Locomotivă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
locomotiva The Rocket

Locomotiva este materialul rulant feroviar echipat cu un motor care este folosit, în transportul feroviar , tractarea unui convoi (tren sau manevră) pe o linie de cale ferată .

Istorie

locomotiva Salamanca John Blenkinsop lui
Un reconstruita Gravitație Billy locomotiva

Originile

Se crede că primele încercări de a aplica forța aburului pentru dispozitive capabile să tractarea vehiculelor și înlocuirea forței de oameni și animale au avut loc în minele de cărbune în urma așa-numita revoluție industrială . Aceste încercări marchează nașterea certificatul de locomotiva cu abur și momentul în care rezistența mecanică a început să înlocuiască cea a animalelor în munci grele.

La sfârșitul secolului al XVIII - lea motorul cu aburi a început să se răspândească în domeniul industrial și au existat primele încercări de a aplica cazanelor mijloacelor de transport.

Primul pentru a obține un vehicul feroviar , datorită în mișcare la puterea aburului a fost inventatorul engleză Richard Trevithick , care în februarie anul 1804 a construit prima locomotiva cu abur de lucru pentru mina Penydarren în Țara Galilor . Masina de Trevithick a fost simplu și spartan, un simplu fier cazan cu un coș de fum amplasat în apropierea cărbunelui gura de încărcare. Aburul produs a fost transmis un orizontal cilindru pe partea opusă a coșului, care a transmis mișcarea unei axe de conducere prin intermediul unei simple legături . Cazanul a ajuns la o presiune de aproximativ 2,8 bari, și a fost echipat cu o supapă de suprapresiune. În 1808 Trevithick a construit oa doua mașină, similară, în mod ironic numit Prinde - mă cine poate (ma care pot prinde); acesta a fost un cilindru vertical.

În 1812 inginerul Matthew Murray și industriașul John Blenkinsop a construit prima mașină cu doi cilindri, 203 mm în diametru fiecare. De asemenea, în acest caz, cilindrii au fost verticale și conectat cu un mecanism similar cu cel al Trevithick. Axul de antrenare a fost echipat cu rudimentare roți dințate care au acționat pe un suport pentru prindere pista și pentru a muta vehiculul. Această mașină cu trei osii, numit Salamanca , a fost mai mare decât cea a lui Trevithick și dovedit a fi adecvate pentru transportul cărbunelui de la mina Middleton (deținută de Blenkinsop). Ei au fost produse de alte trei exemplare , care au fost utilizate în mod continuu , până la treizeci de ani ai secolului al XlX - lea, în ciuda costurilor ridicate de întreținere și eșecurile frecvente ale pinionul. [1]

În 1813 , inginerul William Hedley , inginerul Jonathan Forster și fierar Timothy Hackworth a construit o nouă locomotivă pentru Christopher Blackett , proprietarul minei Wylam Colliery aproape de Newcastle upon Tyne . Această mașină, numită Gravitație Billy , partajate structura pe trei axe cu Salamanca, dar era lipsit de axe dințate; tracțiune a fost dată prin simpla frecare roată-șină, ca în Pennydarren locomotivei Trevithick lui. Transmisia, pe de altă parte, a fost mult mai complex, cu o pereche de brațe oscilante conectate la cilindrii, care sa mutat o roată care a transformat roțile.

George Stephenson a construit prima locomotivă în 1814 : un inginer motor la Killingworth mina a construit o mașină inspirat de cele anterioare, numit Blucher . Cazanul, 2430 mm lungime și 863 mm diametru exterior (507 intern), alimentate doi cilindri cu diametrul de 203 mm pentru 609 mm de accident vascular cerebral. Blucher fiind în același timp a mecanicii tradiționale, a avut unele inovații semnificative: pentru prima dată , roțile au fost dotate cu nervuri interne pentru a menține mașina pe pista ( în loc de a folosi piesa în sine ca un ghid), și pentru prima dată cilindrii (din nou , vertical) au fost conectate direct la roțile motoare. În 1821 Stephenson a construit locomoție pentru Railway Stockton si Darlington : a fost capabil să călătorească 15 km la 39 kilometri pe oră, care transportă 80 de tone de marfă. Până atunci, însă, principala problemă a fost producția scăzută de abur al cazanului.

