Тяговый двигатель — это паровой трактор , используемый для перемещения тяжелых грузов по дорогам, вспашки земли или для подачи электроэнергии в выбранном месте. Название происходит от латинского Tractus , что означает «притянутый», поскольку основная функция любого тягового двигателя — тянуть за собой груз. Их иногда называют дорожными локомотивами , чтобы отличить их от железнодорожных локомотивов , то есть паровых машин, движущихся по рельсам.
Тяговые двигатели, как правило, большие, надежные и мощные, но при этом тяжелые, медленные и трудные в маневрировании. Тем не менее, они произвели революцию в сельском хозяйстве и автомобильном транспорте в то время, когда единственной альтернативой тягловой лошади была тягловая лошадь .
Они стали популярны в промышленно развитых странах примерно с 1850 года, когда были разработаны первые самоходные переносные паровые машины для сельскохозяйственного использования. Производство продолжалось и в начале 20-го века, когда конкуренция со стороны тракторов с двигателями внутреннего сгорания привела к тому, что они вышли из моды, хотя некоторые из них продолжали использоваться в коммерческих целях в Соединенном Королевстве вплоть до 1950-х годов и позже. В настоящее время все типы тяговых двигателей вытеснены из коммерческого использования. Однако по всему миру сохранилось несколько тысяч экземпляров, многие из которых находятся в рабочем состоянии. Паровые ярмарки проводятся круглый год в Великобритании и других странах, где посетители могут своими глазами увидеть работающие тяговые двигатели.
Тяговые двигатели были громоздкими и плохо подходили для пересечения мягкой или тяжелой почвы, поэтому их использование в сельском хозяйстве обычно было либо «на ремне», то есть приведение в действие сельскохозяйственной техники посредством непрерывного кожаного ремня, приводимого в движение маховиком, что является разновидностью коробки отбора мощности. – или парами, перетаскивая орудие на тросе с одной стороны поля на другую. Однако там, где позволяли почвенные условия, предпочтение отдавалось прямой буксировке орудий («с дышла » ); в Америке это привело к разностороннему развитию парового трактора . Помимо этого, американские конструкции были гораздо более разнообразными, чем британские, с различным расположением котлов, количеством колес и расположением поршней. [1] Кроме того, американские двигатели часто имели более высокую максимальную скорость, чем британские, а также способность работать на соломе. [2]
.jpg/1280px-Aveling_&_Porter_traction_engine_'Avellana'_(15287456878).jpg)
_(14773357222).jpg/1280px-thumbnail.jpg)
Ограниченность технических знаний и технологий производства означала, что практичные дорожные транспортные средства, приводимые в движение паром, начали появляться только в первые годы 19 века. В 1841 году компания Ransomes, Sims & Jefferies выпустила первый тяговый двигатель. Конструкция (которой управляла лошадь) не привлекла покупателей. [3] В 1849 году они попытались еще раз, на этот раз без рулевой лошади, но машина была недостаточно приспособлена для молотьбы, для которой она была предназначена. [3]
Коммерчески успешный тяговый двигатель был разработан в результате эксперимента 1859 года, когда Томас Эвелинг модифицировал портативный двигатель Clayton & Shuttleworth , который нужно было перевозить с работы на работу на лошадях, в самоходный. [3] Это изменение было сделано путем установки длинной приводной цепи между коленчатым валом и задней осью. Эвелинга считают «отцом тягового двигателя».[4] Для управления первым двигателем Эвелинга все еще требовалась лошадь. [5] Другим влиянием были существующие транспортные средства, которые первыми были названы тяговыми двигателями, такие как двигатели Бойделла, производимые различными компаниями, и двигатели, разработанные Бреем для автомобильных перевозок. Первая половина 1860-х годов была периодом больших экспериментов, но к концу десятилетия стандартная форма тягового двигателя развилась и мало изменилась в течение следующих шестидесяти лет.
В рамках этих улучшений было улучшено рулевое управление, и теперь не нужна лошадь, а приводная цепь была заменена шестернями. [5] В Америке тяговые двигатели с непрерывными гусеницами использовались с 1869 года. [1] Составные конструкции двигателей были представлены в 1881 году. [6] Пока качество дорог не улучшилось, спрос на более быстрые транспортные средства был небольшим, и двигатели были приспособлены соответствующим образом. справиться с их использованием на неровных дорогах и сельскохозяйственных трассах.
