Sari la conținut

Locomotivă cu abur: Diferență între versiuni

De la Wikipedia, enciclopedia liberă
Conținut șters Conținut adăugat
Linia 90: Linia 90:


==== Supraîncălzirea ====
==== Supraîncălzirea ====
[[File:Delaware & Hudson RR high-pressure locomotive, 1401 John B. Jervis (CJ Allen, Steel Highway, 1928).jpg|thumb|left|250px|Locomotiva Delaware & Hudson No. 1401]]
Locomotivele [[Secolul XIX|secolului al XIX-lea]] foloseau [[abur|abur saturat]], iar primele locomotive cu [[abur|abur supraîncălzit]] au fost construite la începutul anilor [[1900]], folosind presiuni de peste 200 psi.<ref name="Llewellyn65">Llewellyn, p. 65</ref> În momentul în care a fost descoperită această nouă tehnologie locomotivele aproape că își atingeau limitele maxime posibile cu abur saturat.<ref name="Loco loco. Schmidt" >{{cite web
Locomotivele [[Secolul XIX|secolului al XIX-lea]] foloseau [[abur|abur saturat]], iar primele locomotive cu [[abur|abur supraîncălzit]] au fost construite la începutul anilor [[1900]], folosind presiuni de peste 200 psi.<ref name="Llewellyn65">Llewellyn, p. 65</ref> În momentul în care a fost descoperită această nouă tehnologie locomotivele aproape că își atingeau limitele maxime posibile cu abur saturat.<ref name="Loco loco. Schmidt" >{{cite web
|title=High Pressure Steam Locomotive Technology
|title=High Pressure Steam Locomotive Technology
Linia 102: Linia 101:


==== Preîncălzirea apei de alimentare ====
==== Preîncălzirea apei de alimentare ====
Preîncălzirea apei este o soluție care ajută la mărirea [[randament]]ului termic. În acest proces o parte din căldura care ar fi trebuit să fie evacuată este recuperată și transferată apei ce urmează a fi încălzită în cazan. În acest fel se evită și [[Șoc termic|șocul termic]] care ar fi avut loc în cazan în momentul pătrunderii apei reci. Acest sistem a fost introdus la locomotivele cu abur începând cu anii [[1920]] iar [[cazanul Franco-Crosti]] este un bun exemplu în acest sens.
Preîncălzirea apei este o soluție care ajută la mărirea [[randament]]ului termic.<ref name="francocrosti"/> În acest proces o parte din căldura care ar fi trebuit să fie evacuată este recuperată și transferată apei ce urmează a fi încălzită în cazan.<ref name="feedheaters">[http://www.steamlocomotive.com/appliances/feedwaterheaters.php Feedwater Heaters]</ref> În acest fel se evită și [[Șoc termic|șocul termic]] care ar fi avut loc în cazan în momentul pătrunderii apei reci.<ref name="feedheaters" /> Acest sistem a fost introdus la locomotivele cu abur începând cu anii [[1920]] iar [[cazanul Franco-Crosti]] este un bun exemplu în acest sens.<ref name="francocrosti">[http://www.douglas-self.com/MUSEUM/LOCOLOCO/francocrosti/francocrosti.htm The Franco-Crosti Boiler system]</ref>


==== Izolarea cazanului ====
==== Izolarea cazanului ====
Linia 133: Linia 132:


Un altă îmbunătățire a fost controlul automat al locomotivei. Ca măsură de siguranță, la începutul secolului al XX-lea, au apărut primele locomotive dotate cu acest dispozitiv care primea semnale de avertizare și acționa automat frânele. În [[Marea Britanie]] acestea au devenit obligatorii în anul [[1956]].
Un altă îmbunătățire a fost controlul automat al locomotivei. Ca măsură de siguranță, la începutul secolului al XX-lea, au apărut primele locomotive dotate cu acest dispozitiv care primea semnale de avertizare și acționa automat frânele. În [[Marea Britanie]] acestea au devenit obligatorii în anul [[1956]].

