मेटल लोकोमोटिव्हच्या साध्या मॉडेलचे रेखाचित्र डाउनलोड करा. वाफेचे इंजिन. आम्ही दर्जेदार साहित्य निवडतो
स्टीम लोकोमोटिव्हची प्रतिमा क्लिक करण्यायोग्य आहे
स्टीम लोकोमोटिव्ह वाफेची उर्जा वापरते उच्च दाब. ही अतिउष्ण वाफ पिस्टनची मालिका ढकलते, जी कनेक्टिंग रॉडच्या मदतीने (खालील चित्र) चाके फिरवते. स्टीम लोकोमोटिव्हच्या डिझाइनची सापेक्ष साधेपणा आणि विश्वासार्हता यामुळे 1800 च्या दशकाच्या सुरुवातीस पहिले लोकोमोटिव्ह दिसल्यापासून ते दुसरे महायुद्ध संपेपर्यंत वाहतुकीचे सर्वात लोकप्रिय साधन बनले.
भारत आणि चीनमध्ये अजूनही स्टीम इंजिनचा वापर मोठ्या प्रमाणावर केला जातो. तथापि, त्यांचा मुख्य गैरसोय कमी गुणांक आहे उपयुक्त क्रिया: सर्वोत्तम वाफेच्या इंजिनमध्येही, कोळशाच्या ज्वलनाच्या वेळी सोडल्या जाणाऱ्या उर्जेच्या 6 टक्क्यांपेक्षा जास्त ऊर्जा गती उर्जेमध्ये रूपांतरित होत नाही.
आधुनिक मध्ये वाफेचे इंजिनज्वलनासाठी कोळसा टेंडरमधून फायरबॉक्सला स्वयंचलितपणे पुरवला जातो. जेथे ते सुमारे 2550 डिग्री फॅरेनहाइट (जे 1400 डिग्री सेल्सिअसशी संबंधित) तापमानात जळते. थंड पाणी, जे टेंडरमध्ये देखील साठवले जाते, स्टीम बॉयलरमध्ये दोनदा गरम केले जाते आणि अतिउष्ण उच्च-दाब स्टीममध्ये बदलते. ही वाफ, नंतर सिलिंडरमध्ये प्रवेश करते, पिस्टन हलवते आणि ट्रेनची चाके फिरवते. वाफेचा काही भाग, थंड होऊन, परत पाण्यात वळतो आणि स्टीम बॉयलरकडे परत येतो. उर्वरित वाफेद्वारे सोडले जाते चिमणी.
उष्णता संरक्षण
पिस्टनवर काम केलेली वाफ अजूनही गरम आहे. काही लोकोमोटिव्ह डिझाइनमध्ये, एक्झॉस्ट स्टीमचा काही भाग प्रीहीटिंगसाठी वापरला जातो थंड पाणी- हे पाणी स्टीम बॉयलरमध्ये जाण्यापूर्वी.
तापमानात वाढ
वॉटर ट्यूब बॉयलरमधील उबदार पाणी फायरबॉक्सच्या सभोवतालच्या पाईप्समधून जाते आणि वाफेमध्ये बदलते. ही वाफ नंतर भट्टीच्या आतील इतर पाईप्समधून जाते.
वाफेवर चालणारा पिस्टन
डावा पिस्टन व्हॉल्व्ह उघडतो आणि उच्च दाबाची वाफ सिलेंडरमध्ये प्रवेश करते (वर (1) मध्ये दर्शविल्याप्रमाणे). वाफेमुळे पिस्टन उजवीकडे सरकतो आणि चाक वळते (2.). डावा वाल्व नंतर बंद होतो. उजवा वाल्व्ह उघडतो आणि ताजी वाफ पिस्टनच्या दुसऱ्या बाजूला प्रवेश करते (3). आता, वाफेच्या ऊर्जेच्या प्रभावाखाली, पिस्टन त्याच्या मूळ स्थितीत परत येतो, ज्यामुळे चाक या वेळेपर्यंत एक क्रांती घडवून आणते (4). मग सर्वकाही पुन्हा पुन्हा पुनरावृत्ती होते.
युनियन पॅसिफिक "चॅलेंजर"
स्टीम लोकोमोटिव्ह हे स्वायत्त लोकोमोटिव्ह आहे स्टीम पॉवर प्लांट, इंजिन म्हणून वाफेचे इंजिन वापरणे.
स्टीम लोकोमोटिव्ह एक अद्वितीय आहेत तांत्रिक माध्यममनुष्याने तयार केलेले, त्यांनी 19 व्या आणि 20 व्या शतकाच्या पहिल्या सहामाहीत मोठ्या प्रमाणात रहदारी केली, अनेक देशांच्या अर्थव्यवस्थांच्या वाढीमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावली.
स्टीम लोकोमोटिव्ह सतत सुधारित आणि विकसित केले गेले, ज्यामुळे महान विविधतात्यांच्या डिझाईन्स, ज्यात शास्त्रीय रचनांपेक्षा भिन्न आहेत.
स्टीम लोकोमोटिव्हचे वर्गीकरण
अक्षीय सूत्रानुसार
धावपटू, ड्रायव्हिंग आणि सपोर्टिंग अक्षांच्या संख्येचे वर्णन करते. अक्षीय सूत्रे (प्रकार) लिहिण्याच्या पद्धती खूप वैविध्यपूर्ण आहेत. रेकॉर्डिंगच्या रशियन फॉर्ममध्ये, प्रत्येक प्रकारच्या एक्सलची संख्या विचारात घेतली जाते, इंग्रजी स्वरूपात - प्रत्येक प्रकारच्या चाकाची आणि जुन्या जर्मन स्वरूपात, फक्त एकूण एक्सल आणि ड्रायव्हिंगची संख्या विचारात घेतली जाते. . अशा प्रकारे, रशियन नोटेशनमध्ये चिनी स्टीम लोकोमोटिव्ह QJ चे अक्षीय सूत्र 1-5-1, इंग्रजीमध्ये - 2-10-2 आणि जुन्या जर्मनमध्ये - 5/7 असेल. याव्यतिरिक्त, अमेरिकन वर्गीकरणातून अनेक प्रकारांची नावे आहेत, उदाहरणार्थ: 2-2-0 - "अमेरिकन", 1-3-1 - "प्रेरी", 1-4-1 - "मिकाडो", 1-5-0 - "डेकॅपॉड".
चालणारे चाके- विनामूल्य (म्हणजे, ट्रॅक्शन मोटर्समधील ट्रॅक्शन फोर्स त्यांच्याकडे प्रसारित होत नाहीत) ड्रायव्हिंग व्हीलसेटच्या समोर स्थित व्हीलसेट. ते लोकोमोटिव्हचा पुढील भाग अनलोड करण्यासाठी तसेच वक्रांमध्ये लोकोमोटिव्हचे फिट सुधारण्यासाठी कार्य करतात.
वक्रांमध्ये बसविण्याच्या अटींनुसार, धावत्या अक्षांमध्ये लोकोमोटिव्हच्या सरासरी अक्षापासून महत्त्वपूर्ण विचलन असणे आवश्यक आहे. ते लोकोमोटिव्ह फ्रेमच्या सापेक्ष आडवा हलविण्यास सक्षम असलेल्या फिरत्या बोगीवर ठेवलेले आहेत.
ड्रायव्हिंग व्हीलसेट- व्हीलसेट ज्यामध्ये लोकोमोटिव्ह इंजिनमधून ट्रॅक्शन फोर्स थेट प्रसारित केले जातात.
समर्थन wheelsets- लोकोमोटिव्हच्या मागील बाजूस समर्थन देण्यासाठी आणि वक्रांमध्ये फिट असल्याची खात्री करा.
स्टीम इंजिनच्या सिलेंडरच्या संख्येनुसार
सर्वात व्यापक दोन-सिलेंडर(उजवीकडे आणि डावीकडे एक सिलेंडर) स्टीम लोकोमोटिव्ह डिझाइनमध्ये सोपे आणि अधिक विश्वासार्ह आहेत, परंतु मल्टी-सिलेंडर्समध्ये चांगले गतिमान कार्यप्रदर्शन असते.
यू तीन-सिलेंडरस्टीम लोकोमोटिव्हमध्ये, 2 सिलेंडर फ्रेमच्या बाहेर स्थित असतात आणि तिसरा त्यांच्या दरम्यान असतो.
