Damplokomotiv og diesellokomotiv- autonome lokomotiver, fordi de har sine egne. kraftproduksjonsanlegg. Elektriske lokomotiver er avhengige av en strømkilde; motta strøm gjennom et kontaktnett fra trekkraftstasjoner matet av stasjonære eller mobile kraftstasjoner. Damplokomotiver - de første lokomotivene som dukket opp på begynnelsen av 1800-tallet, var den eneste lokomotivtypen på jernbanen i nesten 100 år. Forbedringen av damplokomotiver gikk i retning av å øke deres kraft, hastighet, trekkraft, effektivitet. Det var imidlertid ikke mulig å heve effektiviteten til et damplokomotiv over 12 % (i hovedsak er virkningsgraden 6-8 %). I enden av 1. etasje. Det 20. århundre de begynte å bli erstattet av mer økonomiske autonome lokomotiver - diesellokomotiver, hvis effektivitet er 20-25% og høyere, og deretter elektriske lokomotiver, som i de påfølgende årene begynte å fortrenge diesellokomotiver på de mest belastede linjene, fordi de har en enda høyere effektivitet - tatt i betraktning tap i kontaktnettverket, når den 75%.
Forbedringen av diesellokomotiver er forbundet med en økning i deres seksjonskraft, beregnet trekkraft, effektivitet og pålitelighet. I fremtiden er det planlagt å lage lokomotiver som utvikler en trekkraft på 60-70 kN for hver drivaksel, dvs. har en total trekkraft på opptil 360-420 kN (i en 6-akslet seksjon) og 480- 560 kN (i en 8-akslet seksjon). Spesiell oppmerksomhet i utformingen av lovende diesellokomotiver rettes mot å forbedre arbeidsplassen til sjåføren, forbedre arbeidsforholdene til lokomotivmannskaper. I passasjerlokomotiver er en av hovedoppgavene å sikre passasjerbiler elektrisk oppvarming.
Elektriske lokomotiver gikk også gjennom en rekke stadier knyttet til økningen i kraft og design trekkkraft; moderne elektriske lokomotiver utvikler en trekkraft på opptil 700 kN. et viktig skritt deres egenskaper ble forbedret ved å bytte til vekselstrøm, noe som gjorde det mulig å øke spenningen i kontaktnettverket betydelig, redusere kostnadene for kobber for ledningene til kontaktnettverket og øke effektiviteten til elektrisk trekkraft. Fremskritt innen halvledere tekniske midler gjorde det mulig å lage svært effektive kontrollerte kraftomformere og en børsteløs elektrisk trekkkraft. Ved hjelp av mikroprosessorsystemer som brukes i styringen av et elektrisk lokomotiv, automatiseres driftsmåten til et elektrisk lokomotiv, inkludert driften av et system med mange enheter med lokomotiver spredt langs toget. Moderne elektriske lokomotiver er utstyrt med enheter som gir reostatisk og regenerativ bremsing og gir betydelige besparelser i strømforbruket. En ytterligere forbedring i de tekniske og økonomiske parametrene til elektriske lokomotiver er bruken av tyristoromformere for hastighetskontroll.
Ikke-selvgående P. s. er den mest tallrike delen av den generelle flåten av personbiler: pass- og godsbiler av ulike typer og design, inkludert sovevogner for lange avstander, biler med seter, restaurantbiler, tekniske og servicebiler for ulike formål (sanitær, medisinsk , laboratoriebiler osv.). Utformingen av vognene har derfor gjennomgått en forbedring. Moderne vogner har et slitesterkt helmetall. kropp, utstyrt med varmesystemer, tvungen ventilasjon, elektrisk belysning, sanitærutstyr. Noen typer vogner er utstyrt med kyimatich. installasjoner for luftkjøling, klimaanlegg. Forbedring av utformingen av personbiler har som mål å øke passasjerkomforten og trafikksikkerheten. For dette formål forbedres tettheten til kroppen og dens varmeisolerende egenskaper forbedres; økt produktivitet og varmeeffektivitet. installasjoner med elektrisk oppvarming langs toglinjen fra lokomotivet; midlene for regulering og beskyttelse i systemet for elektrisk utstyr blir forbedret ved bruk av mikroprosessorteknologi; et brannalarmsystem er introdusert, det interne utstyret er laget av ikke-brennbare og saktebrennende materialer. I tillegg brukes nye midler for korrosjonsbeskyttelse, som forbedrer den ergonomiske ytelsen til bilen og reduserer reparasjonsmengden.
Godsbiler presenteres i parken til P. s. universell, tilpasningsdyktig for transport av forskjellige varer (overbygde vogner, plattformer, gondolbiler) og spesialisert for transport av flere typer varer med lignende egenskaper eller en spesifikk. last (tanker, kornbærere, sementbærere, kjøleskapsbærere, etc.). Strukturen til godsvognflåten er etablert på grunnlag av tekniske og økonomiske beregninger, og tar først og fremst hensyn til tilfredsstillelsen av behovet for transport, samt rekkevidde, volumer, transportavstand og leveringshastighet av varer , driftskostnader, nødvendige investeringer, sikring av godssikkerhet, nivå på mekanisering av lasting og lossing etc. Sosiologiske faktorer er også tatt i betraktning, inkludert besparelser i arbeidskraft og materielle ressurser innen produksjon og drift, beskyttelse miljø. Å forbedre flåten av godsbiler er rettet mot å øke deres pålitelighet, bæreevne, øke rekkevidden og antallet spesialiserte biler, og redusere mengden reparasjoner. For fremstilling av biler brukes metaller, plast og andre materialer som forblir i drift ved lufttemperaturer ned til -60 ° C og tilfredsstiller betingelsene for å sikre styrke og pålitelighet under drift.
Starter fra ser. 70 tallet nesten alt arbeid på jernbanen ble utført av elektriske og diesellokomotiver. Lengden på som opererer på elektrisk trekkraft, utgjorde 36 % av den totale lengden på nettet, som ga 63 % av det totale trafikkvolumet (1989).
Kravene til jernbanestasjoner som sirkulerer på innenlandske jernbaner og er tildelt industribedrifter og andre organisasjoner er regulert gjeldende regler teknisk drift av jernbaner. I henhold til reglene P. s. må oppfylle kravene til dimensjonene til det rullende materiellet, være i god stand og garantere sikkerheten ved driften. Toglokomotiver og flerenhetstog skal være utstyrt med togradiokommunikasjon og hastighetsmålere med registreringsavlesninger. Toglokomotiver og flerenhetstog på linjer med automatisk sperring skal ha automatisk lokomotivsignalering, og på linjer uten automatisk sperring skal førervaktkontrollanordninger (se Førervakthåndtak). I tog med flere enheter er kontrollpunktene utstyrt med automatiske togstoppenheter i tilfelle føreren mister evnen til å kjøre toget (se førerkontrolleren). Skiftelokomotiver har innretninger for å koble dem fra bilene fra førerhuset.
For enkelhets skyld P. med. hver av enhetene er utstyrt med karakteristiske skilt og inskripsjoner. Initialene til hjemveien (unntatt for godsvogner), nummeret, produsentens skilt som angir dato og sted for bygging, dato og sted for installasjon er merket om bord på lokomotivene og vognene. reparasjonstyper, egenvekt (unntatt lokomotiver). På lokomotiver og tog med flere enheter følgende inskripsjoner brukes også: designhastighet, serie, navn på hjemmedepotet; på passet, vogner og motorvogn P. s. - antall seter; på godsvogner - bæreevne.
Hvert nybygde lokomotiv og tog med flere enheter er tildelt en alfanumerisk betegnelse - en serie.

