amelyek a 19. század elején jelentek meg, közel 100 évig ezek voltak az egyetlen mozdonytípus a vasúton. A gőzmozdonyok fejlesztése a teljesítmény, a sebesség, a vonóerő és a hatékonyság növelése irányába lépett. A gőzmozdony hatásfokát azonban nem sikerült 12% fölé emelni (a fő hatásfok 6-8%). Az 1. félidő végén. 20. század elkezdték felváltani a gazdaságosabb autonóm mozdonyokat - dízelmozdonyok, amelyek hatásfoka 20-25% és magasabb, majd az elektromos mozdonyok, amelyek a következő években kezdték kiszorítani a dízelmozdonyokat a legforgalmasabb vonalakon, mert egyenletes motorral rendelkeznek. nagyobb hatásfok - a kapcsolati hálózat veszteségeit figyelembe véve eléri a 75%-ot.
A dízelmozdonyok fejlesztése metszeti teljesítményük, tervezési vonóerejük, hatékonyságuk és megbízhatóságuk növekedésével jár együtt. A jövőben olyan mozdonyok létrehozását tervezik, amelyek hajtótengelyenként 60-70 kN vonóerőt fejlesztenek ki, azaz összesen akár 360-420 kN vonóerővel (6 tengelyes szakaszon) és 480- 560 kN (8 tengelyes szakaszban). Az ígéretes dízelmozdonyok tervezése során különös figyelmet fordítanak a vezető munkahelyének javítására és a mozdonyszemélyzet munkakörülményeinek javítására. A személymozdonyokban az egyik fő feladat annak biztosítása személygépkocsik elektromos fűtés.
Az elektromos mozdonyok is számos szakaszon mentek keresztül a teljesítmény növelésével és a tervezési vontatással kapcsolatban; A modern elektromos mozdonyok akár 700 kN vonóerőt is fejlesztenek. Fontos lépés Jellemzőik javítása a váltakozó áramra való átállás volt, amely lehetővé tette az érintkező hálózat feszültségének jelentős növelését, a kontakthálózati vezetékek rézköltségének csökkentését és az elektromos vontatás hatékonyságának növelését. A félvezető technológia fejlődése technikai eszközöket lehetővé tette a nagy hatékonyságú vezérelt áramátalakítók és kefe nélküli vontatási elektromos hajtás létrehozását. A villamos mozdonyvezérlésben használt mikroprocesszoros rendszerek segítségével automatizálják a villamos mozdony működési módját, ideértve a sok egységből álló rendszer üzemeltetését, a vonaton szétszórt mozdonyokkal. A modern elektromos mozdonyok olyan berendezésekkel vannak felszerelve, amelyek reosztatikus és regeneratív fékezést biztosítanak, és jelentős energiamegtakarítást tesznek lehetővé. A villamos mozdonyok műszaki-gazdasági paramétereinek további javítását tirisztoros átalakítók sebességszabályozási alkalmazása biztosítja.
Nem önjáró P. s. a P. e. teljes flottájának legnagyobb része: bérlet- és teherkocsik különféle típusokés építmények, ideértve a nagy távolságok megtételére szolgáló hálókocsikat, üléses autókat, étkezőkocsikat, különféle célú műszaki és szervizautókat (egészségügyi, egészségügyi, laboratóriumi autók stb.). Az autók kialakítása ezért fejlesztésen esett át. A modern kocsik strapabíró, teljesen fém szerkezettel rendelkeznek. karosszéria, fűtésrendszerrel, kényszerszellőztetéssel, elektromos világítás, szaniter eszközök. Egyes kocsitípusok kaimatic-kal vannak felszerelve. léghűtő berendezések, klímarendszerek. A személygépkocsik kialakításának fejlesztése az utaskényelem és a közlekedésbiztonság növelését célozza. Ebből a célból fokozódik a test feszessége és javul a hőszigetelő tulajdonságai; nő a fűtési teljesítmény és hatásfok. villamos fűtésű berendezések a vonatvonal mentén a mozdonytól; az elektromos berendezési rendszer szabályozási és védelmi eszközeit mikroprocesszoros technológiával fejlesztik; Tűzriadó kerül bevezetésre, a belső berendezések nem gyúlékony és tűzálló anyagokból készülnek. Ezenkívül új korrózióvédelmi eszközöket alkalmaznak, amelyek javítják az autó ergonómiai jellemzőit és csökkentik a javítások számát.
Tehervagonokat mutatnak be a P. s. parkjában. univerzális, alkalmazkodó különféle rakományok (fedett autók, peronok, gondolakocsik) szállítására és többféle hasonló tulajdonságú vagy egy meghatározott rakomány szállítására specializálódott. rakomány (tartályok, gabonaszállító kocsik, cementszállító tartálykocsik, hűtők stb.). A tehergépkocsi-flotta szerkezetét műszaki-gazdasági számítások alapján alakítják ki, mindenekelőtt a szállítási igények kielégítését, valamint a nómenklatúrát, a mennyiségeket, a szállítási kört és a rakományszállítás sebességét, az üzemeltetési költségeket. , szükséges tőkebefektetések, a rakomány biztonságának biztosítása, a be- és kirakodás gépesítésének szintje stb. anyagi erőforrások a termelés és üzemeltetés, védelem területén környezet. Az áruszállító kocsipark fejlesztése a megbízhatóság, teherbírás növelését, a szakautók hatótávolságának és számának növelését, valamint a javítások mennyiségének csökkentését célozza. Az autók gyártásához fémeket, műanyagokat és egyéb anyagokat használnak, amelyek -60 ° C-ig terjedő levegőhőmérsékleten is működőképesek maradnak, és megfelelnek a szilárdság és a megbízhatóság biztosításának feltételeinek a működés során.
közepe óta. 70-es évek A vasúton szinte minden munkát elektromos és dízelmozdonyok végeztek. Hossz villamos vontatáson üzemelő, a teljes hálózat hosszának 36%-át tette ki, amely a teljes forgalom 63%-át adta (1989).
Szabályozottak a hazai vasutakon üzemelő, ipari vállalkozásokhoz és egyéb szervezetekhez rendelt helyhez kötött rendszerek követelményei aktuális Szabályok műszaki működés vasutak. Szabályai szerint a P. s. meg kell felelnie a gördülőállomány méretére vonatkozó követelményeknek, és jó állapotúnak kell lennie, garantálva az üzemeltetés biztonságát. A vonatmozdonyokat és a motorvonatokat vonatrádió-kommunikációval és leolvasás rögzítésével ellátott sebességmérőkkel kell felszerelni. Az automatikus blokkolással rendelkező vonalakon a vonatmozdonyokon és a motorvonatokon automatikus mozdonyriasztóval, az automatikus blokkolás nélküli vonalakon pedig a mozdonyvezető éberségének ellenőrzésére szolgáló eszközökkel kell rendelkezni (lásd: Vezetői éberségi fogantyú). A többegységes vonatoknál az ellenőrző pontok automatikus vonatmegállító berendezéssel vannak felszerelve arra az esetre, ha a mozdonyvezető elveszítené a vonatvezetési képességét (lásd Vezetővezérlő). A tolatómozdonyok olyan eszközökkel rendelkeznek, amelyek lekapcsolják őket a kocsikról a vezetőfülkéből.
A könnyebb használat érdekében P. s. Minden egység megkülönböztető jelzésekkel és feliratokkal van ellátva. A mozdonyok és kocsik fedélzetén a hazai út kezdőbetűi (kivéve a tehervagonok), a szám, az építés dátumát és helyét feltüntető gyártói tábla, a beépítés dátuma és helye. javítások fajtái, tárasúly (kivéve mozdonyok). Mozdonyokon és motorvonatokon. A következő feliratok is szerepelnek: tervezési sebesség, sorozat, az otthoni depó neve; személyvonatokon, kocsikon és motorvonatokon - férőhelyek száma; tehervagonokon - teherbírás.
Minden újonnan épített mozdonyhoz és motorvonathoz alfanumerikus jelölést – sorozatot – rendelnek.

