Damplokomotiv -Steam locomotive

LNER Class A4 4468 Mallard er offisielt det raskeste damplokomotivet, og nådde 126 mph (203 km/t) 3. juli 1938.
LNER Class A3 4472 Flying Scotsman var det første damplokomotivet som offisielt nådde 160 km/t 30. november 1934.
41 018 klatrer Schiefe Ebene med 01 1066 som skyvelokomotiv (video 34,4 MB)

Et damplokomotiv er et lokomotiv som gir kraft til å bevege seg selv og andre kjøretøy ved hjelp av utvidelse av damp . Det drives ved å brenne brennbart materiale (vanligvis kull , olje eller, sjelden, tre ) for å varme opp vann i lokomotivets kjele til det punktet hvor det blir gassformig og volumet øker 1700 ganger. Funksjonelt sett er det en dampmaskin på hjul.

I de fleste lokomotiver slippes dampen inn vekselvis til hver ende av sylindrene , der stempler er mekanisk koblet til lokomotivets hovedhjul. Drivstoff- og vannforsyninger fraktes vanligvis med lokomotivet, enten på selve lokomotivet eller i et anbud koblet til det. Variasjoner i denne generelle utformingen inkluderer elektrisk drevne kjeler, turbiner i stedet for stempler og bruk av damp generert eksternt.

Damplokomotiver ble først utviklet i Storbritannia på begynnelsen av 1800-tallet og ble brukt til jernbanetransport til midten av 1900-tallet. Richard Trevithick bygde det første damplokomotivet kjent for å ha trukket en last over en avstand ved Pen-y-darren i 1804, selv om han produserte et tidligere lokomotiv for prøve ved Coalbrookdale i 1802. Salamanca , bygget i 1812 av Matthew Murray for Middleton Railway , var det første kommersielt vellykkede damplokomotivet. Locomotion No. 1 , bygget av George Stephenson og hans sønn Roberts selskap Robert Stephenson and Company , var det første damplokomotivet som fraktet passasjerer på en offentlig jernbane, Stockton og Darlington Railway , i 1825. Rask utvikling fulgte; i 1830 åpnet George Stephenson den første offentlige inter-city jernbane, Liverpool og Manchester Railway , etter at suksessen til Rocket ved Rainhill Trials i 1829 hadde bevist at damplokomotiver kunne utføre slike oppgaver. Robert Stephenson and Company var den fremtredende byggeren av damplokomotiver i de første tiårene med damp for jernbaner i Storbritannia, USA og store deler av Europa.

Mot slutten av damptiden kulminerte en langvarig britisk vektlegging av hastighet i en rekord, fortsatt ubrutt, på 126 miles per time (203 kilometer i timen) av LNER Class A4 4468 Mallard . I USA tillot større lastemålere utviklingen av veldig store, tunge lokomotiver som Union Pacific Big Boy , som veide 540 lange tonn (550  t ; 600 korte tonn ) og hadde en trekkraft på 135.375 pund (602.180) newton).

Fra begynnelsen av 1900-tallet ble damplokomotiver gradvis erstattet av elektriske og diesellokomotiver , med jernbaner som konverterte fullstendig til elektrisk og dieselkraft fra slutten av 1930-tallet. Flertallet av damplokomotivene ble trukket tilbake fra vanlig tjeneste på 1980-tallet, selv om flere fortsetter å kjøre på turist- og kulturarvlinjer.

Historie

Storbritannia

De tidligste jernbanene brukte hester til å trekke vogner langs jernbanespor . I 1784 bygde William Murdoch , en skotsk oppfinner, en småskala prototype av et damplokomotiv i Birmingham . Et fullskala skinnedamplokomotiv ble foreslått av William Reynolds rundt 1787. En tidlig fungerende modell av et dampskinnelokomotiv ble designet og konstruert av dampbåtpioneren John Fitch i USA i løpet av 1794. Hans damplokomotiv brukte innvendige bladhjul styrt av skinner eller spor. Modellen eksisterer fortsatt på Ohio Historical Society Museum i Columbus, USA. Ektheten og datoen til dette lokomotivet er omstridt av noen eksperter, og et brukbart damptog ville måtte avvente oppfinnelsen av høytrykksdampmotoren av Richard Trevithick , som var pioner for bruken av damplokomotiver.

Trevithicks 1802 Coalbrookdale-lokomotiv

Det første fullskala fungerende damplokomotivet for jernbane var det 914 mm sporvidde Coalbrookdale - lokomotivet , bygget av Trevithick i 1802. Det ble konstruert for Coalbrookdale jernverk i Shropshire i Storbritannia , selv om det ikke har overlevd noen registreringer av det arbeidet der. Den 21. februar 1804 fant den første registrerte damptransporterte jernbanereisen sted da et annet av Trevithicks lokomotiver dro et tog langs den 1321 mm brede trikken fra Pen-y-darren jernverk, nær Merthyr Tydfil , til Abercynon i Sør-Wales. Akkompagnert av Andrew Vivian gikk den med blandet suksess. Designet inneholdt en rekke viktige innovasjoner som inkluderte bruk av høytrykksdamp som reduserte vekten på motoren og økte effektiviteten.

Trevithick besøkte Newcastle- området i 1804 og hadde et klart publikum av eiere og ingeniører av colliery (kullgruve). Besøket var så vellykket at gruvejernbanene i det nordøstlige England ble det ledende senteret for eksperimentering og utvikling av damplokomotivet. Trevithick fortsatte sine egne dampfremdriftseksperimenter gjennom en annen trio lokomotiver, og avsluttet med Catch Me Who Can i 1808, den første i verden for å frakte passasjerer som betaler prisen.

Salamanca - lokomotivet

I 1812 kjørte Matthew Murrays vellykkede to-sylindrede stativlokomotiv Salamanca førstden kantrekkede tannstangen Middleton Railway . Et annet kjent tidlig lokomotiv var Puffing Billy , bygget 1813–14 av ingeniør William Hedley . Det var ment å jobbe på Wylam Colliery nær Newcastle upon Tyne. Dette lokomotivet er det eldste bevarte, og er utstilt statisk på Science Museum, London .

George Stephenson

George Stephenson , en tidligere gruvearbeider som jobbet som maskinbygger ved Killingworth Colliery , utviklet opptil seksten Killingworth-lokomotiver , inkludert Blücher i 1814, en annen i 1815, og en (nyidentifisert) Killingworth Billy i 1816. Han konstruerte også The Duke i 1817 for Kilmarnock and Troon Railway , som var det første damplokomotivet som jobbet i Skottland.

I 1825 bygde Stephenson Locomotion nr. 1 for Stockton og Darlington Railway , nordøst i England, som var den første offentlige dampjernbanen i verden. I 1829 bygde sønnen Robert i Newcastle The Rocket , som ble deltatt og vant Rainhill Trials . Denne suksessen førte til at selskapet dukket opp som den fremtredende byggeren av damplokomotiver brukt på jernbaner i Storbritannia, USA og store deler av Europa. Liverpool og Manchester Railway åpnet et år senere med eksklusiv bruk av dampkraft for passasjer- og godstog .

forente stater

Stourbridge -løven

Før ankomsten av britisk import ble noen innenlandske damplokomotivprototyper bygget og testet i USA. En tidlig miniatyrprototype ble bygget av John Fitch , som demonstrerte miniatyrmotoren sin til George Washington i løpet av 1780-årene. Et fremtredende stort eksempel var oberst John Stevens "dampvogn" som ble demonstrert på en banesløyfe i Hoboken, New Jersey i 1825.

Mange av de tidligste lokomotivene for kommersiell bruk på amerikanske jernbaner ble importert fra Storbritannia, inkludert først Stourbridge Lion og senere John Bull . Imidlertid ble en innenlandsk lokomotivproduksjonsindustri snart etablert. I 1830 var Baltimore og Ohio Railroads Tom Thumb , designet av Peter Cooper , det første kommersielle USA-bygde lokomotivet som kjørte i Amerika; det var ment som en demonstrasjon av potensialet til damptrekk i stedet for som et inntektsbringende lokomotiv. DeWitt Clinton , bygget i 1831 for Mohawk og Hudson Railroad , var et kjent tidlig lokomotiv.

Fra 2021 var den originale John Bull på statisk visning i National Museum of American History i Washington, DC . Replikaen er bevart på Railroad Museum of Pennsylvania .

Kontinentale Europa

En 1848-skalamodell av La Gironde i et museum på Le Creusot

Den første jernbanetjenesten utenfor Storbritannia og Nord-Amerika ble åpnet i 1829 i Frankrike mellom Saint-Etienne og Lyon ; den var i utgangspunktet begrenset til dyretrekk og bare konvertert til damptrekk ca. 1837, det første franske damplokomotivet var La Gironde produsert i Schneider-Creusot . Det første damplokomotivet i bruk i Europa fikk navnet The Elephant , som 5. mai 1835 dro et tog på den første linjen i Belgia, som forbinder Mechelen og Brussel.

Foto av Adler laget på begynnelsen av 1850-tallet

I Tyskland var det første fungerende damplokomotivet en tannstangmotor, lik Salamanca , designet av den britiske lokomotivpioneren John Blenkinsop . Lokomotivet ble bygget i juni 1816 av Johann Friedrich Krigar i Royal Berlin Iron Foundry ( Königliche Eisengießerei zu Berlin ), og kjørte på et sirkulært spor i fabrikkgården. Det var det første lokomotivet som ble bygget på det europeiske fastlandet og den første dampdrevne passasjertjenesten; Nysgjerrige tilskuere kunne sitte i de vedlagte bussene mot et gebyr. Det er portrettert på et nyttårsmerke for Royal Foundry datert 1816. Et annet lokomotiv ble bygget etter samme system i 1817. De skulle brukes på gropjernbaner i Königshütte og i Luisenthal på Saar (i dag en del av Völklingen ), men ingen av dem kunne settes tilbake til fungerende stand etter å ha blitt demontert, flyttet og satt sammen igjen. Den 7. desember 1835 løp Adler for første gang mellom Nürnberg og Fürth på den bayerske Ludwig-jernbanen . Det var den 118. motoren fra lokomotivverket til Robert Stephenson og sto under patentbeskyttelse.

Første lokomotiv i Russland. 1834

I Russland ble det første damplokomotivet bygget i 1834 av Cherepanovs , men det led av mangel på kull i området og ble erstattet med hestetrekk etter at all skogen i nærheten var blitt hugget ned. Den første russiske Tsarskoye Selo dampjernbanen startet i 1837 med lokomotiver kjøpt fra Robert Stephenson and Company .

I 1837 startet den første dampbanen i Østerrike på keiser Ferdinand Northern Railway mellom Wien-Floridsdorf og Deutsch-Wagram . Den eldste kontinuerlig arbeidende dampmaskinen i verden går også i Østerrike: GKB 671 bygget i 1860, har aldri blitt tatt ut av drift, og brukes fortsatt til spesielle utflukter.

I 1838 ble det tredje damplokomotivet som ble bygget i Tyskland, Saxonia , produsert av Maschinenbaufirma Übigau nær Dresden , bygget av prof. Johann Andreas Schubert . Det første uavhengig utformede lokomotivet i Tyskland var Beuth , bygget av August Borsig i 1841. Det første lokomotivet produsert av Henschel-Werke i Kassel , Drache , ble levert i 1848.

De første damplokomotivene som opererte i Italia var Bayard og Vesuvio , som kjørte på Napoli-Portici -linjen, i Kingdom of the Two Sicilies.

Den første jernbanelinjen over sveitsisk territorium var linjen StrasbourgBasel som ble åpnet i 1844. Tre år senere, i 1847, ble den første fullstendig sveitsiske jernbanelinjen, den spanske Brötli Bahn , fra Zürich til Baden åpnet.