Lokomotivets effektivitet, som karakteriserer graden av bruk av forbrenningsvarmen til drivstoffet for å oppnå nyttig arbeid, jo høyere, jo mer perfekt er primærkraftverket. Energien som forbrukes av ikke-autonome lokomotiver genereres i kraftverk.

Effektiviteten til elektrisk trekkraft når den drives av termiske kraftverk er 25-26%. Hvori termiske kraftverk arbeid, som regel, på billige typer drivstoff (brunkull, torv). Hvis vi tar hensyn til andelen vannkraftverk i kraftforsyningen til elektriske jernbaner, øker effektiviteten til elektrisk trekkraft til 32%.

Autonome lokomotiver, avhengig av type varmemotor og bruksgraden, har en effektivitet som når 29-31% for diesellokomotiver, og 5-7% for damplokomotiver. Ved å forbedre bruken og effektiviteten til en dieselmotor kan effektiviteten til et diesellokomotiv økes noe.

Trekkelektriske motorer i elektriske lokomotiver tillater, når du kjører på de beregnede stigningene, å jobbe i moduser med belastninger som overstiger de nominelle, hvis overopphetingen av elektriske motorviklinger ikke overstiger tillatte grenser. I biler opererer elektriske motorer vanligvis med strømmer større enn merkestrømmen under starten (akselerasjonen) av toget.

Ved bremsing kan elektriske lokomotiver returnere deler av energien fra togets bevegelse til trekknettet (regenerativ bremsing). Driftskostnader for Vedlikehold og vedlikehold av elektriske lokomotiver er lavere enn med autonome lokomotiver. Bæreevnen til elektrifiserte linjer overstiger betydelig bæreevnen til ikke-elektrifiserte jernbaner. Elektriske lokomotiver har mye lengre levetid, reparasjonen er enklere enn diesellokomotiver.

Samtidig krever innføring av elektrisk trekk store investeringer (bygging av kontaktnett, kraftledninger, trekkstasjoner). De betaler imidlertid raskt for seg på jernbaner med høy trafikkintensitet. Derfor har elektrisk trekkraft i vårt land funnet bred anvendelse på de mest belastede og tunge linjene, så vel som i forstadspassasjertrafikk.

5 Virkningsgrad for ulike typer lokomotiver

Lokomotiv (fransk lokomotiv, fra latin (latin) loco moveo - I move), et trekkvogn relatert til rullende materiell og designet for å bevege seg langs jernbanesporene til tog eller individuelle vogner. Til å begynne med ble kun damplokomotiver kalt L., senere ble dette konseptet utvidet til alle typer jernbanetrekkvogner.

Avhengig av typen primær energikilde er moderne L. delt inn i termisk og elektrisk. Termiske lokomotiver - damplokomotiver, dampturbinlokomotiver, diesellokomotiver, motorlokomotiver og gassturbinlokomotiver - er autonome og har egne kraftverk for å generere energi. På et damplokomotiv - dette er en dampmotor, på et dampturbinlokomotiv - damp turbin, på et diesellokomotiv og motorlokomotiv - en forbrenningsmotor, på et gassturbinlokomotiv - en gassturbin. Elektriske lokomotiver inkluderer kontakt- og batterielektriske lokomotiver. Kontaktelektriske lokomotiver har ikke egne energikilder og mottar det gjennom et elektrisk kontaktnett. Batterielektriske lokomotiver har oppladbare batterier som periodisk lades fra konstantstrømkilder. I tillegg til hovedtypene lokomotiver er det forskjellige kombinerte lokomotiver: dieselelektriske lokomotiver, varmedamplokomotiver, elektriske lokomotiver med kontaktbatteri og andre som ikke er mye brukt. Funksjonene til L. utføres også av motorvogner som inngår i dieseltog, turbotog og elektriske tog, samt bil- og motorvogner. I motsetning til L. har biler og håndvogner plass til passasjerer og bagasje.

