لوکوموتیو بخار چیست؟

لوکوموتیو بخار لکوموتیو مجهز به بخار است. لوکوموتیو بخار از اواسط قرن نوزدهم تا اواسط قرن 19 استفاده می شد.

در اواسط دهه 1500 میلادی ، اسبها به سمت لكوموتیو در راههای واگنی كه در آلمان استفاده می شدند ، حمل می شدند. با اختراع دستگاه بخار در اوایل دهه 1700 ، این جاده ها شروع به تبدیل به راه آهن کردند و اولین لوکوموتیو بخار در سال 1804 توسط ریچارد Trevithick و Andrew Vivian در انگلیس تولید شد. این لوکوموتیو روی خط تراموا "Penydarren" (Merthyr Tydfil) کار می کرد که نزدیک به اندازه راه آهن در ولز است. در دوره بعد ، یک لوکوموتیو دو سیلندر توسط متیو موری در سال 1812 برای اپراتور Vagonyolu Middleton Railway ساخته شد.

این تحولات در انگلیس کار ایالات متحده را تسریع کرد و تام تامب ، اولین لوکوموتیو بخار آمریکایی که در راه آهن بالتیمور - اوهایو در سال 1829 فعالیت می کند ، در این خط شروع به کار کرد و Thumb یک مدل آزمایشی بود و در مراسم افتتاحیه این شرکت وارد خدمت شد. راه آهن کارولینای جنوبی در آمریکا. بهترین دوست چارلستون اولین لوکوموتیو راه آهن موفق بود.

توسعه لوکوموتیو بخار

در طی 25 سال پس از ساخت لوکوموتیو Trevithick ، ​​تعداد محدودی از لوکوموتیو بخار در راه آهن های حمل شده با زغال سنگ با موفقیت استفاده شده است. این افزایش قیمت خوراک در اواخر جنگ های ناپلئونی نیز تأثیر بسزایی در این امر داشت. از آنجا که جاده های آهنی ساخته شده از چدن قدرت تحمل وزن لوکوموتیو بخار را نداشتند ، پس از مدتی کوتاه این جاده های مقطعی "L" که چرخ های واگن روی آنها می نشیند ، با ریل های سطح مسطح و چرخ های فلنج جایگزین می شوند.

غلتک لوکوموتیو بخار

در سال 1814 ، جورج استیفنسون از تجربه پیشینیان خود برای ساخت لوکوموتیوهایی که از روی ریل کار می کنند استفاده کرد. تقریباً در تمام لوکوموتیوهای قبلی ، سیلندرها به صورت عمودی و جزئی در دیگ بخار قرار می گرفتند. Stephenson و Losh ایده انتقال قدرت محرک از پیستون به چرخ اصلی را توسط چرخ دنده در سال 1815 به ثبت رساندند ، نه اینکه چرخ های محرک اصلی را مستقیماً از سیلندرها از طریق لنگ های واقع در قسمت جلویی بالا انتقال دهند. مکانیزم انتقال قدرت محرک با چرخ دنده باعث ایجاد حرکت تند می شود ، به خصوص هنگامی که دندان های بزرگ ساییده شده اند. مکانیزمی که نیرو را مستقیماً از سیلندر منتقل می کند ، لاغرتر بود و آزادی بیشتری به طراحان می داد.

دیگ بخار لوکوموتیو

دیگهای بخار لوکوموتیو که قبلاً به شکل یک لوله لاغر بودند ، ابتدا به شکل لوله ای چرخان و سپس به صورت لوله ای در جایی که بسیاری از لوله ها با هم ترکیب شده بودند ، تبدیل می شوند و بدین ترتیب سطح گرمایی بیشتری فراهم می شود. در این فرم نهایی ، یک سری لوله به یک صفحه مشابه در طرفی که اجاق گاز در حال سوختن بود ، متصل شد. بخار خروجی سیلندرها هنگام عبور از لوله ها و از انتهای محل خروج دود به دودکش باعث انفجار می شود و بدین ترتیب آتش را در حین حرکت لوکوموتیو زنده نگه می دارد. در حالی که لکوموتیو ایستاده بود از یک گره استفاده می شد. هنری بوث ، حسابدار لیورپول و منچستر شرکت ، توسعه بیشتر دیگ بخار چند لوله را در سال 1827 به ثبت رساند. استفنسون همچنین از این اختراع در لکوموتیو خود ، موشک (Rocket) استفاده کرد (اما ابتدا مجبور شد مدتها تلاش کند تا از نشت آب از حلقه های اتصال در صفحات انتهایی که لوله های مسی به آنها متصل شده بود جلوگیری کند.

