Паровозыжелезнодорожный транспорт

На железнодорожном подвижном составе применяются рессоры разнообразных конструкций. Несмотря на это принцип их действия одинаков. Рессоры должны обладать двумя основными качествами: большой упругостью и высокой прочностью. Чтобы понять, как работает рессора, отбратимся к фиг. 114, а. Здесь изображена прямоугольная стальная пластинка АВ, опирающаяся посередине на призму. К концам пластинки подвешен груз Д, вес которого заставляет пластинку прогнуться (см. пунктир). В каждом сечении изогнутая пластинка будет испытывать разные напряжения. Чем ближе сечение к призме, т. е. к месту закрепления, тем больше напряжение; чем дальше от места закрепления, тем меньше напряжение. Для того чтобы пластинка имела одинаковые напряжения во всех сечениях, ей необходимо придать форму ромба АБВГ (фиг. 114, б). Если опереть такой ромб посередине на призму и подвесить по концам его груз, то ромб окажется жёстче прямоугольной пластинки; в любом сечении его (аа, бб и т. д.) будут примерно одинаковые напряжения. Такие пластинки в форме ромбов относятся к телам, которые носят название тел равного сопротивления при изгибе. Знание закона распределения напряжений подсказывает нам и ромбообраз-ную форму листов для рессоры. Но ромбообразные листы невозможно применять в паровозных рессорах из-за слишком большой ширины их. Чтобы ширина рессоры была небольшой и в то же время сохранились качества ромбообразного листа, достаточно его разрезать на несколько равных частей (линии разреза проведены на фиг. 114, б). Затем полученные пластины соединяются попарно (в нашем примере 2—2,3—3,4—4,5—5 и 6—6) и накладываются друг на друга с таким расчётом, чтобы наверху была самая длинная и широкая пластина 1, а под ней остальные сдвоенные, более короткие (фиг. 114, в). Количество листов в рессоре выбирается в зависимости от их размеров и от величины нагрузки. Пригнанные таким образом полосы посередине охватываются хомутом. В действительности рессоры изготовляют из целых полос. Благодаря своей особой форме листовая рессора способна выдерживать нагрузку на изгиб, превышающую в десятки раз её собственный вес. Величина, на которую прогибает» ся рессора под действием груза в 1 т, называется гибкостью рессоры. Гибкость — важнейшая характеристика упругих свойств рессоры. Чем больше сможет прогнуться рессора под нагрузкой, тем она мягче, чем меньше, — тем жёстче. От гибкости рессор зависит сила воздействия паровоза на путь. Более гибкие рессоры лучше смягчают воспринимаемые удары и толчки. Чтобы рессорное подвешивание было более гибким, листовые рессоры применяются совместно с пружинами— витыми или спиральными. Может случиться, что в то время как одна рессора воспринимает наибольшую нагрузку, другая рессора окажется полностью разгруженной. При этом колесо может приподняться и сойти с рельсов. Чтобы более равномерно распределить нагрузки между колёсами, отдельные рессоры соединяют между собой посредством так называемых балансиров (фиг. 115). Балансир напоминает коромысло: средней своей частью балансир опирается на специальные ножи или на валики, около которых он может качаться. К каждому балансиру посредством подвесок присоединяются смежные концы рессор двух соседних колёс. Вот почему действие удара от неровности пути на одну колёсную пару тотчас передаётся через балансиры соседней колёсной паре. От этого нагрузки колёс на рельсы и усилия, воспринимаемые отдельными рессорами, выравниваются. На паровозах рессоры с помощью подвижных балансиров (продольных и поперечных) объединяются между собой в группы. Если внимательно посмотреть на фиг. 115, то на ней можно увидеть три группы рессор, соединённых между собой балансирами. .Каждая из этих трёх групп независима одна от другой.

К первой группе относятся £ рессоры тележки и рессоры -двух передних колёсных пар, ко второй группе — рессоры ‘ трёх остальных колёсных пар, £ расположенных с правой сторо- I ны рамы, а к третьей группе— рессоры тех же колёсных пар, но расположенных с левой сто- % роны рамы.

