Locomotiva cu aburi: dispozitivul și principiul funcționării

Locomotivele cu aburi, care sunt primitive pe fundalul altor tehnologii, sunt încă folosite în unele țări. Sunt locomotive autonome care utilizează un motor cu aburi ca motor. Primele astfel de locomotive au apărut în secolul al XIX-lea și au jucat un rol-cheie în formarea economiei unor țări.

Dispozitivul locomotivei a fost îmbunătățit în mod constant, rezultând astfel noi modele care erau foarte diferite de cele clasice. Deci, au existat modele cu angrenaje, turbine, fără licitație.

Astăzi, locomotiva poate fi considerată depășită, deoarece locomotivele diesel și locomotivele electrice au fost deja create la mijlocul secolului XX - locomotive mai economice. Deși, așa cum am menționat deja, locomotivele continuă să funcționeze chiar acum.

Principiul de funcționare și amenajare a unei locomotive

În ciuda faptului că există modificări diferite ale structurilor acestui transport, toate au trei părți principale:

• motor cu abur;
• cazan;
• echipajul.

Aburul este produs în abur - această unitate este sursa primară de energie, iar aburul - principalul corp de lucru. Într-un motor cu abur, acesta este transformat într-o mișcare mecanică reciprocă a pistonului, care la rândul său este transformată de un mecanism de pârghie într-un mecanism rotativ. Datorită acestui fapt, roțile locomotivei se rotesc. De asemenea, aburul acționează pompa de aer-abur, generator de turbine cu abur și este utilizat în fluier.

Echipajul mașinii este format dintr-un mecanism de rulare și un cadru și este o bază mobilă. Aceste trei elemente sunt de bază în aranjamentul locomotivelor. De asemenea, mașina poate fi alătuită de o mașină licitativă, care servește ca un depozit de cărbune (combustibil) și apă.

Cazan de abur

Când se ia în considerare dispozitivul și principiul de funcționare a locomotivei, este necesar să se pornească de la boiler, deoarece aceasta este sursa principală de energie și componenta principală a acestui aparat. Există anumite cerințe pentru acest element: fiabilitate și siguranță. Presiunea de vapori în plantă poate ajunge la 20 de atmosfere sau mai mult, ceea ce îl face practic explozivă. Încălcarea funcționării oricărui element al sistemului poate duce la o explozie care va lipsi mașina de sursa de energie.

De asemenea, acest element ar trebui să fie ușor de gestionat, reparat, menținut, flexibil, adică să poată lucra cu diferiți combustibili (mai mult sau mai puțin puternici).

cuptor

Elementul principal al cazanului - cuptorul unde este ars combustibil solid, care este furnizat prin intermediul uglepodatchika. Dacă aparatul funcționează pe bază de combustibil lichid, este alimentat prin duza. Alocate ca urmare a temperaturii ridicate de căldură de transfer a gazelor de ardere prin pereții apei caseta de foc. Apoi, gazele, oferind cea mai mare căldură pentru evaporarea apei și încălzirea vaporilor este de ieșire în atmosferă printr-un coș de fum și parascântei.

Aburul format în cazan este acumulat în capacul cupolei (în partea superioară). Când presiunea de vapori depășește 105 Pa, o supapă de siguranță specială o eliberează, eliberând excesul în atmosferă.

Aburul fierbinte sub presiune este alimentat prin țevi la cilindrii motorului cu abur, unde presează pistonul și mecanismul manivelei, ceea ce duce la rotirea osiei motoare. Aburul vărsat intră în coșul de fum, creând un vid în cutia de fum, ceea ce mărește fluxul de aer în cuptorul cazanului.

Schema de lucru

Aceasta este, dacă descriem principiul muncii într-un mod generalizat, totul pare extrem de simplu. După cum arată schema dispozitivului unei locomotive, este posibil să se vadă și pe o fotografie plasată în articol.

