Le Chemin de Fer - 4

Паровоз

Конструкция паровоза:

1. тендер
2. будка
3. топка
4. паровой котел
5. турбодинамо (для снабжения электроэнергией)
6. песочница
7. сухопарник
8. труба
9. золотник
10. бегунок
11. поршень
12. паровая машина
13. ведущее колесо
14. дышло
15. экипажная часть
16. рама
17. поддерживающее колесо
18. шуровочное отверстие (для заброски угля в топку)

Паровоз состоял из двух  основных частей:

• паросиловой энергетической установки, включающей парогенератор (паровой котёл) и тепловой двигатель (паровая поршневая машина)
• экипажа

Сердце паровоза - паровой локомотивный котёл (ординарный, однотопочный, для отопления с естественной тягой).

Наиболее распространённые в промышленности огнетрубные цилиндрические котлы (корнуэльский, ланкаширский, Галловея, Паукша, Ферберна etc.) по своей конструкции к службе на паровозах были непригодны.

Годились только специальные паровозные или локомотивные котлы:

• они не требовали обмазки, так как весь путь пламени шёл внутри самого котла
• имея большую поверхность нагрева, они могли быть сделаны достаточно короткими и занимали меньшую площадь
• наконец, сохраняя достаточно большую поверхность испарения и давая сухой пар, они представляли меньшую опасность оголения нагретых пламенем поверхностей во время движения

К недостаткам их следует отнести:

• затруднительность чистки
• неравномерный нагрев рабочих поверхностей, вызывающий часто течь в соединениях трубок и листов
• сравнительно малую долговечность (10—12 лет)

Над котлом была расположена будка паровозной бригады. Управлял всеми процессами машинист, отопление и смазку осуществлял его помощник, а вспомогательные работы - кочегар.

Твёрдое топливо (уголь, дрова, сланец, торф) забрасывали в топку вручную. На мощных паровозах уголь подавали с помощью механического углеподатчика (стокера).

Жидкое топливо (нефть, мазут) распылялось в топке форсункой.

Воду в котёл качали специальным насосом - инжектором, который решал проблему подачи воды с помощью одного только разрежения, создаваемого паром, без каких-либо механических устройств.

Тепло (до 1700^о С), получаемое в результате горения топлива, распространялось по дымогарным и жаровым трубам через слой воды, находящейся в цилиндрической части котла. Вода, омывая трубы, закипала. Образовавшийся при этом пар скапливался в особом колпаке наверху котла - сухопарнике.

Первые паровозы работали, используя простой, или, точнее сказать, насыщенный, пар низкого давления (до 40—50 английских фунтов на 1 дюйм² (с 1870 AD в машинах –компаунд, двойного расширения, пар среднего давления до 90—100 английских фунтов на 1 дюйм²)

В “fin de siècle” пар стали перегревать, и это позволило значительно повысить мощность и экономичность паровоза.

Когда машинист с помощью главного рычага открывал заслонку, регулирующую выход пара, он устремлялся из котла в паровую машину, состоящую из цилиндра, золотника, поршня и движущего механизма - сложной системы рычагов, называемых дышлами и тягами.

Эти рычаги, управляя золотником, обеспечивали парораспределение и перемену хода (вперёд-назад) и, наконец, собственно перемещали паровоз.

Золотник дозировал количество пара, которое попадало в рабочую часть цилиндра, и давил на поршень, иными словами, отсекал лишний пар. Отсюда - известный паровозный термин “отсечка”  и издаваемое паровозом пыхтение.

Чтобы машинист мог менять направление движения и регулировать отсечку, на паровозе был ещё один основной орган управления - реверс.

Им мог быть винтовой привод со штурвалом (который профаны принимали за “руль”). На мощных паровозах реверс был оснащён пневматическим приводом.

Разводка пара на паровозе — манёвр, одинаково важный в техническом и эксплуатационном отношениях .

В последнем отношении особенно важна быстрота разводки, то есть время, протекающее от момента указания на разводку пара до начала полного парообразования.

Казалось бы, что водотрубные котлы  имели здесь видимое преимущество перед огнетрубными, требуя на разводку 1—2 часа против 3—4 часов, но были совершенно неудобны на паровозе из-за сравнительно малой тепловой инерционности, то есть они хуже были приспособлены для частой смены нагрузки.

Огнетрубный котел попутно играл роль аккумулятора, позволяя, в частности, кратковременно “занимать” пар на подъеме за счёт снижения уровня воды.

