Паровоз

ПАРОВОЗ — автономный локомотив с паросиловой установкой, обеспечивающей за счёт энергии сжатого пара необходимую силу тяги для движения по рельсовой колее. Паросиловую установку составляют котёл и паровая машина. Нагретый пар из котла поступает в цилиндры машины, где его тепловая энергия преобразуется в механич. энергию прямолинейного движения поршня, превращающуюся затем через кривошипно-шатунный механизм в энергию вращения колёс. Это оборудование установлено на раме экипажной части, к к-рой относятся поддерживающие раму тележки с рессорным подвешиванием, буксами, колёсными парами и упряжными приборами. Запасы воды, топлива и смазки размещаются на тендере или на самом П. (танк-паровоз). Классификация. П. подразделяются по роду выполняемой работы на магистральные (пасс. грузовые — по роду перевозок; поездные и маневровые — по виду службы), промышленные для обслуживания пром. пр-тий и подъездные (вывозные), работающие на подъездных путях. Х-кой П. являются число и расположение движущих, поддерживающих и направляющих осей, к-рая записывается осевой формулой, определяющей тип П. В зависимости от использованной паросиловой установки различают П. с наружным или внутр. расположением цилиндров; с насыщенным или перегретым паром; с однократным или двукратным (компаунд) расширением пара; 2-, 3-, 4-цилиндровые; с угольным, дровяным, нефтяным топливом. Историческая справка. Первая трансп. машина, передвигавшаяся по рельсовому пути, была создана в Великобритании Р. Тревитиком в 1803—04. Первый практически пригодный П. и ж.-д. путь для него построил англ. изобретатель Дж. Стефенсон, использовавший в своих работах весь накопл. до него его соотечественниками опыт по созданию паровых машин и установке их на повозках. В 1811 по чертежам изобретателя Д. Бленкинсопа был построен П. с зубчатым колесом англ. механиком Мурреем; в 1812 появился «шагающий» П. инж. Брентона; в 1813 У. Хедли установил на повозке сдвоенную паровую машину, назвав П. «Пыхтящий Билли». Первый П. Стефенсона «Блюхер», не отличавшийся оригинальностью конструкции, был построен для Келлингсвортских шахт. В устр-во второго П., назв. «Эксперимент», изобретатель внёс ряд усовершенствований: поставил машину с двумя цилиндрами, спарил движущие колёса, наложил на них наружные жёсткие соединит, дышла. Кроме того, он отвёл отработавший пар в дымовую трубу через спец. аппарат, peaлизовав идею, предлож. ещё Тревитиком (устр-во стало непременной частью П.; носит назв. «конус» — по своей первонач. форме). Следующий П. был заказан Стефенсону для Стоктон — Дарлингтонской ж. д. в 1823, в 1825 поступил на дорогу в день её открытия под назв. «Локомошен» и получил № 1 (после завершения эксплуатации был сохранён и установлен в Лондоне у входа в Дарлингтонский вокзал). Назв. распространилось впоследствии на все тяговые машины рельсового транспорта. Однако этот П., несмотря на применение конуса и др. усовершенствования, не мог развивать высокие скорости из-за малой мощности котла. Продолжая поиски наиболее эффективного решения, Стефенсон построил П. «Ракета», использовав идею многотрубного котла, предложенную аигл. инж. Г. Бутом. В 25 трубах котла циркулировала не вода, как в предыдущих моделях, а горячие газы. Т. о. впервые был применён жаротрубный котёл. Это нововведение позволило П. выиграть единственные в своём роде соревнования (известные как битва паровозов в Рейн-хилле) на конкурсе, объявленном администрацией Ливерпул — Манчестерской ж. д. 1 окт. 1829. П. показал рекордную для того времени скорость — 22 км/ч; Первый П. для Кемпденской ж. д. США был также по-строен на з-де Стефенсона в 1831. П. «Джон Булль» был в эксплуатации более 60 лет, в 1893 своим ходом прибыл на выставку в Чикаго, где совершал регулярные рейсы, обслуживая посетителей, а затем был установлен в Вашингтонском музее. В России первые П. (рис. 3) начали строить Е. А. и М. Е. Черепановы иа Нижнетагильском з-де (1833—34 и 1835). П. развивали скорость до 15 км/ч, работали на шахте как вывозные локомотивы. Для первой в России Царскосельской железной дороги шесть П. было закуплено за рубежом на з-дах Р.