เมื่อสองสามทศวรรษก่อน มีเพียงรถจักรไอน้ำเท่านั้นที่ดึงรถไฟบนรางรถไฟ แกนหลักของรถจักรไอน้ำคือเครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองซึ่งออกแบบมาเพื่อเคลื่อนย้ายรถยนต์และติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ เป็นหัวรถจักรประเภทที่เก่าแก่ที่สุดที่ครองการรถไฟทั่วโลกในศตวรรษที่ 19 รถจักรไอน้ำทำงานอย่างไร?
การจัดเรียงทั่วไปของรถจักรไอน้ำ
ตลอดประวัติศาสตร์อันยาวนานของการพัฒนาระบบรางขับเคลื่อนด้วยตนเอง การออกแบบและขนาดของหัวรถจักรไอน้ำได้เปลี่ยนแปลงไปมากกว่าหนึ่งครั้ง ยูนิตและชุดประกอบแต่ละชิ้นได้รับการปรับปรุง พลังของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำเพิ่มขึ้น แต่โดยทั่วไปโครงสร้างภายในของหัวรถจักรยังคงเหมือนเดิมตลอดเวลา ในห้องสมุดทุกวันนี้ คุณจะพบคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับหลักการทำงานของเครื่องจักรที่ขับเคลื่อนด้วยไอน้ำ ("วิธีการทำงานของรถจักรไอน้ำและการทำงาน", VA Drobinsky, 1955)
ตามเนื้อผ้า รถจักรไอน้ำประกอบด้วยหม้อไอน้ำ เครื่องยนต์ไอน้ำ ลูกเรือ และบางครั้งก็อ่อนโยน ทุกส่วนเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิดและแต่ละส่วนแทบไม่มีความหมายอะไรเลย ไอน้ำอัดจะถูกสร้างขึ้นในหม้อไอน้ำ เครื่องนี้เป็นผู้ใช้ไอน้ำและแปลงพลังงานความร้อนเป็นพลังงานกล ซึ่งในทางกลับกัน ขับเคลื่อนล้อของหัวรถจักร
ลูกเรือเปลี่ยนการหมุนของล้อเป็นการเคลื่อนที่แบบแปลนของโครงสร้างทั้งหมด และยังส่งแรงฉุดลากไปยังขบวนรถและขบวนรถทั้งหมด
มีอะไรอยู่ในหัวรถจักร?
หม้อไอน้ำมีโครงสร้างที่เรียบง่ายมาก มีเตาสำหรับเผาเชื้อเพลิง ทำให้เกิดก๊าซร้อน น้ำร้อนในถังซึ่งมีส่วนช่วยในการผลิตไอน้ำอัด นอกจากนี้ยังมีห้องที่มีท่อซึ่งนำผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ออกจากห้องเผาไหม้
เครื่องจักรไอน้ำได้รับการออกแบบเพื่อจุดประสงค์เดียว: เพื่อแปลงพลังงานของไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่เกิดขึ้นในหม้อไอน้ำให้เป็นพลังงานประเภทอื่นที่มีประโยชน์สูงสุด ท้ายที่สุดมีเพียงพลังงานกลเท่านั้นที่สามารถรับประกันการหมุนของล้อรถจักรไอน้ำได้ องค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์ไอน้ำคือกระบอกสูบ โดยทั่วไปแล้ว รถจักรไอน้ำแต่ละหัวรถจักรจะมีกระบอกสูบคู่หนึ่งซึ่งวางไว้ที่ด้านหน้าของโครงหัวรถจักร
เครื่องจักรไอน้ำทำงานบนหลักการสองการกระทำ ระหว่างการทำงาน จะรับไอน้ำสลับกันจากลูกสูบทั้งสองข้าง
ไอน้ำไม่เข้าสู่กระบอกสูบทันที ขั้นแรก มันจะผ่านกล่องสปูล สปูลเป็นอุปกรณ์ที่กระจายไอน้ำ ไอน้ำสดเข้าสู่กระบอกสูบผ่านพวกเขาและไอน้ำที่ใช้แล้วจะถูกระบายออกภายนอก แกนหมุนตามการเคลื่อนที่ของลูกสูบอย่างแม่นยำ ซึ่งทำได้โดยใช้กลไกการกระจายไอน้ำแบบพิเศษ
และสุดท้ายลูกเรือ มันทำหน้าที่สนับสนุน: ประกอบด้วยหม้อต้มไอน้ำและเครื่องจักรไอน้ำ ส่วนนี้ของโครงสร้างภายในของหัวรถจักร เมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับรางรถไฟ จะเปลี่ยนพลังงานกลของเครื่องจักรไอน้ำให้เป็นพลังงานของการเคลื่อนที่แบบแปลนของหัวรถจักร กล่าวอีกนัยหนึ่ง ลูกเรือมีความสำคัญต่อการเคลื่อนไหวของหัวรถจักรบนรางรถไฟ