Глава I. Требования, предъявляемые к паровой машине

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Паровая машина имеет назначение преобразовать тепловую энергию подводимого к ней пара в механическую работу по передвижению поезда с максимальными скоростями.

Превращение одного вида энергии в другой сопровождается теми или иными потерями; из термодинамики мы знаем о значительных величинах тепловых потерь, неизбежных в рабочем цикле паровой машины, работающей на выхлоп. Но кроме этих потерь тепла, органически связанных с рабочим циклом машины, которые имеют место даже при отличном состоянии ее, работа машины сопровождается и другими потерями, а именно: на начальную и внутреннюю конденсацию, на утечки пара (и стало быть тепла) через неплотности поршневых и золотниковых колец и на мятие.

В хорошо спроектированной и исправно работающей машине сумма всех этих потерь должна быть возможно меньшей.

С другой стороны, паровая машина должна быть максимально проста и, главное, надежна в эксплуатации. Это последнее требование является чрезвычайно важным, и, стараясь его выполнить, приходится иногда поступаться требованиями экономичности в большей или меньшей степени.

В виде иллюстрации собранной паровой машины современных паровозов приводим фиг. 280 и 280а, изображающие машины паровозов сер.«ФД» и «ИС». На чертежах изображены не только сама машина, но и некоторые другие части паровоза. К этим чертежам мы будем иногда обращаться при дальнейшем изложении курса.

Паровая машина должна вписываться в габарит подвижного состава. Проверка вписывания производится при установке паровоза на кривой: расположенные в передней части паровоза паровые цилиндры, хорошо вписывающиеся в габарит на прямом участке пути, не должны выходить за пределы последнего при проходе по кривой.

По условиям прочности рамы и получения наиболее спокойного хода паровоза (уменьшения виляния) паровые цилиндры должны быть расположены возможно ближе к раме. Приближение цилиндра к раме ограничивается возможностью размещения ведущего пальца и ступицы ведущего колеса.

Если паровые машины наших старых паровозов всегда удавалось без особых затруднений вписать в габарит, то этого нельзя сказать о машинах современных мощных паровозов. Здесь возникают наибольшие затруднения с вписыванием в габарит паровых цилиндров и ведущего пальца. Чем мощнее паровоз, тем больше диаметр паровых цилиндров, тем больше усилие на поршень, тем более гро-

Глава I. Требования, предъявляемые к паровой машинеГлава I. Требования, предъявляемые к паровой машине
Фиг. 281.

Примечания к фиг. 281.

1- Габарит № 1-П предназначается для локомотивов, допускаемых к обращению по всей"сети.

2- Сплошная линия в нижней части габарита относится к подрессоренным частям, а пунктирная-к непод-рессоренным.

3- Линия с черными кружками-только для пальцев.

4- Вертикальный наносный пунктир с боков габарита-только для неответственных выступающих частей: подлокотников, козырьков и т. д.

6-По очертанию а-б-в-г подвижной состав может строиться только после удаления подкосов стоопил"и свесов крыш на всех станциях. .■ г «

6- Габарит № 1-Пб предназначается для паровозов с бустерами.

7- Очертание габарита № 1-П является предельным и должно уменьшаться по ширине г.оГс ответствую щему расчету в зависимости от длины локомотива и его жесткой базы при проверке, прохождения по кривым частям пути. г к. гмоздкими получаются ведущий палец с контр-кривошипом, а также увеличивается и контур головки ведущего дышла.

На фиг. 281 и 281а показаны габариты № 1-П и № 2-П для паровозов ОСТ

согласно ~J3j^f 6435.

Диаметр цилиндра, ход поршня, диаметр колеса и давление пара в котле комбинируются так, чтобы в габарит вписались все части машины. Очень часто те или иные элементы задаются при проектировании, и тогда приходится маневрировать остальными.

