Какая мощность двигателя у тепловоза

Самый мощный локомотив в России

Всем здравствуйте!

Сейчас мы рассмотрим серьезный вопрос: какой у нас локомотив самый мощный?

Скажу сразу, все современные тепловозы и электровозы обладают большой мощностью, достаточной для вождения тяжеловесных грузовых поездов и пассажирских поездов с большой скоростью, так сказать, «с ветерком» Но есть один тип локомотива, мощнее которого пока ничего не придумано. О нем я расскажу, чуть позже, сохраню интригу.

На Российских железных дорогах сейчас трудится большой спектр локомотивов все они современны и достаточно сильные. Пробежимся слегка по электровозам: ВЛ80С,Т; ВЛ85; 2ЭС5К; 3ЭС5К («Ермак») основные грузовые электровозы переменного тока, мощность в секции у каждого составляет порядка 4500 л.с., а все они многосекционные, вот и умножьте : две секции по 4500 л.с.- уже 9000 л.с., а три секции – вот и 13500 л.с., а если по системе многих единиц (два двухсекционных электровоза управляются с одного пульта) вот уже и 18000 л.с.! Неплохо, правда!

Практически такая-же картина и с электровозами постоянного тока: ВЛ10; ВЛ11;3ЭС4К; 2ЭС6 («Синара»), мощность их точно такая-же.

Пассажирские электровозы: ЭП1; ЭП1М; ЭП1П отечественные машины переменного тока имеют мощность порядка 4000 л.с., есть у нас еще электровоз двойного питания (работает на переменном и постоянном токе), это ЭП20, мощность его такая-же. Давно, еще со времен Советского союза работают, и очень здорово работают, на наших дорогах знаменитые «Чехи» — пассажирские электровозы переменного и постоянного тока, произведенные в ЧССР. Эти машины составляли и еще составляют, практически весь пассажирский парк электровозов на доброй половине всех железных дорог России! Это электровозы переменного тока: ЧС4Т; ЧС8 и постоянного тока: ЧС2; ЧС3; ЧС2Т; ЧС6; ЧС7 и ЧС200, мощность их одинакова с отечественными электровозами.

Тепловозы, на данный момент на железных дорогах России эксплуатируется достаточно много типов тепловозов, основные в грузовом движении: 2М62 – двухсекционный тепловоз с мощностью дизеля 2000 л.с., в секции, умножаем на два, получаем 4000 л.с.; 2ТЭ10Л,В,М и 2ТЭ116 с мощностью дизеля 3000 л.с., в секции, умножаем на два, получаем 6000 л.с., тепловозы серии ТЭ10 строились еще и в трехсекционном исполнении-3ТЭ10М , умножаем на три, получаем уже 9000 л.с ., и даже в четырехсекционном исполнении-4ТЭ10С (работал на Баме) и получаем уже 12000л.с. Неплохо, правда!

Тепловоз 2ТЭ25К

В настоящее время Брянским машиностроительным заводом выпускаются тепловозы 2ТЭ25К («Пересвет»), мощностью до 4000 л.с., в секции, а они выпускаются в двухсекционном и трехсекционном исполнении. Вот и представьте себе, уже, наверное, посчитали – 12000 л.с. Очень даже мощно! Пассажирские тепловозы ТЭП60; ТЭП70 и ТЭП70БС (имени Бориса Саламбекова) имеют мощность 4000 л.с., исполняются в односекционном варианте и развивают скорость до 160 км/час, есть чем гордиться!

Газотурбовоз ГТ1

Ну и наш лидер, творение Людиновского тепловозостроительного завода – газотурбовоз ГТ1, мощностью 11284 л.с. Газотурбовоз – это локомотив, силовая установка которого состоит из газовой турбины с соответствующей передачей, на данном локомотиве, передача – электрическая, переменно-постоянного тока. Это когда турбина вращает генератор переменного тока (он намного легче и проще генератора постоянного тока), затем снова ток трансформируется в постоянный, через выпрямительную установку, и уже постоянный ток работает в тяговых электродвигателях постоянного тока (они мощнее и система регулирования напряжения на них гораздо проще и дешевле, чем на асинхронных электродвигателях переменного тока).

Нельзя сказать, что газотурбовоз, машина нового, нет, они строились по всему миру и раньше, в СССР на Коломенском тепловозостроительном заводе было спроектировано и построено несколько типов газотурбовозов, в том числе и для пассажирского движения. Дело в том, что в эксплуатации данный локомотив очень сложен и прожорлив — газовая турбина все-таки! А мощность их сильно не опережала мощность эксплуатируемых тепловозов, поэтому в серию они не пошли, но работы по ним велись и ведутся по сей день, результат налицо – газотурбовоз ГТ1.

Газотурбовоз ГТ1

Пока построено их всего два, первый в 2007 году и второй , модернизированный вариант в 2013 году. Турбина данного силача работает как на керосине, так и на природном газе. Ну и главное – этот газотурбовоз дважды попал в Книгу рекордов Гиннеса: 12.10.2009 года – как самый мощный локомотив в мире и 7.09.2011 года, проведя на большом испытательном кольце на станции Щербинка, состав, весом в 16000 тонн и длиной 170 вагонов, таких составов еще ни один локомотив, без помощи других локомотивов, в мире не водил! Молодцы мы, все-таки, Россия!

Всего хорошего!

