Il y a quelques décennies, seules les locomotives à vapeur tiraient des trains sur les chemins de fer. À la base, une locomotive à vapeur est une machine automotrice conçue pour déplacer des voitures et équipée d'une centrale à vapeur. C'est le type de locomotive le plus ancien qui a dominé les chemins de fer du monde au 19ème siècle. Comment fonctionne une locomotive à vapeur ?
Disposition générale d'une locomotive à vapeur
Au cours de la longue histoire du développement des installations ferroviaires automotrices, la conception et les dimensions des locomotives à vapeur ont changé plus d'une fois. Les unités individuelles et les assemblages ont été améliorés, la puissance de la centrale à vapeur a été augmentée. Mais en général, la structure interne de la locomotive est restée à tout moment la même. Dans les bibliothèques d'aujourd'hui, vous pouvez trouver des descriptions détaillées des principes de fonctionnement des machines à vapeur ("Comment fonctionne et fonctionne la locomotive à vapeur", VA Drobinsky, 1955).
Traditionnellement, une locomotive à vapeur comprend une chaudière à vapeur, une machine à vapeur, un équipage et parfois un tender. Toutes ces parties sont très étroitement liées les unes aux autres et ne signifient pratiquement rien individuellement. De la vapeur comprimée est générée dans la chaudière. La machine est consommatrice de vapeur et convertit son énergie thermique en énergie mécanique qui, à son tour, entraîne les roues de la locomotive.
L'équipage convertit la rotation des roues en un mouvement de translation de l'ensemble de la structure, et transfère également l'effort de traction à l'annexe et à l'ensemble du train.
Qu'y a-t-il à l'intérieur de la locomotive ?
La chaudière à vapeur est de structure très simple. Il a une chambre de combustion où le carburant est brûlé. Cela produit des gaz chauds. L'eau est chauffée dans le réservoir, ce qui contribue à la production de vapeur comprimée. Il y a aussi une chambre avec un tuyau à travers lequel les produits de combustion sont évacués de la chambre de combustion.
La machine à vapeur est conçue dans un seul but: convertir l'énergie de la vapeur surchauffée générée dans la chaudière en un autre type d'énergie avec un maximum d'avantages. Après tout, seule l'énergie mécanique est capable d'assurer la rotation des roues d'une locomotive à vapeur. Les principaux éléments d'une machine à vapeur sont les cylindres. En règle générale, chaque locomotive à vapeur a une paire de cylindres qui sont placés à l'avant du châssis de la locomotive.
La machine à vapeur fonctionne selon le principe de double action. Pendant son fonctionnement, de la vapeur est admise alternativement des deux côtés du piston.
La vapeur n'entre pas immédiatement dans les cylindres. Tout d'abord, il passe à travers les boîtes à bobines. Les bobines sont des appareils qui distribuent de la vapeur. À travers eux, de la vapeur fraîche pénètre dans le cylindre et la vapeur usée est évacuée à l'extérieur. Les tiroirs se déplacent exactement en fonction du mouvement des pistons, qui est obtenu au moyen d'un mécanisme spécial de distribution de vapeur.
Et enfin, l'équipage. Il remplit une fonction de support: il abrite une chaudière à vapeur et une machine à vapeur. Cette partie de la structure interne de la locomotive, lorsqu'elle interagit avec la voie ferrée, transforme l'énergie mécanique de la machine à vapeur en énergie du mouvement de translation de la locomotive. En d'autres termes, l'équipage est vital pour le déplacement de la locomotive sur les rails.