В наиболее мощных паровозах иногда приходится отказываться от применения обычных двухцилиндровых машин и по условиям размещения цилиндров, движущего механизма, также и по условиям динамического воздействия паровоза на путь, когда не удается достичь удовлетворительного уравновешивания двухцилиндрового паровоза, приходится итти или на применение многоцилиндровых машин, или на применение составных ведущих дышел, или, в виде частичной меры, на уменьшение расстояния между рамными листами. Последние два мероприятия могут быть проведены в жизнь и одновременно, как это иногда делается в США для крупнейших паровозов с их значительными размерами паровых цилиндров. У таких паровозов приходится иногда уменьшать и расстояние между рамами для возможности размещения больших противовесов и применять составное ведущее дышло «тандем».

При рассмотрении вопроса о выборе числа цилиндров нужно иметь в виду, что итти на увеличение числа цилиндров свыше двух следует лишь в крайнем случае, когда не удается разместить двухцилиндровую машину. Здесь нужно подчеркнуть, что простейшей наиболее надежной и достаточно экономично в тепловом отношении

Глава I. Требования, предъявляемые к паровой машине
Фиг. 281а. Примечания к фиг. 281а.

1-Изображенный на чертеже габарит № 2-П предназначается для мощных паровозов, допускаемых к обращению на реконструированных участках железных дорог.

В-Сплошная горизонтальная линия в нижней части габарита относится к подрессоренным частям, а пунктирна в-• к неподрессореньым.

г-По очертанию а-б-в-г паровозы могут строиться лишь после удаления подкосов стропил и свесов крыш на всех станциях.

4-Очертание габарита № 2-П является предельным и должно уменьшаться по ширине по соответствующему расчету в зависимости от длины паровоза и его жесткой базы при проверке прохождения его по кривым частям пути.

-Постройка паровозов по габариту № 2-П может производиться только в том случае, если предназначаемые для их обращения участки ж. д. полностью подготовлены по_ габариту приближения строений № 2-С

ОСТ (см. 16435).

работающей машиной является двухцилиндровая простого расширения, работающая перегретым паром. При увеличении числа цилиндров свыше двух резко нарушается одно из главнейших требований, предъявляемых к машине,-ее простота.

Принцип компаунд, пользовавшийся 25-30 и более лет назад огромным распространением, в настоящее время уступил свое место принципу простого расширения, но при условии применения перегретого пара. Напомним, что многие работающие у нас на сети старые типы паровозов имеют машины-компаунд: сер. «А» (типа 2-3-0), «Ж»,«НВ» (кроме «Нп»), «О» (кроме «Оп»), «У», «Ц», «Ш», «Щ» (кроме «Щп»), «Ы», «в».

Если на паровоз, оборудованный простой машиной, работающей насыщенным паром, поставить перегреватель с достаточно высоким перегревом (380-390^), экономия топлива выразится примерно в 19%; если же заменить простую машину машиной-компаунд, работающей также насыщенным паром, экономия топлива выразится в 13%. Между тем в современном выполнении перегреватель оказывается неизмеримо более простым, дешевым и надежным элементом паровоза, чем машина-компаунд. Именно это соображение заставило отказаться от постройки паровозов-компаунд, как только применение перегретого пара показало свои явные преимущества.

Как указано в начале книги, сейчас считается наиболее отвечающей всему комплексу условий, которым должна удовлетворять паровая машина современного паровоза,-простая двухцилиндровая перегревная машина. Мы говорим только о давлении пара в пределах 13-19 атм, применяющемся в современных обычных паровозах. Отмечаем, что применение пара высокого давления ставит вопрос о возвращении к машинам-компаунд, так как в одном паровом цилиндре оказывается невозможным получить достаточно полное расширение пара, т. е. достаточно полное использование энергии, заключенной в паре высокого давления. Заставляя пар высокого давления расширяться, предположим, с 60 до 15-18 атм, мы затем используем этот частично расширившийся пар в другом цилиндре низкого давления.

⇐ | Паровая машина стокера || Конструкции паровозов || Глава II. Типы паровых машин | ⇒