Parna lokomotiva: naprava in načelo delovanja

Parne lokomotive, ki so primitivne proti ozadju drugih tehnologij, se v nekaterih državah še vedno uporabljajo. So avtonomne lokomotive s parnim motorjem kot motorjem. Prve tovrstne lokomotive so se pojavile v XIX stoletju in so imele ključno vlogo pri oblikovanju gospodarstva številnih držav.

Naprava lokomotive se je nenehno izboljševala, zaradi česar so se pojavili novi modeli, ki so se zelo razlikovali od klasične. Torej so bili modeli z zobniki, turbine, brez razpisa.

Danes se lokomotiva lahko šteje za zastarelo, saj so bile sredi 20. stoletja že ustvarjene dizelske lokomotive in električne lokomotive - bolj ekonomične lokomotive. Čeprav, kot smo že omenili, še vedno obratujejo lokomotive.

Načelo delovanja in namestitev lokomotive

Kljub dejstvu, da obstajajo različne spremembe strukture tega prevoza, imajo vsi trije glavni deli:

• parni stroj;
• kotel;
• posadka.

Para se proizvaja v paro - ta enota je primarni vir energije, parna pa glavno delovno telo. V parnem stroju se pretvori v mehansko gibanje bata, ki se nato spremeni z ročičnim mehanizmom v vrtilni mehanizem. Zaradi tega se kolesa lokomotiva vrtijo. Prav tako pare poganja parno zračno črpalko, generator parne turbine in se uporablja v piščalkah.

Posadka stroja je sestavljena iz voznega mehanizma in okvirja ter premične osnove. Ti trije elementi so osnovni v mehanizmu lokomotive. Tudi avto lahko pripne avto, ki služi kot zaloga premoga (goriva) in vode.

Parni kotel

Pri obravnavi naprave in načela delovanja lokomotive je potrebno začeti s kotelom, saj je to glavni vir energije in glavni sestavni del tega stroja. Obstajajo določene zahteve za ta element: zanesljivost in varnost. Parni tlak v obratu lahko doseže 20 oz. Več atmosfere, zaradi česar je praktično eksploziven. Kršitev delovanja katerega koli elementa sistema lahko povzroči eksplozijo, ki bo odvzela stroj viru energije.

Tudi ta element mora biti enostaven za upravljanje, popravilo, vzdrževanje, fleksibilnost, torej delo z različnimi gorivi (bolj ali manj močno).

Ognjišče

Glavni element kotla je peč, kjer se zgorelo trdo gorivo, ki ga napaja premični podajalnik. Če stroj deluje na tekoče gorivo, se napaja preko injektorjev. Plini iz visokotemperaturnih plinov, ki jih oddaja izgorevanje, segrejejo skozi stene požarnega polja v vodo. Nato so plini, ki so večini toplote odvedli do izhlapevanja vode in segrevanja nasičene pare, izpuščeni v ozračje skozi dimnik in napravo za gašenje iskre.

Para, oblikovana v kotlu, se nabira v pokrovu kupolaste komore (v zgornjem delu). Kadar parni tlak presega 105 Pa, ga sprosti poseben varnostni ventil, ki sprosti presežek v ozračje.

Vroča para pod tlakom se napolni skozi cevi do cilindrov parnega motorja, kjer stisne batno ročico in ročico, kar vodi k vrtenju pogonske osi. Izpraznjena pena vstopi v dimnik in ustvari vakuum v dimni škatli, ki poveča pretok zraka v peč kotla.

Shema dela

To pomeni, da če opisujemo načelo dela na splošno, se vse zdi zelo preprosto. Ker izgleda diagram naprave lokomotive, je mogoče videti in na fotografiji, ki je postavljena v članku.

V parnem kotlu gorijo gorivo, ki segreva vodo. Voda se pretvori v paro, in ko se segreva, se parni tlak v sistemu poveča. Ko doseže visoko vrednost, se dovaja v valj, kjer se nahajajo bati.

Zaradi tlaka na bati se os vrti in kolesa se premikajo. Presežek pare se sprosti v ozračje s posebnim varnostnim ventilom. Mimogrede, vloga slednjega je izredno pomembna, ker bi brez njega kotel raztrgal od znotraj. To je videti kot kotel kotla.

Koristi

Kot druge vrste lokomotive, lokomotive imajo določene prednosti in pomanjkljivosti. Pros so naslednji:

1. Enostavnost oblikovanja. Zaradi enostavne ureditve parnega motorja lokomotive in njenega kotla ni bilo težko vzpostaviti proizvodnje v strojniških in metalurških obratih.
2. Zanesljivost pri delu. Ta enostavnost oblikovanja zagotavlja visoko zanesljivost celotnega sistema. Praktično ni ničesar, da se zlomi, zaradi česar lokomotive delajo 100 let ali več.
3. Zmogljiv potisk pri zagonu.
4. Možnost uporabe različnih vrst goriva.

V preteklosti je obstajala taka stvar kot »vsedvornost«. Uporabili so ga za lokomotive in določili možnost uporabe lesa, šote, premoga, kurilnega olja kot goriva za ta stroj. Včasih so bile lokomotive ogrevane s proizvodnimi odpadki: različna žagovina, zrna, čips, okvarjena zrna, stara maziva.

Seveda so se vlečne zmogljivosti avtomobila istočasno zmanjšale, v vsakem primeru pa je bilo mogoče prihraniti veliko denarja, saj klasični premog stane več.

Slabosti

Brez pomanjkljivosti tudi ni bilo storjeno:

1. Nizka učinkovitost. Tudi na najbolj naprednih lokomotivah je bila učinkovitost 5-9%. To je logično, glede na nizko učinkovitost samega parnega motorja (okoli 20%). Neučinkovitost izgorevanja goriva, velike toplotne izgube pri prenosu toplote s pare iz kotla na valje.
2. Potreba po ogromnih rezervah goriva in vode. Zlasti pomembno je, da je ta problem postal z uporabo strojev v sušnih pogojih (npr. V puščavah), kjer je težko dobiti vodo. Seveda je malo kasneje prišlo do parnih lokomotiv s kondenzacijo izpušne pare, vendar to ni v celoti rešilo problema, ampak ga je samo poenostavilo.
3. Nevarnost požarov, ki jo razlaga odprti ogenj goriva. Ta pomanjkljivost ni na voljo v non-stop lokomotivah, vendar je njihov obseg omejen.
4. Dim in čaj, ki se oddajajo v ozračje. Resno, ta problem postane, ko se lokomotive premikajo v mejah naselij.
5. Težki pogoji za brigado, ki služi avtomobilu.
6. Kompleksnost popravila. Če se nekaj zgodi v akciji v parnem kotlu, popravila trajajo dolgo in zahtevajo naložbe.

Kljub pomanjkljivostim so bile lokomotive zelo cenjene, saj je njihova uporaba bistveno povečala raven industrije v različnih državah. Seveda danes uporaba takih strojev ni pomembna zaradi razpoložljivosti sodobnejših motorjev z notranjim izgorevanjem in elektromotorjev. Kljub temu so bile lokomotive, ki so začele z ustvarjanjem železniškega prometa.

Na koncu

Zdaj poznate motorjev motorja lokomotive, njegove značilnosti, prednosti in minuse delovanja. Mimogrede, danes na železnicah nerazvitih držav (na primer na Kubi) se ti stroji še vedno uporabljajo. Do leta 1996 so jih uporabljali v Indiji. V evropskih državah, ZDA in Rusiji, ta način prevoza obstaja samo v obliki spomenikov in muzejskih eksponatov.