यू चार-सिलेंडरस्टीम लोकोमोटिव्हमध्ये, दोन सिलेंडर फ्रेमच्या बाहेर स्थित असतात आणि उर्वरित दोन एकतर फ्रेमच्या अर्ध्या भागांमध्ये किंवा बाहेर स्थित असू शकतात आणि या प्रकरणात, प्रत्येक बाजूला 2 सिलेंडर एकमेकांच्या मागे स्थित असू शकतात. :
किंवा एकमेकांच्या वर:
चार-सिलेंडर लोकोमोटिव्हवर कंपाऊंड प्रकारचे मशीन वापरले गेले:
कंपाउंडिंग मशीनदोन (किंवा अधिक) कार्यरत सिलेंडर आहेत विविध व्यास. बॉयलरमधून ताजी वाफ एका लहान उच्च-दाब सिलेंडरमध्ये प्रवेश करते. तेथे काम केल्यावर (प्रथम विस्तार), स्टीम मोठ्या प्रमाणात हस्तांतरित केली जाते कमी दाब. ही ऑपरेटिंग योजना वाफेच्या ऊर्जेचा अधिक पूर्ण वापर करण्यास अनुमती देते आणि इंजिनची कार्यक्षमता वाढवते.
कार्य तत्त्व:
लोकोमोटिव्ह आकृती:
एचपीसी - उच्च दाब सिलेंडर.
LPC - कमी दाबाचा सिलेंडर.
वापरलेल्या वाफेच्या प्रकारानुसार
संतृप्त वाफेवर- पाण्याचे बाष्पीभवन झाल्यानंतर परिणामी वाफ ताबडतोब सिलेंडरमध्ये प्रवेश करते. ही योजना पहिल्या स्टीम लोकोमोटिव्हवर वापरली गेली होती, परंतु ती अत्यंत किफायतशीर आणि कठोरपणे मर्यादित शक्ती होती.
सुपरहिटेड वाफेवर- स्टीम अतिरिक्तपणे सुपरहीटरमध्ये 300 डिग्री सेल्सियसपेक्षा जास्त तापमानात गरम केली जाते आणि नंतर स्टीम इंजिनच्या सिलेंडरमध्ये प्रवेश करते. ही योजना स्टीममध्ये (1/3 पर्यंत) आणि म्हणूनच इंधन आणि पाण्यात लक्षणीय बचत करण्यास अनुमती देते, ज्यामुळे ते तयार केलेल्या बहुतेक शक्तिशाली स्टीम लोकोमोटिव्हवर वापरले जाऊ लागले.
सुपरहीटर ही फायरबॉक्समधून जाणारी ट्यूबलर चॅनेलची एक प्रणाली आहे ("बॉयलर" विभाग पहा).
स्टीम लोकोमोटिव्ह आकृती
वाफेच्या इंजिनला जोडलेली एक विशेष गाडी लोकोमोटिव्ह (लाकूड, कोळसा किंवा तेल) आणि पाण्यासाठी इंधनाचा पुरवठा करण्यासाठी डिझाइन केलेली आहे. वापरणाऱ्या शक्तिशाली लोकोमोटिव्हसाठी मोठ्या संख्येनेकोळसा, यांत्रिक कोळसा फीडर (स्टोकर) देखील निविदामध्ये ठेवला आहे.
2. ड्रायव्हरचे बूथ
सर्व नियंत्रणे आणि मॉनिटरिंग डिव्हाइसेसचा उद्देश वाफेच्या पुरवठा आणि वितरणाशी संबंधित आहे याचे वर्णन करण्यात काही अर्थ नाही;
काही टॅप, व्हॉल्व्ह आणि प्रेशर गेज सुरक्षिततेच्या कारणास्तव किंवा गरम दुरुस्तीसाठी डुप्लिकेट केले जातात.
पुढे आणि मागे ड्रायव्हिंग स्विच करण्यासाठी एक रिव्हर्स लीव्हर आणि सिलिंडरला पुरवलेल्या वाफेचे प्रमाण नियंत्रित करण्यासाठी एक लीव्हर देखील आहे, एका शब्दात "गॅस".
ब्रेक लीव्हर आणि व्हिसल ड्राइव्ह देखील आहे. लीव्हरऐवजी वाल्व असू शकतात.
स्टीम लोकोमोटिव्ह ही धोकादायक गोष्ट असल्याने, उपकरणांचे निरीक्षण करण्यासाठी केबिनमध्ये दोन लोक असणे आवश्यक आहे.
आणि हो, केबिनमध्ये अजूनही गरम आहे.
3. शिट्टी
सिग्नल देण्यासाठी, लोकोमोटिव्हवर एक साधे परंतु अत्यंत महत्वाचे डिव्हाइस स्थापित केले आहे - एक स्टीम व्हिसल, ज्याचा ड्राइव्ह ड्रायव्हरच्या केबिनशी जोडलेला आहे. जर शिटी सदोष असेल तर, ट्रेनखाली लोकोमोटिव्ह सोडण्यास मनाई आहे.
आधुनिक लोकोमोटिव्ह मल्टी-टन शिट्ट्यांसह सुसज्ज आहेत.
4. रिव्हर्स ते स्टीम वितरण यंत्रणा मसुदा
हे केबिनमधील रिव्हर्स लीव्हरशी जोडलेले आहे, ज्याच्या मदतीने हालचाल पुढे आणि मागे स्विच केली जाते. आधुनिक लोकोमोटिव्हमध्ये, समान लीव्हर सिलेंडर्सला वाफेचा पुरवठा नियंत्रित करते.
अतिरिक्त वाफ आपोआप सोडून अतिरिक्त दाबाने उपकरणे आणि पाइपलाइन नष्ट होण्यापासून संरक्षण करण्यासाठी डिझाइन केलेले.
7. सँडबॉक्स
ट्रॅक्शन रोलिंग स्टॉक (लोकोमोटिव्ह, ट्राम, इ.) वर स्थापित वाळूसह कंटेनर. चाकांच्या खाली वाळू पुरवण्यासाठी डिझाइन केलेल्या वाळू पुरवठा प्रणालीचा हा एक भाग आहे, ज्यामुळे चाकांच्या रेलला चिकटून राहण्याचे गुणांक वाढते.
कोरडी क्वार्ट्ज वाळू चाकांच्या खाली पोसण्यासाठी वापरली जाते. संकुचित हवेच्या मदतीने, वाळूचा पुरवठा सँडबॉक्समधून विशेष नोजलमध्ये केला जातो, जो चाके आणि रेलच्या दरम्यानच्या संपर्क क्षेत्राकडे वाळूचा प्रवाह निर्देशित करतो. स्टीम लोकोमोटिव्हवर, एक किंवा अधिक सँडबॉक्स स्थापित केले गेले होते, सामान्यतः स्टीम बॉयलरच्या वरच्या भागात.
बॉयलर कोरड्याने भरलेल्या सँडबॉक्स बॉडीसह सुसज्ज आहे बारीक वाळू. शरीरात नोजल असतात जे लोकोमोटिव्हच्या चाकांकडे जाणाऱ्या पाईप्सना वाळू पुरवतात. ड्रायव्हरच्या बूथमध्ये एक टॅप स्थापित केला आहे जो हवा नोजलकडे निर्देशित करतो.
स्टीम स्टीमर हा बॉयलरचा भाग आहे आणि पाण्याचे थेंब आणि स्केल कण (जेणेकरून ते मशीनमध्ये येऊ नये) पासून स्टीम वेगळे करण्यासाठी कार्य करते.
उजवीकडील पोकळी सँडबॉक्स आहे.
स्टीम टँकमध्ये स्टीम पाइपलाइनची सुरूवात आहे, येथून (जाड पाईपद्वारे) वाफ वाल्व-रेग्युलेटरमधून सुपरहीटरमध्ये जाते आणि तेथून स्टीम इंजिनमध्ये जाते. रेग्युलेटर आपल्याला वाफेचा पुरवठा अतिशय सहजतेने वाढविण्यास आणि त्याद्वारे लोकोमोटिव्हची शक्ती नियंत्रित करण्यास अनुमती देतो. या झडपाचे नियंत्रण हँडल लोकोमोटिव्ह बॉक्समध्ये स्थित आहे.
ट्रेन ब्रेक नेटवर्कला उर्जा देण्यासाठी डिझाइन केलेले संकुचित हवाआणि सँडबॉक्सेससारख्या विविध यंत्रणा राखण्यासाठी.
हा एक कंप्रेसर (पंप) आहे जो एका सामान्य बॉयलरद्वारे चालविल्या जाणाऱ्या लहान स्टीम इंजिनद्वारे चालविला जातो.