Etter type arbeid som utføres, er L. delt inn i hoved- og industri. Trunk L., drevet på jernbanen. (jernbane) av generell bruk er på sin side delt inn i gods, passasjer - for togtrekk og rangering - for arbeid på stasjoner. Industrial L. brukes til transport på ruter innen fabrikk, i gruver, gruver osv. (se Industritransport). L. er produsert for brede og smale sporvidder. Alle typer L. er preget av nominell kraft, trekkraft, hastighet og effektivitet (effektivitet); elektriske lokomotiver, i tillegg - etter type strøm og spenning, diesellokomotiv og gassturbinlokomotiv - etter type transmisjon. De første damplokomotivene ble bygget på begynnelsen av 1800-tallet. i Storbritannia (1803, 1814), senere, i 1834, i Russland. I nesten hele 1800-tallet. denne typen L. var det eneste trekkmidlet. (jernbane) Økningen i togenes vekt, de økende bevegelseshastighetene nødvendiggjorde en økning i lokomotivets kraft og trekkraft, noe som førte til en forbedring i lokomotivets design, en økning i effektiviteten (effektiviteten). Den nyeste typen godslokomotiv har en effekt på ca. 1800 kW (2400 hk), en designhastighet på opptil 80 km/t, og passasjer damplokomotiv utviklet effekt opp til 1900 kW og hastighet opp til 125 km/t. De mest avanserte damplokomotivene hadde en virkningsgrad (virkningsgrad) på opptil 9 %, en gjennomsnittlig driftseffektivitet (virkningsgrad) på ca. 4 %. På begynnelsen av 1900-tallet damplokomotiver begynte å bli erstattet av nye, mer økonomiske lokomotiver, som har større enhetseffekt og høyere effektivitet (effektivitetsfaktor), - diesellokomotiver og elektriske lokomotiver. Ideen om å lage en L. med en forbrenningsmotor oppsto allerede på slutten av 1800-tallet. i Russland. Imidlertid er verdens første hovedlinje diesellokomotiv med en kapasitet på 750 kW (1000 hk) med elektrisk overføring ble bygget først i 1924 (USSR). Senere ble hydraulisk transmisjon brukt for å regulere trekkraft og hastighet på diesellokomotiver. Kraften til innenlandske to-seksjons diesellokomotiver i en seksjon er 2200 kW (3000 hk), designhastigheten er 100 km/t, passasjerdiesellokomotiver når hastigheter på opptil 160 km/t. Maksimal effektivitet (effektivitetsfaktor) for moderne diesellokomotiver er 29-32%, gjennomsnittlig driftseffektivitet er 20-21%. I 1876 ble det utført eksperimenter i Russland med bruk av elektrisk trekkraft på jernbanen. Det første elektriske lokomotivet ble bygget i USA i 1895. likestrøm, som mottok energi gjennom et kontaktnettverk. I USSR ble elektrisk trekkraft først brukt i 1926 på en forstadslinje, innenlandske elektriske lokomotiver begynte å operere i 1933. De hadde 6 trekkmotorer med en kapasitet på 340 kW hver og utviklet en hastighet på opptil 90 km / t. Elektriske lokomotiver har høy effekt, krever ikke tanking, og gir en hastighet på opptil 110 km/t. For å betjene passasjer (passasjer) tog, er AC og DC elektriske lokomotiver bygget med en designhastighet på opptil 180 km / t. Den iboende effektiviteten (effektiviteten) til et elektrisk lokomotiv når 88-90%, og den totale effektiviteten (effektiviteten) til elektrisk trekkraft (tar hensyn til effektiviteten (effektiviteten) til trekkraftnettverket, kraftledninger, termisk kraftverk (termisk kraftverk) ) eller vannkraftverk) - 22-24%. Gassturbinlokomotivet har enda større effekt - opptil 6300 kW (8500 hk). Men på grunn av kompleksiteten i produksjonen, lav effektivitet (effektivitet) (12-18%), produseres denne L. i enkeltprøver i USSR og i små serier i utlandet.

Lokomotivflåten til alle industrialiserte land er basert på diesellokomotiver og elektriske lokomotiver. Andre typer L. pga lite strøm, lav effektivitet (effektivitet), design kompleksitet er ikke mye brukt og brukes hovedsakelig når det er nødvendig for å sikre sikkerheten til arbeidet, å arbeide på små områder (for eksempel i steinbrudd), etc. tilfeller.

Videre utvikling lokomotivbygging er assosiert med en økning i lokomotivets enhetskraft og bevegelseshastigheten. Fra slutten av 60-tallet. i utlandet og i USSR, AC elektriske lokomotiver med en kapasitet på 8 000 kW (10 700 hk), diesellokomotiver med en seksjonskapasitet på opptil 4 500 kW (6 000 hk), og turbotog med en luftfartsgassturbin som kan nå hastigheter på mer enn 200 km/t testes L. med jet- og turbopropmotor. Å oppnå enda høyere hastigheter er forbundet med å lage magnetiske eller luftputefly med asynkrone lineære motorer, som gjør det mulig å nå hastigheter på opptil 500 km/t. Prosjekter L. med kraftverk jobber med brenselsceller og bruker atomreaktorer. Se også Motorvogn rullende materiell. Bruken av to strømsystemer for elektrifisering av jernbaner - alternerende 25 kV og direkte 3000 V - førte uunngåelig til opprettelsen av dokkingpunkter for disse systemene. For å organisere togbevegelsen gjennom dokkingspunktet er dokkingstasjoner vanligvis utstyrt med brytere som tillater en eller en annen type strøm Denne metoden for dokking øker kostnadene ved elektrifisering noe og krever en obligatorisk endring av et elektrisk lokomotiv som opererer både på 25 kV vekselstrøm og 3000 V likestrøm og passerer kraftseksjoner uten stopp. ka. Kraftdelen av de to strømsystemene ved bruk av dobbeltdrevne elektriske lokomotiver gjøres vanligvis i nærheten av stasjonen, og selve stasjonen er ikke utstyrt med brytere. I 1977-1979 produserte Novocherkassk Electric Locomotive Plant, i henhold til VELNII-prosjektet, et parti VL82M åtteakslede elektriske lokomotiver med dobbelt mating (fig. 25). lokomotiver ble bygget i 1973-1974