=== Randament ===
=== Randament ===
Cea mai mare parte din energie este pierdută prin căldura evacuată și arderea incompletă. Mai mult, căldura generată prin frecare este neglijabilă, cea mai multă căldură fiind disipată în procesul de ardere a combustibilului, prin pereții cutiei de foc, ai cazanului și prin coșul de fum. În practică motorul cu abur atingea un randament termic de maximum 10%. Acest procent se referă strict la energie dar trebuie ținut seama și de eficiența economică, ținând cont că combustibilul locomotivelor cu abur este mult mai ieftin decât combustibilul lichid (benzină, motorină, păcură). Astăzi câteva proiecte de locomotivă cu abur modernă se străduiesc să îmbunătățească randamentul: proiectul britanic [[5AT]] se laudă cu un randament de 14%.<ref>{{en icon}}[http://www.5at.co.uk/ Proiectul britanic de locomotivă cu abur modernă 5AT]. www.5at.co.uk</ref>
Cea mai mare parte din energie este pierdută prin căldura evacuată și arderea incompletă. Mai mult, căldura generată prin frecare este neglijabilă, cea mai multă căldură fiind disipată în procesul de ardere a combustibilului, prin pereții cutiei de foc, ai cazanului și prin coșul de fum. În practică motorul cu abur atingea un randament termic de maximum 10%. Acest procent se referă strict la energie dar trebuie ținut seama și de eficiența economică, ținând cont că combustibilul locomotivelor cu abur este mult mai ieftin decât combustibilul lichid (benzină, motorină, păcură). Astăzi câteva proiecte de locomotivă cu abur modernă se străduiesc să îmbunătățească randamentul: proiectul britanic [[5AT]] se laudă cu un randament de 14%.<ref>{{en icon}}[http://www.5at.co.uk/ Proiectul britanic de locomotivă cu abur modernă 5AT]. www.5at.co.uk</ref>

Versiunea de la 30 iulie 2014 21:54

Statutul de calitate al acestui articol este în curs de reevaluare, pentru a verifica dacă acesta mai îndeplinește standardele articolelor de calitate. Vă rugăm să lăsați un comentariu pentru a ajuta în luarea unei decizii, sau fiți curajos și îmbunătățiți articolul chiar dumneavoastră. Dacă un articol a fost retrogradat, puteți contesta decizia, pornind un nou proces de reevaluare.
Locomotivă cu abur românească construită la Reşiţa, din seria 230, destinată trenurilor de călători
Locomotive cu abur celebre într-o ilustraţie din Brockhaus and Efron Encyclopedic Dictionary (1890-1907)

Locomotiva cu abur este o locomotivă propulsată cu ajutorul forței aburului. Motorul cu abur a fost folosit pe scară largă pentru locomotive timp de mai bine de o sută de ani de la inventarea acesteia la începutul secolului XIX, până la mijlocul secolului al XX-lea[1], când au fost gradual înlocuite cu tehnologia diesel și mai apoi și cu locomotive electrice. Ele continuă să fie folosite pe linii istorice și pe linii industriale în anumite țări ale lumii.[2][3]

Începutul

Locomotiva lui Trevithick

Înainte de a se ajunge la locomotiva cu abur au fost necesari doi pași importanți: îmbunătățirea substanțială a motorului cu abur de catre inventatorul James Watt și construirea unei mașini cu abur de inventatorul francez Nicolas-Joseph Cugnot.[4]

Primele căi ferate erau folosite la transportul mărfurilor pe șine de lemn. Înainte de inventarea locomotivei era folosită în acest scop tracțiunea animală.[5] Această soluție s-a dovedit necorespunzătoare și, în căutarea unei alternative, a apărut prima locomotivă propulsată cu ajutorul puterii aburului construită de Richard Trevithick în 1804.[6] Mai apoi, în 1829, inventatorul George Stephenson inaugurează locomotiva sa Racheta (engleză The Rocket) care este considerată prima locomotivă rentabilă.[6] Racheta a fost prima locomotivă folosită pentru transportul de persoane între două orașe (Liverpool și Manchester).[6]

În România, prima locomotivă cu abur a fost construită în anul 1872 la Reșița, pe atunci în componența Austro-Ungariei. Locomotiva avea ecartament îngust (948 mm), a fost construită după proiectul lui John Haswell și denumită Reșița 2.[7]

Tehnologie

Componentele locomotivei cu abur: 1. Focarul (în care arde focul); 2. Cenuşar (cutia cu cenuşă); 3. Cazan; 4. Cutie de fum; 5. Cabina mecanicului; 6. Tender (pentru cărbune şi apă); 7. Domul de abur; 8. Supapă de siguranţă; 9. Regulator; 10. Supraîncălzitor; 11. Piston; 12. Ţeava de evacuare a aburului; 13. Mecanismul de distribuţie; 14. Pârghia fluturelui; 15. Cadrul locomotivei; 16. Boghiul posterior; 17. Boghiul anterior; 18. Suportul axului; 19. Suspensie cu arc de foi; 20. Sabotul frânei; 21. Pompă de aer; 22. Tampon de cuplare; 23. Fluier acţionat de abur; 24. Domul cu nisip;