Похожее

локомотивов - Трансконтинентальная железная дорога

Веками человек пытался использовать механическую силу тепла и воды. Еще в 200 году до нашей эры в своем Pneumatica Герой Александрии описал устройство под названием Aeolipile, которое считается первым зарегистрированным паровым двигателем. Шар, содержащий воду, был установлен над котлом, и, когда он нагревался, две выступающие изогнутые трубки выпускали струи пара, заставляя шар вращаться. Многие такие устройства были задуманы в последующие века, когда ученые изучали принципы гидравлики, пневматики и свойства газов, но эти устройства не выполняли реальной работы.Лишь в 18 ^-м веке в Британии паровой двигатель начал менять не только лицо промышленности, но и отношение человечества к работе и обществу.

Как работает двигатель Newcomen

Вода кипятится, создавая пар, который толкает поршень в цилиндре вверх. Шток поршня прикреплен к поперечной балке, и когда поршень поднимается, вес штока насоса, подвешенного на противоположном конце балки, тянет вниз. Когда поршень достигает верхней части цилиндра, в поршневой цилиндр впрыскивается струя воды, в результате чего пар конденсируется, всасывая поршень вниз.Охлаждающая вода сливается, и цикл повторяется бесконечно.

В 1712 году Томас Ньюкомен и его помощник Джон Кэлли представили первый коммерчески жизнеспособный паровой двигатель. Атмосферный двигатель Newcomen использовал пар для питания насоса. Хотя это было не очень эффективно, сотни этих двигателей использовались для откачки воды из британских угольных шахт и затопленных районов.

В конце 18 ^-го века Джеймс Уотт, человек, которого в конечном итоге назовут отцом парового двигателя, значительно повысил эффективность стационарного двигателя, запатентовав двигатель двойного действия, который использовал пар высокого давления на обе стороны поршня, чтобы удвоить выход.Его патенты также включали такие вспомогательные устройства, как манометры, дроссельные клапаны и регуляторы пара. В партнерстве с производителем Мэтью Боултоном усовершенствования и изобретения Уатта привели к промышленной революции.

После улучшений Уотта многие изобретатели попытались адаптировать паровой двигатель к видам транспорта как на суше, так и на воде. Достижение движущей силы пара впервые в истории позволило бы человеку путешествовать на суше со скоростью, превышающей скорость одомашненной лошади.

Тревитикский трамвайный локомотив

В 1802 году Ричард Тревитик запатентовал «двигатель высокого давления» и создал первый паровой локомотив на рельсах. Тревитик написал 21 февраля 1804 года, после суда над своим трамвайным двигателем высокого давления, что он "перевозил десять тонн железа, пять вагонов и 70 человек ... свыше 9 миль ... за 4 часа и 5 часов". Минц «. Несмотря на тяжеловесное путешествие, это был первый шаг к изобретению, которое полностью изменило бы отношение человека ко времени и пространству.

Джордж Стефенсон и его сын Роберт построили первый практичный паровоз. Стивенсон построил свой «движущийся двигатель» в 1814 году, который использовался для перевозки угля на шахте в Киллингворте. В 1829 году Стивенсоны построили знаменитый локомотив Rocket , в котором использовался многотрубный котел, и эта практика продолжалась в последующих поколениях паровых двигателей. Rocket победил в конкурсе Rainhill Trials, чтобы решить вопрос о том, лучше ли было перемещать вагоны по рельсам с помощью фиксированных паровых двигателей, используя систему шкивов или паровозные локомотивы. Rocket выиграл приз в £ 500 со средней скоростью 13 миль в час (без нагрузки, Rocket развил скорость до 29 миль в час), обыграв Braithwaite и новинку Эриксона и Тимоти Хэкворта Sans Pareil . Стивенсоны включили в свои двигатели элементы, которые использовались в последующих поколениях паровых двигателей.

Патентованный локомотивный двигатель Стивенсона

Хотя первым локомотивом, который работал на американской железной дороге, был Stourbridge Lion , построенный в 1828 году и импортированный из Англии Горацио Алленом из Нью-Йорка, британские локомотивы не стали доминировать на американских железных дорогах, потому что они были слишком тяжелыми для относительно легкие и часто неровные американские треки.Фактически, Lion вскоре был переведен в стационарный паровой двигатель.

американских изобретателей и инженеров шли параллельно с англичанами, и уже в 1812 году Джон Стивенс обратился в Конгресс с просьбой поддержать национальную железную дорогу. Он также построил первый американский паровоз в 1825 году. Многотрубный котельный двигатель работал на круговой демонстрационной трассе на его собственности в Хобокене, штат Нью-Джерси. Хотя ему не удалось получить финансовую поддержку для национальной железной дороги или своего локомотива, Стивенс позже основал одну из первых американских железных дорог - Камден и Амбой-железная дорога.

Питер Купер Tom Thumb , построенный в 1830 году, был первым американским локомотивом, который потянул легковой автомобиль на железной дороге. Несмотря на небольшой размер, он был достаточно мощным, чтобы убедить директоров железной дороги Балтимора и Огайо в практическом применении паровоза.

Лучший друг Чарльстона

Отличительной чертой того, что первым на регулярной основе проехал поезд по американской железной дороге, стал «Лучший друг Чарльстона» в 1831 году.Разработанный Э. Л. Миллером и построенный в Нью-Йорке, Best Friend проработал почти шесть месяцев, пока его котел не взорвался, когда рабочий, раздраженный звуком шипящего пара, ударил предохранительный клапан.

В 1831 году Матиас Болдуин основал Локомотивный завод Болдуин. Его второй паровой двигатель, E.L. Миллер , созданный опытный образец, от которого позже развивались двигатели. К концу 19 9000-х -го века компания Матиаса Болдуина стала крупнейшим в мире производителем локомотивов-одиночников и доминировала на рынке более ста лет, производя около 59 000 локомотивов.