Australia

Den tørre naturen i Sør-Australia ga særegne utfordringer for deres tidlige dampbevegelsesnettverk. Den høye konsentrasjonen av magnesiumklorid i brønnvannet ( borevann ) som ble brukt i lokomotivkjeler på Trans-Australian Railway forårsaket alvorlige og kostbare vedlikeholdsproblemer. På intet tidspunkt langs traseen krysser linjen et permanent ferskvannsvassdrag, så borevann måtte stole på. Ingen rimelig behandling av det høymineraliserte vannet var tilgjengelig, og lokomotivkjeler varte mindre enn en fjerdedel av tiden normalt forventet. I dagene med dampbevegelse var omtrent halvparten av den totale togbelastningen vann til motoren. Linjens operatør, Commonwealth Railways , var en tidlig bruker av det dieselelektriske lokomotivet .

Komponenter

Hovedkomponentene i et damplokomotiv (klikk for å forstørre)
Nøkkel til nummererte komponenter
Nei. Punkt Nei. Punkt Nei. Punkt Nei. Punkt
1 Følsom 1. 3 Smokebox dør 25 Ventil 37 Kullbunker
2 Drosje 14 Trailer lastebil / Boggi bak 26 Ventilkiste / Dampkiste 38 Rist / Brannrist
3 Sikkerhetsventiler 15 Løpebrett / Fotbrett 27 Brannkasse 39 Askepanne trakt
4 Nå stang 16 Ramme 28 Kjelerør 40 Journalboks
5 Plystre 17 Bremsesko 29 Kjele 41 Utjevningsbjelker / Utjevningsspaker / Utjevningsstenger
6 Generator / Turbogenerator 18 Sandrør 30 Overheterrør 42 Bladfjærer
7 Sand kuppel 19 Sidestenger / Koblingsstenger 31 Regulatorventil / Gassventil 43 Drivhjul / Sjåfør
8 Gasspak / Regulatorspak 20 Ventilgir / Bevegelse 32 Overheter 44 Pidestall / Sadel
9 Dampkuppel 21 Vevstang / Hovedstang 33 Røykstein / Skorstein 45 Sprengerør
10 Luftpumpe / Kompressor 22 Stempelstang 34 Frontlys 46 Pilotbil (ponnybil hvis enkeltaksel) / Leading boggi
11 Smokebox 23 Stempel 35 Bremseslange 47 Pilot / Cowcatcher
12 Damprør 24 Sylinder 36 Vannrom 48 Kobling / Kobling
Beskrivelser av disse komponentene er her .

Kjele

Brannrørskjelen var standard praksis for damplokomotiv. Selv om andre typer kjeler ble evaluert, ble de ikke mye brukt, bortsett fra rundt 1000 lokomotiver i Ungarn som brukte vannrøret Brotan-kjelen .

Et damplokomotiv med kjelen og brennkammeret synlig (brannkasse til venstre)

En kjele består av et brennkammer hvor brennstoffet brennes, et fat hvor vann gjøres om til damp og en røykboks som holdes på et litt lavere trykk enn utenfor brennkammeret.

Fast brensel, som ved, kull eller koks, blir kastet inn i brannboksen gjennom en dør av en brannmann , på et sett med rister som holder drivstoffet i en seng mens det brenner. Aske faller gjennom risten ned i en askebeholder. Hvis olje brukes som drivstoff, trengs en dør for å justere luftstrømmen, vedlikeholde brennkammeret og rense oljedysene.

Brannrørskjelen har innvendige rør som forbinder brannboksen med røykboksen, som forbrenningsgassene strømmer gjennom og overfører varme til vannet. Alle rørene til sammen gir et stort kontaktområde, kalt rørvarmeflaten, mellom gassen og vannet i kjelen. Kjelevann omgir brennkammeret for å forhindre at metallet blir for varmt. Dette er et annet område hvor gassen overfører varme til vannet og kalles brennkammervarmeflaten. Aske og røye samler seg i røykboksen når gassen blir trukket opp gjennom skorsteinen ( stabel eller røykstabel i USA) av eksosdampen fra sylindrene.

Trykket i kjelen må overvåkes med en måler montert i førerhuset. Damptrykket kan frigjøres manuelt av sjåføren eller brannmannen. Hvis trykket når kjelens designgrense, åpnes en sikkerhetsventil automatisk for å redusere trykket og unngå en katastrofal ulykke.

Etterdønninger av en kjeleeksplosjon på et jernbanelokomotiv, ca. 1850

Eksosdampen fra motorsylindrene skyter ut av en dyse som peker oppover skorsteinen i røykboksen. Dampen trekker med seg eller drar med seg røykkassegassene som opprettholder et lavere trykk i røykboksen enn under brennkammerristen. Denne trykkforskjellen gjør at luft strømmer opp gjennom kullbunnen og holder bålet brennende.

Jakten på termisk effektivitet som er større enn for en typisk brannrørkjele, førte til at ingeniører, som Nigel Gresley , vurderte vannrørskjelen . Selv om han testet konseptet på LNER Class W1 , oversteg vanskelighetene under utviklingen viljen til å øke effektiviteten på den måten.

Dampen som genereres i kjelen beveger ikke bare lokomotivet, men brukes også til å betjene andre enheter som fløyten, luftkompressoren for bremsene, pumpen for etterfylling av vann i kjelen og personbilens varmesystem. Det konstante behovet for damp krever en periodisk utskifting av vann i kjelen. Vannet oppbevares i en tank i lokomotivtenderen eller viklet rundt kjelen i tilfelle av et tanklokomotiv . Periodiske stopp er nødvendig for å fylle tankene; et alternativ var en scoop installert under anbudet som samlet opp vann da toget passerte over en sporkasse plassert mellom skinnene.

Mens lokomotivet produserer damp, overvåkes vannmengden i kjelen hele tiden ved å se på vannstanden i et gjennomsiktig rør, eller skueglass. Effektiv og sikker drift av kjelen krever at nivået mellom linjer markert på siktglasset holdes. Hvis vannstanden er for høy, faller dampproduksjonen, effektiviteten går tapt og vann føres med dampen inn i sylindrene, noe som kan forårsake mekanisk skade. Mer alvorlig, hvis vannstanden blir for lav, blir kronen(topp)arket på brennkammeret utsatt. Uten vann på toppen av arket for å overføre forbrenningsvarmen, mykner den og svikter, og slipper høytrykksdamp inn i brennkammeret og førerhuset. Utviklingen av smeltepluggen , en temperaturfølsom enhet, sørget for en kontrollert ventilering av damp inn i brannboksen for å advare brannmannen om å legge til vann.

Kalk bygges opp i kjelen og forhindrer tilstrekkelig varmeoverføring, og korrosjon bryter til slutt ned kjelematerialene til det punktet hvor det må bygges om eller skiftes ut. Oppstart på en stor motor kan ta timer med foreløpig oppvarming av kjelevannet før tilstrekkelig damp er tilgjengelig.

Selv om kjelen vanligvis er plassert horisontalt, for lokomotiver designet for å jobbe på steder med bratte bakker, kan det være mer hensiktsmessig å vurdere en vertikal kjele eller en montert slik at kjelen forblir horisontal, men hjulene er skråstilt for å passe skråningen til skinnene.

Dampkrets

Termisk bilde av et fungerende damplokomotiv

Dampen som genereres i kjelen fyller rommet over vannet i den delvis fylte kjelen. Dens maksimale arbeidstrykk er begrenset av fjærbelastede sikkerhetsventiler. Det samles deretter enten i et perforert rør montert over vannstanden eller av en kuppel som ofte rommer regulatorventilen, eller gasspjeldet, hvis formål er å kontrollere mengden damp som forlater kjelen. Dampen går deretter enten direkte langs og nedover et damprør til motorenheten eller kan først passere inn i det våte topprøret til en overheter , hvor sistnevntes rolle er å forbedre den termiske effektiviteten og eliminere vanndråper suspendert i den "mettede dampen", tilstanden den forlater kjelen i. Når den forlater overheteren, kommer dampen ut av det tørre topprøret til overheteren og passerer nedover et damprør og kommer inn i dampkistene ved siden av sylindrene til en stempelmotor. Inne i hver dampkiste er det en skyveventil som fordeler dampen via porter som kobler dampkisten til endene av sylinderrommet. Ventilenes rolle er todelt: inntak av hver fersk dose damp, og utblåsing av den brukte dampen når den har gjort sitt arbeid.

Sylindrene er dobbeltvirkende, med damp som slippes inn på hver side av stempelet etter tur. I et to-sylindret lokomotiv er en sylinder plassert på hver side av kjøretøyet. Sveivene er satt 90° ut av fase. Under en full rotasjon av drivhjulet gir damp fire kraftslag; hver sylinder mottar to injeksjoner med damp per omdreining. Det første slaget er foran på stempelet og det andre slaget på baksiden av stempelet; derav to arbeidsslag. Følgelig genererer to tilførseler av damp på hver stempelflate i de to sylindrene en full omdreining av drivhjulet. Hvert stempel er festet til drivakselen på hver side med en koblingsstang, og drivhjulene er koblet sammen med koblingsstenger for å overføre kraft fra hoveddriveren til de andre hjulene. Legg merke til at ved de to " dødpunktene ", når koblingsstangen er på samme akse som veivtappen på drivhjulet, påfører koblingsstangen ikke noe dreiemoment på hjulet. Derfor, hvis begge veivsettene kunne være i "dødpunkt" samtidig, og hjulene skulle stoppe i denne posisjonen, kunne ikke lokomotivet begynne å bevege seg. Derfor er veivtappene festet til hjulene i en 90° vinkel i forhold til hverandre, slik at bare én side kan være i dødpunkt om gangen.

Hvert stempel overfører kraft gjennom et krysshode , koblingsstang ( hovedstang i USA) og en veivpinne på drivhjulet ( hoveddriver i USA) eller til en sveiv på en drivaksel. Bevegelsen av ventilene i dampkammeret styres gjennom et sett med stenger og koblinger kalt ventilgiret , aktivert fra drivakselen eller fra veivstiften; ventilgiret inkluderer enheter som gjør det mulig å reversere motoren, justere ventilvandringen og tidspunktet for inngangs- og eksoshendelser. Avskjæringspunktet bestemmer øyeblikket når ventilen blokkerer en dampport, "skjærer av" tilgangsdamp og bestemmer dermed andelen av slaget under hvilken damp slippes inn i sylinderen ; for eksempel en 50% cut-off tillater damp for halve stempelslaget. Resten av slaget drives av den ekspansive kraften til dampen. Forsiktig bruk av cut-off gir økonomisk bruk av damp og reduserer i sin tur drivstoff- og vannforbruket. Reverseringsspaken ( Johnson -stangen i USA), eller skruvenderen (hvis utstyrt), som kontrollerer avskjæringen, utfører derfor en lignende funksjon som et girskifte i en bil - maksimalt avskjæring, og gir maksimal trekkraft på bekostning av effektivitet, brukes til å trekke seg unna en stående start, mens en cut-off så lav som 10 % brukes ved cruise, noe som gir redusert trekkraft og dermed lavere drivstof-/vannforbruk.

Eksosdamp ledes oppover ut av lokomotivet gjennom skorsteinen, ved hjelp av en dyse som kalles blastpipe , og skaper den kjente "chuffing"-lyden av damplokomotivet. Sprengningsrøret er plassert på et strategisk punkt inne i røykboksen som samtidig gjennomgås av forbrenningsgassene som trekkes gjennom kjelen og risten ved påvirkning av dampblåsingen. Kombinasjonen av de to strømmene, damp og eksosgasser, er avgjørende for effektiviteten til ethvert damplokomotiv, og de indre profilene til skorsteinen (eller strengt tatt ejektoren) krever nøye design og justering. Dette har vært gjenstand for intensive studier av en rekke ingeniører (og ofte ignorert av andre, noen ganger med katastrofale konsekvenser). At trekket avhenger av eksostrykket gjør at kraftleveransen og kraftproduksjonen automatisk er selvjusterende. Blant annet må det foretas en balanse mellom å oppnå tilstrekkelig trekk for forbrenning og samtidig gi avgassene og partiklene tilstrekkelig tid til å forbrukes. Tidligere kunne et sterkt trekk løfte brannen av risten, eller forårsake utstøting av uforbrente partikler av drivstoff, skitt og forurensning som damplokomotiver hadde et lite misunnelsesverdig rykte for. Dessuten har pumpevirkningen til eksosen motvirkningen av å utøve mottrykk på siden av stempelet som mottar damp, og dermed reduseres sylinderkraften noe. Å designe eksosejektoren ble en spesifikk vitenskap, med ingeniører som Chapelon , Giesl og Porta som gjorde store forbedringer i termisk effektivitet og en betydelig reduksjon i vedlikeholdstid og forurensning. Et lignende system ble brukt av noen tidlige bensin/parafin traktorprodusenter ( Advance-Rumely / Hart-Parr ) - avgassvolumet ble ventilert gjennom et kjøletårn, slik at dampeksosen kunne trekke mer luft forbi radiatoren.

