Parná lokomotíva

Parná lokomotíva
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
História
Vynález parného stroja Jamesom Wattom v roku 1765 dal myšlienku využiť jeho silu k pohonu
vozidla, na ktorom by sa postavil celý stroj i s kotlom. Prvé vozidlo, ktoré sa skutočne pohybovalo
parnou silou po diaľnici, zhotovil v roku 1769 francúzsky dôstojník J. Cugnot. V Anglicku sa
stavbou parných diaľničných vozidiel v roku 1786 zabýval Wattov spolupracovník William
Murdock.
Prvú parnú lokomotívu na koľajniciach postavil Richard Trevithick, ktorý po stavbe diaľničného
vozidla v roku 1801, postavil v roku 1083 parnú lokomotívu. Sila parného valca sa prenášala
ozubeným súkolím na druhé dvojkolesie, čím sa značne zvýšila výkonnosť stroja. Lokomotívy boli
ale ťažké a liate koľajnice sa pod nimi lámali.
Viac šťastia pri stavbe lokomotív mal George Stephenson, ktorý sa narodil v roku 1781 vo
Wylamu pri Newcastle. V roku 1814 sa začal zabývať stavbou lokomotív. Zhotovil lokomotívu, pri
ktorej využil všetky dobré konštrukcie vtedajších lokomotív. Osvedčila sa tak, že po prvýkrát
v dejinách pravidelne dopravovala náklady. G. Stephenson získal tiež povesť znamenitého
staviteľa železníc. Staval uhoľné železnice a pre ne vo svojej továrne lokomotívy. Za štyri roky,
tj. do roku 1821, ich postavil pätnásť. Medzníkom bol stavba trate Stockton – Darlington, kde sa
stal v roku 1823 inžinierom. Na tejto železnici bola dňa 27. septembra 1825 zahájená nielen
nákladná, ale aj osobná doprava, a to Stephensonovou lokomotívou Lokomotion.
Stephensonova lokomotíva aj po storočnom vývoji v základe obstála. Dodnes sa jej princíp
používa pri takmer všetkých lokomotívach, tj, pozdĺžny trubkový kotol, vzadu so skriňovou
výhrevňou obklopenou vodou, dvoch parných valcov, ktoré priamo poháňajú dvojkolesie, pričom
výfuk z valcov je vyústený do komína k prirodzenému rozdúchavaniu ohňa.
Pôvodná lokomotíva „Raketa“ bola pomerne malá a slabá v porovnaní s dnešnými lokomotívami. Do
akých rozmerov a výkonov dospela viac než storočným vývojom je uvedené nižšie. Železničná
prevádzka kládla na výkon lokomotív stále väčšie nároky a preto sa stavali stále výkonnejšie
lokomotívy s väčšou výhrevnou plochou, s väčším tlakom pary a s valcom väčších rozmerov,
súčasne sa zväčšovala aj váha lokomotívy. K uneseniu kotla bolo treba viac dvojkolesiel, z ktorých
sa väčší počet spájal, aby sa dosiahlo potrebnej adhéznej váhy pre ťažnú silu pri štarte alebo sa
zvyšoval tlak na spojené dvojkolesia. V sedemdesiatych rokoch dvadsiateho storočia boli už
lokomotívy stavané s tlakom 14t na dvojkolesie a kotolným tlakom 12kg/cm2 a s výhrevnou plochou
125 m2.
Zavedením rozvodu, ktorý dovoľoval zmenu plnenia valcov parou, sa zlepšilo využitím expanzie
pary a jej spotreba na jednotku výkonu sa znížila. Prvý taký rozvod skonštruoval v roku 1842 G.
Stephenson. Zároveň s vyšším tlakom pary v kotli sa uplatňovali snahy jeho dokonalejšieho vyžitia
združeným spôsobom práce pary, pričom sa čerstvá para privádza len do jedného valca
(vysokotlakového), odtiaľ po čiastočnej expanzii do druhého valca (nízkotlakového), kde sa
expanzia dokončuje. Tak sa dospelo k združeným lokomotívam; prvú z nich postavil v roku 1874
švajčiarsky inžinier Mallet.
Veľký pokrok v hospodárení a výkone parných lokomotív sa dosiahol zavedením prehriatej pary.
Zásluhu na tom má Ing. Wilhelm Schimdt, ktorému sa v roku 1898 podarilo zostrojiť prvý
prehrievač pary upravený v dymovnici. Schimdt zostavil potom v roku 1904 dokonalejší a účinnejší
prehrievač v dymových trubkách, ktorý sa potom všeobecne rozšíril. Pri prehriatej pare sa zvýši
výkon pri dvojtaktných typoch v porovnaní so sýtou parou rovnakej lokomotívy až o 40%.
