Танковый локомотив - Tank locomotive

Бак локомотив или бак двигателя является паровоз , который несет свои воды в одном или более на борту водных резервуаров , вместо более традиционного тендера . Большинство танковых двигателей также имеют бункеры (или топливные баки ) для хранения топлива; в локомотиве с тендерной цистерной тендер содержит часть или все топливо, а также может содержать немного воды.

Существует несколько различных типов тепловозов-цистерн, различающихся расположением и стилем резервуаров для воды и топливных бункеров. У наиболее распространенного типа баки устанавливаются по обе стороны от котла. Этот тип появился примерно в 1840 году и быстро стал популярным для промышленных задач, а затем для маневровых работ и работы на магистральных линиях на короткие расстояния .

Танковые локомотивы имеют преимущества и недостатки по сравнению с традиционными локомотивами, которые требуют отдельного тендера для перевозки необходимой воды и топлива.

История

Происхождение

Чертеж новинки с изображением большого колодца между колесами и под рамой.

Первым танковым локомотивом была новинка, которая участвовала в испытаниях в Рейнхилле в 1829 году. Это был образец колодезного резервуара . Однако наиболее распространенная форма бокового бака датируется 1840-ми годами; один из первых таких локомотивов был поставлен Джорджем Ингландом и компанией из Нью-Кросса подрядчикам, строившим ветку Сифорд для лондонской железной дороги Брайтон и Южное побережье в 1848 году. Идея быстро прижилась, особенно для промышленного использования, и пять производителей представили свои образцы на Большой выставке 1851 года. Это были EB Wilson and Company , William Fairbairn & Sons , Джордж Инглэнд, Китсон Томпсон и Хьюитсон и Уильям Бриджес Адамс . К середине 1850-х годов можно было обнаружить, что танковые локомотивы выполняли различные основные линейные и промышленные роли, особенно те, которые предполагали более короткие поездки или частую смену направления.

Типы танковых тепловозов

Есть несколько типов танковых локомотивов, в зависимости от расположения и стиля цистерн с водой. К ним относятся боковой резервуар , седельный резервуар , багажный резервуар , колодец и другие.

Боковой бак

Боковые баки - это баки кубовидной формы, которые расположены по обеим сторонам котла и простираются на всю или часть длины котла. Борта цистерны доходят до рабочей платформы, если таковая имеется, по крайней мере, на часть своей длины. Это была обычная конфигурация в Великобритании.

Длина боковых баков часто ограничивалась, чтобы обеспечить доступ к клапанному механизму (внутреннее движение). Баки, которые располагались по всей длине котла, обеспечивали большую емкость по воде, и в этом случае вырезы в прямоугольном баке давали доступ к механизму клапана. Баки с более длинными бортами иногда сужались спереди, чтобы улучшить обзор вперед. Боковые баки почти все останавливались на конце ствола котла или перед ним, а дымовая камера выступала вперед. Некоторые конструкции доходили до передней части дымовой коробки, и их называли «утюги».

Седельный бак

Резервуар для воды находится наверху котла, как седло на лошади. Обычно резервуар имеет криволинейное поперечное сечение, хотя в некоторых случаях имелись прямые стороны, увенчанные изгибом (например, перевернутой буквой «U»), или даже формой овала (вогнутая дуга, переходящая в выпуклую дугу). Уолтер Нильсон запатентовал седловую конструкцию бака в 1849 году.

Седельные цистерны были популярным устройством, особенно для небольших локомотивов, используемых в промышленности. Это давало больше воды, но ограничивало размер котла и ограничивало доступ к нему для чистки. Кроме того, локомотив имеет более высокий центр тяжести и, следовательно, должен работать на более низких скоростях. Видимость водителя также может быть ограничена, что опять же ограничивает безопасную скорость.

Квадратная форма топки Belpaire не легко помещается под седловым баком, поэтому в большинстве седельных баков вместо него был сохранен старый котел с круглым верхом . Несколько американских локомотивов использовали седельные цистерны, которые закрывали только ствол котла перед топкой.

Вода в баке слегка подогревается бойлером, что снижает потерю давления, возникающую при впрыске холодной питательной воды в бойлер. Однако, если вода становится слишком горячей, форсунки теряют эффективность и могут выйти из строя. По этой причине танки часто останавливались перед более горячей и неизолированной дымовой коробкой .

