Компаунд-паровоз

Составлено коллективом преподавателей МЭМИИТ под редакцией доктора
технических наук профессора Сыромятникова С.

: Трансжелдориздат, 1937. – 336с.

В томе первом книги изложены основные данные о паровозах и проблемы
их реконструкции. Подробно рассмотрены устройство, конструкция и работа паровозных
котлов, Даны тепловой расчет и расчеты на прочность частей котла и
техника его ремонта. Книга предназначается в качестве стабильного учебника для студентов
втузов жел. -дор. транспорта.

: Трансжелдориздат, 1937. – 524с.

Во втором томе книги подробно рассмотрены: устройство, конструкция
и работа паровой машины, экипажа и тендера, а также приведены
крепостной расчет и техника их ремонта. Кроме того, здесь излагаются: динамика и парораспределение
паровоза, тепловой расчет паровой машины и
тендера-конденсатора. Книга предназначается в качестве стабильного учебника для студентов
втузов жел. -дор. транспорта.

В томе первом книги изложены основные данные о паровозах и проблемы их реконструкции. Подробно рассмотрены устройство, конструкция и работа паровозных котлов, даны тепловой расчет и расчеты на прочность частей котла и техника его ремонта. Книга предназначается в качестве стабильного учебника для студентов втузов жел. -дор. транспорта.

Во втором томе книги подробно рассмотрены: устройство, конструкция и работа паровой машины, экипажа и тендера, а также приведены крепостной расчет и техника их ремонта. Кроме того, здесь излагаются: динамика и парораспределение паровоза, тепловой расчет паровой машины и тендера-конденсатора. Книга предназначается в качестве стабильного учебника для студентов втузов жел. -дор. транспорта.

Устройство и работа паровозов и техника их ремонта

Специф. по карт. : R 386/44
RuMoRGB
Шифр хранения:
FB R 388/44

Электронный заказ

Описание

Компаунд-паровоз (встречается также вариант паровоз-компаунд) — паровоз, использующий машину, работающую по системе компаунд (с двойным или более расширением пара), которая по сравнению с простыми имеет более высокую экономичность. С 1880-х годов компаунд-паровозы стали серийно выпускаться для железных дорог Европы (Австро-Венгрия, Великобритания, Германия, Россия, Франция) и США, а позже и Океании; в 1890-х они уже составляли большинство локомотивного парка этих стран. Данные паровозы преимущественно имели двух- и четырёхцилиндровые машины с двойным расширением пара.

Из-за появления пароперегревателей, которые позволили повысить экономичность более дешёвым способом, выпуск паровозов с системой компаунд после 1900 года почти полностью прекратился, так как при работе на перегретом паре полученная экономия была относительно небольшой и не могла компенсировать более дорогие техническое обслуживание и ремонт.

Утв. Центр. упр. учеб. заведениями Нар. ком. пут. сообщ. в качестве стабильного учебника для втузов ж. транспорта

Паровой котёл служит для получения водяного пара, путем сжигания топлива, являясь первичным источником энергии. Пар на паровозе является основным рабочим телом и используется для осуществления работы паровой машины и разнообразного вспомогательного оборудования (в частности паровоздушного насоса, паротурбогенератора), а также используется в звуковых сигналах — свистке и тифоне.

Двигателем паровоза является тяговая паровая машина, которая преобразует энергию пара в возвратно-поступательное движение поршня, которое в свою очередь с помощью кривошипно-шатунного механизма трансформируется во вращательное движущих колёс.

Экипаж паровоза, состоящий из рамы и ходовой части, является основанием (остовом) паровоза и служит для несения всего оборудования, а также передвижения паровоза по рельсам.

Паровой котёлПравить

Паровой котёл. Показаны основные компоненты, а также движение потоков газов, воды и пара

Так как паровой котёл является первичным источником энергии, то это делает его главным компонентом паровоза. В связи с этим к котлу предъявляется целый ряд требований. К этим требованиям прежде всего относится надёжность (безопасность) работы котла — обусловлено тем, что давление пара может достигать очень высоких значений (до 20 атм. и выше), что превращает котёл в потенциальную бомбу, и какой-либо дефект конструкции может привести к взрыву, тем самым заодно лишив паровоз источника энергии. Именно взрыв парового котла был одним из наиболее веских аргументов против введения паровозной тяги в XIX веке.

основные части;
гарнитура;
арматура;
паропровод и пароперегреватель;
вспомогательное оборудование.

Основные части котлаПравить

Трубы цилиндрической части котла

Цилиндрическая часть парового котла является его основной частью, так как именно в ней происходит основное парообразование. По сути, цилиндрическая часть является дымогарным котлом, так как нагрев воды происходит за счёт проходящих через неё большого числа (до нескольких сотен штук) дымогарных труб, внутри которых протекают тепловые воздушные потоки. Оболочка цилиндрической части состоит из нескольких барабанов (обычно три и более), соединённых телескопическим методом, то есть один вложен в другой. Впервые многотрубчатый котёл на паровозах был применён в 1829 году, а именно — на знаменитой «Ракете» Стефенсона.