Karosseri til VL82M elektriske lokomotiver skiller seg litt fra karosseriet til VL80T elektriske lokomotiver, noe som skyldes bruk av annet elektrisk utstyr og endring i plasseringen. En økning i størrelsen på sentralen fra 604 mm for VL80T elektriske lokomotiver til 632 mm for VL82M elektriske lokomotiver, mens utformingen av drevne gir ble opprettholdt, forårsaket en økning i antall girtenner fra 21 til 26, og derfor endringen i girkassenes utveksling, som ble 88 26 = 3,38. Ellers ble boggiene til VL82M elektriske lokomotiver er de samme som til VL80T elektriske lokomotiver. Fra den elektriske kretsens synspunkt er VL82M elektrisk lokomotiv et konvensjonelt DC elektrisk lokomotiv, på hvilke transformatorlikeretterenheter for å forsyne strømkretser med likestrøm ved drift i seksjoner elektrifisert på vekselstrøm Hver seksjon av det elektriske lokomotivet er utstyrt med en ODTSE-4000/25A transformator med en typisk effekt på 3884 kVA. Transformatoren har tre viklinger, primær (25 kV), trekkraft (3800 V) og egen brønn jernbane (240 og 338 V), transformatorvekt 5720 kg. Trekkmotorene mates fra trekkviklingen gjennom likeretterenheten VUK-6700M Enheten har 288 VL230-10 silisiumventiler. Hver arm på broen har 6 parallelle kretser, hver krets har 12 ventiler koblet i serie. Den nominelle likeretterstrømmen til installasjonen er 1870 A.

Slutt på arbeidet -

Dette emnet tilhører:

Hvordan skinner festes til sviller, typer fester

Klassifisering av elektriske lokomotiver .. elektriske lokomotiver er et ikke-autonomt lokomotiv satt i bevegelse .. ved klassifisering av elektriske lokomotiver kan følgende skilles ..

Hvis du trenger tilleggsmateriale om dette emnet, eller du ikke fant det du lette etter, anbefaler vi å bruke søket i vår database over verk:

Hva skal vi gjøre med det mottatte materialet:

Hvis dette materialet viste seg å være nyttig for deg, kan du lagre det på siden din på sosiale nettverk:

Damplokomotiver, som er primitive på bakgrunn av andre teknologier, brukes fortsatt i noen land. De er autonome lokomotiver som bruker en dampmaskin som motor. De aller første slike lokomotiver dukket opp på 1800-tallet og spilte nøkkelrolle i utviklingen av økonomien i en rekke land.

Enheten til damplokomotivet ble stadig forbedret, som et resultat av at nye design dukket opp som var veldig forskjellige fra den klassiske. Så det var modeller med gir, turbiner, uten anbud.

Prinsippet for drift og enheten til damplokomotivet

Til tross for at det er forskjellige modifikasjoner av designene til denne transporten, har de alle tre hoveddeler:

• dampmaskin;
• kjele;
• mannskap.

Damp produseres i en dampkjele - det er denne enheten som er den primære energikilden, og damp er den viktigste arbeidsvæsken. I en dampmotor omdannes den til en frem- og tilbakegående mekanisk bevegelse av stempelet, som igjen blir omdannet til rotasjonsbevegelse ved hjelp av en sveivmekanisme. På grunn av dette roterer hjulene på lokomotivet. Damp driver også en damp-luftpumpe, en dampturbingenerator og brukes i en fløyte.

Mannskapet på maskinen består av et løpeutstyr og en ramme og er en mobil base. Disse tre elementene er de viktigste i utformingen av et damplokomotiv. Også et anbud kan festes til bilen - en vogn som tjener som lagring av kull (drivstoff) og vann.

dampkoker

Når du vurderer enheten og prinsippet for drift av et damplokomotiv, må du starte med en kjele, siden dette er den primære energikilden og hovedkomponenten i denne maskinen. Det stilles visse krav til dette elementet: pålitelighet og sikkerhet. Damptrykket i installasjonen kan nå 20 atmosfærer eller mer, noe som gjør den praktisk talt eksplosiv. Feil på ethvert element i systemet kan føre til en eksplosjon, som vil frata maskinen en energikilde.

Dessuten skal dette elementet være enkelt å administrere, reparere, vedlikeholde, være fleksibelt, det vil si kunne arbeide med forskjellige drivstoff (mer eller mindre kraftige).

Brannkasse

Hovedelementet i kjelen er en ovn hvor fast brensel brennes, som tilføres ved hjelp av en kullmater. Hvis maskinen går på flytende drivstoff, tilføres den gjennom dyser. Høytemperaturgassene som frigjøres som følge av forbrenning overfører varme gjennom brannkammerets vegger til vann. Deretter gassene, gir mest varme for vannfordampning og oppvarming av mettet damp slippes ut i atmosfæren gjennom skorstein og gnistfanger.

Dampen som dannes i kjelen akkumuleres i den hettetørre damperen (i den øvre delen). Når damptrykket overstiger 105 Pa, frigjør en spesiell sikkerhetsventil det, og slipper overskuddet ut i atmosfæren.