Løpeutstyr

Løpeutstyr-animasjon
Damplokomotiv 2-8-2 ved togstasjonen
Damprensing av løpeutstyret til et "H"-lokomotiv, Chicago og North Western Railway , 1943
Løpeutstyr til damplokomotiv

Løpeutstyr inkluderer bremseutstyr, hjulsett , akselbokser , fjæring og bevegelsen som inkluderer koblingsstenger og ventilutstyr. Overføringen av kraften fra stemplene til skinnene og oppførselen til lokomotivet som kjøretøy, det å kunne klare kurver, punkter og ujevnheter i sporet, er av største betydning. Fordi frem- og tilbakegående kraft må påføres skinnen direkte fra 0 rpm og oppover, skaper dette problemet med adhesjon av drivhjulene til den glatte skinneoverflaten. Limvekt er den delen av lokomotivets vektbæring på drivhjulene. Dette gjøres mer effektivt hvis et par drivhjul er i stand til å få mest mulig ut av sin aksellast, dvs. sin individuelle andel av limvekten. Utjevningsbjelker som forbinder endene av bladfjærer har ofte blitt ansett som en komplikasjon i Storbritannia, men lokomotiver utstyrt med bjelkene har vanligvis vært mindre utsatt for tap av trekkraft på grunn av hjulslip. Fjæring ved hjelp av utjevningsspaker mellom drivaksler, og mellom drivaksler og lastebiler, var standard praksis på nordamerikanske lokomotiver for å opprettholde jevn hjulbelastning når de kjører på ujevnt spor.

Lokomotiver med total vedheft, der alle hjulene er koblet sammen, mangler generelt stabilitet ved hastighet. For å motvirke dette, passer ofte lokomotiver udrevne bærehjul montert på tohjulede lastebiler eller firehjuls boggier sentrert av fjærer/omvendte vippe/girruller som hjelper til med å lede lokomotivet gjennom kurver. Disse tar vanligvis på seg vekten – av sylindrene foran eller brennkammeret bak – når bredden overstiger hovedrammene. Lokomotiver med flere koblede hjul på et stivt chassis ville ha uakseptable flenskrefter på trange kurver, noe som gir overdreven flens- og skinneslitasje, sporspredning og hjulklatring avsporinger. En løsning var å fjerne eller tynne flensene på en aksel. Mer vanlig var å gi aksler sluttspill og bruke sideveis bevegelseskontroll med fjær- eller skråplans gravitasjonsenheter.

Jernbaner foretrakk generelt lokomotiver med færre aksler, for å redusere vedlikeholdskostnadene. Antall aksler som kreves ble diktert av maksimal aksellast for den aktuelle jernbanen. En byggherre vil typisk legge til aksler til maksimal vekt på en aksel var akseptabel for jernbanens maksimale akselbelastning. Et lokomotiv med et hjularrangement av to blyaksler, to drivaksler og en bakaksel var en høyhastighetsmaskin. To blyaksler var nødvendig for å ha god sporing i høye hastigheter. To drivaksler hadde lavere frem- og tilbakegående masse enn tre, fire, fem eller seks koplede aksler. De var dermed i stand til å svinge i svært høye hastigheter på grunn av den lavere frem- og tilbakegående massen. En etterfølgende aksel var i stand til å støtte en enorm brannkasse, og derfor ble de fleste lokomotiver med hjularrangementet 4-4-2 (American Type Atlantic) kalt frie dampere og var i stand til å opprettholde damptrykket uavhengig av gassinnstilling.

Chassis

Chassiset, eller lokomotivrammen , er hovedkonstruksjonen som kjelen er montert på og som inneholder de forskjellige elementene i løpeutstyret. Kjelen er stivt montert på en "sadel" under røykboksen og foran kjeleløpet, men brennkammeret bak får gli forover og bakover, for å tillate utvidelse når det er varmt.

Europeiske lokomotiver bruker vanligvis "plate rammer", der to vertikale flate plater danner hovedchassiset, med en rekke avstandsstykker og en bufferbjelke i hver ende for å danne en stiv struktur. Når det er montert innvendige sylindre mellom rammene, er platerammene en enkelt stor støping som danner et viktig støtteelement. Akselboksene glir opp og ned for å gi noe fjærende oppheng, mot fortykkede dukker festet til rammen, kalt "hornblokker".

Amerikansk praksis i mange år var å bruke oppbygde stangrammer, med røykboks sal/sylinderstruktur og dragbjelke integrert deri. På 1920-tallet, med introduksjonen av "superkraft", ble lokomotivsengen i støpt stål normen, og inkorporerte rammer, fjærhengere, bevegelsesbraketter, røykbokssadel og sylinderblokker i en enkelt kompleks, solid, men tung støping. En SNCF- designstudie med sveisede rørrammer ga en stiv ramme med 30 % vektreduksjon.

Drivstoff og vann

Vannmåler. Her er vannet i kjelen på "toppmutteren", høyere enn normalt maksimalt arbeidsnivå.

Vanligvis er de største lokomotivene permanent koblet til et anbud som frakter vann og drivstoff. Ofte har lokomotiver som arbeider kortere avstander ikke anbud og fører drivstoffet i en bunker, med vannet fraktet i tanker plassert ved siden av kjelen. Tankene kan være i forskjellige konfigurasjoner, inkludert to tanker ved siden av ( sidetanker eller panniertanker ), en på toppen ( saltank ) eller en mellom rammene ( brønntank ).

Drivstoffet som ble brukt var avhengig av hva som var økonomisk tilgjengelig for jernbanen. I Storbritannia og andre deler av Europa gjorde rikelig med kull dette til det åpenbare valget fra dampmaskinens tidligste dager. Fram til 1870 brente flertallet av lokomotivene i USA ved, men etter hvert som de østlige skogene ble ryddet, ble kull gradvis mer utbredt inntil det ble det dominerende drivstoffet på verdensbasis i damplokomotiver. Jernbaner som betjener oppdrett av sukkerrør brente bagasse , et biprodukt av sukkerraffinering. I USA gjorde den lett tilgjengelige og lave prisen på olje det til et populært damplokomotivdrivstoff etter 1900 for de sørvestlige jernbanene, spesielt det sørlige Stillehavet. I den australske delstaten Victoria ble mange damplokomotiver konvertert til tungoljefyring etter andre verdenskrig. Tyske, russiske, australske og britiske jernbaner eksperimenterte med å bruke kullstøv til å fyre av lokomotiver.

Under andre verdenskrig ble en rekke sveitsiske dampskiftende lokomotiver modifisert for å bruke elektrisk oppvarmede kjeler, og forbrukte rundt 480 kW kraft samlet fra en luftledning med strømavtaker . Disse lokomotivene var betydelig mindre effektive enn elektriske ; de ble brukt fordi Sveits led en kullmangel på grunn av krigen, men hadde tilgang til rikelig med vannkraft .

En rekke turistlinjer og kulturarvslokomotiver i Sveits, Argentina og Australia har brukt lett dieselolje.

Vann ble tilført ved stoppesteder og lokomotivdepoter fra et dedikert vanntårn koblet til vannkraner eller portaler. I Storbritannia, USA og Frankrike ble det anordnet vannkar ( banepanner i USA) på noen hovedlinjer for å la lokomotiver fylle på vannforsyningen uten å stoppe, fra regnvann eller snøsmelting som fylte trauet på grunn av dårlig vær. Dette ble oppnådd ved å bruke en utplasserbar "vannscoop" montert under tenderen eller den bakre vanntanken i tilfelle av en stor tankmotor; brannmannen senket øsen ned i trauet, hastigheten på motoren tvang vannet opp i tanken, og øsen ble hevet igjen når den var full.

Et lokomotiv tar på vann ved hjelp av en vannkran

Vann er avgjørende for driften av et damplokomotiv. Som Swengel hevdet:

Den har den høyeste spesifikke varmen av et vanlig stoff; det vil si at mer termisk energi lagres ved å varme opp vann til en gitt temperatur enn det som ville blitt lagret ved å varme opp en lik masse stål eller kobber til samme temperatur. I tillegg lagrer egenskapen til å fordampe (danner damp) ekstra energi uten å øke temperaturen... vann er et meget tilfredsstillende medium for å konvertere termisk energi fra brensel til mekanisk energi.

Swengel fortsatte med å bemerke at "ved lav temperatur og relativt lav kjeleeffekt" var godt vann og regelmessig utvasking av kjelen en akseptabel praksis, selv om slikt vedlikehold var høyt. Etter hvert som damptrykket økte, utviklet det seg imidlertid et problem med "skumming" eller "priming" i kjelen, der oppløste faste stoffer i vannet dannet "tøffe bobler" inne i kjelen, som igjen ble ført inn i damprørene og kunne blås av sylinderhodene. For å overvinne problemet ble varmt mineralkonsentrert vann bevisst sløst (blåst ned) fra kjelen med jevne mellomrom. Høyere damptrykk krevde mer nedblåsing av vann ut av kjelen. Oksygen generert av kokende vann angriper kjelen, og med økt damptrykk øker graden av rust (jernoksid) som genereres inne i kjelen. En måte å hjelpe til med å overvinne problemet var vannbehandling. Swengel antydet at disse problemene bidro til interessen for elektrifisering av jernbaner.

På 1970-tallet utviklet LD Porta et sofistikert system for kraftig kjemisk vannbehandling ( Porta Treatment ) som ikke bare holder innsiden av kjelen ren og forhindrer korrosjon, men modifiserer skummet på en slik måte at det danner et kompakt "teppe". " på vannoverflaten som filtrerer dampen når den produseres, holder den ren og forhindrer at den overføres til sylindrene med vann og suspendert slipemateriale.

Noen damplokomotiver har blitt kjørt på alternativt drivstoff som brukt matolje som Grand Canyon Railway 4960 , Grand Canyon Railway 29 , US Sugar 148 og Disneyland Railroad Locomotives .

Mannskap

Et lokomotivmannskap i Frankrike

Et damplokomotiv styres normalt fra kjelens bakhode , og mannskapet er vanligvis beskyttet mot elementene av en førerhus. Et mannskap på minst to personer kreves normalt for å betjene et damplokomotiv. Den ene, lokomotivføreren eller ingeniøren (Nord-Amerika) , er ansvarlig for å kontrollere lokomotivets start, stopp og hastighet, og brannmannen er ansvarlig for å opprettholde brannen, regulere damptrykket og overvåke kjele og ømme vannnivåer. På grunn av det historiske tapet av operativ infrastruktur og bemanning, vil bevarte damplokomotiver som opererer på hovedlinjen ofte ha et støttemannskap som reiser med toget.