Часто в цилиндрической части находится и пароперегреватель, который размещён в трубах, которые в основном аналогичны дымогарным, но больше диаметром. Такие трубы называют уже жаровыми, а сам пароперегреватель — жаротрубным.

Дымовая коробкаПравить

Двойной четырёхдырный конус постоянного сечения с раздельным выпуском. Паровоз RENFE 141 F

Характеристики котлаПравить

Котёл характеризуется следующими параметрами:

общая площадь нагрева в м² — эта площадь складывается из площадей нагрева топки, площади перегревателя, а также площадей дымогарных и жаровых труб;
объём парового пространства в м³;
зеркало испарения в м²;
рабочее давление в атм;
Объём заливаемой воды.

Паровая машинаПравить

Паровая машина паровоза состоит из цилиндров, отлитых как одно целое с золотниковыми коробками, механизма для передачи усилия на движущие колёса (кривошипно-шатунный механизм) и парораспределительного механизма. Цилиндры паровой машины (которых на паровозе бывает 2 и более) отливаются из стали и укрепляются на раме с помощью болтов, либо отлиты воедино правая и левая паровая машина, как на более поздних паровозах.

В паровозах применяют следующие виды паровых машин:

машина однократного расширения пара — проста по конструкции, имеет высокую надёжность и неплохую экономичность;
машина однократного расширения пара трёх или четырёх цилиндровая — обладает большей мощностью, но сложна по конструкции;
машина компаунд — также обладает большой мощностью, но по экономичности себя не оправдала. Имеет помимо сложной конструкции проблемы при движении с частыми остановками.

В большинстве паровозов использованы простые двухцилиндровые машины, экономичность была повышена введением пароперегревателя, а мощность — созданием сочленённых паровозов и повышением форсировки котла.

Схема работы кулисного механизма паровоза: 1 — кулиса, 2 — контркривошип, 3 — радиальная тяга, 4 — маятник, 5 — ползун (крейцкопф), 6 — золотник, 7 — рабочий цилиндр, 8 — тяга переводного вала (реверс)

Парораспределительный (обычно кулисный) механизм паровоза состоит из кулисы 1, качающейся на оси и соединённой своим нижним концом с пальцем контркривошипа 2, насаженного на ведущем колесе под некоторым углом к кривошипу. Движение от кулисы передаётся с помощью радиальной тяги 3 верхнему концу рычага (маятнику) 4; нижний конец маятника получает движение от ползуна 5. Движение золотнику 6 сообщается от промежуточной точки маятника. С помощью кулисного механизма осуществляются (золотником) все фазы парораспределения, регулирование мощности паровоза путём изменения степени наполнения (отсечки) пара в цилиндр 7 и реверсирование 8 — получение обратного хода паровоза.

Фотография кулисного и кривошипно-шатунного механизма паровоза

В некоторых случаях для временного повышения силы тяги (при трогании с места и на подъёмах) на паровозах, кроме основной паровой машины, устанавливают вспомогательную (бустер), передающую работу на поддерживающие оси паровоза или на оси тендера.

Другие элементы машины паровоза:

сальники — уплотнения, предотвращающие утечки пара;
байпасы — устройства для перепуска воздуха, которые располагались на золотниковой коробке. Байпасные каналы соединяют между собой полости цилиндра по обе стороны поршня, и перекрываются специальным клапаном. При нормальной работе паровой машины байпасные клапаны закрыты, никак не влияя на систему парораспределения. При закрытом регуляторе (при отсутствии подачи пара) и движении накатом, байпасные клапаны открываются, предотвращая торможение паровоза при езде по инерции. Байпасные перепуски в России использовались только на дореволюционных паровозах, впоследствии их не устанавливали, заменяя более эффективными в работе раздвижными золотниками. Наибольшее распространение на российских паровозах получила система инженера Трофимова.

ЭкипажПравить

Экипажная, или рамно-ходовая, часть паровоза состоит из рамы, на которой устанавливаются котёл и цилиндры, колёсные пары с буксами, рессоры с балансирами и тележка

Рама — металлическая несущая конструкция, к которой крепятся остальные части паровоза.
Передняя тележка — конструкция, помогающая паровозу вписываться в повороты. Например, в паровозах серии С использована тележка Цара-Краусса, объединяющая бегунковую и переднюю движущую пары колес. При этом в момент прохождении поворота бегунковая ось поворачивается, а движущая пара получает соответствующее боковое смещение в противоположном направлении.
Ведущая колесная пара. На эту пару через поршневое дышло воздействует паровая машина.
Сцепные колесные пары. Эти колёса получают крутящий момент от ведущей пары через сцепные дышла.