Spotreba paliva je potom menšia asi o 30%, spotreba vody až o 35%.
Postupom času boli zdokonaľované všetky časti lokomotívy aj ich pomocné zariadenia a zlepšoval
sa aj materiál pre ich stavbu. Prvé lokomotívy mali obyčajné piestové čerpadlá s pohonom od
hnacej nápravy, takže sa kotly mohli napájať len pri pohybe lokomotívy. Pri dlhšom státí v stanici
bolo nutné lokomotívu odstaviť a jazdiť s ňou, aby sa načerpala voda do kotla. Táto nevedomosť
bola odstránená v polovici minulého storočia vynálezom Francúza Giffarada, ktorý vynašiel
jednoduchý, spoľahlivý a účinný prístroj – parný injektor.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Veľké priechody odstránili straty tlaku pary pri jej ceste od regulátoru k výfuku. Rôznou
úpravou výfukovej dyšny sa znížili protitlaky na piest (dvojnásobná dyšna Kylchap), čím sa zvýšil
výkon lokomotívy.
Lokomotívy s veľkými roštovými plochami sú zariadené na mechanické prikladanie paliva. Tým je
nielen odstránená namáhavá práca pomocníka strojvedúceho, ale zvyšuje sa tiež výkon kotla.
Týmito zariadeniami sa znížila spotreba uhlia o výhrevnosti 7 kcal z viac než 10 kg na jednu
úžitkovú koňská silu za 1 h parných lokomotív tridsiatych rokoch minulého storočia a na menej
než 1 kg na koňskú silu moderných lokomotív. Tepelná účinnosť stúpla na 6 až 10%.
Snaha zvýšiť tepelnú účinnosť parného stroja priniesla v konštrukcii lokomotív nové typy.
Znižovaním spodného tlaku (výfuku) došlo ku kondenzácii pri zachovaní normálneho typu kotla.
Piestový parný stroj bol nahradený turbínovým – kotolný tlak dosiahol tlak 14-22 kg/cm2, tepelná
účinnosť 11 až 16 %.
Zvyšovaním kotolného tlaku vznikli lokomotívy vysokotlakové na 24 až 35 a neskôr až na 60 až
120 kg/cm2. Pri skúškach bola dosiahnutá tepelná účinnosť 15 až 18 %. Sústavné skúšky ukázali,
že dosahuje často značné úsporu uhlia, priemerne asi o 20 %. Po dlhšej prevádzke však celková
účinnosť poklesla, pretože zlepšenie tepelnej účinnosti bolo vykúpené celkovo vyššími
zriaďovacími a udržiavacími nákladmi, ktoré presiahli cenu úsporného paliva.
Okrem obvyklých lokomotív, kde hnacie a spojený dvojkolesie rámu sú v jednom pevnom ráme,
bolo treba pri väčšom počte dvojkolesiel (6 a viac) vytvoriť lokomotívy členené, pri ktorých
pohybové zariadenie spočíva na dvoch i troch súpravách dvojkolesiel, ktoré samostatne sledujú
beh v oblúkoch koľajníc. Sú to tzv. „Malletky“ a „ Garrattky“.
Lokomotívy môžeme rozdeľovať podľa rôznych hľadísk:
- podľa použitia na lokomotívy osobné, nákladné, zmiešané a posúvacie
- podľa spôsobu pohonu na adhézne a ozubené
- podľa spojenia na lokomotívy dvojspojené a trojspojené
- podľa druhu pary na lokomotívy na mokrú alebo prehriatu paru
- podľa spôsobu práce na lokomotívy s jednoduchou alebo dvojitou expanziou
- podľa počtu valcov pri jednoduchej expanzii na dvojtaktné, trojtaktné a štvortaktné,
pri dvojitej expanzii na dvojvalcové, trojvalcové, štvorvalcové združené
K bližšiemu označeniu spojenia (sledu dvojkolies: behúňov, hnacích a spojených) sa najprv
používalo označenie v tvare zlomku, kde v čitateľovi bol počet spojených a v menovateli počet
všetkých dvojkolesiel. Presnejšie je rozlišovanie číslicami a veľkými písmenami. Smerom odpredu
lokomotívy udáva arabská číslica počet predných behúňov, veľké latinské písmena udávajú počet
hnacích a spojených dvojkolesiel (napr. A jedno, B dva, C tri atď.) a ďalšia arabská číslica udáva
počet zadných behúňov. Ak nie sú všetky dvojkolesia v jednom rámu alebo niektoré neodvislo
v zvláštnom ráme (dvojkolesie Adams, Bissel, podvozky z behúňov alebo Krauss-Helmholtz),
pridáva sa k označeniu takýchto dvojkolesiel apostrof. Napr. označenie 2‘ C 1‘ značí: vpredu dva
behúne v podružnom ráme, tri spojené dvojkolesia v hlavnom ráme a vzadu jeden behúň nezávislý
na hlavnom ráme.
