Железнодорожное место

Культура Саратова


Часть 2

История изобретения, развития и усовершенствования паровоза 1803-1900

Публикуется в сокращении, с сохранением стиля первоисточника. Внесенные в текст поправки и необходимые пояснения выделены цветом. Развернутые комментарии вынесены в отдельные абзацы и выделены красной линие слева от текста.

Глава XII

С 1876 года начинается новая эпоха в истории развития паровоза. В этом году Маллет спроектировал для железной дороги Баiонна-Бiaриц три паровоза по принципу compound (компаунд); паровозы эти были построены заводом Шнейдера в Creusot и начали службу в июле 1876 года.

Применение принципа compound в паровозах возбудило такой горячий спор между сторонниками и противниками этой системы, как ни один из вопросов механики паровоза. Аргументы за и против этой системы весьма вески, и результат спора в настоящее время состоит в том, что спорящие стороны остались каждая при своем мнении.

Разница между паровозом простого расширения и системы compound может быть определена вкратце следующим образом: у паровоза простого расширения употребляются исключительно цилиндры высокого давления, и отработавший парк переходит из цилиндров прямо в атмосферу, у паровозов же системы compound употребляются цилиндры высокого и низкого давления, и отработавший пар из цилиндра высокого давления переходит в другой цилиндр большего диаметра, в котором он вторично расширяется, и затем уже выпускается в атмосферу.

Хотя система compound только в последнее десятилетие стала быстро распространяться, но её идея не нова. Так, уже в 1850 году Джон Никольсон, машинист Большой Восточной ж.д. (в Англии), предоставил проект паровоза системы compound James Samuel, главному инженеру подвижного состава этой железной дороги.

В 1852 году Samuel применил систему Никольса к товарному и пассажирскому паровозам, причем результаты были весьма удовлетворительны.

Паровозы compound постройки Samuel-я имели по два цилиндра с отношением площадей поршней, как один к двум. Из малого цилиндра выпускался в большой неотработавший пар, а с помощью особого клапана, у определенной точки хода поршня, пар переходил из малого цилиндра в большой, и расширение имело место в обоих цилиндрах одновременно. Следует иметь в виду, что в большой цилиндр впускался пар со стороны рабочей части поршня малого цилиндра, а не стороны нерабочей части, как у современных паровозов compound.

В Англии с самого начала появления паровозов системы compound наиболее авторитетными сторонниками их явился Webb - главный инженер подвижного состава Лондон-северо-западной ж.д. и Worsell - главный инженер подвижного состава Северо-восточной ж.д.

В 1878 году Webb, в виде опыта, переделал один из старых паровозов в compound по системе Маллета. Паровоз этот работал 5 лет, и результаты были до такой степени благоприятными, что Webb решил ввести эту систему в обширных размерах.

С этой целью он в 1881 году построил в известных мастерских «Crewe» паровоз compound по совершенно новой системе. Паровоз этот, названный «Experiment» («Опыт»), имел два наружных цилиндра высокого давления с диаметром в 11 1/2 дюйма (292 мм) и один внутренний цилиндр низкого давления с диаметром в 26 дюймов (660 мм); диаметр ведущих колес был 6 1/2 фута (198 см) и парораспределение по системе Джоя. Цилиндры высокого давления действовали на задние колеса, а цилиндр низкого давления - на ведущие колеса. Ведущие и задние колеса не были спарены между собою; таким образом, не было надобности в сцепных дышлах, и паровоз имел такой же свободный ход, как паровоз с одной только парой ведущих колес, но имея такое же сцепление колес с рельсами, как у паровоза со спаренными колесами. Проектируя эту систему, Webb имел в виду достижение следующих результатов:

  1. Развитие паровозом большой силы.
  2. Экономия в расходе топлива.
  3. Утилизация всей силы пара.
  4. Более равномерное распределение сил, действующих на части механизма.
  5. Такой же свободный ход, как у паровозов с одной только ведущей осью, но с тем же сцеплением колес с рельсами, как у паровозов со спаренными осями.
Паровоз завода Балдвина с переменной нагрузкой ведущей оси
Паровоз завода Балдвина с переменной нагрузкой ведущей оси

Упомянутый паровоз стал работать 3 апреля 1882 года, причем результаты были так благоприятны, что по тому же типу было построено еще 29 паровозов. Средний расход топлива этих паровозов составил 24 русских фунта на версту пробега.

