Top Banner

of 59

jak działa parowóz

Jul 15, 2015

Download

Documents

bogus105
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript

Jak dziaa parowz?

Opracowane z materiaw ze strony http://parowozy.net

1

1. Kocio.Zasadnicza konstrukcja kota parowozowego wywodzi si od kota zaprojektowanego przez Stephensona dla parowozu Rocket i nie zmienia si zbytnio do dzisiaj, ulega jedynie rnym modyfikacjom, dziki czemu zwikszya swoj moc i wymiary. W budowie kota mona wyrni trzy zasadnicze elementy:

stojak walczak dymnica

1.1 Stojak.Stojak, czyli kocio skrzyniowy, mieci w sobie skrzyni ogniow. Grn cz skrzyni ogniowej stanowi sklepienie paleniska, w nowszych konstrukcjach oparte na rurach cyrkulacyjnych. Od dou skrzyni ogniow zamyka ruszt, pod ktrym umieszczony jest popielnik. Przd stojaka stanowi ciana sitowa, czca skrzynie ogniow z walczakiem. Z punktu widzenia odpornoci na wysokie cinienie i temperatur, ksztat stojaka jest zdecydowanie niekorzystny. Wymusio to jego usztywnienie, poprzez zastosowanie setek zesprek czcych ciany skrzyni ogniowej z paszczem stojaka. W wikszych kotach, w ktrych s zbyt due rnice rozszerzalnoci cieplnej paszcza stojaka i skrzyni ogniowej, stosowano w newralgicznych miejscach zesprki przegubowe lub kotwy ruchome. Konstrukcja stojaka oparta na zesprkach bya wystarczajco skomplikowana by zmotywowa konstruktorw do poszukiwania rozwiza prostszych. Alfred Belpaire skonstruowa stojak o paskim sklepieniu skrzyni ogniowej, co znacznie uprocio system zesprek. Kocio taki by rozpowszechniony gwnie w Wielkiej Brytanii, Belgii i Francji, ale stosowany by m.in. te w Niemczech (np. seria 58 - na PKP Ty1) i w Polsce (tylko seria Ty23). Parowozy z kotem Belpaire'a wyrniay si charakterystycznym prostopadociennym ksztatem stojaka. Inn prb uproszczenia by kocio skonstruowany przez Johana Brotana. Jego cech charakterystyczn by brak zesprek, zastpionych cianami paleniska wykonanymi z pionowych rurek poczonych na grze i na dole cylindrami zbiorczymi. Ten typ kota nie by zbyt rozpowszechniony ze wzgldu na problemy z uszczelnieniem rurek.

Koci klasyczny

Kocio Belpaire'a

Kocio wodnorurkowy Brotana

2

W Wielkiej Brytanii stosowano take koty kopulaste, ktrych kopuy peniy funkcj usztywnienia i mieciy w sobie zbieralnik pary. Skrzynia ogniowa (palenisko) bya z pocztku wykonywana z miedzi, jako e metal ten jest dobrym przewodnikiem ciepa i jest mao wraliwy na zmiany temperatury. W czasie II wojny wiatowej miedziane skrzynie ogniowe zaczto zastpowa stalowymi, ze wzgldu na brak metali kolorowych. Dopiero pod koniec rozwoju konstrukcji parowozu stalowe skrzynie ogniowe zaczy by uwaana za penowartociowy zamiennik miedzianych. Dziki wikszej wytrzymaoci mechanicznej mogy by ciesze, poniewa gorzej przewodziy ciepo. Ich wad jest jednak wraliwo na gwatowne zmiany temperatury (dlatego palenisko Ol49-71 zostao uszkodzone poprzez wygaszanie parowozu za pomoc wa z wod). Z paszczem stojaka skrzynia ogniowa czy si za pomoc wieca stopowego w dolnej czci, wieca drzwiczkowego wok otworu drzwiczkowego oraz zesprek na bokach i podniebieniu. Oczywicie, aby zapewni odpowiedni sztywno paleniska, zesprki musz by odpowiednio liczne i odpowiednio gsto rozmieszczone. Poniewa wraz ze zmianami temperatury zmieniay si rwnie rozmiary skrzyni ogniowej, co powodowao pkanie zesprek, zaczto stosowa zesprki przegubowe oraz kotwy ruchome, usztywniajce newralgiczne miejsca, takie jak na przykad grne naroa podniebienia. W celu odcienia zesprek zaczto te stosowa cigi poprzeczne czce ze sob boczne ciany paszcza kota i ukone cigi usztywniajce cian drzwiczkow. Z pocztku ksztat paleniska zalea od tego, czy byo umieszczone midzy koami osi wizanych parowozu czy te pomidzy ostojnicami wewntrznej ostoi. Od tego zaleaa te szeroko (a wic powierzchnia) rusztu. Ruszt i popielnik utrudniay umieszczenie osi napdnych w parowozach z koami o duej rednicy. Powodowao to niepotrzebne wyduenie ostoi, co z kolei byo przyczyn niespokojnej jazdy parowozu. Kolejnym problemem byo spalanie mniej kalorycznego paliwa (gorszego wgla lub drewna), poniewa wymagao to zwikszenia powierzchni rusztu. Mona byo tego dokona na dwa sposoby: wyduajc palenisko do przodu (co skutkowao skrceniem walczaka i zmniejszeniem jego powierzchni ogrzewalnej) lub poszerzajc palenisko. Tego drugiego rwnie mona byo dokona na dwa sposoby: umieszczajc pod paleniskiem jedn lub wicej osi tocznych, lub podnoszc kocio na tyle wysoko, by cay stojak znalaz si nad osiami napdnymi lub ostoj. W niektrych parowozach, zwaszcza tych nowoczeniejszych, wyduono palenisko do przodu, do walczaka bez wyduania rusztu, dziki czemu powstaa komora spalania. Umoliwia ona dokadniejsze spalanie paliwa i gazw, przez powikszenie powierzchni ogrzewalnej kota ogrzewanej pomienicami kosztem powierzchni poredniej, czyli tej ktra dotyka gorcych gazw. Komora spalania chroni rwnie tyln cian sitow przed zbyt duym nagrzaniem.

3

Budowa skrzyni ogniowej z komor spalania przedstawia si nastpujco:

1. ciana sitowa 2. Dolna cz komory spalania 3. ciana podgardlana 4. Podniebienie 5. ciany boczne 6. ciana drzwiczkowa

Powierzchni ogrzewaln kota zwikszano te stosujc rury cyrkulacyjne, ktre przebiegaj przez palenisko czc ze sob boczne komory wodne stojaka. Okazao si te e cian sitow, w ktrej umocowane s kocwki rur ogniowych naley chroni przed zbytnim nagrzaniem. Zrealizowano to za pomoc sklepienia z cegie szamotowych. Sklepienie to wydua drog spalin, poprawiajc tym samym spalanie.

Wntrze skrzyni ogniowej parowozu Ty246. W grnej czci widoczne rury cyrkulacyjne. Wielko rusztu zaley od tego jakie paliwo jest spalane. Parowozy spalajce kiepskie paliwo (niskokaloryczny wgiel, drewno, lignit) do szybko otrzymay due ruszty, wymagajce zasilania za pomoc specjalnego mechanicznego podajnika. W krajach gdzie nie brakowao dobrego wgla, wskie ruszty utrzymay si znacznie duej. Aby rozwiza problem spiekania ula i uatwi obrzdzanie, zastosowano ruszty wstrzsane, w ktrych rusztowiny mona byo przechyla za pomoc specjalnej dwigni. Specjalne paleniska miay parowozy spalajce paliwa pynne (np. olej opaowy). Nie potrzeboway one rusztu, za to miay w skrzyni ogniowej zamontowane palniki, a cae palenisko byo dokadnie zabezpieczone przed przegrzaniem specjaln wymurwk z cegy szamotowej. Wanym ze wzgldu na bezpieczestwo urzdzeniem s korki topliwe umieszczone w suficie paleniska. Maj one posta wydronych rub wypenionych oowiem. Kiedy poziom wody w kotle obniy si odsaniajc podniebienie (grn cz skrzyni ogniowej), ow zostanie roztopiony i gonym sykiem wpadajc do paleniska, a przez otwr dostanie si para i ugasi ogie. Ma to na celu zabezpieczenie kota przed deformacj cian skrzyni ogniowej, ktra w drastycznych wypadkach moe skoczy si eksplozj kota.

4

1.2 Walczak.

Przekrj przez walczak. Widoczne rury ogniowe i przepustnica w zbieralniku pary Konstrukcja walczaka jest bardzo prosta. Jest to poziomy, cylindryczny kocio. Skada si on zwykle z dwch dzwon wykonanych ze zwinitej blachy o gruboci od 17 do 25 mm. Blachy kota byy ze sob nitowane, a kady szew by uszczelniany spawem. Szwy podune byy poddane wikszym dziaaniu wikszych si ni poprzeczne, dlatego te wykonywano je stosujc 4 rzdy nitw, podczas gdy szwy poprzeczne miay 2 rzdy. Dopiero w niektrych nowszych parowozach zaczto wykonywa koty jako cakowicie spawane (np Ty51).

Z obu stron walczak jest ograniczony cianami sitowymi, w ktrych umieszczone s rury ogniowe. Dziel si one na dwa rodzaje: pomieniwki (rury o maym przekroju) oraz pomienice (o wikszej rednicy), ktre stosowane s tylko w parowozach na par przegrzan, jako e umieszczone w nich s mniejsze rurki zwane elementami przegrzewacza. Rury ogniowe stanowi wymiennik ciepa i usztywnienie cian sitowych. Zakadane s przez wsunicie ich od strony dymnicy, tak wic ich przekrj zmniejsza si w kierunku tylnej ciany sitowej. Rury ogniowe s te lekko pochylone ku tyowi, dla uatwienia przepywu spalin. W grnej czci walczaka znajduje si zbieralnik pary, a w nim przepustnica, czyli urzdzenie sterujce dopywem pary do silnika parowego. Przestrze midzy cianami sitowymi i wok paleniska jest wypeniona wod co najmniej tak wysoko, eby powyej podniebienia znajdowaa si co najmniej stumilimetrowa warstwa wody. Wysoko podniebienia jest oznaczona na specjalnej tabliczce umocowanej na stojaku kota w widocznym miejscu w budce maszynisty. Pozosta cz wntrza kota wypenia para.

5

1.3 Dymnica.Jest to przednia cz kota, od przodu zamykana drzwiami. W jej grnej czci umieszczony jest komin, a na dole, w osi komina - dysza. Oba elementy stanowi urzdzenie cigowe. Z reguy jest ono otoczone siatk penic rol odiskiernika. Zadaniem urzdzenia cigowego jest wytwarzanie podcinienia w dymnicy, aby wymusi przepyw spalin przez rury ogniowe i tym samym zapewni ogrzewanie wody w kotle. Jest to stosunkowo atwe, podczas jazdy parowozu, kiedy ruch powietrza nad kominem wytwarza podcinienie. Jednak podczas postoju parowozu trzeba wytworzy je sztucznie, do czego suy dmuchawka. Dmuchawka ma posta rury zwinitej w okrg i umieszczonej wsposiowo z kominem. W rurze tej s otwory skierowane ku grze, przez ktre wypuszczana jest para pod odpowiednim cinieniem, ktra "wyciga" spaliny z dymnicy. Poza wyej wymienionymi urzdzeniami, w dymnicy umieszczona jest rwie skrzynia przegrzewacza pary (w parowozach na par przegrzan) i - w niektrych konstrukcjach przepustnica.

Wntrze dymnicy parowozu Ty45: 1. 2. 3. 4. rura parowlotowa siatka odiskierna komin elementy przegrzewacza

Pozioma rura widoczna na pierwszym planie to zakrapiacz dymnicy.

Mocowanie kota do ostoi Poniewa kocio podczas pracy zmienia swoje rozmiary, co jest skutkiem rozszerzalnoci termicznej metalu, nie da si go sztywno przymocowa do ostoi, ktra powinna utrzymywa cay czas te same wymiary. Problem odpowiednio mocnego, a jednoczenie elastycznego poczenia kota z ostoj rozwizano tak, e dymnica jest sztywno umocowana do stojaka poddymnicowego za pomoc pasowanych rub, a stojak oparty jest na lizgach lub rolkach, co umoliwia wyduanie si i skracanie kota. Pomidzy stojakiem a dymnic kocio wspiera si na blachach wahadowych umocowanych do wspornikw na ostoi, ktre maj moliwo odchylania si, dziki czemu kocio moe zmienia swoj dugo. W niektrych parowozach (Os24, Tr203) kocio oparty by tylko na stojaku poddymnicowym i blachach wahadowych.

6

Umocowanie przedniej czci kota do ostoi pokazuje poniszy rysunek:

1. Stojak poddymnicowy 2. Blacha wahadowa 3. Wspornik belki zderzakowej

1.4 Osprzt kota.Osprzt kota stanowi nastpujce urzdzenia:

zawory bezpieczestwa wypuszczajce nadmiar pary by jej cinienie nie przekroczyo niedozwolonej wartoci zasuwy spustowe dwa przyrzdy wskazujce poziom wody w kotle: dwa wodowskazy lub wodowskaz i kurki probiercze manometr odbiornica pary suca do zasilania rnych urzdze dodatkowych dwa niezalenie dziaajce urzdzenia do zasilania kota wod: inektory lub pompy wodne w niektrych parowozach - podgrzewacz wody zasilajcej

1.5 Zbieralnik pary.Zbieralnik pary jest to cz kota suca jako przestrze, w ktrej gromadzi si para nasycona wytworzona w kotle. Z reguy w jego wntrzu umieszczona jest przepustnica, aczkolwiek w niektrych konstrukcjach bya ona umieszczona w dymnicy. Zbieralnik jest umieszczony na kotle i wystaje poza okrg tworzony przez jego paszcz. Jest on te wykorzystywany jako waz do kota dla pracownikw wykonujcych naprawy, dlatego te otwr pod nim musi mie rednic umoliwiajc wejcie pracownika do wntrza kota. Otwr ten osabia konstrukcj walczaka, tak wic wok niego stosuje si wzmocnienie w postaci konierza wzmacniajcego. Zbieralnik pary skada si z nasady i pokrywy. Czci te byy czone ze sob nitami, a w nowoczeniejszych parowozach spawane. Podobnie rzecz miaa si z konierzem wzmacniajcym.

