Локомотив -цистерна или паровоз-цистерна — это паровоз , который перевозит воду в одном или нескольких бортовых резервуарах для воды вместо более традиционного тендера . Большинство танковых двигателей также имеют бункеры (или топливные баки ) для хранения топлива; В локомотиве с тендерным баком тендер содержит часть или все топливо, а также может содержать немного воды.
Существует несколько различных типов локомотивов-цистерн, отличающихся расположением и стилем резервуаров для воды и топливных бункеров. В наиболее распространенном типе баки установлены по обе стороны от котла. Этот тип возник примерно в 1840 году и быстро стал популярным для промышленных задач, а затем для маневровых работ и работы на магистральных линиях на короткие расстояния .
Локомотивы-цистерны имеют преимущества и недостатки по сравнению с традиционными локомотивами, которым требовался отдельный тендер для перевозки необходимой воды и топлива.
Первым паровозом-цистерной был « Новинка» , который участвовал в испытаниях в Рейнхилле в 1829 году. [1] Это был образец колодезного танка . Однако более распространенная форма бокового резервуара датируется 1840-ми годами; один из первых из них был поставлен компанией «Джордж Инглэнд и компания Нью -Кросс» подрядчикам, строившим ветку Сифорд для лондонской Брайтонской и Южно-Костовой железной дороги в 1848 году. [2] Несмотря на раннее мнение, что такие локомотивы по своей сути были небезопасно, [3] идея быстро завоевала популярность, особенно для промышленного использования, и пять производителей представили свои разработки на Большой выставке в 1851 году. Это были Э. Б. Уилсон и компания , Уильям Фэйрберн и сыновья , Джордж Ингланд, Китсон Томпсон и Хьюитсон и Уильям Бриджес Адамс. . [4] К середине 1850-х годов можно было найти локомотивы-цистерны, выполняющие различные магистральные и промышленные функции, особенно те, которые связаны с более короткими поездками или частыми сменами направления.
Существует несколько типов локомотивов-цистерн в зависимости от расположения и типа резервуаров для воды. К ним относятся боковой резервуар , седельный резервуар , корзинный резервуар , колодезный резервуар и другие.
Боковые баки представляют собой баки кубовидной формы, которые расположены по обеим сторонам котла , занимая всю или часть длины котла. [5] Стенки резервуара доходят до ходовой платформы, если таковая имеется, по крайней мере, на часть своей длины. [6] Это была обычная конфигурация в Великобритании.
Длина боковых баков часто ограничивалась, чтобы обеспечить доступ к клапанному механизму (внутреннее движение). Баки, расположенные по всей длине котла, обеспечивали больший объем воды, и в этом случае вырезы в прямоугольном баке открывали доступ к клапанному механизму. Более длинные бортовые баки иногда сужались спереди для улучшения обзора вперед. Боковые баки почти все останавливались на конце ствола котла или раньше него, а дымовая камера выступала вперед. Некоторые конструкции доходили до передней части дымовой камеры, и их называли «утюгами». [ нужна цитата ]
Резервуар для воды расположен на котле, как седло на лошади. [5] Обычно резервуар имеет изогнутое поперечное сечение, хотя в некоторых случаях были прямые стороны, увенчанные кривой (например, перевернутой буквой «U») или даже формой гусеницы (вогнутая дуга, переходящая в выпуклую дугу). . [7] Уолтер Нильсон запатентовал седельную конструкцию бака в 1849 году. [8]
Седельные цистерны были популярным устройством, особенно для небольших локомотивов промышленного использования. Это давало больший запас воды, но ограничивало размеры котла и ограничивало доступ к нему для чистки. Кроме того, локомотив имеет более высокий центр тяжести и, следовательно, должен работать на более низких скоростях. Обзор водителя также может быть ограничен, что опять-таки ограничивает безопасную скорость.
Квадратная форма топки Belpaire нелегко помещается под седельным баком, поэтому в большинстве седельных баков вместо этого сохранился старый котел с закругленной крышкой . В нескольких американских локомотивах использовались седельные баки, которые закрывали только ствол котла перед топкой.