Spojenie
oo OO o
o OOO o
oo OOO o
o OOOO o
oo OOOO o
o OOOOO
o OOOOO o
Označenie
2‘ B 1‘
1‘ C 1‘
2‘ C 1‘
1‘ D 1‘
2‘ D 1‘
1‘ E
1‘ E 1‘
ČSD
rada 275.0
365.0
387.0
423.0
498.0
534.0
524.0
Okrem všeobecného označenie typu sa označujú lokomotívy taktiež vlastnou radou (sériou), a to
rozdielnym spôsobom pri rôznych dráhach. Niektoré označenia sú prostou pomôckou k rozlíšeniu
lokomotív, z označeniach niektorých správ možno vyčítať údaje o výkone (u ČSD). Označenie
rady je obyčajne spojené s inventárnym číslom lokomotívy.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Technický popis
Parný stroj s kotlom, uložený na kolesách, umožnil vznik nového stroja v doprave – parnej
lokomotívy. Táto lokomotíva prešla dlhým, viac než storočným vývojom a postupne sa stala
dokonalým a spoľahlivým strojom v železničnej doprave. Pozoruhodné bolo, že princípy
základných prvkov boli natoľko úspešne vyriešené, že sa na lokomotívach používajú dodnes.
Väčšina železníc už parné lokomotívy so svojej prevádzky vyradili. Na svete je však ešte veľa
zemí, v ktorých sú parné lokomotívy v plnej prevádzke. Niekde má ešte rozhodujúci podiel na
doprave. V mnohých zemiach sa však lokomotívy objavujú v prevádzke na historických tratiach
alebo pri slávnostných jazdách.
Lokomotívny kotol
Schéma kotla parnej lokomotívy:
1 – skriňový kotol
2 – valcový kotol
3 – dymnica
Veľkosť kotla i jeho výkon posudzujeme podľa výhrevnej plochy, ktorá je súčtom všetkých
kotlových plôch, na ktorých sa odparuje voda. Celková plocha sa skladá z priamej výhrevnej
plochy, ktorá sa priamo dostáva do styku s plameňmi, tj. z výhrevni, varnej trubky a spaľovacej
komory a z nepriamo vyhrievanej plochy, tj. z plochy žiaruvzdorných a dymových trubiek, ktoré
premieňajú teplo z dymových plynov. Namáhaním výhrevnej plochy rozumieme množstvo pary
v kg, odparenej na 1 m2 výhrevnej plochy za hodinu. Rýchlikové lokomotívy v ČSD dosahovali
namáhanie 45 až 60 kgJm2h-1. Skriňový kotol sa skladá z dvoch častí, tj. z výhrevne a roštu, na
ktorom sa spaľuje palivo a z kotlovej skrine. Obidve tieto diely sú spojené v spodnej časti nožným
rámom. Výhrevňa má tvar podlhovastej skrine a jeho dnom je rošt. Predná stena výhrevne sa
nazýva trúbkovnica. V nej sú zvalcované, u oceľových výhrevní zvarené, žiaruvzdorné a dymové
trubky. V strope výhrevní sú olovníky – železné skrutky s oloveným jadrom. Slúžia ako samočinná
výhrevňa a hasia oheň. V prednej stene skriňovej výhrevni je topný otvor, ktorý je buď
kruhovitý, obdĺžnikovitý s oblými rohmi alebo eliptický. Tomu je prispôsobený aj tvar topných
dverí, ktoré sa otvárajú okolo zvislej osi alebo sú dvojdielne posuvné, sklopené dovnútra alebo
s pneumatickým otváraním. Spodná časť výhrevne uzatvára rošt zložený z roštníc. Pod roštom je
umiestnený popolník, ktorý zabraňuje prepadávaniu žhavého popola na trať. Teplo potrebné
k dosiahnutiu pary získavame spaľovaním paliva na roštu ohniska. Zásadou hospodárneho
spaľovania ja čo najvyššia kotlová účinnosť, tj. pomer tepla v spotrebovanej pare k teplu
dodanému spáleným palivom. Z celého kotla ja najviac namáhaná výhrevňa vplyvom vysokej
a pritom kolísavej teploty; splodiny horenia dosahujú teplotu až 1500°C. Tiež premenlivé
zaťaženie kotla pôsobí nepriaznivo. Materiál musí byť preto dostatočne pevný i pri vysokých
teplotách, musí držať trvale svoj tvar a pritom byť aj dobrým vodičom tepla. U starších
lokomotív sa používala medená výhrevňa, pri novších sú výhrevne zo špeciálneho oceľového plechu.