В недалёком прошлом смазка трущихся деталей паровозов осуществлялась преимущественно ручным способом. В настоящее время на паровозах широкое распространение получила централизованная автоматическая смазка. .Сущность её состоит в том, что подача смазки к трущимся деталям производится системой маслопроводов, идущих от смазочных приборов, так называемых пресс-маслёнок, действующих автоматически только при движении паровоза. Автоматические смазочные устройства обеспечивают непрерывный подвод масла к основным гнёздам (местам) трения, а также позволяют на ходу поезда подавать смазку к неудобно расположенным трущимся деталям, что исключается при ручной смазке. На современных паровозах централизованная система снабжает, смазкой не только трущиеся узлы паровой машины, но и экипажа. Рассмотрим вкратце, как производится централизованная смазка трущихся узлов паровоза серии Л. Жидкая смазка подаётся принудительно (под давлением) при. помощи пресс-маслёнок — основных приборов централизованной системы смазки. Детали пресс-маслёнки заключены в корпусе, служащем одновременно резервуаром для масла. Внутри корпуса помещены насосы плунжерного типа, приводимые в действие от общего распределительного вала. Каждый насос нагнетает масло только в один маслопровод, а при маслораспределителях (см. ниже)— в несколько маслопроводов. Таким образом, количество отводов— маслопроводов, присоединяемых к пресс-маслёнке, равно количеству насосов. Имеются пресс-маслёнки 5-, 8-и 14-отводные (фиг. 142а). Если количество смазываемых мест больше количества отводов, имеющихся на пресс-маслёнке, то для распределения смазки на маслопроводах устанавливаются специальные приборы — масло-! распределители, благодаря которым масло от одного насоса

может автоматически в равных долях направляться к нескольким гнёздам трения. На паровозе серии Л установлены две пресс-маслёнки, одна из которых (правая) обслуживает паровую машину, а другая (левая) — буксы, параллели и цапфы кулисы. Первая имеет восемь отводов, а вторая четырнадцать. Каждая пресс-маслёнка приводится в действие от маятника парораспределительного механизма и работает только при движении паровоза. Колебательное движение маятника через рычаги передаётся храповому механизму пресс-маслёнки. Вращение вала храпового механизма в свою очередь передаётся на распределительный вал, приводящий в движение плунжерные насосы, которые и нагнетают смазку под давлением. Смазка от насосов к трущимся узлам паровоза подаётся по металлическим трубкам называемым маслопроводами. Объём смазки, нагнетаемой каждым насосом в пресс-маслёнке, регулируется в зависимости от норм расхода смазки на 100 км пробега паровоза. Смазка в цилиндры и золотники подаётся непосредственно на их трущиеся поверхности (зеркало). При этом она поступает через диафрагменные обратные клапаны, основное назначение которых препятствовать проникновению пара в маслопроводы в момент нагнетания смазки. Пресс-маслёнка может приводиться в действие и вручную. Эту возможность используют для проверки исправности маслёнки, клапанов, а также для заполнения маслопроводов смазкой после длительной стоянки (чтобы избежать сухого трения в начале движения паровоза). При движении паровоза буксы перемещаются относительно рамы. Чтобы при этом металлические маслопроводы не обрывались, каждый из них присоединяется к буксе гибкой трубкой. Маслопроводные трубки от маслораспределителей и насосов пресс-маслёнки, идущие в одном направлении, объединяются в пучок, в середине которого помещена трубка, по которой зимой пропускают пар, обогревающий маслопроводы. Из этой трубки пар выходит наружу через свободный её конец, выведенный поверх котла. Для нормальной работы всей системы централизованной смазки паровоза в зимних условиях смазка в резервуаре пресс-маслёи- Ш отВоЗнпя пресмаслёнка ки специально подогревается, сама пресс-маслёнка отепляется теплоизоляционным кожухом, кроме того, с наружной стороны пучок маслопроводов тщательно утепляется. На фиг. 143 представлена принципиальная схема централизованной смазки букс и кулисы паровоза серии Л.

После того как пар переместит поршень в крайнее положение, его нужно возможно быстрее выпустить из цилиндра, иначе, занимая всю полость цилиндра, отработавший пар будет оказывать противодействие (противодавление) обратному ходу поршня. Для освобождения цилиндра от отрабатавшего пара надо открыть паровое окно. А чтобы ускорить выпуск пара, окно открывают ещё до того, как поршень во время рабочего хода дойдёт до-крайнего положения. На первый взгляд это кажется невыгодным. В самом деле: зачем преждевременно выпускать из цилиндра пар, не потерявший своей энергии, ведь и без того дорог каждый кубический сантиметр пара? Приходится, однако, мириться с незначительной потерей энергии. Делается это для того, чтобы облегчить движение поршня в тот момент, когда он меняет направление на обратное. Поэтому перекрышу выпуска чаще всего делают отрицательной; в этом случае кромки золотника, осуществляющие выпуск пара, при среднем положении золотника не доходят до кромок паровых каналов на несколько миллиметров. Иногда перекрышу выпуска делают равной нулю. Процесс предварительного выпуска пара из цилиндра до того, как поршень придёт в крайнее положение, называют предварением выпуска, а величину, на которую золотник открыл окно для выпуска пара при крайнем положении поршня, называют линейным предварением выпуска. Таким образом, предварение выпуска облегчает движение поршня в начале нового хода, так как пар успевает почти полностью уйти из цилиндра. С этого момента остатки отработавшего пара, не успевшие удалиться за период предварения выпуска, выталкиваются поршнем из цилиндра в атмосферу. Выталкивание пара в атмосферу происходит до тех пор, пока золотник не перекроет окна. После этого поршень начнёт сжимать оставшийся в цилиндре пар. Сильно замедлить движение поршня этот пар уже не сможет, так как он имеет низкое давление. Но почему его всё-таки оставляют в цилиндре и зачем нужно пар сжимать?