Varm damp under trykk tilføres gjennom rør til sylindrene på dampmotoren, hvor den presser på stempel- og sveivmekanismen, og får drivakselen til å rotere. Eksosdampen kommer inn i skorsteinen og skaper et vakuum i røykboksen, noe som øker luftstrømmen inn i kjeleovnen.

Arbeidsordning

Det vil si at hvis du beskriver operasjonsprinsippet på en generalisert måte, virker alt ekstremt enkelt. Hvordan skjemaet til damplokomotivet ser ut kan også ses på bildet som er lagt ut i artikkelen.

Dampkjelen brenner drivstoff for å varme opp vann. Vann omdannes til damp, og etter hvert som det varmes opp, øker damptrykket i systemet. Når den når en høy verdi, mates den inn i sylinderen der stemplene er plassert.

På grunn av trykket på stemplene roteres akselen, og hjulene settes i bevegelse. Overflødig damp slippes ut i atmosfæren gjennom en spesiell sikkerhetsventil. Forresten, rollen til sistnevnte er ekstremt viktig, for uten ham ville kjelen blitt revet fra innsiden. Slik ser damplokomotivkjelen ut.

Fordeler

Som andre typer har de visse fordeler og ulemper. Fordelene er som følger:

1. Enkel design. På grunn av den enkle strukturen til dampmaskinen til et damplokomotiv og dets kjele, var det ikke vanskelig å etablere produksjon ved maskinbygging og metallurgiske anlegg.
2. Pålitelighet på jobb. Den nevnte enkelheten i design sikrer høy pålitelighet av hele systemet. Det er praktisk talt ingenting å bryte, og det er grunnen til at damplokomotiver fungerer i 100 år eller mer.
3. Kraftig trekkraft ved start.
4. Brukervennlighet forskjellige typer brensel.

Tidligere fantes det noe som het «altetende». Den ble brukt på damplokomotiver og bestemte muligheten for å bruke ved, torv, kull, fyringsolje som drivstoff for denne maskinen. Noen ganger ble lokomotiver varmet opp med produksjonsavfall: diverse sagflis, kornskall, flis, defekt korn, brukte smøremidler.

Selvfølgelig ble trekkraften til maskinen redusert, men i alle fall gjorde dette det mulig å spare betydelige midler, siden klassisk kull er dyrere.

Feil

Heller ikke uten ulemper:

1. Lav effektivitet. Selv på de mest avanserte damplokomotivene var virkningsgraden 5-9 %. Dette er logisk, gitt den lave effektiviteten til selve dampmaskinen (ca. 20%). Ineffektivitet av drivstoffforbrenning, store varmetap under overføring av dampvarme fra kjelen til sylindrene.
2. Behovet for enorme reserver av drivstoff og vann. Dette problemet ble spesielt aktuelt ved bruk av maskiner i tørre områder (for eksempel i ørkener), hvor det er vanskelig å få tak i vann. Selvfølgelig ble damplokomotiver med eksosdampkondensering oppfunnet litt senere, men dette løste ikke problemet helt, men forenklet det bare.
3. Brannfare på grunn av åpen ild av brennende drivstoff. Denne ulempen er ikke tilstede på brannfrie damplokomotiver, men rekkevidden deres er begrenset.
4. Røyk og sot slippes ut i atmosfæren. Dette problemet blir alvorlig når damplokomotiver beveger seg innenfor bosettingsgrensene.
5. Vanskelige forhold for mannskapet som betjener bilen.
6. Kompleksiteten til reparasjonen. Hvis noe går i stykker i en dampkjele, utføres reparasjoner i lang tid og krever investeringer.

Til tross for manglene ble damplokomotiver satt stor pris på, siden bruken av dem økte industrinivået betydelig i forskjellige land. Selvfølgelig er bruken av slike maskiner i dag ikke relevant, på grunn av tilstedeværelsen av mer moderne forbrenningsmotorer og elektriske motorer. Likevel var det damplokomotiver som la grunnlaget for etableringen av jernbanetransport.

Til slutt

Nå kjenner du strukturen til lokomotivmotoren, dens funksjoner, fordeler og ulemper ved drift. Forresten, i dag brukes disse maskinene fortsatt på jernbanelinjene til underutviklede land (for eksempel på Cuba). Frem til 1996 ble de også brukt i India. I europeiske land, USA, Russland, eksisterer denne typen transport kun i form av monumenter og museumsutstillinger.

Jeg har lett etter denne artikkelen i lang tid (i min barndom ødela jeg dessverre et lite arkiv med "Techniques of Youth"). Skrivestilen er selvfølgelig i de beste tradisjonene for sovjetisk teknokratisk romantikk :-), og forfatteren er en ivrig tilhenger av damptrekk, men ideen er likevel interessant.

MOTOREN PÅ XXI ÅRHUNDRET?

"Å, for et fantastisk bilde, når et damplokomotiv suser langs skinnene!" Nå er det få som husker denne sangen, og selve "fantastiske bildet".Men det var! Innhyllet i røykskyer, ropende solid ved overgangene, fraktet damplokomotiver tunge tog langs motorveiene.

I deres storhetstid ble damplokomotiver, ikke uten grunn, ansett som mesterverk av avansert ingeniørkunst. Etter å ha gått gjennom mer enn et århundre med utvikling, ga de plass for lokomotiver med elektrisk trekkraft og diesellokomotiver. For 30 år siden ble produksjonen av dampmaskiner avviklet, og snart forsvant de akkurat som dinosaurer eller mammuter. Bare individuelle museumseksemplarer vitner om den tidligere storheten av damptrekk.

Hvorfor var de dårlige?

Når de kritiserer enhver maskin, understreker de vanligvis at den har effektivitet, som et damplokomotiv. Hvordan var han? I monografien "Steam Locomotives" (1949), redigert av akademiker S.P. Syromyatnikov, er det gitt en verdi på 8,2%, oppnådd i et eksperimentelt lokomotiv fra Kolomna lokomotivanlegg.

