Шта је парна локомотива?

Парне локомотиве су локомотиве на пару. Парне локомотиве користиле су се од средине 19. до средине 20. века.

Средином 1500-их, локомотиве у вагонима које су почеле да се користе у Немачкој почели су да вуку коњи. Изумом парне машине почетком 1700-их, ови путеви су почели да се претварају у железнице, а прву парну локомотиву произвели су у Енглеској 1804. Рицхард Тревитхицк и Андрев Вивиан. Локомотива је радила на трамвајској прузи „Пенидаррен“ (Мертхир Тидфил), која је приближна величини железничке пруге у Велсу. У наредном периоду, Маттхев Мурраи је 1812. године изградио двоцилиндричну локомотиву за оператора Вагониолуа Миддлетон Раилваи.

Ова дешавања у Енглеској убрзала су рад САД и Том Тхумб, прва америчка парна локомотива која је радила на железничкој прузи Балтимор-Охио 1829. године, почела је да ради на овој линији, а Тхумб је био огледни модел и ступио је у службу на церемонији отварања железнице Јужне Каролине у Америци. Најбољи пријатељ из Цхарлестона постао је прва успешна железничка локомотива.

Развој парне локомотиве

У 25 година након изградње локомотиве Тревитхицк, ограничени број парних локомотива успешно је коришћен на железницама које се превозе угљем. Овај раст цена сточне хране пред крај наполеонских ратова такође је имао значајан утицај на ово. Будући да гвоздени путеви од ливеног гвожђа нису били довољно јаки да поднесу тежину парне локомотиве, ови путеви са пресеком „Л“ на којима седе точкови вагона замењени су равним шинама и прирубничким точковима након кратког времена.

Парни локомотивни цилиндар

Георге Степхенсон, искористивши искуство својих претходних дизајнера 1814. године, направио је локомотиве равних површина које се крећу по шинама. У скоро свим претходним локомотивама, цилиндри су постављени вертикално и делимично су уроњени у котао. Степхенсон и Лосх су 1815. патентирали идеју да главни точкови преносе директно из ваљка преко горњих предњих ручица уместо да преносе снагу погона из клипа на главни погонски точак. Уређај, који преноси погонску снагу са зупчаницима, изазвао је трзаје покрета, посебно када се хабање појавило на великим зубима. Механизам који снагу преноси директно из цилиндра, дизајнерима је дао већи степен слободе јер је мршавији.

Котлови на парне локомотиве

Котлови за локомотиве, који су некада били у облику пусте цеви, прво су трансформисани у ротирајући цевасти облик, а затим у цевасти облик где је комбиновано много цеви, пружајући тако већу грејну површину. У овом коначном облику, низ цеви је причвршћен на сличну плочу са стране где је пећ горела. Издувна пара из цилиндара изазвала је експлозију пролазећи кроз цеви и са краја где је дим излазио у димњак, одржавајући тако ватру у животу док је локомотива била у покрету. Плетиво се користило када је локомотива мирно стајала. Хенри Боотх, рачуновођа за Ливерпоол и Манцхестер Цомпани, патентирао је даљи развој вишецевног котла 1827. године. Степхенсон је такође користио овај проналазак на својој локомотиви, ракети (али прво је морао дуго да покушава да спречи цурење воде из спојних прстенова на завршним плочама на које су повезане бакарне цеви).

Након 1830. године парна локомотива попримила је облик који је познат данас. Цилиндри су били постављени хоризонтално или благо нагнути на крају где је излазио дим, а ако је место ватрогасаца, налазило се на крају где је пећ горио.

Шасија локомотиве

Пошто су ваљци и осовине излазили из котла или их ставили тачно испод бојлера, потребан је оквир за држање различитих делова заједно. Оквир шипки, који је први пут коришћен на британским локомотивама, убрзо је уведен у САД и прешао је из кованог гвожђа у ливени челик. Ваљци су монтирани изван оквира. У Енглеској је оквир шипке замењен оквиром плоча. При томе су цилиндри смештени унутар оквира, а за рамове постоје опружне огибљења (спирални или у облику крила), а осовински лежајеви (зауљени лежајеви) који држе осовине.

Увођењем челика у производњу котла након 1860. године, било је могуће радити под већим притисцима. Крајем 19. века притисак бар 12 постао је распрострањен у локомотивама; Ако је једињење на локомотивама, користи се притисак од 3,8 бара. Овај притисак се повећао на 17,2 бара у овој ери. 1890. године направљени су цилиндри експресних локомотива пречника 51 цм и хода 66цм. Касније се у земљама попут САД-а пречник цилиндра повећао на 81 цм и локомотиве и вагони су почели да се повећавају.

Прве локомотиве имале су пумпе које је покретала осовина. Међутим, радили су само док је мотор радио. Ињектор је пронађен 1859. Пара (или касније издувна пара) из котла избијала је из грубе млазнице (дифузора) у облику конуса, пунећи воду у котао под већим притиском. „Вентил за поврат“ (једносмерни вентил) задржавао је пару у котлу. Сува пара се узимала или са врха котла у перфорирану цев или са места на врху котла и сакупљала у парној куполи. Ова сува пара је затим пребачена у регулатор, а регулатор је контролисао расподелу суве паре. Најважнији развој који се догодио у парним локомотивама био је увођење прегревања.

Закривљену цев, која води пару кроз гасну цев до пећи, а затим до колектора на предњем крају котла, изумео је Вилхелм Шмит и користили га други инжењери. Уштеда горива, посебно воде, била је одмах евидентна. На пример, 'засићена' пара је произведена при притиску од 12 бара и температури од 188 °Ц; ова пара се брзо ширила у цилиндрима, загревајући се на још 93°Ц. Тако су у 20. веку локомотиве могле да раде великом брзином чак и са кратким временима прекида од 15%. Напредак као што су челични точкови, облоге котлова од стаклопластике, клипни вентили дугог корака, директни пролази паре и прегревање допринели су завршној фази примене парне локомотиве.

Пара из котла је коришћена и за друге сврхе. Да би се повећала вучна снага, уместо да се излива, коришћено је пескање са паром, што је 1887. повећало силу трења. Главне кочнице су биле под вакумом из машине или компримованим ваздухом помоћу пумпе за пару. Поред тога, обезбеђено је грејање паром, које се у вагоне преноси цевима, а електрична светлост је добивена из парног динамо (генератора).