Nașterea a cazanului tubular

Prima locomotiva care poate fi definită ca moderne a fost, în 1829, Rocket proiectat de George Stephenson , în colaborare cu fiul său , Robert. Pentru prima dată, un cazan cu o structură multitubular a fost utilizat, care a crescut foarte mult suprafața de încălzire menținând în același timp o suprafață grătar destul de mic. Inventia care încorporează mai multe tuburi de flacără într-un cazan (numit multitubular) a fost patentat de Marc Seguin, în 1827, un inventator francez care a colaborat cu Stephenson si a fost primul constructor de locomotive cu abur în Franța. Mai mult, pentru prima dată , sistemul de evacuare fum a fost forțat printr - un ejector alimentat de vaporii epuizate ale cilindrilor care au îmbunătățit în ansamblu performanța mașinii. Locomotiva a câștigat Procesele Rainhill în octombrie 1829, apoi a intrat în serviciu pe Liverpool-Manchester .

De asemenea , în 1829 Delaware & Hudson Canal Company a achiziționat Stourbridge Lemon din Anglia, care a fost prima locomotivă în exploatare pe continentul american, destinate transportului de cărbune între Carbondale și Hones ( Pennsylvania ). Cu toate acestea, experimentul a eșuat din cauza șine prea slabe.

Experimentele din Statele Unite ale Americii

De asemenea , în Statele Unite ale Americii , unii inventatori au încercat mâna lor la întreprinderea de a construi locomotive cu abur: Peter Cooper a construit o locomotivă rudimentar , care a fost de a servi între Baltimore și Ohio , a carui cazan a fost construit cu țevi din tunurilor dar mașina sa dezvoltat numai 1,43 cai putere. Din 1830 experimentele au început să dea unele rezultate cu construirea cel mai bun prieten , care a avut un cazan vertical rudimentar, iar West Point a ( 1831 ), mai tradițională și caracterizată printr - un cazan lung și cilindri înclinați. În 1831 Carolina de Sud a fost prezentat, o mașină de ciudat și foarte lung simetric cu două corpuri de cazane opuse, două roți mari de conducere centrală și două coșuri de fum la capete; stația Helm a fost în centru, cu șoferul cocoțat deasupra celor două cazane. În 1832 Atlantic , Phineas Davis , a fost construit, o altă mașină cu o formă aparte datorită cazanului și coșurile de fum în picioare în mijlocul ringului mare.

În 1832 Matthias W. Baldwin a prezentat prima sa mașină, Old Ironsides ; el ar mai târziu a găsit Baldwin Locomotive Works, gigantul industriei de construcții feroviare.

Mașinile din SUA, cu toate acestea, chiar dacă inovatoare și neobișnuite, erau încă ineficiente. Britanicii, pe de altă parte, a continuat dezvoltarea pe o linie mai tradițională în căutare de o mai mare eficiență și putere.

Evoluția și dezvoltarea

Locomotiva cu abur a Mallard record de viteză

Construcția de locomotive cu abur a continuat fără întrerupere până în a doua jumătate a secolului al XX - lea , cu o evoluție continuă în mărime, putere și numărul de axe de invidiat pana la spectacole chiar și astăzi. În 1938 recordul de viteză de 202 km / oră , a fost stabilit pentru locomotive cu abur, în timp ce încă din 1908 aplicarea motorului turbinei la un motor cu aburi a fost încercat. Cu toate acestea, a existat o nevoie tot mai mare de a înlocui motorul cu aburi , cu unul de alt tip , care ar permite o reducere substanțială a costurilor de exploatare, din ce în ce în creștere cu costul de cărbune și datorită necesității, intrinseci în sistemul de abur, de atenție constantă. și timpi de pregătire lungi pentru serviciu.