Бегунковые колесные пары. Бегунковых пар обычно бывает 1 или 2, в некоторых паровозах отсутствуют вовсе (паровозы формул 0-Х-Х).
Поддерживащие колесные пары расположены под будкой или топкой, могут отсутствовать (формула Х-Х-0). Паровозы с поддерживающими колесными парами лучше приспособлены для движения задним ходом.
Осевые буксы — коробки, в которых помещёны подшипники, обычно подшипники скольжения, соприкасающиеся с шейками осей. В буксы заливается смазка. В вырезах рамы прикрепляются буксовые направляющие: одна из этих направляющих делается наклонной, а между буксой и направляющей ставится клин (буксовый), которым можно регулировать зазор.
Рессоры — упругие элементы, располагающиеся между буксами и рамой. Рессоры смягчают толчки и удары, которые колёсная пара получает от неровностей пути и стыковых зазоров. Для лучшего распределения нагрузки на отдельные колёсные пары рессоры соединяются между собой балансирами.
Сцепка — устройство для соединения вагонов и локомотива в состав.
Буфера — элементы, располагающиеся в месте сцепки и предотвращающие резкие удары при соединении вагонов.

ТендерПравить

Тормоза. На паровозах установлены, главным образом, автоматические воздушные тормоза Вестингауза, Казанцева и Матросова. Сжатый воздух в специальный резервуар накачивает паровоздушный насос, а из резервуара воздух подаётся через главную тормозную магистраль в тормозные цилиндры локомотива и поезда, системой рычагов связанные с тормозными колодками. При открытии расположенных в будке тормозных кранов давление в общей воздушной магистрали поезда падает, и колодки давлением воздуха из резервуаров прижимаются к колёсам.
Локомотивный скоростемер, приводимый в действие от одного из колёс.
Паровой манометр — устройство для измерения давления пара в котле.
Песочница. Обычно устанавливалась наверху котла. В песочнице находится специально просеянный мелкий сухой речной песок, который давлением воздуха подается к колёсам при трогании и движении вверх по уклону и для экстренного торможения для улучшения сцепления между колёсами и рельсами.
Свисток. На последних сериях паровозов применялись гармонические многотональные пятитоновые гудки, которые в мире считаются самыми красивыми.
Водомерные стёкла — показывают уровень воды в котле.
Стокер — механический углеподатчик (на поздних паровозах).
Сервомотор — пневматический перевод кулисного камня (на поздних паровозах).

Дробинский В. А. Основные части паровоза и экипировочные устройства // Как устроен и работает паровоз. — 1955. — С. 16.
Сыромятников С. П. Составные части паровоза // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 4—6.
Сыромятников С. П. Общее устройство котла и его работа // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 31—34.
Струженцов И. М. Составные части котла // Конструкции паровозов. — 1937. — С. 53—54.
↑ 1 2 3 Хмелевский А. В., Смушков П. И. Основные части топки // Паровоз. — 1973. — С. 20—23.
Сыромятников С. П. Топка и кожух топки // Курс паровозов. — 1937. — Т. 1. — С. 72—85.
↑ 1 2 3 4 5 Хмелевский А. В., Смушков П. И. Гарнитура котла // Паровоз. — 1973. — С. 43—64.
Тендер // Большая советская энциклопедия : в 66 т. (65 т. и 1 доп.) / гл. ред. О. Ю. Шмидт. — М. : Советская энциклопедия, 1926—1947. — Т. 54. — Стб. 28.

Бем А. Руководство службы паровозного машиниста

формат
размер
добавлен 23 октября 2015 г.

СПб. : Издание Стракуна, Типография Н. Клобуков, 1901. — 390 с. Практическое руководство по управлению паровозом с приложением статей об устройстве железнодорожного пути, краткой истории изобретения паровоза и перечня главнейших составных его частей. С 260 рисунками. 4-е издание, вновь значительно исправленное и пополненное инженером-технологом Е. Андре-Димо.

Бернштейн А. Паровозы серии У

формат
размер
добавлен 19 декабря 2012 г.

: Изд-во: Железнодорожное дело, 2008. — 64 с. — ISBN:5-93574-040-0. Описание: Исторический очерк посвящен неизвестным страницам развития пассажирских паровозов серии У. Подробно описан ход эволюции конструкций русских пассажирских паровых локомотивов. Помимо этого, особое внимание уделено истории самого знаменитого паровоза этой серии — У 127. Приведен ряд фактов до настоящего времени не нашедших своего отражения в официальной историографии, а.

формат
размер
добавлен 16 марта 2010 г.