СМИ, связанные с локомотивами седельных цистерн на Викискладе?

Паньерный танк

А ГУВ 57xx класс панье бак локомотив

Резервуары Pannier представляют собой резервуары коробчатой ​​формы, расположенные по бокам котла, похожие на боковые резервуары , но не доходящие до ходовых пластин локомотива, оставляя пространство между каждым резервуаром и ходовой пластиной. Компоновка корзины снижает центр тяжести по сравнению с седельным резервуаром , при этом обеспечивая легкий доступ к механизму клапана, который последний давал. Резервуары Pannier названы так из-за того, что их расположение схоже с положением корзины на вьючных животных . СМИ, связанные с танковыми локомотивами Pannier, на Викискладе?

использование

Британия

В Великобритании локомотивы Pannier Tank использовались почти исключительно Великой Западной железной дорогой . Первые танки Great Western были переделаны из седельных локомотивов, когда их перестраивали в начале 1900-х годов с топкой Belpaire . Были трудности с размещением плоской верхней части последнего внутри окружающего седлового резервуара, что уменьшало емкость и увеличивало тенденцию к перегреву воды в резервуаре. Танковые локомотивы Pannier часто считаются символом GWR.

Бельгия

В Бельгии цистерны использовались по крайней мере с 1866 года, снова вместе с локомотивами Belpaire, построенными для бельгийского государства и для la Société Générale d'Exploitatation (SGE) , частной компании, объединяющей небольшие второстепенные линии.

Ну танк

В этой конструкции, которая использовалась в более ранних и небольших локомотивах, вода накапливается в «колодце» на нижней стороне локомотива, обычно между рамами локомотива. Это устройство было запатентовано С. Д. Дэвисоном в 1852 году. Это не ограничивает доступ к котлу, но пространство там ограничено, и поэтому конструкция не подходит для локомотивов, которым требуется хороший полезный диапазон перед заправкой. Однако такая компоновка имеет то преимущество, что создает низкий центр тяжести , обеспечивая большую устойчивость на плохо проложенных или узкоколейных путях. Первый танковый тепловоз « Новинка» представлял собой колодезный танк.

СМИ, связанные с локомотивами Well Tank на Викискладе?

Задний бак (или задний бак)

Задний бак

В этой конструкции цистерна размещается за кабиной, обычно над опорной тележкой. Это снимает вес воды с ведущих колес, давая локомотиву постоянную тяговую массу. Недостаток - снижение водоотдачи. Задний бак является важным компонентом локомотива американского типа Forney , который представляет собой американский локомотив 4-4-0 с перевернутыми колесами.

Крыло танка

Крыло танкового локомотива Дугал на легкорельсовом транспорте Уэлшпул и Лланфэр

Крыловые баки - это боковые баки, которые проходят по длине дымовой камеры, а не по всей длине котла. В начале 19 в. века термин «крылатый танк» иногда использовался как синоним бортового танка.

Крыловые баки в основном использовались на промышленных локомотивах узкой колеи, которые можно было часто повторно заполнять водой, и где боковые или седельные баки ограничивали доступ к клапанному механизму. Керри Трэмвей «ы локомотива Стружка был описан, с помощью различных источников, и как танка и перевернутого седла бака.

Перевернутая седельная цистерна

Джоан на лёгкой железной дороге Голден-Вэлли показывает перевернутый седельный бак вокруг дымовой камеры.

Бак с перевернутым седлом был разновидностью Wing Tank, где два бака были соединены под дымовой коробкой и поддерживали ее. Эта редкая конструкция использовалась по тем же причинам, что и крыловой бак, но обеспечивала немного большую водоемкость. У локомотива Уоттона Brill Tramway, как полагают, был перевернутый седельный бак. Танк с перевернутым седлом был разработкой WGBagnall .

Тендер-танк

Железнодорожный тендер-цистерна Festiniog Welsh Pony

Танковый локомотив тоже может тащить за собой тендер . Это было обычное устройство на самых больших локомотивах, а также на узкоколейных железных дорогах, где небольшой размер локомотива ограничивает пространство, доступное для топлива и воды. Они объединили и топливо, и воду в пропорции (где использовался уголь) 1 фунт угля на каждые 6 фунтов воды.