Первые локомотивы были построены с неподвижными колесами, которые хорошо работали на прямых путях, но не так хорошо в гористой местности Америки. Американский инженер-строитель Джон Джервис спроектировал локомотив Experiment в 1832 году, у которого был поворотный четырехколесный грузовик-гид, также известный как «тележка», которая могла следовать по рельсам и позволять локомотивам двигаться по железным дорогам с меньшим весом. кривые.

Локомотив Америка, построенный Грант Локомотивный завод, Патерсон, Нью-ЙоркJ., для Парижской экспозиции 1867 года, стандартный американский паровоз 4-4-0 середины XIX века.

Пилот, или «ловец коров», был уникальным для американских локомотивов. Железнодорожные пути не были огорожены, и железнодорожные компании несут ответственность за любой ущерб, нанесенный столкновением с животным, которое может сорвать локомотив. John Bull, примерно в 1833 году, был одним из первых локомотивов в Америке, оснащенных таким устройством для устранения препятствий на пути. Вскоре пилоты стали стандартной техникой для американских локомотивов.

Локомотивы могут быть сконфигурированы несколькими способами, сгруппированные по расположению колес ведущего грузовика, ведущих колес и прицепного грузовика. Конфигурация 4-4-0 (то есть четыре колеса на ведущем грузовике и четыре ведущих колеса без прицепного грузовика) чаще всего использовалась в США и стала называться американским стандартом. Локомотивы, которые встречались на Встрече на высшем уровне, на Юпитере в центральной части Тихого океана и в Двигателе № 119 от Юнион Пасифик, были локомотивами 4-4-0.

американских производителей произвели локомотивы, равные по мощности британским двигателям, но по более низкой цене. Хотя американские двигатели были искусно украшены дорогой медной работой, а затраты на рабочую силу были выше, чем в Британии, американские производители сократили затраты, используя для дорогостоящих деталей чугун, а не кованое железо. Железные дороги Америки начинались с использования локомотивов, импортированных из Британии, но к концу 19000–9000-х годов Америка была крупным производителем локомотивов и экспортировала более 2900 двигателей.

Не будет преувеличением сказать, что паровая энергетика и локомотивы имели тот же преобразующий эффект в 19 веке, что компьютер имел в 20 . Роберт Терстон в своей книге 1878 года по истории парового двигателя сказал, что было бы «излишне пытаться перечислить преимущества, которые он принес человечеству, поскольку такое перечисление будет включать в себя добавление к каждому удобству и создание почти каждой роскоши, которой мы сейчас наслаждаемся."

Испытания Локомотива

Как эффективность современного железнодорожного двигателя доказана

ЛОКОМОТИВЫ - 3

ИНДИКАТОРНЫЙ УБОР, прикрепленный к передней части локомотива Pacific, проходящего испытания.Члены инженерного персонала едут в этом отсеке с целью получения диаграмм-индикаторов расширения пара в цилиндрах и сбора различных данных о дымовой трубе.

Работа ДИЗАЙНЕРА над локомотивом не заканчивается, когда продукт его мозга начинает работать на рельсе. Недостаточно, чтобы двигатель перевозил свою нагрузку в запланированное время.

Находясь на трассе, он должен быть проверен, чтобы определить мощность в лошадиных силах, которую двигатель развивает, в зависимости от количества сжигаемого топлива; если это не будет сделано, двигатель может оказаться неэкономичным в своей работе.Этот тест на мощность в лошадиных сил требует измерения силы тяги, создаваемой двигателем на его поезде в течение пути.

Но мощность в лошадиных силах, прилагаемая локомотивом к поезду, не учитывает мощность, которую он использует для передвижения и тендера; поэтому должны быть разработаны средства для измерения общей мощности лошадиных сил, движущейся локомотивом. Для этого необходимо проверить, что происходит внутри цилиндров двигателя.Это исследование также позволяет определить, эффективно ли происходит расширение пара в цилиндрах на всех скоростях от самой низкой до самой высокой.

Другое важное направление исследований касается котла; проектировщик захочет узнать, что сгорание топлива на огне решетки является полным и полным, и что из трубы не выбрасываются ценные источники тепла и энергии. Это требует анализа газов в коробке дыма , и необходимо проводить анализ, пока локомотив находится в движении.Все эти тесты обычно проводятся одновременно.

Вокруг передней и двух сторон дымовой коробки двигателя , проходящего испытания, находится укрытие, обычно выполненное из листовой стали и содержащее два окна спереди. Это делается для того, чтобы разместить двух наблюдателей, которые, хорошо приглушенные, наполовину обожженные теплом коробки с дымом и наполовину замерзшие от сквозняков позади них, «указывают» двигатель во время испытательной поездки. Их временный дом известен как «указывающее на убежище».

Сам индикатор состоит из небольшого вертикального цилиндра с вращающимся движением, приводимого в движение движением двигателя. Каждый раз, когда ведущие колеса двигателя вращаются, индикатор совершает один полный оборот вперед и один оборот назад, так что он вращается вперед поочередно вперед и назад все время работы двигателя. В передней крышке одного из цилиндров сделано отверстие, из которого к индикатору подводится небольшая трубка.Следовательно, в этой трубе пара пар находится под давлением, точно соответствующим давлению в цилиндре между концом цилиндра и поршнем.

Когда поршень отходит от конца цилиндра-, давление сначала примерно равно давлению котла-, в то время как живой пар все еще допускается; затем наступает момент отключения , после которого пар выполняет остальную часть своей работы за счет расширения, и давление быстро падает до конца хода поршня .Но в этот момент он может снова подняться из-за того, что называется «обратным давлением » - , то есть давлением на другую сторону поршня, поскольку расширенный пар из последнего предыдущего такта выталкивается из цилиндр поднимается в дымовую трубу, и конечная стадия достигается, когда поршень «амортизирует» этот пар напротив противоположного цилиндра - конец . При проектировании и настройке современных клапанов- движений цель состоит в том, чтобы максимально использовать расширяющиеся свойства пара и снизить до минимума обратное давление или демпфирование, поскольку более эффективная работа будет результатом реализации обоих цели.