उत्पादकता प्रति मिनिट सुमारे 3000 लिटर हवा आहे.
लोकोमोटिव्हच्या समोर स्थित आहे. हे धूर आणि ज्वाला पाईप्समधून बाहेर पडणारे वायू गोळा करते आणि चिमणीच्या माध्यमातून वातावरणात सोडते.
फायरबॉक्समध्ये कर्षण तयार करण्यात महत्त्वाची भूमिका बजावते, ज्यामुळे लोकोमोटिव्हची शक्ती लक्षणीयरीत्या वाढू शकते. (मसुदा जितका चांगला असेल तितकी जास्त हवा फायरबॉक्समधून जाते. जितकी जास्त हवा तितकी ती जळते. ते जितके चांगले जळते तितके तापमान जास्त.)
फायरबॉक्समध्ये मसुदा तयार करण्यासाठी, तुम्हाला स्मोक बॉक्समध्ये व्हॅक्यूम तयार करणे आवश्यक आहे:
यंत्राच्या सिलिंडरमधून निघणारी एक्झॉस्ट स्टीम पाईपच्या शंकूमध्ये घुसते आणि त्यासह भट्टीतील वायू शोषून घेते. यामुळे व्हॅक्यूम तयार होतो.
15. सपोर्ट ट्रॉली
सपोर्ट व्हीलसेट विनामूल्य आहेत (म्हणजे, ट्रॅक्शन मोटर्समधून ट्रॅक्शन फोर्स त्यांच्याकडे प्रसारित होत नाहीत) ड्रायव्हिंग व्हीलसेटच्या मागे असलेले व्हीलसेट. ते लोकोमोटिव्हच्या मागील बाजूस समर्थन देतात आणि ते वक्रांमध्ये बसतात याची खात्री करतात.
एक उपकरण जे सिलेंडरच्या वेगवेगळ्या पोकळ्यांमध्ये वाफेचा प्रवाह वैकल्पिकरित्या निर्देशित करते.
पिस्टन स्टीम वितरक (शीर्ष).
कामाची योजना.
स्पूल वाल्व्ह देखील आहेत:
स्पूलच्या स्थितीनुसार (1), खिडक्या (4) आणि (5) बंद जागेसह (6) स्पूलच्या सभोवतालच्या आणि वाफेने भरलेल्या, किंवा वातावरणाशी जोडलेल्या पोकळीसह (7) संवाद साधतात.
स्टीम बॉयलरचे स्ट्रक्चरल घटक जे हीटिंग एरिया वाढवतात.
पाईप्स संपूर्ण बॉयलरमधून जातात आणि त्यांच्यामधून जाणाऱ्या वायूंची उष्णता बॉयलरमधील पाण्यात हस्तांतरित करतात.
पातळ, निळे पाईप हे स्मोक पाईप्स आहेत.
जाड पाईप आहेत उष्णता, त्यांच्या आत सुपरहीटर पाईप्स (पिवळे) चालू आहेत. एक पांढरा, जाड पाईप (वरील) स्टीम बॉयलरपासून सुपरहीटरकडे जातो.
हे जिज्ञासू आहे की कारप्रमाणेच स्टीम लोकोमोटिव्हला उच्च-गुणवत्तेचे इंधन आवश्यक आहे. कोळसा निकृष्ट दर्जाचा असल्यास, धुराचे नळ काजळीने त्वरीत अडकतात. त्यांची साफसफाई करणे हे सर्वात सोपे काम नाही.
कालांतराने, पाईप्स जळून जातात आणि नवीनसह बदलले जातात.
फ्लेम ट्यूब हे मुख्य घटक आहेत ट्यूबलर सुपरहीटर्स.
फायर पाईप्स जाड, निळे पाईप्स असतात ज्यात पिवळ्या पाईप्स असतात.
पिवळे पाईप्स सुपरहीटरचा भाग आहेत.
कलेक्टरमध्ये (मोठी पिवळी गोष्ट), स्टीम चेंबरमधून वाफेचे वितरण पातळ नळ्यांद्वारे केले जाते (जे ज्वालाच्या नळ्यांच्या आत लूपमध्ये जाते) आणि ~ 300 अंशांपर्यंत गरम केले जाते. आणि जाड पाईपद्वारे मशीनच्या सिलेंडरमध्ये प्रवेश करते.
35. ब्रेक लाइन स्लीव्ह
प्रत्येक गाडी सुसज्ज आहे ब्रेकिंग सिस्टमलोकोमोटिव्हमधील संकुचित हवेद्वारे समर्थित.
कॉमन ब्रेकिंग सिस्टीमला कार जोडण्यासाठी नळी तयार करण्यात आली आहे.
38. शेगडी
ही कास्ट आयर्न शेगडी आहे ज्यावर जळणारे इंधन (कोळसा, सरपण) असते. शेगडीला छिद्रे किंवा स्लॉट असतात ज्यातून राख पॅनमध्ये बाहेर पडते.
ॲश पॅन (ॲश पॅन) हे स्टीम लोकोमोटिव्हच्या भट्टीच्या खालच्या भागात (शेगडीखाली) स्थित एक बंकर आहे, ज्याचा वापर इंधनाच्या ज्वलनाच्या परिणामी तयार होणारी राख आणि स्लॅग गोळा करण्यासाठी केला जातो. राख पॅन नियतकालिक साफसफाई करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.
एक स्टील किंवा कास्ट आयर्न बॉक्स ज्यामध्ये स्लाइडिंग बेअरिंग, लाइनर, वंगण आणि एक्सल जर्नलला वंगण पुरवण्यासाठी एक उपकरण किंवा रोलिंग बेअरिंग आणि वंगण आहे.
लवचिक निलंबन घटक वाहन. स्प्रिंग फ्रेम किंवा बॉडीवरून चेसिसवर (चाके, ट्रॅक रोलर्स इ.) भार हस्तांतरित करते आणि असमान मार्गांवरून जाताना धक्का मऊ करते.
आता वाचक स्टीम लोकोमोटिव्हच्या मूलभूत घटकांशी परिचित झाले आहेत, ते कसे कार्य करते हे शोधण्याची वेळ आली आहे.
ऑपरेटिंग तत्त्व
ट्रेविथिकने लंडनमध्ये एक फेरी बांधली रेल्वे, ज्याच्या बाजूने लोकोमोटिव्ह 20 किमी/तास या वेगाने आणि 10 टन लोडसह 8 किमी/ताच्या वेगाने हलले.
ट्रेविथिकच्या स्टीम लोकोमोटिव्हने इतका कोळसा जाळला की या शोधामुळे कोणतेही व्यावसायिक फायदे झाले नाहीत. त्याच्या वजनामुळे, लोकोमोटिव्हने त्वरीत रेलचे रेंडर केले, लहान घोडा-चालित गाड्यांसाठी डिझाइन केलेले, निरुपयोगी.
त्यानंतरच्या वर्षांत, ट्रेविथिकने आणखी अनेक लोकोमोटिव्ह डिझाइन आणि बांधले.
लोकोमोटिव्हमध्ये दोन एक्सल होते, ज्याच्या वर एक क्षैतिज स्टीम बॉयलर विसावला होता. बाजूला एक होता स्टीम सिलेंडर, ज्याने, लिंकेज आणि क्षैतिज गियरद्वारे, लोकोमोटिव्हच्या मागील बाजूस असलेले यांत्रिक "पाय" चालवले.
पाय वैकल्पिकरित्या मार्गाला चिकटून राहतात आणि लोकोमोटिव्हला पुढे ढकलतात, ज्यासाठी लोकोमोटिव्हला “वॉकिंग लोकोमोटिव्ह” टोपणनाव देण्यात आले होते.
1815 मध्ये, दबाव वाढवण्याच्या चाचण्यांदरम्यान, बॉयलरचा स्फोट झाला. लोकोमोटिव्ह नष्ट झाले आणि अनेक लोक मरण पावले. ही घटना जगातील पहिली रेल्वे दुर्घटना मानली जाते.
"पफिंग बिली"
कदाचित पहिले स्टीम लोकोमोटिव्ह जे खरोखरच व्यावहारिक ठरले. प्रथमच, ट्रेन चालवण्याची जाणीव केवळ चाके आणि रेल्वे यांच्यातील चिकटपणामुळेच झाली. अतिरिक्त उपकरणे(ट्रॅकवर रॅक आणि पिनियनसारखे).मध्ये बांधले 1813-1814 विलियम हेडली, जोनाथन फॉस्टर आणि टिमोथी हॅकवर्थ वायलॅम माईन्सचे मालक क्रिस्टोफर ब्लॅकेट.
