Железный конь

Как устроен паровоз

Поглядим теперь, как устроены и как действуют отдельные части паровоза. Скажем здесь лишь о главных его частях, потому что для описания всего современного паровоза понадобилась бы целая большая книга. Такие книги напечатаны, и человеку, который хочет быть инженером-паровозостроителем, надобно их хорошо изучить.

Так вот, на рисунке 4 представлен паровоз так, как-будто он перерезан пополам сверху вниз, — это сделано для того, чтобы показать внутреннее устройство паровоза.

Основная часть паровоза, это — рама на шести или восьми колесах, из которых два средних колеса — больше крайних; в некоторых же паровозах все шесть колес одинакового размера. Рама эта вся сделана из железа. На раме лежит во всю ее длину большой железный котел, — в этом котле из воды образуется пар. С правой стороны видна высокая железная труба А, — из нее выходит дым; с левой стороны видна топка Б, около которой стоят машинист и кочегар. Над котлом находится свисток В, это — трубка с узким отверстием; если пустить в нее пар, раздается громкий свист. Когда поезд начинает двигаться или подходит к станции, машинист пускает туда пар и дает свисток; то же самое делает машинист на крутых поворотах, когда заметит подходящий встречный поезд или людей на пути: этим он предупреждает об опасности. Далее, с правой стороны, ниже трубы и котла, виден паровой цилиндр К; внутри него движется поршень со стержнем. Этот стержень соединяется с левой стороны с другим стержнем, или шатуном Д который сцеплен с кривошипом Ж, помещенным на среднем колесе М.

Легко понять, к чему нужны все эти стержни и кривошипы: как только пар войдет из котла в цилиндр, тотчас поршень со стержнем подвинется влево и толкнет кривошип назад и кверху; когда затем поршень пойдет вправо, кривошип повернется направо и вперед, и колесо один раз повернется и подвинется вперед, а вместе с ним — и весь паровоз.

Над цилиндром устроена так называемая золотниковая коробка. О ней мы уже говорили раньше при описании машины Уатта. Внутри ее ходит заслонка в роде корытца, которая движется взад и вперед над прорезями в стенке цилиндра, то впуская, то выпуская пар из цилиндра. Заслонка эта приводится в движение особым стержнем (на рисунке он не показан), связанным с колесом, и потому работа впуска и выпуска пара происходит сама собой, — машинист может лишь переставлять эти стержни, впуская в цилиндр больше или меньше свежего пара, — от этого и паровоз будет итти скорее или потише.

Для того, чтобы паровоз шел ровнее, паровые цилиндры устроены с обоих его боков, а чтобы сила поршня лучше передавалась всем трем колесам, — они соединены между собой прочным стальным бруском на шарнирах.

Здесь важно также понять, как устроены топка и котел, и как внутри котла образуется пар.

Топка, это — четырехугольный железный ящик. Через дверцы с левой стороны кочегар забрасывает в нее лопатой каменный уголь или дрова и зажигает их. Из топки идет по всей длине котла множество (более ста) железных трубок, — эти трубки окружены водой, налитой в котле; каждая трубка начинается от топки и другим концом входит в нижнюю часть трубы А. По этим трубкам проходит огонь и дым из топки и выходит через трубу наружу, при чем трубки эти сильно нагреваются; поэтому вода в котле от горячих трубок сильно разогревается, и из воды получается много пара. Чем больше подбрасывать топлива, тем сильнее будут разогреваться трубки и тем быстрее и больше будет получаться в котле пара. Пар собирается над водой и проходит в колпак, который находится с левой стороны котла вверху и обозначен буквой И. Затем, из колпака по трубке Н пар идет в два паровые цилиндра, где и толкает поршни взад и вперед; поршни же заставляют колеса двигаться. Ненужный и мешающий работе пар уходит из цилиндров по трубке в дымовую трубу А, откуда вместе с дымом уносится в воздух, увеличивая тягу в трубе.