Стефенсона и Т. Гакуорта в Ньюкасле, а также один П. в Бельгии (см. Локомотивостроение). В 1838 на дороге начал работать П. «Проворный», построенный по чертежам специалистов С.-Петербургского политехи, ин-та. Устройство. В течение всего периода произ-ва и эксплуатации П. сохранялась их первонач. компоновка. При этом конструкция всех узлов П. совершенствовалась в направлении увеличения скорости движения, силы тяги, энергетич. эффективности, повышения эксплуатац. кпд. Рост перевозок на ж. д. требовал увели-чения силы тяги, мощности локомотива для обеспечения вождения поездов с требуемыми скоростями, с макс, возможными нагрузками. Осн. усовершенствования, направл. на повышение экономичности П.: увеличение поверхности нагрева в котлах, повышение давления и темп-ры перегретого пара; применение паровых машин с большим числом цилиндров; увеличение числа движущих осей в экипаже; применение компаунд-машин, сочленённых экипажей («маллетов»); повышение нагрузок от осей движущих колёсных пар на рельсы (напр., П. с передним и задним тендером для увеличения веса); применение поддерживающих и бегунковых колёс, что позволило устанавливать более мощные котлы; совершенствование экипажа с целью улучшения вписывания в кривые (напр., поворотные тележки) и др. Рус. школой паровозостроителей, к к-рой принадлежат Н. П. Петров, А. П. Бородин, Л. М. Леви, М. В. Гололобов, Д. М. Лебедев, Л. А. Ераков (автор первого учебника «Паровоз»), В. И. Лопушинский, Б. С. Малаховский, Е. Е. Нолыейн, Н. Л. Щукин, А. С. Раевский, К. Н.Суш-кин и др., создан ряд П., отличавшихся оригинальными конструктивными решениями и отвечавших потребностям в перевозках. Известные учёные С. П. Сыромятников, О. Н. Исаакян, А. М. Бабичков, П. М. Шаройко, А. В. Сломянский, Л. С. Лебедянский, К. А. Шишкин, И. И. Николаев, Н. И. Белоконь и др. являются авторами фундаментальных работ в области теории тяги поездов, тяговых расчётов, методик испытаний и эксплуатации П. До 1957 было разработано, построено и эксплуатировалось на дорогах страны до 400 типов П. (см. Обозначения тягового подвижного состава). Наиболее совершенный грузовой П., созданный в послевоенные годы,— тип 1-5-2, к-рый обладал силой тяги до 3 5 тс при скорости 50 км/ч, развивал мощн. до 4000 кВт. Вместе с тем П., мощность и сила тяги к-рых в процессе совершенствования возросли в десятки раз, по эксплуатац. экономичности (кпд 4—6%, наибольший — до 9,3%) мало отличались от своих предшественников (кпд 2—3%), не отвечали экология, требованиям. Поэтому уже к 30—50-м гг. большинство промышленно развитых стран технически были подготовлены к замене паровой тяги электрической и дизельной. Постройка П. стала повсеместно прекращаться (в СССР с 1956). Начался перевод ж. д. на электрич. и тепловозную тягу, стали создаваться новые локомотивы — электровозы и тепловозы. Однако П. является одним из уникальных техн. средств, созданных человечеством, поэтому интерес к нему не уменьшается, во многих странах сохраняются паровозы-памятники, а на нек-рых линиях П. продолжают эксплуатироваться.