7

Budow zbieralnika pary pokazuje rysunek:

1. Nasada 2. Pokrywa 3. Konierz wzmacniajcy

1.6 Przepustnica.Przepustnica to urzdzenie sterujce dopywem pary do silnika parowozu. Umiejtno posugiwania si przepustnica ma duy wpyw na rozruch parowozu (otwarcie od razu "na maksa" np. powoduje polizg zestaww wizanych, tzw. "rolowanie") i jego prdko podczas jazdy. Aby praca i obsuga przepustnicy przebiegay prawidowo musi ona by szczelna, a jej uruchamianie nie moe wymaga uycia zbyt duej siy na caej dugoci skoku dwigni. Przepustnica bya umieszczana w zbieralniku pary, skd umoliwiaa lub odcinaa przepyw pary do rur parowlotowych. W parowozach na par przegrzan w dymnicy, pomidzy przepustnic, a silnikiem parowym umieszczony by jeszcze przegrzewacz pary. Wyrni mona dwa rodzaje przepustnic:

suwakowe - stosowane w parowozach starszych typw na par nasycon zaworowe - stosowane we wszystkich typach parowozw na par przegrzan

Budowa przepustnicy zaworowej sprowadza si w zasadzie do zaworu grzybkowego uruchamianego z budki maszynisty za porednictwem wau. Wa ten przekrcany jest za pomoc korby umieszczonej w budce na cianie drzwiczkowej kota, a na jego drugim kocu (w walczaku) znajduje si krtka dwignia poczona z wrzecionem zaworu przepustnicy.

8

Budow przepustnicy pokazuje rysunek: 1. 2. 3. 4. 5. Grzybek zaworu pomocniczego Grzybek zaworu gwnego Kadub przepustnicy Wntrze zbieralnika pary Rura parowlotowa

Poniewa w kotle parowozu panuje wysoka temperatura oraz cinienie, zawr grzybkowy stosowany w przepustnicy musia zosta do znacznie zmodyfikowany. Wysokie cinienie pary dziaajce na zawr wymagaoby uycia znacznej siy do jego otwarcia. Tak wic aby zapewni odpowiedni szczelno oraz obsug nie wymagajc duej siy, na wrzecionie zaworu przepustnicy zamontowano dodatkowy zawr, nazywany zaworem pomocniczym. Otwieranie tak skonstruowanej przepustnicy odbywa si w dwch fazach. W fazie pierwszej otwierany jest may zawr pomocniczy. Dziki jego maym rozmiarom, wystarczy tylko przezwyciy niewielk si wywieran przez par na powierzchni jego grzybka. Po jego uniesieniu, para ze zbieralnika wpywa do wntrza toka powodujc przez nacisk na tok jego prawie cakowite odcienie. W drugiej fazie, nadal unoszone wrzeciono, poprzez krek, ktrym jest zakoczone, powoduje uniesienie gwnego grzybka, co wymaga jedynie siy potrzebnej do pokonania oporu ruchu grzybka w kadubie przepustnicy. Uniesiony grzybek gwny otwiera dopyw pary do rury przepustnicy, a dalej do silnika parowego. W cylindrycznej czci grzybka gwnego znajduj si mae otwory, ktre podczas jazdy z zamknit przepustnic umoliwiaj wpuszczenie niewielkiej iloci pary (przez otwarcie tylko zaworu pomocniczego) do przegrzewacza w celu zabezpieczenia go przed przepaleniem.

1.7 Przegrzewacz pary.Para powstajca w wyniku ogrzewania wody w kotle i zbierajca si w jego grnej czci nosi nazw pary nasyconej mokrej i w rzeczywistoci jest mieszanin pary i kropelek wody. Charakteryzuje si rwnie dobr przewodnoci ciepa, przez co atwo ulega skropleniu. atwo skraplania takiej pary powoduje due straty ciepa w silniku parowym na skutek kondensacji (skraplania) pary. Straty te wynosz ok. 35% dla silnika bliniaczego i ok. 20 - 25% dla silnika sprzonego (dwustopniowe rozpranie pary). W przeciwiestwie do pary nasyconej, para przegrzana nie zawiera kropelek wody i znacznie gorzej przewodzi ciepo. Zastosowanie jej w silniku parowym pozwolio wyeliminowa zjawisko kondensacji pary w cylindrach, a co za tym idzie, rwnie wynikajce z niego straty ciepa. Dziki temu osignito kolejne korzyci: oszczdno ok. 25% paliwa i 30% wody oraz jednoczesny wzrost mocy maszyny parowej o 30 - 40%. Zadaniem przegrzewacza pary jest - jak sama nazwa wskazuje - zamiana pary nasyconej na przegrzan. Pierwsze takie urzdzenie zostao opatentowane w 1839 roku w Anglii, jednak 9

nie znalazo szerszego zastosowania ze wzgldu na swoj nisk sprawno. Pierwszy przegrzewacz na tyle ekonomiczny, by opacao si go zastosowa w parowozie zosta skonstruowany w 1892 roku przez niemieckiego inyniera, dra Wilhelma Schmidta. Z pocztku by on testowany na stacjonarnych maszynach parowych. Pierwsz lokomotyw, na ktrej zosta zamontowany bya maszyna pruskiej serii S3 (PKP: Pd1) dostarczona pruskim kolejom przez wytwrni Vulcan w Szczecinie dnia 12 kwietnia 1898 roku. Na wiksz skal urzdzenie to zaczo by stosowane jednak dopiero w latach 20tych XX wieku. Przegrzewacz pary skada si z dwudzielnej skrzyni rozdzielczej (zwanej skrzyni przegrzewacza), umieszczonej w dymnicy i poczonej rur z przepustnic i rurami parowlotowymi oraz z tzw. elementw przegrzewacza. Skrzynia przegrzewacza jest podzielona na dwie komory: komor pary nasyconej i pary przegrzanej. Para nasycona z kota najpierw wpywa do komory pary nasyconej skrzyni przegrzewacza, stamtd jest kierowana do elementw, w ktrych nastpuje jej przegrzanie, a nastpnie do drugiej komory skrzyni rozdzielczej, i dalej rur parowlotow do silnika parowego. Pocztkowo wszystkie elementy przegrzewacza byy umieszczone w jednej duej pomienicy o rednicy przekraczajcej 400 mm. Rozwizanie to okazao si kopotliwe ze wzgldu na czste przepalanie si elementw przegrzewacza umieszczonych zbyt blisko paleniska, rozszczelnianie si pomienicy i trudne czyszczenie elementw z sadzy. Pomimo tych trudnoci, korzyci pynce z zastosowania pary przegrzanej skoniy Schmidta do opracowania dwch nowych konstrukcji przegrzewacza: komorowego i pomienicowego. Komory skrzyni przegrzewacza komorowego zostay umieszczone po obu stronach komina, w grnej czci wyduonej dymnicy, a jego elementy oplatay wntrze dymnicy dookoa. W walczaku, oprcz pomieniwek umieszczona zostaa dua pomienica (o rednicy 304 mm, nieco mniejsza od zastosowanej w pierwotnej wersji przegrzewacza), ktrej zadaniem byo kierowanie spalin na elementy przegrzewacza. Elementy przegrzewacza pomienicowego, majce posta kilkunastometrowej dugoci rur, kilkakrotnie zagitych, zostay natomiast umieszczone w mniejszych, ale za to liczniejszych pomienicach umieszczonych w walczaku. To rozwizanie pozwalao zwikszy w stosunku do obu poprzednich wersji powierzchni ogrzewaln kota. Tak wic przegrzewacz pomienicowy wypar ostatecznie komorowy i by stosowany a do koca eksploatacji trakcji parowej na kolejach caego wiata.

10

Budow przegrzewacza pomienicowego przedstawia poniszy rysunek:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Walczak ciana sitowa (przednia) Dymnica Rura przepustnicy Skrzynia przegrzewacza - komora pary nasyconej Skrzynia przegrzewacza - komora pary przegrzanej Element przegrzewacza Rura parowlotowa

1.8 Centralna odbiornica pary.Centralna odbiornica pary (gowica osprztu) jest urzdzeniem sucym do zasilania par nasycon najwaniejszych urzdze i przyrzdw skadajcych si na osprzt parowozu. Umieszczona jest w budce maszynisty nad stojakiem kota. Skada si z kaduba i wychodzcych z niego przewodw parowych prowadzcych do wszystkich zasilanych urzdze. Kady z tych przewodw jest zaopatrzony w oddzielny zawr o dugim wrzecionie poprowadzonym ukonie w d celem uatwienia obsugi. atwo to zauway bdc w budce dowolnego parowozu - s to pokrta widoczne nad grn czci stojaka kota, z reguy umieszczone jedno przy drugim. Osobny zawr suy do odcinania dopywu pary z kota do odbiornicy. Jego wrzeciono wystawao na zewntrz budki, aby zabezpieczy druyn przed ewentualnym poparzeniem. Niektre parowozy posiaday rwnie drug odbiornic pary, umieszczon przy zbieralniku. Odbiornica ta dostarczaa par do urzdze umieszczonych z przodu parowozu, np. do sprarki. Wrzeciona zaworw tej odbiornicy byy dugie, sigajce a do wntrza budki.

1.9 Zawory bezpieczestwa.Para w kotle powstaje rwnie wwczas, gdy parowz stoi (np. oczekujc na odjazd ze stacji), lecz nie jest wwczas zuywana przez silnik parowy i zbiera si w kotle powodujc wzrost cinienia. Jak wiadomo, kocio parowozowy ma ograniczon wytrzymao na nadcinienie pary w swoim wntrzu. Przekroczenie dopuszczalnego cinienia moe spowodowa uszkodzenie kota, a nawet jego eksplozj groc cakowitym zniszczeniem 11

parowozu oraz mierci osb znajdujcych si w pobliu. Zadaniem zaworw bezpieczestwa jest zapobieganie powstaniu niebezpiecznego cinienia pary przez wypuszczanie jej nadmiaru do atmosfery - niezalenie od tego jakie w danym momencie jest jej zuycie przez parowz. Zawory bezpieczestwa maj kluczowe znaczenie dla bezpieczestwa obsugi parowozu i ruchu kolejowego w ogle, tak wic po regulacji s one zaplombowane. Wszelkie prby ich unieruchamiania lub samowolnej zmiany regulacji (np. celem uzyskania wikszego cinienia pary a tym samym podniesienia mocy parowozu) s zabronione i surowo karane.

Budowa zaworw bezpieczestwaZasadniczo zawr bezpieczestwa skada si z umieszczonego w otworze wypuszczajcym par grzybka, ktry jest dociskany za pomoc spryny. Si, z jak grzybek jest dociskany do otworu mona regulowa, w zalenoci od tego, jakie cinienie moe panowa w kotle, na ktrym zosta umieszczony. Poniej s opisane trzy najpowszechniej stosowane na parowozach typy zaworw bezpieczestwa.

Zawr drkowy

W zaworze tego typu grzybek by dociskany do otworu za pomoc spryny spiralnej dziaajcej na rozciganie. Do spryny byo umocowane dugie rami drka, ktry o wiele krtszym ramieniem dociska grzybek (vide rysunek). Dziki dugoci drka sia napicia spryny moga by o znacznie mniejsza ni sia nadcinienia pary dziaajca na grzybek od dou. Napicie spryny byo regulowane przez dokrcanie nakrtki umieszczonej na drku, ktra "wcigaa" w siebie nagwintowany prt poczony ze spryn. Po wyregulowaniu zaworu pomidzy drkiem a pochw spryny umieszczano odpowiedniej dugoci rurk kontrolujc, ktra uniemoliwiaa mocniejsze przykrcenie nakrtki, a tym samym przecienie zaworu. Nakrtka bya zabezpieczona przed samowolnym zdjciem za pomoc plomby umieszczonej w grnej czci nagwintowanego prta, tu nad nakrtk. Wad tej konstrukcji zaworu by fakt, e nawet przy nieznacznym uniesieniu grzybka bardzo wzrasta opr spryny (ktra stawia wikszy opr im bardziej jest rozcigana). Umoliwiao to nawet znaczne przekroczenie dopuszczalnego nadcinienia pary, jako e zawr ten nie otwiera si wystarczajco szeroko, by wypuci odpowiedni ilo pary, dlatego te zaniechano stosowania tego typu zaworw.

12

Zawr RamsbottomaAby wyeliminowa problemy wynikajce z konstrukcji zaworu drkowego, naleao skonstruowa zawr, w ktrym opr spryny rsby znacznie wolniej umoliwiajc szersze otwarcie zaworu. Mona byo osign ten efekt budujc zawr, w ktrym skok spryny byby rwny skokowi grzybka. Zaoenia te spenia wanie zawr Ramsbottoma. Zasadnicz cech budowy tego zaworu s dwa poziome, krzyujce si wahacze, poczone rodkami za pomoc pionowego prta. Jeden wahacz opiera si oboma kocami na dwch podprkach, z ktrych kada umocowana jest na jednym grzybku. Drugi wahacz kadym kocem poczony jest z dziaajc na rozciganie spryn. W ten sposb grzybki i spryny umieszczone s na kocach krzya zoonego z wahaczy, dziki czemu oba grzybki dociskane s z t sam si i obie spryny maj rwny skok. Wahacz poczony z grzybkami jest przeduony do wntrza budki, co umoliwia rczne upuszczenie pary lub sprawdzenie czuoci zaworu poprzez uniesienie lub nacinicie wahacza. Regulacja tego zaworu odbywa si przez dokrcanie nakrtki umieszczonej na prcie czcym rodki wahaczy. Zabezpieczenie przed samowolnym przecieniem zaworu zrealizowane jest podobnie jak w przypadku zaworw drkowych. Zawr Ramsbottoma dziaa zdecydowanie sprawniej ni zawr drkowy, jednake problem wynikajce z dziaania spryn na rozciganie zosta w jego przypadku zredukowany a nie wyeliminowany. Zawr ten dobrze dziaa przy maym lub rednim skoku grzybkw, jednak gdy potrzebne jest jego szersze otwarcie - spryny stawiaj zbyt wielki opr umoliwiajc przekroczenie dozwolonego cinienia. Zawr Ramsbottoma mona zobaczy np. na parowozie Tr5-65 stacjonujcym w Wolsztynie.

