Apa itu Steam Locomotive?

Lokomotif wap adalah lokomotif berkuasa wap. Lokomotif wap digunakan dari pertengahan abad ke-19 hingga pertengahan abad ke-20.

Lokomotif mula ditarik oleh kuda di gerabak, yang mula digunakan di Jerman pada pertengahan tahun 1500-an. Dengan penemuan mesin wap pada awal tahun 1700-an, jalan-jalan ini mula berubah menjadi kereta api, dan lokomotif wap pertama dihasilkan pada tahun 1804 oleh Richard Trevithick dan Andrew Vivian di England. Lokomotif bekerja di Wales di jalur trem "Penydarren" (Merthyr Tydfil), yang hampir dengan ukuran rel. Dalam tempoh berikutnya, lokomotif silinder kembar oleh Matthew Murray dibina pada tahun 1812 untuk pengendali Kereta Api Vagonyolu Middleton.

Perkembangan ini di UK mempercepat permulaan AS dan Tom Thumb, lokomotif wap Amerika pertama yang bekerja di Kereta Api Baltimore-Ohio pada tahun 1829, mula mengerjakan garis ini, dan itu adalah model percubaan dan dilancarkan pada upacara pembukaan Kereta Api South Carolina di Amerika. Best Friend of Charleston adalah lokomotif kereta api pertama yang berjaya.

Pembangunan Lokomotif Wap

Dalam 25 tahun selepas pembinaan lokomotif Trevithick, sejumlah lokomotif wap berjaya digunakan di landasan kereta api yang membawa arang batu. Menjelang akhir perang Napoleon, kenaikan harga makanan ini juga memberi kesan yang besar dalam hal ini. Oleh kerana jalan-jalan Ievha yang dibuat dari besi tuang tidak cukup kuat untuk menarik berat lokomotif wap, jalan-jalan ini dengan bahagian "L" di mana roda pas gerabak digantikan oleh rel permukaan rata dan roda bebibir.

Silinder Lokomotif Wap

George Stephenson, memanfaatkan pengalaman pereka sebelumnya pada tahun 1814, membuat lokomotif permukaan rata bergerak di atas rel. Di hampir semua lokomotif sebelumnya, silinder diletakkan secara menegak dan sebahagiannya direndam dalam dandang. Pada tahun 1815, Stephenson dan Losh mempatenkan idea untuk menghantar roda pemacu utama terus dari silinder melalui engkol depan atas dan bukannya menghantar daya pemacu dari omboh ke roda pemacu utama. Peranti, yang mengirimkan daya pemacu dengan roda gigi, menyebabkan pergerakan tersentak, terutama ketika memakai gigi yang besar. Mekanisme itu, yang mengirimkan daya secara langsung dari silinder, memberikan perancang kebebasan yang lebih besar kerana lebih ramping.

Dandang Lokomotif Wap

Dandang lokomotif juga berubah menjadi bentuk tubular ketika berbentuk tubing tanpa lemak, dan kemudian menjadi bentuk tubular di mana banyak paip wujud bersama sehingga memberikan permukaan pemanasan yang lebih luas. Dalam bentuk terakhir ini, serangkaian paip dilekatkan pada plat yang serupa, yang terdapat di sisi tempat dapur terbakar. Wap ekzos dari silinder menyebabkan letupan ketika melalui paip dan pergi dari hujung asap ke cerobong, menjaga api tetap hidup semasa lokomotif bergerak. Semasa lokomotif berdiri di mana ia berada, simpul digunakan. Henry Booth, akauntan Syarikat Liverpool dan Manchester, mempatenkan pada tahun 1827 kemalangan pelbagai paip yang lebih canggih. Stephenson juga menggunakan penemuan ini pada lokomotifnya yang disebut Rocket (tetapi pertama kali dia harus membuat percubaan yang sangat lama untuk mengelakkan cincin sambungan pada plat hujung yang disambungkan oleh paip tembaga, agar tidak bocor).