Там, где тендер использовался с локомотивом узкой колеи, он обычно перевозил только топливо, а вода перевозилась в баках локомотива. Тендер предлагал большую емкость топлива, чем бункер на локомотиве, и часто емкость по воде можно было увеличить, превратив избыточное пространство бункера в резервуар для воды.

Комбинации

В LSwr 415 класса в сочетании боковых танков и танк хорошо

Двигатели больших бортовых цистерн могут также иметь дополнительный задний бак (под угольным бункером) или колодец (между шпангоутами). Это могло быть связано с увеличением емкости по воде, выравниванием распределения веса или улучшением устойчивости за счет понижения центра тяжести .

Классификация локомотивов и колесная формула

Поскольку танковые локомотивы способны двигаться с одинаковой скоростью в обоих направлениях (см. Ниже), они обычно имеют симметричную колесную форму, чтобы обеспечить одинаковые ходовые качества и характеристики устойчивости независимо от направления движения, создавая механизмы только с ведущими колесами (например, 0-4-0 T и 0-6-0 T ) или равное количество ведущих и ведомых колес (например, 2-4-2 T и 4-6-4 T ). Однако другие требования, например, о необходимости поддержки большого бункера, потребуют несимметричную компоновки , таких как 2-6-4 T .

Классификация Уайта

В нотации Уайта для классификации локомотивов (в основном по колесной формуле ) для обозначения локомотивов-цистерн используются различные суффиксы:

Суффикс Имея в виду Пример
Т Боковой танковый тепловоз 0-6-0 т
RT Задний танковый тепловоз 0-4-4 RT
ST Седельный танк-тепловоз 0-6-0 СТ
WT Ну танковый тепловоз 0-6-0 WT
PT Паньерный танковый локомотив 0-6-0 PT
CT Кран-цистерна тепловоз 0-6-0 КТ
IST Перевёрнутое седло танкового тепловоза 0-6-0 IST
Т + Т Танковый локомотив, у которого тоже есть тендер 0-6-0 Т + Т

Классификация МСЖД

В системе обозначений UIC, которая также классифицирует локомотивы в первую очередь по колесной формуле , суффикс 't' используется для обозначения локомотивов-цистерн.

Топливный бункер

На локомотивах-цистернах, которые используют твердое топливо, такое как уголь , для перевозки топлива используется бункер (для локомотивов, использующих жидкое топливо, такое как масло , используется топливный бак ). Есть два основных положения для бункеров на локомотивах-цистернах: в задней части кабины (как показано слева на изображениях ниже), положение, обычно используемое на локомотивах с поддерживающей несущей осью или поддерживающей тележкой ; или сверху и сбоку от топки, расположение, обычно используемое в случаях, когда топка нависает над задней ведущей осью, поскольку это уравновешивает выступающий вес топки, стабилизируя локомотив.

Другие типы танковых локомотивов

Есть несколько других специализированных типов паровозов, которые перевозят собственное топливо, но которые обычно классифицируются по разным причинам.

Локомотив Garratt

Южноафриканские железные дороги NGG16 класса Garratt, сохранившиеся в Уэльсе.

Garratt тип локомотива сочлененный в трех частях. Котел установлен на центральной раме без колес, и два комплекта ведущих колес (всего 4 цилиндров) , несущие топливные бункера и резервуары для воды установлены на отдельных кадрах, один на каждый конце котла. Сочленение используется для того, чтобы более крупные локомотивы могли двигаться по кривым, которые в противном случае ограничили бы размер локомотивов с жесткой рамой. Одним из основных преимуществ шарнирного сочленения Garratt является сохранение центра тяжести локомотива над центральной линией пути или внутри нее при прохождении поворотов.

Кран-цистерна

Резервуар с краном, сохранившийся как статический экспонат в Брессингеме.

Крановая цистерна (СТ) - это паровоз-цистерна, оборудованный краном для работы в железнодорожных мастерских или других промышленных средах. Кран может быть установлен спереди, по центру или сзади.

Модернизированные танковые локомотивы

Венгерские железные дороги класс 242

В 30-е годы XX века появилась тенденция к упрощению пассажирских локомотивов-экспрессов за счет закрытых кузовов. Экспресс-локомотивы были почти всеми тендерными локомотивами, но несколько быстрых танковых двигателей также были модернизированы для использования на высокоскоростных, но более коротких, услугах, где время оборота было важным, а независимость танкового двигателя от поворотных платформ была полезна. Примеры включают немецкий класс 61 и венгерский класс 242 .

