ABC kolejnictwa

ABC KOLEJNICTWA – SAMOUCZEK DLA MAŁYCH I DUŻYCH 

W JAKI SPOSÓB PARA PORUSZA PAROWÓZ?

 

    Żeby parowóz ruszył z miejsca i mógł ciągnąć za sobą ciężki pociąg, jakaś siła musi obracać koła parowozu. Siłę tę daje para, wytworzona w szczelnie zamkniętym kotle, przy silnym nagrzewaniu znajdującej się w nim wody. Przy nagrzewaniu wody w otwartym naczyniu para mając wolne ujście nie może się sprężyć i ciśnienie jej jest takie samo jak ciśnienie otaczającego nas zewsząd powietrza, które nazywamy ciśnieniem atmosfery. Kiedy natomiast kocioł jest szczelnie zamknięty, wytwarzająca się para nie ma ujścia i jest coraz bardziej ściśnięta, czyli spręża się naciskając na ściany kotła. Im więcej nagrzewamy wodę, tym większy jest nacisk pary, czyli tym większe jest ciśnienie pary.

    Za miarę ciśnienia może służyć ciśnienie otaczającego nas powietrza, czyli ciśnienie atmosfery. Jeżeli na przykład para w kotle jest tak sprężona, że ciśnienie jej przewyższa pięciokrotnie ciśnienie atmosfery, mówimy, że ciśnienie pary w kotle wynosi 5 atmosfer. Tę właśnie siłę, z jaką para naciska na ściany kotła, wyzyskuje się do poruszania parowozu. Urządzenie, które umożliwia wyzyskanie siły ciśnienia pary do obracania wału albo kół, nazywamy maszyną parową.

    Główną częścią maszyny parowej jest cylinder parowy, w którym porusza się tłok szczelnie przylegający do ścianek cylindra. Cylinder, czyli okrągłą rurę z tłokiem w środku, ludzie zaczęli stosować jeszcze w zamierzchłych czasach podobnie jak pompę. James Watt, który wynalazł maszynę parową, wpadł pierwszy na pomysł zastosowania cylindra z tłokiem do wyzyskania siły sprężonej pary. Robiąc doświadczenie z pompami przekonał się on, że sprężona para, wpuszczona do cylindra z tłokiem, naciskając na tłok posuwa go z wielką siłą. Jeżeli więc wpuszczać będziemy parę do cylindra, kolejno to z jednej, to z drugiej strony przez otwory zrobione na jego końcach, to tłok popychany przez parę będzie się poruszał od jednego końca cylindra do drugiego, tam i z powrotem. Ten ruch posuwisty tłoka trzeba było zamienić na ruch obrotowy wału.

    Pierwsze parowozy wzorowane były na parowej maszynie Watta: miały one cylindry pionowe, korbowody poruszane za pomocą wahacza, niektóre z nich miały też koła zamachowe (niezbędne w stałych maszynach parowych, którego rozpęd umożliwia przejście korbowodu przez tzw. położenie martwe, kiedy korbowód i korba znajdują się na jednej linii prostej). Dopiero budując parowóz „Rocket” Georg Stephenson przestał opierać się konstrukcji maszyny Watta i dał wzór maszyny parowej z innym mechanizmem poruszającym, którego główne zasady zachowały się do końca okresu budowy lokomotyw parowych na świecie. Cylindry parowe umieścił Stephenson nie pionowo, lecz ukośnie, trzon tłoka połączył z krzyżulcem posuwającym się w ślad za tłokiem między prowadnicami. Krzyżulec zaś połączył z korbą na kole napędowym za pomocą korbowodu takiego jak na kołowrotku, tylko znacznie większego i bardzo mocnego.

    W XX wieku cylindry parowe i cały mechanizm poruszający parowóz zazwyczaj umieszczano w linii poziomej. Korbowód zaopatrzono po obu końcach w panewki, z których jedna obracała się na czopie osadzonym na korbie koła napędowego. Koniec korbowodu połączony z krzyżulcem powtarzał posuwiste ruchy tłoka, koniec zaś połączony z korbą na przemian naciskając na czop lub ciągnąc go obracał koło. Tradycyjny parowóz ma 2 dwa cylindry i 2 maszyny parowe obracające 2 koła napędowe (inaczej zwane napędnymi), jedno z prawej, drugie z lewej strony. Korby na kołach napędowych są tak osadzone, że kiedy jedna z nich znajduje się w martwym położeniu, czyli w jednej linii prostej z korbowodem, druga ustawiona jest prostopadle do korbowodu, czyli tworzy z nim kąt prosty. Przy takim osadzeniu korb obracanie jednego z kół napędowych pod naciskiem pary na tłok jest zawsze zapewnione. Tłoki popychane przez parę to w jeden, to w drugi koniec cylindra pchają lub ciągną za sobą krzyżulce połączone z trzonami tłokowymi. Posuwisty ruch krzyżulców przenosi się za pomocą korbowodów na korby kół napędowych wprowadzając je tym samym w ruch obrotowy. Koła napędowe, osadzone nieruchomo na osi, obracają się razem z osią i opierając się o szyny wprowadzają parowóz w ruch.

 

                            NORBERT  TKACZYK

                            HANNOVER BRD

 

Materiał źródłowy: Walery Nowak „Parowóz i jego dzieje” wydany przez CZYTELNIK Wiedza Powszechna (1951).

 

Kontakt

Zapraszamy do kontaktu, z przyjemnością odpowiemy na każde pytanie.

ul. Wandy 14/16 lok. 1a 
11-400 Wrocław

+48 793 329 141

* Pola wymagane

W celu świadczenia usług na najwyższym poziomie, w ramach naszego serwisu stosujemy pliki cookies. Korzystanie z witryny bez zmiany ustawień dotyczących cookies oznacza, że będą one zamieszczane w Państwa urządzeniu końcowym. Jeśli nie wyrażają Państwo zgody, uprzejmie prosimy o dokonanie stosownych zmian w ustawieniach przeglądarki internetowej. Polityką Prywatności  (link).