Паровоз является первым видом транспорта, которые передвигался по железной дороге. В далёкие времена с обширным развитием грузоперевозок лошадиная тяга перестала справляться с перевозкой товаров на дальние расстояния. Поэтому многие изобретатели того времени стали разрабатывать альтернативные транспортные средства. Одним из таких стала паровая машина, которая передвигалась по рельсам. Она была произведена в 1801 году английским инженером Ричардом Тревитиком. О том, в чём заключается принцип работы паровоза, мы расскажем в данной статье на сайте RelsOk.ru.
Краткая историческая справка
Разговоры о новой разновидности повозок начались ещё в конце XVII века. В те года Исаак Ньютон предложил идею, что для создания самоходного транспортного средства можно применять принцип работы горячего воздуха.
В течение последующих ста лет с переменным успехом велись разработки повозки с паровым двигателем. Первое серьёзное изобретение было представлено французским инженером Николя-Жозеф Куньо. Он спроектировал и изготовил безрельсовую телегу, которая передвигалась самостоятельно на трёх колёсах при помощи храпового механизма. Конструкция оказалась не сильно удачной и не получила дальнейшего развития. Что удивительно, она сохранилась и сейчас находится в одном из музеев.
Первого серьёзного успеха добился Ричард Тревитик, который в 1801 году создал первую модель паровоза, передвигающегося по рельсовому пути. В дальнейшем на основе его изобретения начали разрабатываться усовершенствованные модели. В них использовался принцип работы паровоза Тревитика с различными нововведениями.
Таким образом, в первые десятилетия после открытия были изобретены: колесо-маховик, зубчатая передача, которая приводила в движение обе колёсные пары, вагонетки (или первые разновидности грузовых вагонов), а также усовершенствованные паровые котлы, способные развивать большую тягу.
Как осуществлялось движение
Принцип работы паровоза заключался в подаче горячего воздуха, находящегося под давлением, в паровую камеру. В результате приводился в движение поршень, который при помощи специальных механизмов начинал крутить колёсные пары.
Пар вырабатывался путём нагревания воды, которая находилась в отдельном резервуаре. После её закипания начинал образовываться горячий воздух, который под давлением перемещался в соседнюю камеру и приводил в движение нужные механизмы.
Для того чтобы вода в процессе движения паровоза всегда находилась в кипящем состоянии, использовалась нагревательная камера. Соответственно, в ней должен был постоянно поддерживаться огонь, а для этого были нужны нагревательные элементы.
Что применялось в качестве топлива
Принцип работы паровоза заключается в постоянном поддержании огня, которые нагревает воду. В качестве топливных элементов применялось практически всё, что может гореть с высоким КПД.
Среди наиболее популярных вариантов использовались:
- дрова – первые топливные элементы для паровозов;
- уголь – один из самых распространённых вариантов, применяемых на паровозе;
- нефть – стала использоваться после широкого развития данной отрасли;
- мазут – принцип работы, как и у остальных нефтяных продуктов;
- опилки и бумага – применялись редко, т. к. обладали довольно низким КПД.
На каждом временном промежутке предпочтение отдавалось тому или иному варианту топлива. Изначально на паровозах применялось дерево и его производные: дрова, опилки, брикеты и т. п. Далее стали использовать уголь, т. к. его КПД оказался значительно выше. Соответственно его расход был ниже, чем у дерева. Это позволило поездам перемещаться на более длительные расстояния без дозаправки.
С развитием нефтяных технологий работу паровых котлов перевели на жидкое топливо. Это ещё больше увеличило КПД и повысило характеристики паровозов.
Итоги
На начало XIX века, когда появилась первая паровая машина, это было поистине эпохальное событие. Как оказалось, открытие паровоза стало отправной «точкой» в развитии рельсового транспорта и остальных средств перемещения, использующихся в настоящее время.
Сейчас многим кажется, что принцип работы паровоза довольно прост. Но на то время это было действительно научное открытие. И принцип, заложенный в те транспортные средства, по сей день применяется во многих современных двигателях внутреннего сгорания.