Сцепление колёс с рельсами не позволяет колёсам вращаться на одном месте (боксовать). Пока усилие пара на поршень соответствует максимальной силе сцепления, колёса будут катиться’по рельсам и перемещать паровоз. Но едва лишь оно превысит максимальную силу сцепления, как колёса начнут проскальзывать или будут вращаться на одном месте (боксовать). В этом случае движение паровоза вперёд может прекратиться. Поэтому сила тяги по машине не должна быть больше силы тяги по сцеплению. Конструкторы в своих расчётах всегда стремятся максимально использовать сцепление колёс с рельсами. Чем оно больше, тем больше сила тяги паровоза. Между силой тяги паровоза и сцепным весом установлена определённая зависимость. В момент трогания паровоза (т. е когда скорость его близка нулю) сила тяги (сила сцепления) каждой колёсной пары будет примерно в четыре раза меньше той нагрузки, которую колёсная пара передаёт на рельс. Если сцепной вес Рк паровоза, имеющего, например, пять сцепных колёсных пар, равен 100 т, то на каждую колёсную пару (при равномерном распределении нагрузки) приходится 20 т (20 000 кг). Значит, сила тяги одной колёсной пары будет равна 20:4 = 5/п(5 000 кг), а сила тяги FK пяти колёсных пар — 2Щт (25 000 кг). Из сказанного можно сделать такой вывод: если наибольшую-силу тяги FK разделить на сцепной вес Рк паровоза, то получим число, которое называется коэффициентом сцепления (обозначается фк). Например, в нашем случае коэффициент сцепле* ния равен фя =25 000: 100 000 = 0,25. Иными словами, коэффициентом сцепления называется отношение наибольшей силь1 тяги паровоза при отсутствии боксования к сцепному весу паровоза. Вес паровоза можно считать величиной постоянной. Значит сила тяги зависит от коэффициента сцепления. Чем больше коэффициент сцепления, тем лучше используется сцепной вес паровоза, тем большую силу тяги он может развить. На практике величина коэффициента сцепления колеблется в широких пределах и главным образом зависит от состояния и степени износа поверхностей рельсов и бандажей, искусства машиниста управлять паровозом, скорости его движения и т. д. Из всех возможных значений коэффициента сцепления в расчётах принимается то его значение, которое позволяет реализовать наибольшую силу тяги. Итак, сила тяги паровоза не может быть больше силы сцепления движущих колёс с рельсами. Таков закон сцепления — важнейший закон движения локомотива. Большая сила тяги позволяет возить более тяжёлые поезда. Так, например, если при коэффициенте сцепления 0,24 паровоз может вести состав весом 3 000 т, то при коэффициенте сцепления 0,25 паровоз способен вести состав весом 3 125 т, т. е. на 125 т больше. Иначе говоря, даже незначительное (на одну сотую) повышение коэффициента сцепления позволяет значительно повысить вес состава. Что может дать повышение коэффициента сцепления? Предположим, что по однопутной линии пропускается 24 пары грузовых поездов. Следовательно, в нашем примере, в первом случае по линии может быть за сутки перевезено грузов 24 • 3 000 = = 72 000 т брутто, а во втором случае 24-3 125 = 75000 т, т. е. на 3 800 т брутто больше в каждом направлении. Иными словами, только за счёт повышения коэффициента сцепления пропускная способность линии может быть увеличена более чем на один поезд. Большинство машинистов наших железных дорог водит поезда, вес которых на 15—20% превышает нормы, а машинисты, в совершенстве владеющие искусством скоростного вождения тяжеловесных поездов, водят поезда полуторного и даже двойного веса. В 1954 г. по сети железных дорог прошло более 2 млн. тяжеловесных поездов, в которых перевезено сверх нормы свыше 700 млн. т грузов, а за первое полугодие 1955 г. около 400 млн. т. Передовые машинисты-тяжеловесники на деле доказали возможность значительного увеличения коэффициента сцепления. Они постоянно вносят существенные поправки в технические нормы веса и скорости поездов, утверждая новые, прогрессивные нормы, и тем самым способствуют более эффективному использованию мощности паровозов.