पफिंग बिली हे सर्वात जुने जिवंत वाफेचे लोकोमोटिव्ह आहे.
1814 मध्ये, इंग्रजी शोधकखाण रेल्वेसाठी कोळशाच्या गाड्या ओढण्यासाठी डिझाइन केलेले त्याचे पहिले लोकोमोटिव्ह डिझाइन केले.
वॉटरलू येथे नेपोलियनशी झालेल्या लढाईतील विजयासाठी प्रसिद्ध असलेल्या प्रशियाचे जनरल गेभार्ड लेबरेक्ट वॉन ब्ल्यूचर यांच्या सन्मानार्थ कारचे नाव "ब्ल्यूचर" ठेवण्यात आले.
चाचण्यांदरम्यान, लोकोमोटिव्हने 6-7 किमी/ताशी या वेगाने सुमारे 30 टन वजनाच्या आठ गाड्या भरल्या.
15 वर्षांनंतर, स्टीव्हनसनने वाफेचे इंजिन तयार केले - ते जगातील पहिले वाफेचे लोकोमोटिव्ह होते ट्यूबलर स्टीम बॉयलर.
मँचेस्टर-लिव्हरपूल रोड ट्रान्सपोर्ट कंपनीच्या संचालनालयाने विनामूल्य स्पर्धा जाहीर केली आहे चांगले डिझाइनलोकोमोटिव्ह स्टीफनसनने त्यांचे नवीन स्टीम लोकोमोटिव्ह, रॉकेट, जे रेनहिल येथे त्यांच्या कारखान्यात तयार केले होते, प्रदर्शित केले.
स्वतःच्या 4.5 टन वजनासह, या लोकोमोटिव्हने एकूण 17 टन वजनाची ट्रेन 21 किमी / तासाच्या वेगाने खेचली लोकोमोटिव्ह
अस्सल स्टीव्हनसन लोकोमोटिव्ह. विज्ञान संग्रहालय (लंडन)
प्रतिकृती. राष्ट्रीय रेल्वे संग्रहालय. यॉर्क, इंग्लंड
तेव्हापासून, स्टीम लोकोमोटिव्हचे युग सुरू झाले.
22 ऑक्टोबर 1895 रोजी पॅरिसमध्ये घडली. पॅसेंजर ट्रेन, उतारावर ब्रेक लावू शकली नाही, ट्रॅक स्टॉप ठोठावला, स्टेशन प्लॅटफॉर्मवर गेला, इमारतीची भिंत तोडली आणि उंचावरून रस्त्यावर पडली.
या अपघातात पाच जण जखमी झाले. संध्याकाळच्या वृत्तपत्र विक्रेत्या मेरी-ऑगस्टिन अग्युलर ही एकमेव व्यक्ती ठार झाली, ज्यांच्या किओस्कला कोसळलेल्या भिंतीने धडक दिली.
सर्वात वेगवान लोकोमोटिव्ह
निगेल ग्रेसली (इंग्लंड) यांनी डिझाइन केलेले "मॅलार्ड" क्रमांक 4468.
लोकोमोटिव्ह 22.4 मीटर लांब आणि सुमारे 270 टन वजनाचे आहे.
1938 मध्ये, त्यांनी वाफेच्या इंजिनसाठी वेगाचा विक्रम प्रस्थापित केला - 202.7 किमी/ता.
सर्वात लोकप्रिय लोकोमोटिव्ह
लुगान्स्क प्लांटने 1910 मध्ये विकसित केले. हे 1957 पर्यंत खारकोव्ह, सोर्मोव्स्की, कोलोम्ना आणि ब्रायन्स्क कारखान्यांनी तयार केले होते. सुमारे 10,000 प्रती तयार केल्या गेल्या.
स्टीम लोकोमोटिव्ह "आंद्रे अँड्रीव"
4-14-4 चाकांची व्यवस्था असलेले जगातील एकमेव लोकोमोटिव्ह. त्यात सात ड्रायव्हिंग एक्सल होते. त्याने फक्त एक ट्रिप केली आणि नंतर गायब झाला.
वस्तुस्थिती अशी आहे की त्याच्या लांबीमुळे, ते वक्रांमध्ये बसले नाही आणि रुळांवरून गेले.
ते 25 वर्षे Shcherbinka स्टेशनवर उभे होते आणि 1960 मध्ये ते भंगारात टाकण्यात आले.
या माणसाचे नाव.
स्टीम लोकोमोटिव्ह "जोसेफ स्टॅलिन"
सोव्हिएत लोकोमोटिव्ह उद्योगाचा अभिमान - त्याच्या निर्मितीच्या वेळी ते युरोपमधील सर्वात शक्तिशाली प्रवासी लोकोमोटिव्ह होते आणि 1937 च्या पॅरिस जागतिक प्रदर्शनात ग्रँड प्रिक्स जिंकणारा तो होता.
155 किमी/ता पर्यंत वेग वाढवला.
अगाथा क्रिस्टीची तीच एक्सप्रेस ट्रेन. आता ते खूप लोकप्रिय आहे.
S1 "बिग मोटर"
न्यूयॉर्कमध्ये 1939 च्या जागतिक मेळ्यात.
आतापर्यंत बांधलेले सर्वात मोठे प्रायोगिक कठोर फ्रेम लोकोमोटिव्ह. सह जगातील एकमेव वाफेचे लोकोमोटिव्ह बनले अक्षीय सूत्र 3-2-2-3, तथापि, इतर प्रकारच्या अभिव्यक्त लोकोमोटिव्हच्या विपरीत, एक कठोर फ्रेम होती.
मूळ डिझाइननुसार, असे गृहित धरले गेले होते की लोकोमोटिव्ह 1000 टन वजनाची ट्रेन खेचण्यास सक्षम असेल आणि 160 किमी / तासाच्या वेगाने पुढे जाईल, परंतु हे लक्ष्य साध्य झाले नाही.
लोकोमोटिव्हचे अपुरे टोइंग वेट (लोकोमोटिव्हचे वजन थोडे) यामुळे चाके वारंवार घसरत होती आणि लोकोमोटिव्हची अत्यंत लांब लांबी (150 फूट) त्याची उपयुक्तता मर्यादित करते, बहुतेक पेनसिल्व्हेनिया रेल्वेमार्गावरील वक्र वाटाघाटी करण्यापासून प्रतिबंधित करते.
तयार केलेले एकमेव उदाहरण डिसेंबर 1945 पर्यंत सेवेत होते आणि 1949 मध्ये ते रद्द करण्यात आले.
युनियन पॅसिफिक "मोठा मुलगा"
बिग बॉय स्टीम लोकोमोटिव्ह (अमेरिकन कंपनी ALCO) हे जगातील सर्वात मोठे उत्पादन करणारे वाफेचे लोकोमोटिव्ह आहेत (निविदा असलेल्या लोकोमोटिव्हची लांबी 40.47 मीटर आहे) आणि जागतिक लोकोमोटिव्ह इमारतीच्या इतिहासातील दुसऱ्या क्रमांकाची (प्रायोगिक स्टीम लोकोमोटिव्ह PRR S1 नंतर) ), तसेच जगातील सर्वात जड लोकोमोटिव्ह (निविदा असलेल्या लोकोमोटिव्हचे वस्तुमान - 548.3 टन).
स्टीम लोकोमोटिव्ह, ज्याची रचना आज इतर तंत्रज्ञानाच्या तुलनेत आदिम आहे, अजूनही काही देशांमध्ये वापरली जाते. ते प्रतिनिधित्व करतात स्वायत्त लोकोमोटिव्हइंजिन म्हणून वाफेचे इंजिन वापरणे. अशा प्रकारचे पहिले लोकोमोटिव्ह 19 व्या शतकात दिसू लागले आणि त्यांनी अनेक देशांच्या अर्थव्यवस्थांच्या विकासात महत्त्वाची भूमिका बजावली.
स्टीम लोकोमोटिव्हचे डिझाइन सतत सुधारले गेले, परिणामी नवीन डिझाइन्स क्लासिकपेक्षा खूप भिन्न होत्या. अशा प्रकारे गीअर्स, टर्बाइन आणि टेंडरशिवाय मॉडेल तयार झाले.
