Устройство паровоза

Эта страница — глоссарий.
Основная статья: Паровоз

Данная статья представляет собой глоссарий основных компонентов, используемых на стандартном паровозе.

ТендерБудка машинистаСвистокДлинная тягаПредохранительный клапанТурбогенераторПесочницаТяга регулятораСухопарник / паровой колпакПаровоздушный насосДымовая коробка / дымовая камераПаровпускные трубыФронтонный листПоддерживающая тележкаПлощадка вокруг котлаРамаТормозная колодкаФорсункаСцепное дышлоПарораспределительный механизмШатун / ведущее (поршневое) дышлоШток поршня / скалкаПоршеньЦилиндрЗолотникЗолотниковая коробкаТопкаЦилиндрическая частьПаровой котёлПароперегревательРегуляторная трубаКоллектор пароперегревателяДымовая трубаПрожекторСоединительный рукавВодяной бакУгольный ящик / угольный бункерКолосниковая решёткаЗольник / поддувалоБуксаБалансирРессораДвижущие (сцепные) колёсные парыСтойка рессоры / упоркаКонусное устройствоБегунковая тележкаМетельник / путеочистительАвтосцепка
Основные компоненты обычного паровоза (увеличить)

На данной схеме представлен паровоз типа 1-3-1, имеющий конструкцию, типичную ближе к концу паровой эры. Многие компоненты из представленных здесь не обязательно будут использоваться на всех паровозах, в том числе на сочленённых, компаундах или редукторных.