Именно из этого процесса расширения диаграмма индикатора дает точную картину. В выбранный момент наблюдатель в укрытии открывает петух в маленькой паровой трубе; давление в трубе приводит в действие маленькую ручку, которая поднимается и опускается в соответствии с фактическим давлением в этом конце цилиндра; ручка делает линию на вращающемся цилиндре индикатора, к которому прикреплен лист бумаги.Он имеет форму ботинка. Верхняя горизонтальная часть «верхней» показывает давление при подаче пара до точки «выключено- выключено»; наклонная передняя часть ботинка, где он должен быть зашнурован, вплоть до носка , представляет расширение от выреза до конца прямого хода; и нижняя сторона чехла, от подошвы до пятки, представляет давление в том же конце цилиндра на обратном ходе поршня, поскольку расширенный пар «выпускается» в дымоход.«Жирная» диаграмма ищется; тонкие диаграммы часто означают неэффективность, особенно если вблизи конца хода линия возврата или выпуска пересекается над линией, представляющей конечную стадию расширения; это показывает, что имеет место избыточное обратное давление.

Из диаграмм-индикаторов, которые взяты в большом количестве выбранных точек во время пробной поездки, можно не только наблюдать за процессом расширения в цилиндрах двигателя на всех скоростях, но также производить приблизительный расчет общего количества. мощность лошадиных сил, которая развивается локомотивом.Определенная часть этого - и доля, израсходованная таким образом, очевидно, должна быть сохранена до минимально возможного процента - используется для приведения в движение самого себя и вывоза своего предложения.

Расчет силы

Остаток, который представляет ценность локомотива как рабочего органа, доступен для перевозки его поезда, и теперь это нужно измерить. Разница между этими двумя цифрами покажет, сколько энергии двигатель потратил на движение.

ИНСТРУМЕНТЫ ЗАПИСИ различных видов перевозятся внутри вагона динамометра. На переднем плане этой картины находится машина для регистрации тяги дышла локомотива, которая отмечена на рулоне одной из девяти ручек в центре стола. На заднем плане виден прибор для анализа газов в дымовой коробке двигателя.

Это приводит нас к специальному транспортному средству, известному как «вагон-динамометр», которое используется для измерения тяги, создаваемой локомотивом в его поезде.Автомобиль динамометра размещается в поезде рядом с тендером на двигатель, а на его ведущем или деловом конце соединительный крюк автомобиля образует часть дышла специального дизайна. Этот дышло прикреплено к мощной системе пружин под автомобилем, к которой он тянет, и которые в узких пределах уменьшают его движение вперед и назад. Благодаря тщательному проектированию и калибровке пружины расположены таким образом, что движение дышла точно пропорционально тяге, которую двигатель оказывает на него.

Внутри автомобиля внимание посетителя сначала привлекает стол с одного конца, над которым проходит широкая полоса бумаги, намотанная из большого рулона на одной стороне стола на другой рулон на другой стороне. Бумага медленно движется по часовой стрелке или другим подходящим способом. Над столом находятся несколько ручек, каждая из которых имеет специальную функцию для маркировки рулона в течение пробного путешествия. Наиболее важной из этих ручек является та, которая с помощью системы рычагов напрямую связана с дышлом, описанным в последнем абзаце.Эта ручка находится в постоянном контакте с рулоном и наносит на нее полную картину тяги двигателя на поезде с начала пути до конца.

Наибольшее усилие из всех происходит в момент запуска. Отрезание в цилиндрах продвигается в максимальной степени, так что полное рабочее давление котла заставляет поршни от одного конца цилиндров почти к другому. Это необходимо, потому что «статическое трение» коробок осей каждого вагона на всем протяжении поезда, между осями и шейками, которые на них опираются, должно быть преодолено до начала движения.С большим современным экспресс-двигателем и составом 500 или 600 тонн позади тендера это начальное тяговое усилие может возрасти до двенадцати пятнадцати или даже семнадцати тонн, и ручка дышла делает соответствующее внезапное движение вверх по ширине рулона. Однако, сразу же, тяга падает, оставляя это стартовое усилие, как точка копья на диаграмме. Двигатель постепенно «надрезается», когда отключение уменьшается, и расширяющиеся свойства пара включаются в игру, в то время как ручка дышла падает, пока не будет видно, что, скажем, со скоростью, скажем, 70 миль в минуту. Час на уровне с поездом 500- тонн, тяги от двух до трех тонн на дышле достаточно, чтобы преодолеть все сопротивления движению такого груза с такой скоростью по рельсам.

Таким образом, наиболее важная линия на диаграмме динамометрического вагона начинается с резкого пика, а затем падает до волнистой горизонтальной линии, которая поднимается, когда поезд движется в гору и когда требуется большая мощность, и падает на ступени спуска, где, если уклон достаточно крутой, поезд, возможно, толкает двигатель. Все остальные ручки выполняют свои различные функции одновременно. Существует телефонная и колокол связь между наблюдателями в показывающем убежище на переднюю части двигателя и персонал автомобиля динамометра, а также между автомобилем и подножкой двигателя.В записи делается отметка в точном месте, где берется каждая индикаторная диаграмма; другая отметка делается в каждой точке, где водитель двигателя изменяет открытие своего регулятора (или дросселя), и процент его среза цилиндра - . Точное прохождение станций и миль постов также отмечено на рулоне для проверки расстояния .