Minél tökéletesebb az elsődleges erőmű, annál nagyobb a mozdony hatásfoka, ami azt jellemzi, hogy a tüzelőanyag égéshőjét milyen mértékben használják fel hasznos munkavégzésre. A nem autonóm mozdonyok által fogyasztott energiát erőművekben állítják elő.

Az elektromos vontatás hatásfoka hőerőművekkel 25-26%. Egy időben hőerőművekáltalában olcsó üzemanyaggal dolgozik ( barnaszén, tőzeg). Ha figyelembe vesszük a vízi erőművek arányát a villamosvasutak energiaellátásában, akkor a villamos vontatás hatásfoka 32%-ra nő.

Az autonóm mozdonyok a hőgép típusától és felhasználási fokától függően dízelmozdonyoknál 29-31%, gőzmozdonyoknál 5-7% hatásfokkal rendelkeznek. A dízelmotorok használatának javításával, hatásfokának növelésével a dízelmozdony hatásfoka kismértékben növelhető.

Az elektromos mozdonyok vontató villanymotorjai névleges emelkedőkön történő mozgás esetén lehetővé teszik a névleges terhelést meghaladó terhelésű üzemmódok működését, ha az elektromos motor tekercseinek túlmelegedése nem haladja meg a megengedett határértékeket. Gépkocsikban a villamos motorok általában a névlegesnél nagyobb áramerősséggel működnek a vonat indulásakor (gyorsításakor).

Fékezéskor az elektromos mozdonyok a vonat mozgási energiájának egy részét visszaadhatják a vontatási hálózatnak (regeneratív fékezés). Működési költségek a karbantartásés az elektromos mozdonyok jelenlegi javítása alacsonyabb, mint az autonóm mozdonyoké. A villamosított vonalak teherbírása jelentősen meghaladja a nem villamosított vasutak teherbírását. Az elektromos mozdonyok élettartama lényegesen hosszabb, és könnyebben javítható, mint a dízelmozdonyok.

A villamos vontatás bevezetése ugyanakkor nagy beruházásokat igényel (érintőhálózat, villanyvezetékek, vontatási alállomások kiépítése). A nagy forgalmú vasutakon azonban gyorsan megtérülnek. Ezért hazánkban az elektromos vontatás széles körben elterjedt a legnagyobb terhelésű és legnehezebb profilú vonalakon, valamint az elővárosi személyforgalomban.

5 Különböző típusú mozdonyok hatásfoka

Mozdony (francia mozdony, lat. (latinul) loco moveo - helyről elmozdulás), a gördülőállományhoz kapcsolódó vontatójármű, amely vonatok vagy egyéni kocsik sínek mentén történő mozgásra szolgál. Kezdetben csak a gőzmozdonyokat nevezték mozdonynak, később ez a fogalom minden típusú vasúti vontatási berendezésre kiterjedt.

Az elsődleges energiaforrás típusától függően a modern lámpákat termikus és elektromos lámpákra osztják. A hőmozdonyok – gőzmozdonyok, gőzturbinás mozdonyok, dízelmozdonyok, motoros mozdonyok és gázturbinás mozdonyok – önállóak, és saját erőműveik vannak az energia előállítására. Gőzmozdonyon - ez egy gőzgép, gőzturbinás mozdonyon - gőzturbina, dízelmozdonyon és motoros mozdonyon - belső égésű motor, gázturbinás mozdonyon - gázturbina. Az elektromos mozdonyok közé tartoznak az érintkező és akkumulátoros villamos mozdonyok. A kontaktvillamos mozdonyok nem rendelkeznek saját energiaforrással, azt elektromos érintkező hálózaton keresztül kapják. Az akkumulátoros elektromos mozdonyok újratölthető akkumulátorokkal rendelkeznek, amelyeket időszakosan állandó áramforrásról töltenek fel. A főbb mozdonytípusokon kívül léteznek különféle kombinált mozdonyok: dízel-villamos mozdonyok, hő-gőzmozdonyok, kontakt akkumulátoros villanymozdonyok stb., amelyeket nem széles körben használnak. Az L. funkciókat a dízelvonatok, turbóvonatok és elektromos vonatok részét képező motorkocsik, valamint autó- és motorkocsik is ellátják. L.-től eltérően a gépjárművekben és a motorkocsikban van hely az utasok és a csomagok számára.