Котёл не может выработать пара больше определённого количества. Следовательно, и паровая машина сможет потреблять пара лишь столько, сколько его вырабатывает котёл, не больше. В этом заключается существенная особенность работы паровоза. Что же понимают под паропроизводительностью котла и чем оценивается его работа? Вспомним, что тепло газов сгорания передаётся воде через стенки огневой коробки и жаровых и дымогарных труб, которые снаружи омываются водой, а изнутри — газами. Объём котла, занятый водой, называют водяным объёмом. Например, у паровоза серии ФД он равен 13,47 ж3. Поверхность воды, через “которую выделяется пар, называется зеркалом испарения. Площадь зеркала испарения котла паровоза серии ФД приблизительно составляет 11,85 ж2. Поверхности котла, омываемые с одной стороны газами, а с другой — водой, принято называть испаряющей поверхностью нагрева котла. Она измеряется со стороны воды. У паровоза серии ФД испаряющая поверхность нагрева котла составляет 295 ж2. В зависимости от условий работы с каждого квадратного метра поверхности нагрева можно сиять различное количество пара в час. Работоспособность котла обычно оценивается потому количеству пара в килограммах, которое он даёт в течение часа не со всей поверхности нагрева, а только с 1 ж2 её. Именно это количество пара называется форсировкой (или интенсивностью парообразования) котла. Для паровозников эта величина очень важна, ибо от форсировки котла зависят, в конечном счёте, вес и скорость поезда. Чем больше пара образуется с 1 ж2 поверхности нагрева за один час, т. е. чем больше форсировка котла, тем больше паровая машина может расходовать пара. Располагая большим запасом пара в котле, машинист может направлять в цилиндры машины большее количество пара, т. е. увеличивать отсечку, а значит, и силу тяги. Однако при одной и той же форсировке котла сила тяги FK паровоза уменьшается с увеличением скорости. Так как котёл сообщается с цилиндрами паровой машины посредством золотников, то чем выше скорость паровоза, т. е. чем большее число оборотов делают движущие колёса в единицу времени, тем большее число раз золотники откроют окна для впуска пара в цилиндр. Отсюда ясно, что если машинист не уменьшит отсечки, то общий расход пара должен увеличиться с увеличением скорости. Но при одной и той же форсировке общий расход пара машиной должен оставаться постоянным независимо от скорости. Чтобы это условие выполнить при увеличении числа оборотов движущих колёс, надо уменьшить степень наполнения, т. е. отсечку. Но при уменьшении отсечки в цилиндр поступит меньшее количество пара. Поэтому за каждый ход поршня среднее давление пара на поршень уменьшится и уменьшится сила тяги. Значит, при одной и той же форсировке котла с увеличением скорости будет происходить постепенное уменьшение силы тяги.

В современных паровых машинах окна для впуска пара начинают открываться не тогда, когда поршень придёт в крайнее положение, т. е. не с началом нового хода поршня, а немного раньше. Свежий пар поступает в цилиндр навстречу поршню через чуть открытые золотником паровые окна; происходит предварение впуска. Делается это для того, чтобы к началу обратного хода свежий пар давил на поршень с максимальным усилием: к этому моменту золотник достаточно широко (на 4—8 мм) откроет окно для впуска пара. Если же начать впускать пар одновременно с началом рабочего хода поршня, то пару придётся в начале впуска проходить через очень узкую щель парового окна. Это вызовет сильное мятие пара, причём он не успеет быстро заполнить полость цилиндра. Как заставить золотник открывать окно для впуска пара до прихода поршня в крайнее положение?