Проанализировано сгорание топлива

Внутри динамометрического вагона находится еще одно важное устройство, которое напрямую соединено трубкой с внутренним пространством дымовой коробки двигателя - .Таким образом, в любой желаемой точке пути проба газов в коробке для дыма поступает непосредственно в автомобиль, где этот аппарат принимает его, и автоматически разделяет его на составные части. То есть проводится серия анализов на всех скоростях остаточных продуктов сгорания топлива. Таким образом, можно проверить, выбрасывает ли двигатель компоненты топлива из дымовой трубы. Вместо того, чтобы выбрасывать их в отходы, их можно использовать для поднятия пара.Максимально возможная доля теплотворной способности топлива должна использоваться при преобразовании воды в пар; если этого не сделать, локомотив неэффективен.

Среди других деталей, связанных с тестовой поездкой этого описания, важно тщательно следить за количеством используемого угля и воды. Уголь взвешивается по мере его внесения в тендер до начала, а остаток снова взвешивается в конце пути; разница, с добавлением того, что использовалось для «освещения», дает общее потребление на маршруте.Вода в резервуаре и в котле измеряется до начала и после окончания цикла. Расходные материалы, которые были собраны с желоба на пути в течение пути, должны быть добавлены к количеству воды, измеренному в конце цикла. Из этих деталей можно рассчитать скорость испарения воды в котле, и она может быть пропорциональна скорости расхода топлива на огне - решеток.

АВТОМОБИЛЬ ДИНАМОМЕТРА, установленный между локомотивом и поездом, используется для проведения испытаний в рабочих условиях.Этот автобус 48 футов 5 в длину и весит 27 тонн 3 ц. В машине движущийся рулон бумаги, на котором сделаны основные записи, приводится в движение по часовой стрелке и показывается дополнительное колесо. При необходимости его можно поднимать или опускать с нижней стороны вагона до рельса, и он используется для записи на крене скорости, с которой движется поезд. Колесо оснащено шиной из закаленной стали, отшлифованной до такого диаметра, что оно совершает ровно 440 оборотов за каждый пробег.

Несмотря на то, что наблюдатели на двигателе и в динамометрическом вагоне находились в ходе испытательной поездки, они еще более заняты после окончания пробега, так как теперь все диаграммы должны быть разработаны, и масса цифр, которые был накоплен требует подробного и критического анализа.Результаты представляют наибольшую ценность и полностью оправдывают значительные затраты на обслуживание оборудования и предоставление персонала из девяти или десяти квалифицированных инженеров, необходимых для проведения таких испытаний, как эти. Например, в результате изучения диаграмм показателей власти могут принять решение внести изменения в настройку клапана-; анализ дымовых газов из ящика может предложить изменения в конструкции решетки огня, , топки, котла, бочки или дымового ящика ; и аналогичным образом из записи динамометра могут быть приняты решения, которые приведут к изменениям конструкции либо в тестируемом двигателе, либо в последующих двигателях того же класса, либо в следующем типе, который должен быть разработан.

Тестирование этого описания также используется для того, чтобы предшествовать изменениям таблицы времени , так как необходимо доказать, если запланированы ускорения обслуживания, что они не приведут к чрезмерному потреблению угля и неэффективной работе соответствующих двигателей.

Существует еще один способ испытания локомотива, который воспроизводит все условия движения, в том что касается нагрузки и скорости, но не требует, чтобы двигатель брался за испытательный путь на отрезке линии с вагоном-динамометром.

Этот метод не зависит от погодных изменений, особенно от воздействия боковых ветров , которые рассеивают энергию за счет увеличения трения, а также от тумана или дождя, которые делают рельсы сальными. Каждый другой тип локомотива может быть испытан в условиях, которые не просто однородны, но которые не могут варьироваться. Недостаток этого метода состоит в том, что он требует установки дорогостоящей установки для испытаний - . Такие заводы используются в Соединенных Штатах, Германии и Франции, но единственный в своем роде в Великобритании находится на Суиндонском заводе Великой Западной железной дороги, и это может проверить только до 500 лошадиных сил, что далеко не достаточно современных требований.

Один из самых современных заводов, датируемых – годами, находится в Витри, недалеко от Парижа, куда лондонский и северо-восточный локомотив «Северный петух» был отправлен в декабре 1934 года для проведения исчерпывающих испытаний. , Вдоль пола испытательного завода установлены серии роликов, положение которых можно регулировать до тех пор, пока каждое из колес испытуемого двигателя не окажется точно в центре ролика. Каждый из роликов под ведущими колесами двигателя приводит в действие гидравлический тормоз Фруда; в свою очередь вал тормоза приводит в движение гидравлический насос, и любое увеличение частоты вращения двигателя также увеличивает скорость подачи воды к тормозу, увеличивая тем самым тормозное усилие и поддерживая постоянную скорость вращения ведущих колес двигателя.

Затем дышло или муфта двигателя присоединяется к гидравлическому динамометру, который прикреплен к вертикальной балке, установленной в бетоне. Двигатель, который, таким образом, надежно удерживается на месте, запускается, запускается и работает на скорости, эквивалентной высокой скорости, теоретически преодолевая несколько сотен миль.

Стоя на своих роликах, ревя так, словно двигаясь быстро по гусенице, с ведущими колесами , приводящими ролики в движение настолько сильно, насколько они могут двигаться, и работающими против гидравлического давления в тормозах Фруда, стоящий двигатель выглядит странно.Таким образом, двигатель может работать на равной скорости час за часом без каких-либо изменений в методе из-за уклонов до и уклонов до , кривых и замедлений, сигналов и постоянных проверок пути, а также ветра и погоды. , Тяга двигателя на динамометре регистрируется так же, как и в автомобиле с динамометром, но при этом получают гораздо более точные оценки эффективности двигателя, чем когда-либо было бы возможно при обычном испытательном пробеге по линии.