Soluția a fost găsită în utilizarea motoarelor electrice deja spre sfârșitul secolului al XlX - lea în timp ce pentru utilizarea motoarelor termice a fost necesar să se aștepte pentru realizarea de fiabilitate și performanțe mai bune și, în același timp , mai puțin costisitoare în ceea ce privește gestionarea și Prin urmare , dincolo de primul deceniu al secolului al XX - lea. In 1912 a fost prima locomotivă diesel și, în 1914 , primul diesel cu acționare electrică.

Locomotiva electrică se naște

Prima locomotivă electrică reală, care este, potrivit pentru vehiculele de remorcare, datează din 1879 . Acesta, construit de Ernst Werner von Siemens , utilizat curent de energie electrică la o tensiune destul de scăzută, prin urmare , a dezvoltat o putere destul de modestă. Limita de tensiune maximă care poate fi atinsă a fost, la acel moment, limitat de materialele de izolație disponibile, astfel încât sistemul dezvoltat mai ales pentru sectorul de tramvai și pentru căile ferate de extindere limitată.

FS locomotiva E.430 din 1900 (semnat inițial 34,2)
SNCF locomotiva BB 9004 CC-7107 a înregistrării cu tracțiune electrică curent continuu

Locomotiva reală cale ferată, capabilă de a înlocui pe deplin cel abur, a fost de trei faze alternativ cel curent , la 3600 de volți și la 15 Hz și sa născut în Italia , pe linia Valtellina a cărei FS E.430 locomotiva reprezintă prima o reală exemplu de la nivel mondial motor de tren [2] . A fost construit, în numele companiei italiene care operează rețeaua Adriatică , prin construcția de căi ferate din Ungaria ateliere Ganz (pentru partea electrică) și de Fabrica de Mașini de Stat Regală Maghiară (pentru partea mecanică), la un moment dat al puțini și cele mai multe fabrici ale lumii avansate în sectorul feroviar electric.

Locomotivele electrice au fost construite câțiva ani mai târziu , de asemenea , cu curent continuu la tensiuni între 1500 și 4000 de volți și progresiv pe cei cu suplinit cu trei faze de tracțiune datorită mai mică complicație a liniilor de energie electrică și o versatilitate mai mare a motorului de curent continuu .

În 1955 o locomotivă electrică franceză, cu curent continuu , a atins recordul de 315 km / oră.

Orientări moderne în alegerea utilizării locomotivelor dau în general preferință, pentru trenurile de călători, pentru locomotive electrice în timp ce alegerea celor diesel este pentru liniile unde electrificare nu este prezent sau convenabil. Această regulă nu este unic, deoarece este, de asemenea, legată de costurile energiei și disponibilității locale. Liniile de tracțiune cu aburi obișnuite sunt acum puțini în lume și, în multe cazuri, numai în scop turistic și de amatori. Aproape toate liniile de mare viteză utilizează locomotive electrice.

Caracteristici generale

Locomotiva cu abur

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: cu abur , Locomotive și abur peacumulatoare Locomotiva .

Locomotiva cu aburi este aparatul folosit pentru vehiculele de remorcare pentru transportul de mărfuri sau de pasageri pe căile ferate care utilizează un motor cu aburi pentru propulsie [3] . Baza teoretică a funcționării motorului cu aburi este termodinamica care a avut motorul cu aburi în diverse aplicații sale ca prim obiect de studiu; timp de multe decenii acest motor a fost motorul de tracțiune prin excelență. Structura de bază este formată dintr - un cadru rigid sau articulat pe care un cazan sunt montate, un cuptor și echipamentul conectat. Cadrul este plasat pe un anumit număr de osii ale căror roți sunt acționate de un motor cu abur cu 2 sau mai mulți cilindri ale căror pistoane conduce tijele de conducere care activează roțile motoare cu un mecanism bielă-manivelă . Un accesoriu important este oferta care poate fi totuși integrată în corpul locomotivei, care , în acest caz , ia numele de locotender .