Componente

Cel mai simplu model de locomotivă cu abur are în componență un cazan încălzit prin arderea unui combustibil fosil (în general cărbune).[8] Vaporii de apă sub presiune sunt colectați și apoi dirijați spre piston. Presiunea exercitată pe suprafața pistonului determină mișcarea bielei ce leagă pistonul de roată. Astfel mișcarea liniară a pistonului se transformă în mișcare circulară a roții.[8]

Cazan cu supraîncălzire

Cazanul

O locomotivă cu abur tipică este prevăzută cu un cazan și o cutie de foc în spate. În partea frontală a cazanului este cutia de fum iar din această camera fumul iese prin coșul de fum. Aburul este colectat din partea superioară a cazanului și distribuit în cilindri.[9]

Secțiune prin cilindri

Cilindrii

Aburul trece prin sertar și pătrunde în cilindri. Pistoanele acționează roțile de tracțiune direct printr-o bielă cu cap de cruce.[10] Supapele sertarului sunt comandate prin intermediul unor tije. Pistoanele sunt cu dublu efect (acționate din ambele direcții) iar în cazul locomotivelor cu două pistoane, situate de ambele părți, pistoanele lucrează defazate la 90 de grade.[11]

Sistemul de transmisie

Transmisia

Majoritatea locomotivelor cu abur erau lipsite de cutie de viteze și astfel sistemul de transmisie este foarte simplu, biela atașată pistonului acționând direct roata de tracțiune.[12] În cazul în care există mai multe perechi de roți de tracțiune, biela pistonului pune în mișcare bielele de cuplare care leagă roțile de tracțiune.[13]

Componente secundare

Injector cu abur
Pompe de abur și injectoare

Apa din cazan este sub presiune; pentru înlocuirea apei ce a fost consumată fără a reduce presiunea (și implicit puterea dezvoltată de motor) este nevoie de apă sub presiune. Vechile cazane foloseau în acest scop pompe acționate de pistoane.[14] Mai târziu injectoarele cu abur și turbopompele au înlocuit pompele clasice. Nivelul apei din cazan putea fi observat cu ajutorul unor sticle de nivel.[13]

Motor auxiliar
Motor auxiliar

În Statele Unite (și mai rar în Australia și Regatul Unit[15]), locomotivele erau uneori dotate cu un motor cu abur auxiliar. Acest motor era folosit doar la viteze reduse (mai ales la demaraj) pentru a acționa roțile posterioare ale locomotivei[16], iar apoi era oprit automat la o anumită viteză.[17] Motoarele auxiliare erau construite cu doi cilindri și se cuplau la un singur ax, dezvoltând o putere de aproximativ 300 CP.[16][17]

Tampon de cuplare
Altele
Grătarul locomotivei John Bull

Forța de tracțiune la cârlig necesară tractării vagoanelor este suportată de sistemul de cuplare, iar forța de împingere apărută la frânare este absorbită de tampoane.[18] Împreună, acestea contribuie și la absorbirea impacturilor minore.[19]

Locomotivele cu abur erau dotate cu grătar în partea din față, rolul acestuia fiind de a înlătura potențiale obiecte aflate pe șine.[20] În acest fel se evitau avariile sau deraierea locomotivei, care, din pricina greutății avea o distanță de frânare foarte mare.[20] În America de Nord, Australia și Africa de Sud aceste grătare erau construite mult mai mari și solide deoarece în aceste regiuni trenurile parcurgeau distanțe mari în zone sălbatice și aveau de a face cu animale masive (ex. bizonul în America de Nord) și alte probleme cauzate de fauna indigenă. [20]

Când locomotivele au început a fi folosite și pe timp de noapte a fost necesară echiparea acestora cu faruri.[21][22] La început au fost folosite lămpi cu petrol sau acetilenă, dar imediat ce luminile electrice au fost disponibile lămpile au fost înlocuite cu cele din urmă.[22] În Marea Britanie luminile nu erau folosite pentru iluminare ci mai degrabă pentru a indica clasa trenului. Combinațiile a patru lumini erau folosite pentru codificarea clasei.[23]