В ТЕСТЕ.«Cock o’ the North », великолепный локомотив LNER 2- 8- 2, в испытательном цеху в Витри, Франция. Двигатель без тендера надежно удерживается сзади, а колеса опираются на ролики. Пар поднимается в котле, и все количества воды и используемого топлива тщательно измеряются. Регулятор локомотива открывается, и колеса приводят в движение опорные ролики. Ролики соединены с лопастными колесами внутри водяных бочек, показанных слева на рисунке. Действие перемешивания лопастей поглощает мощность двигателя и обеспечивает нагрузку, которая может изменяться и измеряться по желанию.

В лучшем случае паровой локомотив является одним из наименее эффективных паровых двигателей. Из каждых 100 единиц тепла, выделяемых при потреблении топлива на огне , не более шести или семи при нормальной работе превращаются в полезную работу. И все же есть много причин, по которым трудно изменить это положение вещей в лучшую сторону.

Когда пар выполнил свою работу в цилиндрах и выбрасывается из дымохода, с ним уходит много энергии, о чем свидетельствует шум, производимый выхлопом, особенно при запуске двигателя.Вследствие относительной непродолжительности котла большое количество тепла также попадает в трубу для отходов. Но оба условия являются результатом узких ограничений по высоте, ширине и весу, в пределах которых должен быть построен локомотив, чтобы проходить через железнодорожные пути, вдоль платформ, а также через туннели и мосты.

Поднятие выхлопной трубы вверх по дымоходу обеспечивает необходимую тягу для пожара, и конечное давление пара перед вытяжкой должно быть достаточно высоким, иначе не будет достаточной тяги для правильной подачи пара в котле.

Излишнее удлинение ствола котла, чтобы использовать большую долю тепла от огня для повышения пара - , увеличило бы вес и длину локомотива и повредило бы его собственный объект.

Эксперименты по принудительному выбору

Предприняты попытки уловить выходящую мощность и тепло, заменив привод турбины на возвратно-поступательное движение, конденсируя отработанный пар и заменив некоторую форму принудительной тяги, но без какого-либо заметного успеха, из-за этих конструктивных ограничений в строительстве локомотивов.

Для широкого спектра задач, которые он должен выполнять, паровоз, несмотря на низкий общий тепловой КПД, по-прежнему является наиболее подходящим типом машин для своей работы. Постоянно прилагаются усилия для повышения показателя эффективности; например, от 7,5 до 10 процентов только добавят одну- трети к эффективности локомотива. И в обеспечении большей эффективности, именно различные методы испытаний локомотивов, описанные на этой странице, играют наиболее важную роль в расследовании.

Существуют и другие важные испытания, которые предшествуют строительству локомотива. Каждая стальная пластина или прокатный участок, использованный в ее конструкции, были проверены и испытаны представителями железнодорожной компании на прокатном стане, где производилась сталь. Стальные поковки и отливки подвергались так же тщательному анализу, как и медь, из которой была сформована внутренняя топка, и трубы, соединяющие топку с коробкой дыма-.

Все эти различные детали были изготовлены в соответствии с жесткими спецификациями, которые были разработаны в результате опыта, большинство из которых - работа Британской ассоциации инженерных стандартов. Каждая железнодорожная компания обслуживает большой корпус инженеров-инспекторов и путешествует по стране, посещая, в целях проверки и тестирования, работы фирм, поставляющих железнодорожные материалы. У каждой железной дороги также есть свои собственные лаборатории, в которых работают опытные химики и металлурги, у которых есть много испытаний, связанных с работой локомотива.

ЧЕЛОВЕК АВТОМОБИЛЯ ДИНАМОМЕТРА, прикрепленный к экспрессу «Летучий шотландец» на лондонской и северо-восточной железной дороге. Инженер на центральном столе общается по телефону с коллегой по локомотиву.

Однако другой аспект испытаний локомотивов связан не столько с эффективностью конструкции и производительности, сколько с вопросом безопасности. Например, оси современного экспресс-локомотива обычно выполнены полыми.Они специально скучают, чтобы можно было микроскопически исследовать внутреннее пространство, чтобы сразу были видны любые недостатки или дефекты. Таким образом, опасность поломки оси может быть предотвращена путем периодических проверок в течение срока эксплуатации локомотива.

Время от времени проводятся другие испытания, особенно в отношении котлов. Они проверяются через определенные промежутки времени, чтобы можно было обнаружить любые признаки коррозии.

Котел подвергается строгим испытаниям перед установкой на локомотив.Котел после того, как он покидает цех, в котором он построен, испытывается под гидравлическим давлением на уровне, значительно превышающем его рабочее давление. В этом тесте котел заполнен водой. Затем мощный насос нагнетает больше воды, пока манометр не зарегистрирует требуемую цифру.

Это, хотя и серьезное, не считается достаточным для полной безопасности, и котел подвергается дополнительному испытанию, причем пар поднимается до тех пор, пока не будет достигнуто рабочее давление котла.На этом рисунке предохранительные клапаны настроены на продувку, но испытания инженера доказывают, что все соединения в корпусе котла, а также между трубами и коробкой дымовой трубы и трубами топки , надежно защищены паром .

Большое количество испытаний проводится также во время строительства локомотива, чтобы обеспечить как эффективность, так и безопасность при работе. Примером этого является тщательная проверка ведущих колес локомотива перед их установкой на рамы двигателя.Ведущие колеса управляются шатунами, которые в свою очередь работают возвратно-поступательным движением.