Beslag og hvitevarer

Alle lokomotiver er utstyrt med en rekke apparater. Noen av disse relaterer seg direkte til driften av dampmaskinen; andre er for signalering, togstyring eller andre formål. I USA ga Federal Railroad Administration mandat til bruk av visse apparater gjennom årene som svar på sikkerhetshensyn. De mest typiske apparatene er som følger:

Damppumper og injektorer

Vann ( fødevann ) må leveres til kjelen for å erstatte det som tømmes ut som damp etter å ha levert et arbeidsslag til stemplene. Siden kjelen er under trykk under drift, må fødevann presses inn i kjelen med et trykk som er større enn damptrykket, noe som krever bruk av en slags pumpe. Hånddrevne pumper var tilstrekkelig for de aller tidligste lokomotivene. Senere motorer brukte pumper drevet av stemplenes bevegelse (akselpumper), som var enkle å betjene, pålitelige og kunne håndtere store mengder vann, men som kun drev når lokomotivet var i bevegelse og kunne overbelaste ventilgiret og stempelstengene ved høye hastigheter . Dampinjektorer erstattet senere pumpen, mens noen motorer gikk over til turbopumper . Standard praksis utviklet seg til å bruke to uavhengige systemer for å mate vann til kjelen; enten to dampinjektorer eller, på mer konservative design, akselpumper når de kjører på driftshastighet og en dampinjektor for å fylle kjelen når den er stasjonær eller ved lave hastigheter. På 1900-tallet brukte praktisk talt alle nybygde lokomotiver kun dampinjektorer - ofte ble den ene injektoren forsynt med "levende" damp rett fra selve kjelen og den andre brukte eksosdamp fra lokomotivets sylindre, noe som var mer effektivt (siden det ble brukt av ellers bortkastet damp), men kunne bare brukes når lokomotivet var i bevegelse og regulatoren var åpen. Injektorer ble upålitelige hvis matevannet hadde høy temperatur, så lokomotiver med fødevannvarmere, tanklokomotiver med tankene i kontakt med kjelen og kondenserende lokomotiver brukte noen ganger frem- og tilbakegående damppumper eller turbopumper.

Vertikale glassrør, kjent som vannmålere eller vannglass, viser vannnivået i kjelen og overvåkes nøye til enhver tid mens kjelen fyres. Før 1870-årene var det mer vanlig å ha en serie prøvekraner montert på kjelen innen rekkevidde for mannskapet; hver prøvehane (minst to og vanligvis tre ble montert) ble montert på et annet nivå. Ved å åpne hver prøvekran og se om damp eller vann ventilerte gjennom den, kunne vannnivået i kjelen estimeres med begrenset nøyaktighet. Etter hvert som kjeletrykket økte, ble bruken av prøvekraner stadig farligere og ventilene var utsatt for blokkering med kalk eller sediment, noe som ga falske avlesninger. Dette førte til at de ble erstattet med skueglasset. Som med injektorene ble det vanligvis installert to glass med separate beslag for å gi uavhengige avlesninger.

Kjeleisolasjon

Begrepet for rør- og kjeleisolasjon er "lagging" som stammer fra bødkerens betegnelse for en tønnestav i tre . To av de tidligste damplokomotivene brukte trelagring for å isolere sine kjeler: Salamanca , det første kommersielt vellykkede damplokomotivet, bygget i 1812, og Locomotion No. 1 , det første damplokomotivet som fraktet passasjerer på en offentlig jernbanelinje. Store mengder varme går til spille dersom en kjele ikke er isolert. Tidlige lokomotiver brukte etterslep, formet trestaver, montert i lengderetningen langs kjeleløpet og holdt på plass av bøyler, metallbånd, begrepene og metodene er fra bøteri .

Forbedrede isolasjonsmetoder inkluderte å påføre en tykk pasta som inneholder et porøst mineral som kiselgur , eller feste formede blokker av isolasjonsmasse som magnesiablokker . I de siste dagene med damp ble "madrasser" av sydd asbestduk fylt med asbestfiber festet til kjelen, på separatorer for ikke å røre kjelen helt. Imidlertid er asbest for tiden forbudt i de fleste land av helsemessige årsaker. Det vanligste moderne materialet er glassull , eller innpakning av aluminiumsfolie.

Laggingen er beskyttet av et tettsittende metallhus kjent som kjelebekledning eller cleading.

Effektiv etterslepning er spesielt viktig for brannløse lokomotiver ; Men i nyere tid, under påvirkning av LD Porta, har "overdrevet" isolasjon blitt praktisert for alle typer lokomotiver på alle overflater som kan spre varme, slik som sylinderender og overflater mellom sylindrene og hovedrammene. Dette reduserer motoroppvarmingstiden betraktelig med en markant økning i total effektivitet.

Sikkerhetsventiler

Kjelens sikkerhetsventiler løfter seg på 60163 Tornado , og skaper et falsk røykspor

Tidlige lokomotiver var utstyrt med en ventil kontrollert av en vekt hengt opp fra enden av en spak, med damputløpet stoppet av en kjegleformet ventil. Ettersom det ikke var noe til hinder for at den vektede spaken spratt når lokomotivet kjørte over ujevnheter i sporet og dermed sløste damp, ble vekten senere erstattet av en mer stabil fjærbelastet søyle, ofte levert av Salter, en velkjent fjærvekt produsent. Faren med disse innretningene var at kjørende mannskap kunne bli fristet til å legge vekt på armen for å øke trykket. De fleste tidlige kjeler var utstyrt med en manipulasjonssikker "lockup" direktelastet kuleventil beskyttet av en deksel. På slutten av 1850-tallet introduserte John Ramsbottom en sikkerhetsventil som ble populær i Storbritannia i løpet av siste del av 1800-tallet. Ikke bare var denne ventilen sabotasjesikker, men tukling fra sjåføren kunne bare ha en effekt av å lette trykket. George Richardsons sikkerhetsventil var en amerikansk oppfinnelse introdusert i 1875, og ble designet for å slippe ut dampen bare i det øyeblikket trykket nådde det maksimalt tillatte. Denne typen ventiler er i nesten universell bruk for tiden. Storbritannias Great Western Railway var et bemerkelsesverdig unntak fra denne regelen, og beholdt den direkte belastede typen til slutten av sin separate eksistens, fordi det ble ansett at en slik ventil mistet mindre trykk mellom åpning og lukking.

Trykk måler

Trykkmålere på Blackmore Vale . Den høyre viser kjeletrykk, den til venstre dampbrysttrykk.

De tidligste lokomotivene viste ikke damptrykket i kjelen, men det var mulig å estimere dette ved posisjonen til sikkerhetsventilarmen som ofte strakte seg inn på brannkammerets bakplate; graderinger markert på fjærsøylen ga en grov indikasjon på det faktiske trykket. Promotorene av Rainhill-prøvene oppfordret til at hver deltaker har en riktig mekanisme for å lese kjeletrykket, og Stephenson utviklet et ni fots vertikalt kvikksølvrør med et skueglass på toppen, montert ved siden av skorsteinen, for raketten hans . Bourdon- rørmåleren , der trykket retter ut et ovalt seksjonert kveilrør av messing eller bronse koblet til en peker, ble introdusert i 1849 og fikk raskt aksept, og brukes fortsatt i dag. Noen lokomotiver har en ekstra trykkmåler i dampkisten. Dette hjelper sjåføren til å unngå hjulsklir ved oppstart, ved å varsle hvis regulatoråpningen er for stor.

Gnistfangere og røykbokser

Gnistfanger og selvrensende røykboks

Typisk selvrensende røykboksdesign

Vedovner avgir store mengder flygende gnister som krever en effektiv gnistfangende anordning som vanligvis er plassert i røykstabelen. Mange forskjellige typer ble montert, den vanligste tidlige typen var Bonnet-stabelen som inneholdt en kjegleformet deflektor plassert foran munningen av skorsteinsrøret, og en trådskjerm som dekker den brede stabelutgangen. En mer effektiv design var Radley og Hunter sentrifugalstabelen patentert i 1850 (ofte kjent som diamantstabelen), med ledeplater orientert slik at de induserte en virveleffekt i kammeret som oppmuntret glørne til å brenne ut og falle til bunnen som aske . I den selvrensende røykboksen ble den motsatte effekten oppnådd: ved å la røykgassene treffe en rekke deflektorplater, vinklet på en slik måte at sprengningen ikke ble svekket, ble de større partiklene brutt i små biter som ville bli kastet ut med eksplosjonen, i stedet for å sette seg i bunnen av røykboksen for å fjernes for hånd på slutten av løpeturen. Som med avlederen ble det integrert en skjerm for å holde igjen store glør.

Lokomotiver fra British Railways standardklasser utstyrt med selvrensende røykbokser ble identifisert av en liten støpt oval plate merket "SC", montert i bunnen av røykboksdøren. Disse motorene krevde forskjellige avhendingsprosedyrer, og platen fremhevet dette behovet for å deponere ansatte.

Stokers

En faktor som begrenser lokomotivets ytelse er hastigheten som drivstoff tilføres til bålet. På begynnelsen av 1900-tallet ble noen lokomotiver så store at brannmannen ikke kunne måke kull raskt nok. I USA ble forskjellige dampdrevne mekaniske stokere standardutstyr og ble tatt i bruk og brukt andre steder, inkludert Australia og Sør-Afrika.

Oppvarming av fødevann

Å introdusere kaldt vann i en kjele reduserer strømmen, og fra 1920-tallet ble en rekke varmeovner innlemmet. Den vanligste typen for lokomotiver var eksosdampfødevannvarmeren som ledet noe av eksosen gjennom små tanker montert på toppen av kjelen eller røykboksen eller inn i tendertanken; det varme vannet måtte da leveres til kjelen med en liten hjelpedamppumpe. Den sjeldne economiser-typen skilte seg ved at den hentet ut restvarme fra avgassene. Et eksempel på dette er forvarmetrommelen(e) som finnes på Franco-Crosti-kjelen .

Bruken av levende damp- og eksosdampinjektorer hjelper også i liten grad med forvarming av kjelematevann, selv om det ikke er noen effektivitetsfordel med levende dampinjektorer. Slik forvarming reduserer også det termiske sjokket som en kjele kan oppleve når kaldt vann tilføres direkte. Dette blir ytterligere hjulpet av toppmatingen, der vann føres inn i den høyeste delen av kjelen og får det til å sive over en rekke brett. George Jackson Churchward tilpasset dette arrangementet til den høye enden av sine kuppelløse kjeglekjeler. Andre britiske linjer som London, Brighton & South Coast Railway utstyrte noen lokomotiver med toppmatingen inne i en egen kuppel foran den viktigste.

Kondensatorer og vanntilførsel

Vanning av et damplokomotiv
Sørafrikansk klasse 25 kondenserende lokomotiv

Damplokomotiver bruker enorme mengder vann fordi de opererer på en åpen syklus, og driver ut dampen umiddelbart etter en enkelt bruk i stedet for å resirkulere den i en lukket sløyfe som stasjonære og marine dampmaskiner gjør. Vann var et konstant logistisk problem, og kondenseringsmotorer ble utviklet for bruk i ørkenområder. Disse motorene hadde enorme radiatorer i anbudet, og i stedet for å tømme damp ut av trakten ble den fanget opp, sendt tilbake til anbudet og kondensert. Sylinderens smøreolje ble fjernet fra den uttømte dampen for å unngå et fenomen kjent som priming, en tilstand forårsaket av skumdannelse i kjelen som ville tillate vann å bli ført inn i sylindrene og forårsake skade på grunn av dens inkompressibilitet. De mest bemerkelsesverdige motorene som brukte kondensatorer (klasse 25, "pufferne som aldri puffer") jobbet over Karoo- ørkenen i Sør-Afrika fra 1950-tallet til 1980-tallet.

Noen britiske og amerikanske lokomotiver var utstyrt med scoops som samlet vann fra "vanntrau" ( banepanner i USA) mens de var i bevegelse, og unngikk dermed stopp for vann. I USA hadde små samfunn ofte ikke påfyllingsfasiliteter. I løpet av de første dagene med jernbane, stoppet mannskapet rett og slett ved siden av en bekk og fylte anbudet ved hjelp av lærbøtter. Dette ble kjent som "jerking water" og førte til begrepet "jerkwater towns" (som betyr en liten by, et begrep som i dag anses som latterlig). I Australia og Sør-Afrika opererte lokomotiver i tørrere regioner med store overdimensjonerte anbud, og noen hadde til og med en ekstra vannvogn, noen ganger kalt en "kantine" eller i Australia (spesielt i New South Wales) en "vanngin".