Într-un cazan cu abur, combustibilul este ars, care încălzește apa. Apa este transformată în abur și, pe măsură ce este încălzită, presiunea de vapori în sistem crește. Când atinge o valoare ridicată, este introdusă în cilindrul în care sunt amplasate pistoanele.

Datorită presiunii exercitate asupra pistoanelor, axa se rotește și roțile se pun în mișcare. Excesul de abur este eliberat în atmosferă printr-o supapă de siguranță specială. Apropo, rolul acestuia din urmă este extrem de important, pentru că fără el boilerul se va rupe din interior. Așa arăta cazanul cazanului.

avantaje

Ca și alte tipuri locomotive, locomotive au anumite merite și dezavantaje. Pro-urile sunt după cum urmează:

1. Simplitatea designului. Datorită dispozitivului simplu al locomotivei motor cu aburi și cazan, înființat de producție în inginerie și fabricile metalurgice a fost ușor.
2. Fiabilitatea în muncă. Această simplitate a designului asigură o fiabilitate ridicată a întregului sistem. Nu există practic nimic de rupt, din cauza căror locomotive funcționează timp de 100 de ani sau mai mult.
3. Puțină forță la pornire.
4. Posibilitatea utilizării diferitelor tipuri de combustibil.

Anterior a existat un astfel de lucru ca "omnivoritatea". A fost aplicat locomotivelor și a determinat posibilitatea utilizării lemnului, turbei, cărbunelui, combustibilului drept combustibil pentru această mașină. Uneori locomotivele erau încălzite cu deșeuri de producție: rumeguș diferite, coji de cereale, chipsuri, cereale defecte, lubrifianți vechi.

Desigur, capabilitățile de tracțiune ale mașinii au scăzut, dar, în orice caz, au permis economisirea unor bani, deoarece costurile mai ridicate ale cărbunelui clasic.

deficiențe

Și fără deficiențe nu sa făcut:

1. Eficiență redusă. Chiar și pe cele mai avansate locomotive, eficiența a fost de 5-9%. Acest lucru este logic, având în vedere eficiența scăzută a motorului cu abur (aproximativ 20%). Ineficiența arderii combustibilului, pierderi mari de căldură în timpul transferului de căldură cu abur de la boiler la cilindri.
2. Nevoia de rezerve uriașe de combustibil și apă. Este deosebit de relevantă, această problemă a fost cauzată de utilizarea mașinilor în condiții aride (de exemplu în deșerturi), unde este dificilă obținerea apei. Desigur, puțin mai târziu au venit locomotive cu aburi cu condensarea aburului de evacuare, totuși acest lucru nu a rezolvat complet problema, ci doar a simplificat-o.
3. Pericol de incendiu, explicat prin focul deschis al combustibilului ars. Acest dezavantaj nu se regăsește în locomotivele non-stop, însă gama lor este limitată.
4. Fumul și funinginele emise în atmosferă. Serios, această problemă devine atunci când locomotivele se deplasează în limitele așezărilor.
5. Condiții grele pentru brigadă, care deservește mașina.
6. Complexitatea reparațiilor. Dacă ceva se oprește într-un cazan de abur, atunci reparațiile durează mult timp și necesită investiții.

În pofida deficiențelor, locomotivele au fost foarte apreciate, deoarece utilizarea acestora a sporit semnificativ nivelul industriei din diferite țări. Desigur, astăzi utilizarea acestor mașini nu este relevantă, datorită disponibilității mai moderne a motoarelor cu ardere internă și a motoarelor electrice. Cu toate acestea, locomotivele au început să creeze transportul feroviar.

În concluzie

Acum știi motorul motorului locomotivei, caracteristicile sale, plusurile și minusurile de funcționare. Apropo, astăzi pe căile ferate ale țărilor subdezvoltate (de exemplu, în Cuba) aceste mașini sunt încă folosite. Până în 1996, au fost folosite în India. În țările europene, Statele Unite, Rusia, acest mod de transport există doar sub formă de monumente și expoziții muzeale.