Техника

Библиотека

наука

Русские паровозы за 50 лет

Паровозы 1-3-0 Н и Я

Дальнейшее развитие пассажирских паровозов с двумя спаренными колесными парами не могло дать заметного увеличения их тяговой мощности. На некоторых железных дорогах, и в особенности на Николаевской, вес поездов к девяностым годам прошлого столетия возрос настолько, что паровозы с двумя движущими колесными парами приходилось пускать двойной тягой. По этим причинам Министерство путей сообщения поручило проф. Н. Л. Щукину спроектировать новый тип пассажирского паровоза с тремя движущими колесными парами, с нагрузкой на рельсы от колесной пары 12,5 т. Был принят паровоз типа 1-3-0 с двухцилиндровой машиной двойного расширения с радиально-маятниковым парораспределительным механизмом и передней радиальной колесной парой.

Здесь уместно напомнить, что тип 1-3-0 впервые появился в России еще в 1878 г., т. е. на 14 лет раньше, чем в других странах.

В 1892 г. Александровский з-д построил два паровоза по проекту Н. Л. Щукина. Им была присвоена серия Нд . Паровозы оказались несколько более тяжелыми, чем предполагалось по проекту, и нагрузка от движущей колесной пары на рельсы доходила в них до 14,7 т. По нормам того времени такая нагрузка была недопустима. Кроме того, возникли препятствия и юридического порядка, так как пассажирским типом было принято считать паровозы только с одной или двумя движущими колесными парами. Дав специальное разрешение к обращению этих паровозов только на Николаевской ж. д., отличавшейся исключительно хорошим состоянием пути и мостов, Министерство путей сообщения настаивало на ограничении скорости движения паровоза до норм товарных, и только позднее разрешило поднять скорость до 70 верст в час.

Никаких вредных последствий от превышения нагрузки, однако, замечено не было, и с 1895 г. давление в 15 т было признано допустимым при рельсах весом 24 фунта в погонном футе.

Из этого примера видно, что паровозу в своем развитии приходилось опрокидывать консервативные нормы царской России, буквально завоевывая себе путь к дальнейшему прогрессу. Приведенный пример завоевания нагрузки в 15 т паровозом Нд в 1892 г. повторился и в 1907 г., когда 16-тонная нагрузка была завоевана паровозом Щ.

Предельная скорость паровоза Нд, установленная в 1892 г. в 70 верст в час, после опубликования трудов Н. П. Петрова по расчету рельсов, в 1914 г., при тех же рельсах была доведена до 108 км/час. Старые 24-фунтовые рельсы Уральских з-дов, уложенные на Николаевской ж. д. в 1890 г., прослужили на многих участках до 1930 г., и по ним обращались паровозы 2-3-1 Лп с давлением от колесной пары до 20 т, со скоростями до 100-110 км/час, без ограничений и каких-либо вредных последствий.

Несимметричность двухцилиндровой машины двойного расширения вызвала у ряда специалистов сомнение в целесообразности применения ее в быстроходных паровозах. С целью опытного сравнения машины двойного расширения с машиной одиночного расширения, в 1895-1896 гг. Александровский з-д при постройке десяти паровозов Нд два из них выпустил с машиной одиночного расширения. Паровозы получили серию На. Цилиндры в них были приняты одинакового диаметра с цилиндрами высокого давления паровозов Нд (480 мм). Пятилетняя их служба в совершенно одинаковых условиях с паровозами Нд показала, что по расходу топлива они менее экономичны. Особых преимуществ в конструктивном отношении паровозы На не обнаружили. При первом капитальном ремонте они были переделаны на двойное расширение.

В 1896 г. паровозы Нд были несколько переконструированы и усилены по цилиндрам. Песочница, расположенная на площадке, заняла обычное расположение на котле (фиг. 40). Паровозы Нд типа 1897 г. получили распространение только на Николаевской ж. д., где ими до 1910-1912 гг. обслуживались все пассажирские поезда - от почтовых до курьерских. Дорога до сих пор помнит безупречную службу этих паровозов. Радиально-маятниковые механизмы на некоторых из них при капитальном ремонте на Александровском з-де были заменены кулисно-маятниковыми. Паровозы Нд в количестве нескольких единиц работали также на Варшавской линии Северо-Западных ж. д. и на Сызрано-Вяземской ж. д.