Kotlové plechy a trubky sú vždy oceľové. Pre uľahčenie práce lokomotívnych čiat, keď väčšinou
museli prikladať uhlie do výhrevne ručne, dopravovali uhlie do výhrevne na výkonnejších
lokomotívach mechanické prekladače. Otáčaním šneku vo valci sa uhlie z tendru dopravovalo až k
dvierkam výhrevne a odtiaľ sa prúdy pary rovnomerne rozhadzovali po celom rošte. Kotlová skriňa
je prispôsobená svojím tvarom výhrevni a je zložená z viacerých častí. Prednú stenu kotlovej
skrini tvorí spojenie s valcovým kotlom. Dvernica kotlovej skrine má topný otvor rovnaký ako
dvernica výhrevne. Plášť starších vozidiel je trojdielny, novších jednodielny. Nožný rám
skriňového kotla je spravidla vykovaný z ocele alebo zvarený z valcovaného materiálu. Pri novších
radách býva žliabkový, zvarený s výhrevňou a s kotlovou skriňou. Spojenie výhrevne a jej
upevnenie so skriňovým kotlom je prevádzané pomocou rozpier, stropných rozpier a výztuch.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Valcový kotol je pripojený ku skriňovému kotlu a jeho predná časť prechádza dymnicou. V ňom sú
uložené dymové a žiaruvzdorné trubky. Kotol tvorí dva alebo tri plechové prstence, tzv. kotlové
krúžky z oceľového kotlového plechu. Na hornej časti valcového kotla je umiestnený parojem,
v ktorom sa zhromažďuje suchá para, a odtiaľ sa potom odvádza cez regulátor do parných valcov.
Lokomotívny kotol je nutné zvnútra čistiť, zbaviť usadenín a kalu. Preto sú na vhodných miestach
umiestnené vymývacie otvory, uzatvorené viečkami a v nožnom ráme je niekoľko kalových
skrutiek.
Dymovnica umožňuje zväčšenie potrebného ťahu dymových plynov. Ťah vytvára výfuková dyšna
umiestnená v dymnici. V hornej časti dymovnici je umiestnený komín. Pre maximálne obmedzenie
vyletúvania iskier z komína sú v dymovnici vytvorené iskrojemy, tj. sita, ktoré mechanickým
spôsobom oddeľujú iskry od prúdu dymových plynov a zrážajú ich na dno dymovnice. V prednej
časti dymovnice sú dvierka, ktoré umožňujú čistenie lokomotívy.
Podľa predpisu musí mať každý lokomotívny kotol tieto prístroje a zariadenia:
- najmenej dva poisťovacie ventily pre tlak, pri ktorom bol kotol vyskúšaný
- najmenej jeden spoľahlivý tlakomer, ktorý stále ukazuje tlak pary v kotli a na jeho stupnici
je vyznačený najvyšší povolený tlak pary
- najmenej dve spoľahlivé, navzájom nezávislé napájacie zariadenia, z ktorých každé musí
dodať dvojnásobné množstvo vody pre normálny parný výkon kotla
- aspoň dva navzájom nezávislé vodoznaky, priamo spojené s kotlom, spoľahlivo ukazujúce
výšku vody v kotli; najmenej jeden vodoznak musí byť so sklom
- vypúšťací kohútik v najnižšom mieste kotla
- prielez alebo otvor, ktorým možno kotol čistiť
- kovový štítok s menom výrobcu, rokom výroby, číslom a najvyšším dovoleným tlakom
- značky na dvernici a na vodoznaku
- na kotli musí byť zreteľne a viditeľne vyznačený žiarorys, tj. najvyššie miesto výhrevne
prichádzajúce do styku s ohňom alebo s topnými plynmi
- na vodoznaku musí byť vyznačený vodorys, tj. najnižšia povolená vodná hladina, ktorá musí
byť najmenej 100 mm vysoko nad žiarovysom
Okrem týchto požadovaných zariadení sú na každom lokomotívnom kotli ďalšie prístroje, ako
prepúšťacie ventily pre injektory, pre mazací lis, pre tlakomer apod.