Вода в баке слегка предварительно подогревается котлом, что снижает потерю давления, возникающую при подаче в котел холодной питательной воды. Однако если вода становится слишком горячей, форсунки теряют эффективность и могут выйти из строя. По этой причине танки часто не доходили до более горячей и неизолированной дымовой камеры .
СМИ, связанные с седельными локомотивами-цистернами, на Викискладе?
.jpg/1280px-3738_Didcot_Railway_Centre_(5).jpg)
Баки-цистерны представляют собой цистерны коробчатой формы, расположенные по бокам котла, а не на беговых плитах локомотива. Это оставляет пространство между баками и ходовой пластиной. Танки Pannier имеют более низкий центр тяжести, чем седельные цистерны, но при этом обеспечивают такой же легкий доступ к клапанному механизму. Корзины-цистерны названы так потому, что они находятся в положении, аналогичном корзинам на вьючном животном . [9]
СМИ, связанные с локомотивами-цистернами Pannier, на Викискладе?
В Великобритании локомотивы-цистерны использовались почти исключительно на Великой Западной железной дороге . Первые цистерны Great Western были переоборудованы из локомотивов с седельными цистернами [10], когда они перестраивались в начале 1900-х годов с топкой Belpaire . Были трудности с размещением плоской верхней части последнего внутри окружающего седельного резервуара, что снижало вместимость и увеличивало склонность к перегреву воды в резервуаре. [11] Локомотивы-цистерны Pannier часто считаются символом GWR. [ нужна цитата ]
В Бельгии корзины использовались как минимум с 1866 года, снова в сочетании с топкой Belpaire. Локомотивы были построены для бельгийского государства и для La Société Générale d'Exploitatation (SGE) , частной компании, объединяющей более мелкие второстепенные линии. [12]
На лесозаготовительных железных дорогах на западе США использовались седельные цистерны 2-6-6-2 или цистерны Pannier для тяжелых поездов с лесом.
В этой конструкции, использовавшейся в более ранних и меньших локомотивах, вода хранится в «колодце» на нижней стороне локомотива, обычно между рамами локомотива. Это устройство было запатентовано С.Д. Дэвисоном в 1852 году. [13] Это не ограничивает доступ к котлу, но пространство там ограничено, и поэтому конструкция не подходит для локомотивов, которым необходим хороший запас хода перед заправкой. Однако такое расположение имеет то преимущество, что создает низкий центр тяжести , что обеспечивает большую устойчивость на плохо проложенных или узкоколейных путях. Первый паровоз-танк «Новинка » представлял собой колодезный танк.
СМИ, связанные с локомотивами-цистернами, на Викискладе?
В этой конструкции цистерна размещается за кабиной, обычно над несущей тележкой. [14] Это удаляет вес воды с ведущих колес, придавая локомотиву постоянный тяговый вес. Недостатком является снижение водопроницаемости. Задний бак является важным компонентом локомотива американского типа Форни , который представляет собой американский локомотив 4-4-0 с перевернутыми колесами.
Крыльчатые баки — это боковые баки, которые расположены по всей длине дымовой камеры, а не по всей длине котла. [15] В начале 19 века термин «крыльевой бак» иногда использовался как синоним бокового бака. [16]
Крыльевые баки в основном использовались на промышленных локомотивах с узкой колеей , которые можно было часто дозаправлять водой и где боковые или седельные баки ограничивали доступ к клапанному механизму. Локомотив Excelsior компании Kerry Tramway в различных источниках описывается как крыльевой бак и как перевернутый седельный бак. [17]
.jpg/1280px-Golden_Valley_Light_Railway,_near_Swanwick_(geograph_1643376).jpg)
Бак с перевернутым седлом представлял собой вариант крыльевого бака, в котором два бака соединялись под дымовой коробкой и поддерживали ее. [18] Эта редкая конструкция использовалась по тем же причинам, что и крыльевой бак, но обеспечивала немного большую емкость воды. Локомотив Brill Tramway Уоттон, как полагают [ кем? ] иметь бак с перевернутым седлом. Танк с перевернутым седлом был специализацией WGBagnall . [19]
Локомотив-цистерна также может тащить за собой тендер . [20] Это было обычным явлением на самых больших локомотивах, а также на узкоколейных железных дорогах, где небольшой размер локомотива ограничивает пространство, доступное для топлива и воды. В них сочетались топливо и вода в пропорции (где использовался уголь) 1 фунт угля на каждые 6 фунтов воды. [ нужна цитата ] .