К паровозу прикреплен крюками и цепями особый вагон, который называется тендером, — в нем помещаются дрова, уголь и запас воды. К тендеру прикреплены остальные вагоны: одни из них — открытые, другие — закрытые, но без окон, это — товарные и багажные вагоны для вещей; третьи — закрытые со всех сторон, с окнами и дверьми, с лавками для сидения, это — пассажирские вагоны.

В новейших паровозах пар, перед тем как он идет в цилиндр, еще высушивают и перегревают, пропуская его через особые трубки, между которыми проходит огонь. Кроме того, на всех паровозах установлены тормоза и приборы для питания котла свежей водой. Чтобы давать паровозу задний или передний ход, еще Стефенсон придумал очень простое приспособление, называемое «кулиссой Стефенсона».

Спереди на паровозе поставлены яркие фонари, освещающие пути по ночам и предупреждающие зазевавшихся пешеходов о приближении поезда. Спереди же у колеса паровоза устроена косая рама, чтобы скинуть в сторону случайно попавшее на рельсы препятствие.

Воду паровоз забирает обыкновенно во время остановки. Все, конечно, видали на станциях высокие, уширенные кверху, башни. Наверху в этих башнях поставлены большие железные чаны, куда насосом качают воду. От чана к рельсам проведена подземная труба, оканчивающаяся краном с поворотной трубой. Паровоз, когда ему надо набрать воды, подъезжает к крану, машинист поворачивает трубу, открывает заслонку, и вода течет в запасный бак на тендере. А то и так делают на некоторых заграничных дорогах в скорых поездах: между рельсами устраивают длинный жолоб, наполненный водой. Паровоз, не теряя времени на остановки, на ходу опускает в этот жолоб особый рукав и набирает им воду.

Машинист и кочегар помещаются сзади в особой небольшой будке с оконцами, защищающей их от дождя и ветра. В этой же будке находятся все нужные для машиниста приборы. Здесь и водомерное стекло, сквозь которое видно, не выкипела ли вода в котле, не надо ли еще подкачать свежей воды из тендера; и круглый, в роде часов со стеклами, манометр, — прибор, показывающий, какое давление в котле, не слишком ли оно поднялось; и указатель скорости хода паровоза. Набрать воды, выпустить пар, дать свисток, прибавить или убавить пару, открыть поддувало, дать передний или задний ход, затормозить поезд, — для всего этого здесь же, в будке машиниста, имеются особые рычаги и рукоятки.

Дедушка и внучек. После Стефенсона над усовершенствованием паровоза работало много ученых и изобретателей, — каждый из них придумывал какое-нибудь, хотя и небольшое, полезное приспособление. Паровоз — детище Стефенсона — постепенно рос и крепчал. Рос он больше в длину и в вышину, так как с самого начала появления железных дорог ширина колеи во всех государствах была принята одинаковой (5 футов и 8½ дюймов, или 1435 миллиметров). Исключение составляли Россия и некоторые другие страны, где ширина колеи немного больше — 1524 миллиметра. В высоту паровоз также не мог перерасти 4 метров (около 2 саженей), потому что на такую высоту были прорыты первые туннели и построены первые железнодорожные мосты. Поэтому, чтобы не ломать старого и не переделывать прежней колеи, новым паровозам только и оставалось, что вытягиваться в длину.

Любопытно сделать сравнение «Ракеты» с одним из новейших немецких паровозов (Малетта). «Ракета» весила около 6 тонн, имела 4 колеса, развивала не более 20 лошадиных сил, тащила за собой 30 тонн (около 2000 пудов) и шла со средней скоростью 21 километра (около 20 верст) в час. Паровоз Малетта весит 383 тонны, развивает 5000 сил и может тащить за собой поезд в 250 груженых вагонов, длиной в два с половиной километра, с грузом 16 300 тонн, со скоростью 53 километра в час. Это — паровоз-ломовик. А есть и паровозы-рысаки, — они возят скорые поезда и могут мчать за собой десятки вагонов с сотнями людей и пробегать больше сотни километров в час. Такие паровозы могли бы ездить и еще скорее, но тогда рельсы могут не выдержать. Один из таких быстроходных паровозов изображен на рис. 5.