Clopoțeii și fluierele de abur au fost folosite încă din primele zile ale locomotivelor. Acestea erau în general folosite pentru a avertiza de apropierea unui tren în mișcare.[23] În Marea Britanie, prin lege, căile ferate aveau gard de siguranță, astfel încât sistemele de avertizare sonoră erau obligatorii doar pentru trenurile care circulau pe drumuri (de exemplu în docuri sau în orașe).[24]

Echipaj

Locomotiva este condusă din spatele cazanului, iar echipajul este protejat de o cabină, numită marchiză[25]. În mod normal este nevoie de un echipaj de cel puțin două persoane pentru a opera o locomotivă cu abur: mecanicul este responsabil de accelerația, frânarea și viteza trenului, pe când fochistul este responsabil de menținerea focului, a presiunii și monitorizarea apei din cazan și tender.[26] Înainte de apariția frânelor automate exista și un alt treilea membru al echipajului de pe locomotivă, frânarul.[26]

Soluții tehnice

Schema animată de funcţionare a locomotivei cu abur: 1. balansoar; 2. manivelă (are rolul de a defaza sertarul cu un sfert de ciclu faţă de manivela ataşată roţii motoare); 3. tija ce acţionează sertarul; 4. tija transversală (îmbunătăţeşte sincronizarea sertarului); 5. pivot (ce conectează tija principală de tija transversală); 6. cilindrul sertarului; 7. cilindrul principal; 8. tija de reglare (acţionată de mecanic)
Funcţionarea sertarului: 1. supapa din stânga 2. supapa din dreapta 3. bielă 4. cilindrul sertarului
Cazan cu supraîncălzire: a se observa cum țevile se întorc pe acelaşi traseu

Supraîncălzirea

Locomotivele secolului al XIX-lea foloseau abur saturat, iar primele locomotive cu abur supraîncălzit au fost construite la începutul anilor 1900, folosind presiuni de peste 200 psi.[27] În momentul în care a fost descoperită această nouă tehnologie locomotivele aproape că își atingeau limitele maxime posibile cu abur saturat.[28] Unii specialiști cum ar fi F.M. Swengel susțin că nicio altă inovație tehnologică nu a egalat tehnologia supraîncălzirii cu privire la înlăturarea limitărilor modelului de motor cu abur.[29]

Metoda uzuală pentru supraîncalzire consta în direcționarea aburului din cazan în elemenții de supraîncălzire (sub formă de țevi lungi).[27] Acești elemenți erau și ei încălziți de foc și astfel temperatura aburului era ridicată cu 55 până la 85 °C. În acest fel eficiența motorului creștea cu 10 - 15%.[29]

Totuși, eficiența s-a dovedit a nu fi direct proporțională cu temperatura, ca urmare creșterea prea mare a temperaturii nu era utilă.[27] În ultimii ani ai locomotivelor cu abur temperatura aburului varia în jur de 315 °C iar unele locomotive erau dotate cu termometru pentru controlul acestei temperaturi.[29] Depășirea temperaturii de siguranță ducea câteodată la explozia cazanului și accidente grave.

Preîncălzirea apei de alimentare

Preîncălzirea apei este o soluție care ajută la mărirea randamentului termic.[30] În acest proces o parte din căldura care ar fi trebuit să fie evacuată este recuperată și transferată apei ce urmează a fi încălzită în cazan.[31] În acest fel se evită și șocul termic care ar fi avut loc în cazan în momentul pătrunderii apei reci.[31] Acest sistem a fost introdus la locomotivele cu abur începând cu anii 1920 iar cazanul Franco-Crosti este un bun exemplu în acest sens.[30]

Izolarea cazanului

Cantități mari de căldură se pierd dacă cazanul nu este izolat corespunzător. Locomotivele timpurii foloseau în acest scop scânduri, fixate de-a lungul cazanului cu brățări de fier. Metodele mai avansate de izolare presupun căptușirea cazanului cu un mortar pe bază de minerale poroase cum ar fi diatomitul. Alte metode includ folosirea azbestului, vatei de sticlă și a foliei de aluminiu drept izolatori.