Parný stroj a rozvod
Zdrojom pohybovej energie parnej lokomotívy je parný stroj. Pohyb a sila parného piestu sa
prenáša na hnacie a spojené kolesá lokomotívy kľukovým mechanizmom, ktorý sa skladá
z piestnice, križiaka a ojnice, ktorá poháňa čap kľuky hnacieho kolesa. Piest parného valca je
upevnený na piestnici, prechádzajúci upchávkou zadného alebo i predného veka parného valca.
Piestnica je na svojom zadnom konci pevne zachytená v križiaku, vedeným dvoma rovnobežnými
pravítkami alebo zaveseným na jednom pravítku.
Ojnica je zachytená predným okom
na čape križiaka a zadným väčším
okom na čape poháňajúceho kľuky.
Pohyb kľukového mechanizmu vzniká
tlakom pary na obe strany piestu
parného valca.
Piestnica a križiak
sledujú priamočiary vratný pohyb
piestu a tento pohyb sleduje i koniec
ojnice spojený s križiakom. Druhý
koniec
ojnice,
spojený
s čapom
hnacieho kolesa, opisuje kruh, ktorého
stred tvorí os nápravy hnacieho
dvojkolesia a ktorého priemer sa
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
rovná zdvihu piestu. Otáčka hnacieho dvojkolesia sa teda rovná dvom zdvihom piestu.
Vstup pary do pracovných priestorov parného valca a výstup z nich riadi rozvod lokomotívy,
zložený z vnútorných a vonkajších častí. Vnútorné časti rozvodu sú šúpatká alebo ventily a ich
sedla. Vonkajšie časti rozvodu sú tyčové alebo pákové, prenášajúce na vnútorné časti rozvodu
pohyb protikľuky alebo výstredníku, upevnenom na hnacom dvojkolesí lokomotívy, tj. pohyb tzv.
rozvodovej kľuky. Rozvod parnej lokomotívy musí umožňovať v širokých medziach zmenu veľkosti
plnenia parného valca a tým aj prácu a výkon lokomotívy, čo najhospodárnejšie využitie pary
v parnom valci a zmenu chodu lokomotívy buď vpred alebo vzad. Najčastejšie používaným
rozvodom pri parných lokomotívach je rozvod Heusingerov.
Spodok lokomotívy
Spodok parnej lokomotívy umožňuje pohyb celého vozidla po koľajniciach. Je zostavený
z týchto celkov: rám s príslušenstvom, súkolie s nápravovými ložiskami a podvozkami. Rám tvorí
pevný podklad, ktorý nesie kotol, parné valce, rozvod, brzdu a iné súčasti lokomotívy. Opiera sa
operami pružnic a pružnicami o nápravové ložiská, vedené vo výrezoch rámu, a ich
prostredníctvom o nápravy a kolesá lokomotívy. Ťažné a narážacie ústrojenstvo je pri tendrových
lokomotívach na prednom a zadnom nosníku rámu, pri lokomotívach s prívesným tendrom je na
prednom nosníku a pri tendre na zadnom nosníku. Ťažné ústrojenstvo sa skladá z ťažného háhu
a šrúbovky, narážacie ústrojenstvo z dvoch nárazníkov, uložených v nárazových košoch alebo
trubkách so silnými vinutými pružinami. Zadný nosník lokomotívy a predný nosník tendru tvoria
oporu pre sprahľové skrine, v ktorých je uložená spojovacia tyč medzi lokomotívou a tendrom,
a tak spolu tvoria trvalo spojenú vozidlovú jednotku.
Hmotnosť rámu a súčastí lokomotívy na nej uložených sa prenáša na nápravové ložiská a na
nápravy lokomotívnych dvojkolesiel pružnicami. Tie sú buď zavesené alebo podoprené na
ložiskových skriniach, vedených v kĺzniciach lokomotívneho rámu. Pružnice tlmia nepriaznivé
účinky nárazov a rušivých pohybov, ktoré vznikajú pri jazde vozidla. Súkolím lokomotívy nazývame
zostavu behacích, hnacích a spojených dvojkolesiel. Rozmery a počet jednotlivých druhov
dvojkolesiel a ich usporiadania v súkolí závisí na veľkosti potrebnej ťažnej sily vozidla, na
hmotnosti vozidla, na úprave rámu, na usporiadaní valcov a na priemeru kolies.
Lokomotívne dvojkolesie tvoria dve kolesá nalisované na náprave. Parné lokomotívy majú rôzne
dvojkolesia:
- behúne/behacie (pre zníženie hmotnosti a nápravu)
- hnacie (poháňané priamo ojnicou)
- spojené(spojené spojnicami s hnacím dvojkolesím)
Náprava je valcová, lokomotívy s tromi alebo štyrmi valcami mávajú zalomené hnacie nápravy.
