Хабрахабр

Как были устроены паровозы

Множество трубок сверху — это пароразборная колонка, к каждому потребителю отходит своя труба. Так выглядит кабина паровоза «Серго Орджоникидзе» (это СО17-1137). А потребителей в уже достаточно зрелом технически паровозе много: две паровые машины слева и справа для движения колёс, свисток, механический углеподатчик, инжекторы для закачки воды, электрический генератор для освещения, насос для воздушной магистрали и так далее.

Потом примерно в начале двадцатого века «люксовые» вагоны обзавелись электрическим светом, а потом и паровоз стал освещаться яркими лампами, в частности, чтобы видеть, что происходит с колёсами и осями. До электрических ламп использовали керосиновые фонари прямо впереди паровоза и ацетиленовые химические прожекторы. Потому что помощнику машиниста иногда нужно было выйти на ходу и постучать кувалдой по кулисе, так как снег забился и смёрзся в лёд.

Он выглядит нарядно, цветной (чаще всего зелёный или синий), у него большие сцепные колёса. Отечественный пассажирский паровоз отличается от грузового визуально очень легко. И грузовые паровозы обычно чёрные. Для пассажирского была важна скорость, для грузового — тяга, поэтому у грузового сцепные колёса меньше.

Вот она сразу перед зелёной паровой машиной: Впереди паровоза есть маленькая бегунковая тележка, которая имеет возможность поворачиваться относительно основной рамы.

Она нужна для того, чтобы паровоз вписывался в кривые (мог поворачивать легче).

Вот паровая машина, она преобразует энергию пара в механическую энергию, движущую колёса:

Обратите внимание на характерную русскую контрбудку: она соединяется с будкой на паровозе специально для обеспечения более комфортных условий работы паровозной бригады в зимнее время. За паровозом идёт вагон-тендер, туда грузятся запасы угля и воды.

Они сделали замечательный стенд с анатомией паровоза: Вот принципиальное устройство паровоза (здесь и дальше мы ходим по Музею железных дорог России в Петербурге).

Вот так с помощью гидроколонки грузилась вода через специальный люк в тендере: Чтобы паровоз шёл, в него надо загрузить уголь (топливо), воду (рабочее тело) и бригаду из машиниста, помощника машиниста и кочегара.

Соответственно выделяются топка, котёл, колпак сухопарника и труба. Дальше бригада топит котёл и управляет поездом. Внутри паровоза происходит парообразование, затем пару раз пар прогоняется по контуру трубок внутри устройства. Около колёс — паровые машины, которые делают движение из энергии пара.

Дело в том, что любой участок пути имеет наклоны: спуски и подъёмы. Паровозом почти до современности управлять надо было очень нежно и аккуратно, и для этого нужен был высокий профессионализм. Поезд может рассыпаться, и это закончится плохо. Вагоны взаимодействуют неравномерно, и сцепки между ними рвутся. Поэтому в будке были два квалифицированных человека: помощник, умеющий топить котёл, и машинист, умеющий управлять поездом и вообще всё остальное. Плюс просто надо учитывать огромную инерцию и уметь управлять всей этой махиной.

Вот рабочее место машиниста и его обзор:

А вот помощника с дверью наружу:

Это обычно был здоровый мужик, который умел много работать лопатой. Кочегар, вопреки распространённому мнению, не топил, а просто подавал уголь в бункер в паровозе из тендера.

Надо было пожарить яичницу. На этой лопате, кстати, помощники сдавали негласный экзамен машинистам при приёме в бригаду. Если яичница получалась сгоревшей или «с соплями», это был негодный помощник. Для этого надо было равномерно растопить топку, закидывая уголь по углам отсека, правильно удерживать лопату, оценивать температуру в отсеке по цвету деталей и угля и управлять температурой лопаты. Вот из этого, где написано «Вода отравлена, пить нельзя»: Если отличной — можно было есть, запивая водой из баков.

Но это было запрещено, потому что после загрузки воды в неё надо было кинуть несколько таблеток средства от накипи, которое не очень полезно для здоровья. Воду из баков, несмотря на надпись, кипятил и пил почти каждый машинист. Мягкая вода так ценилась, что, если находился источник около железной дороги, там сразу ставилась станция, даже если не было населённого пункта по дороге. Это чтобы трубочки внутри паровых и водяных систем не забивались слишком быстро. И то потому, что это почти предел хода паровоза без дозаправки водой. Среднее расстояние между английскими станциями — 20 километров, а между нашими — 80.

Первый дизельный тепловоз придумали и собрали у нас, чтобы решить часть недостатков паровозной системы. Это проблема, и требовалось хоть какое-то её решение. Маневровый тепловоз хорош тем, что его не надо постоянно топить: есть работа — включил двигатель, нет работы — выключил. Конкретно очень хотелось уйти от зависимости по воде и упростить манёвры на станциях. В итоге попробовали собрать прототип и сделали вот это творение сумрачного русского гения — Щ-ЭЛ-1 1924 года:

У прототипа было слишком много проблем, связанных с тем, что пар давал мгновенную обратную связь, а ДВС требовал коробку передач между двигателем и колёсами. Он, увы, проработал недолго и широко не распространился. Понадобилась электрическая система передач, что повлекло вот такую конструкцию: Переключение передач создавало жёсткие толчки, и они могли послужить причиной обрыва сцепок.