Az elvégzett munka típusa alapján a laboratóriumokat fővonali és ipari laboratóriumokra osztják. A fővonalak vasúton működtek. d. (vasút) pedig teherszállításra, személyszállításra - vonatok vontatására és tolatásra - az állomásokon végzett munkára oszthatók. Az ipari szállítójárműveket belső üzemi útvonalakon, bányákban, bányákban stb. történő szállításra használják (lásd Ipari szállítás). A lámpákat széles és keskeny nyomtávokhoz gyártják. Minden típusú repülőgépre jellemző a névleges teljesítmény, vonóerő, sebesség és hatékonyság (hatékonyság); elektromos mozdonyok, továbbá - áram- és feszültségtípus szerint, dízelmozdonyok és gázturbinás mozdonyok - átviteli mód szerint. Az első könnyűmozdonyok a 19. század elején épültek. Nagy-Britanniában (1803, 1814), később, 1834-ben Oroszországban. Szinte az egész 19. században. ez a típusú L. volt az egyetlen vontatási eszköz. d. (vasút) A vonatok tömegének növekedése és a sebesség növekedése szükségessé tette a vonat teljesítményének és vontatási erőfeszítésének növelését, ami a gőzmozdony kialakításának javulásához és hatékonyságának (hatékonyságának) növekedéséhez vezetett. A legújabb típusú fővonali teherszállító gőzmozdony teljesítménye mintegy 1800 kW (2400 LE), tervezési sebessége akár 80 km/h, ill. utasszállító mozdony 1900 kW-ig fejlesztett teljesítmény és 125 km/h sebesség. A legfejlettebb gőzmozdonyok hatékonysága (hatékonysága) legfeljebb 9%, átlagos működési hatékonysága (hatékonyság) - körülbelül 4%. A 20. század elején. A gőzmozdonyokat új, gazdaságosabb, nagyobb egységteljesítménnyel és nagyobb hatásfokkal (hatékonysággal) rendelkező mozdonyok váltották fel - dízelmozdonyok és elektromos mozdonyok. A 19. század végén merült fel a belső égésű motorral ellátott könnyű motor létrehozásának ötlete. Oroszországban. A világ első 750 kW (1000 LE) teljesítményű fővonali dízelmozdonya azonban elektromos átvitel csak 1924-ben épült (Szovjetunió). Később hidraulikus erőátvitelt alkalmaztak a dízelmozdonyok vontatásának és sebességének szabályozására. A hazai kétszekciós teherdízelmozdonyok teljesítménye szakaszonként 2200 kW (3000 LE), a tervezési sebesség 100 km/h, a személyszállító dízelmozdonyok akár 160 km/órás sebességet is elérhetnek. A modern dízelmozdonyok maximális hatásfoka (hatékonysági tényezője) 29-32%, átlagos működési hatásfoka 20-21%. 1876-ban Oroszországban kísérleteket végeztek az elektromos vontatás vasúti használatával kapcsolatban. Az első elektromos mozdony 1895-ben készült el az Egyesült Államokban. DC, amely a kapcsolati hálózaton keresztül kapott energiát. A Szovjetunióban az elektromos vontatást először 1926-ban használták elővárosi vonalon, 1933-ban kezdtek üzemelni. Az elektromos mozdonyok nagy teljesítményűek, nem igényelnek tankolást, és akár 110 km/h sebességet is biztosítanak. A személyvonatok kiszolgálására váltóáramú és egyenáramú villamos mozdonyokat építenek, amelyek tervezési sebessége 180 km/h. A villanymozdony saját hatásfoka (hatékonysága) eléri a 88-90%-ot, a villamos vontatás összesített hatásfoka (hatékonysága) (figyelembe véve a vontatási hálózat, a villamos vezetékek, a kapcsolt hő- és erőmű (CHP) ill. HPP (vízierőmű)) - 22-24%. A gázturbinás mozdony teljesítménye még nagyobb - akár 6300 kW (8500 LE). A gyártás bonyolultsága és az alacsony hatásfok (12-18%) miatt azonban ezt az L.-t a Szovjetunióban egyetlen mintában, külföldön pedig kis sorozatban gyártják.

Az összes ipari mozdonyflotta alapja fejlett országokban dízelmozdonyokból és elektromos mozdonyokból áll. Más típusú L. miatt alacsony teljesítményű, az alacsony hatásfok (hatékonyság), a komplex tervezés nem széles körben használatos, és főleg akkor használják, ha a munka biztonsága érdekében, kis telephelyeken (például kőbányákban) és egyéb esetekben szükséges.

További fejlesztés A mozdonyépítés a mozdony egységteljesítményének és a mozgási sebesség növekedésével jár. A 60-as évek vége óta. Külföldön és a Szovjetunióban 8000 kW (10700 LE) teljesítményű váltakozó áramú villamos mozdonyokat, 4500 kW (6000 LE) szelvényteljesítményig terjedő dízelmozdonyokat, valamint légi gázturbinás turbóvonatokat terveznek. több mint 200 km-es sebességet hoznak létre, sugárhajtású és turbólégcsavaros repülőgépeket tesztelnek. A még nagyobb sebesség eléréséhez mágneses vagy légpárnás repülőgépeket kell létrehozni aszinkron lineáris motorral, ami akár 500 km/h sebesség elérését teszi lehetővé. L. számára javasolt projektek. erőművek, dolgozik üzemanyagcellákés használata atomreaktorok. Lásd még: Autók gördülőállománya. A vasutak villamosítására szolgáló két áramrendszer - a váltakozó 25 kV-os és a közvetlen 3000 V-os - elkerülhetetlenül oda vezetett, hogy ezekhez a rendszerekhez csatlakozási pontokat alakítottak ki amelyek egy vagy több másfajta áramot is lehetővé tesznek. Ez a dokkolási mód kismértékben megnöveli a villamosítás költségeit, és kötelező a villanymozdony cseréje Olyan esetekben, amikor a dokkoló állomásokat nem célszerű áramtípussal ellátni. kapcsolók, úgynevezett elektromos mozdonyok kétáramú rendszerhez vagy kettős tápellátáshoz használhatók. Ezek a villamos mozdonyok 25 kV váltóáramról és 3000 V egyenáramról is működnek, és megállás nélkül mennek keresztül az erőműszakakon A mozdonyok nagyobb tömegük és költségük, valamint költségesebb karbantartásuk az azonos áramú villamos mozdonyokhoz képest. A kettős teljesítményű villamos mozdonyok használata esetén két áramrendszer erőműszaka általában az állomás közelében történik, és maga az állomás nincs kapcsolókkal felszerelve. 1977-1979-ben a Novocherkassk Villamosmozdonygyár a VELNII projektnek megfelelően nyolctengelyes, kettős meghajtású tehermozdonyokat állított elő, VL82M (25. ábra). Ennek a sorozatnak az első két kísérleti elektromos mozdonya, amelyeket továbbfejlesztettek (korszerűsített) korábban épített VL82-es villanymozdonyok, 1972 végén készültek. Aztán 1973-1974-ben készültek ilyen mozdonyok