Вплоть до первых десятилетий двадцатого века производители продолжали искать способ реализовать экономический потенциал вспашки с прямым втягиванием, и, особенно в Северной Америке, это привело к разработке в Америке парового трактора . Британские компании, такие как Mann's и Garrett, разработали потенциально жизнеспособные двигатели для прямой вспашки; однако рыночные условия были против них, и им не удалось завоевать широкую популярность. Эти рыночные условия возникли после Первой мировой войны, когда в результате политики британского правительства возник избыток избыточного оборудования. Большое количество плуговых двигателей Fowler было построено для увеличения площади обрабатываемых земель во время войны, а с 1917 года было импортировано много новых легких тракторов Fordson F.
Дорожный пар исчез из-за ограничений и сборов, которые привели к увеличению эксплуатационных расходов. В 1921 году паровые тракторы продемонстрировали явные экономические преимущества перед лошадиными силами при перевозке тяжелых грузов и коротких поездках. Однако бензовозы начали показывать большую эффективность, и их можно было дешево купить в качестве военных излишков; на загруженном маршруте трехтонный бензиновый грузовик может сэкономить около 100 фунтов стерлингов в месяц по сравнению с его паровым эквивалентом, несмотря на строгие ограничения скорости и относительно высокие цены на топливо и затраты на техническое обслуживание. [7]
На протяжении 1920-х и 1930-х годов действовали более жесткие ограничения на автомобильные перевозки пара, включая ограничения скорости, дыма и пара [8] и «смоченный налог», при котором причитающийся налог был пропорционален размеру смоченной площади котла; это сделало паровые двигатели менее конкурентоспособными по сравнению с двигателями внутреннего сгорания отечественного производства (хотя импорт облагался налогом до 33%). В результате доклада Солтера о дорожном финансировании в 1933 году был введен « налог на нагрузку на ось », чтобы взимать с коммерческих автомобилей более высокую плату за расходы на содержание дорожной системы и покончить с представлением о том, что бесплатное использование дорог субсидировал конкурентов железнодорожных грузоперевозок. Налог платился всеми автоперевозчиками пропорционально нагрузке на ось и особенно ограничивал паровые двигатели, которые были тяжелее, чем их бензиновый эквивалент. [9]
Первоначально импортная нефть облагалась гораздо большим налогом, чем уголь, произведенный в Великобритании, но в 1934 году министр транспорта Оливер Стэнли снизил налоги на мазут, одновременно повысив сбор в Дорожный фонд на дорожные локомотивы до 100 фунтов стерлингов в год, что спровоцировало протесты производителей двигателей. , перевозчики, шоумены и угольная промышленность. Это было в период высокого уровня безработицы в горнодобывающей промышленности, когда рынок паровых перевозок представлял собой рынок в 950 000 тонн угля в год. Налог имел разрушительные последствия для бизнеса тяжеловозов и шоуменов и ускорил списание многих двигателей. [10]
Последние новые тяговые двигатели, построенные в Великобритании, были построены в 1930-х годах, хотя многие из них продолжали использоваться в коммерческих целях в течение многих лет, пока оставались опытные машинисты, которые могли бы управлять ими.
Возможно, первой организацией, которая проявила общий интерес к сохранению тяговых двигателей, было Общество дорожных локомотивов, созданное в 1937 году. [11]
С 1950-х годов начало развиваться «движение за сохранение», поскольку энтузиасты осознали, что тяговые двигатели находятся под угрозой вымирания. Многие из оставшихся двигателей были куплены энтузиастами и восстановлены в рабочем состоянии. Ралли тяговых двигателей начались сначала как гонки между владельцами двигателей и их подопечными, а затем превратились в важные туристические аттракционы, которые ежегодно проводятся во многих местах.
В Реестре тяговых двигателей записана подробная информация о тяговых двигателях, паровых дорожных катках, паровых вагонах, паровых пожарных машинах и переносных двигателях, которые, как известно, сохранились в Соединенном Королевстве и Ирландской Республике. В 2016 году было зарегистрировано 2851 самоходных двигателей и вагонов, 687 переносных двигателей (несамоходных), 160 паровых пожарных машин. Новое издание Реестра запланировано на 2020 год. [ требует обновления ] Ранее оценка была сделана в мае 2011 года из неизвестного источника сохранилось более 2000 тяговых двигателей. Эта цифра может включать двигатели, сохранившиеся в других странах мира, особенно в США, Канаде, Австралии и Новой Зеландии, но если это так, то это заниженная оценка. Исчерпывающая информация о прошлых британских производителях и их продукции регистрируется Обществом дорожных локомотивов, базирующимся в Великобритании.
Хотя первые тяговые двигатели использовали цепную передачу, более характерно использование крупных шестерен для передачи привода от коленчатого вала на задний мост.
Машины обычно имеют два больших приводных колеса сзади и два меньших колеса для рулевого управления спереди. Однако в некоторых тяговых двигателях использовалась полноприводная версия, а некоторые экспериментировали с ранней формой гусеничной ленты . [12]
Тяговые двигатели нашли коммерческое использование в различных целях в период с середины девятнадцатого до середины двадцатого веков. Для каждой роли требовалась машина с разным набором характеристик, и тяговый двигатель эволюционировал в несколько различных типов, подходящих для этих разных ролей.
Двигатели общего назначения были наиболее распространенной формой в сельской местности. Их использовали для перевозки грузов и в качестве стационарного источника энергии. Даже когда у фермеров не было такой машины, они время от времени полагались на нее. Многие фермы использовали тягловых лошадей в течение всего года, но во время сбора урожая подрядчики по обмолоту путешествовали с фермы на ферму, таская молотилку, которая устанавливалась в поле и приводилась в действие от двигателя – хороший пример передвижного стационарного двигателя.
Благоприятные почвенные условия означали, что тяговые двигатели США обычно тянули свои плуги за собой, тем самым устраняя сложности с установкой тросового барабана и дополнительной передачи, а значит, упрощая техническое обслуживание. Американские тяговые двигатели производились различных размеров: Рассел мощностью 6 л.с. был самым маленьким из серийно производимых, а большие двигатели, произведенные Расселом , Кейсом и Ривзом , были самыми большими. [ нужна цитата ]
Особая форма тягового двигателя, характеризующаяся наличием намоточного барабана большого диаметра, приводимого в движение отдельной передачей от парового двигателя. [13] На барабан был намотан длинный трос , который использовался для перевозки орудий, таких как плуг , через поле, в то время как двигатель оставался на разворотной полосе . [13] Это свело к минимуму площадь земли, подверженную уплотнению почвы .
Намоточный барабан устанавливался либо горизонтально (под котлом), вертикально (сбоку) или даже концентрически, так что он окружал котел. Однако большинство из них были подвешенными (горизонтальными), что требовало использования удлиненного котла, чтобы обеспечить достаточно места для размещения барабана между передними и задними колесами. Эти конструкции были самыми большими и длинными тяговыми двигателями, которые когда-либо были построены.
В основном плуги работали парами, по одному на каждой стороне поля, при этом трос от каждой машины был прикреплен к буксируемому орудию. [14] Два водителя общались посредством сигналов, используя свистки двигателя. [14] Иногда использовалась альтернативная система, при которой плуг тянулся между одним двигателем и якорем. [14]
Для использования с пахотными двигателями было создано множество орудий. Наиболее распространенными были балансирный плуг и культиватор : вспашка и культивация были наиболее физически тяжелыми работами на пахотной ферме. Другие орудия могут включать в себя дренажную систему для кротов, используемую для создания подземного дренажного канала или трубы, или ковш земснаряда для выемки грунта рек или рвов. Двигатели часто оснащались «поддоном для окучивания» на передней оси для хранения «окучников», которые прикреплялись к колесам при движении по каменистому грунту.
Плужные двигатели были редкостью в США; плуги обычно буксировались непосредственно сельскохозяйственным двигателем или паровым трактором .
Первый паровой плуг был построен и испытан в 1837 году, когда член парламента Джон Хиткоут продемонстрировал паровую машину, которую он сконструировал для вспашки очень мягкой почвы. [15] [16] Здесь использовалась очень ранняя форма непрерывных гусениц , а двухцилиндровый паровой двигатель можно было использовать либо для пахотной лебедки, либо для движения. Другой пахотный двигатель, разработанный Питером Драммонд-Барреллом, 22-м бароном Уиллоуби де Эресби , возможно, спроектированный Дэниелом Гучем и построенный на Суиндонском заводе , Королевском горном и сельскохозяйственном обществе Шотландии , получил 100 фунтов стерлингов из возможных 500 фунтов стерлингов своей премии за создания паровой пахотной машины, [ 17] экспонировалась на Большой выставке 1851 года в Лондоне . Лорд Уиллоуби указал, что его дизайн можно свободно копировать, и Фаулер посетил замок Гримсторп , поместье, где использовались пахотные машины. [18] Между 1855 и 1857 годами фермер по имени Уильям Смит и Джон Фаулер разработали плужные двигатели с проводным приводом, которые приводились в движение портативными двигателями. [19] К 1863 году У. Сэвори и сыновья представили передвижной пахотный двигатель и использовали двигатели на обоих концах поля. [20] Их проволочный барабан был вертикальным и устанавливался вокруг котла двигателя. [20]
Производство осуществлялось за пределами Великобритании: компания Kemna Bau из Германии производила двигатели для плугов. [21]
Использование плуговых двигателей сократилось в 1920-х годах, когда на смену пришли тракторы с двигателями внутреннего сгорания. [22] Компания John Fowler & Co. прекратила производство двигателей для плугов в 1935 году. [21] Низкие цены после Второй мировой войны привели к тому, что несколько фермеров купили их и продолжали использовать до 1950-х годов. [22]
В Северной Америке термин « паровой трактор» обычно относится к типу сельскохозяйственного трактора с паровым двигателем , который широко использовался в конце 19 и начале 20 веков.
В Великобритании термин «паровой трактор» чаще применяется к самым маленьким моделям тяговых двигателей – обычно к моделям весом менее пяти тонн, чтобы двигатель мог быть укомплектован одним человеком (вплоть до 1923 года все, что выше, должно было обслуживаться как минимум двумя людьми; водитель и рулевой); используется для перевозки небольших грузов по дорогам общего пользования. [23] В 1923 году предел веса был поднят до 7,5 тонн. [24] Хотя эти двигатели известны как легкие паровые тракторы , они, как правило, представляют собой уменьшенные версии дорожных локомотивов.
Они были популярны в торговле древесиной в Великобритании, хотя варианты также были разработаны для обычных легких автомобильных перевозок и использования шоуменами.
Самой популярной из этих моделей был, вероятно, Garrett 4CD, что означает « компаунд с номинальной мощностью 4 лошадиных силы» . [25]
Созданный для перевозки тяжелых грузов по дорогам общего пользования, обычно два или даже три автомобиля соединялись вместе, чтобы можно было обрабатывать более тяжелые грузы.
Характерными особенностями этих двигателей являются очень большие задние ведущие колеса, оснащенные цельнорезиновыми шинами , трехскоростная передача (большинство типов тяговых двигателей имеют только две передачи), задняя подвеска и нижние баки, обеспечивающие больший диапазон между остановками, необходимыми для пополнения запасов топлива. вода. Все эти функции призваны улучшить плавность хода и производительность двигателя, который использовался для поездок на сотни миль. Большинство дорожных локомотивов оснащены барабаном лебедки на задней оси. Это можно использовать, сняв приводные штифты с задних колес, что позволит трансмиссии приводить в действие барабан лебедки, а не колеса.
Джеймс Бойделл работал с британским производителем паровых тяговых двигателей Charles Burrell & Sons над производством двигателей для перевозки грузов с 1856 года, в которых использовались его колеса Dreadnaught Wheels , которые особенно подходили для плохих дорог или бездорожья. [26]
Одним из мест, где дорожные локомотивы нашли широкое применение, была перевозка древесины с места ее вырубки на склады древесины. [27] После того, как древесину вывезли на дорогу, ее перевозили на столбовых тележках. [27] Во Франции в 1880-х годах для перевозки почты использовались дорожные локомотивы. [28]
Некоторые дорожные локомотивы оснащены передней стрелой крана . Шарнир стрелы установлен на переднем мосту, а небольшая лебедка установлена на удлинителе дымовой камеры перед дымоходом, причем трос проходит через шкив в верхней части стрелы. Лебедка приводится в движение коническими шестернями на валу, приводимым непосредственно от двигателя, с некоторой формой сцепления, обеспечивающей управление подъемом/опусканием. Эти дорожные локомотивы можно использовать как для загрузки прицепа, так и для его перевозки на новое место. Их часто называют «крановыми двигателями».