Перечень компонентов

Вид на арматуру котла и основные приборы управления в будке машиниста
1. Тендер — специальный железнодорожный вагон, постоянно соединённый с паровозом. Используется для хранения запасов воды и топлива (дрова, уголь, мазут), а также смазки, инструмента и инвентаря[1][2], существует также и тендер-конденсатор, который осуществляет конденсацию отработанного пара с помощью конденсатора воздушного охлаждения (с вентиляторами) и возвращает конденсат в котёл паровоза.
2. Будка машиниста — служит для размещения локомотивной бригады и для укрытия арматуры котла и приборов управления локомотивом[3].
3. Свисток — прибор, служащий для подачи звуковых сигналов; один из компонентов арматуры котла. Используется для предупреждения о приближении поезда, а также для подачи условных сигналов, которые определяются числом и продолжительностью нот. Преимущественно имеет паровой привод, но может применяться и воздушный. Паровоз на схеме имеет два свистка — большой и малой громкости; второй используется для подачи сигналов в черте городов[4][5].
4. Длинная тяга — соединяет переводной рычаг в будке (2) с парораспределительным механизмом (20)[6].
5. Предохранительный клапан — служит для защиты котла от взрыва, когда давление пара в нём превысит максимально допустимое[7][8].
6. Турбогенератор — электрический генератор, имеющий привод от небольшой паровой турбины. Служит для получения электроэнергии, в свою очередь используемой для питания наружного (включая прожектор и сигнальные огни) и внутреннего освещения локомотива, а также радиостанции и приборов безопасности[9][10].
7. Песочница — бункер для хранения запаса песка, применение которого позволяет повысить силу тяги, а также снизить вероятность боксования[11][11][12].
8. Тяга регулятора — служит для регулирования подачи пара из котла в паровую машину[13][14].
9. Сухопарник / паровой колпак — служит для сбора (аккумулирования) и дополнительного осушения насыщенного пара, который затем подаётся в пароперегреватель, а после в паровую машину[15]. Иногда в верхней части котла, помимо парового колпака, может стоять аналогичный по конструкции питательный колпак, который служит для очистки поступающей к котёл воды от примесей[16].
10. Паровоздушный насос — служит для получения сжатого воздуха, который в свою очередь используется для управления пневматическими тормозами (системы Вестингауза, Матросова и другие), а также работы отдельных приводов[17].
11. Дымовая коробка / дымовая камера — одна из трёх основных составных частей парового котла, служит для сбора множества потоков газов сгорания из цилиндрической части (29) в один большой, который затем выводится в дымовую трубу (33)[18]. Также в дымовой коробке размещаются устройства для создания в ней разрежения, что позволяет усилить приток свежего воздуха в топку (27)[19].
Помимо этого, в дымовой коробке находятся паровпускные трубы (12), коллектор пароперегревателя, сифон, искрогасительные устройства и иногда водоподогреватель[20].
12. Паровпускные трубы — направляют пар из котла в паровую машину[21].
Фронтонный лист и смотровая дверца
13. Фронтонный лист — предназначен для доступа внутрь дымовой коробки (11) и к расположенному в ней оборудованию при ремонте и очистке. Так как при работе паровоза внутри дымовой коробки должно создаваться разрежение, на мощных локомотивах фронтонный лист крепится к ней несколькими десятками болтов, поэтому для упрощения периодического осмотра коробки на фронтонном листе имеется небольшая по размерам дверца[19][20].
14. Поддерживающая тележка — служит для разгрузки задней части паровоза, тем самым снижая осевые нагрузки, а также за счёт возвращающих устройств позволяет локомотиву лучше вписываться в кривые[22][23].
15. Площадка вокруг котла — расположена на уровне пола будки и служит для возможности обхода котла во время движения, а также для упрощения его обслуживания[24][25].
16. Рама — основная часть экипажа[26]; является основанием, на котором размещены котёл, паровые цилиндры и части движущего и парораспределительного механизмов[27].
17. Тормозная колодка — основной рабочий компонент железнодорожного тормоза; создаёт тормозную силу за счёт прижатия к поверхности катания колёс[28][29].
18. Форсунка для подачи песка — подаёт песок из песочницы (7) на рельс непосредственно перед движущими колёсами, что позволяет повысить коэффициент сцепления последних с рельсами[29][30].
19. Сцепное дышло / спарник — соединяет (спаривает) между собой сцепные (движущие) колёсные пары[31][32].
20. Парораспределительный механизм — система тяг и рычагов, служащая для синхронизации движений золотников и поршней; позволяет менять направление движения, а также управлять отсечкой — наполнением цилиндров без использования регулятора[33][34].
21. Шатун / ведущее (поршневое) дышло — передаёт от поршня на ведущее колесо тяговый момент, который затем через сцепные дышла (19) распределяется на остальные сцепные колёса[35].
22. Шток поршня / скалка — передаёт момент от поршня к ползуну и далее к ведущему дышлу[33].
23. Поршень — один из основных компонентов тяговой паровой машины; преобразует внутреннюю энергию пара в возвратно-поступательное движение[33].
24. Цилиндр — один из основных компонентов тяговой паровой машины; на паровозах применён принцип двойного действия, когда пар попеременно поступает в переднюю и заднюю полость цилиндра[36][37].
25. Золотник — служит для попеременной подачи пара в переднюю и заднюю полость цилиндра[33][38].
