Добрый день!
Первая часть поста о постройке модели дореволюционного двухэтажного «вагон-мотора» с действующей паровой машиной. Традиционно для меня, модель делается «на коленке».
Прототип.
Паровозовагон производства Коломенского завода (тип 30). Было построено 10 штук в период 1883-1885 (в ряде источников встречаются даты с 1882 по 1887) годы по лицензии. Агрегат данного типа был разработан в Германии инженером Томасом (Georg Thomas) в 1879 году и запатентован к 1881 году.
В 1880х годах Коломзавод приобрёл патент на постройку и выпустил десять таких самоходных вагонов, которые работали на Балтийской жд (части будущих Северо-Западных дорог), Московского-Рязанской, Закаспийской и Лозово-Севастопольской дорогах (в дальнейшем переданы на Риго-Орловскую жд). Они были предназначены для работы на второстепенных пригородных участках с небольшим пассажиропотоком. В зависимости от профиля пути, допускалась прицепка ещё одного легкого вагона.
Особенностью данной конструкции было то, что паровозная часть могла быть отсоединена от вагона. После подкатки дополнительной поддерживающей оси и установки буферов на задней стенке моторной части, она превращалась в полноценный паровоз типа 1-1-0, который мог эксплуатироваться самостоятельно. Вагонная половина так же становилась полноценной подвижной единицей и могла использоваться самостоятельно как вагон в обычном поезде.
Примечательно, что вагонные половины пережили свои моторные половинки и на рубеже XIX-XX веков ходили как обычные вагоны под обычной локомотивной тягой.
На первом этаже размещались места для пассажиров 2го класса. Пассажиры 3го класса ехали на втором этаже.
Модель.
Многие годы меня не оставляло желание сделать действующую паровую модель с настоящей паровой машиной. Но вопрос самостоятельной постройки такой машины упирается в необходимость иметь серьёзную станочную базу для создания цилиндров, золотников и прочих деталей механизма.
С другой стороны, плюс модели паровозовагона перед обычным классическим паровозом в том, что всё оборудование (котел, цилиндры и прочие механизмы) можно спрятать внутри корпуса модели. Нет такой привязки к точности и размерам, как в случае с обычным паровозом, где всё находится на виду.
Поэтому было решено пойти по пути наименьшего сопротивления и использовать уже готовую паровую машину с котлом и просто (на самом деле - весьма непросто) смонтировать её внутри кузова модели.
Для такого случая был заказан на Алиэкспресс небольшой паровой котел и двухцилиндровая машина с качающимися цилиндрами.
Преимущество машины с качающимися цилиндрами в ее простоте. Сам механизм содержит меньшее количество деталей, дешевле и проще по устройству. А наличие двух цилиндров позволяет запускаться из любого положения, отсутствуют мертвые точки в механизме. И, в отличие от классических паровозов, на которые надо ставить классические цилиндры с золотниками, тут машина спрятана внутри и не видна снаружи.
Реверс машины осуществляется путем перемены направления впуска пара в цилиндры.
Материалы для модели были закуплены в Леруа Мерлен (не реклама, но рекомендую данную сеть, так как она есть во многих городах и можно найти полезные для моделиста материалы). Было приобретено: латунный и медный листы толщиной 0,5 мм, а так же ассортимент латунных профилей и трубок разного размера и диаметра. Так же была куплена газовая горелка.
Так как я ставил себе задачу максимально уменьшить ручную работу надфилями, то в Чип и Дип была куплена фоторезистная пленка. Ещё там же были куплены несколько прутков высокотемпературного припоя (t плавления 750-800 градусов).
Из старых запасов была извлечена ультрафиолетовая лампа (когда-то стояла в террариуме), были напечатаны трафареты, на лист металла наклеена пленка, засвечена в ультрафиолете и металл отправлен в травление.
В качестве реактива для травления использовалось классическое хлорное железо. Так же использовал смесь перекиси, лимонной кислоты и соли. По моему наблюдению эта смесь травит быстрее, но быстрее насыщается. И защитная пленка начинает вздуваться пузырьками, но без повреждений. Хлорное железо травит медленней, но устойчивей.
Так как толщина листов достаточно значительная (0,5 мм) то на травление каждой детали уходило два вечера после работы.
Рама паровоза была спаяна из распиленных латунных профилей и латунного листа.
Подвеска сделана рабочей, на пружинах. При этом крайние оси имеют достаточно жёсткие пружины, средняя ось имеет более мягкую подвеску, чтобы конструкция могла спокойно проходить неровности пути. Так же средняя ось имеет возможность смещения на 5 мм в каждую сторону для прохождения кривых.