Focar cu încărcare mecanică

Performanța unei locomotive depinde și de debitul de combustibil cu care este alimentată. De obicei fochistul avea sarcina alimentării, folosindu-se de o lopată cu care azvârlea cărbunii în focar. Cu timpul însă, și-au făcut apariția locomotive tot mai masive și fochistul nu mai putea ține pasul cu debitul de combustibil necesar. Din această cauză multe locomotive au fost dotate cu focar cu încărcare mecanică. Relevant în acest sens este exemplul locomotivei "Big Boy" de la Union Pacific care înghițea 22 de tone de cărbune pe oră, iar la viteza maximă, 50 de tone de apă.[32]

Condensarea aburului

Locomotivele cu abur consumă cantități considerabile de apă și astfel aprovizionarea a fost permanent o problemă de logistică. În zonele de deșert a fost adoptată soluția condensării aburului. Această procedură era realizată de mecanismul de condensare prevăzut cu niște radiatoare uriașe unde se condensa aburul ce în mod normal urma să fie evacuat pe coș, după care apa lichidă era refolosită. Acest dispozitiv trebuia construit în așa fel încât uleiul de ungere să fie eliminat din abur. În acest fel se evita pătrunderea apei în cilindri: dacă uleiul ajungea în cazan agitația apei provoca formarea spumei care apoi ajungea în cilindri provocând avarii. Cel mai relevant exemplu de astfel de locomotive prevăzute cu sistem de condensare a apei sunt cele din Clasa 25C folosite între anii 1950-80 în deșertul Karoo din Africa de Sud.

Sabot de frână

Frânarea

Frânarea este realizată cu ajutorul unor saboți mari ce presează roțile motoare. Acest sistem necesită pompe acționate cu abur și care de obicei sunt montate în partea laterală a cazanului sau în fața camerei de fum.

Locomotivele cu abur sunt aproape întotdeauna prevăzute cu cutii de nisip. Din aceste cutii nisipul este trimis pe șine pentru a îmbunătății aderența și a face posibilă frânarea la timp în prezența precipitațiilor. Cutia cu nisip sau domul cu nisip este de obicei montat deasupra cazanului.

Ungător prin dezlocuire marca Wakefield

Ungerea

Pistoanele și valvele celor dintâi locomotive erau unse de mecanic, care turna unsoare direct în țeava de evacuare.[33]

Pe măsură ce vitezele și distanțele creșteau a fost necesară utilizarea mecanismelor automate de ungere. Unul dintre cele mai vechi mecanisme de ungere avea ca principiu de funcționare dezlocuirea unei rezerve de ulei cu apă. Acest lubrificator prin dezlocuire colecta abur care apoi condensa în rezervorul de ulei și se precipitau sub formă de apă dezlocuind uleiul care se scurgea prin țevi. De obicei acest mecanism era montat în cabină și era prevăzut cu o sticlă de nivel pentru a putea fi observată rata de ungere. O alta metodă era pomparea uleiului cu ajutorul unei pompe acționată de la articulația unei biele. În ambele cazuri debitul de ulei este proporțional cu viteza locomotivei.

Ungerea celorlalte componente se făcea cu ajutorul țevilor ce transportau uleiul din rezervor și asigurau o ungere continuă. O problemă a fost faptul că uleiul curgea în timp ce locomotiva staționa. Nu după mult timp au apărut și mecanisme ce permiteau scurgerea uleiului doar când locomotiva era în mișcare.

Manometre: cel din dreapta indică presiunea din cazan

Altele

Inițial locomotivele nu erau prevăzute cu instrumente de măsură a presiunii, dar aceasta se putea estima după poziția supapei de siguranță. Totuși în cadrul competiției de la Rainhill, Anglia, participanții au fost obligați să doteze locomotivele cu instrumente corespunzătoare de măsură a presiunii. Astfel George Stephenson a montat de-a lungul coșului de fum al locomotivei sale, "Rocket", un tub cu mercur cu o lungime de 2,75 m. Începând din anii 1850 pentru măsurarea presiunii sunt folosite manometre cu tub Bourdon.

Un altă îmbunătățire a fost controlul automat al locomotivei. Ca măsură de siguranță, la începutul secolului al XX-lea, au apărut primele locomotive dotate cu acest dispozitiv care primea semnale de avertizare și acționa automat frânele. În Marea Britanie acestea au devenit obligatorii în anul 1956.