13

Zawr systemu CoaleKonstrukcja tego zaworu rni si od pozostaych w sposb radykalny. Tutaj bowiem spryna przytrzymujca grzybek dziaa na ciskanie, dziki czemu wyeliminowany zosta problem oporu rosncego wraz ze skokiem grzybka. Umoliwia do wypuszczenie caego, nawet znacznego nadmiaru pary. W tym zaworze para nie ulatuje bezporednio do atmosfery, ale jej energia jest wykorzystana dodatkowo do przezwycienia oporu spryny, dziki zaopatrzeniu grzybka w konierz, na ktry dziaa cinienie ulatujcej pary. Sia nacisku pary na grzybek po otwarciu zaworu jest jest wiksza ni przed otwarciem, poniewa to samo cinienie dziaa wwczas na wiksz powierzchni. Powoduje to mocniejsze cinicie spryny i wysze uniesienie grzybka - tak wic uatwia ulatywanie nadmiaru pary. Para wydostajc si przez zawr przepywa dodatkowo przez urzdzenie tumice jej szum. Zaleta zaworu Coale jest jednoczenie jego wad: poniewa spryn reguluje si tak, by rwnowaya si nacisku cinienia "tabliczkowego" na powierzchni grzybka umieszczon w otworze czyli mniejsz od cakowitej jego powierzchni o powierzchni konierza, tak wic grzybek wraca do pooenia wyjciowego dopiero wwczas, gdy cinienie spadnie nieco poniej "tabliczkowego". Strata ta nie jest jednak zbyt dua. Istnieje jednak niebezpieczestwo uszkodzenia zaworu jeli spadek cinienia pary nastpi zbyt gwatownie - moe wwczas doj do zbyt mocnego uderzenia grzybka o gniazdo. Budowa zaworu typu Coale jest niezwykle prosta: spryna dociskajca grzybek do otworu jest umieszczona bezporednio na nim. Przez ca dugo spryny przebiega prt, na ktrym ponad spryn umieszczona jest nakrtka. Dokrcanie jej powoduje zwikszenie napicia spryny. Nakrtka jest przykryta pokryw, ktra zabezpieczona jest plomb. Zawr mona z budki rcznie lekko uchyli za pomoc specjalnej przekadni.

14

1.10 Drzwiczki paleniskowe.Otwr drzwiczkowy w palenisku umoliwia narzucanie paliwa na ruszt, kontrol ognia, oczyszczanie rusztu oraz wejcie do skrzyni ogniowej w celu dokonania napraw. Jednak nie moe by on cay czas otwarty, gdy powodowaoby to stae wyzibianie skrzyni ogniowej oraz narazio druyn parowozow na niebezpieczestwo poparzenia przez cofajce si do budki spaliny lub nawet pomienie, ze wzgldu na wysze od atmosferycznego cinienie powietrza w palenisku. Wanie dlatego w parowozach stosuje si drzwiczki paleniskowe. Konstrukcja drzwiczek zmieniaa si na przestrzeni dziejw, oto kilka podstawowych typw:

Drzwiczki przesuwneSkadaj si one z dwch skrzyde przesuwanych po specjalnych prowadnicach oraz ukadu dwigni sucych do ich uruchamiania. Ich wad jest duy opr ruchu, co utrudnia obsug. Ponadto jeli podczas, gdy s otwarte zdarzy si pknicie rury ogniowej lub elementu przegrzewacza, moe nastpi cofnicie si spalin lub pomieni do budki, a tym samym niebezpieczestwo poparzenia druyny.

Drzwiczki otwierane na zewntrzTen typ drzwiczek jest bardzo rozpowszechniony, zwaszcza w parowozach starszej budowy i maszynach wskotorowych. Osadzone s na klasycznych zawiasach, a uruchamia si je za pomoc dwigni obracajcej si dookoa tej samej osi co drzwiczki. W pooeniu zamknitym dwignia moe by blokowana przez specjalne wideki. Niestety, w tym przypadku istnieje niebezpieczestwo otwarcia si niedokadnie zamknitych drzwiczek jeli pknie rura ogniowa lub element przegrzewacza, co moe spowodowa konsekwencje podobne, jak w przypadku drzwiczek przesuwnych.

15

Drzwiczki Marcotty'egoTa konstrukcja drzwiczek jest najbardziej rozpowszechniona w parowozach jedcych w Polsce. Rni si ona od poprzednio wymienionych tym, e drzwiczki te otwieraj si do wntrza paleniska, co eliminuje moliwo ich otwarcia na skutek wyszego cinienia w skrzyni ogniowej. Osadzone s na poziomej osi umieszczonej nad otworem drzwiczkowym. Aby uatwi ich otwieranie, przy rczkach do tego sucych umieszczone s ciarki rwnowace ciar drzwiczek. Mona je otwiera cakowicie lub do poowy, przy czym utrzymanie ich w tej drugiej pozycji umoliwiaj specjalne wystajce zby. Od wewntrz do drzwiczek przymocowana jest blacha chronica je przed przepaleniem. W oson chronic przez dziaaniem wysokiej temperatury jest rwnie wyposaony wieniec drzwiczkowy. 1. 2. 3. 4. 5. drzwiczkowego W oprawie tych drzwiczek umieszczone s kanay doprowadzajce powietrze do skrzyni ogniowej (tzw. powietrze grne). Kanay te zamknite s klapami otwieranymi do wewntrz wwczas, gdy w skrzyni ogniowej wytworzy si odpowiednie podcinienie (np podczas ruszania z miejsca i zwizanego z nim silnego wydmuchu pary, lub wwczas, gdy ruszt jest zaszlakowany i do ognia dochodzi zbyt mao powietrza). ciarki blacha ochronna kanay powietrzne wieniec drzwiczkowy osona wieca

Drzwiczki pneumatyczneStosowane s one w parowozach nowszej konstrukcji (Ty246, Ol49). Otwieranie ich jest moliwe poprzez nacinicie specjalnego pedau lub przesunicie dwigni. Po zwolnieniu pedau drzwiczki samoczynnie si zamykaj, co zapobiega wyzibianiu paleniska.

16

Drzwiczki pneumatyczne s dwudzielne i otwieraj si na boki. Uruchamia je silnik dziaajcy na sprone powietrze. Toczek tego silnika przesuwa segment zbaty wsppracujcy z drugim podobnym segmentem i tym samym otwiera drzwiczki. Powietrze do napdu drzwiczek jest doprowadzane przewodem 1 przez zawr. Nacinicie pedau powoduje otwarcie zaworu i przepyw powietrza poprzez przewd 4 do silnika pneumatycznego i uruchomienie drzwiczek. Po jego zwolnieniu powietrze z silnika ucieka do atmosfery a drzwiczki si zamykaj. 1. 2. 3. 4. 5. przewd powietrzny zawr peda przewd powietrzny silnik pneumatyczny

1.11 Sklepienie paleniska.Sklepienie paleniska umieszczone jest w przedniej czci skrzyni ogniowej pomidzy dolnym rzdem rur ogniowych a rusztem. Zbudowane jest z cegie szamotowych opierajcych si po bokach na paskownikach przymocowanych do cian bocznych skrzyni ogniowej, a jeli parowz posiada rury cyrkulacyjne, rodkowa cz sklepienia oparta jest na nich. Budow sklepienia paleniska i jego umiejscowienie w skrzyni ogniowej przedstawia rysunek:

Zadaniem sklepienia paleniska jest polepszanie spalania poprzez wyduenie drogi, jak pokonuj spaliny zanim trafi do rur ogniowych w walczaku, co skutkuje lepsz cyrkulacj powietrza wewntrz skrzyni ogniowej, a co za tym idzie - lepszym spalaniem. Ponadto do poprawy spalania przyczynia si te ciepo promieniujce od nagrzanego sklepienia, ktre 17

przyspiesza wydzielanie substancji lotnych ze wieo narzuconego wgla oraz powoduje ich zapalenie. Sklepienie zapobiega rwnie opaleniu rur cyrkulacyjnych oraz ich nadmiernemu wyzibieniu podczas czyszczenia rusztu. Tak wic ten z pozoru prymitywny element ma spory wpyw na podniesienie sprawnoci cieplnej parowozu.

2. PODWOZIE.2.1 Zestawy koowe.Na zestawach koowych opiera si cay ciar parowozu. Istotne jest by jak najwiksza jego cz spoczywaa na zestawach wizanych, poczonych wizarami z zestawem napdnym (silnikowym) na ktry przenoszony jest napd, aby osign jak najwiksz przyczepno, a co za tym idzie, si pocigow. Zestawy koowe, na ktre nie jest przenoszona si napdowa, a ktre su jedynie do podtrzymywania ciaru parowozu lub jego prowadzenia w ukach, nosz nazw zestaww tocznych. rednica zestaww wizanych jest ograniczona maksymaln iloci obrotw, jak moe wykona silnik parowy, by jego praca pozostaa spokojna i sprawna. Jak atwo si domyli, ilo obrotw zaley od prdkoci maksymalnej jak osiga parowz, tak wic im szybszy ma on by, tym wiksz rednic musz mie jego zestawy napdne. Maksymalna ilo obrotw, jak silnik parowy moe wykona w cigu minuty wynosi 320 360. Tak wic parowozy osigajce prdkoci do 80km/h mog mie zestawy wizane o rednicy k 1450 mm, parowozy osobowe - 1750mm, a popieszne nawet wicej. Parowozy Pt47 budowane dla prdkoci 110km/h maj koa napdne o rednicy 1850mm, Pm36, mogcy jedzi 130km/h - 2000mm, podobnie jak np. Pm2. Parowozy o szybkoci do 180km/h posiadaj natomiast koa napdne o rednicy a 2300mm. Aby zapewni jak najpewniejsze prowadzenie parowozu w ukach, koa toczne maj o wiele mniejsze rednice. Na PKP rednice przednich k tocznych wynosiy najczciej 850, 900 lub 1000 mm, a tylnych 1100 lub 1250 mm.

Zestaw toczny

1. Koo bose 2. Obrcz

3. Piasta 4. Podpiasta 18

5. Czop osi

Zestaw wizany

1. 2. 3. 4. 5.

Koo bose Obrcz Piasta Podpiasta Rami korby

6. Czop korbowy 7. Odciek 8. Czop wizarowy 9. Czopy osi 10. Wewntrzne czopy osi

Zestaw napdny

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Koo bose Obrcz Piasta Podpiasta Rami korby Czop korbowy

7. Klin 8. Odciek 9. Czop wizarowy 10. Czop korbowodowy 11. Przeciwkorba 12. Czopy osi

19

Koa

Na rysunku: obrcz wraz z piercieniem zaciskowym - przekrj. 1. 2. 3. 4. 5. Koo bose Wycicie w obrczy Piercie zaciskowy Obrcz Obrzee

Koo parowozu skada si z koa bosego odlanego razem z piast. W polskich parowozach stosowane byy wycznie koa szprychowe. W niektrych parowozach niemieckiej budowy wojennej do dugo zachoway si rwnie koa toczne pene. Na kole bosym osadza si obrcz. Aby obrcz cile przylegaa do koa bosego, wykonuje si j nieco za ma - dla kadego metra rednicy koa, rednica wewntrzna obrczy powinna by o 1 mm mniejsza. Po podgrzaniu obrcz zwiksza swoj objto (a zatem i rednic), mona j wwczas swobodnie naoy na koo bose. Po ostygniciu obrcz ciska ze wszystkich stron koo bose. Przed zsuniciem si obrczy z koa bosego zabezpiecza z jednej strony piercie zaciskowy wchodzcy w specjalne wycicie w obrczy, a z drugiej strony - specjalne wycicie w obrczy, do ktrego przylega koo bose. Grubo nowej obrczy wynosi 75 mm, a grubo maksymalnie zuytej nie powinna by mniejsza ni 30mm. Obrcz jest ponadto zaopatrzona w obrzee, ktrego zadaniem jest zabezpieczenie parowozu przed wypadniciem z szyn. Powierzchnia toczna obrczy jest stokowa, dziki czemu koa nie lizgaj si w ukach. Dzieje si tak dlatego, e w uku sia odrodkowa spycha parowz w kierunku szyny zewntrznej, zatem po szynie zewntrznej toczy si cz obrczy o wikszej rednicy, a po wewntrznej - cz o mniejszej rednicy. W przypadku, kiedy obrzee na skutek zuycia staje si ostre lub z boku jest starte o wicej ni 2 mm, naley obrcze obtoczy. Czynno t naley wykona rwnie wwczas, gdy na powierzchni tocznej obrczy powstay paskie miejsca wiksze ni 2 mm (w parowozach pocigowych) lub 4 mm (w parowozach manewrowych). W piacie koa osadzona jest podpiasta, a w niej o. Wszystkie te czci s wprasowane na siebie pod duym cinieniem. W koach napdnych i wizanych razem z piast odlewa si rami korby, w ktre wprasowany zostaje czop korbowy, na ktrym osadza si wizary i korbowd (na koach osi 20

napdnej). Czopy korbowe k napdnych posiadaj dodatkowo klin zabezpieczajcy je przed obracaniem si. Razem z koami bosymi zestaww napdnego i wizanych odlewane s odciki (przeciwwagi), ktrych zadaniem jest rwnowaenie ruchomych mas czopa, wizarw i korbowodu. Poniewa na koach osi napdnej s osadzone zarwno wizary jak i korbowd oraz przeciwkorba, odciek na tych koach wykonuje si jako podwjny, aby jego masa rwnowaya masy w/w czci.

