蒸汽机车

蒸汽机车（简称蒸汽机车，比喻蒸汽马）是一种以蒸汽为动力的机车。 除了带有曲柄驱动底盘的蒸汽发生器和活塞式蒸汽机的广泛标准设计外，还有特殊设计，如无火机车、电动蒸汽机车、齿轮蒸汽机车、单轴或涡轮驱动、冷凝器和高功率的蒸汽机车。压力机车。

蒸汽机车是第 一批自行式、机械驱动的轨道车辆，从诞生到 20 世纪中叶一直主导着铁路运输。 蒸汽机车也是现在开始快速发展的运输技术以及国内和国际贸易的载体。

蒸汽机车是工业时代的象征：如果没有它使之成为可能的大量原材料、能源（煤炭）和货物的陆路运输服务，19 世纪、20世纪中叶推进的工业化是不可能的。

随着更现代的驱动技术的出现，蒸汽机车逐渐被柴油和电力牵引车辆取代，因为它们的效率相对较低，而且运行、维护和维修成本高。自 20 世纪最后 25 年以来，蒸汽机车的新建工程一直是个例外。

蒸汽机车是在难以管理的各种不同类型和变体中建造的。

标准设计的蒸汽机车主要由蒸汽锅炉（利用燃料的热能从水中产生蒸汽）、活塞式蒸汽机（将蒸汽的压力能转化为机械动能）、底盘与框架和轮组以及用于操作机器的驾驶室。 所需的燃料和水供应由机车本身（招标机车）或xxx连接到机车的车辆（招标机车）携带。

内置燃烧室的蒸汽锅炉、蒸汽机和司机室安装在机车车架上或机车车架上。该框架由驱动轮组、通过连接杆连接的连接轮组和通常附加的非驱动轮组承载。活塞式蒸汽机通常有两个，也有三个和四个汽缸，它们安装在机架外侧或（和）内侧的一侧。 活塞杆的摆动运动通过连杆传递到轮对的曲柄销，从而转化为旋转运动。

在蒸汽机车中，热能转化为动能。 这些通常是一个开放系统，其中蒸汽在蒸汽缸中完成工作后作为废蒸汽释放到大气中。 在排气机的情况下，它首先通过吹管来煽风点火。 另一方面，在冷凝式机车的情况下，排出的蒸汽被输送到冷凝器中，在那里再次液化并再次用作锅炉给水。

蒸汽机车从它们携带的燃料的燃烧中获得它们的主要能量。 在大多数情况下，这是煤或重油，但也包括木材、煤尘、泥炭和矿物油。 用它加热的锅炉从水中产生蒸汽供蒸汽机使用。

通常蒸汽机车有一个带平火床的炉排。 煤粉、重油或矿物油不需要炉排系统，而是在带有合适燃烧器的特殊火箱中燃烧。 重油必须用热交换器预热，然后用过热蒸汽喷射在燃烧器中雾化和燃烧。 煤粉在完全封闭的燃烧箱内用压缩空气引入或被负压吸入。 一种特殊形式是电加热蒸汽机车。

用于燃烧的新鲜空气供应通过灰箱上的可调节风门进行，当固体燃料燃烧时，燃烧残留物也被收集在灰箱中。 为了在灰箱装满时更好地供气，现代 Reko 机车将 Stühren 型灰箱悬挂在车架上，无论炉排有多满，都可以直接在炉排下方供应空气。 对于其他类型的燃烧，所需的空气通过特殊的口袋、槽或通过燃烧器（煤粉燃烧）本身引入。

机器废气通过喷嘴、吹管头进入烟囱。 根据喷射器原理，废气射流完全充满烟囱的横截面并夹带烟道和热解气体。 这会在烟室中产生负压，并通过烟气管和加热管传播到燃烧室。 流过灰箱和炉排的新鲜空气提供了必要的火扇风。 此处的优点是该系统是自我调节的，因为随着蒸汽消耗量的增加，会排出更多的废蒸汽，从而产生更高的负压。

由于蒸汽机的废气只有在车辆行驶时才能得到，所以还安装了一个辅助鼓风机，在车辆静止或空转时煽动火势。 它由一个带细孔的管环组成，管环位于吹管头的中央，并在需要时直接从锅炉供应湿蒸汽。

在引入辅助风扇之前，蒸汽机车在长时间停机期间断开连接并往复运动，以保持所需的锅炉压力。 需要一个xxx密封的烟室和紧密的管道穿透，以实现最佳的火扇和完全、经济的燃烧。

烟室中安装了火花捕集器，以防止在剧烈行驶时大块余烬或燃烧残留物通过烟囱逸出。 它由一个完全包围烟囱底部的金属丝网组成，烟囱伸入烟室，以及吹管头。 以钟摆方式悬挂在管壁上的挡板可确保设备自清洁。

蒸汽机车的特殊设计没有配备此系统（涡轮机和冷凝器机车），具有特别可控的引风机来煽风点火。

为提高蒸汽机车的热效率，奥地利人阿道夫·吉斯尔-吉斯林根于1951年对经典的引风系统进行了重大改进，采用了以他的名字命名的吉斯尔喷射器。 结果是节省了 8% 到 12% 的燃油。

具有许多加热管的大容量热水锅炉最适合在铁路运营中遇到的不断变化的操作条件下产生必要的蒸汽。 这种锅炉具有较大的蒸发表面，并且对不规则的蒸汽抽取以及相关的压力和水位波动不敏感。

经典的蒸汽机车锅炉由燃烧室完全被水夹套包围的落地式锅炉、通常由多个锅炉段组成的长锅炉、内置引风系统的烟室和用于给烟气送风的烟囱组成火。 这种设计原理就是所谓的斯蒂芬森管式锅炉。

在燃烧室中，燃烧过程中产生的热量直接释放到燃烧室壁和在它们后面循环的锅炉水。 这里谈到的是辐射加热表面。 产生的热烟气然后流过内置在长锅炉中的加热管，并将热量传递到管壁。 管壁面积之和形成管受热面。

在过热蒸汽机车中，除了加热管外，还安装了直径更大的烟管。 过热器元件被推入这些烟管中，锅炉中产生的蒸汽在这些烟管中被干燥并进一步加热。 机车运行中的过热蒸汽现在温度高达 400 摄氏度，由于其更好的冷凝和膨胀性能，确保了机车蒸汽发动机的更高效率。

长锅炉顶部有一两个汽包，抽出尽可能干燥的蒸汽，防止锅水外溢。 负责调节机器蒸汽供应的湿蒸汽调节器通常安装在蒸汽罩中。 产生的湿蒸汽温度为 170 至 210 摄氏度，具体取决于锅炉超压，是蒸汽和最细小水滴的混合物。