Москва: Гудок, 1926. — 583 c. Полное, систематическое, общедоступное руководство для машинистов, помощников, монтеров и слесарей депо и мастерских. Практическое пособие для технических училищ, курсов паровозных бригад и для самостоятельной подготовки к испытанию на право управления паровозом. Третье издание настоящей книги выпускается через два с половиной года после появления в свет первого издании. Столь быстрое распространение такой узкоспециа.

Вульфов А. , Мальцев А. Паровоз серии П36 типа 2-4-2 — последний отечественный пассажирский

формат
размер
добавлен 1 апреля 2015 г.

: Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте, 2011. — 226 с. Предисловие Главные технический данные паровоза П36 Краткая история пассажирского паровозостроения в России и СССР История проектирования Серии П36 Первый паровоз П36 и его особенности Результаты испытаний и ходовые качества Серийное производство в Коломне Изменеия, вносившиеся в конструкцию пассажирских паровозов типа 2-4-2 серии П36 в процессе их постройк.

Карташов Н. История развития конструкции паровоза

формат
размер
добавлен 30 января 2017 г.

: ОНТИ НКТП СССР, 1937. — 257 с. Развитие паровоза с эксплоатационной точки зрения Период независимого развития пути и двигателя (до XIX века) Период 1800-1830 гг. — первоначальное формирование паровоза Периоды 1830-1850 гг. — окончательное формирование паровоза Период 1850-1900 гг. Период 1900-1920 гг. — эпоха интенсивной эволюции паровоза Новейшее время (после 1920 г. Эпоха новых течений в области паровозостроения Паровозостроение в доревол.

Кузьмин С. Паровозы высокого давления

формат
размер
добавлен 31 марта 2016 г.

М-Л. : Госжелдориздат НКПС, 1933. — 160 с. Предисловие В конце 1930 г. тяговым сектором Научно-исследовательского института ЛИИПС’а в числе прочих работ на 1931 г. была утверждена тема „Паровозы высокого давления». При утверждении этой темы имелось в виду собрать и обобщить весь литературный материал по вопросу применения пара высокого давления на транспорте с тем, чтобы можно было судить о возможностях повышения экономичности паровозов. Июльский.

Макаров Л. Паровозы серии Э

формат
размер
добавлен 21 мая 2013 г.

Фотоальбом. — Москва: Железнодорожное дело, 2004. — 288 с. Книга-фотоальбом рассказывает об истории создания, развития и эксплуатации серии паровозов, выпускавшейся около полувека в XX столетии и проработавшей без малого 80 лет. Труд в равной мере является как техническим, так и историко-публицистическим, основан на фактическом и архивном материалах, содержит разноплановые фотоиллюстрации: технические и художественные, архивные и современные. Огла.

Мокршицкий Е. История паровозостроения в СССР 1846-1940 гг

формат
размер
добавлен 08 октября 2011 г.

Москва: ТрансЖелДорИздат, 1941. – 260 с. В книге дано описание развития русского паровозостроения со времени постройки первой железной дороги до наших дней; в хронологической последовательности приведены все типы паровозов широкой и узкой колеи, а также и типы депо, построенные на отдельных этапах развития железных дорог. Книга предназначается для широкого круга работников паровозного хозяйства железнодорожного транспорта.

Москалев Л. Наши узкоколейные паровозы

формат
размер
добавлен 16 октября 2011 г.

Москва: Железнодорожное дело, 1997. – 409 с. История строительства и эксплуатации паровозов узкой колеи в России берет свое начало в 1870 году, когда правительством было принято решение о сооружении узкоколейных железных дорог общего пользования. С этой целью за границей были закуплены первые узкоколейные паровозы. Вскоре такие локомотивы стали производить и отечественные заводы, а паровая тяга в течение многих десятилетий оставалась основным вид.

Руководство по эксплуатации

формат
размер
добавлен 22 января 2017 г.

Изд. 2-е. — М. : Машгиз, 1955. — 192 с. В первом издании «Руководства по эксплуатации паровоза 9П», составленного инж. Кидалинским и И. Кузиным, было приведено краткое описание паровоза 9П, конструкции его основных узлов и деталей, а также указания по эксплуатации паровоза и техническому уходу за ним. За последние пять лет при постройке паровозов введены значительные изменения в конструкции отдельных его узлов и проведены работы по модерн.

Проект Всероссийского общества любителей железных дорог — Отечественные паровозы

формат
размер
добавлен 26 октября 2010 г.

М: ОАО РЖД, 2004. — 38 с Предлагаемый вашему вниманию набор открыток с изображениями паровозов различных типов и времени постройки. Призван помочь широкому кругу лиц, интересующихся историей железных дорог нашей страны, дать конкретные представления о внешнем виде и технических особенностях паровозов Российской империи и СССР.

Прозоров Н. , Вигдорчик М. , Гребенкин Э. Паровозы. Устройство, работа, ремонт

формат
размер
добавлен 08 декабря 2016 г.