स्टीम लोकोमोटिव्हचे ऑपरेटिंग तत्त्व आणि डिझाइन
या वाहतुकीच्या डिझाइनमध्ये भिन्न बदल आहेत हे असूनही, त्या सर्वांचे तीन मुख्य भाग आहेत:
- स्टीम इंजिन;
- बॉयलर;
- चालक दल
स्टीम बॉयलरमध्ये वाफेचे उत्पादन केले जाते - हे युनिट उर्जेचा प्राथमिक स्त्रोत आहे आणि स्टीम हे मुख्य कार्यरत द्रव आहे. स्टीम इंजिनमध्ये, ते पिस्टनच्या परस्पर यांत्रिक हालचालीमध्ये रूपांतरित होते, जे क्रँक यंत्रणेच्या मदतीने, रोटेशनलमध्ये रूपांतरित होते. याबद्दल धन्यवाद, लोकोमोटिव्हची चाके फिरतात. स्टीम एक वाफे-हवा पंप, एक स्टीम टर्बाइन जनरेटर देखील चालवतो आणि शिट्टीमध्ये वापरला जातो.
वाहनाच्या कॅरेजमध्ये एक चेसिस आणि एक फ्रेम असते आणि ते जंगम बेस असते. स्टीम लोकोमोटिव्हच्या डिझाइनमध्ये हे तीन घटक मुख्य आहेत. वाहनाला टेंडर देखील जोडलेले आहे - एक वॅगन जी कोळसा (इंधन) आणि पाणी साठवण्याची सुविधा म्हणून काम करते.
स्टीम बॉयलर
स्टीम लोकोमोटिव्हच्या डिझाइन आणि ऑपरेटिंग तत्त्वाचा विचार करताना, आपल्याला बॉयलरपासून प्रारंभ करणे आवश्यक आहे, कारण हा ऊर्जेचा प्राथमिक स्त्रोत आहे आणि या मशीनचा मुख्य घटक आहे. या घटकास विशिष्ट आवश्यकता आहेत: विश्वसनीयता आणि सुरक्षितता. इन्स्टॉलेशनमधील स्टीम प्रेशर 20 किंवा त्याहून अधिक वातावरणापर्यंत पोहोचू शकतो, ज्यामुळे ते व्यावहारिकरित्या स्फोटक बनते. सिस्टमच्या कोणत्याही घटकाच्या खराबीमुळे स्फोट होऊ शकतो, ज्यामुळे मशीनला त्याच्या उर्जा स्त्रोतापासून वंचित केले जाईल.
तसेच, हा घटक व्यवस्थापित करणे, दुरुस्ती करणे, देखरेख करणे आणि लवचिक असणे आवश्यक आहे, म्हणजेच, भिन्न इंधनांसह (अधिक किंवा कमी शक्तिशाली) कार्य करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.
फायरबॉक्स
बॉयलरचा मुख्य घटक भट्टी आहे, जिथे ते जळतात घन इंधन, जे कार्बन फीडर वापरून दिले जाते. मशीन चालू असल्यास द्रव इंधन, नंतर ते नोजलद्वारे दिले जाते. ज्वलनामुळे बाहेर पडणारे उच्च-तापमान वायू फायरबॉक्सच्या भिंतींमधून पाण्यामध्ये उष्णता हस्तांतरित करतात. मग वायू, देणे बहुतेकपाण्याचे बाष्पीभवन आणि संतृप्त वाफ गरम करण्यासाठी उष्णता चिमणी आणि स्पार्क अटक करणारे उपकरणाद्वारे वातावरणात सोडली जाते.
बॉयलरमध्ये निर्माण होणारी वाफ स्टीम बेलमध्ये (वरच्या भागात) जमा होते. जेव्हा वाफेचा दाब 105 Pa च्या वर पोहोचतो, तेव्हा एक विशेष सुरक्षा झडप ते सोडते, वातावरणात जादा सोडते.
दाबाखाली गरम वाफेचा पुरवठा स्टीम इंजिनच्या सिलेंडर्सना पाईप्सद्वारे केला जातो, जेथे तो पिस्टन आणि कनेक्टिंग रॉड आणि क्रँक यंत्रणेवर दाबतो, ज्यामुळे ड्राइव्ह एक्सल फिरते. एक्झॉस्ट स्टीम चिमणीत प्रवेश करते, धूर बॉक्समध्ये व्हॅक्यूम तयार करते, ज्यामुळे बॉयलर फायरबॉक्समध्ये हवेचा प्रवाह वाढतो.
ऑपरेशन योजना
म्हणजेच, जर आपण सर्वसाधारणपणे ऑपरेशनच्या तत्त्वाचे वर्णन केले तर सर्वकाही अत्यंत सोपे दिसते. स्टीम लोकोमोटिव्हचे आकृती कसे दिसते ते लेखात पोस्ट केलेल्या फोटोमध्ये पाहिले जाऊ शकते.
स्टीम बॉयलर इंधन बर्न करते, जे पाणी गरम करते. पाण्याचे वाफेमध्ये रूपांतर होते आणि ते जसजसे गरम होते तसतसे प्रणालीतील वाफेचा दाब वाढतो. जेव्हा ते उच्च मूल्यापर्यंत पोहोचते, तेव्हा ते सिलेंडरमध्ये दिले जाते जेथे पिस्टन असतात.
पिस्टनवरील दाबामुळे, धुरा फिरतो आणि चाके गतिमान होतात. विशेष सुरक्षा झडपाद्वारे अतिरिक्त वाफ वातावरणात सोडली जाते. तसे, नंतरची भूमिका अत्यंत महत्वाची आहे, कारण त्याशिवाय बॉयलर आतून फुटला असता. स्टीम लोकोमोटिव्हची बॉयलर रचना अशी दिसते.
फायदे
इतर प्रकारांप्रमाणे, त्यांचे काही फायदे आणि तोटे आहेत. फायदे खालीलप्रमाणे आहेत:
- डिझाइनची साधेपणा. लोकोमोटिव्हचे स्टीम इंजिन आणि त्याच्या बॉयलरच्या साध्या डिझाइनमुळे, अभियांत्रिकी आणि धातूशास्त्रीय वनस्पतींमध्ये उत्पादन स्थापित करणे कठीण नव्हते.
- ऑपरेशन मध्ये विश्वसनीयता. डिझाइनची नमूद केलेली साधेपणा संपूर्ण सिस्टमची उच्च विश्वसनीयता सुनिश्चित करते. तोडण्यासाठी व्यावहारिकदृष्ट्या काहीही नाही, म्हणूनच स्टीम लोकोमोटिव्ह 100 वर्षे किंवा त्याहून अधिक काळ चालतात.
- प्रारंभ करताना शक्तिशाली कर्षण.
- वापरण्याची शक्यता विविध प्रकारइंधन
पूर्वी, "सर्वभक्षी" अशी एक गोष्ट होती. हे स्टीम इंजिनवर लागू केले गेले आणि या मशीनसाठी इंधन म्हणून लाकूड, पीट, कोळसा आणि इंधन तेल वापरण्याची शक्यता निश्चित केली गेली. काहीवेळा लोकोमोटिव्ह औद्योगिक कचऱ्याने गरम केले जातात: विविध भूसा, धान्य भुसे, लाकूड चिप्स, दोषपूर्ण धान्य आणि वापरलेले वंगण.
अर्थात, मशीनची कर्षण क्षमता कमी केली गेली, परंतु कोणत्याही परिस्थितीत यामुळे महत्त्वपूर्ण बचत होऊ शकते, कारण क्लासिक कोळसा अधिक महाग आहे.
दोष
काही तोटे देखील होते:
- कमी कार्यक्षमता. अगदी प्रगत वाफेच्या इंजिनांवरही, कार्यक्षमता 5-9% होती. स्टीम इंजिनची कमी कार्यक्षमता (सुमारे 20%) लक्षात घेता हे तार्किक आहे. अकार्यक्षम इंधन ज्वलन, बॉयलरमधून सिलेंडर्समध्ये वाफेच्या उष्णतेच्या हस्तांतरणादरम्यान उष्णतेचे मोठे नुकसान.
- इंधन आणि पाण्याच्या प्रचंड साठ्याची गरज आहे. शुष्क भागात (उदाहरणार्थ, वाळवंटात), जिथे पाणी मिळणे कठीण आहे अशा ठिकाणी मशीन चालवताना ही समस्या विशेषतः संबंधित बनली. अर्थात, थोड्या वेळाने ते एक्झॉस्ट स्टीमच्या कंडेन्सेशनसह स्टीम लोकोमोटिव्ह घेऊन आले, परंतु यामुळे समस्येचे पूर्णपणे निराकरण झाले नाही, परंतु ते केवळ सोपे झाले.
