Лев Гумилевский – История локомотива (страница 16)
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Паровой машине локомотива необходимо иметь возможность в любой момент изменить прямой ход на обратный, а затем уменьшать и увеличивать скорость хода. Попыток сконструировать механизм, связанный с золотником для реверса, т. с. осуществления перемены хода на обратный и регулирования скорости хода — было сделано немало, но окончательно вопрос был разрешен только «кулиссой Стефенсона». Идея ее была предложена конструктором завода Гау.
Кулиссой называется планка, соединяющая концы тяг двух эксцентриков, в прорезе которой ходит палец золотниковой тяги. Перемещением этой кулиссы и меняется прямой ход паровоза на обратный, а также регулируется ход золотника, отсекающего приток пара. Этот очень простой механизм, управление которым находится в руках машиниста, широко применяется и теперь в судовых двигателях. В паровозах же он был впоследствии заменен кулиссой бельгийского конструктора Вальшаерта, несколько более сложной, но здесь более удобной.
Одновременно с конструктивными усовершенствованиями, быстро возрастали мощность и размеры паровозов.
С развитием железнодорожной сети, один завод Стефенсона уже не мог удовлетворить спроса на паровозы. Вслед за железнодорожным строительством началась постройка заводов во Франции, Германии и особенно в Америке. Целая армия инженеров и техников стала работать над увеличением мощности паровозов. Бесконечно разнообразились их типы в зависимости от требований предъявляемых к локомотиву заказчиками.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Первые паровозы Стефенсона и его предшественников оказались на постаментах в музеях Дарлингтона, Ньюкастла и Лондона.
Предвидение гениального конструктора оправдалось вполне, и день, в наступление которого он так горячо верил, совпал с концом его жидни.
Стефенсон умер 12 августа 1848 года. В «Зале славы», в Вестминстерском аббатстве, англичане воздвигли ему памятник — наравне с Уаттом и Шекспиром.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Наибольшее влияние на развитие современного паровоза оказало американское паровозостроение. В первое десятилетие 1828–1838 гг. Англия доставила Северной Америке 141 паровоз разных систем. Эти паровозы некоторое время были образцами для американских конструкторов, но затем паровозостроение здесь пошло своим, несколько отличным, путем. Пионером дела в Америке был Джон Стеффенс, который еще в 1825 году устроил модель железной зубчатой дороги. Преодолеть консерватизм своих соотечественников ему, как и Оливеру Эвансу, не удалось, и дело это было задушено насмешками над «маниаком», как называли повсюду изобретателя.
Лишь с проникновением в Америку сведений об успехах паровозостроения в Англии, «Делавер — Гудзоновское Общество по эксплуатации каналов» командировало в Англию для ознакомления с этим вопросом своего инженера Горацио Аллана. Это был способный, предприимчивый человек. Он не только вполне ознакомился с делом, но и убедил своих патронов немедленно начать в Америке строительство железных дорог. Ему было поручено закупить рельсы и локомотивы, что он и сделал. Чтобы иметь побольше образцов, Аллан приобрел паровоз «Америка» Стефенсона, паровоз «Стурбриджский лев» у Ферстера Стурбридже.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Вернувшись в Америку страстным защитником нового транспорта, Аллан пустил в работу сначала «Стурбриджского льва», оказавшегося очень упрямым животным. Паровоз отказывался работать здесь из-за слабости пути. Тогда еще не было известно основное положение, принимаемое ныне, как закон: чем больше нагрузка колес и чем быстрее езда, тем жестче должен быть путь. С одной стороны от незнания, а с другой, из-за недостатка средств и стремления к экономии первые дороги в Америке строились очень несовершенно и для английских паровозов оказались негодными.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
«Стурбриджский лев», как и «Америка», работал недолго и вскоре окончил свою жизнь в Вашингтонском музее. Через несколько лет к ним присоединился еще один, ставший историческим, паровоз, сделанный Стефенсоном для Кемденской линии в 1831 году. Он получил в Америке название «Джон Булль». Этот паровоз работал долго и не раз переделывался американцами, но затем появлялся только на выставках. В 1876 году этот ветеран был выставлен на Всемирной выставке в Филадельфии, в 1883 году — на железнодорожной выставке в Чикаго, и, наконец, в 1893 году «Джон Булль», несмотря на свои шестьдесят два года, совершил, действуя собственным паром, знаменитую поездку на грандиозную всемирную выставку в Чикаго. Он прошел с двумя пассажирскими вагонами старой конструкции расстояние в 1468 километров от Джерси-Сити до Чикаго в одну неделю. Bo-время выставки он перевез еще в своих вагонах пятьдесят тысяч посетителей. По окончании выставки он, наконец, отправился в Вашингтон, чтобы найти вполне заслуженный им покой рядом со «Стурбриджским львом».
