Паровозыжелезнодорожный транспорт

Передача тепла в паровозной топке может происходить двумя путями: лучеиспусканием (радиацией) и соприкосновением (конвекцией). Между ними есть различие. Чтобы понять его, приведём такие примеры. Каждый из нас не раз ощущал действие тепловых лучей яркого летнего солнца, хотя солнце отделено от земли огромным пространством. Нагревательная спираль обычной электрической плитки точно так же излучает тепловые лучи, которые мы ощущаем, когда включим ток. Свойством испускать лучи обладают не только раскалённые тела, но и тела, нагретые до любой температуры, например стенки тёплой печи, поверхности труб отопления, по которым пропускается горячая вода или пар. Подобных примеров можно привести много. Передача тепла лучами на расстояние носит название теплопередачи лучеиспусканием (радиацией). Чтобы яснее представить перенос тепла конвекцией, достаточно опустить руку в поток слегка нагретой жидкости или газа, как мы сразу же ощутим приток теплоты. Такой способ распространения теплоты путём непосредственного действия нагретых частиц вещества при их движении называется конвекцией. Примером передачи тепла конвекцией может служить также движение воздуха в комнате от батареи парового отопления к холодному окну. В топке паровоза теплопередача лучеиспусканием (радиацией) является основной; почти девять десятых всего количества тепла в пределах огневой коробки передаётся лучеиспусканием. Источником лучистой энергии здесь служат раскалённый слой угля, раскалённые газы (пламя), а также свод, нагретый до высокой температуры. Указанные источники излучают во все стороны топки тепловые лучи, тепло которых поглощается менее нагретыми стенками огневой коробки и через них передаётся воде, омывающей стенки. Кроме передачи лучеиспусканием, небольшая доля тепла передаётся воде конвекцией. Отдав значительную часть тепла в топке, горячие газы мощным потоком устремляются из огневой коробки в жаровые и дымогарные трубы. Здесь процесс переноса тепла продолжается, но он носит иной характер: место лучеиспускания занимает главным образом конвекция, т. е. отдача тепла стенкам труб движущимися газами. Количество тепла, передающееся воде через каждый квадратный метр поверхности труб, много меньше того, которое передаётся через ту же площадь стенок топки. Каждый квадратный метр поверхности труб поглощает тепла в 8—10 раз меньше, чем каждый квадратный метр поверхности нагрева огневой коробки. Именно этим и объясняется тот факт, что топка приготовляет больше половины всего количества пара, получаемого в котле, хотя её поверхность примерно в 10 раз меньше испаряющей поверхности всех жаровых и дымогарных труб. Итак, теплопередача в котле осуществляется одновременно двумя способами; в топке основной вид теплопередачи — лучеиспускание, в жаровых и дымогарных трубах — конвекция. Передача тепла воде через стенки огневой коробки и труб возможна благодаря теплопроводности металла (фиг. 41). Внутри металлической стенки тепло непрерывно «течёт» от более нагретых частиц металла к менее нагретым и далее к воде, находящейся в котле. Теория теплопередачи в топке и в трубах котла является одной из сложных областей паровозной теплотехники. Ещё совсем недавно — три десятка лет назад — ряд вопросов из этой области был слабо изучен. Советские учёные — академик С. П. Сыромятников, проф. Н. И. Бело-конь, проф. П. К. Конаков и др.—вскрыли и научно объяснили многие важные явления теплопередачи в паровозном котле. Всё же некоторые вопросы, касающиеся теплового расчёта котла паровоза, недостаточно изучены.