- जळत्या इंधनाच्या उघड्या आगीमुळे आगीचा धोका. हा गैरफायदा अनफायर्ड स्टीम लोकोमोटिव्हवर उपस्थित नाही, परंतु त्यांची श्रेणी मर्यादित आहे.
- वातावरणात धूर आणि काजळी सोडली. जेव्हा वाफेचे इंजिन लोकवस्तीच्या भागात फिरते तेव्हा ही समस्या गंभीर बनते.
- वाहनाची देखभाल करणाऱ्या संघासाठी कठीण परिस्थिती.
- दुरुस्तीची श्रम तीव्रता. स्टीम बॉयलरमध्ये काहीतरी खराब झाल्यास, दुरुस्तीसाठी बराच वेळ लागतो आणि गुंतवणूकीची आवश्यकता असते.
त्यांच्या उणिवा असूनही, वाफेचे इंजिन अत्यंत मूल्यवान होते, कारण त्यांच्या वापराने उद्योगाची पातळी लक्षणीयरीत्या उंचावली. विविध देश. अर्थात, आज अधिक आधुनिक इंजिनांच्या उपलब्धतेमुळे अशा मशीन्सचा वापर प्रासंगिक नाही. अंतर्गत ज्वलनआणि इलेक्ट्रिक मोटर्स. तथापि, हे स्टीम इंजिन होते ज्याने रेल्वे वाहतुकीच्या निर्मितीचा पाया घातला.
शेवटी
आता तुम्हाला स्टीम लोकोमोटिव्ह इंजिनची रचना, त्याची वैशिष्ट्ये, ऑपरेशनचे साधक आणि बाधक माहित आहेत. तसे, आज ही मशीन्स अजूनही अविकसित देशांच्या रेल्वेवर वापरली जातात (उदाहरणार्थ, क्युबा). 1996 पर्यंत ते भारतातही वापरले जात होते. IN युरोपियन देश, यूएसए, रशिया, या प्रकारची वाहतूक केवळ स्मारके आणि संग्रहालय प्रदर्शनांच्या स्वरूपात अस्तित्वात आहे.
स्टीम लोकोमोटिव्हमध्ये तीन मुख्य भाग असतात: बॉयलर, स्टीम इंजिन आणि क्रू. टेंडर सहसा क्रूला कायमस्वरूपी जोडलेले असते, जे इंधन, पाणी, वंगण आणि साफसफाईचे साहित्य साठवण्यासाठी काम करते.
स्टीम लोकोमोटिव्हचे ऑपरेटिंग तत्त्व खालीलप्रमाणे आहे. दहन कक्ष A (Fig. 1) नावाच्या बॉयलरच्या भागात, इंधन जाळले जाते. शेगडी 29 वर जळणारे इंधनाचे ज्वलन वायू, कमान 3 भोवती वाकून, परिसंचरण पाईप्स 2 द्वारे समर्थित, फायर बॉक्स 4 च्या भिंती धुतात आणि मागील पाईप (फायर) शेगडी 5 च्या छिद्रातून आगीत प्रवेश करतात. 7 आणि 6 पाईप्सचा धूर करा आणि त्यांच्या भिंतींच्या पाण्यातून उष्णता द्या. समोरच्या ट्यूब शीट 11 च्या छिद्रातून स्मोक बॉक्स B मध्ये बाहेर पडल्यानंतर, वायू स्पार्क शील्ड्सभोवती फिरतात, स्पार्क अटक करणाऱ्या जाळी 16 मधून जातात आणि चिमणी 15 मधून वातावरणात बाहेर पडतात. शेगडीच्या छिद्रातून स्लॅग आणि राख राख पॅनमध्ये पडतात 28. बॉयलरमधील पाणी गरम केल्यामुळे तयार होणारी वाफ बॉयलरच्या भिंतींनी बंदिस्त जागेत पाण्याच्या वर गोळा केली जाते, ज्यामुळे त्याचा दाब हळूहळू वाढतो. , कामगारापर्यंत पोहोचत आहे.
लोकोमोटिव्हला गतीमध्ये सेट करण्यासाठी, नियामक 10 ड्राइव्ह 30 वापरून उघडला जातो आणि स्टीम हुड 9 मधून वाफ सुपरहीटर मॅनिफोल्डच्या संतृप्त स्टीम चेंबर 12 मध्ये प्रवेश करते. नंतर वाफ फ्लेम ट्यूबमध्ये असलेल्या सुपरहीटरच्या 5 नळ्यांमधून (घटक) वाहते. ज्वलन वायूंद्वारे गरम केल्याने, सुपरहीटरच्या घटकांमधील वाफेचे तापमान 400-450°C पर्यंत वाढते आणि या तापमानात ते सुपरहीटर मॅनिफोल्डच्या सुपरहीटेड स्टीम चेंबर 13 मध्ये प्रवेश करते, तेथून ते स्टीम इनलेट पाईप्स 14 मधून जाते. लोकोमोटिव्हच्या स्टीम इंजिनला.
20 सिलेंडर संभाव्य ऊर्जापिस्टन 21 च्या परस्पर हालचालींच्या यांत्रिक उर्जेमध्ये वाफेचे रूपांतर होते आणि संबंधित पिस्टन ड्रॉबार 22 आणि कपलिंग ड्रॉबार 23 ड्रायव्हिंग चाके फिरवतात 24. स्टीम इंजिनमध्ये संपलेली वाफ स्टीम एक्झॉस्ट पाईप्स 19 मधून बाहेर पडते. शंकू 18, बॉयलरमध्ये वायूंचा मसुदा तयार करतो आणि पुढे चिमणी 15 द्वारे वातावरणात ज्वलन वायूंचा समावेश होतो.
स्टीम लोकोमोटिव्हच्या क्रूमध्ये एक बॉयलर, एक स्टीम इंजिन, ड्रायव्हरचे बूथ 1 आहे आणि निविदा नसलेल्या लोकोमोटिव्हमध्ये इंधन आणि पाण्याच्या साठ्यासाठी टाक्या आहेत. स्टीम इंजिनच्या ऑपरेशन दरम्यान रेल्वेसह कॅरेजच्या ड्रायव्हिंग चाकांच्या परस्परसंवादामुळे ट्रॅक्शन फोर्स दिसू लागतो, जो लोकोमोटिव्ह आणि टेंडरमधील कपलिंग 27 द्वारे आणि नंतर स्वयंचलित कपलर 26 द्वारे कारवर परिणाम करतो. लोकोमोटिव्हशी जोडलेले आहे आणि त्यांना त्यासह हलण्यास भाग पाडते.
ट्रॅकच्या वक्र भागांवर उच्च गतीने रस्ता आणि सुरक्षिततेसाठी, हाय-स्पीड स्टीम लोकोमोटिव्ह समोरील बोगी (धावक) 40 ने सुसज्ज आहेत. रुंद आणि जड फायरबॉक्ससह उच्च-शक्तीच्या लोकोमोटिव्हमध्ये, क्रूला पूरक होते. मागील (सपोर्टिंग) बोगी 25, ज्यामध्ये लहान व्यासाची चाके आहेत, ज्यामुळे ती फायरबॉक्सच्या खाली ठेवता येते
इन-प्लांट आणि ऍक्सेस ट्रॅक सर्व्ह करण्यासाठी बनवलेले स्टीम लोकोमोटिव्ह औद्योगिक उपक्रम, निविदा (टँक लोकोमोटिव्ह) नाहीत.
लोकोमोटिव्हद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या इंधनामध्ये असलेल्या उष्णतेच्या वितरणाचे दृश्य प्रतिनिधित्व अंजीर मध्ये दर्शविलेल्या आकृतीद्वारे दिले जाऊ शकते. 2.
भट्टी 1 मधील नुकसान, सरासरी 8% असा अंदाज आहे, त्यात रासायनिक आणि यांत्रिक जळलेले इंधन असते. रासायनिक अंडरबर्निंग सर्व कार्बन C ऑक्साईडमध्ये जाळण्याच्या अक्षमतेद्वारे स्पष्ट केले जाते—C0 2; कार्बनचा काही भाग, हवेच्या कमतरतेमुळे, कार्बन मोनोऑक्साइड CO मध्ये जळतो, कार्बनच्या संपूर्ण ऑक्सिडेशन दरम्यान सोडल्या जाणाऱ्या सर्व उष्णता सोडल्याशिवाय. यांत्रिक अंडरबर्निंगमध्ये भट्टीतून वायू आणि वायूंच्या प्रवाहासह जळत नसलेल्या लहान लहान कणांचा समावेश होतो, तसेच स्लॅगमध्ये प्रवेश होतो आणि शेगडीद्वारे राख पॅनमध्ये विशिष्ट प्रमाणात इंधन निकामी होते.