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
В 1831 году в Филадельфии начал работать первый паровозостроительный завод Болдуина, теперь самый большой в мире. Болдуину удалось в паровозах своей конструкции увеличить давление пара в два-три раза против применявшегося англичанами, что сделало их более экономичными. Паровозы его и конструктивно и внешне отличались от английских необычно короткой трубой, очень высоким положением котла, наличием большого сигнального колокола, хорошо отделанным помещением для машиниста с мягким местом для сидения и, наконец, наклонной платформой спереди, предназначенной для сбрасывания с пути встречающегося скота. Столкновение с животными при проходе через места их пастбищ было делом самым обычным в Америке, так как американские дороги не были огорожены, как это было в Англии и Германии.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Большую роль в развитии современного паровозостроения с 1841 года стал играть паровозостроительный завод Борзига в Германии. На германских дорогах, как и повсюду, долгое время функционировали английские паровозы. Борзига, построившего свой первый паровоз, не допустили даже испытать его на Берлин — Потсдамской линии, где работали английские инженеры. Но на другой берлинской линии к нему отнеслись с большим сочувствием. Локомотив Борзига блестяще выдержал испытания. Талантливый конструктор, поощряемый соотечественниками, быстро превратился в предпринимателя и с успехом стал бороться за вытеснение англичан с немецких дорог. Мало разборчивый в средствах Борзиг добился своей цели. Его завод, существующий и доныне, получил мировую известность. Между прочим, он долго обслуживал русские железные дороги.
Наиболее серьезным нововведением в конструкции паровоза явилось применение компаунд-машин. Они способствуют более экономичному использованию пара. Первый компаунд-паровоз был построен швейцарским инженером Малле, работавшим на большом французском предприятии «Шнейдер — Кредо», но попытки введения в железнодорожные паровые машины системы двойного расширения пара делались неоднократно и раньше: в Германии — Рентгеном в 1834 году, в Англии — Кемпом в 1860 году, во Франции — Морандьером в 1866 году и некоторыми американцами.
Сущность компаунд-паровоза заключается в следующем. В то время, как у обычных локомотивов свежий пар из котла поступает в два, одинаковых по величине, цилиндра и затем после выполнения в нем работы через паровыпускное окно выбрасывается отдельно из каждого цилиндра в атмосферу, у компаунд-паровозов свежий пар из котла проходит только в один цилиндр, так называемый, цилиндр высокого давления. Здесь он отдает часть своей энергии поршню, а затем через промежуточный паровой приемник поступает во второй цилиндр, называемый цилиндром низкого давления: здесь используется дальнейшая часть его энергии и после этого только отработавший пар выбрасывается через паровыпускное окно в атмосферу.
Компаунд-паровозы получили большое распространение благодаря своей экономичности. Применением многократного расширения пара не ограничилось, однако, дальнейшее стремление изобретателей к уменьшению расхода пара.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Немецкий изобретатель Вильгельм Шмидт рядом опытов, произведенных с построенным им котлом высокого давления пара, доказал не только техническую возможность использования пара высокого давления, но и экономическую выгодность его применения. Постепенно преодолевая технические затруднения, технике удалось в начале двадцатого века перейти от работы с паром давления в десять-двенадцать атмосфер к работе паром давления в двадцать пять и пятьдесят атмосфер.
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀
Значительно раньше нашло себе широкое применение в паровозах другое изобретение того же Шмидта, а именно пароперегреватель новой системы, сконструированный им в 1898 году. Введение перегрева пара на паровозах чрезвычайно повысило их экономичность. Пар, выведенный из колпака, проходит перед поступлением в цилиндр через особое приспособление для перегрева. Оно состоит из длинных труб, расположенных в виде змеевика, так что каждая труба дважды изгибается назад. Трубы перегревателя помещаются в верхних жаровых трубах котла, которые поэтому толще остальных. Топочные газы, проходящие через жаровые трубы, подогревают пар, идущий через трубы перегревателя. Поступающий из котла влажный пар выходит из перегревателя столь сухим и с такой высокой температурой, что в струе его легко закуривается папироса! В чем смысл перегрева пара? А вот в чём.