Если тендер использовался с узкоколейным локомотивом, он обычно перевозил только топливо, а в баках локомотива находилась вода. Тендер предлагал больший запас топлива, чем бункер на локомотиве, и часто объем воды можно было увеличить путем преобразования избыточного бункерного пространства в резервуар для воды.
Двигатели с большим боковым баком также могут иметь дополнительный задний бак (под угольным бункером) или бак-колодец (между рамами). [21] Возможно, это было сделано для увеличения вместимости воды, выравнивания распределения веса или улучшения устойчивости за счет понижения центра тяжести . [22]
Поскольку локомотивы-цистерны способны двигаться с одинаковой скоростью в обоих направлениях (см. ниже), они обычно имеют симметричную колесную формулу, чтобы обеспечить одинаковые характеристики плавности хода и устойчивости независимо от направления движения, создавая конструкции только с ведущими колесами (например, 0-4-0 T и 0-6-0 T ) или равное количество ведущих и ведомых колес (например, 2-4-2 T и 4-6-4 T ). [23] Однако другие требования, такие как необходимость поддержки большого бункера, потребуют несимметричной компоновки, такой как 2-6-4 T.
В обозначениях Уайта для классификации локомотивов (в первую очередь по колесной формуле ) для обозначения локомотивов-цистерн используются различные суффиксы: [24]
В обозначениях UIC , которые также классифицируют локомотивы в первую очередь по колесной формуле , суффикс «t» используется для обозначения локомотивов-цистерн [25].
На локомотивах-цистернах, использующих твердое топливо, такое как уголь , для перевозки топлива используется бункер (для локомотивов, использующих жидкое топливо, такое как нефть , используется топливный бак ). Существует два основных положения бункеров на локомотивах-цистернах: в задней части кабины (как показано слева на изображениях ниже), положение, обычно используемое на локомотивах с ведомой несущей осью или ведомой тележкой ; или сверху и сбоку от топки - расположение, которое обычно используется в тех случаях, когда топка нависает над задней ведущей осью, поскольку это уравновешивает нависающий вес топки, стабилизируя локомотив. [26]
Есть несколько других специализированных типов паровозов , которые используют собственное топливо, но которые обычно классифицируются по разным причинам.
Локомотив Garratt состоит из трех частей. Котел установлен на центральной раме без колес, а два комплекта ведущих колес (всего 4 цилиндра) , несущие топливные бункеры и баки для воды, установлены на отдельных рамах, по одному на каждом конце котла. [27] Сочленение используется для того, чтобы более крупные локомотивы могли объезжать повороты, которые в противном случае ограничили бы размер локомотивов с жесткой рамой. Одним из основных преимуществ формы сочленения Гарратта является поддержание центра тяжести локомотива над осевой линией пути или внутри нее при поворотах. [28]
Кран-цистерна (КТ) — паровоз-цистерна, оснащенная краном для работы в железнодорожных мастерских или других промышленных помещениях. Кран может быть установлен спереди, по центру или сзади. [29]
В 1930-е годы наблюдалась тенденция к упрощению пассажирских экспресс-локомотивов за счет закрытых кузовов. Почти все экспресс-локомотивы представляли собой тендерные локомотивы, но несколько быстрых танковых двигателей также были модернизированы для использования на высокоскоростных, но более коротких маршрутах, где время оборота было важно, а независимость танкового паровоза от вертушек была полезна. [ нужна цитация ] Примеры включали немецкий класс 61 [30] и венгерский класс 242 . [31]