OsieOsie napdne, wizane i toczne nie rni si zasadniczo midzy sob. Jedynie osie toczne s sabsze, podczas gdy wizane i napdna s identyczne. Wyjtek stanowi tu osie wykorbione stosowane w parowozach 3 i 4-cylindrowych. Koce osi osadzone s w podpiastach, na ktre wprasowane s koa. Na czopach osi spoczywaj manice oysk osiowych. W przypadku osi o przesuwie bocznym, czopy te s szersze od manic o tak wielko, o jak o moe si przesuwa. Na niektrych osiach wizanych s ponadto umieszczone czopy wewntrzne suce do zawieszenia wzka tocznego. W niektrych parowozach dla zmniejszenia masy osi, s one na caej dugoci wydrone. Ponisze rysunki przedstawiaj wygld osi wykorbionej. Po lewej: w parowozie 3cylindrowym, po prawej: w parowozie 4-cylindrowym. 1. Czop wewntrzny (korbowodowy)

21

2.2 Dopuszczalne wymiary zestawu koowego.

2.3 Ostoja.Ostoja jest elementem bdcym niejako podstaw caej konstrukcji parowozu, mona powiedzie e jest czym na ksztat krgosupa maszyny. Do niej s umocowane wszystkie najwaniejsze podzespoy takie jak zestawy koowe, kocio, silnik parowy, urzdzenia cigowo-zderzne i jeszcze masa innych rzeczy. W pocztkach historii kolei ostoje parowozw byy drewniane, obijane blach. atwo si domyli, e zbyt wytrzymae to one nie byy. Dlatego wkrtce zaczto stosowa ostoje blaszane czone nitami i/lub rubami. Boczne ciany ostoi (ostojnice) umieszczano po zewntrznej stronie k (ostoja zewntrzna) lub pomidzy koami (ostoja wewntrzna), tak jak w wikszoci konstrukcji parowozw. Niekiedy stosowano konstrukcj 22

mieszan - ostoj czciowo zewntrzn i czciowo wewntrzn, na przykad osie wizane byy osadzane w ostoi wewntrznej a toczne w zewntrznej. W latach pidziesitych XIX wieku w USA zaczy si rozpowszechnia ostoje belkowe z elementw kutych. Byy budowane z kutych stalowych belek o gruboci czasem nawet ponad 100 mm. Byy one lepsze od ostoi blaszanych, poniewa mogy by nisze przez co zyskiwano miejsce na wikszy kocio lub wygodniejszy dostp do cylindrw wewntrznych. W Europie zaczy si one pojawia pod koniec XIX wieku i czsto z przodu lub z tyu byy czone z czciami ostoi blaszanej. Na pocztku XX wieku pojawiy si w Stanach Zjednoczonych ostoje jednolite spawane ogniskowo, ale wkrtce zastpiono je ostojami odlewanymi ze stali, najpierw czonymi z kilku elementw, potem odlewanymi jako cao wraz z blokami cylindrw. Takie ostoje byy w Europie stosowane niezwykle rzadko. Tutaj "karier" zrobiy ostoje blachownicowe spawane. Byy one lejsze i sztywniejsze od belkowych, dlatego do szybko je wypary. Dla zmniejszenia ciaru w ostojnicach wykonuje si wykroje. Wykroje na oyska osiowe byy od dou zamknite przykrcanymi zworami. Poprawiaj one sztywno ostoi i zabezpieczaj zestawy koowe przed wypadniciem, np. przy podnoszeniu parowozu. Ruch pionowy manic w wykrojach umoliwiaj staliwne lub blachowe prowadnice obejmujce brzegi wykrojw. Na poprzecznicach umieszczone s wsporniki kota. Musz one umoliwia swobodne wyduanie si temperaturowe kota. Kocio montuje si "na sztywno" za pomoc rub tylko do dwigara poddymnicowego, ktry moe by blaszany lub odlewany, czsto jako jeden element razem z poprzecznic. Pozostae wsporniki kota stanowi elastyczne blachy wahadowe przymocowane do poprzecznic i do walczaka kota. Stojak podparty jest na lizgach bocznych i rodkowych, w nowoczeniejszych parowozach wykonanych jako wakowe.

2.4 Podwozie.W miar rozwoju parowozw, rosa ich moc i prdko, a co za tym idzie te rozmiary. Parowozy musiay mie coraz wicej osi po to by nie przekroczy dopuszczalnego nacisku na o. Rosnca liczba osi powodowaa problemy z wpisywaniem si parowozu w uki. Pojawiy si te inne problemy, takie jak skonno do wykowania, ktr posiaday zwaszcza maszyny z du mas wysigu ostoi przed i za staym rozstawem osi. Dlatego te w parowozach osobowych dodawano osie toczne z przodu i/lub z tyu parowozu. W maszynach towarowych takie rozwizanie byo niezbyt korzystne, ze wzgldu na fakt, i rozoenie czci masy parowozu na osie toczne zmniejszao mas przyczepn lokomotywy, a co za tym idzie moc na haku. Z kolei maszyny ze zbyt du liczb osi osadzonych w sztywnej ostoi nie byy zbyt elastyczne i na ukach dochodzio do wykoleje, zwaszcza przy wikszych prdkociach. Praktyczne prby rozwizania problemu przechodzenia parowozu przez uki podjto w 1851 roku, a do 1852 roku Bissel i Mason skonstruowali przedni dwuosiowy wzek parowozw amerykaskich w takiej formie w jakiej go znamy dzisiaj: moe on si obraca dookoa osi czopa skrtu oraz przesuwa na boki. Jest te wyposaony w sprynowy nastawiacz powrotny pozwalajcy utrzyma wzek w pooeniu rodkowym podczas jazdy po prostej. 23

W 1857 roku w USA pojawi sie jednoosiowy pwzek Bissela, z osi toczn na dyszlu: W porwnaniu z innymi rozwizaniami, stosowanymi te na starym kontynencie, wzek ten by wyposaony w nastawiacz powrotny, dziki ktremu dobrze sprawdza si w charakterze osi prowadzcej. W Ameryce rozpowszechni si on bardzo szybko, z pocztku jako prowadzca o toczna, pniej najwiksze zastosowanie znalaz jako wzek tylny, podtrzymujcy wielkie paleniska kotw amerykaskich parowozw. Ze wzgldu na potrzeb wygospodarowania jak najwikszej przestrzeni nad osiami tocznymi przeznaczonej na ruszt i popielnik, wzek ten przybiera posta jedno- lub dwu- osiowego wzka typu delta z zewntrzn ostoj:

W Europie rozpowszechni si blisko 40 lat pniej. W 1863 roku William Adams stworzy kolejne rozwizanie jednoosiowego wzka tocznego, tzw o Adamsa: Zmieni on ustawienie tulei oyskowych osi tocznej w taki sposb, by moga si ona zarwno przesuwa jak i obraca. Oczywicie wzek by wyposaony w nastawiacze powrotne utrzymujce go w pooeniu rodkowym podczas jazdy po torze prostym. Mechanizm tego wzka stara si take siami reakcji naprowadzi parowz na uk zanim zrobi to obrzea pierwszej osi wizanej. Uatwio to znacznie wpisywanie si parowozu w uki, a take zmniejszyo zuycie obrzey k osi wizanych. Kolejnym rozwizaniem problemu wpisywania si parowozu w uki by wzek systemu Kraussa-Helmholtza, wprowadzony w 1888 roku. Umoliwia on skrt osi tocznej i przesunicie poczonej z ni osi wizanej, by te wyposaony w sprynowy lub grawitacyjny nastawiacz powrotny:

24

Wzek Kraussa-Helmholtza parowozu Pt47 Opisane powyej konstrukcje okazay si wystarczajce do rozwizania problemu jazdy szybszych parowozw po ukach. Pozosta natomiast jeszcze problem jazdy w grach, gdzie warunki terenowe (wzniesienia oraz liczne i ostre uki) nie pozwalaj na zastosowanie osi tocznych ze wzgldu na to i konstrukcje z osiami tocznymi nie zapewniaj odpowiedniej przyczepnoci. Problem ten prbowano rozwiza ju podczas zawodw parowozw na przeczy Semmering w Alpach austriackich w 1851 roku dzielc ostoj. Dwa wzki skrtne, na ktrych by osadzony podwjny kocio wyposaony w dwa paleniska stanowiy system Fairliego:

A dwa wzki skrtne, na ktrych oparto "klasyczne" nadwozie, tworzyy rne odmiany systemu Meyera:

25

System ten wystpowal w rnych wersjach, znanych jako: Gnthera-Meyera w Niemczech, Bosqueta-Meyera we Francji oraz Kitsona-Meyera oraz tzw. "modified Fairlie" w Wielkiej Brytanii. Podstawowym problemem konstrukcyjnym w parowozach z dwoma wzkami skrtnymi byo uszczelnienie przegubw przewodw doprowadzajcych par do cylindrw umieszczonych na wzkach. Kolejn trudno stanowia niespokojna jazda lekkich wzkw, ktre miay tendencj do obracania si wok pionowej osi na skutek duych si przenoszonych przez korbowd. Tendencja ta pojawiaa si ju przy maej prdkoci. Problemu nie rozwizyway niestety krzyowe cigna midzy wzkami. Inaczej sprawa miaa sie w przypadku parowozw systemu Malleta:

W tym przypadku tylna cz ostoi bya sztywna, a tylko przedni wzek napdny by skrtny. O obrotu wzka nie znajdowaa si na jego rodku, ale na przodzie sztywnej czci ostoi. Tak na dobr spraw by to po prostu wielki wzek Bissela wyposaony w napd ;-) Nie bez znaczenia jest fakt e Mallet by te wynalazc silnika sprzonego. Zastosowa go na swoim parowozie skonstruowanym w 1886 roku umieszczajc cylindry niskoprne na wzku obrotowym a wysokoprne na sztywnej czci ostoi. Tak wic odpada konieczno uszczelniania przewodw parowych wysokiego cinienia. W Polsce mona byo spotka parowozy systemu Meyera na sieci wyrzyskich wskotorwek. Byy to maszyny 4-ro osiowe oznaczone jako Tx10-571 i 572. Pracoway one do 1950 roku. Trzy maszyny systemu Kitson-Meyera pojawiy si te na kolei mawskiej. Byy to Tyy691, Tyy692 i Tyy693. Osobowe "Meyery" pojawiy si te w latach 1918-1923 na warszawskiej DKP. Jak si okazao, parowozy wieloczonowe z silnikami sprzonymi charakteryzoway si do niespokojn jazd i skonnoci do polizgu zestaww napdnych wywoanych zmianami cinienia w rurze przelotowej kiedy wystpowa polizg jednego zestawu. Czciowo problem rozwizao zastosowanie silnikw czterocylindrowych z pojedynczym rozpraniem pary, a rozwizao cakowicie docienie przedniego zestawu. Nastpnym typem parowozw wieloczonowych by parowz systemu Garrata:

26

Taka konstrukcja przypominaa troch system Meyera, jednake dziki umieszczeniu na wzkach zapasw paliwa i wody, wzki te zostay docione i utraciy skonno do wykowania. Parowozy takie byy eksploatowane gwnie w Hiszpanii oraz w krajach Afryki. Do dzi jed w Zimbabwe. Pomimo tego, i wieloczonowy mechanizm ruchu umoliwia skonstruowanie odpowiednio elastycznego parowozu oraz mimo istnienia innych rozwiza (np. systemu Luttenmoelera z napdem skrajnych osi za pomoc k zbatych) to poszukiwano prostszych rozwiza. Jak si okazao, prace teoretyczne von Helmholtza nasuny Glsdorfowi doskonae rozwizanie: sposb zastosowania osi przesuwnych. W 1900 roku Glsdorf skonstruowa bardzo dobry parowz o piciu osiach napdnych bez osi tocznych, ktry wietnie wpisywa si w ostre uki. parowz ten mia pierwsz, trzeci i pit o przesuwn, a druga i czwarta byy sztywne. Rozwizanie to umoliwio budowanie picio- i szecio- osiowych parowozw bez problemu pokonujcych ostre uki.

Kadub manicy osi przesuwnej. Widoczna przestrze w jakiej o moe si przesuwa Wieloczonowy mechanizm ruchu i osie przesuwne nie byy jedynymi rozwizaniami uatwiajcymi przechodzenie parowozw przez uki. Oprcz nich stosowano te zwone obrzea k osi wewntrznych, a czasem nawet koa bez obrzey. Niekiedy elastyczno parowozu zapewniaa niezbyt sztywna ostoja, a w USA osie przesuwne byy wyposaone w sprynowe nastawiacze powrotne patentu ALCO. oyska osiowe parowozw najczciej byy lizgowe, aczkolwiek w nowoczeniejszych konstrukcjach stosowano te oyska toczne, ktrych zastosowanie uatwiao konserwacj i obsug (odpada problem grzania si panewek) a take zmniejszao zuycie paliwa i wody ze wzgldu na mniejszy opr ruchu parowozu. Kaduby manic byy prowadzone lizgowo w ostoi z wykorzystaniem podkadek lub klinw nastawczych.