Учебник для технических школ ж/д транспорта. — М. : Транспорт, 1986. — 368 с. Приведены общие сведения о паровозах, описаны устройство и работа котла, паровой машины и экипажной части паровоза, а также вспомогательных агрегатов и приборов. Освещены ремонт важнейших сборочных единиц и деталей и уход за ними. Введение Общие сведения о локомотивах Виды локомотивов. Схема устройства и рабочий процесс паровоза. Паровозостроение в России и СССР. Паровой.

Руководство паровозному машинисту

формат
размер
добавлен 21 января 2011 г.

Автор неизвестен. — Москва: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1944. — 548 с. В Руководстве указаны в соответствии с Правилами технической эксплуатации, действующими приказами, распоряжениями и инструкциями НКПС обязанности паровозного машиниста и даны основные сведения по уходу, ремонту, обслуживанию и управлению паровозом, составленному с учётом современных условий работы и передовых методов, получивших широкое распростр.

Симфония пара

формат
размер
добавлен 09 февраля 2011 г.

Автор неизвестен. — Прага, 1988. — 240 с. Альбом фотографий паровозов и составов на паровозной тяге с комментариями на чешском языке. Замечательные красивые черно-белые фотографии ушедшей эпохи паровозов. Что-то подобное этому файлу Мясников А. Стальная рапсодия /file/291673/

Сологубов Н. Паровозы узкой колеи (750мм)

формат
размер
добавлен 02 ноября 2011 г.

1951. – 278 с. В книге дано описание конструкций паровозов узкой колеи заводского типа 157, 159 серий ПТ-4, Кч-4, Гр и др. Приведены тепловой расчёт паровозного котла и данные по испытанию паровозов. Книга рассчитана на инженерно-технических, работников, связанных с эксплуатацией узкоколейных паровозов

Сыромятников С. Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта. Том 1. Котел

формат
размер
добавлен 16 октября 2010 г.

Составлено коллективом преподавателей МЭМИИТ под редакцией доктора технических наук профессора Сыромятникова С. : Трансжелдориздат, 1937. – 336с. В томе первом книги изложены основные данные о паровозах и проблемы их реконструкции. Подробно рассмотрены устройство, конструкция и работа паровозных котлов, Даны тепловой расчет и расчеты на прочность частей котла и техника его ремонта. Книга предназначается в качестве стабильного учебника для сту.

Сыромятников С. Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта. Том 2. Машина, экипаж и тендер

формат
размер
добавлен 25 октября 2010 г.

Составлено коллективом преподавателей МЭМИИТ под редакцией доктора технических наук профессора Сыромятникова С. : Трансжелдориздат, 1937. – 524с. Во втором томе книги подробно рассмотрены: устройство, конструкция и работа паровой машины, экипажа и тендера, а также приведены крепостной расчет и техника их ремонта. Кроме того, здесь излагаются: динамика и парораспределение паровоза, тепловой расчет паровой машины и тендера-конденсатора. Книга п.

Тростин Е. Иллюстрированное пособие паровозному машинисту

формат
размер
добавлен 29 октября 2011 г.

Москва, 1953. – 280 с. Содержащиеся в настоящем пособии иллюстрации, сопровождаемые пояснительным текстом, освещают вопросы подготовки паровоза к выходу под поезд из депо, обслуживание паровоза в пути, управление им на различных участках профиля. Пособие рассчитано на машинистов и может быть использовано помощниками машинистов и учащимися технических школ при подготовке на получение права самостоятельного управления паровозом. Пособие составили и.

Хмелевский А. , Смушков П. Паровоз (Устройство, работа и ремонт)

формат
размер
добавлен 04 октября 2016 г.

Учебник для техн. школ ж. -д транспорта. — М. : Транспорт, 1973. — 416 с. В книге приведены общие сведения о паровозах, описаны устройство и работа котла, паровой машины и экипажной части локомотива, а также вспомогательных агрегатов и приборов. Освещен ремонт важнейших узлов и деталей. Особое внимание уделено основным сериям паровозов, эксплуатирующимся на сети железных дорог. Утверждена в качестве учебника для подготовки машинистов и помощников м.

формат
размер
добавлен 19 октября 2011 г.

Учебник для техн. школ ж. трансп. / 2-е изд. , перераб. и доп. — М. : Транспорт, 1979. — 414 с. В книге приведены общие сведения о паровозах, описаны устройство и работа котла, паровой машины и экипажной части локомотива, а также вспомогательных агрегатов и приборов. Освещены ремонт важнейших узлов и деталей и уход за ними. Особое внимание уделено основным сериям паровозов, эксплуатирующихся на сети железных дорог. Утверждена в качестве учебника д.

Цыганков А. Отопление паровозов топочными мазутами

формат
размер
добавлен 21 декабря 2016 г.

