Pirms dažām desmitgadēm tikai tvaika lokomotīves vilka vilcienus pa dzelzceļu. Savā kodolā tvaika lokomotīve ir pašgājēja mašīna, kas paredzēta automašīnu pārvietošanai un aprīkota ar tvaika spēkstaciju. Tas ir vecākais lokomotīvju veids, kas 19. gadsimtā dominēja visā pasaulē dzelzceļos. Kā darbojas tvaika lokomotīve?
Vispārējs tvaika lokomotīves izvietojums
Garajā dzelzceļa pašgājēju iekārtu attīstības vēsturē tvaika lokomotīvju dizains un izmēri ir mainījušies vairāk nekā vienu reizi. Tika uzlabotas atsevišķas vienības un mezgli, palielināta tvaika spēkstacijas jauda. Bet kopumā lokomotīves iekšējā struktūra visos laikos palika nemainīga. Mūsdienās bibliotēkās varat atrast detalizētus tvaika darbināmu mašīnu darbības principu aprakstus ("Kā darbojas un darbojas tvaika lokomotīve", VA Drobinsky, 1955).
Tradicionāli tvaika lokomotīvē ietilpst tvaika katls, tvaika dzinējs, apkalpe un dažreiz konkurss. Visas šīs daļas ir ļoti cieši saistītas viena ar otru un individuāli praktiski neko nenozīmē. Katlā rodas saspiests tvaiks. Mašīna ir tvaika patērētāja un pārveido savu siltumenerģiju mehāniskajā enerģijā, kas savukārt virza lokomotīves riteņus.
Ekipāža pārvērš riteņu rotāciju par visas konstrukcijas kustības kustību, kā arī vilces spēkus pārnes konkursam un visam vilcienam.
Kas atrodas lokomotīvē?
Tvaika katls pēc konstrukcijas ir ļoti vienkāršs. Tam ir kurtuve, kur tiek dedzināta degviela. Tas rada karstas gāzes. Ūdens tiek uzkarsēts tvertnē, kas veicina saspiesta tvaika ražošanu. Ir arī kamera ar cauruli, caur kuru sadegšanas produkti tiek noņemti no sadegšanas kameras.
Tvaika dzinējs ir paredzēts vienam mērķim: pārveidot katlā radīto pārkarsētā tvaika enerģiju citā enerģijas veidā ar maksimālu labumu. Galu galā tikai mehāniskā enerģija spēj nodrošināt tvaika lokomotīves riteņu rotāciju. Galvenie tvaika dzinēja elementi ir cilindri. Parasti katrai tvaika lokomotīvei ir cilindru pāris, kas novietoti lokomotīves rāmja priekšpusē.
Tvaika dzinējs darbojas pēc divkāršās darbības principa. Tās darbības laikā tvaiku pārmaiņus ievada no abām virzuļa pusēm.
Tvaiks neietilpst cilindros uzreiz. Pirmkārt, tas iziet cauri spoles kastēm. Spoles ir ierīces, kas izplata tvaiku. Caur tiem cilindrā iekļūst svaigi tvaiki, un izlietotais tvaiks tiek izvadīts ārpusē. Spoles pārvietojas precīzi saskaņā ar virzuļu kustību, kas tiek panākta, izmantojot īpašu tvaika sadales mehānismu.
Un, visbeidzot, apkalpe. Tas veic atbalsta funkciju: tajā atrodas tvaika katls un tvaika dzinējs. Šī lokomotīves iekšējās struktūras daļa, mijiedarbojoties ar sliežu ceļu, tvaika dzinēja mehānisko enerģiju pārveido par lokomotīves translācijas kustības enerģiju. Citiem vārdiem sakot, apkalpe ir vitāli svarīga lokomotīves kustībai pa sliedēm.