Kolesá parných lokomotív bývajú hviezdicové alebo kotúčové. Obruče týchto kolies podliehajú
značnému a pomerne rýchlemu opotrebovaniu. Kolesá musia preto umožňovať opravu osústružením
do predpísaného tvaru a výmenu obruče bez zmeny na kolese. Hnacie čapy sú zalisovane do
príslušného náboja kolesa. Do kolesa sú ešte zalisované náboje pre ojničné a spojničné kľukové
čapy; všetko musí byť dokonale vyvážené protizávažím. Otáčavé spojenie dvojkolesia
s lokomotívnym rámom umožňujú nápravové ložiská. Majú tri časti: panvu, v ktorej sa otáča čap
nápravy, skriňu, v ktorej je panva uložená a spodok, ktorý skriňu uzatvára zdola. Vedenie
nápravových ložísk v lokomotívnom ráme musí dovoľovať vzájomný pohyb rámu a ložiska vo
zvislom smere. Toto vedenie umožňuje kĺznica. Pretože diaľka súkolia je veľká, musí byť
umožnené natáčanie dvojkolesia pri jazde v zákrute. Na vozidlách je to riešené tak, že predné
a zadné dvojkolesie, najčastejšie behacie, sú podvozkové alebo posúvne. Najpoužívanejšie typy sú
Adamsov behúň a Kraussov-Helmholtzov podvozok.
Kabínka strojvedúceho
Najstaršie lokomotívy nemali stanovište strojvedúceho vôbec kryté. Až neskôr sa umiestňovala
nad stanovište krycia strieška. Najnovšie vozidla majú kabínku strojvedúceho z oceľového plechu,
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
ktorá má chrániť lokomotívnu čatu a armatúru kotla pred poveternostnými vplyvmi. Kabínka je
upevnená na ráme lokomotívy, a tým je odpružená. Prednou stenou kabínky voľne prechádza
skriňový kotol. Bočné steny majú dvierka umožňujúce vstup do kabínky. Z cela uzavreté kabínky
majú v zadnej stene otvory umožňujúce prístup do tendru. Otvor tendrových lokomotív umožňuje
naberanie uhlia. Pri zadnej stene bývajú plechové skrinky na náradie, kanvice s olejom a odevy.
V kabínke sú umiestnené potrebné ovládacie prvky pre riadenie vozidla a predpísané kontrolné
prístroje. Musí z nej byť dobrý výhľad na trať. Pre možnosť odpočinku slúžia sklopné sedadlá.
Tendor
Tendor je zvláštny vozík, trvale napojený za lokomotívou. Je v ňom priestor na prepravu uhlia
a nádrž na vodu. Okrem lokomotív s vlečeným tendrom, jazdia aj lokomotívy tendrové, ktoré majú
tendor pre malé zásoby uhlia a vody stavaný v zadnej časti lokomotívy. Tendor sa skladá z rámu
s pojazdným ústrojenstvom, z uhoľnej nádrže a zo skriňového vodojemu. Vzhľadom k veľkej
hmotnosti prepravovaných zásob mávajú tendre viac náprav, z ktorých niektoré bývajú
v podvozku. Prvá číslica zväčšená o 3, predstavuje množstvo uhlia v m3 a druhá a tretia číslica
udávajú objem vodnej nádrže v m3. Tendrové lokomotívy majú nádrže na vodu umiestnené na
bokoch rámu lokomotívy nad kolesami.
Zvláštne druhy lokomotív
Najbežnejšie a najjednoduchšie usporiadanie parnej lokomotívy je dvojvalcové. Niekedy je však
nutné pri stavbe lokomotív použiť viac valcov. Vedú k tomu tieto dôvody: dosiahnutie veľkej
ťažnej sily, zníženie rušivých pohybov vplyvom nevyrovnaných síl hlavne pre vozidlá v osobnej
doprave a lepšie horenie vo výhrevni, a tým aj zvýšený výkon kotla hlavne pri nízkych rýchlostiach
jazdy.