A VL82M villanymozdonyok karosszériája kismértékben eltér a VL80T villanymozdonyok karosszériájától, ami az egyéb villamos berendezések használatának és a helyváltoztatásnak köszönhető A 632 mm a VL82M elektromos mozdonyoknál a hajtott fogaskerekek kialakításának megtartása mellett a fogaskerekek számának 21-ről 26-ra való növekedését, ezáltal az áttételi arány változását okozta, ami 88 26 = 3,38 lett. Egyébként a forgóvázak a A VL82M villamos mozdonyok megegyeznek a VL80T villamos mozdonyokkal Az elektromos áramkör szempontjából a VL82M villamos mozdony egy hagyományos egyenáramú villamos mozdony, amelyen a transzformátor-egyenirányítók kiegészítőleg az áramkörök közvetlen táplálását biztosító eszközök. áram váltóárammal villamosított területeken A villamos mozdony minden szakasza 3884 kVA tipikus teljesítményű ODCE-4000/25A transzformátorral rendelkezik ) és segédigények (240 és 338 V), transzformátor tömege 5720 kg. A vontatási villanymotorok hajtása a vontatási tekercsről a VUK-6700M egyenirányító egységen keresztül történik. A berendezés 288 db VL230-10 szilikon szeleppel rendelkezik. A híd minden karjához 6 párhuzamos áramkör tartozik, mindegyik áramkörhöz 12 sorba kapcsolt szelep tartozik. A berendezés névleges egyenirányító árama 1870 A.

A munka vége -

Ez a téma a következő részhez tartozik:

A sínek rögzítése a talpfákhoz, a rögzítés típusai

A villanymozdonyok osztályozása.. a villanymozdony nem önálló mozdony hajtású.. a villanymozdonyok osztályozása során a következők különböztethetők meg..

Ha kell kiegészítő anyag ebben a témában, vagy nem találta meg, amit keresett, javasoljuk, hogy használja a munkaadatbázisunkban található keresést:

Mit csinálunk a kapott anyaggal:

Ha ez az anyag hasznos volt az Ön számára, elmentheti az oldalára a közösségi hálózatokon:

Egyes országokban még mindig használatosak a gőzmozdonyok, amelyek kialakítása a mai technológiához képest primitív. Önálló mozdonyokról van szó, amelyek motorként gőzgépet használnak. A legelső ilyen mozdonyok a 19. században jelentek meg és játszottak kulcsszerepet számos ország gazdaságának fejlődésében.

A gőzmozdony kialakítását folyamatosan fejlesztették, aminek eredményeként új, a klasszikustól nagyon eltérő kialakítások születtek. Így születtek a fogaskerekes, turbinás és pályázat nélküli modellek.

Gőzmozdony működési elve és felépítése

Annak ellenére, hogy ennek a szállítmánynak a kialakításában különböző módosítások léteznek, mindegyiknek három fő része van:

• gőzgép;
• kazán;
• legénység.

A gőzt gőzkazánban állítják elő - ez az egység az elsődleges energiaforrás, és a gőz a fő munkaközeg. Gőzgépben dugattyúsá alakítják át mechanikus mozgás dugattyú, amely viszont egy forgattyús mechanizmus segítségével forgó dugattyúvá alakul. Ennek köszönhetően a mozdony kerekei forognak. A Steam egy gőz-levegő szivattyút és egy gőzturbina generátort is hajt, és sípban is használatos.

A jármű kocsija alvázból és vázból áll, és egy mobil alap. Ez a három elem a fő szempont a gőzmozdonyok tervezésében. A járműhöz egy pályázat is kapcsolódik - egy kocsi, amely szén (üzemanyag) és víz tárolására szolgál.

Gőzkazán

A gőzmozdony kialakításának és működési elvének mérlegelésekor a kazánnal kell kezdeni, mivel ez az elsődleges energiaforrás és a gép fő alkatrésze. Erre az elemre bizonyos követelmények vonatkoznak: megbízhatóság és biztonság. A gőznyomás a berendezésben elérheti a 20 atmoszférát vagy többet, ami gyakorlatilag robbanásveszélyessé teszi. A rendszer bármely elemének meghibásodása robbanáshoz vezethet, ami megfosztja a gépet energiaforrásától.

Ezenkívül ennek az elemnek könnyen kezelhetőnek, javíthatónak, karbantarthatónak és rugalmasnak kell lennie, azaz képesnek kell lennie különféle (többé-kevésbé erős) üzemanyagokkal dolgozni.

Firebox

A kazán fő eleme a kemence, ahol szilárd tüzelőanyagot égetnek, amelyet szénadagoló segítségével táplálnak be. Ha a gép folyékony üzemanyaggal működik, akkor a fúvókákon keresztül táplálják. Az égés következtében felszabaduló magas hőmérsékletű gázok a tűztér falain keresztül adják át a hőt a víznek. Aztán a gázok, adakozás a legtöbb keresztül a víz elpárologtatásához és a telített gőz melegítéséhez szükséges hő kerül a légkörbe kéményés egy szikrafogó berendezés.