For serielle damplokomotiver oversteg ikke virkningsgraden 7,8 %.Det betyr at mindre enn en tidel av energien til det brente kullet gikk til nyttig arbeid, resten, bokstavelig talt og billedlig talt, flyr ut i skorsteinen. Nok av lokomotivet og manglene knyttet til driften. La oss huske i det minste den vanskeligste prosedyren for å fjerne kalk fra kjelen. Alle som har slitt med å rengjøre vannkokeren for hånd, vil forstå hva den var verdt. Og likevel har interessen for disse dinosaurene av teknisk utvikling våknet igjen.

Hvilke tidligere ukjente fordeler ble oppdaget av eksperter? Kanskje vi virkelig snart vil se lokomotiver suser langs skinnene? La oss prøve å finne ut av det.

Verdighet ble til det som tidligere ble ansett som en ulempe - oppvarming med kull. Damplokomotivet ble husket på Kharkov Polytechnic bare fordi det går på kull. I det unike Kansk-Achinsk-bassenget, det billigste, åpen måte du kan utvinne mye av dette drivstoffet, men det har en ganske lav brennverdi, og videre transport til forbruksstedet er ulønnsomt.Det er her kanskje bruken av damplokomotiver vil være hensiktsmessig. Ved å konsumere lokalt lavverdig kull kan de øke effektiviteten til transsibirsk transport. I ovnen til et damplokomotiv brenner slike kull også perfekt. Dessuten ved brenning kullstøv fullstendigheten av drivstoffforbrenningen øker til nesten 95%. Dette alene gjør det mulig å redusere betydelig varmetap kjele. Gjennom årene har denne metoden blitt forbedret for kraftverk. Bruken er ganske mulig på et damplokomotiv.

Så i den pulveriserte kullovnen ble energien til drivstoffet nesten fullstendig omgjort til varme. Nå må det "pumpes" inn i damp. Hvordan gjøre det mest effektivt? Og igjen, det er ikke nødvendig å finne opp noe, siden vannrørkjeler fungerer perfekt på de samme kraftverkene. Designet deres er designet for høyt trykk - dette er også et bidrag til å øke den totale effektiviteten til damplokomotivet. Dampoveroppheting, vann- og luftoppvarming øker effektiviteten med omtrent en tredjedel.Selve dampmaskinen har også reserver. Du kan øke perioden mellom rengjøring av kjelen fra kalk ved magnetisk vannbehandling.

Som du kan se, har det oppdaterte lokomotivet reserver. Det var de som ble brukt av ansatte og studenter ved Kharkov Polytechnic Institute, og utviklet nye damplokomotiver. Prosjektene har overbevisende bevist at det er mulig å lage damplokomotiver med en effektivitetsfaktor som er dobbelt eller til og med tre ganger høyere enn tidligere.

Det er ikke tvil at toppmoderne industrien lar deg lage nesten hvilket som helst lokomotiv, for eksempel i henhold til et av KhPI-prosjektene. Men fra en eksperimentell maskin til masseproduksjon er veien ikke rask og ikke nær. Og viktigst av alt, han må rettferdiggjøres.

Nå er det opp til økonomien. Et damplokomotiv er absolutt ikke et alternativ til andre typer lokomotiver. Men hvem vet, kanskje han finner jobb på det 21. århundres jernbane.

HVA KAN HAN VÆRE?

Treseksjons damplokomotiv designet i KhPI.Den har 4 fireakslede vogner, og på de ekstreme seksjonene er det også en toakslet tralle.Derfor ser den aksiale formelen ganske intrikat ut: 2-4-0 + (0-4-0 + 0-4-0) + 0-4-2 (i parentes, den delen av formelen som er relatert til midtseksjonen). Dens symmetri illustrerer den samme egnetheten til lokomotivet for bevegelse forover og bakover.

Det er 60 tonn spesialtilberedt kullstøv i tenderbunkeren. Gjennom 12 skodder, som hver har en individuell driving, kommer den inn i skruetransportøren. For å forhindre at kull fryser og ikke fryser til veggene, er varmeradiatorer plassert langs hele den ytre overflaten av bunkeren. I kaldt vær vil viften pumpe eksos varm gass dit. For å styre drivstofftilførselen - valget av graden og varigheten av åpningen av bunkerdørene, valget av rotasjonshastigheten til skruen - vil selvfølgelig være automatisk. Drivstoff sprayes gjennom dysene i fakkelkammeret. Luft for dette pumper en sentrifugalvifte. Den driver strømmen gjennom spesielle bokser som går rundt dampkjelen. Oppvarmet luft med et trykk på 0,3 atm blåser kull. Forbrenning ved en temperatur på omtrent 1500 ° C, avgir blandingen varme til rørene til vannrørskjelen, deretter til overheteren og til slutt til vannvarmeren. Gassene som er avkjølt til 200 ° C, som tidligere er renset for aske, slippes ut gjennom skorsteinen til atmosfæren.For rensing injiseres vann i gasstrømmen. Vann vasker også av den tilbakeholdte asken, som samler seg i slaggbeholderen. I følge foreløpige estimater er det mulig å fange opptil 95% av støvete slagger, som dannet tradisjonell røyk. Den såkalte våtslaggfjerningen sikrer lang levetid på brennkammeret. Men viktigst av alt, det gjør damplokomotivet miljømessig renere.