Из паровозов простого расширения, построенных в эту эпоху, заслуживают внимания следующие.

В 1876 году известный в настоящее время паровозостроительный завод Балдвина в Филадельфии построил паровоз с одной парой свободных ведущих колес, отличавшийся той особенностью, что машинист мог в случае надобности увеличить нагрузку ведущей оси, составлявшую обыкновенно около 16,1 тонн до 21,4 тонны. Этот результат получался с помощью боковых балансиров, имевших подвижную точку опоры и оси которых перемещались по желанию машиниста в кулисах. С этой целью две тяги, приводимые в движение паровым цилиндром, подымали балансиры впереди кулис; таким образом, точки опоры балансиров передвигались ближе к ведущей оси, чем достигалось увеличение её нагрузки.

В 1878 году американский инженер M.Fontaine спроектировал паровоз большой скорости по особой системе. Для достижения большой скорости хода паровоза без значительного увеличения диаметра ведущих колес или увеличения числа ходов поршня в минуту, Fontaine расположил между колесом, получающим движение от поршня, и ведущим колесом особое колесо, сидевшее также на ведущей оси; это последнее колесо получало движение при посредстве трения от колеса, получавшего свое движение от поршня машины. Система рычагов, приводимых в действие сжатым воздухом, позволяла регулировать нагрузку верхней промежуточной оси и через нее и ведущей оси, разгружая более или менее поддерживающие колеса, расположенные под будкой машиниста, и колеса тележки.

Паровоз системы Fontaine
Паровоз системы Fontaine

На рисунке представлен паровоз, построенный по этой системе заводом Гранта в Патерсоне (в штате Нью-Джерси) для Южной Канадской ж.д. Этот паровоз обслуживал поезда весом в 876 тонн, со скоростью в 40 километров в час на подъеме в 0,004; но на горизонтали и с меньшим составом он развивал скорость до 97 километров в час. На практике, однако, эта система дала неблагоприятные результаты вследствие того, что значительная масса, состоявшая из лежавших одна над другой осей, трущихся и ведущих колес, производила на путь очень вредные толчки, и, кроме того, введение трения для передачи движения имело вредное влияние на работу машины. Главные размеры этого паровоза были: диаметр цилиндров 0,407 м; ход поршня 0,610 м; диаметры колес: ведущих - 1,830 м; верхних трущихся - 1,830 м; нижних трущихся - 1,423 м и поддерживающих - 1,068 м; диаметр котла 1,220 м; число дымогарных труб 140; их диаметр 0,051 м, общая поверхность нагрева 84 кв. м; вес паровоза в рабочем состоянии 28 тонн, из которых на ведущие колеса приходилось 14,5 тонны.

Все пассажирские паровозы стали быстро снабжаться воздушными тормозами преимущественно Вестингауза. Непрерывный воздушный тормоз Георга Вестингауза в первый раз был применен в 1869 году у поезда железной дороги Pittsburg, Cincinnati, Chicago and St. Louis; этот тормоз был не автоматический; автоматический же свой тормоз Г.Вестингауз изобрел в 1873 году и применил его у поезда железной дороги Reading.

В 1881 году заводом Балдвина в Филадельфии построен для железной дороги Филадельфия - Ридинг пассажирский паровоз с одной парой ведущих колес. Имея в виду, что при одной паре ведущих колес вес паровоза, который можно утилизировать для сцепления, значительно меньше, нежели при двух парах спаренных колес, а поэтому для увеличения сцепления в случае надобности, как-то: при отправлении или крутых подъемах, паровоз этот был снабжен подвижными балансирами, скалка поршня, двигавшегося в паровом цилиндре, соединялась с плечом поперечного вала, на каждом из концов которого сидело по кулаку, при впуске пара в цилиндр плечо вала опускалось вниз, причем кулаки приходили в прикосновение с балансирами, и часть веса передавалась на эти кулаки. Последние, будучи ближе к ведущим колесам, передавали им больший вес.

Пассажирский паровоз ж.д. Филадельфия - Ридинг, завода Балдвина 1881 г.
Пассажирский паровоз ж.д. Филадельфия - Ридинг,
завода Балдвина 1881 г.