2.5 Urzdzenia cigowo-zderzne.Do ostoi pojazdu s przymocowane dwa sprynujce zderzaki oraz urzdzenia cigowe. Zderzaki su do agodzenia uderze oraz do utrzymywania naleytej odlegoci pomidzy wagonami, za urzdzenia cigowe do czenia wagonw midzy sob oraz z lokomotyw i do przenoszenia siy pocigowej. Niekiedy stosuje si sprzgi samoczynne, speniajce obydwie funkcje. Zderzaki s umieszczone w odlegoci 1750mm z tolerancj do 10mm na wysokoci (liczonej od gwki szyny) zawierajcej si w przedziale od 940mm (wagon zaadowany) do 1065mm (wagon prny). Generalnie w parowozach stosowane byy 2 typy zderzakw (nie liczc oczywicie parowozw ze sprzgiem samoczynnym, ale o tym dalej).

27

Zderzak trzonowy:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

tarcza zderzakowa trzon pochwa krek oporowy spryny podkadka zderzaka tulejka nakrtka

Zderzak tulejowy:

1. 2. 3. 4. 5. 6.

tuleja z tarcz zderzakow pochwa piercie zabezpieczajcy spryna podkadka zderzaka trzon zderzakowy

Urzdzenia cigowe (sprzgi) su do czenia ze sob wagonw i lokomotyw i do przenoszenia siy pocigowej z jednego pojazdu na inny, ktry jest z nim poczony. W parowozach stosuje si sprzgi nienawskrone - sprzg przedni i tylny nie s ze sob w jakikolwiek sposb poczone - oba s przymocowane do ostoi i dziaaj zupenie niezalenie od siebie.

Sprzgi rubowe

28

1. 2. 3. 4.

ubek sworze ruba sprzgu pak

5. 6. 7. 8.

gwint lewy gwint prawy rkoje ruby nakrtka sprzgu

Dugo sprzgu rozrubowanego mierzona midzy zderzakiem a punktem zaczepu paka wynosi od 450 do 535mm, co zapewnia moliwo spicia wagonw przy niecinitych zderzakach i utrzymania zwisajcych sprzgw w naleytej wysokoci ponad torem. Haki s odkuwane ze stali P55G i wedug normy PN-62/K-88164 maj wytrzymao na rozciganie 1 MN przy sile ucigu 300kN. W prbie wytrzymaoci haki poddawane obcieniu 500kN nie powinny wykazywa odksztace trwaych wynoszcych ponad 0,5 mm a przy obcieniu 1 MN pkni. Sprzg rubowy stosowany w taborze PKP jest wykonany zgodnie z norm PN-K-88160:1999 i ma wytrzymao na rozciganie 850kN i si ucigu 300kN. Sprzgi te wykonuje si w dwch odmianach: A - rkoje przegubowa kulista, ustawiana pionowo w d, B - rkoje przegubowa paska, odkadana na wsporniku nakrtki przy ubkach.

Sprzgi samoczynne

1. 2. 3. 4. 5. 6.

gowica zb wikszy zb mniejszy tylna cz sprzgu rygiel zapadka rygla

Dla uatwienia pracy manewrowej zwizanej z czeniem wagonw oraz dla zwikszenia wytrzymaoci sprzgw (co pozwolio na stosowanie ciszych pocigw i zwikszyo bezpieczestwo) w niektrych zagranicznych (np. Ameryka, Rosja, koleje afrykaskie) zarzdach kolejowych wprowadzono sprzgi samoczynne. Sprzgi takie peni rwnie rol zderzaka. Wytrzymao sprzgw samoczynnych wynosi 1,5 - 3MN a przenoszone siy pocigowe sigaj 700kN. Dziaanie tego rodzaju sprzgu przy spinaniu wagonw nastpuje w momencie dopchnicia do siebie wagonw z szybkoci 1-2m/s przez zsunicie si po swych ukonych paszczyznach zbw mniejszych (3) do niszy zaczepu, z ktrej wystaje zapadka ryglowa (6). Wciskajc t zapadk do korpusu gowicy zostaj zwolnione rygle (5), ktre pod dziaaniem wasnego ciaru lokuj si midzy tymi zbami i rygluj gowic sprzgu. czenie pocigw z wykorzystaniem tego sprzgu przypomina nieco czenie pocigw modelowych :-) Rozczenie wagonw odbywa si rcznie, powodujc za pomoc rkojeci wysunitej na zewntrz wagonu wcignicie rygli (5) do ich gniazd oraz nastawienie zapadki (6) do ponownego sprzgnicia jej z ryglem (5). Po wysuniciu si zbw z niszy zaczepw i uwolnieniu zapadki (6) na zewntrz, sprzg jest doprowadzony do stanu wyjciowego.

2.6 Poczenie parowozu z tendrem.Wobec poczenia parowozu z tendrem stawiane s inne wymagania, ni wobec poczenia z wagonami. Poczenie z wagonami jest bardzo elastyczne, jednak poczenie z

tendrem powinno by o wiele bardziej sztywne, aby unikn zbliania si do siebie parowozu i tendra podczas jazdy. Poza tym, poczenie to nie musi by atwe w czeniu i rozczeniu, jako e dokonuje si tego stosunkowo rzadko.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Sprzg gwny Sprzgi zapasowe Poduszka Trzon zderzakowy Wodzido trzonu zderzakowego Resor rozpierajcy Sworznie

Parowz i tender s poczone w niewielkiej, staej odlegoci od siebie. Gwnym elementem przenoszcym siy podune jest masywny sprzg gwny. Sprzg ten na obu kocach posiada okrge otwory. W otworach tych umieszczone s okrge sworznie: jeden umocowany jest do ostoi parowozu, drugi do ostoi tendra. Po obu stronach sprzgu gwnego umieszczone s krtsze od niego sprzgi zapasowe, ktrych zadaniem jest niedopuszczenie do rozerwania parowozu i tendra w przypadku zerwania sprzgu gwnego. Sprzgi zapasowe s krtsze od gwnego, a ich otwory na przednie (czyli te po stronie parowozu) sworznie s podune a nie okrge, dziki czemu moliwe jest ustawianie si parowozu pod ktem do tendra w ukach. Dugo sprzgw zapasowych jest prawidowa, jeli na prostym odcinku toru przednie sworznie znajduj si po rodku otworw. Po obu stronach sprzgw umieszczone s 2 trzony zderzakowe. Osadzone s one w wodzidach umieszczonych w ostoi tendra. Przednie ich koce oparte s na wklsych poduszkach umieszczonych na tylnej cianie ostoi parowozu, a tylne na kocach resoru rozpierajcego. Resor ten ma posta silnej spryny pirowej uoonej poprzecznie do wzdunej osi symetrii tendra, mogcej si obraca wok punktu obrotu zwizanego z jej opask i ostoj tendra. Resor rozpierajcy ma do due napicie pierwotne, powstae wskutek cinicia parowozu z tendrem, ktre konieczne jest do naprowadzenia otworw sprzgu gwnego na punkty, w ktrych zostaj umieszczone sworznie. Dziki temu rozwizaniu poczenie jest spryste, oraz zmniejsza ono si nacisku na sprzg gwny powstajc podczas nabiegania skadu na parowz (np. przy hamowaniu skadu) lub przy jedzie tendrem naprzd. Ponadto redukuje to poprzeczne ruchy parowozu wzgldem tendra. 30

Nie s natomiast blokowane przemieszczenia parowozu wzgldem tendra w pionie, np. na nierwnociach toru. Od gry poczenie parowozu i tendra przykryte jest na poziomie podogi mostkiem tendrowym, skadajcym si z blachy przymocowanej ruchomo (zawiasy) do podogi tendra i zachodzcym na podog budki maszynisty parowozu. W parowozach z zamknit budk maszynisty mostek tendrowy jest niepotrzebny, i poczenie budki ze skrzyni wglow tendra osonite jest brezentow harmoni. Jak poczenie parowozu i tendra wyglda w rzeczywistoci, pokazuje ponisze zdjcie:

Niewaciwa dugo sprzgw zapasowych lub trzonw zderzakowych, rwnie chowanie si przednich kocw trzonw w wodzidach moe utrudnia lub wrcz uniemoliwia prawidowe ukone ustawianie si parowozu wzgldem tendra na ukach. Moe to prowadzi do rnych usterek takich jak wyginanie si sworzni i sprzgw, podcinanie si obrzey k pierwszej osi parowozu i ostatniej tendra, a w ekstremalnych przypadkach moe nawet by przyczyn wykolejenia.

3. NAPD.3.1 Mechanizm napdowy i parorozdzielczy.Zadaniem mechanizmu napdowego jest zamiana ruchu posuwisto-zwrotnego toka i krzyulca na ruch obrotowy k, czyli innymi sowy zmuszenie parowozu do jazdy. Ale eby parowz jecha w t stron w ktr chcemy, potrzebny jest te rozrzd pary. Steruje on prac suwakw, ktre s ju bezporednio odpowiedzialne za to z ktrej strony para zostanie wpuszczona do cylindrw, z zatem decyduje o kierunku jazdy parowozu. Rozrzd suy te do regulacji napenienia cylindrw, co ma due znaczenie jeli chodzi o ekonomiczn prac maszyny parowej.

31

Budowa mechanizmu napdowego i parorozdzielczego jest przedstawiona na tym rysunku:

1. Wizar - wizary su do przeniesienia napdu z zestawu silnikowego na pozostae zestawy napdne zwane dowizanymi 2. Drek mimorodowy 3. Korbowd - suy do przeniesienia siy napdowej z krzyulca na koa zestawu silnikowego

4. 5. 6. 7. 8. 9.

Kulisa Wodzido suwaka Krzyulec Wodzik wahacza Trzon tokowy Wahacz krzyulcowy

O ile konstrukcja korbowodu i wizarw praktycznie nie zmienia si na przestrzeni czasu, o tyle rozrzd przeszed wiele zmian. Pocztkowa konstrukcja, zastosowana w parowozie "Rocket" Stephensona bya bardzo skomplikowana i trudna w obsudze, posiadaa nawet specjalny peda blokujcy. I nie umoliwiaa zmiany napenienia cylindrw ani wykorzystania rozprania pary. Wymylony niedugo potem rozrzd widlasty rwnie mia t wad, jednak jego obsuga bya ju o wiele atwiejsza. Dopiero rozrzd kulisowy wynaleziony przez Stephensona umoliwi ekonomiczniejsz prac parowozu, poniewa przy ruszaniu z miejsca zapewnia du si pocigow, ktra mona byo potem zmniejszy odpowiednio redukujc napenienie. W ten sposb zmniejszano te cinienie indukowane oraz zuycie pary i paliwa. Jego konstrukcja bya taka:

32

Rni konstruktorzy prbowali ulepsza t konstrukcj jednake ich rozwizania niewiele si od niej rniy. Prawdziw rewolucja natomiast okaza si skonstruowany w 1850 roku rozrzd Walschaerta-Heusingera:

Dziki swojej prostocie i precyzyjniejszej pracy (stae liniowe wyprzedzanie otwierania kanaw doprowadzajcych par do cylindrw) rozpowszechni si szybko na caym wiecie. Jeden mimord zastpiono w nim wahaczem napdzanym od krzyulca. Drugi pracowa na podobnej zasadzie jak w rozrzdzie Stephensona, ale zosta przeksztacony w prostsz przeciwkorb.

W konstrukcjach parowozw stosowano nie tylko rozrzdy suwakowe. Istniay te rozrzdy zaworowe, w ktrych rozrzd zewntrzny sterowa zaworami zasysajcymi i wylotowymi. Nie byy jednak zbyt rozpowszechnione poniewa byy kopotliwe w utrzymaniu. Najbardziej rnorodne rozwizania rozrzdu wystpoway w parowozach wielocylindrowych. Nie zawsze kady cylinder mia swj suwak i swj rozrzd zewntrzny. Czasami suwaki cylindrw wewntrznych byy napdzane rozrzdem cylindrw zewntrznych. W parowozach czterocylindrowych, w ktrych pary cylindrw pracoway przeciwbienie stosowano jedynie dwigni umieszczona pomidzy dwoma trzonami suwakowymi. W maszynach w ktrych bya potrzebna moliwo nastawiania rnego napenienia cylindrw nisko- i wysokoprnych nawet rozrzd zewntrzny nie mg by wsplny. parowozy takie byy trudne w obsudze i wymagay duych umiejtnoci od druyny. Dlatego te w czterocylindrowych parowozach sprzonych stosowano sprzone rozrzdy. Maszynista przestawia rozrzd posugujc si rubowym wrzecionem lub dwigni, a w wikszych, nowoczeniejszych maszynach stosowano jedynie sterowanie serwonapdem rozrzdu. Duo kopotw sprawiao zawsze konstruktorom odpowiednie wywaenie mas ruchomych mechanizmu napdowego, ktry w okolicach punktw zwrotnych zawsze generowa due siy 33

bezwadnoci powodujce niespokojn jazd lub niekorzystne oddziaywanie parowozu na tor. Warto tych si jest wprost proporcjonalna do kwadratu prdkoci. Siy bezwadnoci s wywoywane przez tok, trzon tokowy, krzyulec, czciowo przez korbowd oraz czopy korbowe i wizarowe i wizary. Stwarzaj one momenty przechylajce lub obrotowe starajce si przechyli albo obrci parowz. Powoduje to wykowanie lub przecianie, ktrego skutkiem jest szybsze niszczenie toru. W klasycznym, dwucylindrowym parowozie doskonae wywaenie wszystkich mas ruchomych jest praktycznie niemoliwe. Wywaenie mas obrotowych jest stosunkowo proste. Realizuje si je poprzez zastosowanie obcinikw na kolach. Natomiast masy w ruchu posuwistym mona wyway tylko masami posuwistymi. Prbowano to rozwiza stosujc przeciwbiene mechanizmy korbowe, jednake nie dao to pozytywnych wynikw i tylko parowozy czterocylindrowe s pod tym wzgldem zblione do doskonaoci. Wywaenie mas posuwistych masami obrotowymi da jedynie likwidacj poziomych sil bezwadnoci, ale nie zlikwiduje problemu przecie. Dlatego naley przewidzie skonnoci przejawiane przez parowz i odpowiednio do tego dobra proporcje midzy niewywaonymi masami w ruchu obrotowym i posuwistym. Zmniejszenie wpywu mas niewywaonych byo jedn z przyczyn konstruowania parowozw dupleksowych, z dwoma niezalenie napdzanymi zestawami osi napdnych w jednej ostoi.