I kjelen stiger vannet, oppvarmet, gjennom rørene, til damp. Under et trykk på 32 atm tilføres den til dampmaskiner gjennom 16 sett med elektrisk styrte ventiler.Når sjåføren åpner regulatoren, sender han damp til enten 1 eller 2, 3, ... og til slutt alle 8 sylinderblokker. Dermed har lokomotivet 8 nivåer av traction control. Den såkalte sammenkrøllede dampen fra maskinen går til den øvre delen av dampkondensatoren, hvor den tvangskjøles med atmosfærisk luft. Fra vannoppsamleren pumpes regenerert vann gjennom varmeren inn i den nedre delen av kjelen.

Lokomotivet forsynes med strøm av 2 likestrømsgeneratorer, den ene drives av en dampturbin, den andre drives kun av en løpevogn av dampkondensatordelen under bevegelse. Ifølge beregninger er kraften til maskinene hans 8000 liter. med., og effektiviteten kan økes til 20-21%.I tillegg, på grunn av den store koblingsvekten, utvikler lokomotivet en skyvekraft på 65 000 kg.

HVA SKER I UTLANDET?

PARAMETRE PÅ LOKOMOTIV MED KULLVARMING

Damplokomotiver er også designet av amerikanske spesialister. De ble foranlediget av drivstoffkrisen på 70-tallet. Lokomotivet testes for tiden ESS 3000. Den er utstyrt med brannrørskjele, overheter, vann- og luftvarmere. Trykket på kjeledampen når 17 atm, og temperaturen på den overopphetede dampen er 430 ° C.I følge disse indikatorene skiller dampmaskinen seg lite fra forgjengerne for tretti år siden. Og likevel, i tester, var effektiviteten omtrent 18%.

Den mest interessante nyheten til lokomotivet er brennkammeret, laget av argentineren D. Porta. Forbrenningsprosessen i den foregår i to trinn. For det første er det en ufullstendig forbrenning av kull, som produserer en brennbar gass med tilstrekkelig høy temperatur. Denne delen av brannboksen, i henhold til operasjonsprinsippet, ligner en gassgenerator. Varmen som frigjøres ved ufullstendig forbrenning av kull varmer opp kjelen. Den brennbare gassen renses deretter ved å passere gjennom forstøvet vann og blandes med luft. Arbeidsblandingen brenner i gasskanalene til brannrørskjelen. En liten dampturbin suger ut forbrenningsproduktene, driver dem gjennom en multi-link separator (syklon), og renser dem fra askerester. Så i stedet for en svart sky, krøller det seg bare en lett dis over lokomotivet.

Det lukkede vann- og dampsirkulasjonssystemet gjør at lokomotivet kan fungere uten å skylle kjelen i et helt år.Husk at de gamle damplokomotivene krevde denne ganske kompliserte operasjonen hver 40.-60. dag.

i ACE 3000 er også en nyhet i tidens ånd – dette er en datamaskin ombord. En lokomotivdatamaskin i sine oppgaver er beslektet med en autopilot på et fly. Også hun kan styre lokomotivet, men først etter at toget har akselerert. Datamaskinen kontrollerer prosessen med drivstoffforbrenning, overvåker vedheft av hjul til skinner og utfører andre funksjoner, ikke bare på selve lokomotivet, men også for eksempel på diesellokomotiver som opererer sammen med ESS 3000 dobbel skyvekraft.Naturligvis bør diesellokomotiver i dette tilfellet være utstyrt med lignende datamaskiner.

Det er interessant at, mens de undersøkte rundt 30 drivende motorer og deres modifikasjoner for lokomotiver, rangerte amerikanske eksperter dem avhengig av kostnadene ved årlig drift. Dampmaskinen på denne listen var den tredje, noe dårligere i lønnsomhet gassturbin og motorStirling. Diesel var forresten bare nummer 14. Riktignok er denne klassifiseringen veldig avhengig av oljeprisen, som svinger veldig, men er fortsatt veiledende.

Eksperter mener at mens lokomotivet krever en dypere studie. Bare togdrift av en prototype, og gjerne flere biler, under reelle forhold på en av de største jernbanene vil avsløre alle de positive og negative egenskapene til en ny generasjons dampmaskin.

Oleg KURIKHIN, kandidat for tekniske vitenskaper

Tidsskrift "Technique of Youth", 01-1987 (stavemåte og syntaks bevart)

Lokomotiv- uavhengig (autonomt) beveger seg langs jernbanelokomotivet, med et dampkraftverk.

Kraftkretsen til dampkraftverket til et damplokomotiv inkluderer en dampkjele - en varmegenerator (dampgenerator) og en frem- og tilbakegående dampmotor som en varmemotor, som ved hjelp av en sveivmekanisme driver drivhjulene (hjulpar). I en dampkjele finner tre påfølgende stadier av energikonvertering sted: i ovnen til en dampkjel, prosessen med å brenne drivstoff og konvertere dens indre kjemiske energi til termisk energi, hvis bærer er forbrenningsprodukter - røykgasser; i selve dampkjelen utføres prosessen med varmeveksling mellom forbrenningsproduktene av drivstoff og vann for å bringe vannet til å koke og danne mettet damp; i overheteren øker temperaturen og varmeinnholdet i dampen (også på grunn av varmeveksling med brennstoffets forbrenningsprodukter).

Tilførselen av dampkjelen med vann fra vanntanken til damplokomotivet som er plassert på anbudet, utføres av en injeksjonsvannpumpe på grunn av bruk av en del av den komprimerte dampenergien til lokomotivets eget behov.

Historiereferanse

Skapelsesidé kjøretøy, som beveger seg uavhengig langs jernbanespor, tilhører den engelske oppfinneren R. Trevithick, som i 1803 satte en vogn drevet av damp hentet fra en dampkjele plassert på den, satte den på skinner.

Utformingen av det første damplokomotivet forutbestemte formen og retningen for utviklingen av fremtidige lokomotiver, der i mange tiår en horisontalt plassert kjele ble brukt til å generere damp. høytrykk, frigjøring av damp for å øke trekk i skorsteinen, etc.