26. Золотниковая коробка[англ.] — полость, в которой расположен золотник; именно в золотниковую камеру непосредственно поступает пар из котла по паровпускным трубам (12), и лишь затем направляется в цилиндры[39].
27. Топка — одна из трёх основных составных частей парового котла; служит для преобразования химической энергии топлива в тепловую, которая в свою очередь используется для образования пара[40][41]. Топка на схеме также имеет камеру догорания, служащую для улучшения процесса работы[42].
Цилиндрическая часть в разрезе. Голубым цветом обозначены жаровые и дымогарные трубы, жёлтым — трубы пароперегревателя; сверху установлен сухопарник.
28. Цилиндрическая часть — одна из трёх основных составных частей парового котла; здесь тепловая энергия газов из топки используется для нагрева воды и преобразования её в пар. Цилиндрическая часть состоит из нескольких десятков, а то и сотен, дымогарных и жаровых труб, которые используются для прохода горячих газов, а также увеличения площади нагрева, что увеличивает парообразование. Жаровые трубы имеют больший диаметр, чем дымогарные, так как в них дополнительно располагаются элементы пароперегревателя (30)[43].
29. Паровой котёл — одна из основных частей паровоза, его источник энергии. В классическом исполнении представляет собой горизонтальный сосуд с множеством труб (28), ограниченный с одной стороны топкой (27), а с другой — дымовой коробкой (11)[44][41].
30. Пароперегреватель — служит для преобразования насыщенного пара в перегретый и представляет собой множество небольших труб, расположенных внутри жаровых. Перегрев пара позволяет значительно снизить тепловые потери, что в свою очередь даёт существенное увеличение коэффициента полезного действия паровоза в целом[45][46].
31. Регуляторная труба — направляет пар из сухопарника в коллектор пароперегревателя[21]; регулятор (дроссельная заслонка) может устанавливаться либо в начале трубы (в сухопарнике, как на схеме), либо в её конце у коллектора[47].
32. Коллектор пароперегревателя — направляет поток насыщенного пара в элементы пароперегревателя, а исходящие потоки перегретого пара — в паровпускные трубы и далее в паровую машину; нередко конструкторы объединяют в одно целое коллектор пароперегревателя и регулятор[45][21][48].
33. Дымовая труба — служит для отвода продуктов сгорания в атмосферу; из-за ограничения по верхнему габариту часто утапливается внутрь дымовой коробки[19].
34. Прожектор — световой прибор, служащий для освещения пути впереди локомотива[49].
35. Соединительный рукав[англ.] — соединяет тормозные магистрали паровоза и состава[50].
36. Водяной бак — основная часть тендера (1); служит для хранения запасов воды. Наибольшее распространение получила П-образная (подковообразная) в плане форма бака, так как позволяет расположить в центральной части угольный ящик[51][52].
37. Угольный ящик / угольный бункер — служит для хранения запаса топлива (уголь, реже торф или дрова) и имеет наклонные стенки, которые позволяют топливу собираться в одном месте; на мощных локомотивах используются механические углеподатчики, которые позволяют заменить ручной труд кочегара. На американских железных дорогах также некоторое распространение получил «толкатель угля» (англ. coal pusher), выполненный в виде скребка, подталкивающий уголь от задней стенки ближе к передней части[53][52][54].
38. Колосниковая решётка — элемент гарнитуры топки, служащий для поддержания слоя твёрдого топлива; благодаря решётчатой конструкции, обеспечивает приток свежего воздуха в топку и удаление из неё золы[55][56].
39. Зольник / поддувало — бункер, расположенный под колосниковой решёткой и служащий для сбора золы, шлака и мелких частиц несгоревшего топлива, а также для подвода воздуха (через специальные клапаны) к сжигаемому топливу[56].
40. Букса — служит для передачи тяговых и тормозных сил от колёсной пары (43) к раме (16) и для передачи на колёсную пару веса обрессоренных частей паровоза; для снижения сопротивления движению, в буксах расположены подшипники (качения или скольжения)[57].
41. Балансир — элемент рессорного подвешивания, служащий для распределения и выравнивания нагрузок между отдельными осями локомотива[58][59].
42. Рессора — основной элемент рессорного подвешивания, служащий для упругой связи между рамой (16) и буксами (40), а также для передачи веса паровоза на его ходовые части[60].
43. Движущие (сцепные) колёсные пары — через кривошипно-шатунный механизм преобразуют возвратно-поступательное движение от поршня во вращательное, которые в свою очередь в результате взаимодействия колёс с рельсами преобразуется в поступательное, создавая тем самым силу тяги. Ускорения от движущего механизма, передаваемые на колёса, уравновешиваются противоположными балансирами[32][61].
44. Стойка рессоры / упорка — служит для передачи вертикальных нагрузок от рессоры (42) на корпус буксы (40)[62].
45. Конусное устройство — соединено паровыпускной трубой с паровой машиной и служит для выброса мятого (отработанного) пара в дымовую трубу, тем самым усиливая в ней тягу газов сгорания, что в свою очередь усиливает приток воздуха в топку[63][64].
46. Бегунковая тележка — служит для разгрузки передней части паровоза, тем самым снижая осевые нагрузки, а также за счёт возвращающих устройств позволяет локомотиву лучше вписываться в кривые[22][23].
47. Метельник / путеочиститель — щит, выполненный из прутьев, листовой или литой стали, предназначенный для откидывания с пути препятствий, которые при попадании под колёса могут привести к сходу с рельс[65].
48. Автосцепка — служит для соединения локомотива с вагонами или другим локомотивом[66].