Randament

Cea mai mare parte din energie este pierdută prin căldura evacuată și arderea incompletă. Mai mult, căldura generată prin frecare este neglijabilă, cea mai multă căldură fiind disipată în procesul de ardere a combustibilului, prin pereții cutiei de foc, ai cazanului și prin coșul de fum. În practică motorul cu abur atingea un randament termic de maximum 10%. Acest procent se referă strict la energie dar trebuie ținut seama și de eficiența economică, ținând cont că combustibilul locomotivelor cu abur este mult mai ieftin decât combustibilul lichid (benzină, motorină, păcură). Astăzi câteva proiecte de locomotivă cu abur modernă se străduiesc să îmbunătățească randamentul: proiectul britanic 5AT se laudă cu un randament de 14%.[34]

Performanțe

Astăzi locomotivele cu abur sunt considerate depășite tehnologic iar în comparație cu locomotivele moderne sunt mult mai puțin performante. Totuși, locomotivele cu abur construite în perioada interbelică ajungeau la performanțe impresionante. Un exemplu în acest sens este locomotiva 4468 Mallard care pe 3 iulie 1938 stabilește recordul de 201,2 km/h.

Pentru stabilirea performanței erau folosite două metode.[35] Prima era o evaluare bazată pe parametrii termici și caracteristicile mecanice ale componentelor motorului, și anume: presiunea din cazan, diametrul pistonului, cursa pistonului și diametrul roții de tracțiune. Tracțiunea este dată de formula[36][37]:

,

unde

  • Ft este tracțiunea (forța de tracțiune)
  • c este o constantă care reprezintă scăderea în presiune de la cazan la cilindru și frecarea.
  • P este presiunea din cazan
  • d este diametrul pistonului
  • s este cursa pistonului
  • D este diametrul roții de tracțiune

O altă metodă consta în calcularea puterii efective.[35] Pe lângă numeroase formule se folosea un vagon dotat cu instrumente de măsură ce era tractat pe durata testării și care înregistra diverși indicatori.[35][38]

Evoluție

La început, locomotivele cu abur se deplasau cu o viteză comparabilă cu cea a unei trăsuri trasă de cai. Din această cauză erau folosite mai mult în industrie, la transportul în mine și uzine. Cu timpul însă, performanța creștea și s-a început construirea de căi ferate pentru transportul de călători. Astfel, Liverpool and Manchester Railway deschisă în 1825 a fost prima rută feroviară destinată transportului de pasageri. Pe această rută locomotiva The Rocket construită de inginerul George Stephenson a atins fabuloasa viteză de 48 km/h.

Dezvoltarea locomotivelor cu abur a luat avânt, iar până la sfârșitul secolului lumea civilizată era împânzită de căi ferate. Pe 10 mai 1893, locomotiva #999, a căii ferate New York Central & Hudson River a menținut o viteză medie de 165 km/h pe o distanță de 10 km și a atins viteza maximă de 180 km/h.[39]

Punctul culminant în evoluția locomotivei cu abur poate fi considerat jumătatea secolului al XX-lea. Din acest moment a început înlocuirea intensivă a locomotivelor cu abur cu locomotivele diesel. În acel moment locomotivele cu abur deveniseră niște giganți pe căile ferate. Pe continentul Nord-American la data de 5 septembrie 1941 a fost livrată prima locomotivă din seria "Big Boy" a Union Pacific în orașul Omaha. Această locomotivă este considerată de mulți ca fiind cea mai mare și mai puternică: dezvolta o tracțiune de 602,18 kN.[40]

Mai jos sunt sintetizate într-un tabel recordurile de viteză a locomotivelor cu abur de-a lungul anilor:

Anul Țara / rută Locomotiva Viteza maximă
în km/h
1769 Franța/ Paris Automobilul cu abur al lui Cugnot 3,5 - 4
1825 Anglia / Stockton and Darlington Railway Locomotion“, a lui George Stephenson 24
1830 Anglia / Liverpool-Manchester The Rocket“, a lui Robert Stephenson 48
1835 Anglia / Liverpool-Manchester Locomotiva lui Sharp & Roberts peste 100
1890 Franța „Crampton No. 604“ 144
1893 USA / New York Central Railroad No. 999 181
1901 Austro-Ungaria / rută de test către Viena Locomotiva kkStB 108 din Praga 140
1907 Germania/ K.Bay.Sts.B. S 2/6 154
1935 Franța/ NORD 3.1174 174
1935 USA / Chicago, Milwaukee, St. Paul and Pacific Railroad Klasse A Nr. 1 181
1936 Germania/ Deutsche Reichsbahn 05 002 200,4
1938 Anglia / LNER Clasa A4 Nr. 4468 „Mallard“ 201,2