Damplokomotiver som jobbet på underjordiske jernbaner (som Londons Metropolitan Railway ) ble utstyrt med kondenseringsapparater for å forhindre at damp slapp ut i jernbanetunnelene. Disse ble fortsatt brukt mellom King's Cross og Moorgate på begynnelsen av 1960-tallet.

Bremsing

Lokomotiver har sitt eget bremsesystem, uavhengig av resten av toget. Lokomotivbremser bruker store sko som presser mot de drivende hjulets slitebaner. Med bruken av trykkluftbremser tillot et eget system sjåføren å kontrollere bremsene på alle biler. En ett-trinns, dampdrevet, luftkompressor ble montert på siden av kjelen. Lange godstog trengte mer luft og en totrinnskompressor med LP- og HP-sylindere, drevet av tverrsammensatte HP- og LP-dampsylindere, ble introdusert. Den hadde tre og en halv ganger kapasiteten til enkeltetappen. De fleste ble laget av Westinghouse . To ble montert foran røykboksen på store leddlokomotiver. Westinghouse-systemer ble brukt i USA, Canada, Australia og New Zealand.

Et alternativ til luftbremsen er vakuumbremsen , der en dampdrevet ejektor er montert på motoren i stedet for luftpumpen, for å skape et vakuum og frigjøre bremsene. En sekundær ejektor eller tverrhodevakuumpumpe brukes for å opprettholde vakuumet i systemet mot de små lekkasjer i rørforbindelsene mellom vogner og vogner. Vakuumsystemer eksisterte på britiske, indiske, vest-australske og sørafrikanske jernbanenett.

Damplokomotiver er utstyrt med sandkasser hvorfra sand kan avsettes på toppen av skinnen for å forbedre trekkraft og bremsing i vått eller isete vær. På amerikanske lokomotiver er sandkassene, eller sandkuplene, vanligvis montert på toppen av kjelen. I Storbritannia utelukker den begrensede lastemåleren dette, så sandkassene er montert rett over, eller rett under, kjøreplaten.

Smøring

"Wakefield"-merke fortrengningssmøreapparat montert på en lokomotivkjele bakplate. Gjennom det høyre skueglasset kan du se et drypp av olje (som reiser oppover gjennom vann).

Stemplene og ventilene på de tidligste lokomotivene ble smurt av maskinistene som slapp en klump talg ned i sprengningsrøret . Mer sofistikerte metoder for å levere stoffet ble snart utviklet. Talg fester seg godt til sylindervegger og er mer effektiv enn mineralolje når det gjelder å motstå virkningen av vann. Det er fortsatt en bestanddel av moderne dampsylinderoljeformulering.

Etter hvert som hastigheter og avstander økte, ble det utviklet mekanismer som injiserte tykk mineralolje inn i damptilførselen. Den første, en fortrengningssmøreapparat , montert i førerhuset, bruker en kontrollert strøm av damp som kondenserer til en forseglet oljebeholder. Vann fra den kondenserte dampen fortrenger oljen inn i rør. Apparatet er vanligvis utstyrt med briller for å bekrefte forsyningshastigheten. En senere metode bruker en mekanisk pumpe laget av et av krysshodene . I begge tilfeller er tilførselen av olje proporsjonal med hastigheten til lokomotivet.

Stort lager (med koblingsstang og koblingsstang ) av en Blackmoor Vale som viser gjennomhullede korkpropper til oljereservoarer

Smøring av rammekomponentene (aksellagre, hornblokker og boggitapper) avhenger av kapillærvirkningen : avskjær av kamgarn føres fra oljereservoarer inn i rør som fører til den respektive komponenten. Oljehastigheten som tilføres styres av størrelsen på garnbunten og ikke hastigheten til lokomotivet, så det er nødvendig å fjerne avskjæret (som er montert på wire) når det står stille. Men ved vanlige stopp (som en termineringsstasjonsplattform) kan olje som finner veien inn på banen fortsatt være et problem.

Veivtapp- og krysshodelagre bærer små koppformede oljereservoarer. Disse har tilførselsrør til bæreflaten som starter over normal fyllnivå, eller holdes lukket av en løstsittende tapp, slik at det først når lokomotivet er i bevegelse kommer olje inn. I praksis i Storbritannia er koppene lukket med enkle korker, men disse har et stykke porøs stokk presset gjennom dem for å slippe inn luft. Det er vanlig at en liten kapsel med skarp olje (anisfrø eller hvitløk) inkorporeres i lagermetallet for å varsle hvis smøringen svikter og overoppvarming eller slitasje oppstår.

Blåser

Når lokomotivet går under kraft, skapes et trekk på brannen av eksosdampen som ledes opp i skorsteinen av sprengningsrøret. Uten trekk vil brannen raskt dø ned og damptrykket faller. Når lokomotivet er stoppet, eller kjører med regulatoren lukket, er det ingen eksosdamp som skaper trekk, så trekket opprettholdes ved hjelp av en blåser. Dette er en ring plassert enten rundt bunnen av skorsteinen, eller rundt sprengningsrøråpningen, som inneholder flere små dampdyser rettet opp i skorsteinen. Disse dysene mates med damp direkte fra kjelen, styrt av vifteventilen. Når regulatoren er åpen, er vifteventilen stengt; når sjåføren har til hensikt å stenge regulatoren, vil han først åpne vifteventilen. Det er viktig at viften åpnes før regulatoren lukkes, siden uten trekk på bålet kan det oppstå baktrekk – der atmosfærisk luft blåser ned i skorsteinen, som fører til at strømmen av varme gasser gjennom kjelerørene reverseres, med selve brannen ble blåst gjennom brannhullet inn på fotplaten, med alvorlige konsekvenser for mannskapet. Risikoen for tilbaketrekk er høyere når lokomotivet går inn i en tunnel på grunn av trykksjokket. Blåseren brukes også til å skape trekk når damp heves ved starten av lokomotivets plikt, når som helst når føreren trenger å øke trekk på bålet, og for å fjerne røyk fra førerens synsfelt.

Tilbakeslag var ganske vanlig. I en rapport fra 1955 om en ulykke nær Dunstable skrev inspektøren: "I 1953 ble det rapportert om tjuetre tilfeller, som ikke var forårsaket av en motordefekt, og de resulterte i at 26 maskinførere fikk skader. I 1954 ble antallet hendelser og skadene var de samme, og det var også en dødelig person." De er fortsatt et problem, som bevist av 2012-hendelsen med BR Standard Class 7 70013 Oliver Cromwell .

Buffere

I britisk og europeisk (unntatt land i tidligere Sovjetunionen) praksis har lokomotiver vanligvis buffere i hver ende for å absorbere trykklast ("bufféer"). Strekkbelastningen for å trekke toget (trekkkraft) bæres av koblingssystemet . Sammen kontrollerer disse slakk mellom lokomotiv og tog, absorberer mindre støt og gir et peilingpunkt for skyvebevegelser.

I kanadisk og amerikansk praksis håndteres alle kreftene mellom lokomotivet og vognene gjennom koblingen - spesielt Janney-koblingen , lang standard på amerikansk rullende jernbanemateriell - og dets tilhørende trekkutstyr , som tillater en viss begrenset slakk bevegelse. Små fordypninger kalt "polinglommer" i lokomotivets fremre og bakre hjørner tillot biler å bli skjøvet inn på et tilstøtende spor ved hjelp av en stang som er avstivet mellom lokomotivet og bilene. I Storbritannia og Europa har "buckeye" i nordamerikansk stil og andre koblinger som håndterer krefter mellom gjenstander av rullende materiell blitt stadig mer populære.

Piloter

En pilot ble vanligvis festet til forenden av lokomotiver, selv om de i europeiske og noen få andre jernbanesystemer inkludert New South Wales ble ansett som unødvendige. Plogformede, noen ganger kalt "kufangere", de var ganske store og var designet for å fjerne hindringer fra banen som storfe, bison, andre dyr eller trelemmer. Selv om de ikke var i stand til å "fange" herreløse storfe, forble disse karakteristiske gjenstandene på lokomotiver til slutten av dampen. Bytte motorer erstattet vanligvis piloten med små trinn, kjent som fotbrett . Mange systemer brukte piloten og andre designfunksjoner for å produsere et særegent utseende.

Frontlykter

Bevart lokomotiv fra Great Western Railway 7802 Bradley Manor , med to oljelamper som indikerer en ekspresspassasjertjeneste, og en elektrisk lampe med høy intensitet lagt til for sikkerhetsstandarder

Da nattdriften begynte, utstyrte jernbaneselskaper i noen land lokomotivene sine med lys for å la sjåføren se hva som lå foran toget, eller for å gjøre det mulig for andre å se lokomotivet. Frontlykter var opprinnelig olje- eller acetylenlamper, men da elektriske lysbuelamper ble tilgjengelig på slutten av 1880-tallet, erstattet de raskt de eldre typene.

Storbritannia tok ikke i bruk lyse frontlykter, da de ville påvirke nattsynet og dermed kunne maskere oljelampene med lav intensitet som ble brukt i semaforsignalene og i hver ende av tog, noe som øker faren for manglende signaler, spesielt på travle spor. Lokomotivstoppeavstander var også normalt mye større enn rekkevidden til frontlykter, og jernbanene var godt signalisert og fullt inngjerdet for å hindre husdyr og mennesker i å forville seg inn på dem, noe som i stor grad negerte behovet for lyse lamper. Dermed fortsatte oljelamper med lav intensitet å bli brukt, plassert foran på lokomotiver for å indikere klassen til hvert tog. Fire "lampejern" (braketter å plassere lampene på) ble levert: en under skorsteinen og tre jevnt fordelt over toppen av bufferbjelken. Unntaket fra dette var Southern Railway og dens bestanddeler, som la til et ekstra lampejern på hver side av røykboksen, og arrangementet av lamper (eller i dagslys, hvite sirkulære plater) fortalte jernbanepersonalet opprinnelsen og destinasjonen til toget. På alle kjøretøyer var det også anordnet tilsvarende lampejern på baksiden av lokomotivet eller tenderen når lokomotivet kjørte tender- eller bunkers-først.

I noen land fortsetter dampdriften på det nasjonale nettverket. Noen jernbanemyndigheter har pålagt kraftige frontlykter til enhver tid, også i dagslys. Dette var for ytterligere å informere publikum eller sporarbeidere om eventuelle aktive tog.

Bjeller og fløyter

Lokomotiver brukte klokker og dampfløyter fra de tidligste dagene med dampbevegelse. I USA, India og Canada varslet klokkene om et tog i bevegelse. I Storbritannia, hvor alle linjer ved lov er inngjerdet hele veien, var klokkene kun et krav på jernbaner som kjørte på en vei (dvs. ikke inngjerdet), for eksempel en trikkevei langs siden av veien eller i et verft. Følgelig bar bare et mindretall av lokomotivene i Storbritannia bjeller. Plystre brukes til å signalisere personell og gi advarsler. Avhengig av terrenget lokomotivet ble brukt i, kunne fløyten utformes for langdistansevarsling om forestående ankomst, eller for mer lokalisert bruk.

Tidlige klokker og fløyter ble slått gjennom trekksnorer og spaker. Automatiske ringeklokker kom i utbredt bruk i USA etter 1910.

Automatisk kontroll

En typisk AWS " solsikke "-indikator. Indikatoren viser enten en svart disk eller en gul og svart "eksploderende" disk.

Fra begynnelsen av 1900-tallet begynte operatørselskaper i land som Tyskland og Storbritannia å utstyre lokomotiver med Automatic Warning System (AWS) in-cab-signalering, som automatisk satte på bremsene når et signal ble passert ved "forsiktighet". I Storbritannia ble disse obligatoriske i 1956. I USA utstyrte Pennsylvania Railroad også lokomotivene deres med slike innretninger.

Booster motorer

Boostermotoren var en hjelpedampmotor som ga ekstra trekkraft for start. Det var en lavhastighets enhet, vanligvis montert på den etterfølgende lastebilen. Den ble koblet ut via et tomgangsgir ved lav hastighet, f.eks. 30 km/t. Boostere ble mye brukt i USA og prøvd eksperimentelt i Storbritannia og Frankrike. På det smalsporede jernbanesystemet i New Zealand var seks Kb 4-8-4 lokomotiver utstyrt med boostere, de eneste 3 ft 6 tommers ( 1067 mm ) spormotorene i verden som hadde slikt utstyr.

Booster-motorer ble også montert på tender-lastebiler i USA og kjent som hjelpelokomotiver. To og til og med tre lastebilaksler ble koblet sammen ved hjelp av sidestenger som begrenset dem til sakte hastighet.

Branndør

Branndøren brukes til å dekke brannhullet når det ikke tilføres kull. Det tjener to formål, for det første forhindrer det at luft trekkes over toppen av brannen, og tvinger den heller til å bli trukket gjennom den. Det andre formålet er å sikre togpersonalet mot tilbakeslag. Den har imidlertid en måte å la noe luft passere over toppen av brannen (referert til som "sekundærluft") for å fullføre forbrenningen av gasser produsert av brannen.

Branndører kommer i flere design, hvorav den mest grunnleggende er et enkelt stykke som er hengslet på den ene siden og kan svinges åpent på fotplaten. Dette designet har to problemer. For det første tar den opp mye plass på fotplaten, og for det andre vil trekket ha en tendens til å trekke den helt igjen, og dermed kutte av eventuell sekundærluft. For å kompensere for dette er noen lokomotiver utstyrt med en lås som hindrer branndøren i å lukke seg helt, mens andre har en liten ventil på døren som kan åpnes for å la sekundærluft strømme gjennom. Selv om det ble vurdert å designe en branndør som åpner innover i brennkammeret og dermed forhindrer ulempene forårsaket av fotplaten, ville en slik dør bli utsatt for hele brannens varme og vil sannsynligvis deformeres, og dermed bli ubrukelig.

En mer populær type branndør består av en todelt skyvedør som betjenes av en enkelt spak. Det er spor over og under branndøren som døren går langs. Disse sporene er utsatt for å sette seg fast av rusk, og dørene krevde mer innsats for å åpne enn den nevnte svingdøren. For å løse dette bruker noen branndører drevet drift som brukte en damp- eller luftsylinder for å åpne døren. Blant disse er sommerfugldørene som svinger i det øvre hjørnet, den svingbare handlingen gir lav motstand mot sylinderen som åpner døren.

Variasjoner

Tallrike variasjoner av det grunnleggende lokomotivet skjedde da jernbaner forsøkte å forbedre effektiviteten og ytelsen.

Sylindre

Tidlige damplokomotiver hadde to sylindre, en på hver side, og denne praksisen vedvarte som det enkleste arrangementet. Sylindrene kan monteres mellom hovedrammene (kjent som "innvendige" sylindre), eller monteres utenfor rammene og drivhjulene ("utenfor" sylindre). Innvendige sylindre driver sveiver innebygd i drivakselen; ytre sylindre driver sveiver på forlengelser til drivakslene.

Senere design brukte tre eller fire sylindre, montert både innenfor og utenfor rammene, for en jevnere kraftsyklus og større kraftutgang. Dette gikk på bekostning av mer komplisert ventilutstyr og økte vedlikeholdskrav. I noen tilfeller ble den tredje sylinderen lagt til innsiden ganske enkelt for å tillate ytre sylindre med mindre diameter, og dermed redusere lokomotivets bredde for bruk på linjer med begrenset lastemål, for eksempel klassene SR K1 og U1 .

De fleste britiske ekspress-passasjerlokomotiver bygget mellom 1930 og 1950 var 4-6-0 eller 4-6-2 typer med tre eller fire sylindre (f.eks. GWR 6000 Class , LMS Coronation Class , SR Merchant Navy Class , LNER Gresley Class A3 ). Fra 1951 brukte alle unntatt én av de 999 nye British Rail standardklasse damplokomotiver på tvers av alle typer 2-sylindrede konfigurasjoner for enklere vedlikehold.

Ventilgir

Tidlige lokomotiver brukte et enkelt ventilgir som ga full kraft i enten forover eller revers. Snart tillot Stephenson-ventilgiret sjåføren å kontrollere avskjæringen; dette ble i stor grad erstattet av Walschaerts ventilutstyr og lignende mønstre. Tidlige lokomotivdesign ved bruk av skyveventiler og utvendig inngang var relativt enkle å konstruere, men ineffektive og utsatt for slitasje. Etter hvert ble glideventiler erstattet av innvendige stempelventiler , selv om det var forsøk på å bruke tallerkenventiler (vanligvis brukt i stasjonære motorer) på 1900-tallet. Stephenson ventilutstyr var vanligvis plassert innenfor rammen og var vanskelig tilgjengelig for vedlikehold; senere mønstre påført utenfor rammen var lettere synlige og vedlikeholdt.

Sammensetning

U-127, det 4-6-0 oljebrennende lokomotivet De Glehn som trakk Lenins begravelsestog, i Museet for Moskva jernbane ved Paveletsky jernbaneterminal

Sammensatte lokomotiver ble brukt fra 1876, og utvidet dampen to ganger eller mer gjennom separate sylindre - noe som reduserte termiske tap forårsaket av sylinderkjøling. Sammensatte lokomotiver var spesielt nyttige i tog der det var behov for lange perioder med kontinuerlig innsats. Compounding bidro til den dramatiske økningen i kraft oppnådd ved André Chapelons ombygginger fra 1929. En vanlig anvendelse var i leddlokomotiver, den vanligste var den som ble designet av Anatole Mallet , der høytrykkstrinnet ble festet direkte til kjelerammen; foran denne var det svingt en lavtrykksmotor på egen ramme, som tar eksosen fra den bakre motoren.

Ledde lokomotiver

Et South Australian Railways 400-klasse Garratt-lokomotiv, bygget i 1952 til et Beyer, Peacock & Company- design av Société Franco-Belge . Artikulering muliggjøres av pivoter i endene av lokomotivets sentrale ramme.
David Lloyd George forlater Tan-y-Bwlch Station , Gwynedd - et Fairlie-lokomotivFestiniog Railway , Wales

Svært kraftige lokomotiver har en tendens til å være lengre enn de med lavere effekt, men lange stive innrammede design er upraktiske for de trange kurvene som ofte finnes på smalsporede jernbaner. Ulike design for leddede lokomotiver ble utviklet for å overvinne dette problemet. Mallet og Garratt var de to mest populære . De hadde en enkelt kjele og to motorenheter (sett med sylindere og drivhjul): begge Garratts motorenheter var på svingbare rammer, mens en av Mallet var på en svingbar ramme og den andre var festet under kjeleenheten. Noen få triplekslokomotiver ble også designet, med en tredje motorenhet under anbudet. Andre mindre vanlige variasjoner inkluderte Fairlie-lokomotivet , som hadde to kjeler rygg-mot-rygg på en felles ramme, med to separate motorenheter.

Duplekstyper

Tosidige lokomotiver , som inneholder to motorer i en stiv ramme, ble også prøvd, men var ikke særlig vellykkede. For eksempel fikk 4-4-4-4 Pennsylvania Railroad klasse T1 , designet for svært rask løping, tilbakevendende og til slutt uopprettelige glidningsproblemer gjennom hele karrieren.

Giret lokomotiv

For lokomotiver der et høyt startmoment og lav hastighet var nødvendig, var den konvensjonelle direktedriftstilnærmingen utilstrekkelig. "Girede" damplokomotiver, som Shay , Climax og Heisler , ble utviklet for å møte dette behovet på industri-, tømmer-, gruve- og steinbruddsjernbaner. Fellestrekket til disse tre typene var tilveiebringelsen av reduksjonsgir og en drivaksel mellom veivakselen og drivakslene. Dette arrangementet gjorde at motoren kunne kjøre med mye høyere hastighet enn drivhjulene sammenlignet med den konvensjonelle designen, hvor forholdet er 1:1.

Førerhus fremover

I USA på Southern Pacific Railroad ble det produsert en serie frem lokomotiver med førerhus med førerhuset og brennkammeret foran på lokomotivet og tenderen bak røykboksen, slik at motoren så ut til å gå bakover. Dette var bare mulig ved å bruke oljefyring . Southern Pacific valgte dette designet for å gi luft fri for røyk for motorføreren å puste mens lokomotivet passerte gjennom fjelltunneler og snøskur. En annen variant var Camelback-lokomotivet , med førerhuset plassert halvveis langs kjelen. I England utviklet Oliver Bulleid SR Leader- lokomotivet under nasjonaliseringsprosessen på slutten av 1940-tallet. Lokomotivet ble kraftig testet, men flere designfeil (som kullfyring og hylseventiler) gjorde at dette lokomotivet og de andre delbygde lokomotivene ble skrotet. Cab-forward-designet ble tatt av Bulleid til Irland, hvor han flyttet etter nasjonalisering, hvor han utviklet "turfburner". Dette lokomotivet var mer vellykket, men ble skrotet på grunn av dieseliseringen av de irske jernbanene.

Det eneste bevarte forreste lokomotivet er Southern Pacific 4294 i Sacramento, California.

I Frankrike ble de tre Heilmann-lokomotivene bygget med en førerhusdesign.

Dampturbiner

Ljungström dampturbinlokomotiv med luftforvarmer , ca. 1925

Dampturbiner ble opprettet som et forsøk på å forbedre driften og effektiviteten til damplokomotiver. Eksperimenter med dampturbiner med direktedrevne og elektriske transmisjoner i forskjellige land viste seg stort sett mislykkede. London , Midland & Scottish Railway bygde Turbomotive , et stort sett vellykket forsøk på å bevise effektiviteten til dampturbiner. Hadde det ikke vært for utbruddet av andre verdenskrig , kan det ha blitt bygget flere. Turbomotivet kjørte fra 1935 til 1949, da det ble bygget om til et konvensjonelt lokomotiv fordi mange deler krevde utskifting, et uøkonomisk forslag for et "engangs" lokomotiv. I USA bygde jernbanene Union Pacific , Chesapeake og Ohio og Norfolk & Western (N&W) alle turbinelektriske lokomotiver. Pennsylvania Railroad (PRR) bygde også turbinlokomotiver, men med en direktedrevet girkasse. Imidlertid mislyktes alle design på grunn av støv, vibrasjoner, designfeil eller ineffektivitet ved lavere hastigheter. Den siste som gjensto i drift var N&W, som ble pensjonert i januar 1958. Den eneste virkelig vellykkede designen var TGOJ MT3 , som ble brukt til å frakte jernmalm fra Grängesberg i Sverige til havnene i Oxelösund . Til tross for at de fungerte riktig, ble bare tre bygget. To av dem er bevart i brukbar stand på museer i Sverige.

Brannløst lokomotiv

Brannløst lokomotiv

I et brannløst lokomotiv er kjelen erstattet av en dampakkumulator , som er ladet med damp (faktisk vann ved en temperatur godt over kokepunktet, (100 °C (212 °F)) fra en stasjonær kjele. Brannløse lokomotiver ble brukt der det var en høy brannrisiko (f.eks. oljeraffinerier ), der renslighet var viktig (f.eks. matproduksjonsanlegg) eller hvor damp er lett tilgjengelig (f.eks. papirfabrikker og kraftstasjoner hvor damp enten er et biprodukt eller er billig tilgjengelig). vannkar ("kjele") er sterkt isolert, på samme måte som med fyrt lokomotiv.. Inntil alt vannet har kokt bort, synker ikke damptrykket annet enn når temperaturen synker.

En annen klasse brannløse lokomotiver er et trykkluftlokomotiv.

Blandet kraft

Dampdiesel hybridlokomotiv

Blandede lokomotiver, som bruker både damp- og dieselfremdrift, har blitt produsert i Russland, Storbritannia og Italia.

Elektrisk damplokomotiv

Under uvanlige forhold (mangel på kull, rikelig vannkraft) ble noen lokomotiver i Sveits modifisert for å bruke elektrisitet til å varme opp kjelen, noe som gjorde dem til elektriske damplokomotiver.

Dampelektrisk lokomotiv

Heilmann lokomotiv nr. 8001, Chemins de Fer de l'Ouest

Et dampelektrisk lokomotiv bruker elektrisk transmisjon, som dieselelektriske lokomotiver , bortsett fra at en dampmotor i stedet for en dieselmotor brukes til å drive en generator. Tre slike lokomotiver ble bygget av den franske ingeniøren Jean Jacques Heilmann  [ fr ] på 1890-tallet.

Kategorisering

Gov. Stanford , et 4-4-0 (med Whyte-notasjon ) lokomotiv typisk for amerikansk praksis fra 1800-tallet

Damplokomotiver er kategorisert etter deres hjularrangement. De to dominerende systemene for dette er Whyte-notasjonen og UIC-klassifiseringen .

Whyte-notasjonen, brukt i de fleste engelsktalende land og Commonwealth-land, representerer hvert sett med hjul med et tall. Disse tallene representerte vanligvis antall udrevne forhjul, etterfulgt av antall drivende hjul (noen ganger i flere grupper), etterfulgt av antall udrevne etterfølgende hjul. For eksempel vil en gårdsmotor med bare 4 drevne hjul bli kategorisert som et 0-4-0 hjularrangement. Et lokomotiv med en 4-hjuls ledende lastebil, etterfulgt av 6 drivhjul, og en 2-hjuls etterhengende lastebil, vil bli klassifisert som en 4-6-2 . Ulike arrangementer ble gitt navn som vanligvis gjenspeiler den første bruken av arrangementet; for eksempel er "Santa Fe"-typen ( 2-10-2 ) så kalt fordi de første eksemplene ble bygget for Atchison, Topeka og Santa Fe Railway . Disse navnene ble uformelt gitt og varierte i henhold til region og til og med politikk.

UIC-klassifiseringen brukes mest i europeiske land bortsett fra Storbritannia. Den angir påfølgende hjulpar (uformelt "aksler") med et tall for ikke-drivende hjul og en stor bokstav for drivende hjul (A=1, B=2, etc.) Så en Whyte 4-6-2-betegnelse vil være tilsvarende en 2-C-1 UIC-betegnelse.

På mange jernbaner ble lokomotiver organisert i klasser . Disse representerte stort sett lokomotiver som kunne erstattes med hverandre i tjeneste, men oftest representerte en klasse en enkelt design. Som regel ble klasser tildelt en slags kode, vanligvis basert på hjularrangementet. Klasser fikk også ofte kallenavn, for eksempel Pug (et lite skiftende lokomotiv), som representerer bemerkelsesverdige (og noen ganger ukomplimentære) trekk ved lokomotivene.

Opptreden

Mål

I damplokomotivtiden ble to mål for lokomotivytelse generelt brukt. Til å begynne med ble lokomotiver vurdert etter trekkraft, definert som den gjennomsnittlige kraften utviklet under en omdreining av drivhjulene ved skinnehodet. Dette kan grovt beregnes ved å multiplisere det totale stempelarealet med 85 % av kjeletrykket (en tommelfingerregel som gjenspeiler det litt lavere trykket i dampkammeret over sylinderen) og dividere med forholdet mellom driverens diameter over stempelslaget. Den nøyaktige formelen er imidlertid

der d er sylinderens boring (diameter) i tommer, s er sylinderslaget i tommer, P er kjeletrykk i pund per kvadrattomme, D er diameteren til drivhjulet i tommer, og c er en faktor som avhenger av den effektive cut-off. I USA er c vanligvis satt til 0,85, men lavere på motorer som har maksimal cutoff begrenset til 50–75 %.

Trekkkraften er bare den "gjennomsnittlige" kraften, siden ikke all kraft er konstant under den ene omdreiningen av sjåførene. På noen punkter i syklusen er det bare ett stempel som utøver dreiemoment, og på andre punkter fungerer begge stemplene. Ikke alle kjeler leverer full effekt ved start, og trekkkraften avtar også når rotasjonshastigheten øker.

Trekkkraft er et mål på den tyngste lasten et lokomotiv kan starte eller trekke med svært lav hastighet over den herskende karakteren i et gitt territorium. Etter hvert som presset vokste for å kjøre raskere gods og tyngre passasjertog, ble imidlertid trekkraft sett på som et utilstrekkelig mål på ytelse fordi det ikke tok hensyn til hastighet. Derfor begynte lokomotiver på 1900-tallet å bli vurdert etter effekt. En rekke beregninger og formler ble brukt, men generelt brukte jernbaner dynamometervogner for å måle trekkraft ved hastighet i faktiske veitesting.

Britiske jernbaneselskaper har vært motvillige til å avsløre tall for hestekrefter på trekkstangen og har vanligvis stolt på kontinuerlig trekkkraft i stedet.

Forhold til hjularrangement

Klassifisering er indirekte knyttet til lokomotivets ytelse. Gitt tilstrekkelige proporsjoner av resten av lokomotivet, bestemmes kraftuttaket av brannens størrelse, og for et bituminøst kulldrevet lokomotiv bestemmes dette av ristarealet. Moderne ikke-sammensatte lokomotiver er vanligvis i stand til å produsere rundt 40 trekkstanghestekrefter per kvadratfot rist. Trekkkraften, som nevnt tidligere, bestemmes i stor grad av kjeletrykket, sylinderproporsjonene og størrelsen på drivhjulene. Den er imidlertid også begrenset av vekten på drivhjulene (kalt "klebende vekt"), som må være minst fire ganger trekkraften.

Vekten til lokomotivet er omtrent proporsjonal med effektuttaket; antall aksler som kreves bestemmes av denne vekten delt på aksellastgrensen for sporet der lokomotivet skal brukes. Antallet drivende hjul er avledet fra limvekten på samme måte, slik at de gjenværende akslene skal tas med i forhold til de fremre og etterfølgende boggiene. Passasjerlokomotiver hadde konvensjonelt to-akslede ledende boggier for bedre veiledning ved hastighet; på den annen side betydde den store økningen i størrelsen på risten og brennkammeret på 1900-tallet at en etterfølgende boggi ble tilkalt for å gi støtte. I Europa ble det gjort noe bruk av flere varianter av Bissel-boggien der dreiebevegelsen til en enkeltakslet lastebil kontrollerer sideforskyvningen av den fremre drivakselen (og i ett tilfelle den andre akselen også). Dette ble for det meste brukt på 8-koblede ekspresslokomotiver og lokomotiver med blandet trafikk, og forbedret deres evne til å kjøre kurver betraktelig, samtidig som den begrensede lokomotivets akselavstand og maksimerte vedheftsvekten.

Som regel utelot shuntmotorer (USA: switching engines ) ledende og etterfølgende boggier, både for å maksimere tilgjengelig trekkkraft og for å redusere akselavstanden. Hastighet var uviktig; å lage den minste motoren (og dermed det minste drivstofforbruket) for trekkkraften var avgjørende. Drivhjul var små og støttet vanligvis brennkammeret så vel som hoveddelen av kjelen. Bankmotorer (USA: hjelpemotorer ) hadde en tendens til å følge prinsippene for skiftemotorer, bortsett fra at akselavstandsbegrensningen ikke gjaldt, så bankmotorer hadde en tendens til å ha flere drivende hjul. I USA resulterte denne prosessen til slutt i Mallet-motoren med sine mange drevne hjul, og disse hadde en tendens til å skaffe seg ledende og deretter etterfølgende boggier ettersom veiledning av motoren ble mer et problem.

Etter hvert som lokomotivtyper begynte å avvike på slutten av 1800-tallet, la godsmotordesign først vekt på trekkraft, mens de for passasjermotorer la vekt på hastighet. Over tid økte godslokomotivstørrelsen, og det totale antallet aksler økte tilsvarende; den ledende boggien var vanligvis en enkelt aksel, men en etterhengende lastebil ble lagt til større lokomotiver for å støtte en større brannkasse som ikke lenger kunne passe mellom eller over drivhjulene. Passasjerlokomotiver hadde ledende boggier med to aksler, færre drivaksler og veldig store drivhjul for å begrense hastigheten som de frem- og tilbakegående delene måtte bevege seg med.

På 1920-tallet vendte fokuset i USA seg mot hestekrefter, symbolisert av "superkraft"-konseptet fremmet av Lima Locomotive Works, selv om trekkkraft fortsatt var det viktigste hensynet etter første verdenskrig til slutten av dampen. Godstog ble designet for å kjøre raskere, mens passasjerlokomotiver trengte å trekke tyngre last i fart. Dette ble oppnådd ved å øke størrelsen på rist og brannkasse uten endringer i resten av lokomotivet, noe som krever tillegg av en andre aksel til den etterfølgende lastebilen. Frakt 2-8-2 s ble 2-8-4 s mens 2-10-2 s ble 2-10-4 s. På samme måte ble passasjer 4-6-2 s 4-6-4 s. I USA førte dette til en konvergens på den doble funksjonen 4-8-4 og 4-6-6-4 leddkonfigurasjonen, som ble brukt til både gods- og passasjertjeneste. Mallet-lokomotiver gikk gjennom en lignende transformasjon, og utviklet seg fra bankmotorer til enorme hovedlinjelokomotiver med mye større brannkasser; drivhjulene deres ble også økt i størrelse for å tillate raskere løp.

Produksjon

Mest produserte klasser

Den mest produserte enkeltklassen av damplokomotiver i verden er det 0-10-0 russiske lokomotivet klasse E damplokomotiv med rundt 11 000 produsert både i Russland og andre land som Tsjekkoslovakia, Tyskland, Sverige, Ungarn og Polen. Den russiske lokomotivklassen O nummererte 9129 lokomotiver, bygget mellom 1890 og 1928. Rundt 7000 enheter ble produsert av den tyske DRB klasse 52 2-10-0 Kriegslok .

I Storbritannia ble 863 av GWR 5700-klassen bygget, og 943 av DX -klassen til London og North Western Railway  - inkludert 86 motorer bygget for Lancashire og Yorkshire Railway .

Storbritannia

Great Western Railway nr. 6833 Calcot Grange , et 4-6-0 Grange-klasse damplokomotiv ved Bristol Temple Meads stasjon . Legg merke til Belpaire (firkantet topp) brennkammer.

Før 1923 Grouping Act var produksjonen i Storbritannia blandet. De større jernbaneselskapene bygde lokomotiver i sine egne verksteder, mens de mindre og industribedriftene bestilte dem fra eksterne byggherrer. Et stort marked for eksterne byggherrer eksisterte på grunn av hjemmebyggingspolitikken som ble utøvd av de viktigste jernbaneselskapene. Et eksempel på et forhåndsgrupperingsarbeid var det ved Melton Constable , som vedlikeholdt og bygde noen av lokomotivene for Midland og Great Northern Joint Railway . Andre arbeider inkluderte ett i Boston (en tidlig GNR-bygning) og Horwich Works .

Mellom 1923 og 1947 bygde de fire store jernbaneselskapene (Great Western Railway, London, Midland & Scottish Railway, London & North Eastern Railway og Southern Railway) alle de fleste av sine egne lokomotiver, og kjøpte kun lokomotiver fra eksterne byggere da deres egne verk var fullt okkupert (eller som et resultat av regjeringsmandat standardisering under krigstid).

Fra 1948 tillot British Railways (BR) de tidligere Big Four-selskapene (nå utpekt som "Regions") å fortsette å produsere sine egne design, men skapte også en rekke standard lokomotiver som visstnok kombinerte de beste egenskapene fra hver region. Selv om en dieseliseringspolitikk ble vedtatt i 1955, fortsatte BR å bygge nye damplokomotiver frem til 1960, med den endelige motoren kalt Evening Star .