Примечания

  1. ↑ Хмелевский, 1973, с. 320.
  2. ↑ Дробинский, 1955, с. 37.
  3. ↑ Хмелевский, 1973, с. 410.
  4. ↑ Дробинский, 1955, с. 98—99.
  5. ↑ Хмелевский, 1973, с. 98—99.
  6. ↑ Дробинский, 1955, с. 118.
  7. ↑ Дробинский, 1955, с. 95.
  8. ↑ Хмелевский, 1973, с. 90.
  9. ↑ Дробинский, 1955, с. 225.
  10. ↑ Хмелевский, 1973, с. 400.
  11. ↑ 1 2 Дробинский, 1955, с. 167.
  12. ↑ Хмелевский, 1973, с. 404.
  13. ↑ Дробинский, 1955, с. 100—102.
  14. ↑ Хмелевский, 1973, с. 65.
  15. ↑ Хмелевский, 1973, с. 36.
  16. ↑ Хмелевский, 1973, с. 37.
  17. ↑ Дробинский, 1955, с. 211—212.
  18. ↑ Сыромятников: Том 1, 1937, с. 122.
  19. ↑ 1 2 3 Дробинский, 1955, с. 29.
  20. ↑ 1 2 Хмелевский, 1973, с. 40.
  21. ↑ 1 2 3 Сыромятников: Том 1, 1937, с. 250.
  22. ↑ 1 2 Дробинский, 1955, с. 156.
  23. ↑ 1 2 Хмелевский, 1973, с. 288.
  24. ↑ Хмелевский, 1973, с. 411.
  25. ↑ Locomotive dictionary, 1906, p. 67.
  26. ↑ Дробинский, 1955, с. 34.
  27. ↑ Хмелевский, 1973, с. 249.
  28. ↑ Дробинский, 1955, с. 214.
  29. ↑ 1 2 Сыромятников: Том 2, 1937, с. 483.
  30. ↑ Хмелевский, 1973, с. 405.
  31. ↑ Дробинский, 1955, с. 138.
  32. ↑ 1 2 Дробинский, 1955, с. 139.
  33. ↑ 1 2 3 4 Дробинский, 1955, с. 32.
  34. ↑ Хмелевский, 1973, с. 202.
  35. ↑ Хмелевский, 1973, с. 194.
  36. ↑ Дробинский, 1955, с. 31.
  37. ↑ Хмелевский, 1973, с. 148.
  38. ↑ Хмелевский, 1973, с. 150.
  39. ↑ Дробинский, 1955, с. 150.
  40. ↑ Дробинский, 1955, с. 16.
  41. ↑ 1 2 Хмелевский, 1973, с. 20.
  42. ↑ Сыромятников: Том 1, 1937, с. 79.
  43. ↑ Дробинский, 1955, с. 25.
  44. ↑ Дробинский, 1955, с. 18.
  45. ↑ 1 2 Дробинский, 1955, с. 58.
  46. ↑ Хмелевский, 1973, с. 75.
  47. ↑ Сыромятников: Том 1, 1937, с. 246.
  48. ↑ Сыромятников: Том 1, 1937, с. 305.
  49. ↑ Хмелевский, 1973, с. 399.
  50. ↑ Дробинский, 1955, с. 212.
  51. ↑ Дробинский, 1955, с. 38.
  52. ↑ 1 2 Сыромятников: Том 2, 1937, с. 488.
  53. ↑ Дробинский, 1955, с. 39.
  54. ↑ Сыромятников: Том 2, 1937, с. 489.
  55. ↑ Дробинский, 1955, с. 19.
  56. ↑ 1 2 Дробинский, 1955, с. 20.
  57. ↑ Хмелевский, 1973, с. 262.
  58. ↑ Дробинский, 1955, с. 143.
  59. ↑ Хмелевский, 1973, с. 278.
  60. ↑ Хмелевский, 1973, с. 277.
  61. ↑ Сыромятников: Том 2, 1937, с. 284.
  62. ↑ Дробинский, 1955, с. 144.
  63. ↑ Дробинский, 1955, с. 67.
  64. ↑ Хмелевский, 1973, с. 43.
  65. ↑ Locomotive dictionary, 1906, p. 59.
  66. ↑ Хмелевский, 1973, с. 258.

Литература

  • Дробинский В. А. Как устроен и работает паровоз. — М.: Трансжелдориздат, 1955. — 252 с. — 30 000 экз.
  • Хмелевский А. В., Смушков П. И. Паровоз (устройство, работа и ремонт). — М.: Транспорт, 1973. — 416 с. — 25 000 экз.
  • С. П. Сыромятников. Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта / Центральное управление учебными заведениями. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1937. — Т. 1. — 337 с.
  • С. П. Сыромятников. Курс паровозов. Устройство и работа паровозов и техника их ремонта / Центральное управление учебными заведениями. — М.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1937. — Т. 2. — 524 с.
  • George Little Fowler. Locomotive dictionary : an illustrated vocabulary of terms which designate American railroad locomotives, their parts, attachments and details of construction with definitions and illustrations of typical British locomotive practice (англ.). — New York: Railroad Gazette, 1906. — 523 p. — ISBN 9780912318202.

См. также