Hva er Steam Locomotive?

Damplokomotiver er lokomotiver med damp. Damplokomotiver ble brukt fra midten av 19-tallet til midten av 20-tallet.

På midten av 1500-tallet begynte lokomotiver i vagonyways som begynte å bli brukt i Tyskland å bli tatt av hester. Med oppfinnelsen av dampmaskinen tidlig på 1700-tallet begynte disse veiene å bli omgjort til jernbane, og det første damplokomotivet ble produsert i England i 1804 av Richard Trevithick og Andrew Vivian. Lokomotivet arbeidet på trikkelinjen "Penydarren" (Merthyr Tydfil), som er nær jernbanestørrelsen i Wales. I den påfølgende perioden ble det bygget et tosylindret lokomotiv av Matthew Murray i 1812 for Vagonyolu-operatøren Middleton Railway.

Denne utviklingen i England fremskyndet arbeidet i USA, og i 1829 begynte Tom Thumb, det første amerikanske damplokomotivet som opererte på Baltimore-Ohio Railway, å jobbe på denne linjen, Thumb var en prøvemodell og kom i tjeneste i åpningsseremonien til South Carolina Railway i Amerika. Beste venn av Charleston ble det første vellykkede jernbanelokomotivet.

Utvikling av damplokomotiv

I de 25 årene etter byggingen av Trevithick-lokomotivet ble et begrenset antall damplokomotiver brukt med suksess på kulltransporterte jernbaner. Denne økningen i fôrprisene mot slutten av Napoleonskrigene hadde også en betydelig effekt. Siden jernveiene laget av støpejern ikke var sterke nok til å bære vekten av damplokomotivet, ble disse "L" seksjonerte veiene der vognhjulene sitter, erstattet av flate skinner og flensede hjul etter en kort stund.

Damplokomotivsylinder

George Stephenson utnyttet erfaringene fra sine tidligere designere i 1814, og gjorde at de flate lokomotivene beveget seg på skinner. I nesten alle de tidligere lokomotivene ble sylindrene plassert vertikalt og ble delvis nedsenket i kjelen. I 1815 patenterte Stephenson og Losh ideen om å overføre hoveddriverhjulene direkte fra sylindrene via de øvre frontsveivene i stedet for å overføre drivkraften fra stemplet til hoveddriverhjulet. Enheten, som overfører drivkraften med girhjul, forårsaket en rykkete bevegelse, spesielt når det dukket opp slitasje på store tenner. Mekanismen, som overfører strøm direkte fra sylinderen, ga designerne en større grad av frihet fordi den er slankere.

Damplokomotivkjeler

Lokomotorkjeler, som pleide å være i form av et magert rør, ble først transformert til en roterende rørform, deretter en rørform hvor mange rør ble kombinert, og ga dermed en større varmeoverflate. I denne endelige formen ble en serie rør festet til en lignende plate som ble funnet på siden der ovnen brant. Eksosdampen fra sylindrene forårsaket en eksplosjon da den gikk gjennom rørene og fra enden der røyken slapp ut til skorsteinen, og holdt dermed brannen levende mens lokomotivet var i bevegelse. En strikk ble brukt mens lokomotivet sto stille. Henry Booth, regnskapsfører for Liverpool og Manchester Company, patenterte videreutviklingen av multi-tube kjelen i 1827. Stephenson brukte også denne oppfinnelsen på lokomotivet sitt, Rocket (men først måtte han prøve lenge for å forhindre vannlekkasje fra koblingsringene på endeplatene som kobberrørene var koblet til).

Etter 1830 tok damplokomotivet den formen den er kjent i dag. Sylindrene ble plassert enten horisontalt eller svakt skrått i enden der røyken kom ut, og hvis brannmannsplassen lå i enden der komfyren ble brent.

Steam Locomotive Chassis

Når rullene og akslene kom ut av å være koblet til kjelen eller plassere dem rett under kjelen, var det nødvendig med en ramme for å holde de forskjellige delene sammen. Stangrammen, som ble brukt for første gang i britiske lokomotiver, ble snart implementert i USA og flyttet fra smijern til støpt stål. Rullene ble montert utenfor rammen. I England ble stangrammen erstattet av en tallerkenramme. I dette er sylindrene plassert inne i rammen, og det er fjæroppheng (helisk eller bladformet) for rammene, og aksellagrene (oljede lagre) for å holde akslene.

Med innføringen av stål i kjelfremstillingen etter 1860 var det mulig å jobbe med høyere trykk. Mot slutten av 19-tallet ble 12 bar trykk utbredt i lokomotiver; Hvis forbindelsen er lokomotiver, ble 3,8 bar trykk startet. Dette presset økte til 17,2 bar i denne epoken. I 1890 ble sylindrene til ekspresslokomotivene laget med en diameter på 51 cm og et slag på 66 cm. Senere, i land som USA, økte sylinderdiameteren til 81 cm, og både lokomotiv og vogner begynte å bli større.

De første lokomotivene hadde pumper drevet av akselen. Disse fungerte imidlertid bare mens motoren gikk. Injektoren ble funnet i 1859. Damp (eller senere eksosdamp) fra kjelen strømmet ut av den kjegleformede grove dysen (diffusor), og fylte vannet i kjelen ved et høyere trykk. En "tilbakeslagsventil" (enveisventil) holdt damp inne i kjelen. Tørr damp ble enten tatt fra toppen av kjelen i et perforert rør eller fra et punkt på toppen av kjelen og samlet i dampkuppelen. Denne tørre dampen ble deretter overført til en regulator, og regulatoren kontrollerte fordelingen av tørr damp. Den viktigste utviklingen som fant sted i damplokomotiver var innføringen av overoppheting.

Det skrånende røret, som førte damp gjennom et gassrør til ovnen først og deretter til en oppsamler i fremre ende av kjelen, ble funnet av Wilhelm Schmidt og ble også brukt av andre ingeniører. Besparelser i drivstoff, spesielt i vann, viste seg umiddelbart. For eksempel ble 'mettet' damp produsert ved 12 bar trykk og 188 ° C temperatur; denne dampen ekspanderte raskt i sylindrene og oppvarmet ytterligere 93 ° C. I det 20. århundre ble lokomotiv således i stand til å operere i høye hastigheter, selv i korte kuttider på rundt 15%. Fremskritt som stålhjul, glassfiberkjeleforinger, stempelventiler med lang tone, direkte dampganger og overoppheting har bidratt til sluttfasen av applikasjonen til damplokomotiv.

Damp fra kjelen ble også brukt til andre formål. For å øke trekkraften, i stedet for å helle, ble "sandblåsing" startet med damp, noe som økte friksjonskraften i 1887. Hovedbremsene ble drevet enten med et vakuum fra maskinen eller med trykkluft tilført av en damppumpe. I tillegg ble dampvarme fraktet til vognene med rør levert og elektrisk lys ble oppnådd fra dampdynamoen (generator).