Поверхность любой детали машины даже после самой тщательной обработки (например притирки по плите) имеет мельчайшие неровности, измеряемые тысячными долями миллиметра. При относительном перемещении одной детали машины по другой вершины неровностей задевают друг за друга и оказывают сопротивление движению. Сопротивление движению, обусловленное неровностями соприкасающихся поверхностей, называют трением. По современным представлениям трение обусловливается как механическими, так и молекулярными силами. Опытными наблюдениями установлено: чем с большей силой прижимается одна поверхность к другой, тем большее усилие необходимо для преодоления сил трения. Величина сил трения зависит от состояния трущихся поверхностей. Чем грубее обработаны поверхности соприкасающихся тел, тем больше трение; чем тщательнее они обработаны, тем меньше трение. Однако при определённой степени гладкости трение между соприкасающимися поверхностями не уменьшается, а, наоборот, увеличивается. Это объясняется тем, что у гладких поверхностей увеличивается число точек соприкосновения и сила сцепления между молекулами трущихся тел возрастает. Сила сопротивления, которая препятствует перемещению соприкасающихся тел, называется силой трения. При взаимном перемещении трущихся тел часть выступающих неровностей (зубцов) на их соприкасающихся поверхностях сминается и срезается. Вследствие этого происходит износ деталей машин, сопровождающийся их нагревом, на что затрачивается некоторое количество энергии. В подвижном составе очень много трущихся деталей, на преодоление трения которых расходуется часть мощности паровоза. Любопытно отметить, что на преодоление трения в буксах состава локомотив затрачивает примерно V4 часть развиваемой им мощности. Полностью устранить трение нельзя, но можно его уменьшить, искусственно разделив трущиеся поверхности между собой масляной плёнкой (слоем смазки), которая не позволяет неровностям задевать друг задруга. В этом случае сухое трение деталей машины заменяется трением частиц смазкн друг о друга и трением металлических частиц о смазку. Но смазка не только уменьшает трение (например при жидкостном трении на 90% по сравнению с сухим), но и отводит тепло от трущихся деталей, что очень важно, так как нагревание вызывает их повреждение. Умень-ПрВерхкость детали шению трения способст. вует также замена подшипников скольжения подшипниками качения (шариковые, роликовые, игольчатые). Если трущиеся поверхности разделены масляной плёнкой,касание вершин неровностей исключается. Такое трение называется жидкостным (фиг. 142). Если слой смазки недостаточен, то он не в состоянии полностью отделить соприкасающиеся поверхности, и в этом случае наряду с жидкостным трением будет иметь место и сухое. Такого рода трение называют полужидкостным, или полусухим. Как уже указывалось (см. стр. 162), полусухое трение появляется между шейками осей и подшипниками при начале движения поезда, так как во время стоянки масляная плёнка выдавливается из-под подшипников. Но не всегда трение мешает работе механизмов, не во всех случаях стремятся его уменьшить. Например, при торможении поезда полезно увеличивать трение между тормозными колодками и бандажами колёс.

Перед отправлением в рейс паровоз снабжается топливом, водой, песком, смазочными и другими материалами. В депо, на ряде станций, а иногда и в пути периодически очищают топку отшлака, продувают котёл для удаления шлама, жаровые и дымогарные трубы для очистки их от сажи, а также производят другие операции, обеспечивающие нормальные условия работы паровоза. Комплекс этих операций называется экипировкой паровозов. Трудоёмкие процессы экипировки — подача угля, песка, воды, уборка шлака и др. — механизированы. Снабжение паровозов углём. На топливных складах железных дорог уголь на тендер паровоза подаётся при помощи паровых или электрических грейферных кра- . нов (фиг. 36, внизу) или через эстакады и бункерные установки (фиг. 36, вверху). Применение эстакад и бункерных установок со-я кращает простои паровоза g- под набором угля до 4 — g 5 мин. На топливных складах о> выгрузка угля из самораз-| гружающихся полувагонов 5 производится на специаль-к ных повышенных путях S без применения ручного £ • труда. Из отвалов разгру-^ зочного пути уголь’ грей- s ферными кранами подаётся g в кустовые бункера (см. S. фиг. 36) или непосредст-к венно—на тендер паровоза, а Наиболее совершенной ё. установкой для подачи уг-•& ля на паровозы является \ углеподающая эстакада со u смесительной станцией п (фиг. 37). Полувагоны с уг- g лём разных марок подают- £■ ся на разгрузочный путь, с совмещённый с углесмеси- S тельной установкой, где и к разгружаются в соответст- вующие бункера. « Из бункеров разгрузоч-« ного пути уголь подаётся j2 на движущийся транспор-. тёр, на ленте которого об-с€ разуется несколько слоев С угля разных марок. Эта © смесь при помощи системы ленточных ‘транспортёров перемещается в раздаточные бункера углеподающей эстакады. При загрузке в бункера эстакады уголь взвешивается. Снабжение паровозов песком. На-