Если бы конструкторы спроектировали паровоз с большой силой тяги по сцепному весу и по котлу, но со слабой машиной, то такой паровоз оказался бы крайне неудачным. Он не смог бы реализовать наибольшие значения силы тяги по котлу и сцеплению из-за непреодолимого «барьера», создаваемого слабой паровой машиной. Избыток силы тяги по котлу и по сцепному весу оказался бы «мёртвым грузом», так как не оправдывался бы размерами паровой машины. Недостаточная мощность паровой машины по сравнению с мощным паровым котлом и большим сцепным весом паровоза не позволила бы такому паровозу развить силу тяги больше некоторой определённой величины, ограниченной размерами машины. Вот почему при расчёте основных размеров паровоза инженеры стараются выбрать такой вариант решения, который равным образом обеспечивал бы одновременную реализацию высокой силы тяги по сцеплению, силы тяги по котлу и силы тяги по машине (всех вместе). С помощью увеличителя сцепного веса на некоторых паровозах становится возможным привести в соответствие недостаточный сцепной вес с относительно мощным котлом и машиной. ГРАФИК СИЛЫ ТЯГИ Чтобы нагляднее представлять себе одновременно величины силы тяги по сцепному весу, котлу и машине в зависимости от скорости, пользуются так называемыми тяговыми характеристиками паровоза (графиками сил тяги). На таком графике (фиг. 134) нанесены кривые изменения силы тяги в зависимости от скорости для различных значений форси-ровок и отсечек. Из фиг. 134 видно, что чем выше форсировка при одной и той же скорости, тем больше сила тяги, но она не может быть выше силы тяги по сцеплению. Например, пользуясь графиком фиг. 134, можно определить, что при форсировке 70 кг/м2час и отсечке 0,6 паровозом может быть реализована сила тяги 20 200 кг. Скорость паровоза при этом будет 23,5 км/час. При той же форсировке, но при отсечке 0,4 сила тяги упадёт до 11 500 кг, но скорость паровоза увеличится до 50 км/час. Таким образом, пользуясь этим графиком, мы можем определить силу тяги паровоза, а следовательно, и вес поезда при различных режимах работы паровоза и его скорости. Кроме указанных графиков, строятся также графики и для определения расхода пара и топлива на единицу мощности в зависимости от различных режимов работы паровоза. Эти графики известны под названием расходных характеристик. Тяговые и расходные графики получаются в результате специальных испытаний паровозов. По ним судят о конструктивных и эксплуатационных качествах данного паровоза, сравнивают его с другими паровозами. Поэтому указанные графики часто называют паспортными характеристиками, а книжки, в которых они помещены, — паспортами паровозов.

