Kio estas Vapora Lokomotivo?

Vaporlokomotivoj estas lokomotivoj funkciigitaj per vaporo. Vaporlokomotivoj estis uzitaj de la mid-19-a jarcento ĝis la mid-20-a jarcento.

En la vagonoj, kiuj komencis esti uzitaj en Germanio en la mezo de la 1500-aj jaroj, la lokomotivoj komencis esti tiritaj per ĉevaloj. Kun la invento de la vapormaŝino en la fruaj 1700-aj jaroj, tiuj vojoj komencis esti konvertitaj en fervojojn kaj la unua vaporlokomotivo estis produktita en Anglio en 1804 fare de Richard Trevithick kaj Andrew Vivian. La lokomotivo funkciis en Kimrio pri la "Penydarren" (Merthyr Tydfil) tramlinio, kiu estas proksima al fervojmezuriloj. En la sekva periodo, ĝemelcilindra lokomotivo de Matthew Murray estis konstruita en 1812 por la Middleton Railway, la funkciigisto de la Vagonway.

Tiuj evoluoj en Anglio akcelis la komencon de la laboro en Usono, kaj en 1829, la unua amerika vaporlokomotivo, Tom Thumb, kiu laboris pri la Baltimoro-Ohio-Fervojo, komencis labori pri tiu linio, sed Thumb estis prova modelo kaj estis metita en servon ĉe la malfermfesto de la Suda Carolina Fervojo en Ameriko.Plej bona Amiko de Charleston estis la unua sukcesa fervojlokomotivo.

La Evoluo de la Vapora Lokomotivo

En la 25 jaroj sekvantaj la konstruadon de la Trevithick lokomotivo, limigita nombro da vaporlokomotivoj estis uzita sukcese sur karbportantaj fervojoj. Tiu pliiĝo en furaĝprezoj direkte al la fino de la napoleonaj militoj havis signifan efikon al tio. Ĉar la Ievha-vojoj faritaj el gisfero ne estis sufiĉe fortaj por porti la pezon de la vaporlokomotivo, tiuj ĉi "L"-sekciaj vojoj, sur kiuj sidis la radoj de la vagonoj, baldaŭ estis anstataŭigitaj per platsurfacaj reloj kaj flanĝaj radoj. .

Vapora Lokomotiva Rulilo

En 1814, George Stephenson, uzante la sperton de siaj antaŭuloj, komencis konstrui lokomotivojn kiuj moviĝas sur reloj sur plata surfaco. En pli-malpli ĉiuj antaŭaj lokomotivoj, la cilindroj estis metitaj vertikale kaj parte subakvigitaj en la vaporkaldronon. En 1815, Stephenson kaj Losh patentis la ideon transdoni la veturan potencon rekte de la cilindroj, per krankoj kun la ĉefaj veturradoj antaŭe, anstataŭ transdoni la veturpotencon de la piŝto al la ĉefa veturrado per dentradoj. La mekanismo, kiu transdonas la veturpovon per la dentradoj, kaŭzis ŝanceliĝeman movadon, precipe kiam okazis eluziĝo de la grandaj dentoj. La mekanismo, kiu transdonas la potencon rekte de la cilindro, estas pli malgrasa, donante al dizajnistoj pli da libereco.

Vaporaj Lokomotivaj Vaporkaldronoj

La lokomotivaj vaporkaldronoj, kiuj antaŭe estis en la formo de simpla tubo, fariĝis turniĝanta tubformo, kaj poste tubforman en kiu multaj tuboj estas kombinitaj, tiel disponigante pli grandan hejtsurfacon. En ĉi tiu lasta formo, serio de pipoj estis alkroĉita al simila plato situanta flanke de la kameno. Degasvaporo de la cilindroj kaŭzis eksplodon kiam ĝi pasis tra la pipoj kaj iris de la fumfino al la kamentubo, tiel retenante la fajron vivanta dum la lokomotivo estis en moviĝo. Dum la lokomotivo staris senmove, oni uzis plekton. Henry Booth, revizoro de la Liverpool kaj Manchester Company, patentis pluevoluigon, la plurtuban vaporkaldronon, en 1827. Stephenson ankaŭ uzis la inventon sur sia Rocket-lokomotivo (kvankam unue daŭris sufiĉe longan tempon por certigi ke la ligaj kolumoj sur la finplatoj al kiuj la kupraj tuboj estis alkroĉitaj ne estis akvorezistaj).