Род топлива в котле также влиял на скорость разводки пара: чтобы разжечь уголь, приходилось “заряжать” топку сначала дровами и легкогорючими материалами, зажигать их, затрачивая на это продолжительное время, тогда как мазут в форсунке зажигался почти мгновенно.

Но и при наличии нефтяного отопления не рекомендовалось разводить пар очень быстро, чтобы не повредить котла  вследствие неравномерного нагрева частей (форсированная разводка пара допустима была лишь в экстренных случаях)

 Поддержка паров — манёвр, производимый на паровозе во время кратковременных (не более часа) остановок машины в случае, когда предвиделась скорая надобность в паре.

При поддержке пара, по остановке машины, закрывался разобщительный клапан y котла, приоткрывали топку и закрывали поддувала.

Разгоревшийся уголь (жар) оставляли в топке, подбрасывая свежего угля только самое необходимое для горения количество.

Если давление пара в котле поднималось, то излишек его употребляли на вспомогательные цели.

Этим же временем пользовались обыкновенно для очистки топок и банили котельные трубки.

Приходилось иногда слегка потравливать пар, a когда нельзя было этого делать из-за шума предохранительных клапанов, то уменьшали давление пара продуванием котла и питанием его водою.

 Прекращение паров в котле готовилось заблаговременно, чтобы не тратить лишнего угля.

Углю давали прогореть, a оставшийся жар выгребали на кочегарную площадку, спрыскивали водою и тушили.

Заливать мусор следовало подальше от котла, наблюдая, чтобы вода не попадала в поддувало или на стенку котла, что было очень вредно.

Золу из поддувала также выгребали и плотно запирали заслонки поддувал и топочной дверцы, чтобы предупредить быстрое охлаждение котла.

До выгребания жара закрывали разобщительные клапана, a во время выгребания поддерживали в котле должный уровень воды путем питания и продувания.

Хотя этот способ прекращения пара был вообще употребителен, но при нём котел охлаждался довольно быстро, почему рекомендовалось остающийся горячий уголь в топках и золу в поддувалах не выгребать вон, a дать им постепенно заглохнуть, для чего плотно закрывали как топки, так и поддувала.

 Перепускание пара — манёвр, производимый в  паровых машинах двойного расширения (“компаунд”) в случаях, когда желали заставить работать второй цилиндр помимо первого (высокого давления).

Это бывало, например, необходимо при пускании в ход машины, если поршень цилиндра высокого давления стоял на мёртвой точке.

Пар перепускался через специальные трубы и клапана, каковыми пользовались и в том случае, если один из цилиндров повреждён и выведен из строя.

Перепускание пара высокого давления прямо в цилиндр более низкого давления, конечно, было не экономично и применялась лишь как вынужденная мера.

Экипажная часть (экипаж) - это рама, рессоры и колёса. По ней определяли тип паровоза - так называемую колёсную формулу.

Маленькие передние колеса, позволяющие паровозу лучше “вписаться в кривую” на скорости, звались  бегунковыми (бегунками).

Колёса, на которые передавался движущий момент от паровой машины (они же перемещали паровоз), назывались ведущими.

И, наконец, маленькие колеса, расположенные под топкой, именовали поддерживающими.

Топливо и воду, необходимые для выработки пара, везли в прицепленной к паровозу, специально оборудованной повозке - тендере.

На маневровых и маломощных паровозах воду держали возле котла в баках-танках, а топливо - в будке машиниста, поэтому тендера на них и не было.

Такие локомотивы назывались “танк-паровозы”.

По экономичности и мощности паровоз уступал тепловозу и электровозу, однако значительно превосходил и тот и другой по выносливости и неприхотливости.

Паровоз способен был выдерживать 400% перегрузок относительно расчётной мощности, а отапливаться мог порой совершенно немыслимыми видами топлива (сырыми осиновыми дровами, сухой воблой etc.).

Ремонт паровоза стоил значительно меньше, чем в последствии тепловоза или электровоза; гораздо дешевле, чем электроэнергия и солярка, обходился уголь и мазут.

Именно эти качества паровоза во многом определили бесперебойность работы железных дорог во время  панъевропейской гражданской войны 1914 –1945 AD.

В России пассажирские паровозы всегда красили в зелёный, голубой или синий цвет, а товарные - только в чёрный.

Колёса у наших паровозов традиционно были красными с белой окантовкой.

Работа на паровозе – нелёгкий физический труд. Однако он всегда был высокооплачиваемым и очень престижным, овеян огромным уважением и почётом.

К примеру, в 1914 AD машинист II класса депо Осташков (на Бологое - Полоцкой ветке) получал в среднем 1 432 рубля в год (40% - жалованье, 60% - премия).