蒸汽機車

蒸汽機車（簡稱蒸汽機車，比喻蒸汽馬）是一種以蒸汽為動力的機車。 除了帶有曲柄驅動底盤的蒸汽發生器和活塞式蒸汽機的廣泛標準設計外，還有特殊設計，如無火機車、電動蒸汽機車、齒輪蒸汽機車、單軸或渦輪驅動、冷凝器和高功率的蒸汽機車。壓力機車。

蒸汽機車是第 一批自行式、機械驅動的軌道車輛，從誕生到 20 世紀中葉一直主導著鐵路運輸。 蒸汽機車也是現在開始快速發展的運輸技術以及國內和國際貿易的載體。

蒸汽機車是工業時代的象征：如果沒有它使之成為可能的大量原材料、能源（煤炭）和貨物的陸路運輸服務，19 世紀、20世紀中葉推進的工業化是不可能的。

隨著更現代的驅動技術的出現，蒸汽機車逐漸被柴油和電力牽引車輛取代，因為它們的效率相對較低，而且運行、維護和維修成本高。自 20 世紀最后 25 年以來，蒸汽機車的新建工程一直是個例外。

蒸汽機車是在難以管理的各種不同類型和變體中建造的。

標準設計的蒸汽機車主要由蒸汽鍋爐（利用燃料的熱能從水中產生蒸汽）、活塞式蒸汽機（將蒸汽的壓力能轉化為機械動能）、底盤與框架和輪組以及用于操作機器的駕駛室。 所需的燃料和水供應由機車本身（招標機車）或xxx連接到機車的車輛（招標機車）攜帶。

內置燃燒室的蒸汽鍋爐、蒸汽機和司機室安裝在機車車架上或機車車架上。該框架由驅動輪組、通過連接桿連接的連接輪組和通常附加的非驅動輪組承載。活塞式蒸汽機通常有兩個，也有三個和四個汽缸，它們安裝在機架外側或（和）內側的一側。 活塞桿的擺動運動通過連桿傳遞到輪對的曲柄銷，從而轉化為旋轉運動。

在蒸汽機車中，熱能轉化為動能。 這些通常是一個開放系統，其中蒸汽在蒸汽缸中完成工作后作為廢蒸汽釋放到大氣中。 在排氣機的情況下，它首先通過吹管來煽風點火。 另一方面，在冷凝式機車的情況下，排出的蒸汽被輸送到冷凝器中，在那里再次液化并再次用作鍋爐給水。

蒸汽機車從它們攜帶的燃料的燃燒中獲得它們的主要能量。 在大多數情況下，這是煤或重油，但也包括木材、煤塵、泥炭和礦物油。 用它加熱的鍋爐從水中產生蒸汽供蒸汽機使用。

通常蒸汽機車有一個帶平火床的爐排。 煤粉、重油或礦物油不需要爐排系統，而是在帶有合適燃燒器的特殊火箱中燃燒。 重油必須用熱交換器預熱，然后用過熱蒸汽噴射在燃燒器中霧化和燃燒。 煤粉在完全封閉的燃燒箱內用壓縮空氣引入或被負壓吸入。 一種特殊形式是電加熱蒸汽機車。

用于燃燒的新鮮空氣供應通過灰箱上的可調節風門進行，當固體燃料燃燒時，燃燒殘留物也被收集在灰箱中。 為了在灰箱裝滿時更好地供氣，現代 Reko 機車將 Stühren 型灰箱懸掛在車架上，無論爐排有多滿，都可以直接在爐排下方供應空氣。 對于其他類型的燃燒，所需的空氣通過特殊的口袋、槽或通過燃燒器（煤粉燃燒）本身引入。

機器廢氣通過噴嘴、吹管頭進入煙囪。 根據噴射器原理，廢氣射流完全充滿煙囪的橫截面并夾帶煙道和熱解氣體。 這會在煙室中產生負壓，并通過煙氣管和加熱管傳播到燃燒室。 流過灰箱和爐排的新鮮空氣提供了必要的火扇風。 此處的優點是該系統是自我調節的，因為隨著蒸汽消耗量的增加，會排出更多的廢蒸汽，從而產生更高的負壓。

由于蒸汽機的廢氣只有在車輛行駛時才能得到，所以還安裝了一個輔助鼓風機，在車輛靜止或空轉時煽動火勢。 它由一個帶細孔的管環組成，管環位于吹管頭的中央，并在需要時直接從鍋爐供應濕蒸汽。

在引入輔助風扇之前，蒸汽機車在長時間停機期間斷開連接并往復運動，以保持所需的鍋爐壓力。 需要一個xxx密封的煙室和緊密的管道穿透，以實現最佳的火扇和完全、經濟的燃燒。

煙室中安裝了火花捕集器，以防止在劇烈行駛時大塊余燼或燃燒殘留物通過煙囪逸出。 它由一個完全包圍煙囪底部的金屬絲網組成，煙囪伸入煙室，以及吹管頭。 以鐘擺方式懸掛在管壁上的擋板可確保設備自清潔。

蒸汽機車的特殊設計沒有配備此系統（渦輪機和冷凝器機車），具有特別可控的引風機來煽風點火。

為提高蒸汽機車的熱效率，奧地利人阿道夫·吉斯爾-吉斯林根于1951年對經典的引風系統進行了重大改進，采用了以他的名字命名的吉斯爾噴射器。 結果是節省了 8% 到 12% 的燃油。

具有許多加熱管的大容量熱水鍋爐最適合在鐵路運營中遇到的不斷變化的操作條件下產生必要的蒸汽。 這種鍋爐具有較大的蒸發表面，并且對不規則的蒸汽抽取以及相關的壓力和水位波動不敏感。

經典的蒸汽機車鍋爐由燃燒室完全被水夾套包圍的落地式鍋爐、通常由多個鍋爐段組成的長鍋爐、內置引風系統的煙室和用于給煙氣送風的煙囪組成火。 這種設計原理就是所謂的斯蒂芬森管式鍋爐。

在燃燒室中，燃燒過程中產生的熱量直接釋放到燃燒室壁和在它們后面循環的鍋爐水。 這里談到的是輻射加熱表面。 產生的熱煙氣然后流過內置在長鍋爐中的加熱管，并將熱量傳遞到管壁。 管壁面積之和形成管受熱面。

在過熱蒸汽機車中，除了加熱管外，還安裝了直徑更大的煙管。 過熱器元件被推入這些煙管中，鍋爐中產生的蒸汽在這些煙管中被干燥并進一步加熱。 機車運行中的過熱蒸汽現在溫度高達 400 攝氏度，由于其更好的冷凝和膨脹性能，確保了機車蒸汽發動機的更高效率。

長鍋爐頂部有一兩個汽包，抽出盡可能干燥的蒸汽，防止鍋水外溢。 負責調節機器蒸汽供應的濕蒸汽調節器通常安裝在蒸汽罩中。 產生的濕蒸汽溫度為 170 至 210 攝氏度，具體取決于鍋爐超壓，是蒸汽和最細小水滴的混合物。