Москва: Трансжелдориздат, 1959. — 39 c. В брошюре освещаются вопросы отопления паровозов топочными мазутами; даны рекомендации по выбору типа форсунок, сечения воздушных клапанов, способа проверки раствора для кладки и др. Брошюра рассчитана на паровозных машинистов, их помощников, бригадиров, слесарей и мастеров по ремонту паровозов. В брошюре обобщен опыт нефтяного отопления паровозов, приведены основные свойства мазута, знание которых необходи.

Цыганков А. Паровозы с пылеугольным отоплением

формат
размер
добавлен 15 мая 2015 г.

: Трансжелдориздат НКПС, 1941. — 76 с. В книге дано описание устройств для пылеугольного отопления, ухода за ними, эксплуатации и ремонта; рассмотрены способы приготовления угольной пыли как на стационарных установках так и на индивидуальной мельнице, установленной на тендере паровоза и указаны рациональные методы сжигания этой пыли в паровозных топках.

McIntoch D. Mallard and the A4 Class

формат
размер
добавлен 13 ноября 2011 г.

Ian Allan, 2008. 128 p. ISBN:0711032971. Designed by Sir Nigel Gresley, the 35 members of the ‘A4’ class of Pacific locomotive built for the London & North Eastern Railway are among the most iconic locomotives ever built in Britain. With their streamlined looks, the new locomotives epitomised the styling of the 1930s when they were introduced to the East Coast main line and brought a revolution in speed to services between London and the We.

Принцип действияПравить

На классическом компаунд-паровозе пар из котла поступает в цилиндр высокого давления, где происходит тепловой процесс, когда пар увеличивается в объёме (толкая поршень), при этом понижается давление. Образуется так называемый мятый пар, который далее поступает в цилиндр низкого давления, имеющий гораздо больший объём, где процесс расширения повторяется снова. Таким образом, пар используется дважды, что по сравнению с обычными паровозами помогает снизить расход пара, а следовательно воды и топлива, на единицу работы.

К компаундам относят все паровозы, работающие на принципе многократного расширения, не зависимо от числа цилиндров (2, 3 или 4). В подавляющем большинстве они имели двойное расширение пара; паровозы с тройным расширением были построены в виде экспериментальных образцов и до серийного выпуска не дошли.

ИсторияПравить

Первые машины с двойным расширением пара стали применяться на пароходах, следом с данной системой начали строить и стационарные паровые двигатели. Что до паровозов, то идея применения на них системы компаунд существовала ещё в середине 19-го века, но только начиная с 1870-х конструкторы при проектировании локомотивов отошли от практического опыта и стали применять научный подход. Первый компаунд-паровоз был создан инженером Анатолем Малле в 1876 году на заводе Schichau (англ. ) (рус. в Эльбинге (Пруссия) путём переделки простого паровоза. Несмотря на усложнение конструкции, применение двойного расширения позволило снизить расход пара на 25 %. В России первый компаунд-паровоз был создан в 1882 году, когда в Киевских мастерских Юго-Западной железной дороги по инициативе инженера А. Бородина был переделан локомотив, до этого имевший простую двухцилиндровую машину. Переделанный паровоз использовали как стационарную установку и по результатам испытаний была получена экономия пара до 20 %, однако практические испытания показали уже меньшую экономию, причиной чего стали неправильно выбранные диаметры цилиндров.

В начале 1880-х годов конструкторы занимались решением вопроса, как сделать паровоз более сильным путём повышения момента от паровой машины. Рассматривались такие варианты, как увеличить площадь (и диаметр) цилиндров, либо увеличить рабочее давление пара. Однако в первом случае размеры паровой машины ограничены габаритом подвижного состава, а во втором вступает в силу такое свойство воды, что с повышением давления возрастает и температура кипения, что в свою очередь повышает расход топлива. И в поисках решения этой задачи применение двойного расширения пара стало настоящей находкой, так как позволяло при сохранении размеров парового котла повысить мощность, притом что оптимальное рабочее давление для него составляло до 13 атмосфер. А использование четырёхцилиндровых машин (например, система Маллета) позволяло значительно увеличить силу тяги при сохранении относительно небольшой осевой нагрузки. Пассажирские компаунд-паровозы по сравнению с простыми в свою очередь могли работать на меньших отсечках, что позволяло повысить скорость.

Устройство машины системы тандем паровоза типа 1-5-0 дороги Santa Fe

При этом проектирование компаунд-паровозов требовало от конструкторов более глубокого исследования термо- и гидродинамики, тем самым способствуя развитию научной школы паровозостроения. Широкое применение системы компаунд позволило изучить и её недостатки. Прежде всего паровозы с двухцилиндровой машиной требовали грамотного управления, особенно при трогании с места под поездом, а на высоких скоростях наблюдался неспокойный ход. Конструкторы искали решение этих задач в применении трёх- и четырёхцилиндровых машин, что поспособствовало появлению различных модификаций; среди них были и компактные варианты компаунд-машин, что позволяло использовать на локомотиве сразу две такие машины, расположенные по бокам и работающие как простая двухцилиндровая, но на более выгодных отсечках.