Фиг. 37. Углеподающая эстакада со смесительной станцией

Фиг. 38. Набор песка паровозом

полнение песочниц паровозов сухим кварцевым песком производится из пескораздаточных бункеров (фиг. 38), в которые песок подаётся •с помощью сжатого воздуха из пескосушилки. Пескоснабжающая установка включает в себя склад сырого песка, пескосушилку с устройствами для сушки и просеивания песка, пескопроводы и раздаточные бункера, из которых сухой песок засыпается в песочницы паровозов. В новейших типах песко* снабжающих установок для сушки песка применяются высокопроизводительные механизированные барабанные печи. Снабжение паровозов водой. Быстрое снабжение паровозов водой на промежуточных станциях имеет большое значение для увеличения скорости движения поездов (коммерческой •скорости). Для сокращения простоев паровозов под набором воды на многих станциях применяются башни-ускорители. Ускоритель — это небольшой резервуар (ёмкостью 30—40 ж3), расположенный вблизи гидроколонки. В интервале между набором воды паровозами ускорители наполняются водой, которая по трубопроводу и гидроколонке за 6—10 мин. наполняет тендер паровоза. На фиг. 39 показана принципиальная схема современного железнодорожного водоснабженияс автоматическим управлением насосной •станцией. Такая станция работает без участия человека. Схема работы станции железнодорожного водоснабжения довольно проста. Вода из реки или другого водоёма перекачивается в бак водонапорного сооружения. Отсюда она подаётся в разводящий трубопровод под естественным напором или под давлением. Как же обеспечивается автоматичность работы всех аппаратов и оборудования насосной станции? Установленный в здании насосной станции насос связан (сблокирован) с поплавковым устройством водяного бака. Поэтому пуск и •остановка электродвигателя насоса осуществляются автоматически в зависимости от положения уровня воды в водонапорном сооружении. Если уровень воды в водонапорной башне достигнет верхнего предела, поплавок воздействует на реле (датчик), которое через приборы управления останавливает электродвигатель насоса. Наоборот, при понижении уровня в башне реле заставляет приборы управления привести электродвигатель насоса в действие. Необходимые переключения агрегатов, связанные с изменением режима работы станции, осуществляются при помощи электромагнитных и тепловых р
еле-аппаратов, котор
ые, выполняя разнообразные функции, автоматически воздействуют на другие аппараты и контролируют их работу. Передача электрического сигнала от поплавкового реле к агрегатам насосной станции осуществляется по проводам сигнализации. Всякое изменение режима насосной станции быстро и чётко воспринимается соответствующими аппаратами и агрегатами. Работа каждого агрегата и всей установки контролируется по •приборам; при появлении малейшей неисправности агрегат мгновенно отключается, и в действие приходит резервный агрегат.

Основные преимущества насосной станции с автоматическим управлением перед станцией с ручным управлением заключаются в повышении надежности работы насосно-силового оборудования его сохранности и экономичности эксплуатации. Автоматизация железнодорожного водоснабжения получает всё более широкое распространение на наших железных дорогах.

Уборка шлака. Чтобы обеспечить интенсивное горение топлива, колосниковую решётку паровоза периодически очищают от шлака. Шлак, накопившийся в бункерах зольника, высыпается (в специально отведённых для этого местах) на деповские или станционные пути или в кочегарные канавы и затем убирается в отвал. В дальнейшем шлак используется как строительный материал. Наиболее совершенная установка для уборки шлака (скиповая) показана на фиг. 40. Шлак из зольника высыпается в расположенный под путями приёмный бункер шлакоуборочной установки. При автоматическом открытии затвора шлак из приёмного бункера высыпается в передвижной скип (ковш). При помощи электролебёдки скип выкатывается из-под пути, поднимается и опрокидывается; шлак из него высыпается в железнодорожный полувагон. Все процессы по открытию затворов бункеров, перемещению, подъёму и разгрузке скипа в этой установке механизированы ш управление ими осуществляется нажатием кнопки.

