Теплопаровоз железнодорожного локомотив с поршневым двигателем , который может работать на любую пару из котла или дизельного топлива . Примеры были построены в Соединенном Королевстве , Советском Союзе и Италии, но относительно высокая стоимость мазута означала, что проекты не были реализованы.
Система Китсон-Стилл
В 1926 году компания Kitson and Company , Лидс, построила экспериментальный образец для Лондонской и Северо-Восточной железных дорог , используя в качестве модели двигатель Still, который уже использовался для стационарных и морских применений. Он находился на испытаниях до 1934 года, но затем был списан. Он был разработан, потому что паровой двигатель обладал высоким пусковым крутящим моментом - было доступно тяговое усилие 25 450 фунтов силы (113,2 кН), - в то время как дизельный двигатель обладал высокой топливной экономичностью, и было сочтено желательным их сочетание. [1]
Строительство
В общих чертах машина напоминала обычную 2-6-2T паровоз , но он имел четыре пары горизонтально противоположных цилиндров (13½ дюйма отверстие × 15½ дюйма штрих-343 × 394 мм) установлен продольно над рамой и рулем коленчатого вала размещен между ними , с дальнейшей трансмиссией шестернями . Цилиндры были выполнены двухсторонними, со штоковым концом каждого цилиндра для пара и закрытым концом, снабженным дизельным инжектором. (На некоторых рисунках, опубликованных в современных журналах, изображены только две пары цилиндров, и кажется, что это была одна из конструктивных особенностей, которая была изменена во время разработки.) Котел диаметром всего 51 дюйм (130 см) и небольшой внутренняя топка , смонтированная сверху. «Регенератор», улавливающий тепло от выхлопных газов, был встроен в котел и имел 38 труб общей площадью нагрева 508 квадратных футов (47 м 2 ). Место водителя находилось в обычном месте за котлом, а баки - 400 британских галлонов (1800 литров) для топлива и 1000 британских галлонов (4500 литров) для воды - были установлены друг над другом на раме в задней части. [1]
Операция
Последовательность операций заключалась в том, чтобы топить котел обычным способом, но на мазуте вместо угля. Запуск из состояния покоя будет производиться с помощью пара, но при скорости около 8 км / ч дизельные форсунки будут запускаться, а пар отключится. Отходящее тепло от цилиндра куртки и дизельного выхлопа затем поддерживает котел в паре для вспомогательных функций (тормоза и свисток) и в готовности , чтобы дополнить дизельные мощности , если это необходимо, или для следующего запуска. Температура водяной рубашки, поддерживаемая на уровне значительно выше точки кипения, способствовала воспламенению дизельного топлива от сжатия, и требовалась только относительно низкая степень сжатия . [2] При использовании пара для запуска не было необходимости в трансмиссии с регулируемой передачей, и была установлена постоянная зубчатая передача с передаточным отношением 1 · 878 к 1. [1]
Общая выходная мощность не могла сравниться с обычными паровозами, хотя характеристики на уклонах были хорошими из-за зубчатой передачи. Во время испытаний он успешно использовался с угольными поездами и оказался очень эффективным с точки зрения используемого топлива, поскольку было рекуперировано отходящее тепло от дизельной энергии. Однако его эксплуатационные расходы зависели от разницы в ценах на уголь и нефть, и это было неблагоприятно. Когда в 1934 году компания Kitson & Co. потерпела неудачу, LNER вернула машину приемникам компании, и она была разобрана.
Система сжатого пара Cristiani
Итальянская система сжатого пара Cristiani использовала процесс механической рекомпрессии пара . Дизельный двигатель сжатого пара , который затем подают в обычных паровых двигателей цилиндров . Отработанный пар повторно сжимали и использовали снова. Должен был существовать небольшой котел для выработки первичного пара, но он не показан на схеме. [3]
Пар использовался в основном в качестве системы передачи, но локомотив действительно считается гибридным, поскольку в нем было предусмотрено некоторое накопление пара . Возможным преимуществом системы было то, что она позволяла переводить существующие паровозы на дизельную работу, но это не принесло результатов.
Патенты на систему были у Северино Кристиани и Секондо Сакердоле в Италии, а в Англии ее продвигал капитан Уильям Питер Дуртналл . [4] В Англии было проведено испытание с использованием двух судовых бензиновых двигателей «Paragon» под названием «Paragon-Cristiani». Оборудование было смонтировано на шасси 0-6-0 (заводской номер 3513/1923) производства Hawthorn Leslie and Company . Это не увенчалось успехом, и шасси было преобразовано в обычное шасси 0-6-0ST под названием «Stagshaw», которое сохранилось на железной дороге Тэнфилд . [5]
Другие испытания
Советский союз
В период с 1939 по 1946 год Советский Союз построил три больших экспериментальных локомотива. [6]
Первый прототип, номер 8000, 2-8-2 от Воришиловградского завода , имел две пары противостоящих поршней двойного действия снаружи ; при включении дизельного двигателя на скорости около 20 км / ч (12 миль / ч) дизельное топливо впрыскивалось в центральную часть между поршнями, которая, таким образом, становилась камерой воспламенения от сжатия, в то время как внешние концы цилиндров продолжали получать пар в нормальный способ. Хотя устройство оставалось в пассажирском обслуживании с перерывами до 1946 года [7], когда оно было снова испытано. Он был сдан на хранение в 1948 году. Это не было признано удачным, так как его осевая нагрузка в 25 тонн была слишком высокой, он плохо ехал по гусеницам и был склонен к растрескиванию цилиндров.
TP1-1, второй прототип (показано справа), под названием Сталинец ( Сталинец ), был кабины вперед конденсации 2-10-2 из Коломны работ , используемый газ , полученный из антрацита завода в тендере , чтобы питать его цилиндры внутреннего сгорания с искровым зажиганием и пылевидный антрацит для обогрева котла. Сообщалось, что он функционировал должным образом только на скоростях 25–30 км / ч и ниже, поскольку движение с большей скоростью в течение примерно 10–15 минут могло вызвать преждевременное сгорание газовой смеси при входе в камеру сгорания. По сообщениям, проблемы были решены к 1941 году, но проект был заброшен во время операции «Барбаросса» и начала Второй мировой войны на советской территории. [6]
Номер 8001, Третий эксперимент, также называемый Сталинец, был агрегатом, разработанным на основе предыдущей конструкции Ворошиловграда в 1946 году. Он был увеличен до конфигурации 2-10-2 и имел центральное пространство в цилиндрах между поршнями, предназначенное для объединения воспламенение от сжатия и парорасширение работают в одной камере. Сообщается, что это была почти полная катастрофа, и ее поместили на хранение в 1948 году [6].
Швейцария
В 1925 году Якоб Бучли из Швейцарии получил патент США 1559548 на паровоз с комбинированным двигателем и двигателем внутреннего сгорания. Эта система отличалась от системы Kitson-Still тем, что не использовалась утилизация отработанного тепла, а паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания имели отдельные цилиндры (в тендере установлены вертикально), но оба приводили в движение одни и те же тяговые колеса. Бучли уточнил, что «… парогенератор поддерживается на одном транспортном средстве… а цилиндры парового двигателя и двигателя внутреннего сгорания вместе с их приводом перевозятся на отдельном грузовике или транспортном средстве». Его предложение состояло в том, чтобы «парогенератор» был выполнен в виде традиционного паровозного котла с кабиной машиниста, но без поршней. «Гибкая труба» будет направлять пар к поршням внутри «съемно сцепляемого… грузовика» (тендер). Его заявленные преимущества заключались в уменьшении сложности комбинированной системы трансмиссии, повышенном комфорте операторов, отделенных от приводных цилиндров, и в различных требованиях к техническому обслуживанию пара и дизельного топлива (например, смыв котла), которые легче выполнять, когда блоки были съемными. [8] Неизвестно, были ли построены локомотивы по проекту Бучли.
Соединенные Штаты
В 1954 году изобретатель из Чикаго Чарльз Денкер запатентовал систему, в которой выхлоп обычного четырехтактного дизельного двигателя направлялся в паровой цилиндр большого диаметра. Не было бойлера: вместо этого насос, приводимый в действие кулачком, приводимым от общего коленчатого вала , впрыскивал воду (подогретую водяной рубашкой цилиндра дизеля) в паровой цилиндр, так что она мгновенно испарялась горячими выхлопными газами, приводя в действие поршень за счет расширение. Опять же, никаких операционных примеров не известно. [9]
Рекомендации
- ^ a b c Франко, Исаак; Лабрин, П (1931). Локомотивы внутреннего сгорания и вагоны . Лейден: Нийхофф . С. 88–89. ISBN 9789401757652.
- ^ Франко; Лабрин (1931) стр. 49
- ^ http://www.douglas-self.com/MUSEUM/LOCOLOCO/compsteam/compsteam.htm
- ^ http://www.steamindex.com/people/intcomb.htm
- ^ http://www.steamindex.com/backtrak/bt23.htm
- ^ а б в «Российские реформы - необычная российская локомотивная технология» . www.douglas-self.com . Проверено 3 июня 2018 .
- ^ Вествуд, Дж. Н. (1982). Советская локомотивная техника в период индустриализации . Лондон. ISBN 9780333275160.
- ^ «Комбинированный паровоз с двигателем внутреннего сгорания» . Европейское патентное ведомство . Проверено 18 декабря 2017 года .
- ^ Денкер, Чарльз Т. (17 июня 1954 г.). «Патент США 2,791,881, комбинированный дизельный и паровой двигатель» . USPTO . Проверено 4 января 2018 .
Заметки
- Аткинс, Филип (1999): Золотой век паровозостроения . Издательство Атлантического транспорта, Пенрин, Корнуолл и Национальный железнодорожный музей . ISBN 0-906899-87-7
- Китсон-Кларк, Эдвин (1927): локомотив внутреннего сгорания Лондон: IMEOCLC 931170624
- Le Fleming HM; Прайс, Джон Гораций (1960): Русские паровозы . Лондон: John Marshwood Ltd
- Росс, Дэвид (2003): Энциклопедия поездов и локомотивов : Thunder Bay Press , Беркли, Калифорния. ISBN 1-57145-971-5
- Доступ к энциклопедии ЛНЭР 19 ноября 2006 г.
- Паровоз-тепловоз Kitson-Still, доступ 9 февраля 2011 г.
- Российские реформы Внешний вид и изображения российских гибридных локомотивов
Смотрите также
- Тепловоз Дизель-Зарлатти