В конце 1890-х на паровозах стали применять пароперегреватели; теперь пар из котла поступая в пароперегреватель дополнительно нагревался до более высокой температуры, что также повышало его давление. Такая схема позволяет при сохранении рабочего давления снизить расход воды и топлива, причём более дешёвым способом. В связи с этим в ряде стран выпуск компаунд-паровозов после 1900 года практически прекратился.

Основной недостаток компаунд-паровозов заключается в их более дорогом ремонте и техническом обслуживании, в том числе и по причине более интенсивного износа конструкции. Сказывается и влияние особенностей локомотивной службы. Например, на судах двигатели работают непрерывно на протяжении длительного времени (до нескольких дней) под равномерной нагрузкой и практически при одинаковой температуре внутренних помещений, что и позволяет добиться от них высокой экономии пара. Однако на локомотивах они работают уже под неравномерной нагрузкой с переменной скоростью и в широком диапазоне температур окружающей среды. В таких условиях невозможно поддерживать оптимальный режим работы компаунд-машин, что и приводит к снижению их экономичности. Как показала практика, наиболее выгодно эксплуатировать компаунд-паровозы на равнинном профиле, тогда как на участках с ломанным профилем (подъёмы-спуски) они могут потреблять топливо даже больше, чем простые. Также экономия топлива от применения компаунд-машин заметно падает с повышением скорости движения и повышением давления пара.

Начало применения перегретого пара потребовало поменять технологию машиностроения, ведь перегретый пар по сравнению с насыщенным имет меньшую плотность (более «летуч»), что приводит к увеличению утечек, а следовательно требует снижения допусков в размерах. Поэтому в случае применения на паровозе машины системы компаунд при перегретом паре (в России было предложено инженером А. Чечоттом) стоимость техобслуживания становится ещё выше. Также у перегретого пара при работе в компаунд-машине наблюдается более существенное падение индикаторного числа, а потому его экономия уже значительно меньше и фактически экономически нерациональна.

КонструкцииПравить

Од1080 с машиной кросс-компаунд. Малый цилиндр — слева, большой — справа

Машина системы кросс-компаунд (пересекающий компаунд) имеет два цилиндра, при этом цилиндр высокого давления (малый) расположен на одной стороне экипажа, а цилиндр низкого давления (большой) — на другой. В этой схеме пар идёт от одного цилиндра к другому по ресиверной трубе через весь паровоз, за что она и получила своё название; для снижения тепловых потерь ресивер нередко проходит через дымовую коробку. Данная схема впервые была применена на паровозах инженером Малле в 1876 году и является классической, получив широкое распространение. Однако кросс-компаунд имеет один очень серьёзный недостаток — если поршень малого цилиндра будет находиться в мёртвой точке, то паровоз не сможет поехать. Для предупреждения этого применяют специальные приборы, которые в большой цилиндр подают пар от котла; также данные приборы могут использоваться на тяжёлых подъёмах, когда требуется увеличение силы тяги. Данные приборы имеют различную конструкцию, но в целом их можно разделить на две большие группы:

Приборы, которые могут на некоторое время отсоединить малый цилиндр от большого, при этом паровая машина переходит с системы компаунд на простую работу однократного расширения. Наибольшее распространение из данной группы получил прибор Малле (Маллета)
Приборы, которые не допускают сообщение малого цилиндра с атмосферой, а потому перевод машины-компаунд на простую работу невозможен. Из данных приборов можно отметить кран Линднера и приспособление Гельсдорфа; на российских паровозах также получил распространение прибор конструкции Коломенского завода.

Ещё одним недостатком двухцилиндровых паровозов стала невозможность выдерживать полное заполнение большого цилиндра во всём диапазоне частот вращения колёс, из-за чего наблюдался неспокойный ход на высоких скоростях, что и поспособствовало появлению 3-х и 4-хцилиндровых машин.