Для создания тяги и отвода газов сгорания в промышленных котельных установках нередко сооружаются дымовые трубы высотой в несколько десятков метров. В таких трубах тяга создаётся естественным путём вследствие разности давлений окружающего атмосферного воздуха и нагретых газов. Пока котёл не работает, т. е. топливо в топке не сжигается, дымовая труба, так же как и топочное пространство, будет заполнена атмосферным воздухом. Поэтому давления в 1 am со стороны трубы и со стороны топки будут уравновешивать друг друга. Иное положение мы получим, если топка работает. В этом случае при высокой температуре (250—300°) уходящие газы становятся значительно легче атмосферного воздуха. Поэтому давление столба газов, заполняющих дымовую трубу, оказывается меньше давления воздуха, окружающего эту трубу. В результате разности этих давлений у основания дымовой трубы создаётся естественная тяга, которая обеспечивает поступление в топку воздуха, необходимого для горения топлива, последующее вытеснение продуктов сгорания по газоходам и, наконец, удаление их в атмосферу. Таким образом, естественная тяга будет тем больше, чем выше дымовая труба, чем ниже температура атмосферного воздуха и чем выше температура уходящих газов. Однако по ряду причин нельзя значительно повышать температуру уходящих газов, а следовательно, трудно создать естественную тягу достаточной силы; увеличение температуры уходящих газов привело бы к большим потерям тепла. Ясно также, что на паровозах нельзя применять чрезмерно высокие и тяжёлые трубы. На современных паровозах с их высокими котлами габарит подвижного состава позволяет устанавливать трубы (и то углублённые в дымовую коробку) высотой не более 2 м. Но такая маленькая по высоте труба, конечно, может создать очень небольшую естественную тягу, которая не в состоянии будет обеспечить достаточной интенсивности горения топлива на колосниковой решётке. Поэтому тяга газов в паровозе создаётся не естественным путём, а искусственным, т. е. при помощи специальных ды-мовытяжных установок. Образование тяги газов 46 Искусственную тягу разделяют на струйную—конусную и механическую — вентиляторную. Все паровозы, за исключением паровозов с конденсацией пара (см. главу XI), оборудованы конусным дымовытяжным устройством, поэтому мы в дальнейшем будем рассматривать этот основной вид дымовытяжных установок.

Предохранительные клапаны служат для предохранения котла от взрыва, когда давление пара в нём превысит нормальное. Какова бы ни была причина чрезмерного увеличения давления (это возможно, например, когда паровая машина потребляет пара меньше, чем вырабатывает котёл), предохранительные клапаны автоматически открываются, выпуская из котла часть пара, и тем самым снижают давление. На чём же основана работа предохранительного клапана? Наглядное пояснение этому даёт упрощённая схема действия клапана, изображённая на фиг. 75, а.