Действие электропневматического тормоза, так же как и пневматического, определяется положением рукоятки крана машиниста и заключается в том, что машинист при помощи тормозного контроллера, жёстко связанного с рукояткой крана машиниста, включает «ли выключает электромагнитные контакторы, которые в свою 1 Этот параграф написан инж. Г. И. Ерышаловым. очередь включают или отключают турбогенератор от проводов электрической схемы, по которым энергия постоянного тока подводится к катушкам электромагнитных вентилей ВО и ВТ электровоздухораспределителей (фиг. 158). Таким образом, энергия сжатого воздуха, находящегося в тормозной магистрали, при электрическом управлении не используется, и разрядка магистрали, как это делается при управлении пневматическими тормозами, становится необязательной, что и имеет место на моторвагонных секциях. В пятипроводной схеме разрядка поездной магистрали временно сохранена. При оборудовании большинства вагонов пассажирского парка электропневматическим тормозом необходимость в разрядке тормозной магистрали в этом случае отпадёт. Для того чтобы яснее представить себе, как действует электропневматический тормоз, познакомимся сначала с особенностями устройства электровоздухораспределителя. Электровоздухораспределитель (см. фиг. 158) состоит из двух основных частей: электрической и пневматической. К электрической части относятся два электромагнитных вентиля ВО — отпускной и ВТ — тормозной. Отличие между ними состоит в том, что корпус отпускного вентиля ВО имеет в сердечнике сквозной вертикальный канал для выпуска воздуха в атмосферу из рабочей камеры РК электровоздухораспределителя. Пневматическая часть или, собственно электровоздухораспределитель, состоит из трёх камер: 1) рабочей РК, которая в отпущенном положении тормоза сообщается с атмосферой; 2) камеры тормозного цилиндра А’77/, соединённой через переключательный клапан с тормозным цилиндром и 3) камеры запасного резервуара КЗР, постоянно соединённой с запасным резервуаром вагона. Действие электровоздухораспределителя заключается в следующем: при возбуждении катушки вентиля ВО магнитный поток притягивает клапан к сердечнику корпуса и плотно закрывает атмосферное отверстие, однако давление в рабочей камере попрежнему остаётся равным атмосферному; при возбуждении катушки вентиля ВТ клапан открывает калиброванное отверстие, через которое сжатый воздух из запасного резервуара поступает в рабочую камеру Р/С; давление в камере повышается, и гибкая резиновая диафрагма, разделяющая камеры РК и КТЦ, прогибается, закрывая атмосферное отверстие пустотелого клапана. Перемещаясь вниз, клапан открывает кольцевое отверстие, через которое сжатый воздух из запасного резервуара поступает в тормозной цилиндр. С этого момента и начинается действие электропневматического тормоза, так как шток тормозного цилиндра переместится и тормозные колодки прижмутся к бандажам колёсных пар. Процесс перетекания сжатого воздуха из запасного резервуара в тормозной цилиндр и рабочую камеру будет продолжаться до тех пор, пока давление в цилиндре и камере РК не уравняется. Выше уже отмечалось, что длительность этого процесса составляет всего 4,0—4,5 сек. Однако если катушку вентиля ВТ обесточить несколько ранее, то процесс повышения давления в тормозном цилиндре и камере РК прекратится немедленно, так как давления в камерах РК и КТЦ, будучи равными, заставят гибкую диафрагму выпрямиться, вследствие чего кольцевое отверстие пустотелого клапана закроется. Такая конструкция электровоздухораспределителя позволяет получить любую степень наполнения тормозного цилиндра сжатым воздухом. Практически отдельные ступени повышения давления в тормозном цилиндре могут быть получены по 0,25—0,3 am, чего невозможно достигнуть при пневматических автоматических тормозах системы Вестингауза. При снятии напряжения с катушки вентиля ВО рабочая камера соединится с атмосферой и давление в ней начнёт понижаться. В результате избыточное давление со стороны камеры КТЦ заставит гибкую диафрагму прогнуться кверху так, что атмосферное отверстие пустотелого клапана откроется и сжатый воздух из тормозного цилиндра будет выходить в атмосферу. С этого момента начинается отпуск тормоза, который также может производиться отдельными ступенями по 0,25—0,3 am, что является основным достоинством электропневматических тормозов перед автоматическими тормозами системы Вестингауза. Рассмотрим теперь основные процессы, происхо
дящие при управлении электропневматическими тормозами. Зарядка. Процесс зарядки электропневматического тормоза сжатым воздухом ничем не отличается от процесса зарядки пневматического тормоза, описанного выше. После зарядки электропневматический тормоз считается готовым к действию только после включения турбогенератора и главного выключателя. • При включении главного выключателя (см. фиг. 159) переменный ток от вторичной обмотки трансформатора через плавкий предохранитель и контакты главного выключателя подводится к включённым блок-контактам электромагнитных контакторов 9 я 10 и от них к поездным проводам 1 и 2. Далее переменный ток по цепи этих проводов протекает вдоль всего состава до последнего вагона и возвращается обратно в голову поезда по цепи 3, 4 и 5 проводов к лампам сигнализатора, который установлен на локомотиве. Отсюда через заземлённую клемму ток поступает во вторичную обмотку трансформатора. Таким образом, при исправном состоянии поездных проводов на сигнализаторе будут гореть все три лампы, указывающие машинисту о исправности электропневматического тормоза и готовности его к действию. При обрыве одного из поездных проводов соответствующая контрольная лампа на сигнализаторе погаснет, при этом переменный ток пройти через катушки вентилей ВО и ВТ не может, так как их сопротивление для переменного тока очень велико. Отсутствие сигнального огня на одной из ламп сигнализатора служит для машиниста указанием для перехода на пневматический тормоз, что осуществляется простым отключением главного выключателя. Перекрыша. Третье положение крана машиниста, так называемое перекрыша или подготовительное, является промежуточным между поездным и тормозным положениями и необходимо на кране для того, чтобы машинист мог при торможении и отпуске регулировать степень заполнения тормозных цилиндров сжатым воздухом. При третьем положении рукоятки крана машиниста тормозная магистраль, как уже отмечалось, отсоединяется от главного резервуара; при этом включается электромагнитный контактор 9, который подключает первый провод к турбогенератору и отключает его своей блокировкой от вторичной обмотки трансформатора. В результате постоянный ток протекает по цепи первого провода к катушкам вентилей ВО, которые возбуждаются и закрывают атмосферные отверстия рабочих камер электровоздухораспределителей. В конце поезда, на последнем вагоне, первый провод соединён с четвёртым и пятым проводами, по цепи которых постоянный ток подводится к двум сигнальным лампам, а также к одной из катушек срывного клапана. Таким образом, контроль за состоянием поездных проводов при третьем положении не прекращается, так как вместо переменного тока лампы питаются постоянным током. Исправность второго и третьего провода на положении перекрыша попрежнему контролируется переменным током. Торможение. Торможение поезда электропневматическим тормозом осуществляется так же, как и пневматическим, постановкой рукоятки крана машиниста в тормозное положение. В этом случае включается электромагнитный контактор 10; провод 2 электрической схемы, также как и провод /, оказывается под напряжением постоянного тока. Переменный ток блокировкой этого контактора отключается. В результате все катушки вентилей ВТ возбуждаются, и сжатый воздух начинает заполнять рабочие камеры. Дальнейшая работа электровоздухораспределителей протекает, как описано выше. Как только поршни тормозных цилиндров начнут перемещаться, средняя лампа сигнализатора —• зелёного цвета — погаснет, так как блокировки тормозных цилиндров БТЦ разомкнут цепь пятого провода. Вновь эта лампа загорится только тогда, когда все тормозные цилиндры будут находиться в отпущенном состоянии и все блокировки БТЦ замкнутся. Достаточно одному тормозному цилиндру остаться в заторможённом положении, зелёная лампа гореть не будет. Возможность контроля отпуска тормозных цилиндров является ценным преимуществом электропневматического тормоза, так как благодаря этому исключается отправление поезда с заторможёнными колёсными парами, что иногда имеет место при пневматических тормозах. Отпуск. Отпуск электропневматического тормоза производится путём снятия напряжения с первого провода постановкой рукоятки крана машиниста во второе или первое положение. В этом случае рабочие камеры электровоздухораспределителей соединяются с атмосферой, и в результате прогиба диафрагмы кверху сжатый воздух из тормозных цилиндров через пустотелый клапан выходит в атмо
сферу. Однако зарядка тормоза должна производиться только при первом положении ручки крана машиниста, что ускоряет процесс заполнения запасных резервуаров сжатым воздухом и гарантирует отпуск пневматических тормозов на вагонах, не оборудованных электропневматическим тормозом и прицепленных в конце состава.