Система МаллеПравить

Уже упомянутый выше инженер Анатоль Малле (в русской литературе ошибочно — Маллет) после результатов испытаний двухцилиндрового компаунда предложил идею четырёхцилиндровой машины на паровозе с раздельным приводом, когда цилиндры высокого давления используются для тяги одной группы колёс, а цилиндры низкого давления — вторую группу. При этом было два варианта: обе группы колёс находятся в одной жёсткой раме, либо передняя группа колёс находится на поворотной тележке, при это приводом для неё служат цилиндры низкого давления, что позволяет облегчить условия работы паропроводов; первый вариант так и не был реализован в металле, в отличие от второго. Первые паровозы системы Малле были построены Decauville Company в 1889 году и предназначались для работы на железной дороге с шириной колеи 600 мм на Всемирной выставке в Париже. Система оказалась достаточно популярной сперва в Швейцарии, а после в России (серии І и Ѳ) и США; она позволяла создавать паровозы с высокой силой тяги, и при этом пригодные для эксплуатации на путях со слабым верхним строением. Позже в США получила распространение схема «простой Малле» с простыми паровыми машинами; к ней относятся и крупнейшие в мире серийные паровозы — Challenger и Big Boy.

Основные недостатки компаунд-паровозов системы Малле были такими же, как и у остальных сочленённых паровозов — более дорогой ремонт, по сравнению с однодвигательными паровозами. Однако в целом их конструкция оказалась настолько удачной, что они продолжали строится дольше остальных компаунд-паровозов; например, выпуск русской серии Ѳчк типа 0-3-0+0-3-0 был завершён только в 1924 году.

Система ВокленаПравить

В 1889 году американский инженер Сэмюэл Воклен (управляющий компании Baldwin Locomotive Works) получил патент на машину, у которой цилиндры высокого и низкого давления располагались друг над другом, передавая момент на общий ползун и управляемые общим парораспределительным механизмом с использованием одного цилиндрического золотника сложной конструкции. Машина системы Воклена оказалась достаточно компактной, что позволяло устанавливать на паровозе две такие машины, по одной на каждой стороне, которые работали как цилиндры простой двухцилиндровой, что облегчало управление ими. Система оказалась для своего времени достаточно прогрессивной, а её автор получил несколько наград. Завод Baldwin строил локомотивы с такой машиной не только для американских дорог, но также европейских (включая Россию), австралийских и новозеландских, а к 1900 году компаунд-паровозы с системой Воклена эксплуатировались у 140 операторов.

Однако в условиях эксплуатации у данной машины обнаружился такой существенный недостаток, как более частый ремонт направляющих ползуна из-за неравномерного износа. После 1900 года выпуск компаунд-паровозов системы Воклена был прекращён, а многие из ранее построенных были переделаны в простые.

Тандем-компаундПравить

Гг539 с машиной тандем-компаунд

Система де ГленаПравить

У127 с машиной системы де Глена

В 1880-х во Франции наблюдался дефицит высококалорийного угля, который преимущественно импортировался, что требовало от конструкторов паровозов искать решение в применении машин системы компаунд. Тогда инженер Альфред де Глен (англ. ) (рус. , работавший на предприятии Société Alsacienne de Constructions Mécaniques (англ. ) (рус. , предложил идею четырёхцилиндровой машины с раздельным приводом, но в отличие от системы Уэбба, малые цилиндры располагались внутри рамы, тогда как большие — снаружи. В 1885 году по заказу Гастона де Бюске (англ. ) (рус. (начальник локомотивного отдела компании Chemins de fer du Nord (англ. ) (рус. ) был построен прототип Nord 701 типа 1-1-1-1 у которого цилиндры высокого давления приводили переднюю движущую ось, а цилиндры низкого давления — заднюю. В 1891 году были построены уже два паровоза Nord 2. 121 и 2. 122, также с несвязанными движущими осями, но, по требованию де Бюске, малые цилиндры теперь располагались снаружи, а большие — внутри; эксплуатация показала, что данный вариант расположения цилиндров оказался хуже, по сравнению с прототипом.

В Российской империи в 1907—1910 году Харьковский паровозостроительный завод выпустил 8 полутанк паровозов типа 2-3-1 серии Ъх, у которых все четыре цилиндра использовались для привода передней движущей оси. Также в 1906—1912 году Коломенский завод построил 62 паровоза типа 2-3-0 серии У, у которых цилиндры высокого давления располагались не внутри, а снаружи. Один из этих паровозов (У127) сохранился до настоящего времени и является экспонатом музея Московской железной дороги.

История файла

Нажмите на дату/время, чтобы посмотреть файл, который был загружен в тот момент.

Дата/времяМиниатюраРазмерыУчастникПримечание
текущий05:51, 21 сентября 20212036 × 3098, 171 страница (8,4 Мб)Alex Alex LepUploaded a work by Сергей Петрович Сыромятников (10. 1891 — 04. 1951) from Отсканированные страницы with UploadWizard

ЛитератураПравить

С. Саввинъ. Компаундъ паровозы, ихъ устройство и главныя детали. — Второе исправленное и дополненное. — Пенза: Паровая типо-литогр. В. Н. Умнова, 1900. — 85 с.
С. П. Сыромятников. Теплообмен в паровом цилиндре // Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта / Центральное управление учебными заведениями. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1937. — Т. 2. — С. 41—45.