flap из котла фиг. 75. Схема и устройство предохранительного клапана Спиральная пружина, надетая на стержень, верхним концом упирается в шайбу, а нижним через другую шайбу — в тарелку клапана. Таким образом, сверху на клапан действует усилие пружины, рассчитанное на рабочее котловое давление, а снизу — давление пара в котле. Пока давление пара меньше усилия, создаваемого пружиной (или равно ему), клапан закрыт. Но как только давление в котле возрастёт сверх предельно установленного, клапан моментально поднимается и пар с шумом вырывается через отверстия наружу, в атмосферу. Когда избыток пара выйдет из котла и давление в нём снизится, клапан снова закроется. Предохранительные автоматические клапаны устанавливают на верхней части кожуха топки, сухопарника или барабанов цилиндрической части котла. Котёл паровоза должен иметь не менее двух предохранительных клапанов; обычно их бывает три. Каждый из предохранительных клапанов отрегулирован на определённое давление. Регулировка производится затягиванием или ослаблением пружины. Если давление пара в котле увеличится на 0,2 am сверх нормального, автоматически открывается и начинает выпускать излишний пар из котла только один из предохранительных клапанов. Этим обеспечивается наименьшая потеря пара. Если же стрелка манометра перейдёт за красную черту ещё на 0,2 am, в действие приходят второй и третий клапаны. Наличие нескольких клапанов, отрегулированных на разное давление, позволяет быстро снизить давление пара в котле до нормального при наименьшем расходе пара, выпускаемого в атмосферу. Сработав, клапан прекращает выпуск пара только после того, как давление в котле упадёт несколько ниже нормального. Выход пара через предохранительные клапаны сопровождается резким шумом, который привлекает внимание паровозной бригады. Услышав предупреждающий сигнал, паровозная бригада немедленно должна принять меры к снижению давления в котле. Чтобы снизить давление, надо остановить углеподатчик, т. е. прекратить подачу угля в топку, и включить инжектор, т. е. качать сравнительно холодную воду в котёл. При этом температура воды в котле понизится и парообразование уменьшится. Кроме того, часть пара будет расходоваться на работу инжектора. Итак, предохранительные клапаны срабатывают при заранее заданном давлении. Изменить нагрузку на клапаны паровозная бригада не может: они запломбированы и снабжены приспособлениями, не допускающими изменения нагрузки.

[Водоподогреватель обеспечивает не только непрерывное питание котла водой, но и более высокую температуру её подогрева (до 95°). Благодаря этому температура различных частей котла при подаче воды изменяется не так резко, а также улучшается тепловая работа котла (экономия топлива 8—10%, экономия воды 10—12%). Основные части водоподогревателя — турбонасос холодной воды, смеситель-подогреватель, поршневой насос горячей воды и система трубопроводов (фиг. 62). При помощи турбонасоса холодная вода, поступающая к нему самотёком из тендера, нагнетается в смеситель-подогреватель. Сюда же от парового потока, проходящего в конусе, отбирается часть (около 15%) отработавшего пара. Для отбора пара в конусе имеется специальный патрубок. В смесителе холодная вода смешивается с паром и подогревается им; горячая вода поршневым насосом нагнетается через питательный клапан в котёл. Такова общая схема работы водоподогревателя. Остановимся на некоторых её особенностях. Всё управление водоподогревателем сводится к открытию или закрытию пускового вентиля, регулирующего число ходов поршневого насоса горячей воды, т. е. его производительность. Производительность водоподогревателя можно регулировать в широких пределах — от 0 до 24 т воды в час (до 400 л/мин). При открытии пускового вентиля (см. фиг. 62) свежий пар из котла поступает к поршневому насосу, а от него через регулирующий золотник поплавкового устройства смесителя-подогревателя к турбонасосу. Поплавковое устройство автоматически регулирует уровень воды в камере смесителя. Если уровень воды в ней поднимется, то шар-поплавок всплывёт и с помощью рычажной передачи переместит регулирующий золотник вниз. При этом доступ свежего пара к турбонасосу прекратится. Последний останавливается и холодная

вода из тендера в смеситель-подогреватель не поступит. Но едва уровень воды в камере смесителя опустится, как регулирующий золотник откроет доступ свежему пару к турбонасосу и последний начнёт подачу воды в смеситель в большем или меньшем количестве в зависимости от положения уровня воды в подогревателе. Таким образом, достигается автоматичность в работе водоподогревателя. Чтобы ускорить процесс подогрева, струя воды при входе в смеситель разбрызгивается. Для этого вверху камеры смешения С устанавливается специальный разбрызгивающий клапан, который открывается под давлением воды, создаваемым турбонасосом. Частицы холодной воды быстро конденсируют отработавший пар, поглощая его тепло. Таким образом, в смесителе-подогревателе происходит частичное возвращение тепла, затраченного ранее на приготовление пара. Отработавший в паровой машине пар поступает в камеру смешения С. Пройдя в камеру А смесителя, пар приподнимает обратные клапаны и входит в камеру В. Если бы не было обратных клапанов, то вода из смесителя могла бы проникнуть в камеру А и далее в цилиндры паровой машины, что недопустимо. Для выпуска в атмосферу конденсата, воздуха и других газов, выделяющихся из горячей воды, в смесителе предусмотрены специальные отводы (см. фиг. 24 на стр. 28).