Selepas tahun 1830 lokomotif wap mengambil bentuk yang diketahui sekarang. Silinder diletakkan sama ada secara mendatar atau sedikit condong pada hujung tempat asap keluar, dan jika tempat pemadam kebakaran terletak di hujung tempat kompor dibakar.

Casis Lokomotif Wap

Dengan penggelek dan gandar keluar dari penyambungan ke dandang atau meletakkannya tepat di bawah dandang, diperlukan bingkai untuk menyatukan pelbagai bahagian. Rangka batang, yang digunakan untuk pertama kalinya di lokomotif Britain, segera dilaksanakan di AS dan dipindahkan dari besi tempa ke besi tuang. Penggelek dipasang di luar bingkai. Di England, bingkai bar digantikan oleh bingkai piring. Di sini, silinder terletak di dalam bingkai, dan terdapat suspensi pegas (berbentuk spiral atau daun) untuk bingkai, dan bantalan gandar (galas berlumuran) untuk menahan gandar.

Dengan pengenalan keluli dalam pembuatan dandang selepas tahun 1860, kemungkinan bekerja pada tekanan yang lebih tinggi. Menjelang akhir abad ke-19, tekanan 12 bar semakin meluas di lokomotif; Sekiranya sebatian itu lokomotif, tekanan 3,8 bar mula digunakan. Tekanan ini meningkat kepada 17,2 bar pada era ini. Pada tahun 1890, silinder lokomotif ekspres dibuat dengan diameter 51 cm dan sebatan 66cm. Kemudian di negara-negara seperti AS, diameter silinder meningkat menjadi 81 cm dan kedua lokomotif dan gerabak mula dibuat lebih besar.

Di lokomotif pertama, terdapat pam yang beroperasi dari gandar. Namun, ini hanya berfungsi semasa enjin berjalan. Penyuntik ditemui pada tahun 1859. Wap (atau lebih lama wap ekzos) dari dandang disembur melalui muncung kasar berbentuk kerucut (diffuser), mengisi air ke dalam dandang pada tekanan yang lebih tinggi. "Injap sehala" (injap sehala) menyimpan wap di dalam dandang. Wap kering sama ada diambil dari bahagian atas dandang dan dikumpulkan dalam paip berlubang atau dari titik di bahagian atas dandang dan dikumpulkan di titisan wap. Wap kering ini kemudian dipindahkan ke pengatur dan pengawal selia mengawal pengedaran wap kering. Perkembangan yang paling penting dalam lokomotif wap adalah pengenalan pemanasan berlebihan.

Paip miring, yang membawa wap melalui paip gas ke relau terlebih dahulu dan kemudian ke pemungut di hujung depan dandang, dijumpai oleh Wilhelm Schmidt dan digunakan oleh jurutera lain juga. Penjimatan bahan bakar, terutama dalam air, segera menunjukkan dirinya. Contohnya, wap 'tepu' dihasilkan pada tekanan 12 bar dan suhu 188 ° C; wap ini cepat mengembang di silinder, memanaskan 93 ° C tambahan. Oleh itu, pada abad ke-20, lokomotif dapat beroperasi pada kelajuan tinggi, walaupun pada waktu pemotongan pendek sebanyak 15%. Kemajuan seperti roda keluli, lapisan dandang gentian kaca, injap omboh panjang, saluran stim langsung dan pemanasan berlebihan telah menyumbang kepada tahap akhir aplikasi lokomotif wap.

Stim dari dandang juga digunakan untuk tujuan lain. Untuk meningkatkan daya tarikan, alih-alih menuangkan, "sandblasting" mulai digunakan dengan wap, yang meningkatkan daya geseran pada tahun 1887. Brek utama dikendalikan oleh vakum dari mesin atau udara termampat yang dibekalkan oleh pam wap. Di samping itu, pemanasan wap yang dibawa ke gerabak melalui paip disediakan dan cahaya elektrik diperoleh dari wap dinamo (penjana).