фиг.40 Паровоз Нд
фиг.40 Паровоз Нд

В 1901 г. паровоз Нд был переконструирован по проекту Коломенского з-да. Радиально-маятниковый механизм был заменен кулисно-маятниковым, и вместо передней радиальной колесной пары была применена одноосная тележка. Плоский золотник цилиндра высокого давления был заменен цилиндрическим. Паровоз был назван серией Нв и имел диаметр движущих колес 1900 мм (фиг. 41). Для железных дорог с подъемами более 8-10 0/00, на которых требовались меньшие скорости, но большая сила тяги, паровозы серии Н стали строиться с движущими колесами, имеющими диаметр 1700 мм. Они были названы серией Нв. Из частных железных дорог их заказывала только Московско-Виндаво-Рыбинская. По требованию этой дороги часть паровозов Нв была оборудована улучшенными будками машинистов. Паровозы НВ и Нв оказались очень удачными и, получив самое широкое распространение, проработали много лет, уступив место более мощным паровозам. Они строились всеми отечественными паровозостроительными заводами.

фиг.41 Паровоз Нв
фиг.41 Паровоз Нв

В 1907-1908 г. Московско-Виндаво-Рыбинская ж. д. по инициативе проф. А. О. Чечотта заказала Путиловскому з-ду восемь паровозов серии Н с диаметром колес 1700 мм, с машинами одиночного расширения и пароперегревателями. Первые четыре паровоза были вначале оборудованы камерными пароперегревателями, расположенными в дымовых коробках, и имели по одной жаровой трубе диаметром 299 мм. Неудовлетворительная работа такого пароперегревателя заставила произвести переделку паровозов на жаротрубную систему. Остальные четыре паровоза были выпущены заводом с пароперегревателями жаротрубной системы.

Следует отметить, что эта дорога была третьей после Московско-Казанской и Юго-Восточной ж. д., начавшей введение паровозов с пароперегревателями. Паровозы Московско-Виндаво-Рыбинской ж. д. с пароперегревателями и машинами одиночного расширения получили серию Нпп. Почти одновременно с этим Сормовский з-д построил для Николаевской ж. д. три паровоза НПс с пароперегревателем русской системы Ноткина и с колесами 1900 мм. Для объединения ведущих колесных пар с паровозами основных серий НВ и Нв, паровозы Нп и Нпс имели опережающие контркривошипы, вследствие чего с переходом к внутреннему впуску кулисные камни на передний ход заняли в кулисах верхнее положение.

фиг.42 Паровоз Ну
фиг.42 Паровоз Ну

фиг.43 Паровоз Нп
фиг.43 Паровоз Нп

Несколько позднее, в 1909-1910 гг., по инициативе Н.Л. Щукина паровозы НВ и Нв были усилены. Разработка проектов усиленных паровозов Н была поручена двум заводам - Невскому и Коломенскому. Оба завода шли совершенно различными путями. Невский з-д, в лице Н. В. Серебрякова, сохранив машину двойного расширения и насыщенный пар, увеличил колосниковую решетку и диаметр цилиндра низкого давления, подняв давление в котле до 13 ати. Усиленные паровозы имели также два варианта диаметров колес - 1900 и 1700 мм и были названы сериями НУ и Ну (фиг. 42). По проекту Коломенского з-да, в 1911 г. было построено 14 усиленных паровозов Н в четырех вариантах: Нп с машиной одиночного расширения и пароперегревателем (фиг. 43), Ншп с прямоточной машиной одиночного расширения при клапанном распределении и с пароперегревателем, Нш (фиг. 44) с такой же машиной, но без пароперегревателя и Нк с двухцилиндровой машиной двойного расширения без пароперегревателя (фиг. 45). Все паровозы, по два для каждого из первых трех вариантов и 8 шт. последнего, построенные для Либаво-Роменской ж. д., имели колеса 1700 мм. В них было применено много новых деталей, благодаря чему они больше отличались от паровозов Нв, чем паровозы НУ.

фиг.44 Паровоз Нш
фиг.44 Паровоз Нш

фиг.45 Паровоз Нк
фиг.45 Паровоз Нк

Последнее обстоятельство способствовало распространению паровозов НУ, т. е. по проекту Невского з-да. Отметим, что основные детали машины паровоза Нп Коломенского з-да (цилиндры, движущий механизм и парораспределение) были разработаны с таким расчетом, чтобы их можно было применить при модернизации паровозов Нв и НУ с переделкой их машин на одиночное расширение и перегрев. Такая модернизация проводилась значительно позднее - в 1929-1930 гг., когда было переделано значительное количество паровозов Нв и НУ.