Тип паровоза определяет систему его экипажа, т. е. число и расположение осей (колёсных пар) и конструкцию рамы (жёсткая, сочленённая). Паровоз может иметь несколько движущих колёсных пар и поддерживающие и бегунковые колёсные пары. Число всех осей и их расположение относительно друг друга .для наглядности изображается цифрами, разделёнными чёрточками •(например 1-5-1). Первая цифра обозначает число передних бегунковых осей, вторая — число осей движущих (сцепных) и третья — число задних поддерживающих осей. Если бегунковых или поддерживающих осей нет, ставятся на соответствующие места нули. Например, если паровоз имеет только пять сцепных колёсных пар и ни одной поддерживающей и бегун-ковой, пишется 0-5-0 (см. также стр. 246). Распространённый на наших железных дорогах грузовой паровоз серии Л обозначается 1-5-0, т. е. он имеет одну бегунковую и пять движущих колёсных пар. Пассажирские паровозы, выпускаемые Коломенским заводом., имеют обозначение 2-4-2. Из обозначения следует, что впереди паровоза помещены две бегунковые колёсные пары, а сзади — две поддерживающие. Движущих осей — четыре. Если речь идёт о сочленённом паровозе, имеющем, например^, восемь движущих осей (по четыре в каждой раме), одну бегунковую-и две поддерживающих оси, то такой локомотив получит обозначение 1-4 +4-2, где знак + говорит о сочленении двух экипажей. В США и Англии тип паровоза определяется числом колёс, а не* осей, например, паровоз типа 1-5-0 серии Л в этих странах, обозначается 2-10-0; паровоз типа 1-5-1 серии ФД получит обозначение 2-10-2. В Германии число движущих осей обозначается прописными буквами соответственно алфавиту, так, обозначение 1Е равнозначно типу 1-5-0, а обозначение 1Е1 расшифровывается как тип 1-5-1:; при этом чёрточки между цифрами и буквами не ставятся. Такая простейшая классификация паровозов по числу и расположению колёсных пар и даёт полное представление о типе паровоза.. Если же известна ещё и нагрузка на движущие оси, то судят о размерах и мощности локомотива. Вот почему, когда хотят узнать тип-паровоза, то прежде всего интересуются числом осей и их расположением. Дополнительной классификацией паровоза является серия. Под серией понимают группу паровозов одного и того же типа,, построенных по одинаковым чертежам, но отличающихся между собой лишь конструктивными изменениями отдельных узлов (диаметром колёсных пар, устройством пароперегревателя, способом постановки связей и т. д.). Обозначать серию условились одной или двумя-заглавными буквами русского алфавита. Например, мощным пассажирским и грузовым паровозам присвоена серия ИС—Иосиф’ Сталин и ФД— Феликс Дзержинский. Иногда к заглавной букве добавляется индекс, например, Эр ,., ФДМ , Эу . В данном случае индексы обозначают: р — реконструированный, м — модернизированный, у — усиленный. Распространённым на наших дорогах пассажирским паровозом; является паровоз типа 1-3-1. Этому паровозу впервые была присвоена серия С, а затем серия Св , С, Сум. Заглавная буква С дана в честь Сормовского завода, который ещё в 1911 г. построил1 новый для того времени паровоз этого типа. Буква у говорит о том, что в дальнейшем паровозы этой серии были усилены,, буквы ум — усилены и модернизированы. Первенцу послевоенной пятилетки, грузовому паровозу типа? 1-5-0, присвоена серия Л —по первой букве фамилии главного кон-, структора Лебедянского Л. С.