Дополнительные тесты

Эти поршневые детали очень тяжелые, и «балансиры», как они известны, прикрепляются к ободам колес. Эти веса расположены напротив шатунов коленчатого вала , через которые мощность цилиндров передается на колеса. Очевидно, что для достижения стабильной работы без чрезмерной вибрации необходимо достичь как можно более идеального баланса.Для этого необходимо установить ведущие мосты в комплекте с их колесами на специальной машине, в которой они вращаются со скоростью, эквивалентной более чем шестидесяти милям в час на трассе. Любая неустойчивость колес из-за отсутствия «баланса» корректируется путем регулировки веса. Эти балансиры состоят из коробок из полого чугуна или собраны из стальных пластин, которые заполнены свинцом, так что количество металла, которое они содержат, может быть добавлено или получено по желанию. Колеса, наконец, разгоняются до очень высокой скорости, и, если они успешно проходят этот тест, они передаются для обслуживания на локомотивах, для которых они были изготовлены.

Существует еще один аспект испытаний локомотивов, который имеет жизненно важное значение. Это распределение веса локомотива по каждому его колесу. Это корректируется путем запуска локомотива в специальный сарай, в котором колея разделена на серию коротких мостов весом . Каждое из колес двигателя опирается на один из этих мостов весом , и давление вниз измеряется на циферблате; таким образом, ответственный инженер может сразу увидеть вес в тоннах и долях тонны, который лежит на каждом колесе.В случае необходимости каких-либо изменений в распределении веса двигателя, пружины тщательно отрегулированы так, чтобы как на ведущие, так и на опорные колеса приходилась соответствующая пропорция веса, равномерно распределенная по обеим сторонам двигателя.

Локомотив проходит серию испытаний на протяжении всей своей конструкции. Испытания также проводятся в течение срока службы двигателя, чтобы гарантировать его безопасность и эффективность.

БАЛАНСИРОВКА КОЛЕСА, важная часть испытаний локомотива, проводимых во время строительства.Эта машина на локомотивном заводе в Суиндоне используется для обеспечения того, чтобы все ведущие колеса двигателя могли вращаться без чрезмерной вибрации со скоростью, превышающей шестьдесят миль в час на пути.

[Из части 7, опубликованной 15 марта 1935 года]

[Прочитать предыдущую статью в этой части] [Прочитать следующую статью в этой части]

Вы можете прочитать больше о «Испытании на Петухе на Севере», «Залах великанов» и

«Как проверяются двигатели» на этом сайте.

Локомотив | автомобиль | Британика

Локомотив , любой из различных самоходных транспортных средств, используемых для перевозки железнодорожных вагонов на гусеницах.

Хотя движущая сила для состава поезда может быть включена в вагон, в котором также есть места для пассажиров, багажа или груза, чаще всего это обеспечивается отдельным узлом, локомотивом, который включает в себя механизмы для генерации (или, в Корпус электровоза, для преобразования) мощности и передачи ее на ведущие колеса.Сегодня для локомотива есть два основных источника энергии: масло (в виде дизельного топлива) и электричество. Steam, самая ранняя форма движения, использовалась почти повсеместно до времени Второй мировой войны; с тех пор он был заменен более эффективной дизельной и электрической тягой.

Паровоз был самодостаточной единицей, в которой имелась собственная подача воды для производства пара и угля, масла или дров для отопления котла. Тепловоз также несет свою собственную подачу топлива, но выход дизельного двигателя не может быть связан непосредственно с колесами; вместо этого следует использовать механическую, электрическую или гидравлическую трансмиссию.Электровоз не самодостаточен; он берет ток с верхнего провода или третьего рельса рядом с ходовыми рельсами. Третий железнодорожный транспорт используется только городскими скоростными железными дорогами, работающими на низковольтном постоянном токе.

В 1950-х и 60-х годах газовая турбина была принята одной американской железной дорогой и некоторыми европейскими в качестве альтернативы дизельному двигателю. Хотя его преимущества были сведены на нет достижениями в области тяговых дизельных технологий и ростом цен на нефть, он все еще предлагается в качестве альтернативного средства для установки высокоскоростного железнодорожного сообщения в регионах, где отсутствует инфраструктура для электроэнергии.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 года с вашей подпиской. Подпишитесь сегодня

Основные характеристики, которые сделали успешными Rocket 1829 года Джорджа и Роберта Стефенсона - его многотрубный котел и его систему выпуска пара и создания тяги в его топке - продолжали использоваться в паровозе до конца его карьеры. Количество спаренных ведущих колес вскоре увеличилось. Ракета имела только одну пару ведущих колес, но вскоре стало обычным использование четырех спаренных колес, и в итоге было построено несколько локомотивов с 14 спаренными водителями.

Рабочие колеса паровоза были разных размеров, обычно больше для более быстрых пассажирских двигателей. Средний диаметр составлял около 1829–2,032 мм (72–80 дюймов) для пассажирских двигателей и 1372–1676 мм (54–66 дюймов) для грузовых или смешанных перевозок.

Запасы топлива (обычно угля, но иногда нефти) и воды можно было перевозить на самой раме локомотива (в этом случае он назывался танковым двигателем) или на отдельном транспортном средстве, тендере, соединенном с локомотивом.Тендер типичного европейского магистрального локомотива имел вместимость 9 000 кг (10 тонн) угля и 30 000 литров (8 000 галлонов) воды. В Северной Америке более высокие мощности были обычным явлением.