Post 1830 la vaporlokomotivo prenis la formon en kiu ĝi estas konata hodiaŭ. La cilindroj estis metitaj aŭ horizontale aŭ iomete klinitaj ĉe la fino de kie la fumo venis, kaj la loko de la fajrobrigadisto estis ĉe la fino kie la forno brulis.

Ĉasio de Vapora Lokomotivo

Ĉar la cilindroj kaj aksoj ĉesis esti alkroĉitaj aŭ metitaj rekte sub la vaporkaldronon, kadro devis esti farita por teni la diversajn partojn kune. La barkadro, kiu unue estis uzita en britaj lokomotivoj, baldaŭ estis uzita en Usono ankaŭ, farante la transiron de molfero ĝis gisŝtalo. La rulpremiloj estis muntitaj sur la ekstera flanko de la kadro. En Anglio, la drinkejkadro estis anstataŭigita per la platkadro. En tio, la cilindroj estis enhavitaj ene de la kadro kaj havis risortpendadojn (helikformajn aŭ folioformajn) por la kadroj kaj akslagroj (lubrikita lagro) por teni la aksojn.

Kun la uzo de ŝtalo en vaporkaldronkonstruo post 1860, estis eble labori ĉe pli altaj premoj. Direkte al la fino de la 19-a jarcento, 12 barpremo iĝis ofta en lokomotivoj; en kunmetitaj lokomotivoj oni uzis premon de 3,8 baroj. Ĉi tiu premo altiĝis al 17,2 baroj en ĉi tiu har aĝo. En 1890, la cilindroj de rapidlokomotivoj estis faritaj kun diametro de 51 cm kaj bato de 66 cm. Poste, en landoj kiel Usono, la cilindrodiametro pliiĝis ĝis 81 cm kaj kaj lokomotivoj kaj ĉaroj komencis pligrandiĝi.

La unuaj lokomotivoj havis aks-elektrajn pumpilojn. Tamen, ĉi tiuj nur funkciis kiam la motoro funkciis. En 1859, la injektilo estis trovita. Vaporo (aŭ poste ellasita vaporo) el la vaporkaldrono ŝprucis el la granda konusforma ajuto (difuzilo), plenigante la akvon en la vaporkaldronon je pli alta premo. "Retrovalvo" (unudirekta valvo) konservis la vaporon ene de la vaporkaldrono. Seka vaporo estis aŭ prenita de la supro de la vaporkaldrono kaj kolektita en truita tubo aŭ de punkto sur la supro de la vaporkaldrono kaj kolektita en la vaportegmento. Tiu seka vaporo tiam estis transdonita al reguligisto, kiu kontrolis la distribuadon de la seka vaporo. La plej grava evoluo en vaporlokomotivoj estis la enkonduko de supervarmigo.

La kurba tubo, kiu portas vaporon tra gastubo al la forno kaj tiam al kolektanto ĉe la antaŭa fino de la vaporkaldrono, estis inventita fare de Wilhelm Schmidt kaj uzita fare de aliaj inĝenieroj. La ŝparadoj en fuelo, precipe akvo, tuj evidentiĝis. Ekzemple, "saturita" vaporo estis produktita je premo de 12 baroj kaj temperaturo de 188 °C; tiu vaporo disetendiĝis rapide en la cilindroj, estante varmigita al pliaj 93 °C. Tiel, en la 20-a jarcento, lokomotivoj povis funkciigi ĉe altaj rapidecoj eĉ kun mallongaj limtempoj de 15%. Progresoj kiel ŝtalradoj, vitrofibrovaporkaldronsubŝtofoj, long-tonataj piŝtvalvoj, rektaj vaportrairejoj, kaj supervarmigo kontribuis al la fina stadio de vaporlokomotivapliko.

La vaporo de la vaporkaldrono ankaŭ estis uzita por aliaj celoj. Por pliigi tiradon, vaporeksplodado estis lanĉita en 1887 anstataŭe de flulavado, kiu pliigas frikcian forton. La ĉefaj bremsoj estis funkciigitaj per vakuo de la maŝino aŭ per kunpremita aero liverita per vaporpumpilo. Krome, hejtado estis disponigita per vaporo portita al vagonoj per tuboj kaj elektra lumo estis akirita de vapordinamoj (generatoroj).