Как вы можете догадаться, аккумуляторы тогда были не очень, и поэтому распространение они получили только там, где могли ходить трамваи. В итоге на некоторое время от тепловозов отказались и стали проводить опыты сразу с электрическими двигателями. То есть на трамвайных рельсах по ночам ползали грузовые поезда для предприятий Москвы.

В какой-то момент в СССР сделали невероятно красивый и эффективный паровоз. Но, конечно, паровозы всё больше и больше устаревали. У него четырёхзначный номер 0251, но произвели его ровно вот столько: Вот он, в музее стоит последний паровоз серии П36.

Из-за этого лампаса его прозвали «Генерал».

Так появился ТЭЗ — убийца паровозов: И примерно в этот же момент Америка сняла с производства паровозы, и у нас на XX съезде партии Хрущёв решил тоже поставить на тепловозы.

Везли через Владивосток и вагоны (разобранные), и тепловозы. А это палубные крепежи для того, чтобы поставить тепловоз в СССР морем.

Из интересного стоит отметить вот эти экспонаты: Потом была богатая история тепловозов СССР.

Ходил он 110 километров в час, то есть не сильно быстрее паровозов (паровозы могли и до 120 км/ч развить), но зато не останавливался для дозаправки водой. Рейсовый дизельный автобус АВ 758 — румынский.

Вот на ТЭ-6769 (Т означает трофейный эквивалент того, что после Т, то есть максимально близкий по характеристикам к серии Э) очень хорошо видно песочницу:

Отводы от неё ведут к каждому колесу и заканчиваются примерно вот так:

Это нужно при экстренном торможении или при обледенении путей. Так песок подаётся под колёса для увеличения трения.

Под колёсами ещё хорошо видно рессоры, магистрали и тормоза:

А вот с помощью этого устройства можно было узнать скорость паровоза:

Скорость вращения снималась с передней оси, а затем преобразовывалась в линейную скорость на приборе.

Они отличаются от обычных только тем, что уголь и вода у них — на самом паровозе, а не в тендере: Есть ещё интересный класс паровозов, это так называемые паровозы-танки.

Понятно, что запасы там не очень большие, но иногда так действительно проще.

Верхний с жёлто-оранжевой кромкой — это «американский фонарь», он же — ацетиленовый химический прожектор. На этом танке есть отличный карбидный фонарь. Получалось яркое пламя, которое давало света куда больше, чем «фары на свечах» снизу. В ёмкость с карбидом капала вода (напор воды регулировался вручную), она реагировала, выделялся горючий газ, который затем горел в горелке. Позже стали делать освещение. Кстати, свечные фонари — съёмные, чтобы можно было осмотреть паровоз. Вот лампа серии СО, которая освещает колёса:

И, возвращаясь к рабочему месту помощника машиниста СО, там рядом — распредщит, пока небольшой, как раз для таких ламп:

Депо тогда были основаны на архитектуре поворотного круга: Очень интересно устройство поворотного круга.

Эти паровозы в музее были расставлены именно таким кругом, который находится в центре экспозиции (это когда-то было действующее депо):

Но круги, как видите, были куда удобнее, особенно когда от ручного поворота перешли к двигателям. Альтернатива такому кругу — треугольники стрелок.

Вот здесь хорошо видно шнек для подачи угля из тендера: Теперь давайте посмотрим на паровозы сверху.

Турбогенератор:

Предохранительные клапаны (позже на более мощных паровозах их стали делать по три, тут два на случай выхода одного из строя):

В воде это просто (водой), а на железной дороге до четверти локомотива занимает холодильная установка. На тепловозах сверху и с боков — ещё характерные решётки для холодильника: поскольку двигатели ставили судовые, надо было их как-то охлаждать, чтобы не закипели.

Вот это реконструкция середины рабочего дня на станции:

Бригады могли быть закреплены за локомотивом (три бригады, один старший машинист) или меняться. Сзади видно таблицу с локомотивами и начальниками бригад. Первый способ обеспечивал лучшее обслуживание «родного» локомотива, а второй — меньший пробег, поскольку бригады отдыхали в оборотном депо и иногда не могли сразу выйти назад.

Паровоз с большим аккумулятором для пара, бестопочный. И последнее. Он использовался на химических заводах, где огонь был запрещён:

Паровоз приходил к котлу, заправлялся вот так: Передняя часть — это большой бак для пара, по сути.

Пара хватало примерно на два часа. И шёл в опасную зону работать.

Очень Мы уже рассказывали много про железную дорогу, вот ещё посты на эту тему:
• Большой FAQ про поезда дальнего следования и неочевидные правила
• Зачем при наличии электропитания нужен старый добрый угольный котёл в вагоне
• Как устроен пассажирский вагон дальнего следования
• Как собирают вагоны для пассажирских поездов
• Эволюция вагона железной дороги
• Как работает вокзал
• Поезда разные.

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть