Сегодня мы начнем небольшой цикл статей, в котором прольем свет на то, что такое паровоз, электровоз и тепловоз. Чем они отличаются, в чем их достоинства и недостатки, а также бонусом, в конце каждой статьи, расскажем о самых быстрых, больших и мощных представителях каждого рода тяги. А также расскажем про то, какие еще виды тяги используются или хотели использовать на железных дорогах мира.
Этот материал необходим, так как дальше на нашем портале будут размещаться статьи, в которых, чтобы не тратить ваше время, мы не будем каждый раз рассказывать, как работает тот или иной вид локомотивов, кроме уникальных или новых экземпляров.
Начнем мы, как вы поняли, с истоков, с детища инженеров начала 19 века - паровозе.
Как работает паровоз?
В сущности паровоз представляет из себя большой кипятильник, с одним лишь дополнением - пар уходит в атмосферу не сразу, а совершив перед этим полезную работу, а точнее пар попадает в цилиндры, где он толкает поршни, после чего стравливается в атмосферу. Это если коротко.
А если серьезно, то паровоз очень сложный механизм, где все создано лишь с одной целью - поддерживать необходимое давление пара и обеспечивать максимальную тягу. Так что рассмотрим эту машину поподробнее. Материала по этой теме очень много и он довольно сложный для понимания, но в этой статье мы постарались изложить его максимально просто и доступно.
Паровоз в обязательном порядке включает в себя такие основные части как: котел, экипажная часть и паровая машина.
Котел. Часть паровоза, отвечающая за генерацию пара из воды посредством нагрева теплом от сжигания горючего топлива. Для равномерного прогрева воды во всех частях котла горячий воздух проходит через жаровые трубы, количество которых в зависимости от конструкции котла может отличаться. Если очень грубо, то чем больше труб, тем быстрее и равномернее прогревается котел и, соответственно, получается больше пара, температура которого выше.
Экипажная часть. Попросту говоря, это рама, на которую крепится котел, цилиндры и ходовая часть (в некоторых источниках ее еще называют рамно-ходовой частью).
Паровая машина. Эта часть состоит из цилиндров и служит для передачи усилия на движущие колёса. Машины бывают разных типов, но подробнее мы разберем их в следующих статьях.
Немного подробнее про приведение паровоза в движение
Вся магия происходит в котле. Огонь, разведенный в топке, производит тепло и горячий дым, которые проходят через жаровые трубы и передают свое тепло воде в котле. Вода разогревается, преобразуется в пар и поступает по системе труб (на некоторых паровозах дополнительно ставили пароперегреватели, которые нужны для увеличения КПД) в поршень, который соединен с дышлом и приводит во вращательное движение колесные пары, соединенные сцепным дышлом, а они, в свою очередь, толкают локомотив вперед или назад.
На схеме представлен пример работы паровой машины при движении паровоза вперед. На анимации стрелочками указано приложение силы давления пара на поршень попеременно на обе стороны. Конструкция паровой машины позволяет паровозу двигаться с одинаковой скоростью как вперед, так и назад благодаря реверсу тяги. Регулировка этого процесса происходит с помощью ручки "Реверса" в кабине паровоза.
Достоинства и недостатки
Достоинства
- паровоз может двигаться с одинаковой скоростью как вперед, так и назад за счет конструкции поршня и реверса тяги;
- паровоз может ездить на любом горючем топливе, будь то древесина, уголь, нефть, мазут, бумага, опилки и т.д. (в топку можно закидывать все, что горит);
- отсюда выходит одно комплексное достоинство, что, если паровоз остался сухим и без топлива, то можно было натаскать в котел воды из ближайшего водоема, нарубить дровишек или хвороста и продолжить путь;
- относительно простая конструкция по сравнению с электровозами и тепловозами, что позволило быстро наладить массовое производство локомотивов;
- при начале движения может развивать сразу почти максимальную тягу;
- неплохая надежность, если соблюдать правила эксплуатации (несоблюдение которых могло привести, к примеру, к взрыву котла).
Недостатки
- низкий КПД, даже на самых современных паровозах тех лет он мог составлять не более 10%, это обусловлено большими тепловыми потерями и неэффективной работой паровой машины, а также еще кучи других факторов;
- необходимость возить с собой запас угля и воды в дополнительном вагоне, что сокращало автономность паровоза, т.к. чтобы поезд ехал дальше, ему нужен был больший запас топлива и воды, тогда сокращалась полезная масса, которую мог тянуть паровоз и наоборот (особенно остро стояла проблема с водой в засушливых и арктических условиях, где вода вела себя не то чтобы очень хорошо, а иногда ее просто не хватало);
- пожароопасноть и тяжелые условия работы локомотивной бригады;
- трудоемкость ремонта;
- плохая устойчивость паровоза в связи с высоко расположенным центром тяжести (котел с водой), особенно критично это было при прохождении поворотов на высоких скоростях;
- шум и выбросы дыма из трубы, что становилось большой проблемой в населенных пунктах.
Самые самые представители паровозов со всего мира
Самый быстрый паровоз в мире: LNER Class A4 4468 Mallard
3 июля 1938 года этот британский паровоз установил мировой рекорд скорости для паровых локомотивов — 202,58 км/ч. Это было сделано с некоторыми оговорками, но факт остается фактом. Рекорд этого локомотива остается официально не побитым до сих пор. Мы обязательно расскажем о нем в наших будущих статьях поподробнее, и поверьте, там есть о чем рассказать.
Самый большой и мощный паровоз в мире: Union Pacific 4000, прозванные "Big Boy"
Является самым большим и самым мощным локомотивом из когда-либо построенных. Его мощность составляла 6290 л.с., а длинна паровоза вместе с тендером составляла 40481 мм (26 156 мм паровоз и 14 325 мм тендер). Про него также мы расскажем в наших будущих статьях (ведь он же наш любимчик =)).
О нас
Большое спасибо за прочтение. Мы работаем для Вас, уважаемые читатели. Подписывайтесь и следите за нами в социальных сетях (ссылки ниже). Впереди будет еще много интересного из мира Железных Дорог.
А также заходите в группу в ВК, если хотите помогать нам с развитием канала или просто ищите собеседников по интересам.
-ВКонтакте: https://vk.com/locomotivedepot
-Яндекс.Дзен: https://zen.yandex.ru/id/5f7da98a64d17b0ccce64d7a
-Твиттер: https://twitter.com/LocDepot
У нас в планах создать мощное сообщество, портал (называйте как хотите), посвященное истории и современности подвижного состава со всего мира, в котором все, кому нравится что-либо, связанное с железными дорогами, смогут найти что-то интересное для себя.
И мы уже активно работаем над этим и Нас с каждым днем становится все больше. Присоединяйтесь!
Автор: Тёмкин Антон (EltonKross).
Редактор: Сиротина Вероника.