Locomotive turbină cu abur

O locomotivă turbină cu abur este o locomotiva cu abur echipat cu un cazan similar cu cel al locomotivei normale, dar în care unitățile aburul roti prin intermediul unei turbine. De la primul prototip în 1908, mai multe încercări au fost făcute, dintre care niciunul nu au avut succes. În treizeci de ani și urmează acest tip de locomotivă a fost considerată ca o posibilă alternativă la locomotiva diesel , care apoi devine răspândit.

locomotive electrice

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: locomotive electrice .
FS E 464 locomotive, astăzi cea mai răspândită pe liniile italiene

Locomotiva electrică ( de asemenea , numit, impropriu, locomotiva electrica) este , în general , compus dintr - un cadru rigid sau articulat , care se sprijină pe un anumit număr de axe sau boghiuri și o cutie în care echipamentele electrice, sunt amplasate sisteme de reglare și control. De putere și viteza, sistemele de accesorii pentru echipamente si motoare de racire, pentru pomparea aerului comprimat pentru frânele, precum și mijloacele de capturare a curentului electric ( pantografului , cărucioare cu tije , pantofi de alunecare). Motoarele de tracțiune pot fi montate în interiorul cutiei sau pe cărucioarele; astăzi ele se găsesc aproape exclusiv pe cărucioare.

Locomotiva electrică are mai multe avantaje față de strămoșul său alimentat cu abur:

  • eficiența motoarelor este mai mare ceea ce înseamnă că , pentru aceeași rută consumurile de locomotive electrice mai puțin de energie și, prin urmare, permite economii mai mari economice;
  • o mai mare ușurință în obținerea de performanțe ridicate în viteză, dar mai ales în putere;
  • confort mai mare pentru personalul mașinii ;
  • non-dependența de combustibilii fosili (principalul motiv pentru adoptarea sa timpurie în statele fără sau cu rezerve de cărbune mici, cum ar fi Elveția sau Italia);
  • mai puțină întreținere și timpii morți (operațiile de punere în funcțiune a unui abur locomotivei necesită câteva ore între aprinderea și punerea cazan sub presiune, alimentarea cu apă și combustibil și lubrifierea pieselor mecanice sunt necesare și , cu toate acestea, ele pot apărea în timpul încălzirii).

locomotivă Diesel

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Locomotivă Diesel .
Puternic SUA diesel-electrice locomotive
Clasa de Deutsche Bahn 280 locomotive diesel hidraulice

Acest tip de locomotive este echipat cu unul sau mai mari cilindree și înaltă putere motoare diesel montate , în general , în compartimentul central al corpului sau într - o parte din față a mașinii; transmiterea mișcării către roți pot fi mecanice, electrice sau hidraulice.

Locomotive diesel de transmisie mecanică

Transmiterea mișcării de a roților se realizează prin intermediul schimbării în unelte și unelte de reducere, arbori de elice sau tije de antrenare sau lanțuri de transmisie; este folosit în principal pentru locomotive de putere nu este foarte mare.

Locomotive Diesel-electrice

Motorul diesel nu este conectat la roțile prin intermediul transmisiei mecanice , ci la un generator de curent care , la rândul său , furnizează energie electrică pentru motoarele electrice montate pe roți sau pe săniile cu motor. Sistemul are avantajul de a simplifica transmiterea puterii către roți. Acest tip de locomotivă a avut o mare dezvoltare în special în SUA și a caracterizat aproape întreaga flotă de italieni Căilor Ferate de Stat .

În unele cazuri , au fost construite sisteme bivalente în care atunci când o sursă externă de energie electrică ( de la linia aeriană de contact ) este disponibil, sursa de alimentare Diesel este deconectată.