Так как через рессоры передаётся ходовым частям вес котла, машины и рамы паровоза, то они (рессоры) с одной стороны должны быть связаны с рамой, а с другой — с ходовыми частями. В зависимости от размещения рессор различают рессорное-подвешивание: верхнее, промежуточное и нижнее. Фиг. 115 иллюстрирует устройство верхнего и промежуточного рессорного подвешивания. При верхнем подвешивании хомут рессоры (через так называемую упорку) опирается на Верхнюю часть буксы (фиг. 115. Рессоры I, II и III осей). При промежуточном подвешивании рессора через рессорную стойку опирается на раму, а концы её соединяются с балансирами (фиг. 115. Рессоры IV и V осей). С рамой паровоза рессора соединяется шарнирно. Если жёстко закрепить концы рессоры на раме, то рессора при нагрузке не сможет прогнуться, а при резком толчке даже сломается. Если же концы рессоры соединить с рамой шарнирно — с помощью подвесок, то она получит возможность свободно проги- баться под нагрузкой. Нагрузки на отдельные рессоры у движущегося паровоза, изменяются вследствие его качания (так называемые виляние и галопирование). Это приводит к резкому перенапряжению отдельных рессор и их поломке.

Все современные паровозы оборудованы песочницами, из которых песок подаётся на рельсы сжатым воздухом. Песок хорошего качества (сухой хорошо просеянный, кварцевый песок) обладает замечательным свойством увеличивать коэффициент сцепления движущих колёс с рельсами, когда в этом есть необходимость. По образному выражению некоторых машинистов песочница является вторым регулятором на паровозе. Во-время включить песочницу — это значит предупредить (но не прекратить!) боксование колёсных пар подсыпкой песка на рельсы (фиг. 132) и реализовать повышенный коэффициент сцепления, т. е. увеличить силу тяги по сцеплению. Во-время выключить — это значит предотвратить возрастание сопротивления движению паровоза и вагонов, потому что чрезмерное подсыпание песка на рельсы, помимо непроизводительного расхода его, затрудняет перекатывание колёс по рельсам. Общих правил по применению песка привести нельзя; опытный машинист, приводя в действие песочницу, всегда учитывает вес состава, скорость поезда, крутизну подъёма, радиус кривой, состояние поверхности рельсов (влажные, сухие). Искусный механик знает, что перед началом боксования из-за проскальзывания движущих колёсных пар паровоз слегка вздрагивает. Уловив этот момент, он включает песочницу, убавляя или прибавляя поступление песка на рельсы под движущие колёсные пары. Успех подобного способа улучшения коэффициента сцепления зависит не только от умения машиниста управлять паровозом, но и в большей степени от надёжности действия песочницы. Поэтому паровозная бригада должна тщательно следить за исправностью песочницы. Правила технической эксплуатации запрещают выпускать паровозы, у которых имеются неисправные или не снабжённые песком песочницы. Применение песка особенно необходимо при трогании поезда с места и при движении по затяжному (длинному) подъёму, когда сопротивление движению значительно возрастает. При трогании поезда с места наиболее эффективна подача песка одновременно под все движущие колёса паровоза. При установившемся движении поезда на площадках и подъёмах песок подаётся, как правило, под колёса первой сцепной оси или бегунка. Проходя по песку, колёса бегунка размельчают его, благодаря чему достигается лучшее сцепление движущих колёс с рельсами.

При интенсивной работе современного паровоза в его котле испаряется до 20 ООО — 25 ООО кг воды в час. Для поддержания определённого уровня воды в котле нужно время от времени добавлять в котёл воду из тендерного бака. Как же заставить воду из тендера не только подниматься вверх,, но ещё и перемещаться в герметически закрытый котёл, давление в котором в 15—16 раз больше атмосферного? Если учесть, что котёл должен питаться подогретой водой (холодная вода может его остудить) и что прибор, подающий воду, должен быть простым по устройству и надёжным в действии, то задача эта окажется не лёгкой. На современных паровозах применяются два вида приборов, питающих котлы водой: инжекторы и поршневые насосы. Последние применяются на паровозах с конденсацией пара и на паровозах с водоподогревателями.