Я постарался максимально защитить конструкцию от воздействия огня и высоких температур. Для защиты первой оси был поставлен латунный кожух, обхватывающий колеса и ось. Зазор между котлом и его штатным кожухом был забит тонким матом из базальтовой ваты. Первая ось была поставлена цельнометаллической, хотя у прототипа она была спицованной. Это так же должно позволить избежать последствий нагрева, так как спицованные оси у меня имеются только с пластиковым центром. А первая ось находится прям точно под котлом.
Очень большую проблему представляла собой установка котла. Штатный котёл с Алиэкспресс приспособлен к твердому топливу (сухой спирт). Так же он имеет очень большую высоту вместе со своим кожухом.
Стояла задача уменьшить высоту кожуха и перевести отопление котла на жидкое топливо - спирт. Проблему доставляет и то, что почти под центром котла проходит ось паровоза, которая вместе с кожухом занимает приличное место. Плюс необходимо было оставить зазор в 3-4 мм на ход подвески.
В итоге низ кожуха котла был обрезан, изогнут по месту с максимально возможным сохранением штатных креплений. К раме кожух прикрепляется 4мя винтами, по одному с каждой стороны котла.
Пришлось сделать модельное допущение. Будет использована штатная труба котла, хоть она и толще, чем у прототипа. Но она намертво впаяна в котёл, в ней находится пароперегреватель и она создает достаточно хорошую тягу, чтобы не было необходимости использовать сифон. А на месте сухопарника у прототипа, на модели будет стоять штатный предохранительный клапан. Благо по месторасположению они почти совпадают.
Отдельную историю составляет конструирование спиртовой горелки. Она получилась далеко не с первого раза, да и то, есть что улучшать.
Исходные данные были такими: необходимо было вписаться по высоте в подвагонное пространство низко расположеного паровозовагона; необходимо обойти переднюю ось и по возможности использовать прототипный бак, который был расположен между вагонными осями снизу оригинального паровозовагона.
Плюс к этому, я раньше не имел никакого опыта высокотемпературной пайки и работы с газовой горелкой. А обычный припой использовать нельзя, так как от воздействия огня горелка просто распаяется.
В итоге с энной попытки получилось спаять что-то более-менее приемлемое и работоспособное.
Бак я не стал делать высоким, так как иначе пришлось бы делать дозатор топлива, без которого оно бы заливало горелки. Но продолжаю думать над этой версией для возможности более устойчивой подачи топлива.
Саму горелку пришлось делать двойной, так как в промежутке между ними проходит ось колёсной пары. Одна из горелок сделана меньше, там в этом месте расположена задняя часть котла и нет достаточно пространства как для самой горелки, так и для вытяжки отходов горения в трубу.
Изогнутые трубки по бокам - заливные горловины с трубопроводами, которые на прототипе идут примерно так же (только от водяного бака).
В итоге получился «клиренс на минималках». Зазор от нижней части конструкции до уровня головки рельс примерно 2-3 мм, что достаточно для нормального хода по относительно ровному пути.
Привод пришлось делать на заднюю ось вагона. У прототипа ведущей является первая ось, но там совершенно не осталось места для размещения чего-либо. Плюс в опасной близости находится открытое пламя. Среднюю ось не сделать ведущей, она во-первых имеет смещение в кривых, а во-вторых на нее меньше нагрузка.
Сама паровая машина имеет весьма значительные размеры, практически от стенки до стенки вагона по ширине. Из за этого пришлось делать редуктор в несколько ступеней, чтобы передать крутящий момент вбок и вниз и понизить обороты.
Шестерни использовал из имеющихся дома запасов, все они б/у.
Сохранена возможность вертикального перемещения оси колпары в рессорах.
В итоге получилась уже весьма увесистая «гантеля».
Все излишки припоя, остатки флюса, налипшая грязь будут зачищаться перед грунтовкой и окраской. Сейчас то и дело приходится лазить в разные места то паяльником, то горелкой, сверлить, резать, от чего модель приобретает всё более и более заляпанный вид.
Все основные соединения делаются винтовыми для возможности оперативной разборки при необходимости. С шасси снимается корпус, горелка, машина, котёл и редуктор. Для этого достаточно отвернуть несколько винтов. Для снятия колесных пар необходимо отогнуть нижние лепестки букс, которые фиксируют подшипники.
На видео - первый запуск модели.
https://youtube.com/shorts/8M5EpvpzJe8?feature=share
Требуется куча регулировок и настроек. Над трубой стоит столб пламени, а пара не хватает. Буду регулировать горелку и доступ воздуха.
После этого - постройка корпуса, окраска и еще куча деталей, всё это впереди. Но оно - поехало и поехало самостоятельно!