A kazánban keletkező gőz a gőzharangban halmozódik fel (a felső részben). Amikor a gőznyomás 105 Pa fölé emelkedik, egy speciális biztonsági szelep elengedi, és a felesleget a légkörbe engedi.

A nyomás alatt lévő forró gőzt csöveken keresztül juttatják a gőzgép hengereibe, ahol rányomja a dugattyút és a hajtórudat és a forgattyús mechanizmust, ezáltal a hajtótengely elfordul. A távozó gőz belép a kéménybe, vákuumot hozva létre a füstkamrában, ami növeli a levegő áramlását a kazán tűzterébe.

Működési séma

Vagyis ha általánosságban leírjuk a működési elvet, minden rendkívül egyszerűnek tűnik. Hogy néz ki a gőzmozdony diagramja, az a cikkben közzétett fotón látható.

A gőzkazán tüzelőanyagot éget, amely vizet melegít. A víz gőzzé alakul, és ahogy felmelegszik, megnő a gőznyomás a rendszerben. Amikor eléri a magas értéket, a hengerbe kerül, ahol a dugattyúk találhatók.

A dugattyúkra nehezedő nyomás hatására a tengely forog, a kerekek pedig mozgásba lendülnek. A felesleges gőz egy speciális biztonsági szelepen keresztül kerül a légkörbe. Utóbbi szerepe egyébként rendkívül fontos, enélkül ugyanis szétszakadt volna belülről a kazán. Így néz ki egy gőzmozdony kazánszerkezete.

Előnyök

A többi típushoz hasonlóan ezeknek is vannak bizonyos előnyei és hátrányai. Az előnyök a következők:

1. A tervezés egyszerűsége. A mozdony gőzgépének és kazánjának egyszerű kialakítása miatt nem volt nehéz a gyártást a gépészeti és kohászati ​​üzemekben kialakítani.
2. Megbízhatóság működés közben. A tervezés említett egyszerűsége biztosítja a teljes rendszer nagy megbízhatóságát. Gyakorlatilag nincs mit eltörni, ezért a gőzmozdonyok 100 évig vagy még tovább működnek.
3. Erőteljes tapadás induláskor.
4. Felhasználási lehetőség különböző típusoküzemanyag.

Korábban volt olyan, hogy „mindenevő”. Gőzmozdonyokra alkalmazták, és meghatározta a fa, tőzeg, szén és fűtőolaj felhasználásának lehetőségét ehhez a géphez. Előfordult, hogy a mozdonyokat ipari hulladékkal fűtötték: különféle fűrészporral, gabonahéjjal, faaprítékkal, hibás gabonával, használt kenőanyagokkal.

Természetesen csökkentek a gép vontatási képességei, de ez mindenesetre jelentős megtakarítást tett lehetővé, mivel a klasszikus szén drágább.

Hibák

Volt néhány hátránya is:

1. Alacsony hatékonyság. Még a legfejlettebb gőzmozdonyokon is 5-9% volt a hatásfok. Ez logikus, tekintve magának a gőzgépnek az alacsony hatásfokát (körülbelül 20%). Nem hatékony tüzelőanyag égés, nagy hőveszteség a gőzhőnek a kazánból a hengerekbe történő átvitelekor.
2. Hatalmas üzemanyag- és vízkészletek szükségessége. Ez a probléma különösen akkor vált aktuálissá, amikor a gépeket száraz területeken (például sivatagokban) üzemeltetik, ahol nehéz vizet szerezni. Természetesen egy kicsit később előálltak a kipufogó gőz kondenzációjával ellátott gőzmozdonyokkal, de ez nem oldotta meg teljesen a problémát, csak leegyszerűsítette.
3. Tűzveszély égő tüzelőanyag nyílt tüze miatt. Ez a hátrány a tüzeletlen gőzmozdonyokon nem jelentkezik, de hatótávolságuk korlátozott.
4. Füst és korom kerül a légkörbe. Ez a probléma akkor válik súlyossá, amikor a gőzmozdonyok lakott területen belül mozognak.
5. Nehéz körülmények a járművet karbantartó csapat számára.
6. A javítások összetettsége. Ha valami elromlik a gőzkazánban, a javítás sokáig tart és beruházást igényel.

Hiányosságaik ellenére nagyra értékelték a gőzmozdonyokat, mivel használatuk jelentősen megemelte az ipar színvonalát a különböző országokban. Természetesen ma az ilyen gépek használata nem releváns, a modernebb belső égésű motorok és villanymotorok jelenléte miatt. A vasúti közlekedés megteremtésének azonban a gőzmozdonyok alapozták meg.

Befejezésül

Most már ismeri a gőzmozdony felépítését, jellemzőit, működésének előnyeit és hátrányait. Egyébként ma is használják ezeket a gépeket az elmaradott országok (például Kuba) vasútjain. 1996-ig Indiában is használták őket. Az európai országokban, az USA-ban és Oroszországban ez a fajta szállítás csak műemlékek és múzeumi kiállítások formájában létezik.

Régóta keresem ezt a cikket (gyermekkoromban sajnos tönkretettem a „Fiatalság technikái” kis archívumot). Az írásmód természetesen a szovjet technokrata romantika legjobb hagyományait követi :-), a szerző pedig a gőzhúzás lelkes híve, de az ötlet így is érdekes.

A XXI. SZÁZAD STEAM-LOGÓJA?

– Ó, milyen csodálatos kép, amikor egy gőzmozdony rohan a síneken! Ma már kevesen emlékeznek erre a dalra, vagy magára a „csodálatos képre”.De megtörtént! A füstfelhőkbe burkolózva, az átkelőhelyeken tiszteletteljesen kiabálva, a mozdonyok nehéz szerelvényeket szállítottak végig az autópályákon.

Fénykorukban a gőzmozdonyokat joggal tartották a fejlett mérnöki mesterművek remekeinek. Több mint egy évszázados fejlesztés után azonban átadták helyét az elektromos vontatású mozdonyoknak és a dízelmozdonyoknak. 30 évvel ezelőtt a gőzgépek gyártását leállították, és hamarosan eltűntek, mint a dinoszauruszok vagy a mamutok. Csak néhány múzeumi példány tanúskodik a gőzvontatás egykori nagyszerűségéről.

Miért voltak rosszak?

