4-2-0

4-2-0 (Джервис)

Передняя часть локомотива слева

Хакенсак и Нью-Йоркская железная дорога 4-2-0

Эквивалентные классификации UIC класс 2А, 2'А французский класс 210 Турецкий класс 13 Швейцарский класс 1/3 Русский класс 2-1-0

Первая известная версия тендерного двигателя Первое использование 1832 г. Страна Соединенные Штаты Америки Локомотив Эксперимент , переименованный в Брат Джонатан Железнодорожный Ирокез и Гудзонская железная дорога Дизайнер Джон Б. Джервис Строитель Литейный завод Вест-Пойнт Эволюционировал из 0-4-0 (США) и 2-2-2 (Великобритания) Превратился в 4-4-0 Преимущества Повышена стабильность Недостатки Уменьшенный вес клея

Согласно обозначению Уайта для классификации паровозов , 4-2-0 представляет собой колесную формулу из четырех ведущих колес на двух осях, двух ведущих колес на одной оси и без ведомых колес . Этот тип локомотива часто называют типом Джервиса , по имени оригинального конструктора.

Обзор [ править ]

4-2-0 типа колесного был распространен на США железных дороги из 1830s через 1850s. Первым построенным 4-2-0 был Experiment , позже названный Братом Джонатаном , для Могавка и Гудзонской железной дороги в 1832 году. Он был построен литейным заводом Вест-Пойнт по проекту Джона Б. Джервиса . Не имея ничего другого, производители создали конструкцию котла и клапанного механизма по образцу локомотивов, построенных Робертом Стивенсоном из Англии. Несколько экземпляров локомотивов Stephenson уже эксплуатировались в Америке, поэтому инженерам не пришлось ехать слишком далеко, чтобы получить свои первоначальные идеи.

В Англии модель 4-2-0 была разработана примерно в 1840 году на основе конструкции 2-2-2 первого локомотива Стивенсона Long Boiler , которую он переделал так, чтобы две пары колес располагались спереди, чтобы улучшить устойчивость, с внешними цилиндрами между ними. их.

В Соединенных Штатах это была модификация конструкции 0-4-0 , которая тогда широко использовалась. 0-4-0 оказались слишком жесткими для железных дорог дня, часто срыв на крутых поворотах и быстрых изменениях высоты ранних американских железных дорог. Для 4-2-0 , Джервис представила четыре колеса , ведущий грузовик под локомотив Дымовой камеры . Он поворачивался независимо от основной рамы локомотива, в отличие от английских двигателей 4-2-0, имевших жесткую раму . Поршни приводили в действие единственную ведущую ось в задней части локомотива, сразу за топкой . Эта конструкция привела к созданию гораздо более устойчивого локомотива, который мог легче двигаться по поворотам, чем локомотив.0-4-0 . ^{[1] [2]}

Эта конструкция оказалась настолько эффективной на американских железных дорогах, что многие из первых 0-4-0 были перестроены как 4-2-0 . 4-2-0 превосходил в его способности , чтобы остаться на трассе, особенно с одиночными ведущих осей за топкой, чье главное достоинство была стабильность. Однако, имея только одну ведущую ось за топкой, вес локомотива распределялся на небольшую часть ведущих колес, что существенно уменьшало его адгезионный вес. На тепловозах 4-2-0, у которых ведущая ось находилась перед топкой, была увеличена адгезия. Хотя этот план переносил большую часть веса локомотива на ведущую ось, он уменьшал вес ведущего грузовика, что делало его более подверженным сходам с рельсов .^{[1] [2]}

Одно из возможных решений было запатентовано в 1834 г. Э.Л. Миллером и широко использовалось Маттиасом В. Болдуином . Он работал, поднимая пару рычагов, чтобы прикрепить раму тендера к удлинению рамы двигателя, что переносило часть веса с тендера на раму локомотива и увеличивало адгезионный вес. Автоматическая версия была запатентована в 1835 году Джорджем Э. Селлерсом и широко использовалась строителем локомотивов Уильямом Норрисом после того, как он получил права на нее. В этой системе использовалась балка, точкой опоры которой была ведущая ось. На плоских и ровных поверхностях луч будет немного приподнят, но при трогании с места или на уклонах сопротивление заставляло луч принимать горизонтальное положение, что приводило к опрокидыванию локомотива вверх. ^{[1] [2]}

Более практичное решение, впервые введенное в производство Норрисом, заключалось в перемещении ведущего моста на раму перед топкой локомотива. Это было сделано потому, что Болдуин отказался предоставить Норрису права на использование его запатентованной «полушатунной» конструкции. Благодаря консольному весу топки и локомотивной бригады за ведущей осью на ведущую ось приходился больший вес без существенного снижения веса ведущей тележки. Однако конструкция Норриса привела к более короткой колесной базе, которая имела тенденцию компенсировать любое увеличение тягового усилия на ведущей оси за счет снижения общей устойчивости локомотива. Несколько локомотивов Norris были импортированы в Англию для использования на железных дорогах Бирмингема и Бристоля.поскольку из-за проблем, связанных с Lickey Incline , британские производители отказались от поставок. ^{[1] [2]}