कोळसा फीडरच्या स्टीम इंजिनच्या ऑपरेशनसाठी, शेगडीवर कोळसा पसरवण्यासाठी, बॉयलरला पाणी पुरवठा करण्यासाठी, ज्वाला आणि धुराचे पाईप्स शुद्ध करण्यासाठी, वाफे-हवा पंप चालवण्यासाठी स्टीम 2 चा सेवा वापर, सरासरी 6.5%, आवश्यक आहे. आणि इलेक्ट्रिक जनरेटरच्या टर्बाइनला उर्जा देणे.
बॉयलर 3 च्या बाह्य कूलिंगचे नुकसान, सरासरी 1.5% च्या अंदाजानुसार, स्पष्टीकरण आवश्यक नाही. IN हिवाळा वेळबॉयलरच्या सभोवतालच्या हवेच्या तापमानात घट झाल्यामुळे ते वाढतात.
दुसरा सर्वात मोठा तोटा - एक्झॉस्ट गॅस 4 सह - सरासरी 17-18% घेतला जाऊ शकतो. एक्झॉस्ट गॅससह हवा गरम करून ते कमी केले जाऊ शकते.
सील आणि विविध सीलमधून स्टीम 5 ची अपरिहार्य गळती सहसा 5% गृहित धरली जाते. तथापि, लोकोमोटिव्ह आणि उच्च-गुणवत्तेच्या दुरुस्तीची काळजीपूर्वक काळजी घेतल्यास, हे नुकसान लक्षणीयरीत्या कमी केले जाऊ शकते.
सर्वात मोठे नुकसान म्हणजे एक्झॉस्ट स्टीम 6 मध्ये असलेल्या उष्णतेचे रिझर्व्ह स्टीम इंजिन सोडून; त्यांचे प्रमाण 52-53% आहे आणि फीड वॉटर गरम करण्यासाठी काही एक्झॉस्ट स्टीम वापरून, वाफेच्या वितरणाचे चांगले समायोजन आणि लोकोमोटिव्हचे योग्य नियंत्रण करून ते कमी केले जाऊ शकते.
घर्षण 7 मुळे मशीन आणि जर्नल्समध्ये यांत्रिक नुकसान 1.5-2% असा अंदाज आहे. ड्रॉबार मेकॅनिझम आणि एक्सल बॉक्समध्ये रोलिंग बेअरिंग्सच्या वापराव्यतिरिक्त, हे नुकसान काही प्रमाणात कमी केले जाऊ शकते. चांगली काळजी, घर्षण बिंदूंचे वेळेवर आणि योग्य स्नेहन.
सादर केलेल्या डेटावरून, हे स्पष्टपणे दिसते महान मूल्यकिफायतशीर इंधन वापर.
सामान्य साधनआणि स्टीम लोकोमोटिव्हच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत
लोकोमोटिव्हमध्ये खालील मुख्य भाग असतात (आकृती 4a पहा): स्टीम बॉयलर 2, स्टीम इंजिन 3, क्रँक यंत्रणा 4, क्रू भाग.
स्टीम लोकोमोटिव्हचे स्टीम बॉयलर हे इंधन (कोळसा) अंतर्गत रासायनिक उर्जेमध्ये रूपांतरित करण्यासाठी डिझाइन केलेले आहे. थर्मल ऊर्जाजोडी यात तीन मुख्य भाग असतात: फायरबॉक्स 1, बॉयलरचा दंडगोलाकार भाग 2 आणि स्मोक बॉक्स 7. फायरबॉक्स 1 च्या तळाशी एक शेगडी 8 आहे, ज्याद्वारे इंधनाच्या ज्वलनासाठी (ऑक्सिडेशन) आवश्यक हवा आत प्रवेश करते. फायरबॉक्स. फायरबॉक्सच्या मध्यभागी भिंतींच्या दोन पंक्ती आहेत - बाह्य आणि आतील. भिंतींच्या बाहेरील पंक्ती फायरबॉक्स केसिंग 9 बनवतात आणि आतील एक, जो रेफ्रेक्ट्री विटांनी बांधलेला असतो, फायरबॉक्स 10 बनवतो. भिंतींच्या दोन्ही पंक्ती कनेक्शनद्वारे एकमेकांशी जोडलेल्या असतात. फायरबॉक्सच्या मागील भिंतींमध्ये एक स्क्रू होल 11 बनविला जातो, ज्याद्वारे कोळसा शेगडीवर टाकला जातो. फायरबॉक्सची समोरची भिंत ट्यूब शीट 12 आहे.
बॉयलरचा बेलनाकार भाग बनलेला आहे स्टील शीट्स. यामध्ये स्मोक 13 आणि फ्लेम 14 पाईप्स आहेत, ज्याद्वारे गॅस भट्टीतून स्मोक बॉक्स 7 मध्ये जातात. फ्लेम पाईप्स 14 मध्ये, सुपरहीटर घटक अतिरिक्तपणे स्थापित केले जातात. धूर आणि ज्वालाच्या पाईप्सभोवती बॉयलरची संपूर्ण जागा पाण्याने भरलेली आहे.
बॉयलर 2 च्या दंडगोलाकार भागाच्या सर्वोच्च बिंदूवर स्टीम चेंबर 15 आहे. स्मोक बॉक्स 7 च्या वरच्या भागात एक पाईप 16 आहे ज्याद्वारे एक्झॉस्ट वायू काढून टाकल्या जातात.
अंजीर.4 लोकोमोटिव्हच्या सामान्य संरचनेचे आकृती आणि ऑपरेटिंग तत्त्व:
1 - फायरबॉक्स; 2 - स्टीम बॉयलर; 3 - स्टीम इंजिन; 4 - क्रँक यंत्रणा; 5 - ड्रायव्हिंग व्हील जोड्या; 6 - ड्रायव्हरची केबिन; 7 - धूर बॉक्स; 8 - शेगडी; 9 - फायरबॉक्स आवरण; 10 - फायर बॉक्स; 11 - स्क्रू भोक; 12-पाईप ग्रिड; 13 - धूर पाईप्स; 14 - ज्योत पाईप्स; 15 - स्टीम टाकी; 16 - एक्झॉस्ट गॅससाठी पाईप्स; 17 - स्लाइडर; 18 - फ्रेम; 19 - धावपटू व्हीलसेट; 20 - सपोर्टिंग व्हीलसेट; 21 - निविदा
स्टीम इंजिनच्या स्टीम इंजिन 3 मध्ये एक सिलेंडर, एक पिस्टन आणि एक रॉड असतो. स्टीम इंजिनचा पिस्टन रॉड स्लाइडर 17 शी जोडलेला आहे, ज्याद्वारे यांत्रिक ऊर्जा क्रँक यंत्रणा 4 मध्ये प्रसारित केली जाते.
लोकोमोटिव्हच्या क्रू भागामध्ये ड्रायव्हरचे केबिन 6, एक फ्रेम 18, एक्सल बॉक्ससह व्हीलसेट आणि स्प्रिंग सस्पेंशन असते. स्टीम लोकोमोटिव्हचे चाक संच विविध कार्ये करतात आणि त्यानुसार, म्हणतात: धावणारा 19, ड्रायव्हिंग 5 आणि 20 सपोर्टिंग.
एक अविभाज्य, जरी स्वतंत्र, मुख्य स्टीम लोकोमोटिव्हचा भाग निविदा 21 आहे, ज्यामध्ये इंधन, पाणी आणि स्नेहकांचे साठे तसेच कोळसा फीडिंग यंत्रणा आहे.
स्टीम लोकोमोटिव्हचे ऑपरेटिंग तत्त्व खालील गोष्टींवर आधारित आहे (आकृती 4, ब पहा). कोळसा फीडिंग यंत्रणेद्वारे टेंडर 21 पासून स्क्रू होल 11 द्वारे भट्टीच्या फायर बॉक्सच्या शेगडी 8 पर्यंत इंधनाचा पुरवठा केला जातो.
इंधनाचा कार्बन आणि हायड्रोजन हवेतील ऑक्सिजनशी संवाद साधतात, जे शेगडी 8 द्वारे फायरबॉक्समध्ये प्रवेश करतात - इंधनाच्या ज्वलनाची प्रक्रिया होते. परिणामी, इंधनाची अंतर्गत रासायनिक ऊर्जा (ICE) थर्मल एनर्जी (TE) मध्ये रूपांतरित होते, ज्याचा वाहक वायू असतो.