Для уменьшения вредного действия сил инерции неуравновешенных вращающихся тел конструкторы производят их балансировку, т. е. искусственно добавляют грузы-противовесы, создавая тем самым аналогичные силы, но направленные в противоположные стороны. Это называется уравновешиванием сил инерции машины паровоза. Посмотрим, как оно осуществляется. Для уравновешивания вращающихся тел существует простой способ: надо неуравновешенному грузу противопоставить точно такой же по величине груз (противовес), разместив его в той же плоскости и на том же расстоянии от оси вращения (фиг. 137). При этих условиях центробежные силы, передаваемые на связь (тело), будут направлены в разные стороны и, следовательно, полностью уравновесят друг друга. Однако, чтобы воспользоваться этим простым способом для уравновешивания движущего механизма паровоза, необходимо противовесы располагать не в одной плоскости с пальцем кривошипа, а в плоскостях колёс, иначе противовесы будут мешать движению сцепных дышел. Поэтому для уравновешивания движущего механизма паровоза приходится помещать по два противовеса на каждом колесе (фиг. 138 и 139). Они расположены в плоскости, проходящей близ круга катания бандажа. Практически, однако, два противовеса заменяют одним суммарным (равнодействующим) (фиг. 140). В результате

такой объединённый противовес размещается уже не на одной линии с кривошипом, а на какой-то угол сдвигается от неё в сторону пальца другого колеса той же колёсной пары. Механика учит, что чем дальше расположен груз от оси вращения, тем большую центробежную силу он развивает. Поэтому кон» структоры стараются расположить противовес на колесе по воз- ЛеЗое колесо

сторона Фиг. 138. Схема расположения кривошипов на колёсной паре можности дальше от оси вращения. Это позволяет уменьшить вес противовеса. Наивыгоднейшей формой противовеса является сегменту (см. фиг. 140). В этом случае при прочих равных условиях вес противо- Фиг. 139. Схема уравновешивания вращающихся деталей сцепного колеса равной 12 ООО кг. За каждый "оборот колеса палец кривошипа два раза располагается на вертикальной оси, один раз внизу и один— вверху. Следовательно, вертикальная составляющая сил инерции с силой 12 т будет то перегружать рельс, то с той же силой разгружать его. Добавьте к этому постоянную нагрузку от ведущего колеса паровоза на рельс 10 т. Тогда получится, что при каждом обороте одно ведущее колесо будет то бить по рельсу с силой почти 12 В. А. Дробинский

в 12 + 10 = 22 т, то приподниматься над рельсом, так как величина вертикальной составляющей превышает вес колеса на 2 т. В последнем случае ненагруженная ведущая колёсная пара может легко сойти с рельсов. Повторяющиеся удары неуравновешенного колеса по рельсу можно сравнить с ударами молота, баба которого с силой в 22 т ударяет по рельсу. После ряда таких сокрушительных ударов даже самый прочный рельс и самое прочное колесо быстро разрушатся, и паровоз сойдёт с рельсов. Вот почему конструкторы особое внимание уделяют именно борьбе против вертикальной составляющей силы инерции движущего механизма, воспринимаемой пальцем кривошипа ведущего колеса, одинаково вредной и для рельсового пути и для паровоза. Для наиболее полного уравновешивания вертикальной составляющей силы инерции в каждом ведущем колесе конструкторы помещают противовес, центробежная сила которого приблизительно должна быть равна 12 т (для нашего примера). Этот противовес называется вертикально уравновешивающим. Точный метод определения сил инерции движущего механизма и противовесов был разработан русским профессором А. С. Раевским в 1904—1906 гг.

