Тяговый двигатель

Типичный сохранившийся тяговый двигатель: двигатель общего назначения Burrell 1909 г. мощностью 6 л.с. ( номинал ), на выставке Great Dorset Steam Fair в 2018 г.

Тяговый двигатель является паросиловым трактором используется для перемещения тяжелых грузов по дорогам, плуг земли или обеспечить питание в выбранном месте. Название происходит от латинского tractus , что означает «нарисованный», 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, которые ходят по рельсам.

Тяговые двигатели обычно бывают большими, прочными и мощными, но также тяжелыми, медленными и трудными для маневрирования. Тем не менее они произвели революцию в сельском хозяйстве и автоперевозках в то время, когда единственным альтернативным двигателем была тягловая лошадь .

Они стали популярными в промышленно развитых странах примерно с 1850 года, когда были разработаны первые самоходные переносные паровые двигатели для сельскохозяйственных нужд. 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 коммерческое использование в Соединенном Королевстве вплоть до 1950-х годов и позже. Все типы тяговых двигателей теперь заменены на коммерческое использование. Однако по всему миру сохранилось несколько тысяч экземпляров, многие из которых находятся в рабочем состоянии. Ярмарки Steam проводятся круглый год в Великобритании и других странах, где посетители могут увидеть работающие тяговые двигатели под рукой.

Тяговые двигатели были громоздкими и плохо подходили для прохождения мягких или тяжелых грунтов, поэтому их сельскохозяйственное использование обычно было либо «на поясе» - приводило в движение сельскохозяйственную технику с помощью непрерывного кожаного ремня, приводимого в движение маховиком, что являлось формой отбора мощности. - или попарно, перетаскивая орудие на тросе с одной стороны поля на другую. Однако там, где это позволяли почвенные условия, предпочтение было отдано прямому перемещению орудий («с тягового устройства ») - в Америке это привело к разностороннему развитию паровых тракторов .

История [ править ]

Тяговый двигатель Aveling & Porter 'Avellana'

Ограниченность технических знаний и производственных технологий означала, что практичные дорожные транспортные средства, приводимые в движение паром, начали появляться только в начале XIX века.

Тяговый двигатель в той форме, которая известна сегодня, был разработан в результате эксперимента 1859 года, когда Томас Эвелинг модифицировал переносной двигатель Clayton & Shuttleworth , который нужно было возить с работы на работу лошадьми, в самоходный. Это изменение было сделано путем установки длинной приводной цепи между коленчатым валом и задней осью. Томас Авелинг считается «отцом тягового двигателя». ^[1]Другим влиянием были существующие автомобили, которые первыми стали называть тяговыми двигателями, такие как двигатели Бойделла, производимые различными компаниями, и двигатели, разработанные для автомобильных перевозок Бреем. Первая половина 1860-х годов была периодом больших экспериментов, но к концу десятилетия стандартная форма тягового двигателя претерпела изменения и мало что изменится в течение следующих 60 лет.

До тех пор, пока качество дорог не улучшилось, спрос на более быстрые транспортные средства был невелик, и двигатели были приспособлены для работы на неровных дорогах и фермерских трассах.

Вплоть до первых десятилетий двадцатого века производители продолжали искать решение, позволяющее реализовать экономические выгоды от вспашки с прямым тяговым усилием, и, особенно в Северной Америке, это привело к разработке в Америке паровых тракторов . Британские компании, такие как Mann's и Garrett, разработали потенциально жизнеспособные двигатели для прямой вспашки, однако рыночные условия были против них, и они не смогли завоевать широкой популярности. Эти рыночные условия возникли после Первой мировой войны.когда в результате политики британского правительства был избыток оборудования. Было построено большое количество плужных машин Фаулера, чтобы увеличить площадь обрабатываемой земли во время войны, и с 1917 года было импортировано много новых легких тракторов Fordson F.

Отклонить [ править ]

Дорожный пар исчез из-за ограничений и сборов, которые увеличили их эксплуатационные расходы. В течение 1921 года паровые тракторы демонстрировали явные экономические преимущества по сравнению с лошадиными силами для перевозки тяжелых грузов и коротких поездок. Однако грузовики с бензином начали показывать более высокую эффективность, и их можно было дешево купить в качестве военных излишков; на загруженном маршруте трехтонный грузовик с бензином может сэкономить около 100 фунтов стерлингов в месяц по сравнению с его паровым эквивалентом, несмотря на ограничительные ограничения скорости и относительно высокие цены на топливо и расходы на техническое обслуживание. ^[2]

На протяжении 1920-х и 1930-х годов действовали более жесткие ограничения на транспортировку пара по дорогам, включая ограничения скорости, дыма и пара ^[3] и «налог на влажность», когда размер подлежащего уплате налога был пропорционален размеру увлажненной площади котла; это сделало паровые двигатели менее конкурентоспособными по сравнению с двигателями внутреннего сгорания местного производства (хотя импорт облагался налогом до 33%). В результате отчета Солтера о финансировании дорожного движения введен налог на осевую нагрузку.'был введен в 1933 году для того, чтобы взимать с коммерческих автомобилей более высокую плату за содержание дорожной системы и избавиться от представления о том, что бесплатное использование дорог субсидирует конкурентов, занимающихся железнодорожными грузовыми перевозками. Налог выплачивался всеми автоперевозчиками пропорционально нагрузке на ось и был особенно строгим для паровых двигателей, которые были тяжелее, чем их бензиновый эквивалент. ^[4]

Первоначально импортная нефть облагалась налогом намного выше, чем уголь, добываемый в Великобритании, но в 1934 году Оливер Стэнли , министр транспорта , снизил налоги на мазут, повысив при этом сборы дорожного фонда с дорожных локомотивов до 100 фунтов стерлингов в год, что вызвало протесты производителей двигателей , автоперевозчики, шоумены и угольная промышленность. Это было во время высокого уровня безработицы в горнодобывающей промышленности, когда паровой транспорт представлял рынок угля объемом 950 000 тонн в год. Налог был разрушительным для предприятий тяжелых грузовиков и шоуменов и ускорил списание многих двигателей. ^[5]

Последние новые тяговые двигатели, построенные в Великобритании, были построены в 1930-х годах, хотя многие из них продолжали коммерческое использование в течение многих лет, в то время как оставались опытные машинисты для их привода.

Сохранение [ править ]

С 1950-х годов «движение за сохранение» начало развиваться, поскольку энтузиасты осознали, что тяговые двигатели находятся под угрозой исчезновения. Многие из оставшихся двигателей были куплены энтузиастами и восстановлены до рабочего состояния. Митинги по тяговым двигателям начались сначала как гонки между владельцами двигателей и их подопечными, а затем превратились в важные туристические достопримечательности, которые ежегодно проходят во многих местах.

В реестре тяговых двигателей регистрируются сведения о тяговых двигателях, паровых дорожных катках, паровозах, паровых пожарных машинах и переносных двигателях, которые, как известно, сохранились в Соединенном Королевстве и Ирландской Республике. В нем зарегистрировано 2851 самодвижущийся двигатель и вагон, 687 переносных двигателей (несамоходных), 160 паровых пожарных машин, существовавших в 2016 году. Новое издание Регистра запланировано на 2020 год. Ранее в мае 2011 года неизвестный источник оценил, что 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 да, то это заниженная оценка. Исчерпывающая информация о британских производителях и их производстве в прошлом регистрируется Обществом автомобильных локомотивов, базирующимся в Великобритании.

Операция [ править ]

См .: паровой двигатель для описания того, как действующий двигатель работал.

Хотя в первых тяговых двигателях использовалась цепная передача, для передачи привода от коленчатого вала на заднюю ось более типично использование больших шестерен.

Машины обычно имеют два больших ведущих колеса сзади и два меньших колеса для управления спереди. Однако некоторые тяговые двигатели использовали полноприводную вариацию, а некоторые экспериментировали с ранней формой гусеницы . ^[6]

Типы и использование [ править ]

Между серединой девятнадцатого и серединой двадцатого веков тяговые двигатели нашли коммерческое применение в различных ролях. Для каждой роли требовалась машина с различным набором характеристик, и тяговый двигатель эволюционировал в несколько различных типов, чтобы соответствовать этим различным ролям.

Двигатель сельскохозяйственного (общего назначения) [ править ]

Самый распространенный вид в сельской местности. Они использовались для буксировки и как стационарный источник 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 ездили с фермы на ферму, таща молотилку, которая была установлена ​​на поле и приводилась в действие от двигателя - хороший пример подвижного стационарного двигателя.

Американский (сельскохозяйственный) тяговый двигатель [ править ]

Благоприятные почвенные условия означали, что тяговые двигатели США обычно тянули свои плуги за собой, тем самым устраняя сложности, связанные с установкой кабельного барабана и дополнительной зубчатой ​​передачи, что упрощало техническое обслуживание. Американские тяговые двигатели производились различных размеров: 6-сильный Russell был самым маленьким серийно производимым двигателем, а большие двигатели Russell, Case и Reeves были самыми большими. ^{[ необходима цитата ]}

Пахотный двигатель [ править ]

Отличная форма тягового двигателя, характеризующаяся наличием намоточного барабана большого диаметра, приводимого в действие отдельной передачей от парового двигателя. На барабан был намотан длинный трос , который использовался для перевозки орудия, такого как плуг , по полю, в то время как двигатель оставался на разворотной полосе . Это минимизировало площадь земли, подверженную уплотнению почвы .

Намоточный барабан был установлен либо горизонтально (под котлом), либо вертикально (в одну сторону), либо даже концентрически, так что он окружал котел. Однако большинство из них было подвешено (горизонтально), что потребовало использования очень длинного бойлера, чтобы у барабана было достаточно места между передними и задними колесами. Эти конструкции были самыми большими и самыми длинными тяговыми двигателями, которые когда-либо строились.

В основном пахотные машины работали парами, по одному с каждой стороны поля, при этом трос от каждой машины был прикреплен к буксируемому орудию. Два водителя общались сигналами, используя свистки двигателя.

Для работы с плужными машинами было сконструировано множество орудий. Самыми распространенными были балансирный плуг и культиватор - вспашка и обработка почвы являлись наиболее физически тяжелыми задачами на пахотной ферме. Другие орудия могут включать дренаж кротов, используемый для создания подземного дренажного канала или трубы, или ковш земснаряда для выемки грунта на реках или рвах.

Двигатели часто оснащались «поддоном для опор» на передней оси для хранения «опор», которые устанавливались на колеса при движении по неровной местности.

Человеком, которому в середине девятнадцатого века приписывают изобретение плужной машины, был Джон Фаулер , английский сельскохозяйственный инженер и изобретатель. ^{[ необходима цитата ]} Однако машина для плуга, разработанная Питером, лордом Уиллоуби де Эресби и его судебным приставом Джорджем Гордоном Скоттом и построенная в Суиндон Воркс , была выставлена ​​на Большой выставке 1851 года в Лондоне, за несколько лет до появления системы Фаулера. Лорд Уиллоуби указал, что его дизайн можно свободно копировать, и Фаулер посетил замок Гримсторп , поместье, где были развернуты плужные машины. ^[7]

Пахотные двигатели в США были редкостью; плуги обычно буксировались непосредственно сельскохозяйственным двигателем или паровым трактором .

Паровой трактор (США) [ править ]

Основная статья: Паровой трактор

В Северной Америке термин паровой трактор обычно относится к типу сельскохозяйственных тракторов, приводимых в движение паровым двигателем , которые широко использовались в конце 19-го и начале 20-го веков.

Паровой трактор (Великобритания) [ править ]

В Великобритании термин паровой трактор чаще применяется к самым маленьким моделям тягового двигателя - обычно к тем, которые весят менее пяти тонн, чтобы двигатель был одноместным (все, что выше, должно было управляться как минимум двумя людьми; водитель и рулевой. ); используется для перевозки небольших грузов по дорогам общего пользования. Хотя эти двигатели известны как легкие паровые тягачи , они, как правило, представляют собой лишь уменьшенные версии дорожных локомотивов.

Они были популярны в торговле древесиной в Великобритании, хотя вариации были также разработаны для обычных легких автомобильных перевозок и использования шоуменами.

Самым популярным из этих дизайнов, вероятно, был Garrett 4CD, что означает 4- сильный компаунд . ^[8]

Дорожный локомотив [ править ]

Разработанные для перевозки тяжелых грузов по дорогам общего пользования, два или даже три автомобиля обычно соединялись вместе, чтобы можно было перемещать более тяжелые грузы.

Характерными особенностями этих двигателей являются очень большие задние ведущие колеса с цельнорезиновыми шинами , трехступенчатая передача (у большинства типов тяговых двигателей только две передачи), задняя подвеска и нижние баки для обеспечения большего диапазона между остановками, необходимыми для пополнения. воды. Все эти функции предназначены для улучшения плавности хода и производительности двигателя, которые использовались для поездок на сотни миль. Большинство локомотивов оснащены барабаном лебедки на задней оси. Это можно использовать, сняв ведущие штифты с задних колес, позволяя приводной передаче приводить в действие барабан лебедки вместо колес.

Джеймс Бойделл работал с британским производителем паровых тяговых двигателей Charles Burrell & Sons с 1856 года над производством двигателей для дорожных перевозок, на которых использовались его колеса Dreadnaught, которые особенно подходили для плохих дорог или бездорожья. ^[9]

Ряд локомотивов оснащен крановой стрелой спереди. Ось стрелы установлена ​​на переднем мосту, а небольшая лебедка установлена ​​на удлинении дымовой камеры перед дымоходом, трос проходит над шкивом в верхней части стрелы. Лебедка приводится в действие коническими шестернями на валу, приводимом непосредственно от двигателя, с муфтой определенной формы, обеспечивающей управление подъемом / опусканием. Эти дорожные локомотивы можно использовать для загрузки прицепа, а также для перевозки его на новое место. Их часто называют «крановыми двигателями».

Особенно отличительной формой дорожного локомотива был двигатель шоумена . Они управлялись путешествующими шоуменами как для буксировки выставочного оборудования, так и для питания его при установке либо напрямую, либо с помощью генератора. Они могли быть красиво украшены и составляли часть зрелища ярмарки. Некоторые из них были оснащены небольшим краном, который можно было использовать при сборке аттракциона.

Steamroller [ править ]

Паровой каток, связанный с паровым тяговым двигателем, использовался для строительства дорог и выравнивания грунта. Обычно проектируется с одним тяжелым катком (на практике обычно парой смежных катков), заменяющим передние колеса и ось, и гладкими задними колесами без ремней ^{[ требуется пояснение ]} .

Некоторые тяговые двигатели были спроектированы как конвертируемые : одна и та же базовая машина могла быть оснащена либо стандартными опорными колесами ( «с протектором» или шинами ^{[ пояснить ]} ), либо с плавными катками - переключение между ними производилось менее чем за полдня. .

Родственники тягового двигателя [ править ]

Ряд других паровых транспортных средств имеют общие конструктивные особенности с тяговым двигателем, обычно потому, что та же технология была повторно использована в новом приложении.

Портативный движок [ править ]

Портативный двигатель представляет собой тип автономного парового двигателя и комбинации котла , которые могут быть перемещены с места на место. Несмотря на сильное семейное сходство как по внешнему виду, так и по (стационарной) работе, переносной двигатель не классифицируется как тяговый двигатель, поскольку он не является самоходным. Однако он включен в этот список, потому что тяговый двигатель является прямым потомком.

Паровоз [ править ]

Паровоз - это дорожное транспортное средство с паровым двигателем для перевозки грузов . Это была самая ранняя форма грузовика (грузовика) и была двух основных форм: overtype и undertype, причем разница заключалась в расположении двигателя относительно котла . Среди фирм, которые специализировались на них в 1900-х годах, была недолговечная Invicta Works of Maidstone, принадлежавшая Джесси Эллису .

У сверхтипа была паровая машина, установленная на верхней части жаротрубного котла , аналогично тяговому двигателю. Передняя часть паровоза имеет большое семейное сходство с тяговыми двигателями, и производители, которые производили и то, и другое, вполне могли использовать некоторые общие детали.

Подтип имел паровую машину, установленную под котлом, обычно между шпангоутами шасси. Котел обычно устанавливался далеко вперед и часто был вертикальным и / или водотрубным.

В начале двадцатого века паровозы были доминирующей формой тягового двигателя для коммерческих перевозок, хотя они были в значительной степени британским явлением, и лишь немногие производители были за пределами Великобритании. Конкуренция со стороны транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания и неблагоприятное законодательство означали, что немногие из них остались в коммерческом использовании после Второй мировой войны .

Тяговые двигатели как железнодорожные локомотивы [ править ]

Несколько производителей тяговых двигателей (например, Эвелинг, Портер и Фаулер ) построили локомотивы легкорельсового транспорта на основе своих тяговых двигателей. В своей грубой форме они просто имели стальные колеса с фланцами, чтобы они могли двигаться по рельсам. Более сложные модели имели котел и двигатель, установленные на шасси, которое несло оси типа железнодорожных вагонов. Задний мост приводился в движение от двигателя шестеренчатой ​​или цепной передачей. Эти необычные локомотивы были проданы небольшим предприятиям для маневровых и сортировочных работ, хотя они также пользовались популярностью у инженерных фирм, занимающихся строительством магистральных железных дорог для перевозки людей, оборудования и материалов по частично построенной линии.

Терминология [ править ]

• шпилька или выступ - полоса из металла под углом, которую можно прикрепить болтами к ведущим колесам для обеспечения лучшего сцепления на мягком или тяжелом грунте. При перемещении по сельхозугодьям на пахотных двигателях часто требовались окучники.
• Ремень - название диагональных полос, залитых или приклепанных к ободам колес для обеспечения сцепления на неровной поверхности (аналогично протектору пневматической шины).
• Номинальная мощность в лошадиных силах - это типичный способ определения тяговых двигателей. Однако долгое время считалось, что номинальная мощность в лошадиных силах сильно занижает реальную мощность двигателя. Есть много способов оценить фактическую мощность в лошадиных силах, но ни один из них не дает точного ответа, например, двигатель мощностью 4 л.с. считается примерно 36 л.с. (27 кВт); однако двигатель мощностью 4 л.с. может легко тянуть груженый 8-колесный грузовик, а дизельный двигатель мощностью 36 л.с. (27 кВт) - нет. Таким образом, многие ^{[ кто? ]} смирились с тем, что этот спор никогда не будет урегулирован, и, хотя номинальная мощность в лошадиных силах дает удобный способ оценки тяговых двигателей, она никогда не может быть точно преобразована в дизельные л.с.

Современное использование [ править ]

Хотя тяговые двигатели всех типов больше не используются в коммерческих целях, их продолжают обслуживать и сохранять энтузиасты, и они часто выставляются на сельскохозяйственных выставках в Европе (особенно в Великобритании), Канаде и Соединенных Штатах. Они часто являются главной достопримечательностью фестиваля « живого пара » (см. « Список паровых ярмарок» ) .

Модели тяговых двигателей, приводимые в действие паром, производятся несколькими компаниями, в первую очередь Mamod и Wilesco . Модели двигателей большего размера являются популярными объектами для инженеров-моделистов, которые создают либо в виде поставляемого набора деталей, либо в виде механической обработки из сырья.

Тяговые двигатели в популярной культуре [ править ]

В кино

• В фильме 1962 года «Железная дева» на ежегодном митинге в Уобурн-аббатстве в качестве звезды фильма наряду со многими другими фигурировал двигатель шоумена .
• В фильме 2004 года « Тремор 4: Легенда начинается» , люди из Отвержения, Невада, имели тяговый двигатель и гордились им. Во время финальной битвы двое персонажей выстрелили из своего ружья из тягового двигателя, и тяговый двигатель протаранил и убил последнего грабоида.