Машина этого паровоза состояла из двух наружных цилиндров диаметром 18 дюймов (457 мм) и ходом поршней 24 дюйма (61 см). Котел стальной, заключавший 198 дымогарных труб и стальную топку. Колосниковая решетка состояла из водяных труб. Диаметр ведущих колес был 6,5 футов (198 см), колеса чугунные с пустотелым ободом; диаметр поддерживающих колес был 45 дюймов (114,3 см). Вес паровоза в служебном состоянии был 38 тонн, из которых от 15 до 20 тонн приходилось на ведущие колеса.

Этот паровоз работал на железной дороге Филадельфия - Ридинг очень короткое время, так как ввиду финансовых затруднений этой дороги завод Балдвина отобрал его и продал Имсу (изобретателю тормоза). Последний увез его в Англию, на одной из железных дорог которой этот паровоз работал долгое время.

В 1881 году Stroudley, главный инженер подвижного состава железной дороги «Лондон, Брайтон и Южный Берег», построил в мастерских этой дороги пассажирский паровоз, названный «Стефенсон». Этот паровоз обслуживал курьерские поезда на этой дороге, причем развивал скорость до 50 миль в час (80,5 км/час). Главные его размеры были: диаметр цилиндров 17 дюймов (43,2 см) и ход поршня 24 дюйма (61 см); диаметр ведущих колес 6,5 фута (198 см); диаметр поддерживающих и направляющих колес 4,5 фута (137 см); диаметр котла 4 1/4 фута (129,5 см); топка медная; число труб 262; поверхность нагрева труб 1084,5 квадратных фута (100,8 кв. м), топки 100 квадратных футов (9.3 кв м) и общая 1184,5 квадратных фута (110.1 кв м); площадь колосниковой решетки 17 квадратных футов (1,579 кв. м); рабочее давление пара 10 атмосфер; вес паровоза в рабочем состоянии 34 тонны.

В 1882 году Stroudley ввел на той же дороге новый тип пассажирского паровоза, названный типом «Гладстона» в виду того, что первый, построенный по этому типу паровоз, назывался «Гладстон». Вид одного из паровозов этого типа представлен на рисунке. Паровозы этого типа замечательны тем, что хотя они прекрасно служили, тем не менее, ни одна из других английских дорог не строила подобных паровозов.

Паровоз типа «Гладстон»
Паровоз типа «Гладстон»

Главные размеры паровоза были следующие: диаметр цилиндров 18 дюймов (457,2 мм), ход поршня 26 дюймов (660,4 мм); диаметр ведущих и спаренных колес 6,5 футов (198,1 см); диаметр поддерживающих колес 4,5 фута (137,2 см); число труб 333; общая поверхность нагрева 1485 квадратных футов (138 кв. м); рабочее давление пара 10 атмосфер; вес паровоза в рабочем состоянии 38,5 тонны; общий вес паровоза и тендера 66 тонн.

Эти паровозы снабжены переводным рычагом, приводимым в действие сжатым воздухом из главного резервуара тормоза Вестингауза. Золотниковые коробки и золотники расположены под цилиндрами; это сделано с той целью, чтобы при закрытом регуляторе золотники отходили от зеркал цилиндров, чем избегается трение. Котел питается исключительно горячей водой, нагреваемой отработавшим паром, впускаемым в тендер. Питание котла производилось в начале одними только насосами, в последнее время - инжекторами.

В 1883 году James Stirling построил в мастерских «Ashford» Юго-восточной ж.д. прекрасный пассажирский паровоз. Он имел внутренние цилиндры с диаметром 19 дюймов (482,6 мм) и ходом поршня 26 дюймов (660,4 мм); ведущие и спаренные его колеса имели диаметр в 7 футов (213,4 см); поверхность нагрева была 1020 квадратных футов (94,76 кв. м); рабочее давление пара 9 атмосфер, вес паровоза в служебном состоянии 41,5 тонны, вес паровоза вместе с тендером 72 тонны. Паровоз этот на всемирной выставке в Париже в 1889 году получил золотую медаль.

Часть 2


Инженер-технолог Я.Шотлендер
Опубликовано в журнале Министерства путей сообщения за 1903 год. Книга девятая. СПБ.: Типография Министерства Путей сообщения



Страница создана 21 августа 2005 года. Сайт создан 15.04.2000. Последнее обновление 13.09.2009
Copyright © 1999-2006 Василий Зимин. Все ваши впечатления, предложения и пожелания принимаются zvg@ruzgd.ru