Locomotive Diesel-hidraulice

Locomotiva diesel hidraulică este, în esență, aceeași mașină, în partea motorului, la alte tipuri de locomotive diesel, dar diferă în transmisia care este încredințată convertizoare de cuplu si cuplaje de transmisie fluid. Acestea sunt realizate în esență , dintr - un sistem de rotoarele înotătoare secundare care sunt târâte de setul de fluid în mișcare de cele primare , care sunt în schimb deplasate de motoare. Transmisie hidraulică este deosebit tipic școlii de Nord europene, în special cea germană .

locomotiva cu turbină

Este un sistem de tracțiune, care a rămas la un nivel experimental și care nu a fost foarte mare succes. Prima turbina cu gaz locomotivă a fost construită în 1933 de suedezi atelierele Gotaverken-Nohab. Motorul acestui tip de tren este constituit dintr-o turbină acționată de un gaz, de tipul celor aeronautice. În 1972 o locomotivă turbină a ajuns la 318 km / oră.

Surse de alimentare alternative

În 2005, primele biogazul alimentat automotor a intrat în funcțiune pe Linköping - linia Västervik ( Suedia ). Acesta are o autonomie de 600 km și atinge o viteză maximă de 130 km / h. Primul automotorul este de tip Y1, derivat din ALN 668 tip produs de Fiat Ferroviaria în Savigliano și re-echipate cu motor cu un Volvo motor; a doua este de Kustpilen tipul de la compania Scania AB . Cele două Vagoanele pe linia consuma biogaz produs prin descompunerea substanțelor organice și emit mai puțin dioxid de carbon decât cele emise de alte tipuri de motoare.

In mai perioada 2006 hrănirea unui automotor diesel tradițional (663 906 ST) cu ulei de floarea soarelui a fost testat cu succes pe linia Mestre-Adria. Motorul are nu suferit nici o modificare, un rezervor suplimentar de ulei de floarea soarelui și o serpentină de încălzire au fost adăugate pentru a aduce la viscozitatea optimă.

Utilizări ale locomotivei

În anul curent, unele locomotive au fost , de asemenea , proiectate cu funcția de vagoane de călători ; au spus drezine , ei exploatează tehnica puterii distribuite (motoare amplasate pe cărucioare), și sunt , de asemenea , utilizate în metrouri și în multe tipuri de trenuri electrice.

Printre motivele care au condus pentru a alege tipul de remorcare tradițional de locomotive putem include:

  • o mai mare viteză în înlocuirea acestuia, în cazul unei defecțiuni, care nu implică pasageri în problema;
  • siguranță mai mare având motor parțial independent din compartimentele pentru pasageri;
  • mai mare ușurință de întreținere în urma unui aranjament mai rațională a componentelor;
  • posibilitatea de a înlocui - l la capul unui convoi în funcție de nevoile traseului sau numărul de vagoane conectate.

Locomotiva are particularitatile sale , printre care nu numai de a fi capabil de a tracta un convoi , dar , de asemenea , acela de a fi capabil să - l împingă. În cazul în care este deosebit de lung și greu, este posibil să se dubleze sau tripleze locomotivelor prin plasarea lor la cap, întrepătrunse sau unul situat la capul trenului și unul la sfârșit.

În domeniul transportului de pasageri nu este neobișnuit să vină peste așa - numitele push-pull, adică, o locomotivă care împinge trenul, dar este controlată de un anumit cărucior de antrenare, fără motor , la capul trenului , cunoscut sub numele de masina semi-pilot .

Notă

  1. ^(RO) Biografie John Blenkinsop Filed 10 martie 2009 în Internet Archive .
  2. ^ Cornolò , p. 19 .
  3. ^ Ferrovie dello Stato, aburul Vol locomotivei. VI, p.3

Bibliografie

  • Giovanni Cornolò, locomotive cu trei faze, volumul 1, în toate tren , Ponte San Nicolò, Duegi Editrice, octombrie 2017, ISBN 9 771724 264009 .

Alte proiecte

linkuri externe

Controlul autorității Thesaurus BNCF 34077 · LCCN (RO) sh85077999 · GND (DE) 4036283-8 · BNF (FR) cb119323014 (data) · NDL (RO, JA) 00565772
Transport Portalul de transport : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu transportul