Локомотив подрядчика

Небольшой локомотив подрядчика Bagnall с характерной цилиндрической топкой

Локомотив подрядчика был небольшой резервуар локомотив , специально предназначенный для использования строительных подрядных фирм занимается строительством железных дорог. Локомотивы будут использоваться для перевозки людей, оборудования и строительных материалов по временным сетям железных дорог, построенных на строительной площадке, которые часто перекладываются или переносятся и перемещаются в другое место по мере продвижения строительных работ. Локомотивы подрядчика обычно были седельными или колодезными (см. Выше), но требовали некоторых приспособлений, чтобы сделать их пригодными для выполнения своих задач. Они были сконструированы так, чтобы быть как можно более легкими, чтобы они могли проезжать по легким временным рельсам, и имели колеса с глубокими бортиками, поэтому они не соскальзывали с рельсов на рельсах, которые часто были очень неровными.

В то же время они должны были быть очень мощными и иметь хорошую тягу, поскольку им часто приходилось тащить составы из вагонов по очень крутым склонам, например, по обочинам железнодорожных насыпей или отвалов. Многие из них были спроектированы таким образом, что большие железные балластные блоки можно было установить на рамы, когда требовался дополнительный вес и тягу, а затем снимать, когда этого не было. У большинства из них на все колеса были установлены шлифовальные механизмы для максимального сцепления с дорогой. Также требовался некоторый метод предотвращения засорения колес и тормозных колодок грязью и пылью - либо в виде скребков, прикрепленных к передней кромке колес, либо в виде форсунок для мойки колес, подаваемых из бака для воды. Для обработки длинных составов вагонов со слабой сцепкой (и часто без рессор) локомотивы подрядчиков обычно имели очень эффективные паровые тормоза. У большинства не было полноценной кабины, часто с только передней « очковой пластиной ». Если кабина была предоставлена, она обычно снималась вместе с дымоходом, а иногда и куполом, так что локомотив можно было погрузить в платформу для перевозки по железной дороге в новые места, оставаясь в пределах габаритной ширины .

Паровозы трамвая

Паровоз Гельдерше Трамвеген, Нидерланды

Паровозы трамвая, которые были построены или модифицированы для работы на улице или придорожном трамвае, почти всегда были также танковыми двигателями.

Колеса и движение трамвайных двигателей были закрыты, чтобы избежать дорожно-транспортных происшествий. У них часто были ловушки для коров, чтобы избежать схода с рельсов из-за дорожного мусора. Некоторые паровозы трамвая были оснащены крышей и закрытыми бортами, что придавало им вид, больше похожий на товарный вагон, чем на локомотив.

Вертикальные котельные тепловозы

Вертикальный паровоз-котел "ТЭФИ".

Железнодорожные локомотивы с вертикальными котлами повсеместно были тепловозами-цистернами. Это были небольшие, более дешевые в эксплуатации машины, которые в основном использовались в промышленных условиях.

Преимущества и недостатки

600 мм ( 1 фут  11+5 / 8  в) датчик бака локомотива Tx26-423 вПознани, Польша

К преимуществам танковых локомотивов можно отнести:

  • Двунаправленность : большинство локомотивов-цистерн могут двигаться на полной скорости в любом направлении (хотя это зависит от колесной формулы; например, 2-6-0T не сможет двигаться так быстро задним ходом из-за отсутствия прицепной грузовик). Большинство тендерных локомотивов не могут этого сделать, потому что тяжелые тендеры не предназначены для толкания и могут стать нестабильными на более высоких скоростях. Для тендерных локомотивов обычно требуются поворотные устройства, такие как поворотная платформа или тройник на каждом конце пути. С другой стороны, локомотив-цистерна может просто объехать поезд (при наличии запасного пути) и потянуть его в обратном направлении. Экипаж танкового паровоза обычно имеет лучший обзор в обратном направлении, чем экипаж тендерного паровоза, и защищен от непогоды.
  • Топливо и вода увеличивают адгезионный вес : полезная тяговая масса локомотива - это произведение веса его ведущих колес на коэффициент сцепления . Следовательно, до пределов максимально допустимой нагрузки на ось и других пределов нагрузки, чем больше нагрузка на ведущие колеса, тем лучше. В тепловозе-цистерне вес собственного топлива и воды увеличивает доступную тяговую массу.
  • Компактность : локомотив-цистерна короче эквивалентного тендерного локомотива. Это важно в средах с ограниченным пространством для локомотивов, например, при подаче хэдшоу в круговой петле.
  • Эффективность : многие железнодорожные цистерны спроектированы так, чтобы контактировать с котлом и нагреваться от него. Предварительно нагретая вода достигает точки кипения быстрее, чем более холодная вода из тендера. С другой стороны, слишком горячая вода может помешать работе парового инжектора, и этого следует избегать.
Локомотивы класса LB и SCR L были оснащены резервуарами для колодцев, а часть боковых резервуаров была заглушена для повышения устойчивости.

Есть недостатки:

  • Ограниченная емкость топлива и воды : тендер обычно может содержать гораздо больше и того, и другого, чем доступно на локомотиве-цистерне. Это ограничивает дальность действия локомотивов-цистерн между точками заправки и полива. Это одна из причин, почему танковые двигатели были более популярны в Европе и Великобритании, чем в Америке или других местах, потому что расстояния между заправочными станциями и водонапорными башнями были короче.
  • Различный адгезионный вес : по мере того, как вода в баках израсходована, общий адгезионный вес локомотива уменьшается, что, в свою очередь, снижает вес поезда, который локомотив может тянуть. Локомотивы с низким запасом воды также обычно ездят хуже, так как пружины имеют меньший вес.
  • Нестабильность : волна воды внутри больших боковых цистерн может привести к нестабильности локомотива и его склонности к сходу с рельсов , как это было в случае с LB & SCR L класса 4-6-4T до того, как они были модифицированы.
  • Нагрузка на ось ограничивает проблему : для локомотивов с большими цистернами трудно заправить на борт много топлива и воды, не требуя большего количества осей, чем может выдержать жесткая рама.
  • Предел диаметра котла : Котел и резервуары для воды должны соответствовать габаритам железнодорожной магистрали. Если диаметр котла превышает определенный диаметр, то для добавления резервуаров с водой почти или совсем нет места, которые можно было бы разместить в пределах манометра.

Популярность

Популярность танковых двигателей во всем мире была разной. Они были более распространены в районах, где длина пробега была короткой, и требовалось время на быстрое оборачивание, или токарные станки не были доступны, в основном в Европе. Из-за их ограниченного запаса топлива и воды они не пользовались популярностью в районах, где длительные пробеги между остановками были нормой.

Они были очень распространены в Великобритании, Франции и Германии. В Соединенном Королевстве они часто использовались для маневровых и лоцманских работ, пригородных пассажирских перевозок и местных грузовых перевозок. ГУВ было известно своей Prairie танки (такие , как « 61xx класс»), которые используются для многих вещей , в том числе и очень тяжелые поездов на Welsh долины линии добычи угля , что ГУВ 4200 класс 2-8-0 T были предназначены. В Германии тоже строили большие танковые локомотивы. В Соединенных Штатах они использовались для двухтактных пригородных перевозок, переключения терминалов и локомотивных цехов, а также в лесозаготовительной, горнодобывающей и промышленной сфере.

Сохранение

Польский бортовой тепловоз 7646 Northampton на церемонии наименования в 2001 году

Танковые локомотивы популярны у традиционных железных дорог по ряду причин. Их обычно дешевле купить, чем тендерный локомотив, из-за их меньшего размера и дешевле транспортировать к историческим линиям, изолированным от национальной железнодорожной сети. Многие локомотивы были куплены у бывших промышленных железных дорог; из этого источника было доступно больше танковых двигателей, что привело к снижению цен.

Большинство исторических железных дорог короткие и обычно не имеют поворотных платформ на обоих концах линии. Танковый локомотив имеет хороший обзор для машиниста в обе стороны. Поскольку буксируемые составы обычно легкие, локомотив-цистерна более экономичен, чем большой тендерный локомотив. Стоимость обслуживания двигателя ниже, а гусеница меньше изнашивается.

Смотрите также

использованная литература