پس از سال 1830 ، لوکوموتیو بخار شکل امروزی خود را به خود گرفت. سیلندرها یا به صورت افقی یا در انتهای جایی که دود خارج می شود کمی مایل قرار می گیرند و محل آتش نشان در انتهای محل روشن شدن اجاق گاز است.

شاسی لوکوموتیو بخار

با اتصال سیلندرها و محورها به دیگ بخار یا قرار گرفتن مستقیم آنها در زیر دیگ بخار ، باید یک قاب ساخته شود تا قسمتهای مختلف را در کنار هم نگه دارد. قاب میله ای که برای اولین بار در لوکوموتیو انگلیس مورد استفاده قرار گرفت ، به زودی در ایالات متحده آمریکا اجرا شد و از آهن فرفورژه به فولاد ریخته گری تبدیل شد. غلتک ها در خارج از قاب نصب شده اند. در انگلستان ، قاب میله ای با یک صفحه صفحه جایگزین شد. در این ، غلتک ها در داخل قاب قرار داشتند و دارای تعلیق فنری (مارپیچی یا برگی شکل) برای قاب ها و یاطاقان های محور (یاتاقان روانکاری) برای نگهداری محورها بودند.

با استفاده از فولاد در ساخت دیگ بخار پس از 1860 ، امکان کار در فشارهای بالاتر وجود داشت. در اواخر قرن نوزدهم ، فشار 19 بار در لوکوموتیوها متداول شد. در لوکوموتیوهای مرکب ، فشار 12 بار وارد شد. این فشار در این سن به 3,8 بار افزایش یافت. در سال 17,2 ، سیلندرهای لوکوموتیو اکسپرس قطر 1890 سانتی متر و ضربه ای 51 سانتی متر ساخته شد. بعداً ، در کشورهایی مانند ایالات متحده آمریکا ، قطر سیلندر به 66 سانتی متر افزایش یافت و هر دو لوکوموتیو و واگن بزرگتر شدند.

اولین لوکوموتیوها دارای پمپ هایی بودند که از محور تغذیه می کردند. با این حال ، آنها فقط هنگام روشن شدن موتور کار می کردند. انژکتور در سال 1859 پیدا شد. بخار (یا بعداً بخار اگزوز) از دیگ بخار از نازل درشت مخروطی (پخش کننده) خارج شده و آب را با فشار بیشتری درون دیگ پر می کند. یک "شیر چک" (شیر یک طرفه) بخار را در داخل دیگ بخار نگه می دارد. بخار خشک یا از بالای دیگ بخار در یک لوله سوراخ دار یا از یک نقطه در بالای دیگ بخار گرفته می شود و در گنبد بخار جمع می شود. سپس این بخار خشک به یک تنظیم کننده منتقل شد و تنظیم کننده توزیع بخار خشک را کنترل می کرد. مهمترین تحول در لوکوموتیو بخار ، تولید بیش از حد گرم بود.

لوله منحنی که بخار را از طریق لوله گاز به کوره و سپس به جمع کننده در انتهای جلویی دیگ می رساند، توسط ویلهلم اشمیت اختراع شد و توسط مهندسان دیگر استفاده شد. صرفه جویی در سوخت، به ویژه آب، بلافاصله آشکار شد. به عنوان مثال، بخار "اشباع" در فشار 12 بار و دمای 188 درجه سانتیگراد تولید شد. این بخار به سرعت در سیلندرها منبسط شد و تا دمای 93 درجه سانتیگراد دیگر گرم شد. بنابراین، در قرن بیستم، لوکوموتیوها می‌توانستند با سرعت‌های بالا حتی با زمان‌های قطع کوتاه ۱۵ درصد کار کنند. پیشرفت‌هایی مانند چرخ‌های فولادی، پوشش‌های دیگ‌های فایبرگلاس، دریچه‌های پیستونی با گام بلند، گذرگاه‌های بخار مستقیم و گرمایش فوق‌العاده به مرحله نهایی استفاده از لوکوموتیو بخار کمک کردند.

بخار حاصل از دیگ بخار برای اهداف دیگر نیز مورد استفاده قرار گرفت. برای افزایش کشش ، به جای ضربه زدن ، "ماسه بلاست" با بخار ، که باعث افزایش اصطکاک می شود ، در سال 1887 شروع به استفاده کرد. ترمزهای اصلی توسط خلا from دستگاه یا با هوای فشرده تأمین شده توسط پمپ بخار فعال می شوند. علاوه بر این ، گرمایش از طریق بخار منتقل شده از طریق لوله به واگن ها و نور برق از دینام بخار (ژنراتورها) تأمین می شد.