3.2 Krzyulec.Budowa krzyulcaKrzyulec jest elementem czcym trzon tokowy z korbowodem. Porusza si on po jednej (krzyulec jednostronny) lub dwch (krzyulec dwustronny) prowadnicy krzyulca. Ten ostatni wymaga aby kada z prowadnic bya tak samo wytrzymaa jak prowadnica krzyulca jednostronnego, co oczywicie czyni krzyulec jednostronny prostszym rozwizaniem.

W zalenoci od sposobu zawieszania krzyulca na prowadnicy, jego grna cz bya otwarta z boku lub od gry. Krzyulec o grnej czci otwartej z boku zawiesza si na prowadnicy od boku, a krzyulec o grnej czci otwartej od gry zawiesza si od dou, a nastpnie montuje si pyt grn wraz z wykadami, tj. czciami trcymi, poruszajcymi si po prowadnicy. Cao skrca si pasowanymi rubami. Wykady krzyulca wykonane s z brzu i wylane biaym stopem. Luz pomidzy krzyulcem a powierzchni robocz prowadnicy powinien by jak najmniejszy, aby wyeliminowa ustawianie si krzyulca ukonie do prowadnicy, co mogoby powodowa wyginanie si trzonu tokowego. Smarowanie prowadnicy umoliwia smarownica umieszczona na grnej pycie krzyulca. 34

Przedni cz krzyulca stanowi gniazdo trzonu tokowego o ksztacie stoka o nachyleniu ok. 1:15. Wchodzcy we koniec trzonu tokowego ma odpowiednio dopasowany ksztat. Trzon tokowy osadza si mocno w gniedzie, jednak robi si to w taki sposb, by nie dochodzi do samego jego koca. Nastpnie wbija si klin. Jak wiadomo, w krzyulcu osadzony jest rwnie korbowd. Mocuje si go na sworzniu krzyulca, umieszczonym w dolnej czci krzyulca. Czci sworznia osadzone w krzyulcu maj ksztat stokw o nachyleniu 1:5 - 1:6. Od zewntrz wstawia si klinowy piercie zaciskowy mocowany du nakrtk z podkadk. Nakrtka jest przed odkrcaniem zabezpieczona zawleczk. Smarowanie sworznia zapewnia smarownica umieszczona na zewntrznej stronie krzyulca. Ponadto w dolnej czci krzyulca znajduje si sworze czcy krzyulec z wodzidem wahacza.

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

Pyta grna Wykady krzyulcowe ruby Smarownica Gniazdo krzyulca Klin krzyulca Sworze krzyulca

8. Piercie zaciskowy 9. Nakrtka 10. Podkadka 11. Zawleczka 12. Sworze z czopem do wodzida wahacza

35

Prowadnica krzyulca

Prowadnica krzyulca wykonana jest ze stalowego dwuteownika, jednak peny swj przekrj posiada jedynie na odcinku, po ktrym porusza si krzyulec. Dugo powierzchni roboczej prowadnicy rwna jest sumie niepenego skoku toka i dugoci krzyulca, tak wic w skrajnych pooeniach krzyulec wystaje nieco poza powierzchni lizgow prowadnicy. Na obu powierzchniach lizgowych (grnej i dolnej) znajduj si po 2 rowki suce do smarowania. Smar do dolnej powierzchni lizgowej dostaje si przez otwory wywiercone w obu kocach prowadnicy. Prowadnic krzyulca mocuje si z przodu do tylnej pokrywy cylindra za pomoc dopasowanych rub, a z tyu do wspornika ostojnicy, na ktrym zawieszone jest jarzmo i inne czci stawida. Midzy prowadnic a pokryw cylindra lub wspornik ostojnicy umieszcza si pytki brzowe umoliwiajce regulacj pooenia prowadnicy.

4. Osprzt.4.1 Urzdzenia zasilajce kocio wod.Oczywistym jest fakt, e podczas pracy parowozu jest zuywana para produkowana przez kocio. Aby zatem kocio mg kontynuowa produkcj pary, potrzebna jest w nim woda, z ktrej ta para powstanie, naley zatem j wtoczy do kota ze skrzyni wodnej tendra lub zbiornikw umieszczonych na parowozie (jeli jest to tendrzak). Przepisy wymagaj by parowz posiada dwa urzdzenia do podawania wody do kota, by w przypadku, gdy jedno z nich ulegnie awarii, drugie byo w stanie utrzyma kocio przy pracy. Powinny zatem mie odpowiednio wysok wydajno. Na parowozach byy stosowane dwa rodzaje przyrzdw dostarczajcych wod do kota. Byy to pompy tokowe oraz inektory (smoczki). Na parowozach polskiej konstrukcji stosowano prawie wycznie inektory rnych typw, wyjtek stanowio kilka sztuk parowozw serii Os24, ktre zostay wyposaone w pompy Dabeg. Bardziej rozpowszechnione pompy tokowe byy natomiast na kolejach niemieckich.

36

4.2 Pompy tokowe.Wyposaona w nie bya znaczna cz parowozw niemieckich, jednak po przejciu ich przez koleje polskie, pompy byy zastpowane inektorami. Pompy te byy umieszczane poza budk maszynisty, na pomostach prowadzcych wzdu kota. Zasadniczymi elementami pompy tokowej byy pompa wodna, powietrznik toczcy i silnik jedno- lub dwucylindrowy silnik parowy, przy czym toki silnika parowego i pompy wodnej osadzone byy na wsplnych trzonach. Pompa dziaaa dwustronnie, tzn, e jeli po jednej stronie toka nastpowao ssanie wody z tendra, to po jego drugiej stronie woda bya w tym samym czasie toczona. Pompy tokowe nie podgrzeway wody zasilajcej, konieczne wic byo stosowanie podgrzewaczy wody, ktre parowozach niemieckiej budowy umieszczane byy z reguy w charakterystyczny sposb w poprzek dymnicy.

4.3 Inektory.Ich przewaga nad pompami polegaa na tym, i woda w nich bya podgrzewana poprzez kontakt z par, co pozwolio wyeliminowa podgrzewacze, a tym samym uproci budow parowozu oraz uatwi jego naprawy i utrzymanie. Na polskich parowozach stosowane byy inektory na par wie i odlotow. Inektory na par wie mona podzieli na dwie grupy: inektory niessce i sscotoczce. Te pierwsze (np. inektor Nathana) musiay by umieszczone poniej dna zbiornikw wodnych tendra lub parowozu, co w praktyce oznaczao umieszczenie ich pod budk maszynisty. Takie umiejscowienie inektora wymuszone byo faktem, i musia mie on zapewniony grawitacyjny dopyw wody. Oba rodzaje inektorw na par wie potrzeboway do zasilania pary o cinieniu 6atm. i podgrzeway wod do temperatury 6070C. Inektory ssco-toczce (na PKP uywane byy inektory Friedmanna i Strubego) umieszczane byy w budce maszynisty, w pobliu kota. Zasada ich dziaania polega na wywoaniu przez par ssania wody z tendra, nadaniu jej duej prdkoci, ktra zamieniona na cinienie bdzie wystarcza do pokonania cinienia panujcego w kotle, a tym samym umoliwi wtoczenie do wody. Inektory te rniy si midzy sob drobnymi szczegami konstrukcyjnymi, niekiedy te iloci dysz, jednak zasada dziaania zawsze pozostawaa taka sama.

37

Zasada dziaania inektorw:

1. skrzynia wodna parowozu tendra 2. inektor 3. zawr parowy 4. rura doprowadzajca par 5. dysza parowa 6. dysza wodna

lub

7. dysza toczca 8. komora wodna 9. komora przelewowa 10. zawr przelewowy 11. rura przelewowa 12. zawr zwrotny 13. kocio

Inektor i skrzynia wodna tendra lub parowozu s poczone ze sob rur. Inn rur doprowadzona jest para, wpywa ona do inektora przez zawr. W kadubie inektora znajduj si dysze: parowa, wodna i toczca. Przekrj dwch pierwszych zwa si w kierunku przepywu, natomiast przekrj dyszy toczcej si rozszerza. Na pocztku dziaania inektora, kiedy zawr doprowadzajcy par zostaje lekko otwarty, para wpywa do dyszy parowej i w wyniku zetknicia z chodnymi elementami inektora skrapla si czciowo, co powoduje spadek cinienia. W tym samym czasie strumie pozostaej pary porywa powietrze i skroplon wod z komory wodnej do dyszy wodnej, co powoduje dalszy spadek cinienia przy wylocie dyszy parowej. Skutkiem tego jest zassanie wody ze skrzyni wodnej. Powietrze i skroplona para wpdzone do dyszy wodnej, na skutek napotkania przeciwcinienia panujcego w dyszy toczcej i przewodzie wodnym przedostaj si szczelin pomidzy dysz wodn a toczc do komory przelewowej, a stamtd wypywaj na zewntrz przez zawr przelewowy i rur. Nastpnie zawr przelewowy 38

samoczynnie si zamyka pod wpywem spadku cinienia w komorze przelewowej. Nastpnie zimna woda dopywajca ze skrzyni wodnej stykajc si z wpywajc przez zawr par, powoduje jej prawie cakowite skroplenie i dalszy spadek cinienia w komorze wodnej, co skutkuje zwikszeniem dopywu wody. Po zassaniu wody zawr parowy musi by ju cakowicie otwarty, aby zapewni dopyw takiej iloci pary, ktra zapewni przepyw odpowiedniej iloci wody. Para dopywajca do inektora, poniewa dopywa zwajc si dysz, nabiera znacznej prdkoci, i napotykajc w komorze wodnej zimn wod, nadaje jej rozpd oraz ulega czciowemu skropleniu, co podtrzymuje ssanie wody. Powstaa w ten sposb mieszanina wody i pary przepywajc przez zwajc si dysz wodn nabiera znacznej prdkoci (dochodzcej do 70 - 80m/s) i wskutek kontaktu z gorc par ulega ogrzaniu. Gorca ju woda przepywajc przez rozszerzajc si dysz toczc wytraca prdko, a jej energia kinetyczna zamieniona zostaje na cinienie, ktre jest wysze ni cinienie panujce w kotle. W oczywisty sposb powoduje to otwarcie zaworu zwrotnego i wtoczenie wody do kota. Proces toczenia wody do kota doprowadzajcego par do inektora. mona zakoczy przez zamknicie zaworu

Wydajno stosowanych na polskich parowozach inektorw na par wie wynosia 125, 180, 250 i 300l/min. Inektory na par odlotow cechoway si wiksz, ni te na par wie, sprawnoci ciepln, ze wzgldu na to, e wykorzystuj one energi pary odlotowej, ktrej 10 - 15% mona doprowadzi z rury wylotowej nie pogarszajc cigu w dymnicy. Ich dodatkow zalet jest wysza ni w przypadku urzdze na par wie, temperatura podgrzewania wody, ktra wynosia 90C. Natomiast wad takich inektorw by fakt, i przy niskim cinieniu pary odlotowej niemoliwe byo nadanie jej prdkoci wystarczajcej do zassania wody z tendra, tak wic musiay one by umieszczone pod budk maszynisty, by woda moga spywa do nich grawitacyjnie. Inektory na par odlotow miay tez bardziej skomplikowana budow, poniewa musiay dziaa nawet w momencie, gdy nie ma dopywu pary odlotowej. Wykorzystyway wtedy do pracy par wie.

4.4 Zawory zasilajce.Woda dostarczana do kota przez kade z urzdze zasilajcych, przej musiaa przez zawr zasilajcy, osobny dla kadego urzdzenia. Zawr zasilajcy stanowi poczenie dwch zaworw w jednym kadubie: zaworu zwrotnego i odcinajcego. Zawr odcinajcy jest podczas pracy kota stale otwarty, a zamykano go rcznie wycznie w przypadku awarii lub nieszczelnoci zaworu zwrotnego. Zawr zwrotny natomiast otwiera si pod naciskiem wody podawanej z zewntrz i zamyka si zaraz po zakoczeniu pracy urzdzenia zasilajcego.

4.5 Mechaniczny podajnik wgla (stoker).Kiedy parowozy zaczy osiga rozmiary na tyle due, e rczna obsuga rusztu bya zbyt wyczerpujca, a zatem nieefektywna i niewystarczajca, naleao zapewni inny sposb narzucania wgla na ruszt. Opracowano urzdzenie mechaniczne zasilajce ruszt wglem, od nazwiska konstruktora nazwane stokerem. Urzdzenie to znacznie uprocio obsug parowozu oraz pomniejszyo jej koszty, jako e na duych parowozach, pozwolio 39

wyeliminowa konieczno zatrudniania trzeciej osoby - palacza. Poza tym, stoker wyeliminowa konieczno czstego otwierania drzwiczek paleniska, a co za tym idzie, znacznie ograniczy ilo dostajcego si do zbdnego, zimnego powietrza, co w oczywisty sposb poprawio sprawno parowozu. Cae urzdzenie skada si z trzech zasadniczych czci: gowicy rozdzielczej (wbudowanej w cian drzwiczkow stojaka), urzdzenia podawczego, oraz napdzajcego je silnika parowego. Szczegy konstrukcji stokera przedstawia poniszy rysunek:

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

koryto ruba podawcza szczki przekadnia zbata na tendrze ruba podawcza na parowozie rura teleskopowa poczenia kuliste

8. rozdzielacz pary 9. rozdzielacz wgla 10. pyty kierujce 11. silnik parowy 12. wa napdowy 13. sprzgi przegubowe

4.6 Urzdzenie podawcze.Urzdzenie to ma posta przewodu ze rub przesuwajc wgiel ze skrzyni wglowej na tendrze do gowicy rozdzielczej. Cz tego urzdzenia jest umieszczona na tendrze, a cz w parowozie. Na tendrze znajduje si koryto, umiejscowione w dnie skrzyni wglowej, a w nim jest ruba (podobna jak w maszynce do mielenia misa). Na kocu koryta znajduj si szczki, ktrych zadaniem jest kruszenie duych bry wgla na mniejsze kawaki. Druga cz przewodu podawczego umieszczona jest pod podog budki maszynisty, spod ktrej wyania si przy samej cianie drzwiczkowej stojaka. Koniec tego przewodu dostosowany jest do ksztatu otworu drzwiczkowego, w ktrym jest umieszczony. 40

Obie wyej wymienione czci poczone s rur teleskopow mieszczc w sobie wyej opisan rub. Poszczeglne czci przewodu podawczego poczone s zczami kulistymi, co umoliwia odksztacanie si go podczas biegu parowozu, np. po uku. Czci ruby poczone s sprzgami przegubowymi, dziki czemu moliwe jest przenoszenie na nie siy napdowej przy jednoczesnym odksztacaniu caoci urzdzenia.