Раньше подача угля из тендера в топку производилась только вручную: помощник машиниста лопатой захватывал уголь с лотка, а кочегар быстро распахивал топочные дверцы. В этот момент помощник машиниста забрасывал уголь на горящий слой топлива. Затем дверцы снова закрывались и всё повторялось сначала. Такое отопление называлось отоплением «вприхлопку». Для чего кочегар то и дело закрывал дверцы топки? Ведь и четверть минуты не проходило, как вслед за одной порцией угля в топку забрасывалась новая. Это приходилось делать для того, чтобы не охладить топку наружным воздухом, врывающимся через открытые топочные дверцы. При сравнительно малых размерах колосниковой решётки ручной способ отопления себя оправдывал. Помощник машиниста при интенсивной работе за час загружал в топку около 2,0—2,5 т угля. Этого было достаточно, чтобы паровоз развивал мощность около 1 500 л. с. Дальнейшее увеличение мощности паровозов было прямо связано с увеличением размеров котла и прежде всего размеров топки. Обслуживать огромные топки современных паровозов мощностью 2 500—3 000 л. с. ручным способом очень трудно. Поэтому на всех паровозах, имеющих топки с колосниковыми решётками площадью 0 .и* и выше, подача угля механизирована.

Устройство для механической подачи угля из тендера в топку называется углеподатчиком. Уголь поступает в топку при закрытой дверце и равномерно распределяется по колосниковой решётке. Раньше это устройство называли «механическим кочегаром» (стокером), что неправильно, так как отопление паровоза производит не кочегар, а помощник машиниста. Кочегар по указанию помощника машиниста только подготовляет топливо для загрузки в топку. Для того чтобы понять, как работает углеподатчик, обратимся к фиг. 63 и 64.

Фиг. 64. Общий вид углеподатчика ‘, На раме тендера под днищем угольного бункера укреплено корыто^ Внутри корыта (см. фиг. 64) размещён конвейерный винт, который по внешнему виду похож на винт мясорубки, только гораздо больших размеров. Длина этого винта достигает нескольких метров. Он приводится во вращение небольшой паровой машиной, находящейся в специальном ящике тендера. Корыто сверху закрывается заслонками. Когда отодвигают одну из заслонок, уголь проваливается в корыто (см. фиг. 33), захватывается конвейерным винтом и постепенно перемещается вперёд. При выходе из корыта уголь попадает в особый (телескопический) трубопровод, расположенный между паровозом и тендером. Чтобы отдельные куски угля не застряли в трубопроводе, спереди корыта установлен угледробитель. Трубопровод имеет телескопическое и шаровое соединение, так как при движении паровоз и тендер взаимно перемещаются в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Внутри трубопровода помещаются два малых винта, шарнирно соединённых между собой и с главным винтом. Они передают уголь дальше на распределительную плиту (фиг. 65), укреплённую внутри огневой коробки у топочного отверстия. Между плитой и трубопроводом находится парораспределительная коробка с паровыми соплами, объединёнными в группы. Непрерывно подаваемый на распределительную плиту уголь попадает в сильный поток мелких паровых струй, вытекающих из сопел. Сдуваемый паром с плиты уголь разбрасывается по всей колосниковой решётке на раскалённый слой топлива.

Фиг. 65. Распределительная плита (вид изнутри огневой коробки) Группы сопел расставлены так, что каждая из них обслуживает определённые места колосниковой решётки. Для более равномерного разбрасывания угля распределительная плита снабжена направляющими рёбрами. Впуск пара в сопла регулируется вентилями, находящимися под рукой помощника машиниста. Современный углеподатчик может подать в течение часа 7—8 т угля. Недостатком механической подачи угля является то, что при применении этого способа отопления значительно увеличивается потеря тепла из-за уноса мелких несгоревших частиц угля в дымовую трубу. На паровозах, оборудованных углеподатчиками, потери тепла с уносом нередко достигают 30%. Из-за этого резко снижается экономичность машины. Машинист-инструктор Томской железной дороги т. Гисич предложил прибор, позволяющий значительно снизить потери тепла от уноса. В хоботе углеподатчика просверливается отверстие. В него вставляется трубка, по кот