Podľa počtu valcov s jednoduchou expanziou rozoznávame lokomotívy s dvoma, troma a štyrmi
valcami. Dva parné valce sú vždy umiestnené vo vnútri rámu na pravo a na ľavo. Tretí a štvrtý
valec je umiestnený uprostred medzi postrannicami rámu. Vnútorné valce, poháňané inou ako
prvou spojenou nápravou, bývajú k osi vonkajších valcov mierne sklonené, aby ich hnacie
ústrojenstvo obchádzalo prvú spojenú nápravu. Viacvalcové lokomotívy môžeme rozlišovať podľa
toho, či všetky valce poháňajú spoločnú nápravu, alebo či je pohon vnútorných valcov upravený na
inú, často bližšiu nápravu ako za pohon vonkajších valcov. Potom rozoznávame lokomotívy s jedným
alebo s dvoma hnacími dvojkolesami. K viacvalcovým lokomotívam patria tiež lokomotívy členené,
ktoré majú dve alebo tri súpravy súkolí so samostatným pohonným zariadeným. Najrozšírenejšie
sú dva systémy týchto lokomotív, systém Mallet a systém Garrat. Parný stroj je u nich
umiestnený na pojazdných ústrojoch. Často sú ako samostatné hnacie podvozky, natáčajúce sa
nezávisle na sebe v oblúkoch.
Systém Mallet má kotol pevne uložený na vlastnom ráme lokomotívy, v ktorom sú hnacie
a spojené dvojkolesia a parný stroj bežného usporiadania. Predná časť kotla sa opiera kĺznicami
a podvozok s vlastným hnacím mechanizmom a je s rámom kĺbovo spojený. Tieto lokomotívy bývajú
spravidla stavané ako združené. Vysokotlakové valce sú na vlastnom ráme lokomotívy,
nízkotlakové na prednom podvozku. Na náročných horských tratiach môže mať aj tendor hnacie
a spojené dvojkolesia poháňané samostatnými valcami.
Systém Garret používa dva hnacie podvozky. Na jednom podvozku je umiestnený vodojem, na
druhom uhliak. Na vnútorných koncoch podvozku je otočene uložený rám nesúci kotol. Pretože je
medzi podvozkami veľký priestor, môže mať kotol vhodnejší tvar a patričné rozmery. Tieto
lokomotívy sú síce pomerne dlhé, ale môžu prechádzať na oblúkových tratiach s veľmi malými
polomermi a tiež jazdiť oboma smermi bez otáčania v konečnej stanici.
Po trati s veľkým stúpaním už nie je možné používať adhézne vozidlá, a preto sa používajú
špeciálne ozubnicové lokomotívy. V pohonnej časti majú zvláštny ozubený veniec, ktorý pri jazde
zapadá do ozubenej tyče (ozubnice), položenej uprostred medzi koľajnicami. Tieto lokomotívy
môžu byť buď pre ozubnicový pohon alebo pre pohon zmiešaný (ozubnicový alebo adhézny). Na
tratiach s len ozubnicovým pohonom sa ťažná sila prenáša ozubeným kolesom na ozubnicu a kolesá
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
lokomotívy sú len nosné. Ozubnica však musí byť na celom traťovom úseku, aj na výhybkách, na
vedľajších koľajniciach, točniach aj v remízach. Pri týchto lokomotívach je dosť dôležité
dodržovanie predpísaného stavu vody v kotli, pretože jazdou na značne premenlivom profile trati
sa naklonením lokomotívy mení najnižší povolený stav hladiny vody v kotli. Pretože brzdenie na
tratiach s veľkými sklonmi je nesmierne dôležité, majú ozubnicové lokomotívy tri brzdy, ktoré
môžu účinkovať nezávisle na sebe:
- ručná brzda na brzdenie kolies dvoch spojených dvojkolies, ktorú obsluhuje pomocník
strojvedúceho
- pásová brzda na brzdenie štyroch drážkových kotúčov, ktoré sú pripevnené na bokoch
ozubených vencov
- pásová brzda, ktorú obsluhuje strojvedúci, dve vzduchové protitlakové brzdy, z ktorých jedna
je určená pre adhézny a druhá pre ozubnicový parný stroj. Obidve tieto brzdy sa využívajú
k regulácii rýchlosti. Lokomotíva môže mať aj tlakovú brzdu, aby bolo možné brzdiť aj celý vlak
zo stanoviska strojvedúceho. Najvyššia povolená rýchlosť býva odlišná pre adhéznu aj ozubnicovú
prevádzku a býva pomerne nízka.