Для удовлетворения особых потребностей интенсивного грузового движения в некоторых странах, в частности в Соединенных Штатах, было получено большее тяговое усилие за счет использования двух отдельных узлов двигателя под общим котлом. Передний двигатель был шарнирным или шарнирно соединен с рамой заднего двигателя, так что очень большой локомотив мог преодолевать изгибы.Сочлененный локомотив был первоначально швейцарским изобретением, первый из которых был построен в 1888 году. Самым крупным из когда-либо построенных был «Биг Бой 9009», принадлежащий Union Pacific, который использовался в горных грузовых перевозках в западной части Соединенных Штатов. Big Boy весил более 600 коротких тонн, включая тендер. Он мог тянуть 61 400 кг (135 400 фунтов) тягового усилия и развивал более 6000 лошадиных сил при 112 км (70 милях) в час.

Одним из самых известных сочлененных конструкций был Beyer-Garratt, который имел две рамы, каждая из которых имела свои собственные ведущие колеса и цилиндры, увенчанные резервуарами для воды.Разделение двух шасси было еще одной рамой, несущей котел, кабину и запас топлива. Этот тип локомотива был ценен на слегка проложенном пути; это могло также договориться о острых кривых. Широко использовался в Африке.

Различные усовершенствования постепенно улучшали возвратно-поступательный паровоз. Некоторые из них включали более высокое давление в котле (до 2 000–2 060 килопаскалей [290–300 фунтов на квадратный дюйм] для некоторых из последних локомотивов по сравнению с около 1300 килопаскалями [200 фунтов на квадратный дюйм] для более ранних конструкций), перегревание питательной воды предварительный нагрев, роликовые подшипники и использование тарельчатых (перпендикулярных) клапанов, а не скользящих поршневых клапанов.

Тем не менее, тепловой КПД даже самых современных паровозов редко превышал около 6 процентов. Неполное сгорание и потери тепла от топки, котла, цилиндров и других источников рассеивают большую часть энергии сжигаемого топлива. По этой причине паровоз устарел, но очень медленно, потому что у него были компенсирующие преимущества, в частности, его простота и способность противостоять злоупотреблениям.

Усилия по продвижению железнодорожных транспортных средств с использованием батарей датируются 1835 годом, но первое успешное применение электрической тяги было в 1879 году, когда электрический локомотив появился на выставке в Берлине.Первые коммерческие применения электрической тяги были для пригородных или столичных железных дорог. Одно из первых появилось в 1895 году, когда Балтимор и Огайо электрифицировали участок дороги в Балтиморе, чтобы избежать проблем с дымом и шумом в туннеле. Одной из первых стран, которая использовала электрическую тягу для основных операций, была Италия, где система была открыта еще в 1902 году.

локомотив; Siemens, Werner von Первый электровоз, построенный электрической компанией Siemens, 1879. Encyclopædia Britannica, Inc.

К Первой мировой войне ряд электрифицированных линий действовал как в Европе, так и в Соединенных Штатах. Основные программы электрификации были предприняты после этой войны в таких странах, как Швеция, Швейцария, Норвегия, Германия и Австрия. К концу 1920-х годов почти каждая европейская страна имела по крайней мере небольшой процент электрифицированных путей. Электрическая тяга была также введена в Австралии (1919 г.), Новой Зеландии (1923 г.), Индии (1925 г.), Индонезии (1925 г.) и Южной Африке (1926 г.).Несколько столичных терминалов и пригородных служб были электрифицированы в период с 1900 по 1938 год в Соединенных Штатах, и было проведено несколько основных электрификаций. Появление тепловоза запретило дальнейшую электрификацию магистрального маршрута в Соединенных Штатах после 1938 года, но после Второй мировой войны такая электрификация была быстро распространена в других местах. Сегодня значительный процент железнодорожных путей стандартной колеи на национальных железных дорогах по всему миру электрифицирован - например, в Японии (100 процентов), Швейцарии (92 процента), Бельгии (91 процент), Нидерландах (76 процентов), Испании ( 76 процентов), Италия (68 процентов), Швеция (65 процентов), Австрия (65 процентов), Норвегия (62 процента), Южная Корея (55 процентов), Франция (52 процента), Германия (48 процентов), Китай (42). процентов) и Соединенное Королевство (32 процента).В отличие от этого, в Соединенных Штатах, которые имеют около 225 000 км (140 000 миль) трассы стандартной колеи, электрифицированные маршруты едва ли существуют за пределами Северо-восточного коридора, где Амтрак движется по 720-километровому (450-мильному) маршруту Acela Express между Бостоном и Вашингтоном. DC

Вторая половина столетия также была отмечена созданием в городах по всему миру многих новых электрифицированных городских систем скоростного железнодорожного транспорта, а также расширением существующих систем.

Преимущества и недостатки

Электрическая тяга, как правило, считается наиболее экономичным и эффективным средством эксплуатации железной дороги при условии наличия дешевой электроэнергии и плотности движения, оправдывающей большие капитальные затраты.Будучи просто преобразовывающими энергию, а не генерирующими энергию устройствами, электровозы имеют ряд преимуществ. Они могут использовать ресурсы центральной электростанции для выработки мощности, значительно превышающей их номинальные значения, чтобы запустить тяжелый поезд или преодолеть крутой уклон на высокой скорости. Наблюдается, что типичный современный электровоз мощностью 6000 лошадиных сил развивает до 10000 лошадиных сил за короткий период в этих условиях. Более того, электровозы работают тише, чем другие типы, и не производят дыма или паров.Электрические локомотивы требуют мало времени для технического обслуживания в цехе, их эксплуатационные расходы низки, а срок их службы выше, чем у дизелей.

Наибольшими недостатками электрифицированной работы являются высокие капитальные вложения и стоимость обслуживания стационарной установки - проводов и конструкций тягового тока и силовых подстанций - и дорогостоящие изменения, которые обычно требуются в системах сигнализации для защиты их схем от помех от высоких напряжения тягового тока и для адаптации их характеристик к превосходному ускорению и устойчивым скоростям, получаемым от электрической тяги.