Bármely gép kritikájánál általában azt hangsúlyozzák, hogy gőzmozdony hatásfoka van. Milyen volt? A S. P. Syromyatnikov akadémikus által szerkesztett „Gőzmozdonyok” (1949) monográfia a kolomnai gőzmozdonygyár kísérleti mozdonyában elért 8,2%-os értéket mutatja.

A soros mozdonyok hatásfoka nem haladta meg a 7,8%-ot.Ez azt jelenti, hogy az elégetett szén energiájának kevesebb, mint egytizedét használták fel hasznos munkára, a többi szó szerint és átvitt értelemben a csatornába megy. A mozdonynak vannak működési hátrányai is. Emlékezzünk csak a kazánról a vízkő eltávolításának nehéz eljárására. Bárki, aki megszenvedte a vízforraló kézzel történő tisztítását, megérti, mire volt szükség. És mégis újra felébredt az érdeklődés a technikai evolúció e dinoszauruszok iránt.

Milyen eddig ismeretlen előnyöket fedeztek fel bennük a szakértők? Talán tényleg hamarosan láthatunk majd gőzmozdonyokat száguldani a sínek mentén? Próbáljuk meg kitalálni.

Amit korábban hátránynak tekintettek, az előnnyé vált - szénnel való fűtés. A gőzmozdonyra a Harkovi Politechnikumban éppen azért emlékeztek, mert szénnel működik. Az egyedülálló Kanszk-Achinsk medencében a legolcsóbb, nyílt módszer ebből az üzemanyagból sokat lehet kinyerni, de elég alacsony fűtőértéke, és további szállítása a fogyasztás helyére veszteséges.Itt tanácsosnak bizonyulhat a gőzmozdonyok használata. Helyi gyenge minőségű szén fogyasztásával növelhetik a transzszibériai szállítás hatékonyságát. Még az ilyen szenek is szépen égnek a gőzmozdony kemencéjében. Sőt, amikor leégett szénpor Az üzemanyag elégetésének teljessége közel 95%-ra nő. Ez önmagában jelentősen csökkentheti hőveszteségek kazán Az évek során ezt a módszert továbbfejlesztették az erőművek számára. Használata gőzmozdonyon teljesen lehetséges.

Tehát egy porszénkemencében az üzemanyag energiája szinte teljesen hővé alakul. Most gőzbe kell "pumpálni". Hogyan lehet ezt a leghatékonyabban megtenni? És megint nem kell feltalálni semmit, hiszen a vízcsöves kazánok tökéletesen működnek ugyanazokon az erőműveken. Kialakításukat nagy nyomásra tervezték - ez is hozzájárul a mozdony általános hatékonyságának növeléséhez. A gőz túlhevítés, víz- és levegőmelegítés körülbelül harmadával növeli a hatékonyságot.Magának a gőzgépnek is vannak tartalékai. Mágneses vízkezeléssel növelheti a kazán vízkőmentesítése közötti időszakot.

Mint látható, a frissített mozdonynak vannak tartalékai. A Harkovi Politechnikai Intézet alkalmazottai és hallgatói használták őket új gőzmozdonyok fejlesztésekor. A projektek meggyőzően bebizonyították, hogy a korábbinál kétszer, de akár háromszor nagyobb hatásfokkal is lehet gőzmozdonyokat létrehozni.

Ez nem kétséges jelenlegi állapot Az ipar lehetővé teszi szinte bármilyen mozdony létrehozását, például az egyik KhPI projekt szerint. A kísérleti géptől a tömeggyártásig vezető út azonban nem gyors és nem is közeli. És ami a legfontosabb, fel kell menteni.

Most a gazdaságon múlik. A gőzmozdony természetesen nem alternatívája más típusú mozdonyoknak. De ki tudja, talán a 21. század vasutain talál majd munkát.

MI LEHET Ő?

A mozdony egy háromrészes mozdony, amelyet a KhPI-nél terveztek.4 db négytengelyes kocsija van, a külső részeken pedig egy kéttengelyes futókocsi is található.Ezért az axiális képlet meglehetősen bonyolultnak tűnik: 2-4-0+(0-4-0+0-4-0)+0-4-2 (zárójelben a képlet középső szakaszára vonatkozó része). Szimmetriája szemlélteti a mozdony egyforma alkalmazkodóképességét az előre- és hátramenetben.

A zsenge bunker 60 tonna speciálisan elkészített szénport tartalmaz. 12 ajtón keresztül jut be a szállítócsigásba, amelyek mindegyike külön meghajtással rendelkezik. A szén fagyásának és a falakhoz való fagyásának megakadályozása érdekében a fűtőtestek a bunker teljes külső felületén vannak elhelyezve. Hideg időben a ventilátor forró kipufogógázt pumpál bele. Az üzemanyag-ellátás szabályozása - a bunkerajtók nyitási fokának és időtartamának kiválasztása, a csiga forgási sebességének kiválasztása - természetesen automatikus lesz. Az üzemanyag a fúvókákon keresztül a fáklyakamrába kerül. Az ehhez szükséges levegőt egy centrifugális ventilátor szivattyúzza. Az áramlást speciális dobozokon keresztül vezeti, amelyek a gőzkazán körül járnak. Fűtött levegő 0,3 atm nyomás alatt befújja a szenet. A körülbelül 1500 o C-on égő keverék hőt ad le a vízcsöves kazán csöveinek, majd a túlhevítőnek, végül a vízmelegítőnek. A 200 o C-ra hűtött, hamutól előzetesen megtisztított gázok a kéményen keresztül a légkörbe kerülnek.A tisztításhoz vizet fecskendeznek a gázáramba. A salakbunkerben felhalmozódó visszatartott hamut szintén vízzel mossuk le. Előzetes becslések szerint a hagyományos füstöt képező porszerű salakok akár 95%-a is felfogható. Az úgynevezett nedves salakeltávolítás biztosítja a tűztér hosszú élettartamát. De ami a legfontosabb, környezetbarátabbá teszi a mozdonyt.