Clasificare

Exemple de aranjament al roţilor

Clasificarea locomotivelor cu abur se face după aranjamentul roților. Există două mari sisteme de clasificare: notația Whyte și clasificarea UIC (Uniunea Internatională a Căilor Ferate).[41]

Notația Whyte este folosită în majoritatea țărilor de limbă engleză și țările Commonwealth-ului.[42] Acest sistem codifică aranjamentul roților folosind cifre astfel: #roți de direcție - #roți de tracțiune- #roți de susținere. Exemplu: 2-4-2 semnifică o pereche de roți în față care sunt montate pe un ax (osie), 2 osii motoare (4 roți) și în spate o osie ce susține cabina mecanicului și/sau o parte din cazan.

Clasificarea UIC (numită și „notația germană”[43]) se folosește pe continentul european cu excepția Marii Britanii.[42] Notația este asemănătoare doar că se referă la numărul de osii, iar osiile de tracțiune sunt notate cu majuscule(A=1, B=2 etc.) Exemplu: 2-4-2 în notatia Whyte este echivalent cu 1-B-1 în notația UIC.[42]

Căile Ferate Române au utilizat o codificare asemănătoare cu notația Whyte, cu deosebirea că, în locul numărului de roți, se folosea numărul de osii.[42] Astfel, locomotiva încadrată ca 2-4-2 după notația Whyte era încadrată ca 121 după notația C.F.R., deci introdusă în seria 121.000, cele trei cifre (în unele cazuri patru) din dreapta punctului reprezentând numărul de ordine al locomotivei în cadrul seriei. Această notație este uneori numită „notația franceză”.[43]

Construcții speciale

Locomotivă fără focar

Locomotiva fără focar

În cazurile în care existența focului liber constituia un pericol, de exemplu în rafinăriile de petrol, pentru manevra pe liniile interioare s-au construit locomotive cu abur speciale, fără focar.[44] Ele erau echipate cu un tambur mare, care era încărcat cu apă la fierbere sub presiune, provenită din cazanele centralei termice ale rafinăriei. Aburul, în echilibru cu apa la fierbere se separa în domul de abur din partea de sus a tamburului și era folosit la acționarea motorului cu abur. Pe măsură ce aburul era consumat, presiunea din tambur scădea și noi cantități de abur se formau din apa care devenea supraîncăzită. La scăderea presiunii sub un anumit nivel, locomotiva se întorcea la centrală pentru a fi realimentată.

Locomotiva Heilmann No. 8001, Chemins de Fer de l'Ouest

Locomotivă cu abur-electrică

O locomotivă cu abur-electrică este concepută similar unei locomotive disesel-electrice, doar că generatorul este antrenat de un motor cu abur. Trei asemenea locomotive au fost construite de inginerul francez Jean Jacques Heilmann în anii 1890.[45]

Apusul locomotivei cu abur

Fișier:LocomCozia.jpg
Mocăniţa, locomotivă cu abur încă folosită in România

Încă de la apariția primelor locomotive diesel-electrice, la începutul secolului XX, se întrevedea declinul puterii aburului. În Europa locomotivele cu abur au continuat să fie folosite până pe la jumătatea secolului, dar în alte țări au supraviețuit sfârșitului secolului. Astăzi majoritatea locomotivelor cu abur funcționale sunt folosite cu scopuri turistice. În România un exemplu bun în acest sens este "Mocănița", o locomotivă de cale ferată cu ecartament îngust (760 mm) mai este folosită astăzi în puține zone ale țării atrăgând turiștii.

Cauza principală a scoaterii din folosință a locomotivelor cu abur este costul de întreținere ridicat. Combustibilul ocupă mult spațiu, prin urmare este nevoie de mult spațiu de stocare: în general, tenderul pentru cărbune, rezervorul de apă și cazanul formează mai bine de 50% din corpul locomotivei. Masivitatea acestor locomotive contribuia la deteriorarea rapidă a căii ferate. De altfel orice reparație a locomotivei necesită o muncă laborioasă și mult timp. Timp mult se pierdea și cu pornirea locomotivei: de obicei câteva ore până ce apa din cazan era adusă la fierbere, iar înainte de "înnoptare" cutia de foc trebuia curățată de zgură și cenușă.

Fumul emis de locomotivele cu abur a constituit de asemenea un motiv pentru înlocuirea cu tehnologia diesel sau diesel-electrică.