В 1910-1912 гг. Московско-Виндаво-Рыбинская ж. д. заказала Путиловскому з-ду восемь паровозов по типу Нв, но с пароперегревателями. Они получили серию Нч и оказались довольно экономичными. Опыты, однако, позволили установить, что цилиндр низкого давления, взятый в них по паровозу Нв, был недостаточен (фиг. 46).

фиг.46 Паровоз Нч
фиг.46 Паровоз Нч

На паровозах Ну и Нч, как имеющих машины двойного расширения, были применены приборы отправления систем Емельянова и Петрова, которые были лучшими из известных в мировой паровозной практике.

В 1912-1914 гг. почти все паровозы серии Н прошли опыты, на основании которых можно было дать им оценку. Наиболее сильным и экономичным оказался паровоз Ншп. При прямоточной машине выпуск пара совершается чрезвычайно быстро, и потому цилиндры не успевают охлаждаться. Степень сжатия доходила до 90%, что при отсутствии перегрева в паровозах Нш приводило к уменьшению экономичности машины. В паровозах Ншп при перегреве та же машина оказалась наиболее экономичной. Резкие толчки пара при выпуске приводили, однако, к быстрому расшатыванию креплений цилиндров и передней части рамы Поэтому паровозы Нш и Ншп не получили распространения. Впоследствии, в 1922-1923 гг., прямоточная машина с уменьшенным сжатием была применена в двух опытных паровозах 0-5-0 Эш. Паровозы Нп и Нч также оказались экономичными, но при малых скоростях лучше работал паровоз Нч, а при больших - паровоз Нп. Прочие паровозы, как работающие насыщенным паром, значительно уступали первым, давая средние результаты.

Невским з-дом в 1896 г. для Московско-Ярославско-Архангельской ж. д. был спроектирован и построен в количестве 35 шт. паровоз типа 1-3-0 Я, с машиной одиночного расширения и радиально-маятниковым механизмом.

фиг.47 Паровоз Я
фиг.47 Паровоз Я

Эти паровозы были менее экономичны, чем паровозы Нд или Нв. В последующие годы эти паровозы были заказаны также для Либаво-Роменской, Полесской и Закавказской ж. д. (фиг. 47). Московско-Виндаво-Рыбин-ская ж. д. в 1898-1900 гг. заказала такие же паровозы за границей в количестве 6 шт. Они были названы серией Нр (фиг. 48). Радиально-маятниковый механизм в этих паровозах, имеющий отводный радиус к цилиндру, давал частые поломки, почему был переделан на контркривошипный по типу паровозов Нд. Паровозы были малоэкономичными, и в Рыбинских главных мастерских они были переделаны на двойное расширение, чем были несколько улучшены.

фиг.48 Паровоз Нр
фиг.48 Паровоз Нр

Характеристики паровозов Н и Я приведены в табл. 22.

Таблица 22 Характеристики паровозов 1-3-0 Н и Я
Серия Диаметр
цилиндров
мм
Ход
поршня
мм
Диаметр
движущих
колес
мм
Давление
пара
ати
Поверхность
нагрева
м2
Площадь
колосниковой
решетки
м2
Вес
т
высокого
давления
низкого
давления
испаряющая пароперегревателя сцепной в рабочем
состоянии
Нд 1893 г. 480 720 650 1900 11 163 - 2,2 44 57
Нд 1897 г. 500 730 650 1900 12 163 - 2,2 45 58
Нв 500 730 650 1900 12 152 - 2,2 45 58
НВ 500 730 650 1700 12 162 - 2,2 45 58
Ну 500 750 650 1900 13 157 - 2,6 50 62
НУ 500 750 650 1700 13 157 - 2,6 50 62
Нпп 540 - 650 1700 12 114 32 2,2 43 56
Нпс 540 - 650 1900 12 124,5 36 2,2 45 58
Нч 500 730 650 1700 13 140 36 2,2 45 58
Нп 540 - 650 1700 12 127 39 2,5 48 61
Нш 500 - 650 1700 14 167 - 2,5 46 59
Ншп 540 - 650 1700 12 127 39 2,5 48 61
Нк 500 730 650 1700 14 167 - 2,5 46 59
Нр 482 - 650 1800 11 161 - 2,3 40,5 52
Я 482 - 650 1800 11 161 - 2,3 40,5 52




Авиация и космонавтика, вооружения, hi-tech, открытия, концепции и изобретения...

Наука, техника, изобретения © 2009-