Локомотив подрядчика представлял собой небольшой локомотив-цистерну, специально приспособленный для использования фирмами -подрядчиками гражданского строительства , занимающимися строительством железных дорог. Локомотивы будут использоваться для перевозки людей, оборудования и строительных материалов по временным железнодорожным сетям, построенным на строительной площадке, которые часто перекладывались или поднимались и перемещались в другое место по мере продвижения строительных работ. Локомотивы Подрядчика обычно были седельными или колодезными цистернами (см. выше), но требовали некоторых доработок, чтобы сделать их пригодными для своей задачи. Они были построены так, чтобы быть как можно более легкими, чтобы они могли переезжать по легким временным рельсам, и имели колеса с глубокими ребордами, чтобы не сходить с рельсов на путях, которые часто были очень неровными. [6]
В то же время они должны были быть очень мощными и с хорошей тягой, поскольку им часто приходилось буксировать составы вагонов по очень крутым уклонам, например, по краям железнодорожных насыпей или отвалам. Многие из них были спроектированы таким образом, чтобы большие железные балластные блоки можно было устанавливать на рамы, когда требовался дополнительный вес и тяга, а затем снимать, когда этого не требовалось. Большинство из них имели шлифовальные механизмы на всех колесах для обеспечения максимального сцепления с дорогой. Также требовался какой-то метод предотвращения засорения колес и тормозных колодок грязью и пылью - это либо скребки, прикрепленные к передней кромке колес, либо форсунки омывателя колес, подаваемые из резервуара с водой. Для управления длинными составами слабосцепных (и часто неподрессоренных) вагонов локомотивы подрядчиков обычно имели очень эффективные паровые тормоза. У большинства из них не было полноценной кабины, часто имелась только передняя «очки». Если была предусмотрена кабина, ее обычно снимали вместе с дымоходом, а иногда и куполом, так что локомотив можно было загрузить в бортовой вагон для транспортировки в новые места по железной дороге, оставаясь при этом в пределах погрузочной габарита . [32]
Паровые трамвайные двигатели, которые были построены или модифицированы для работы на улицах или придорожных трамваях, почти всегда были также танковыми двигателями. [33]
Колеса и ход трамвайных двигателей были закрыты, чтобы избежать несчастных случаев на дорогах. У них часто были ловцы коров , чтобы избежать дорожного мусора, вызывающего сход с рельсов. Некоторые трамвайные двигатели имели крышу и закрытые борта, что придавало им вид скорее товарного вагона, чем локомотива. [34]
,_2008.jpg/1280px-Taffy_the_Locomotive_(built_by_Alan_Keef_Ltd),_2008.jpg)
Железнодорожные локомотивы с вертикальными котлами повсеместно являлись локомотивами-цистернами. Это были небольшие и более дешевые в эксплуатации машины, которые в основном использовались в промышленных условиях. [35]
К преимуществам тепловозов-цистерн можно отнести:
.jpg/1280px-SR_4-6-4T_L1_class_locomotive,_333_Remembrance_(CJ_Allen,_Steel_Highway,_1928).jpg)
Есть недостатки:
Популярность танковых двигателей во всем мире была разной. Они были более распространены в регионах, где длина пробега была короткой, и требовалось быстрое время на обработку или не было токарного оборудования, в основном в Европе. Из-за ограниченного запаса топлива и воды они не пользовались популярностью в районах, где длинные пробеги между остановками были нормой.
Они были очень распространены в Великобритании, Франции и Германии. В Соединенном Королевстве они часто использовались для маневровых и лоцманских работ, пригородных пассажирских перевозок и местных грузовых перевозок. GWR был известен своими цистернами Prairie (такими как класс 61xx ), которые использовались для многих целей, включая очень тяжелые поезда на линиях добычи угля в долине Уэльса, для которых были разработаны GWR 4200 Class 2-8-0 T. [40] В Германии тоже строились большие паровозы-цистерны. [41] В Соединенных Штатах они использовались для двухтактных пригородных перевозок, переключения на терминалах и локомотивных цехах, а также в лесозаготовительных, горнодобывающих и промышленных службах. [42]
_(geograph-1679880).jpg/1280px-Network_150_Day_-_LSWR_Class_M7_tank_loco_No._245_(front_view)_(geograph-1679880).jpg)
{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )