什麼是蒸汽機車？

蒸汽機車是蒸汽動力機車。 從19世紀中葉到20世紀中葉使用了蒸汽機車。

在1500年代中期，機車開始被馬車上的馬匹牽引，並開始在德國使用。 隨著1700年代初期蒸汽機的發明，這些道路開始轉變為鐵路，第一台蒸汽機車由理查德·特雷維西克（Richard Trevithick）和安德魯·維維安（Andrew Vivian）於1804年在英國製造。 機車在威爾士的“ Penydarren”（Merthyr Tydfil）電車線路上工作，該線路接近鐵路規模。 在隨後的時期，馬修·默里（Matthew Murray）的雙缸機車於1812年為瓦貢約魯·米德爾頓鐵路公司的運營商建造。

英國的這些發展加快了美國的發展，湯姆·拇指公司（Tom Thumb）於1829年在巴爾的摩-俄亥俄鐵路上工作，是第一台美國蒸汽機車，並開始在這條線上工作。拇指公司是一種試驗模型，並在南卡羅來納州鐵路的開業典禮上啟動。查爾斯頓的最好的朋友是第一個成功的鐵路機車。

蒸汽機車的發展

在特雷維西克機車建造後的25年內，有限的蒸汽機車被成功地用於載煤鐵路。 拿破崙戰爭即將結束時，飼料價格的上漲也產生了重大影響。 由於用鑄鐵製成的Ievha道路強度不足以承受蒸汽機車的重量，因此這些帶有“ L”形截面的道路用貨車的車輪替換為平面導軌和法蘭輪。

蒸汽機車氣缸

喬治·斯蒂芬森（George Stephenson）利用1814年以前的設計師的經驗，使平面機車在軌道上移動。 在幾乎所有以前的機車中，氣缸都是垂直放置的，部分浸沒在鍋爐中。 1815年，斯蒂芬森和洛斯獲得了專利的想法，即直接通過氣缸的頂部前曲軸將主驅動輪傳遞到氣缸上，而不是將驅動力從活塞傳遞到主驅動輪上。 用齒輪傳遞驅動力的裝置引起了劇烈的運動，特別是當大齒上出現磨損時。 直接從氣缸傳遞動力的機構給設計人員更大的自由度，因為它更輕巧。

蒸汽機車鍋爐

當機車鍋爐為稀油管時，它也變成了管狀，然後又變成了許多管子共存的管狀，從而提供了更寬的加熱面。 在最後一種形式中，將一系列管道連接到類似的板上，該板位於爐子燃燒的一側。 汽缸排出的蒸氣在穿過管道並從煙塵末端到達煙囪時會引起爆炸，從而在機車移動時保持火勢持續。 當機車停在原地時，打了一個結。 利物浦和曼徹斯特公司的會計師亨利·布斯（Henry Booth）在1827年申請了專利，這是一種更先進的多管道事故。 斯蒂芬森還在他的名為Rocket的機車上使用了本發明（但首先，他必須進行很長時間的試驗，以確保與銅管相連的端板上的連接環沒有洩漏）。

1830年後，蒸汽機車採用瞭如今已知的形式。 將鋼瓶水平放置或稍稍傾斜放置在冒煙的末端，如果消防員所在的地方，則將其放置在爐子燃燒的末端。

蒸汽機車底盤

由於輥子和軸從固定在鍋爐上出來或直接放在鍋爐下面，需要一個框架將各個零件固定在一起。 桿架首次在英國機車上使用，很快在美國實施，並從鍛鐵轉向鑄鋼。 滾輪安裝在機架外部。 在英格蘭，酒吧框架被板框取代。 在這種情況下，氣缸位於框架內部，框架有彈簧懸架（螺旋形或葉形），以及用於固定軸的車軸軸承（含油軸承）。

隨著1860年以後將鋼引入鍋爐製造中，可以在更高的壓力下工作。 到19世紀末，機車中的壓力達到了12巴。 如果該化合物是機車，則開始使用3,8 bar的壓力。 在這個時代，壓力增加到17,2巴。 1890年，快車的圓柱體製成了直徑51厘米，行程66厘米的圓柱。 後來，在美國等國家，圓柱直徑增加到了81厘米，機車和貨車也開始變大。

在最初的機車中，有由軸驅動的泵。 但是，這些僅在引擎運行時有效。 噴油器於1859年被發現。 來自鍋爐的蒸汽（或以後的廢氣）通過錐形粗噴嘴（擴散器）噴射，將水以較高的壓力注入鍋爐。 一個“止回閥”（單向閥）將蒸汽保持在鍋爐內部。 乾蒸汽從鍋爐的頂部和多孔管中取出，或者從鍋爐的頂部取出，並收集在蒸汽滴中。 然後將該干蒸汽轉移至調節器，並且該調節器控制干蒸汽的分佈。 蒸汽機車最重要的發展是過熱的引入。

這種彎曲的管道由威廉·施密特發明，並被其他工程師使用，該管道將蒸汽通過煤氣管輸送到爐子，然後輸送到鍋爐前端的收集器。 燃料（尤其是水）的節省立即顯現出來。 例如，“飽和”蒸汽在 12 bar 的壓力和 188 °C 的溫度下產生； 蒸汽在汽缸中迅速膨脹，又被加熱到 93°C。 因此，在20世紀，機車即使在15%的短截止時間內也能夠高速運行。 鋼輪、玻璃纖維鍋爐襯裡、長節距活塞閥、直接蒸汽通道和過熱等先進技術為蒸汽機車應用的最後階段做出了貢獻。

來自鍋爐的蒸汽也用於其他目的。 為了增加牽引力，而不是傾倒，蒸汽開始使用“噴砂處理”，這在1887年增加了摩擦力。 主制動器通過機器的真空或蒸汽泵提供的壓縮空氣進行操作。 另外，提供了通過管道運送到貨車的蒸汽加熱，並且從蒸汽發電機（發電機）獲得電燈。