Na niektorých lokomotívach sa používalo topenie práškovým uhlím. Tento spôsob topenia
vyžaduje úpravu lokomotívy aj s tendrom. Napr. vo výhrevni nie je rošt, ale sú tam umiestnené
horáky. Novšia úprava parných lokomotív bolo prevedená pre topenie mazutom. Tekuté palivo bolo
privádzané na lokomotívu potrubím z nádrže tendru. Vo výhrevni boli umiestnené naftové horáky,
v ktorých sa spaľovaním paliva vyvíjala vysoká teplota, potrebná pre odparovanie vody z kotla.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Konštrukcia
Typ lokomotívy „Pacific“ s tendrom
1. Kabínka strojvedúceho
2. Skriňový kotol – špeciálny typ kotla pripomínajúci skriňu s dvoma stenami
3. Valcový kotol – stredná časť kompletného lokomotívneho parného kotla, prechádzajú cez
neho dymové a žiaruvzdorné trubky zo skriňového kotla do dymnice, s ktorými tvorí pevne
spojený celok, nachádzajú sa na ňom rôzne nadstavby, z ktorých najdôležitejší je parný dóm
4. Dymnica (zhromažďujú sa v nej spáleniny po prechode trubkami kotlom, slúži tiež
k zachytávaniu iskier a má zavedený prívod vody, ktorá ochladzuje zachytený žhavý popol)
s dyšnou (vytvára umelý ťah)
5. Šúpatková komora parného stroja - dutá strojná súčasť, v ktorej je umiestnené šúpatko
6. Valec parného stroja
7. Križiak - posuvná súčasť niektorých piestových strojov, je na ňom pripevnená piestová tyč a
ojnica, pohybuje se po jednom alebo dvoch oceľových pravítkach v smere osi piestnej tyče, na
pravítka sa cez neho prenášajú bočné sily, vznikajúce v kľukovom mechanizme
8. Ojnica – tyč, ktorá v piestových strojoch pretvára posuvný pohyb na rotačný a naopak
9. Spojnica
10. Ovládacia páka rozvodu (rozvod zaisťuje a riadi pohyb pary v parnom stroji)
11. Pojazdné kolesa vodiaceho podvozku
12. Hnacie koleso
13. Pojazdné koleso na vlečenej náprave
14. Parný dóm – slúži na zhromažďovanie pary vo väčšej vzdialenosti od hladiny vriacej vody, vo
vnútri je vstavaný regulátor pary (reguluje prívod pary z parného kotla k parnému stroju) alebo
čistič vody)
15. Pomocný parný dóm s poistnými ventilmi
16. Piesočník s trubkami, privádzajúcimi piesok ku kolesám
17. Lokomotívny tendor so zásobami uhlia a vody
18. Zvon
19. Parná píšťala
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Lokomotívny parný stroj s heusingerovým rozvodom
1. Kulisa - vytvarovaná plochá súčiastka s výrezom, umožňujúcim pohyb inej súčiastky po presne
definovanej dráhe, umožňuje regulovať odber definovanej časti kývavého pohybu
2. Protikľuka, nasadená na kľukovom mechanizme ojnice, proti nemu posunutá o 90°
3. Predĺžená šúpatková tyč, zmenou jej polohy proti kulise možno zmeniť plnenie valca a smer
jazdy
4. Predstihová páka – skladá dokopy pohyb križiaka a predĺženej šúpatkovej tyče pre získanie
predstihu plnenia
5. Križiak - posuvná súčasť niektorých piestových strojov, je na ňom pripevnená piestová tyč a
ojnica, pohybuje se po jednom alebo dvoch oceľových pravítkach v smere osi piestnej tyče, na
pravítka sa cez neho prenášajú bočné sily, vznikajúce v kľukovom mechanizme
6. Šúpatková komora (dutá strojná súčasť, v ktorej je umiestnené šúpatko) s piestovým
šúpatkom (zaisťuje v parných strojoch vnútorný rozvod pary), pohyb je riadený pohybom
predstihovej páky
7. Valec parného stroja s piestom (piest - pohyblivá súčasť strojov, ktorá slúži na prenos sily
medzi mechanickým zariadením a tekutým či plynným médiom)
8. Ovládacia páka rozvodu (strojvedúci nastavuje polohy predĺženej šúpatkovej tyči proti kulise
a tým aj parametre (plnenie a smer jazdy) práce parného stroja
A ešte niekoľko zaujímavostí o parných lokomotívach. Najväčšia rýchlosť, aká bola dosiahnutá
parnou lokomotívou s vlakom je 201 km/h (7 vozňov, záťaž 240 t). Na rovine dosiahne lokomotíva
rýchlik so 16 vozňami a váhou 1340 t rýchlosť až 162 km/h, nákladný vlak s hmotnosťou 6800 t
rýchlosť až 100 km/h. Jedna lokomotíva utiahne vlak až so 159 vozňami s váhou 11 460 t.
Rýchlikové lokomotívy prejdú denne v priemere 1600 km, mesačne 40 000 km. Sú lokomotívy,
ktoré za hodinu spália 18 t uhlia a odparia 62 m2 vody.
Parná lokomotíva je síce stará, ale založila slávu železníc a v priebehu prvého storočia svojej
existencie mala tak veľký vplyv na utváranie života ako skoro žiaden iný vynález.
PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com