1000 - 1600 डिग्री सेल्सिअस तापमान असलेले वायू ज्वाला आणि धुराच्या पाईपमधून जातात आणि त्यांच्या भिंती गरम करतात. फायरबॉक्स आणि पाईप्सच्या भिंतींमधून उष्णता पाण्यात हस्तांतरित केली जाते. पाणी गरम करण्याच्या परिणामी, स्टीम तयार होते, जे बॉयलरच्या बेलनाकार भागाच्या शीर्षस्थानी गोळा होते. बॉयलरच्या स्टीम चेंबर 15 मधून, 1.5 MPa (15 kgf/cm2) चा दाब आणि सुमारे 220 °C तापमान असलेले वाफेचे इंजिन 3 मध्ये प्रवेश करते (आकृती 4, a पहा).
स्टीम इंजिनमध्ये, वाफेची उर्जा पिस्टनच्या अनुवादित हालचालीच्या यांत्रिक उर्जेमध्ये (ME) रूपांतरित होते (चित्र 4, b पहा). पुढे, रॉड आणि स्लाइडरद्वारे, ऊर्जा क्रँक यंत्रणेमध्ये हस्तांतरित केली जाते, जिथे ते टॉर्क एमकेमध्ये रूपांतरित होते, जे लोकोमोटिव्हच्या ड्रायव्हिंग व्हीलसेट चालवते. जेव्हा चाके रेल्वेशी संवाद साधतात, तेव्हा टॉर्क एमके फोर्स एफके (ड्रायव्हिंग फोर्स) मध्ये जाणवते, जे लोकोमोटिव्हची हालचाल सुनिश्चित करते.
स्टीम लोकोमोटिव्ह हे सर्व प्रथम, त्यांच्या डिझाइनच्या साधेपणाद्वारे वेगळे केले जातात आणि म्हणूनच, उच्च विश्वसनीयताकामात, तसेच स्वस्त इंधनाचा वापर (कोळसा, पीट इ.). तथापि, या प्रकारच्या लोकोमोटिव्हचे अनेक गंभीर तोटे आहेत, जे इतर प्रकारच्या ट्रॅक्शनसह त्याची पुनर्स्थापना पूर्वनिर्धारित करतात: लोकोमोटिव्हची अत्यंत कमी कार्यक्षमता, कामाची उच्च श्रम तीव्रता लोकोमोटिव्ह क्रू, विशेषत: भट्टीतून स्लॅग काढताना, उच्च किंमत नियमित देखभालआणि स्टीम लोकोमोटिव्हच्या निर्मिती आणि चालविण्याच्या खर्चाच्या संबंधात बॉयलर दुरुस्ती, कोळशाचे साठे भरून न घेता एक लहान (100 - 150 किमी) आणि पाणी न घेता 70 - 80 किमी पर्यंत चालते.
स्टीम लोकोमोटिव्हच्या कमी कार्यक्षमतेची कारणे कोणती आहेत? कार्यरत लोकोमोटिव्हच्या स्टीम बॉयलरमध्ये उर्जा कमी होण्याच्या मुख्य मार्गांची यादी करूया:
· कोळशाचा काही भाग (लहान तुकडे), फायरबॉक्समध्ये प्रवेश करून, जळत नाही, परंतु शेगडीतून पडतो किंवा पाईपद्वारे वायूंसह वातावरणात सोडला जातो;
· बॉयलरच्या पृष्ठभागाच्या आणि आसपासच्या हवेच्या परस्परसंवादाच्या वेळी थर्मल ऊर्जेचे मोठे नुकसान, विशेषतः हिवाळ्यात;
पाईपमधून बाहेर पडणाऱ्या वायूंपासून, ज्यात पुरेसे आहे उच्च तापमान(सुमारे 400 °C|.
वायूपासून बॉयलरच्या पाण्यात उष्णता हस्तांतरणाच्या प्रक्रियेची कार्यक्षमता वाढविण्यासाठी, फ्लेम ट्यूब आणि बॉयलरची लांबी अनेक वेळा वाढवणे आवश्यक आहे, जे लोकोमोटिव्हच्या वजन आणि आकाराच्या मर्यादांमुळे तत्त्वतः अशक्य आहे. या कारणांमुळे, इंधनाच्या अंतर्गत रासायनिक उर्जेपैकी केवळ 50-60% वाफेच्या इंजिनच्या बॉयलरमध्ये वाफेच्या निर्मिती आणि सुपरहिटिंगमध्ये जाते. परिणामी, भट्टी आणि बॉयलरची एकत्रित कार्यक्षमता 50-60% आहे (आकृती 4, ब पहा).
आणि, शेवटी, स्टीम लोकोमोटिव्ह इंजिनची मूलभूत कमतरता म्हणजे त्यांची कार्यक्षमता 15 - 20% पेक्षा जास्त साध्य करणे अशक्य आहे. स्टीम, काम करणे, i.e. पिस्टन हलवताना, त्याचा दाब वायुमंडलीय दाबाइतका होईपर्यंत त्याचा आवाज वाढवणे आवश्यक आहे. हे करण्यासाठी, सिलेंडरमधील पिस्टनचा कार्यरत स्ट्रोक वारंवार वाढवणे आवश्यक आहे, जे लोकोमोटिव्हचे वजन आणि आकार मर्यादा लक्षात घेऊन करणे अशक्य आहे. घरगुती स्टीम लोकोमोटिव्हवर 12 - 14% ची स्टीम इंजिन कार्यक्षमता मूल्ये साध्य करणे प्रत्यक्षात शक्य होते.
सर्वसाधारणपणे, ऊर्जा साखळीच्या वैयक्तिक घटकांच्या कार्यक्षमतेच्या उत्पादनाद्वारे निर्धारित केलेल्या स्टीम लोकोमोटिव्हची कार्यक्षमता 5 - 7% असू शकते, म्हणजे. प्रत्येक 100 टन कोळशांपैकी फक्त 5 - 7 टन कोळशाचा वापर प्रेरक शक्ती निर्माण करण्यासाठी केला जातो, बाकीचा कोळसा अपरिहार्यपणे गमावला जातो (गरम आणि प्रदूषणासाठी वापरला जातो. वातावरण).
लोकोमोटिव्ह ट्रॅक्शनची कार्यक्षमता कोणत्या मार्गांनी वाढवता येते?
प्रथम. स्वतंत्र स्टीम इंजिनचे बॉयलर एकत्र करून जमिनीवर ठेवल्यास, ते वातावरणापासून थर्मल इन्सुलेटेड असतात (इमारत बांधतात), बॉयलरमधील वाफेचा दाब लक्षणीयरीत्या वाढतो आणि स्टीम इंजिन अधिक किफायतशीर इंजिनने बदलले जाते, उदाहरणार्थ, स्टीम टर्बाइन, ज्याची उर्जा इलेक्ट्रिक जनरेटरमध्ये हस्तांतरित केली जाते, त्यानंतर परिणामी आपल्याला मिळते थर्मल पॉवर प्लांट. त्यातून, विद्युत उर्जा लोकोमोटिव्हमध्ये हस्तांतरित केली जाऊ शकते, त्यांचे व्हील सेट इलेक्ट्रिक मोटर्ससह सुसज्ज करतात. अशा प्रकारे कर्षणासाठी इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव्ह - इलेक्ट्रिक लोकोमोटिव्ह - वापरण्याची कल्पना उद्भवली.
दुसरा. जर तुम्ही बाह्य दहन वाफेच्या उर्जा संयंत्राऐवजी (बॉयलर आणि स्टीम इंजिन) लोकोमोटिव्हवर अंतर्गत ज्वलन इंजिन लावले तर तुम्हाला डिझेल लोकोमोटिव्ह मिळेल; जर गॅस टर्बाइन इंजिन गॅस टर्बाइन लोकोमोटिव्ह असेल; आण्विक अणुभट्टी- आण्विक लोकोमोटिव्ह.
आणि तिसरा. स्टीम इंजिन आणि क्रँक यंत्रणा स्टीम इंजिनवर टर्बोजनरेटर (स्टीम टर्बाइन आणि इलेक्ट्रिक जनरेटर) ने बदलल्यास आणि व्हील जोड्या इलेक्ट्रिक मोटर्सने सुसज्ज केल्यास, स्टीम टर्बाइन लोकोमोटिव्ह दिसेल.
वरील प्रकारच्या लोकोमोटिव्हची सामान्य रचना आणि ऑपरेटिंग तत्त्वे पुढील परिच्छेदांमध्ये चर्चा केली जातील.