4.7 Gowica rozdzielcza.Ta cz stokera skada si z dwch zasadniczych elementw: rozdzielacza pary oraz rozdzielacza wgla. Rozdzielacz pary ma przy kocu przewodu podawczego 16 otworw nawierconych pod odpowiednim ktem. Poczone s one w 5 grup, a kada z nich obsuguje odpowiedni cz rusztu. Narzucanie wgla nastpuje przy pomocy silnego strumienia pary wyrzucajcego w odpowiednim kierunku kawaki wgla podawane przez rub. Dopyw pary do kadej z grup otworw reguluje odpowiedni zawr. Oprcz tego pomidzy rozdzielaczem pary a kotem znajduje si jeszcze gwny zawr, ktrego zadaniem jest odcinanie dopywu pary do caego urzdzenia. Rozdzielacz wgla zbudowany jest z dwch pyt, kadej umieszczonej z jednej strony koca przewodu podawczego, ktre kieruj kawaki wgla na pask powierzchni rozdzielacza. Na niej umieszczonych jest 5 eber, ktre dziel j na 6 czci. Z kadej z nich wgiel kierowany jest na odpowiedni cz rusztu. Otwierajc lub przymykajc zawory mona regulowa si, z jak wgiel jest wyrzucany na odpowiadajc mu cz rusztu. Budowa rozdzielacza pary oraz rozdzielacza wgla: 1. 2. 3. 4. rozdzielacz pary zawory parowe zawr gwny rozdzielacz wgla

4.8 Silnik parowy.Silnik ten napdza rub podawcz. Od iloci jej obrotw zaley ilo wgla narzucanego na ruszt w jednostce czasu. Silnik ten jest dwucylindrowy bliniaczy. Moe on pracowa zarwno "do przodu" jak i "wstecz". Bieg wsteczny przydaje si w przypadku zakleszczenia si wikszej bryy wgla lub innego przedmiotu (np. kamienia) w szczkach lub przewodzie podawczym. Silnik napdza wa, ktry poprzez przekadni zbat przekazuje moment obrotowy na rub urzdzenia podawczego. Umieszczony jest on na tendrze, w przedniej jego czci. Umieszczenie napdu stokera powoduje niestety zmniejszenie pojemnoci skrzyni wodnej tendra.

41

4.9 Przyrzdy wodowskazowe.Przyrzdy wodowskazowe su do kontroli poziomu wody w kotle. Kontrola ta ma kluczowe znaczenie dla bezpieczestwa obsugi parowozu. Przepisy kotowe stanowi, e poziom wody ponad podniebieniem nie powinien by niszy ni 10cm. W przeciwnym wypadku mogoby doj do nadmiernego rozgrzania cian paleniska, skutkiem czego moe by ich wydcie lub nawet eksplozja kota. Na kadym parowozie powinny by dwa urzdzenia wskazujce poziom wody, dziaajce niezalenie od siebie. Zasadniczo stosowane s dwa rodzaje takich przyrzdw: s to kurki probiercze oraz wodowskaz.

Kurki probierczeZ reguy stosuje si zestaw trzech kurkw probierczych, umieszczonych na rnej wysokoci, w taki sposb, e najniszy z nich znajduje si na wysokoci najniszego dopuszczalnego poziomu wody w kotle. Jeli zostanie otwarty, zawsze powinna z niego wypywa woda. Z najwyszego kurka zawsze powinna wypywa para, a ze rodkowego woda lub para. Kurki probiercze okazay si niezbyt praktycznym przyrzdem wskazujcym poziom wody, poniewa na skutek czstego otwierania trac szczelno i wwczas wypywa z nich zarwno woda jak i para. Ponadto gorca woda z dolnego kurka paruje, a para z grnego skrapla si, tak wic widoczna wida zarwno wod jak i par, co moe wprowadzi druyn w bd co do rzeczywistego poziomu wody w kotle.

WodowskazyAby unikn problemw powstajcych przy stosowaniu kurkw probierczych, na wielu parowozach stosuje si dwa wodowskazy, dziaajce niezalenie od siebie. Ich dziaanie oparte jest na zasadzie naczy poczonych. Typowy wodowskaz skada si z rurki szklanej (szka wodowskazowego) poczonej od gry z przestrzeni parow kota a od dou z przestrzeni wodn. Zarwno grne jak i dolne poczenie jest zaopatrzone w kurek odcinajcy, umoliwiajcy odcicie wodowskazu np. w przypadku stuczenia szka. We wntrzu kurkw odcinajcych umieszczone s kulki, ktre w przypadku stuczenia szka pod wpywem cinienia pary zatykaj kurek. Ponadto wodowskaz posiada rwnie kurek umoliwiajcy przedmuchanie szka oraz jego pocze z kotem. Na cianie stojaka za wodowskazem umieszcza si tabliczk malowan w biae i czarne pasy, na ktrych wyraniej wida poziom wody w szkle, dziki temu, e paski widziane poprzez sup wody 42

wydaj si by ukone w odwrotn stron ni widziane bezporednio. Na tabliczce tej jest rwnie oznaczony najniszy dopuszczalny poziom wody (NPW). Oznaczenia na rysunku: 1. 2. 3. 4. 5. 6. szko wodowskazowe uszczelka gumowa kulka kurka odcinajcego rczka kurka odcinajcego dolny kurek rczka dolnego kurka

W pooeniu otwartym (A) rczki kurkw skierowane s w d, a kulki le na dole. W przypadku uszkodzenia szka, strumie wypywajcej pary porywa kulk, przesuwa j do otworu kurka tym samym go zamykajc. Jeli rczki kurkw ustawimy poziomo (B), wwczas kurki s zamknite a wodowskaz jest odcity od kota i wwczas, jeli zachodzi konieczno, mona wymieni szko wodowskazowe. Ustawienie rczek kurkw w gr (C), powoduje uoenie kulek w takim punkcie, e ani woda ani para nie mog ich porwa. Wwczas mona przedmucha wodowskaz. A tego dokonuje si w sposb nastpujcy: zamkn oba kurki odcinajce i otworzy trzeci kurek, umieszczony u spodu wodowskazu, a nastpnie: ustawi grny kurek odcinajcy w pozycj C aby przedmucha grne poczenie wodowskazu z kotem oraz szko ustawi w pozycj C dolny kurek odcinajcy (przy zamknitym grnym) aby przedmucha dolne poczenie wodowskazu z kotem

Wodowskaz dziaa poprawnie wwczas, gdy otwarte s oba poczenia z kotem. Jeli zamkniemy grne poczenie, wwczas cinienie pary naciskajc na powierzchni wody w kotle spowoduje wypenienie szka wodowskazu wod. Jeli natomiast zamkniemy dolne poczenie, poziom wody w szkle nie bdzie si zmienia. Podobnie stanie si w przypadku zamknicia obu pocze, czyli odcicia wodowskazu. Bdne wskazania wodowskazu moe spowodowa rwnie niecakowite otwarcie obu pocze, a zwaszcza grnego. W takim wypadku na skutek dawienia pary, w grnej czci wodowskazu bdzie panowa nisze cinienie ni w kotle i poziom wody widoczny w szkle bdzie zawyony. Nieco zawyony poziom wody wodowskaz pokazuje rwnie podczas otwarcia przepustnicy. Wwczas para uchodzi z kota, a woda gwatownie paruje i na skutek obecnoci w niej pcherzykw pary, ma wiksz objto.

43

Oprcz opisanych wyej wodowskazw, na niektrych parowozach stosowane s wodowskazy Klingera, rnice si nieznacznie budow. W tych wodowskazach rurka szklana zastpiona jest metalow przechodzc w swojej rodkowej czci w podun, otwart z przodu komor. W otwartej czci komory umieszczone jest szko obkowane. Poziom wody w tym wodowskazie jest wyranie widoczny, dziki temu, e cz wodowskazu wypeniona wod jest ciemna, a reszta jasna.

4.10 Piasecznica.W rnych sytuacjach zdarza si, e sia tokowa jest wiksza ni sia tarcia pomidzy koami parowozu a szynami, co prowadzi do polizgu k. Ma to miejsce najczciej podczas stromych podjazdw lub przy gwatownym ruszaniu z miejsca lub ruszaniu z cikim skadem. Na zmniejszenie przyczepnoci parowozu maj te wpyw czynniki atmosferyczne takie jak deszcz, mga, ld osadzajcy si na szynach podczas mrozw czy te opadajce jesieni licie. Zadaniem piasecznicy jest zwikszenie wspczynnika tarcia pomidzy koami osi wizanych parowozu a szynami poprzez posypanie ich piaskiem, co pozwala w wikszoci sytuacji wyeliminowa polizg k. Zasadniczym elementem piasecznicy jest zbiornik piasku umieszczony na kotle parowozu. W nim umieszcza si dobrze wysuszony piasek, ktry w razie potrzeby jest podawany pod koa za pomoc rur. Rury te prowadz w poblie miejsc, gdzie koa stykaj si z szynami. Ich wyloty s cite rwnolegle do szyn i niekiedy stokowato rozszerzone. Pierwsze piasecznice byy napdzane rcznie za pomoc dwigni i ciga. Piasecznica taka jednoczenie wzruszaa piasek w zbiorniku i wpuszczaa go do rur. Piasecznice takie zostay wyparte przez piasecznice o napdzie pneumatycznym. Uruchamia si je za pomoc kurka umieszczonego w budce maszynisty, ktry czy gwny zbiornik powietrza z dyszami umieszczonymi przy zbiorniku piasku. Dysze te wdmuchuj piasek do rur prowadzcych pod koa parowozu. 44

Budowa kurka powietrznego piasecznicy

1. 2. 3. 4.

od gwnego zbiornika powietrza do piasecznicy suwak rczka

Kurek powietrzny piasecznicy jest trjpozycyjny. W pooeniu rodkowym (I) odcina on piasecznic od zbiornika powietrza. W pozostaych pooeniach dysze piasecznicy s poczone z gwnym zbiornikiem powietrza, przy czym pozycja II suy do jazdy naprzd, a pozycja III do jazdy w ty. Zasadnicz czci kurka jest okrgy suwak zaopatrzony w wycicie o ksztacie umoliwiajcym czenie przewodw od zbiornika i do piasecznicy.

45

Budowa dyszy

1. 2. 3. 4. 5.

kadub dyszy dysza otwr mniejszy otwr wikszy rura piasecznicy

Kada dysza umieszczona jest w kadubie przymocowanym do zbiornika piasecznicy. Powietrze wydmuchiwane przez jej mniejszy otwr rozlunia piasek i powoduje jego wpadanie do kaduba, a powietrze wychodzce z wikszego otworu kieruje piasek do rury.

4.11 Gwizdawka parowozowa.Gwizdawka jest najczciej stosowanym na parowozach urzdzeniem do sygnalizacji dwikowej. Jej budowa - niezwykle prosta, ale jake skuteczna, nie zmienia si zbytnio na przestrzeni lat. Na niektrych parowozach zamontowano wprawdzie oprcz niej "trby" pneumatyczne, a na Ty51 zostaa zastpiona przez wielotonow syren, jednak to wanie jej dwik jest jednym z najbardziej charakterystycznych dla trakcji parowej.

46

Budowa gwizdawki i jej sposb dziaania przedstawiaj si nastpujco: 1. 2. 3. 4. 5. 6. rura doprowadzajca par rozszerzenie rury ruchomy grzybek gniazdo oporowe grzybka szczelina dzwon

Po naciniciu grzybka, para znajdujca si w rurze przepywa nad nim, a potem przez wsk szczelin o piercieniowym ksztacie. Dziki niewielkim rozmiarom tej szczeliny, uzyskuje si bardzo wysok prdko przepywu pary. Nastpnie para trafia na ostr krawd dzwonu. Wprawia go w ten sposb w wibracje, co powoduje znany wszystkim, bardzo donony dwik. Wysoko i gono tego dwiku zale od ksztatu i rozmiarw dzwona.