Galerie foto

Locomotive celebre

Schițe și desene

Diverse

Note

  1. ^ Industrial Steam. Ian Allan. . p. 3. ISBN 0-7110-2230-5. 
  2. ^ Henry Grabar (). „Countdown To the Last Steam Train”. CityLab. Accesat în . 
  3. ^ „Rarer than pandas. Steam trains struggle on in the remote north-west”. The Economist (noiembrie-decembrie 2013). . 
  4. ^ Setright, L. J. K. (). Drive On!: A Social History of the Motor Car. Granta Books. ISBN 1-86207-698-7. 
  5. ^ Payton, Philip (). Oxford Dictionary of National Biography. Oxford University Press. 
  6. ^ a b c Enciclopedia României (PDF). IV. Asociația Științifică Pentru Enciclopedia României. . p. 50.  Parametru necunoscut |coautori= ignorat (posibil, |author=?) (ajutor)
  7. ^ ro Primele locomotive din România. www.cfr.ro
  8. ^ a b Pambour, p. 3
  9. ^ Pambour, p. 4-7
  10. ^ Bell, p. 386
  11. ^ Pambour, p. 7-9
  12. ^ Bell, p. 230
  13. ^ a b Pambour, p. 9-14
  14. ^ Bell, p. 267
  15. ^ „Great Northern Railway locomotives: Bury, Sturrock & Stirling designs”. Steamindex.com. Accesat în . 
  16. ^ a b Franklin C2 Booster engine
  17. ^ a b Brevetul US 1981181 A
  18. ^ Buffer, p. 368
  19. ^ Cornel IACOB-MARE (). „Simularea compresiunii pe tampoanele unui vagon de marfă utilizat în transporturile uzinale cu metoda elementelor finite” (PDF). Știință și inginerie. Editura AGIR. 24.  Parametru necunoscut |coautor= ignorat (ajutor)
  20. ^ a b c en „Bull pushed engine off-track”. The Milwaukee Journal. . Accesat în . 
  21. ^ http://www.law.cornell.edu/cfr/text/49/229.125
  22. ^ a b en “The locomotive headlamp”, Railway Employees Journal, April 1962, pg. 8-9
  23. ^ a b The History of the Railway Locomotive Headlamp
  24. ^ „Railway Regulation Act 1842”. UK Statute Law Database. . Accesat în . 
  25. ^ marchiză” la DEX online
  26. ^ a b Steam Locomotives - Virginia Museum Of Transportation
  27. ^ a b c Llewellyn, p. 65
  28. ^ „High Pressure Steam Locomotive Technology”. Loco loco gallery. 
  29. ^ a b c Swengel, p. 127-159
  30. ^ a b The Franco-Crosti Boiler system
  31. ^ a b Feedwater Heaters
  32. ^ N. Harris, J. Turner și Clair Aston Orpheus Books Ltd (1999): Deținători de recorduri. Grupul editorial RAO.
  33. ^ U.S. National Parks Service online history resource: Pennsylvania Railroad chemical laboratory. www.cr.nps.gov
  34. ^ en Proiectul britanic de locomotivă cu abur modernă 5AT. www.5at.co.uk
  35. ^ a b c Swengel, p. 146
  36. ^ Swengel, Frank M (). The American Steam Locomotive, Vol.1, The Evolution of the Steam Locomotive. Davenport, IA: MidWest Rail Publications. 
  37. ^ Pambour, p 139
  38. ^ Pambour, p 111-119
  39. ^ en Date importante în dezvoltarea locomotivelor cu abur. www.sdrm.org
  40. ^ en Locomotiva "Big Boy" de la Union Pacific. www.steamlocomotive.com
  41. ^ UIC Leaflet 650. Standard designation of axle arrangement on locomotives and multiple-unit sets. [ Obligatory ] (română Denumiri standard pentru aranjamentul osiilor pe locomotive și automotoare. [ Obligatoriu ]). 5th edition of 1.1.83.
  42. ^ a b c d „Steam Locomotive Glossary”. Railway Technical Web Pages. . Accesat în . 
  43. ^ a b http://www.railway-technical.com/st-clasif.shtml
  44. ^ en National Railway Museum, Prakash Tendulkar, San Jose, California
  45. ^ fr Ch. Jacquin (1894), "La locomotive électrique Heilmann", pp.360-368

Bibliografie

Vezi și

Legături externe

Commons
Commons
Wikimedia Commons conține materiale multimedia legate de Locomotivă cu abur

Format:Locomotivă


Format:Legătură AB