A kazánban a víz felmelegedve a csövekben felemelkedik és gőzzé alakul. 32 atm nyomáson 16 elektromosan vezérelt szelepkészleten keresztül jut a gőzgépekhez.Amikor a vezető kinyitja a szabályozót, az 1, 2, 3,... és végül mind a 8 hengersorba irányítja a gőzt. Így a mozdony 8 fokozatú kipörgésgátlóval rendelkezik. A gépből származó úgynevezett zúzott gőz a gőzkondenzátor felső részébe kerül, ahol légköri levegővel kényszerhűtése történik. A tartályból a regenerált vizet egy fűtőberendezésen keresztül a kazán alsó részébe pumpálják.

A mozdonyt 2 db egyenáramú generátor látja el árammal, az egyik gőzturbinával, a másik csak mozgás közben a gőzkondenzátor szakaszon futó kocsival. Számítások szerint gépeinek teljesítménye 8000 LE. s., és a hatásfok 20-21%-ra növelhető.Ráadásul a nagy tapadási súly miatt a mozdony 65 ezer kg-os tolóerőt fejleszt ki.

MI TÖRTÉNIK KÜLFÖLDÖN?

SZÉN FŰTÉSŰ MODONOK PARAMÉTEREI

Amerikai szakemberek gőzmozdonyokat is terveznek. Erre a 70-es évek üzemanyagválsága késztette őket. A mozdony jelenleg tesztelés alatt állÁSZ 3000. Tűzcsöves kazánnal, gőz túlhevítővel, víz- és légmelegítőkkel van felszerelve. A kazán gőznyomása eléri a 17 atm-t, a túlhevített gőz hőmérséklete 430 o C.Ezen mutatók szerint a gőzgép alig különbözik harminc évvel ezelőtti elődeitől. És mégis, a tesztek során a hatékonysága körülbelül 18% volt.

A mozdony legérdekesebb újdonsága az argentin D. Porta által megalkotott tűztér. Az égési folyamat benne két szakaszban megy végbe. Először a szenet nem teljesen elégetik, ami elegendő mennyiségű gyúlékony gázt termel magas hőmérséklet. A tűztér ezen része működési elvét tekintve egy gázgenerátorra hasonlít. A szén nem teljes égése során felszabaduló hő felmelegíti a kazánt. A gyúlékony gázt ezután porlasztott vízen átengedve tisztítják és levegővel keverik. A munkakeverék a tűzcsöves kazán gázcsatornáiban ég el. Egy kis gőzturbina kiszívja az égéstermékeket, átvezeti egy többrészes szeparátoron (ciklonon), megtisztítva a maradék hamutól. Tehát fekete felhő helyett csak enyhe pára lebeg a mozdony felett.

A zárt víz- és gőzkeringtető rendszer lehetővé teszi, hogy a mozdony egész éven át a kazán öblítése nélkül üzemeljen.Emlékezzünk arra, hogy a régi gőzmozdonyok 40-60 naponta igényelték ezt a meglehetősen bonyolult műveletet.

Az ACE-ben A 3000-ben is van valami újdonság a kor szellemében - egy fedélzeti számítógép. A mozdony számítógép feladatait tekintve hasonló a repülőgép robotpilótájához. A mozdonyt is tudja irányítani, bár csak a vonat felgyorsítása után. A számítógép vezérli a tüzelőanyag égési folyamatát, figyeli a kerekek tapadását a síneken, és egyéb funkciókat is ellát, nemcsak magán a gőzmozdonyon, hanem például a vele együtt dolgozó dízelmozdonyokon is.ÁSZ 3000 kettős tolóerő.Természetesen ebben az esetben a dízelmozdonyokat hasonló számítógépekkel kell felszerelni.

Érdekes, hogy az amerikai szakértők mintegy 30 főmozdony és mozdonyok módosításainak tanulmányozása után rangsorolták őket az éves üzemeltetési költségek függvényében. A gőzgép a harmadik helyen állt ezen a listán, jövedelmezősége tekintetében valamivel gyengébb gázturbinaés a motorStirling. A Diesel egyébként csak a 14. lett. Igaz, ez a besorolás nagymértékben függ az olaj árától, amely erősen ingadozik, de még mindig tájékoztató jellegű.

A szakértők úgy vélik, hogy a mozdony egyelőre alaposabb tanulmányozást igényel. Csak egy prototípus, vagy még jobb esetben több gép vonatozása valós körülmények között az egyik legnagyobb vasútvonalon fedi fel az új generációs gőzgép minden pozitív és negatív tulajdonságát.

Oleg KURIKHIN, a műszaki tudományok kandidátusa

Magazin "Technology for Youth", 01-1987 (helyesírás és szintaxis megőrizve)

Mozdony- vasúti pályán önállóan (önállóan) közlekedő, gőzerőművel rendelkező mozdony.

A gőzmozdony gőzerőművének energialánca egy gőzkazánból - hőfejlesztőből (gőzgenerátorból) és hőgépként egy dugattyús gőzgépből áll, amely forgattyús mechanizmussal forgatja a hajtókereket (kerékpárokat). A gőzkazánban az energiaátalakítás három egymást követő szakasza megy végbe: a gőzkazán kemencéjében a tüzelőanyag elégetésének és belső kémiai energiájának hőenergiává történő átalakításának folyamata, amelynek hordozója az égéstermékek - füstgázok; magában a gőzkazánban a hőcsere folyamata az üzemanyag égéstermékei és a víz között történik annak érdekében, hogy a vizet felforralják és telített gőzt képezzenek; a túlhevítőben megnő a gőz hőmérséklete és hőtartalma (a tüzelőanyag égéstermékeivel történő hőcsere miatt is).

A gőzkazánt a mozdony telkén elhelyezett víztartályból táplálják be a vizet befecskendező vízszivattyúval, a sűrített gőz energiájának egy részét a mozdony saját szükségleteire fordítva.

Történelmi háttér

A teremtés gondolata jármű, önállóan halad a sínek mentén, R. Trevithick angol feltalálóé, aki 1803-ban egy gőzkazánból előállított gőzzel hajtott kocsit sínre helyezett.

Az első gőzmozdony tervezése előre meghatározta a jövőbeli mozdonyok alakját és fejlődési irányát, amelyek hosszú évtizedeken át vízszintesen elhelyezett, gőzt termelő kazánt használtak. magas nyomású, gőz kibocsátásával növeli a huzatot a kéménybe stb.