В литературе

• Тревор Тяговый Паровоз - один из персонажей, не относящихся к железной дороге, из серии детских книг «Железная дорога» преподобного У. Одри . В нескольких книгах упоминается, что тяговый двигатель был первоначально «спасен от металлолома» Викарием Веллсворта с помощью Эдварда Синего Паровоза . Тревор также появился в нескольких эпизодах телесериала « Томас и друзья» . Другой тяговый двигатель, Железнодорожный тяговый двигатель Фергуса , также появляется в « Томасе и друзья» , но в отличие от Тревора, Фергус движется по рельсам, а не по дорогам. Тео из Journey Beyond Sodor находится на трамвае Brill № 1.

• В книге Gumdrop и друзей фермера , по Валь Биро , старинные автомобилестроение Gumdrop спасен от снежной канаве «Друг фермера», тяговый двигатель , принадлежащий местному фермеру. Спустя несколько месяцев эти две машины сыграли важную роль в преследовании пары угонщиков.
  В конце книги есть упрощенный чертеж тягового двигателя в разрезе: одноцилиндровый легкий трактор Fowler мощностью 6 л.с. постройки 1903 года.
• Тяговые двигатели для автомобильных перевозок занимают видное место в романе Кейта Робертса « Паван», написанном по альтернативной истории .
• В 1960-х годах Джеффри Уиллер представил в разрезе тяговые двигатели в комиксах Eagle и ежегоднике Blue Peter . ^[10]

По телевизору

• Фред Дибна из Болтона , Англия , был известен как национальный институт Великобритании по консервации старых тяговых двигателей и других паровых двигателей. Его телесериал Фреда Дибны «Сделано в Великобритании» показывает, как он путешествует по Соединенному Королевству на своем восстановленном 10- тонном тяговом двигателе.
• В телевизионном спектакле Threads , изображающем последствия ядерной войны в Соединенном Королевстве, тяговые двигатели снова используются, когда становится недоступным бензин.

Производители [ править ]

См. Также [ править ]

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме тяговых двигателей .

Исследование

• База данных исторических сельскохозяйственных машиностроительных компаний Великобритании - ( MERL )
• Журнал "Steam Traction" - архив статей с возможностью поиска (1951 г.)
     Охватывает главным образом американские тяговые двигатели и паровые тракторы , молотилки и сельскохозяйственные машины с паровым приводом.
• Steam Scenes - обширная библиотека фотографий с возможностью поиска - сохраненные тяговые двигатели в Великобритании, Европе, Австралии и Новой Зеландии
• Steam-Up - фото-библиотека - британские сохраненные тяговые двигатели
• Traction Time - обширная библиотека фотографий с возможностью поиска и дискуссионные форумы - Информация о тяговых двигателях Великобритании

История

• Краткая история тягового двигателя - эволюция, от самых ранних экспериментов до массового производства, плюс определения шести основных типов
• История паровой вспашки - особенно охватывает самые ранние годы, когда были опробованы различные методы
• Сделки по Хайленду и сельскохозяйственного общества Шотландии - (c.1871) доклад испытания Fiskens Паровых сельскохозяйственного оборудования (лебедки , вспашка аппарат) - в том числе описания и диаграмм
• История компании Waterloo Gasoline Traction Engine Company (Айова) - первого тягового двигателя с бензиновым двигателем и предшественника линейки тракторов John Deere.
• «Паровой динозавр» - старейший в мире сохранившийся тяговый двигатель (плюс богатая история ранних продуктов Aveling)
• Общество дорожных локомотивов - благотворительное общество, основанное в 1937 году для обучения и исследований в области истории тяговых двигателей и переносных двигателей.

Сохранение

• Коллекция Hollycombe Steam
• Аспекты восстановления и владения тяговым двигателем
• Национальный фонд тяговых двигателей
• Общество тяговых двигателей Восточной Англии
• Ресурсы двигателя
• Митинги по тяговым двигателям в Великобритании
• Паровой тяговый двигатель - эпизод сериала "Хартленд"

Дальнейшая информация

• Интерактивная схема тягового двигателя с указанием основных узлов.
• Глоссарий терминологии тягового двигателя
• Определение номинальной мощности в лошадиных силах - см. Также « Номинальная мощность в лошадиных силах».
• Журнал Vintage Spirit
• Журнал Old Glory
• Регистр тяговых двигателей - официальный сайт Регистра тяговых двигателей