Когда стала доступна сталь, стали возможны более высокие скорости вращения с несколькими сцепленными колесами меньшего размера. Через пять лет после того, как в Литейном заводе Вест-Пойнт в США началось строительство нового локомотива с лучшим другом Чарльстона 0-4-0 в 1831 году, первый локомотив 4-4-0 был спроектирован Генри Р. Кэмпбеллом в то время. главный инженер железных дорог Филадельфии, Джермантауна и Норристауна. Кэмпбелл получил патент на эту конструкцию в феврале 1836 года и вскоре приступил к работе над созданием первой модели 4-4-0 . В то время 4-4-0 Кэмпбелла было гигантом среди локомотивов. Его цилиндрыимел диаметр отверстия 14 дюймов (356 миллиметров) с ходом поршня 16 дюймов (406 миллиметров) , имел ведущие колеса диаметром 54 дюйма (1372 миллиметра), мог выдерживать давление пара 90 фунтов на квадратный дюйм (620 килопаскалей) и весил 12 коротких тонн (10,9 тонны). По оценке, локомотив Кэмпбелла был способен тянуть поезд массой 450 коротких тонн (410 тонн) со скоростью 15 миль в час (24 километра в час) по ровной дороге, превосходя по тяговому усилию сильнейшие из 4-2-0 Болдуина примерно на 63 %. Однако рама и ведущее устройство его локомотива оказались слишком жесткими для железных дорог того времени, из-за чего прототип Кэмпбелла мог сойти с рельсов. ^{[1] [2]}

По мере приближения 1840-х годов, когда все больше американских железных дорог начали экспериментировать с новым типом локомотива 4-4-0 , модель 4-2-0 потеряла популярность , поскольку она была не в состоянии тянуть полезный груз, как 4-4-0. . 4-2-0 продолжали строиться и в 1850-х годах, но их использование было ограничено легковыми поездами, поскольку к этому времени большинство железных дорог сочло их непригодными для регулярной работы. ^{[1] [2]}

В Англии для грузовых работ хорошо зарекомендовали себя четырехсекционные и шестисопные двигатели. Однако при работе с пассажирами целью была большая скорость. Из-за хрупкости чугунных шатунов продолжали использоваться «одиночные» с максимально большими ведущими колесами.

По какой-то причине британские производители несколько лет не относились к идее установки передних колес на тележку . Возможно, были опасения по поводу их устойчивости, и с длинной жесткой рамой была достигнута большая скорость, хотя и за счет очень жесткой езды и повреждения гусеницы. Кульминацией этого подхода стал локомотив Crampton, где, чтобы сделать ведущие колеса как можно больше, они были установлены за топкой. ^{[1] [2] [3]}

Использование [ править ]

Южная Африка [ править ]

В 1923 году Южноафриканские железные дороги провели испытания прототипа автомобильно-рельсового трактора, работающего на бензине и парафине, и в 1924 году разместили по крайней мере два паровых тягача Dutton на новой узкоколейной линии шириной 2 фута ( 610 мм ) между ними. Набумспрут и Сингвуд в Трансваале. Бензин -парафиновый прототип и один из последних имели колесную формулу 4-2-0 . ^{[4] [5]}

Прототипом был модифицированный трактор Dennis, который был оснащен съемной тележкой между передними колесами, чтобы поднимать их достаточно высоко, чтобы предотвратить контакт с землей. Шариковый палец на тележке вставлялся в гнездо на передней оси, и тележку можно было легко снять или заменить, спустив трактор по паре аппарелей, расположенных с обеих сторон гусеницы. ^{[4] [6] [7] [8]}

Серийная модель представляла собой модифицированный паровой трактор Yorkshire, оснащенный передними домкратами, позволяющими перемещать отдельную тележку под переднюю ось и направлять ее по рельсам. Без тележки транспортное средство все еще могло передвигаться по обычным дорогам и имело то преимущество, что его можно было отсоединить и обойти поезд, не требуя для этого специальных петель. Для движения задним ходом по гусенице, как и при маневрировании, задние колеса были изменены для обеспечения управляемости. ^{[5] [9]}

Соединенные Штаты [ править ]

Первым железнодорожным локомотивом, который работал в Чикаго, штат Иллинойс, был 4-2-0 , Pioneer , который был построен в 1837 году компанией Baldwin Locomotive Works для железной дороги Ютика и Скенектади в Нью-Йорке . Позже он был куплен Уильямом Б. Огденом для железной дороги Галена и Чикаго Юнион , старейшего предшественника Чикаго и Северо-Западной железной дороги . Локомотив прибыл в Чикаго на шхуне 10 октября 1848 г. и вытащил первый поезд, идущий на запад, из города пятнадцать дней спустя, 25 октября 1848 г. ^[10]

Ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме локомотивов 4-2-0 .