På grunn av den store egenvekten (ca. 6 tonn) ødela imidlertid lokomotivet støpejernsskinnene. Det andre damplokomotivet sto heller ikke på prøven, men forutsetningene for å forbedre lokomotivet ble skapt og utviklet i verkene til andre oppfinnere.

Damplokomotiv J. Stephenson "Rocket" (Storbritannia, 1829)

På 1810- og 20-tallet ble det laget flere design av damplokomotiver for bruk i gruver og gruver: i 1811 bygde den engelske mekanikeren M. Murray et damplokomotiv med tannhjul som grep inn i et tredje hjul plassert mellom skinnene; i 1812 skapte den engelske oppfinneren W. Brenton et "gående" damplokomotiv, som presset av banen med spaker; i 1813 installerte ingeniør W. Hadley en dobbel dampmotor på en vogn (motoren er kjent som "Puffing Billy"). I 1814 ble Blucher-damplokomotivet, som ikke skilte seg i original design, bygget av J. Stephenson. I enheten til det andre damplokomotivet, "Eksperiment", gjorde oppfinneren en rekke forbedringer: han brukte en to-sylindret dampmotor, tvillinghjul med eksterne koblingstrekk, brukte dampfjerning gjennom en skorstein for å øke trekkraften gjennom en spesiell enhet - en kjegle, som senere ble en uunnværlig del av ethvert damplokomotiv.

I 1819 ble det bygget fem damplokomotiver for å operere i gruvene; deretter i 1823 for Stockton-Darlington jernbanelinje, konstruksjonen som Stephenson overvåket. I 1825 kjørte et damplokomotiv ved navn "Lokomoshen", nummer 1, et tog langs veien på åpningsdagen. Til tross for bruk av kjegletrekk og andre forbedringer, kunne imidlertid ikke lokomotivet utvikle seg høy hastighet på grunn av lav effekt på dampkjelen.

I 1829 bygde Stephenson Rocket-damplokomotivet ved å bruke ideen om en flerrørskjele. I 25 rør sirkulerte ikke vann, som i tidligere modeller, men varme gasser, det vil si for første gang ble en brannrørskjele brukt. Denne innovasjonen tillot damplokomotivet å øke hastigheten betraktelig. I en unik konkurranse kjent som Battle of the Engines at Rainhill, arrangert av jernbane Liverpool - Manchester 1. oktober 1829 viste han en rekord gjennomsnittshastighet på 22 km/t for den tiden.

Cherepanovs damplokomotiv (Russland, 1834)

Etter å ha forbedret kjeglen ble hastigheten på lokomotivene økt til 38 km / t. Denne seieren beviste muligheten for å bruke damptrekk på jernbaner. jernbanetransport og førte til videre utvikling. Det første damplokomotivet i Russland ble bygget i 1834 av M.E. Cherepanov (1803-1849) under ledelse og med deltakelse av faren E.A. Cherepanov (1774-1842) ved Vyisky-anlegget. Bilen ble kalt "landdamper", "dampbåt", "dampvogn". Ordet "lokomotiv" dukket først opp i St. Petersburg-avisen "Northern Bee" i 1836. I fremtiden ble begrepene "lokomotiv" og "lokomotiv" synonyme.

Lokomotivet ble testet på en eksperimentell del av en støpejernsvei 853,5 m lang, spesiallagt fra Vyisky-anlegget. Lokomotivet var i stand til å frakte et tog på opptil 3,3 tonn med en hastighet på 13-16 km/t. I følge professor V.S. Virginsky hadde lokomotivets bakre (drivende) hjul en større diameter, og de fremre (løper) hjulene hadde en mindre diameter. (En modell av Cherepanovs-lokomotivet, som har samme hjulstørrelser, er i Central Museum of Railway Transport i St. Petersburg.)

I mars 1835 bygde Cherepanovs et andre, kraftigere damplokomotiv. Cherepanov og gruveingeniør F.I. Shvetsov, som tidlig på 1830-tallet foreslo å legge jernbanespor ved anlegget, klarte imidlertid ikke å overbevise anleggsadministrasjonen om fordelene med damptrekk, og de første russiske damplokomotivene praktisk anvendelse ikke funnet.

Imidlertid forblir damplokomotivet en av de unike tekniske kreasjonene til menneskeheten, som regjerte suverent innen jernbanetransport i mer enn 130 år.

I mange land er monumentale damplokomotiver bevart, og retro dampdrevne tog er populære. En del av lokomotivflåten er i reserve; om nødvendig kan ytelsen til lokomotivene gjenopprettes.

Galleri

Industritanklokomotiv type 0-2-0, målestokk 1:10. Designet og bygget for skiftearbeid ved store metallurgiske ovner industribedrifter. På 1930-tallet ble slike damplokomotiver bygget ved Nevsky-, Murom- og Sormovsky-anleggene. Utstilling CMZhT



Det første russiske damplokomotivet bygget av mekanikere Cherepanovs i 1833-1834 i Nizhny Tagil. Dette damplokomotivet kjørte tog med malm på opptil tre tonn langs fabrikkveien med en hastighet på opptil seksten kilometer i timen. Modellen i skala 1:2 ble også laget av Cherepanovs i 1839. Utstilling CMZhT



Damplokomotiv med Brentons "bein", 1813. Dette lokomotivet hadde en horisontal sylinder, hvis stempelstang var koblet til "beina", utstyrt med en "fot" i form av en brakett. Når stempelet til dampmaskinen beveget seg, hvilte "benet" på bakken, og tvang lokomotivet til å avansere med lengden på stempelslaget. Dermed ble en hastighet på rundt fem kilometer i timen oppnådd. Utstilling CMZhT