5. Pozostae podzespoy.5.1 Budka maszynisty.Budka maszynisty suy do ochrony druyny parowozowej podczas pracy. Jej konstrukcja powinna zapewnia druynie bezpieczestwo oraz moliwie najwiksz wygod obsugi parowozu i obserwacji szlaku. Pierwsze budki na parowozach europejskich pojawiy si w poowie XIX wieku, miay wwczas posta ciany z oknami, chronicej druyn zaledwie od przodu. Taka "budka" bya niekiedy zwana "okularami". Z czasem zaczto dodawa dach, z pocztku krtki, pniej sigajcy coraz dalej. Pojawiy si rwnie ciany boczne oraz mae cianki tylne umieszczone bezporednio za stanowiskami mechanika i pomocnika. Wolna przestrze pomidzy nimi bya zasaniana brezentow zason majc za zadanie chroni druyn przed niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, zwaszcza podczas jazdy tendrem naprzd. Bya to tzw. budka otwarta. Wejcie do niej byo zabezpieczone niskimi drzwiami umieszczonymi na pomocie czcym parowz z tendrem. Przestrze ponad tymi drzwiami nie bya niczym zabezpieczona. Inaczej sprawa miaa si w przypadku tendrzakw. Te parowozy od pocztku miay budk zamknit, ktrej tyln cian stanowia z reguy skrzynia wglowa. Pierwsza na wiksz skal zamknita budka w europejskich parowozach z tendrem pojawia si w 1941 roku w maszynach budowanych przez Niemcw dla okupowanej wwczas Norwegii. Wkrtce potem zaczto je stosowa w parowozach wojennych serii 52 i 42 (PKP: 47

Ty2 i Ty3). Po wojnie staa si ona standardem rwnie w Polsce, byy w ni wyposaane wszystkie serie polskich parowozw powojennych. W Ameryce natomiast, zamknita budka bya stosowana na wszystkich parowozach, od pocztku historii amerykaskich kolei. Co ciekawe, znane s konstrukcje amerykaskie wyposaone w dwie budki - dla maszynisty umieszczon w poowie dugoci parowozu oraz dla pomocnika - umieszczon tradycyjnie przy stojaku kota. Niekiedy rozmiary budki uniemoliwiay zmieszczenie jej na ostoi parowozu. Wwczas jej cz bya umieszczana na tendrze, noszc nazw kontrbudki. Takie rozwizanie w Polsce pojawio si na obu parowozach serii Pm36 oraz na wskotorowych maszynach Px48 i Px49. ciany najczciej spotykanych budek maszynisty, wykonane byy z blachy o gruboci 3 - 4 mm, a dach z blachy o gruboci 2 - 3mm. Dla zapewnienia odpowiedniej sztywnoci ciany budki byy wzmacniane przynitowanymi do nich ktownikami. Od wewntrz budka maszynisty bya wyoona deskami, co miao na celu popraw izolacji termicznej. Zarwno przednia, jak i tylna ciana budki maszynisty wyposaona bya w okna umoliwiajce obserwacj szlaku. Okna umieszczone w przedniej cianie budki mona otwiera przez ich obrcenie wok pionowej osi. Czsto spotykanym rozwizaniem s rwnie drzwi w przedniej cianie budki, umieszczone po stronie pomocnika. Umoliwiaj one przejcie z budki bezporednio na pomost. W okna wyposaona bya oczywicie rwnie tylna ciana budki. Ona posiadaa rwnie osonity brezentowym fartuchem otwr sucy do nabierania wody z tendra. W niektrych parowozach wskotorowych (np. Px38) w tylnej cianie budki znajdoway si drzwi umoliwiajce przejcie na tender.

Boczne ciany take posiaday okna - najczciej dwa, z ktrych jedno byo odsuwane, a drugie stae. W budkach parowozw wojennych dla uproszczenia konstrukcji, rezygnowano ze staego okna. Oprcz okien, w bocznych cianach budki znajdoway si rwnie otwierane do wewntrz drzwi. Zasadniczo stosowane byy ich dwa rodzaje: zwyke, jednoczciowe przeszklone, oraz niskie, ktrych grna cz zastpiona bya przeszklon klap opuszczan z 48

gry. Niektre parowozy (zwaszcza przemysowe, np. "Ferrum" oraz liczne wskotorowe) nie posiaday teje klapy. Podoga budki maszynisty wykonana jest z desek i wyoona blach przy drzwiczkach paleniskowych. Blach s rwnie przykryte otwory w pododze suce do dogldania urzdze sprzgowych znajdujcych si w skrzyni sprzgowej pod budk. Podoga budki jest przymocowana bezporednio do wspornikw ostoi. Znaczn cz wntrza budki zajmuje tylna cz stojaka kota, na ktrym umieszczone s urzdzenia pomiarowe oraz dwignie i pokrta zaworw urzdze sucych do sterowania prac parowozu, a niekiedy rwnie inektory (np. Strubego). Dodatkowe wyposaenie budki stanowi: skrzynka na narzdzia umieszczona z reguy nad otworem do nabierania wgla, siedzenia dla obsugi i znajdujce si czsto pod nimi skrzynki na rzeczy osobiste, owietlenie wntrza oraz tablica rozdzielcza suca do sterowania owietleniem wewntrznym i zewntrznym parowozu, przymocowana do sufitu nad stanowiskiem maszynisty.

5.2 Owietlenie parowozu .Na przestrzeni dziejw koleje polskie stosoway rne systemy owietlenia parowozw: od gazowego, stosowanego na starszych maszynach przejtych po I wojnie wiatowej, do coraz nowoczeniejszych systemw owietlenia elektrycznego. Na polskich parowozach stosowano m. in. owietlenie elektryczne firmy ERA, na parowozach budowy niemieckiej przejtych po II wojnie wiatowej przez pewien okres pozostawiano oryginalne owietlenie. Jak atwo si domyli, mnogo typw instalacji elektrycznych utrudniaa ich utrzymanie i naprawy. Poczwszy zatem od lat 60tych XX wieku zaczto wyposaa parowozy w znormalizowan instalacj elektryczn nowego typu, stosowan na nich do dzi.

Budowa instalacjiZasadniczymi elementami instalacji elektrycznej parowozu s turbogenerator, tablica rozdzielcza, skrzynki rozgane i oczywicie punkty wietlne:

latarnie sygnaowe, umieszczone najczciej na czoownicy parowozu, aczkolwiek w niektrych maszynach serii Ok22 i Ty23 montowane byy na pomostach. Niektre parowozy posiaday rwnie dodatkowy reflektor umieszczony na drzwiach dymnicy. latarnie sygnaowe umieszczone na czole tendra - najczciej na skrzynce narzdziowej lub bezporednio na cianie czoowej tendra (w przypadku gdy tender nie posiada osobnej skrzynki narzdziowej) lampy pomostowe zamontowane pod pomostami po bokach parowozu, owietlajce mechanizm napdowy i stawido lampa sufitowa w budce maszynisty oraz lampa umieszczona na wystajcej nad tender czci dachu budki i owietlajca skrzyni wglow tendra (w parowozach z otwart budk maszynisty) lampy owietlajce wodowskazy i prdkociomierz

Przewody elektryczne pomidzy elementami ukadu prowadzone s w stalowych rurkach o nachyleniu 1:200 w stron skrzynek rozganych. Rozwizanie to ma na celu odprowadzenie wody. Instalacj elektryczn uzupeniaj ponadto gniazdka do podczenia lampy przenonej umieszczone na czole parowozu i tendra.

49

Budow caego ukadu elektrycznego przedstawia rysunek:

1. 2. 3. 4. 5.

turbogenerator tablica rozdzielcza przewody elektryczne w rurkach skrzynka rozgana gniazdo do podczenia lampy przenonej 6. wycznik

7. lampa sufitowa w budce 8. lampa prdkociomierza 9. lampy wodowskazw 10. lampy pomostowe 11. lampa tendrowa 12. latarnie sygnaowe

Tablica rozdzielczaTablica rozdzielcza umocowana bya do sufitu budki ponad stanowiskiem maszynisty. Umieszczono w niej bezpieczniki wszystkich punktw wietlnych oraz bezpieczniki gwne. Ponadto tablica rozdzielcza posiadaa wczniki wszystkich lamp i potencjometr sucy do regulacji natenia wiata latar sygnaowych parowozu i tendra. Oto schemat pocze tablicy rozdzielczej:

50

1. 2. 3. 4. 5.

przewody z prdnicy lampa tendra lampa pomostowa czerwone wiato parowozu latarnia sygnaowa parowozu

6. czerwone wiato tendra 7. latarnia sygnaowa tendra 8. potencjometr regulujcy natenia wiata latarni sygnaowych

Latarnia sygnaowaLatarnia sygnaowa skada si z duego lustra szklanego o parabolicznym ksztacie, w ktrego centralnej czci umieszczona jest arwka o mocy 100 W. W dolnej czci latarni umieszczone jest rdo wiata czerwonego, ktre stanowi arwka o mocy 25 W umieszczona za czerwonym szkem. Z tyu tej arwki znajduje si metalowa przysona zabezpieczajca przed owietlaniem przez ni gwnego lustra latarni. Budowa latarni sygnaowej przedstawia si nastpujco:

1. obudowa 2. drzwiczki 3. oprawa zwierciada 4. obudowa wiata czerwonego 5. tulejka oprawy 6. uszczelka gumowa 7. piercie dociskowy 8. piercie 9. podkadka 10. piercie dociskowy 11. uszczelka 12. szyba 13. oprawa szka czerwonego 14. przysona 15. arwka o mocy 100 W 16. arwka o mocy 25 W 17. paraboliczne zwierciado 18. szyba czerwona

TurbogeneratorNa polskich parowozach turbogenerator umieszczony by z reguy na pomocie przed budk maszynisty. Skada si on z prdnicy produkujcej prd o napiciu 25 V i jednostopniowej turbiny parowej j napdzajcej. Turbina ta napdzana jest par nasycon z centralnej odbiornicy pary. Para za pomoc kierownic nakierowywana jest na opatki turbiny. 51

Maksymalna prdko obrotowa turbiny wynosi 3600 obr./min i jest regulowana za pomoc regulatora odrodkowego. Kiedy prdko obrotowa turbiny wzronie za bardzo, dwignia regulatora pod wpywem siy odrodkowej powstajcej w sprynie, przymyka suwakiem okna wlotu pary, co skutkuje zmniejszeniem jej dopywu i spadkiem prdkoci obrotowej turbiny. Budowa turbogeneratora:

1. prdnica 2. kadub turbiny parowej 3. wa prdnicy 4. kierownica 5. wirnik turbiny 6. dysza 7. spryna regulatora 8. dwignia regulatora 9. tarcza regulatora 10. pokrywa kaduba turbiny 11. tuleja suwaka 12. suwak 13. spryna suwaka 52

6. Inne zagadnienia.6.1 Moc i sia pocigowa parowozu.Moc i si pocigow parowozu mierzy si na obwodzie k napdnych lub na haku parowozu lub tendra. W tym drugim przypadku oczywicie otrzymujemy moc lub si pocigow po odjciu mocy potrzebnej na poruszenie samego parowozu. Omawiane wielkoci nie s stae, zale od prdkoci z jak porusza si parowz. Moc i si pocigow parowozu okrelaj nastpujce czynniki:

wydajno kota - produkcja odpowiedniej iloci pary o waciwym cinieniu moc silnika - zaley od liczby i rozmiarw cylindrw parowych oraz od konstrukcji mechanizmu napdowego ciar przyczepny parowozu

O mocy parowozu decyduje ten czynnik, ktry zapewnia najmniejsz moc, jako e nadwyka mocy oparta na pozostaych czynnikach albo nie moe by wykorzystana, albo moe by wykorzystywana przez krtki czas. Kocio powinien wytwarza tyle pary ile potrzebuje silnik parowy. Teoretycznie ilo pary o waciwym cinieniu i temperaturze odpowiada iloci ciepa wydzielonego przy spalaniu wgla, w praktyce jednak jest o wiele mniejsza z powodu tzw. strat kotowych. Stosunek iloci ciepa przyjtego przez 1 kg wody przy wytworzeniu z niej pary o pewnym cinieniu i temperaturze do wartoci opaowej spalanego przy tym paliwa nazywamy sprawnoci kota. Maleje ona wraz ze wzrostem natenia rusztu, czyli iloci paliwa spalanego na 1m2 rusztu w cigu godziny. Odwrotnie sprawa ma si w przypadku wydajnoci kota, czyli iloci pary wytwarzanej w cigu godziny, ktra ronie przy rosncym nateniu rusztu. Wszystkie czynniki wpywajce na wzrost mocy silnika zwikszaj zuycie pary. Zwikszajc napenienie cylindrw, zuywamy przy kadym skoku toka wicej pary. Im szybciej jedzie parowz tym czciej nastpuje napenianie, i jeli nie zmniejszy si napenienia cylindrw, zuycie pary bdzie wiksze od wydajnoci kota i nastpi spadek cinienia w kotle, a co za tym idzie - spadek mocy parowozu. Tak wic najwiksz moc parowz osiga przy najwikszym napenieniu i przy maej prdkoci.Jak atwo si domyli, dua sia pocigowa oznacza zdolno parowozu do prowadzenia skadw o duej masie i do pokonywania duego oporu ruchu, np. podczas jazdy pod grk. Sia pocigowa nie moe jednak przekroczy siy przyczepnej k napdnych do szyn, aby nie wywoa polizgu k napdnych. Przyczepno mona zwiksza np. przez zwikszenie ciaru przyczepnego parowozu lub przez zwikszenie wspczynnika tarcia midzy koami a szynami. To ostatnie jest moliwe przy zastosowaniu piasecznicy. Si pocigow na haku otrzymujemy przez odjcie od siy pocigowej na obwodzie k napdnych siy pokonujcej opr ruchu parowozu z tendrem. Opr ten zaley od:

konstrukcji parowozu szybkoci z jak si porusza parowz czynnikw atmosferycznych profilu linii 53

Sprawno oglna parowozu, czyli stosunek wykonanej pracy uytecznej do zuytej energii, jest niska i wynosi okoo 6 - 10%. Maj na to wpyw rne czynniki, z ktrych najbardziej znaczcym jest strata ciepa w silniku parowym, gdzie wikszo ciepa zabiera para odlotowa.

Jak obliczy moc i si pocigow parowozu?Moc: Sia F0 z ktr para dziaa na tok jest rwna iloczynowi powierzchni roboczej jego tarczy przez przecitne cinienie wypadk