Особенно характерной формой дорожного локомотива был паровоз шоумена . [29] Они использовались странствующими шоуменами как для буксировки ярмарочного оборудования, так и для приведения его в действие при установке, либо напрямую, либо с помощью генератора. [29] Они могли быть богато украшены и составляли часть зрелища ярмарки. [29] Некоторые из них были оснащены небольшим краном, который можно было использовать при сборке аттракциона. [30] Около 400 из них были построены, из них 107 сохранились. [30]
Плохое состояние дорог и большие расстояния привели к тому, что дорожные локомотивы (включая паровозы шоуменов) стали меньше использоваться в США. [31] [32]
В Великобритании рост использования дорожных локомотивов сдерживался высокими сборами за проезд по магистралям. [33] В конечном итоге плата за проезд была ограничена Законом о локомотивах 1861 года . [33] Четыре года спустя был принят Закон о локомотивах 1865 года, ограничивающий скорость двигателей до 4 миль в час и требующий, чтобы им предшествовал человек с красным флагом. [33] Первый тяговый двигатель, предназначенный для автомобильных перевозок, был выставлен на продажу компанией Charles Burrell & Sons в 1856 году, и примерно в то же время были представлены шины. [34] В 1896 году ограничение скорости в Великобритании было повышено до 6 миль в час, а требование к перевозчику с красным флагом было отменено. [35]
Паровой каток, как и паровой тяговый двигатель, использовался при строительстве дорог и выравнивании грунта. Обычно они проектировались с одним тяжелым катком (на практике обычно с парой соседних катков), заменяющим передние колеса и ось, и гладкими задними колесами без тормозов .
Некоторые тяговые двигатели были спроектированы так, чтобы быть трансформируемыми : одна и та же базовая машина могла быть оснащена либо стандартными опорными катками с протектором , либо плавными катками - переключение между ними осуществлялось менее чем за полдня.
Ряд других транспортных средств с паровым двигателем имеют общие конструктивные особенности с тяговым двигателем, обычно потому, что та же технология была повторно использована в новом приложении.
Переносной двигатель — это тип автономной комбинации парового двигателя и котла, которую можно перемещать с места на место. Несмотря на то, что переносной двигатель имеет большое семейное сходство как по внешнему виду, так и по (стационарной) работе, он не классифицируется как тяговый двигатель, поскольку он не является самоходным. Однако в этот список он включен, поскольку тяговый двигатель является прямым потомком.
Паровой вагон — автомобильное транспортное средство с паровым двигателем , предназначенное для перевозки грузов . Это была самая ранняя форма грузовика (грузовика), которая существовала в двух основных формах: увеличенном и меньшем типе , причем различие заключалось в положении двигателя относительно котла . Среди фирм, специализировавшихся на них в 1900-х годах, была недолговечная Invicta Works из Мейдстона, принадлежавшая Джесси Эллису .
У этого типа был паровой двигатель, установленный на жаротрубном котле , аналогично тяговому двигателю. Передняя часть парового вагона нового типа имеет близкое сходство с тяговыми двигателями, и производители, изготовившие оба типа, вполне могли использовать некоторые общие детали.
У нижнего типа паровая машина устанавливалась под котлом, обычно между рамами шасси. Котел обычно устанавливался далеко вперед и часто был вертикальным и / или водотрубным.
Паровые вагоны были доминирующей формой механической тяги для коммерческих перевозок в начале двадцатого века, хотя они были в основном британским явлением, и за пределами Великобритании было мало производителей. Конкуренция со стороны транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания и неблагоприятное законодательство означали, что лишь немногие из них оставались в коммерческом использовании после Второй мировой войны .
Несколько производителей тяговых двигателей (таких как Эвелинг, Портер и Фаулер ) построили локомотивы легкорельсового транспорта на основе своих тяговых двигателей. В своей самой грубой форме они просто имели стальные колеса с фланцами, позволяющие им передвигаться по рельсам. В более сложных моделях котел и двигатель были установлены на шасси с осями типа железнодорожного вагона. Задний мост приводился от двигателя посредством зубчатой или цепной передачи. Эти необычные локомотивы продавались небольшим предприятиям для использования в маневровых и сортировочных работах, хотя они также нашли одобрение у инжиниринговых фирм, занимавшихся строительством магистральных железных дорог для перевозки людей, оборудования и материалов по частично построенной линии.
Хотя тяговые двигатели всех типов больше не используются в коммерческих целях, они продолжают обслуживаться и сохраняться энтузиастами и часто выставляются на сельскохозяйственных выставках в Европе (особенно в Великобритании), Канаде и США. Они часто являются главной достопримечательностью паровых фестивалей (см. Список паровых ярмарок ) .
Модели тяговых двигателей, работающих на паре, производятся несколькими компаниями, в частности Mamod и Wilesco . Крупномасштабные модели двигателей являются популярными предметами для создания инженерами-моделистами либо в виде поставляемого комплекта деталей, либо в виде обработанных из сырья материалов. Было построено небольшое количество полноразмерных тяговых двигателей, включая Case 150. [36]
В фильме
В литературе
По телевизору