Nagy önsúlya (kb. 6 tonna) miatt azonban a mozdony tönkretette az öntöttvas síneket. A második mozdony is megbukott a teszteken, de a mozdony fejlesztésének előfeltételei más feltalálók munkáiban megteremtődtek és fejlődtek.

J. Stephenson "Rocket" gőzmozdonyja (Nagy-Britannia, 1829)

Az 1810-20-as években többféle gőzmozdonyt készítettek bányákban és bányákban való használatra: 1811-ben M. Murray angol szerelő gőzmozdonyt épített fogaskerekekkel, amelyek a sínek között elhelyezkedő harmadik kerékkel hálóztak össze; 1812-ben az angol feltaláló, W. Brenton megalkotott egy „járó” gőzmozdonyt, amelyet karokkal löktek le a pályáról; 1813-ban W. Hedley mérnök iker gőzgépet szerelt egy kocsira (a mozdonyt „Puffing Billy” néven ismerik). 1814-ben J. Stephenson építette a Blucher-gőzmozdonyt, amely nem az eredeti konstrukciója miatt tűnt ki. A feltaláló számos fejlesztést hajtott végre a második gőzmozdony, a „Kísérlet” kialakításán: kéthengeres gőzgépet, ikerkereket külső összekötő vonórúddal, gőzkibocsátást használt kéményen keresztül a tapadás fokozására egy speciális eszközön keresztül - kúp, amely később minden gőzmozdony nélkülözhetetlen részévé vált.

1819-ben öt gőzmozdonyt építettek a bányákban való használatra; majd 1823-ban - a Stockton - Darlington vasútvonalra, melynek építését Stephenson irányította. 1825-ben a „Lokomoshen” 1. számú gőzmozdony a megnyitása napján vonatot vitt az úton. A kúpos vonóerő alkalmazása és egyéb fejlesztések ellenére azonban a mozdony nem tudott fejlődni nagy sebesség a gőzkazán alacsony teljesítménye miatt.

1829-ben Stephenson egy többcsöves kazán ötletével megépítette a Rocket gőzmozdonyt. 25 csőben nem víz keringett, mint a korábbi modellekben, hanem forró gázok, vagyis először tűzcsöves kazánt használtak. Ez az innováció lehetővé tette a mozdony számára, hogy jelentősen növelje sebességét. Az adminisztráció által lebonyolított egyedülálló versenyen, amelyet a Rainhill Motorok csatájaként ismernek vasúti Liverpool – Manchester 1829. október 1-jén ekkor rekordot, 22 km/h átlagsebességet mutatott fel.

Cserepanov gőzmozdony (Oroszország, 1834)

A kúp javítása után a gőzmozdonyok sebességét 38 km/h-ra növelték. Ez a győzelem bebizonyította a gőzvontatás vasúti alkalmazásának megvalósíthatóságát. vasúti szállításés meghatározta további fejlődését. Az első oroszországi gőzmozdonyt 1834-ben M. E. Cherepanov (1803-1849) építette apja, E. A. Cherepanov (1774-1842) vezetésével és közreműködésével a Vyisky üzemben. Az autót „szárazföldi gőzösnek”, „gőzhajónak”, „gőzkocsinak” nevezték. A „gőzmozdony” szó először a szentpétervári „Northern Bee” című újságban jelent meg 1836-ban. Ezt követően a „gőzmozdony” és a „mozdony” kifejezések szinonimákká váltak.

A mozdonyt egy 853,5 m hosszú öntöttvas út kísérleti szakaszán tesztelték, amelyet speciálisan a Vyisky üzemből fektettek le. A mozdony 13-16 km/órás sebességgel 3,3 tonnáig tudott szállítani. V. S. Virginsky professzor szerint a mozdony hátsó (vezető) kerekei nagyobb, az első (futó) kerekei pedig kisebb átmérővel rendelkeztek. (A Cserepanovok gőzmozdonyának azonos kerékméretű modellje a szentpétervári Vasúti Közlekedési Múzeumban található.)

1835 márciusában a Cserepanovok egy második, erősebb mozdonyt építettek. Azonban Cserepanov és bányamérnök F. I. Shvetsov, aki az 1830-as évek elején sínek fektetését javasolta az üzemben, nem tudta meggyőzni az üzem adminisztrációját a gőzvontatás és az első orosz gőzmozdonyok előnyeiről. gyakorlati alkalmazása nem található.

A gőzmozdony azonban továbbra is az emberiség egyik egyedülálló műszaki alkotása, amely több mint 130 évig uralkodott a vasúti közlekedésben.

Sok országban őrzik a gőzmozdony-emlékeket, népszerűek a gőzvontatású retro vonatok. A mozdonypark egy része tartalékban van, a mozdonyok működőképessége helyreállítható.

Galéria

Ipari tartály-gőzmozdony 0-2-0 típus, 1:10 méretarány. Nagy kohászati ​​kemencékben végzett tolatási munkákhoz tervezték és építették ipari vállalkozások. Az 1930-as években a Nyevszkij, Murom és Sormovsky gyárakban építettek ilyen mozdonyokat. Kiállítás CMZHT



Az első orosz gőzmozdony, amelyet Cherepanov szerelők építettek 1833-1834-ben Nyizsnyij Tagilben. Ez a mozdony legfeljebb három tonna ércsúlyú vonatokat hajtott a gyári úton, legfeljebb tizenhat kilométeres óránkénti sebességgel. 1:2 méretarányú modellt is készítettek Cserepanovék 1839-ben. Kiállítás CMZHT



Gőzmozdony Brenton lábakkal, 1813. Ennek a mozdonynak egy vízszintes hengere volt, amelynek dugattyúrúdja konzol formájában „lábbal” ellátott „lábakhoz” volt csatlakoztatva. Amikor a gőzgép dugattyúja megmozdult, a „láb” a talajon pihent, és arra kényszerítette a mozdonyt, hogy a dugattyúlöket hosszában előrehaladjon. Ily módon körülbelül öt kilométer per órás sebességet értek el. Kiállítás CMZHT