Noen uavhengige produsenter produserte damplokomotiver i noen år til, med det siste britiskbygde industrielle damplokomotivet som ble konstruert av Hunslet i 1971. Siden den gang har noen få spesialiserte produsenter fortsatt å produsere små lokomotiver for smalsporede og miniatyrjernbaner, men som hovedmarkedet for disse er turist- og kulturarvssektoren , etterspørselen etter slike lokomotiver er begrenset. I november 2008 ble et nybygget hovedlinjedamplokomotiv, 60163 Tornado , testet på britiske hovedlinjer for eventuell charter- og turbruk.

Sverige

På 1800- og begynnelsen av 1900-tallet ble de fleste svenske damplokomotiver produsert i Storbritannia. Senere ble imidlertid de fleste damplokomotiver bygget av lokale fabrikker inkludert NOHAB i Trollhättan og ASJ i Falun . En av de mest suksessrike typene var klassen "B" ( 4-6-0 ), inspirert av den prøyssiske klassen P8. Mange av de svenske damplokomotivene ble bevart under den kalde krigen i tilfelle krig. I løpet av 1990-årene ble disse damplokomotivene solgt til ideelle foreninger eller til utlandet, og derfor kan man nå se de svenske klasse B, klasse S ( 2-6-4 ) og klasse E2 ( 2-8-0 ) lokomotiver i Storbritannia, Nederland, Tyskland og Canada.

forente stater

California Western Railroad nr. 45 (bygger nr. 58045), bygget av Baldwin i 1924, er et 2-8-2 Mikado -lokomotiv. Den er fortsatt i bruk i dag på Skunk Train.

Lokomotiver for amerikanske jernbaner ble nesten alltid bygget i USA med svært lite import, bortsett fra i de tidligste dagene med dampmaskiner. Dette skyldtes de grunnleggende forskjellene i markedene i USA, som i utgangspunktet hadde mange små markeder med store avstander fra hverandre, i motsetning til Europas høyere tetthet av markeder. Det var nødvendig med lokomotiver som var billige og robuste og kunne gå store avstander over billig bygde og vedlikeholdte spor. Når produksjonen av motorer ble etablert i stor skala, var det svært liten fordel å kjøpe en motor fra utlandet som måtte tilpasses for å passe de lokale kravene og sporforholdene. Forbedringer i motordesign av både europeisk og amerikansk opprinnelse ble innlemmet av produsenter når de kunne rettferdiggjøres i et generelt svært konservativt og langsomt skiftende marked. Med det bemerkelsesverdige unntaket av USRA-standardlokomotivene bygget under første verdenskrig, i USA, var produksjonen av damplokomotiver alltid semi-tilpasset. Jernbaner bestilte lokomotiver skreddersydd til deres spesifikke krav, selv om noen grunnleggende designfunksjoner alltid var til stede. Jernbaner utviklet noen spesifikke egenskaper; for eksempel, Pennsylvania Railroad og Great Northern Railway hadde en preferanse for Belpaire brannkasse. I USA konstruerte storskalaprodusenter lokomotiver for nesten alle jernbaneselskaper, selv om nesten alle større jernbaner hadde butikker som var i stand til tunge reparasjoner og noen jernbaner (for eksempel Norfolk og Western Railway og Pennsylvania Railroad, som hadde to byggebutikker ) konstruerte lokomotiver helt i sine egne butikker. Selskaper som produserer lokomotiver i USA inkluderte Baldwin Locomotive Works , American Locomotive Company (ALCO) og Lima Locomotive Works . Til sammen, mellom 1830 og 1950, ble det bygget over 160 000 damplokomotiver i USA, med Baldwin som sto for den største andelen, nesten 70 000.

Damplokomotiver krevde regelmessig og, sammenlignet med en dieselelektrisk motor, hyppig service og overhaling (ofte med myndighetsregulerte intervaller i Europa og USA). Endringer og oppgraderinger skjedde regelmessig under overhalinger. Nye apparater ble lagt til, utilfredsstillende funksjoner fjernet, sylindre forbedret eller erstattet. Nesten hvilken som helst del av lokomotivet, inkludert kjeler, ble erstattet eller oppgradert. Når service eller oppgraderinger ble for dyrt, ble lokomotivet byttet ut eller pensjonert. På Baltimore og Ohio Railroad ble to 2-10-2 lokomotiver demontert; kjelene ble plassert på to nye lokomotiver av klasse T 4-8-2 og det gjenværende hjulmaskineriet laget om til et par klasse U 0-10-0 -brytere med nye kjeler. Union Pacifics flåte av 3-sylindrede 4-10-2 -motorer ble omgjort til to-sylindrede motorer i 1942 på grunn av høye vedlikeholdsproblemer.

Australia

Det 200. damplokomotivet bygget av Clyde Engineering (TF 1164) fra Powerhouse Museum- samlingen

I Sydney bygde Clyde Engineering og Eveleigh Railway Workshops begge damplokomotiver for New South Wales Government Railways . Disse inkluderer C38 klasse 4-6-2 ; de første fem ble bygget på Clyde med strømlinjeforming , de andre 25 lokomotivene ble bygget på Eveleigh (13) og Cardiff Workshops (12) nær Newcastle. I Queensland ble damplokomotiver lokalt konstruert av Walkers . På samme måte produserte South Australian Railways også damplokomotiver lokalt ved Islington Railway Workshops i Adelaide . Victorian Railways konstruerte de fleste av sine lokomotiver ved sine Newport Workshops og i Bendigo , mens i de tidlige dagene ble lokomotiver bygget ved Phoenix Foundry i Ballarat . Lokomotiver konstruert i Newport-butikkene varierte fra nA-klassen 2-6-2 T bygget for smalsporet , opp til H-klassen 4-8-4 - det største konvensjonelle lokomotivet som noensinne har vært i drift i Australia, med en vekt på 260 tonn. Imidlertid går tittelen på det største lokomotivet som noen gang er brukt i Australia til det 263-tonns New South Wales AD60-klasselokomotivet 4-8-4+4-8-4 Garratt, bygget av Beyer, Peacock & Company i England. De fleste damplokomotiver som ble brukt i Vest-Australia ble bygget i Storbritannia, selv om noen eksempler ble designet og bygget lokalt ved Western Australian Government Railways Midland Railway Workshops . De 10 lokomotivene i WAGR S-klassen (introdusert i 1943) var den eneste klassen av damplokomotiver som ble fullstendig unnfanget, designet og bygget i Vest-Australia, mens Midland-verkstedene spesielt deltok i det Australia-dekkende konstruksjonsprogrammet til Australian Standard Garratts - disse krigstidene lokomotiver ble bygget i Midland i Vest-Australia, Clyde Engineering i New South Wales, Newport i Victoria og Islington i Sør-Australia og så varierende grad av service i alle australske stater.

Slutten av damp i vanlig bruk

Innføringen av elektriske lokomotiver rundt begynnelsen av 1900-tallet og senere dieselelektriske lokomotiver betydde begynnelsen på en nedgang i bruken av damplokomotiver, selv om det tok en stund før de ble faset ut av generell bruk. Etter hvert som dieselkraft (spesielt med elektrisk girkasse) ble mer pålitelig på 1930-tallet, fikk den fotfeste i Nord-Amerika. Den fulle overgangen bort fra dampkraft i Nord-Amerika fant sted i løpet av 1950-årene. På det kontinentale Europa hadde storskala elektrifisering erstattet dampkraft på 1970-tallet. Damp var en kjent teknologi, tilpasset seg godt til lokale anlegg, og forbrukte også et bredt utvalg av drivstoff; dette førte til fortsatt bruk i mange land frem til slutten av 1900-tallet.

Dampmaskiner har betydelig mindre termisk effektivitet enn moderne dieselmotorer, og krever konstant vedlikehold og arbeid for å holde dem i drift. Vann er nødvendig på mange punkter gjennom et jernbanenett, noe som gjør det til et stort problem i ørkenområder, som finnes i noen regioner i USA, Australia og Sør-Afrika. På steder der vann er tilgjengelig, kan det være hardt , noe som kan føre til at det dannes " avleiring ", hovedsakelig sammensatt av kalsiumkarbonat , magnesiumhydroksid og kalsiumsulfat . Kalsium- og magnesiumkarbonater har en tendens til å bli avsatt som off-white faste stoffer på innsiden av overflatene til rør og varmevekslere . Denne nedbøren er hovedsakelig forårsaket av termisk dekomponering av bikarbonationer , men skjer også i tilfeller der karbonationet er i metningskonsentrasjon. Den resulterende oppbyggingen av kalk begrenser strømmen av vann i rørene. I kjeler svekker avsetningene strømmen av varme inn i vannet, reduserer oppvarmingseffektiviteten og lar metallkjelens komponenter overopphetes.

Den frem- og tilbakegående mekanismen på drivhjulene til et to-sylindret enkelt ekspansjonsdamplokomotiv hadde en tendens til å slå i skinnene (se hammerslag ), og krevde dermed mer vedlikehold . Å få opp damp fra kull tok noen timer, og skapte alvorlige forurensningsproblemer. Kullbrennende lokomotiver krevde brannrensing og askefjerning mellom vaktturene. Diesel- eller elektriske lokomotiver, til sammenligning, dro fordel av nye spesialbygde servicefasiliteter. Røyken fra damplokomotiver ble også ansett som kritikkverdig; de første elektriske og diesellokomotivene ble utviklet som svar på krav til røykreduksjon, selv om dette ikke tok hensyn til det høye nivået av mindre synlig forurensning i dieseleksosrøyk , spesielt ved tomgang. I noen land er imidlertid kraften til elektriske lokomotiver hentet fra damp som genereres i kraftstasjoner, som ofte drives av kull.

Vekkelse

60163 Tornado , et nytt ekspresslokomotiv bygget for den britiske hovedlinjen , ferdigstilt i 2008
Reading Blue Mountain og Northern Railroad 425 klargjøres i Pennsylvania , USA, for det daglige turisttoget i 1993
Er 774 38 0-10-0 på Steam Special Train i Moskva 11. juli 2010
2-6-0 type "N3" damplokomotiv bygget av Beyer, Peacock & Company i 1910 og restaurert 2005–2007 av Uruguayan Railfan Association (AUAR). Bildet viser lokomotivet med et passasjerturisttog i mars 2013 på et Montevideo jernbanestasjonsmuseum.
Sørafrikansk klasse 26 , den røde djevelen

Dramatiske økninger i kostnadene for diesel førte til flere initiativer for å gjenopplive dampkraft. Ingen av disse har imidlertid kommet til produksjonspunktet, og fra det tidlige 21. århundre opererer damplokomotiver bare i noen få isolerte regioner i verden og i turistvirksomhet.

Allerede i 1975 begynte jernbaneentusiaster i Storbritannia å bygge nye damplokomotiver. Det året fullførte Trevor Barber sitt 2 fot ( 610 mm ) sporvidde lokomotiv Trixie som kjørte på Meirion Mill Railway . Fra 1990-tallet og utover økte antallet nybygg som ble fullført dramatisk med nye lokomotiver ferdigstilt av de smalsporede Ffestiniog- og Corris -jernbanene i Wales. Hunslet Engine Company ble gjenopplivet i 2005, og begynte å bygge damplokomotiver på kommersiell basis. En standardmåler LNER Peppercorn Pacific "Tornado" ble fullført ved Hopetown Works , Darlington , og kjørte sin første gang 1. august 2008. Den gikk i hovedlinjetjeneste senere i 2008. Fra 2009 over et halvt dusin prosjekter for å bygge fungerende kopier av utdødde dampmaskiner kommer i gang, og bruker i mange tilfeller eksisterende deler fra andre typer for å bygge dem. Eksempler inkluderer BR 72010 Hengist , BR Class 3MT No. 82045, BR Class 2MT No. 84030, Brighton Atlantic Beachy Head , LMS 5551 The Unknown Warrior- prosjektet, GWR " 47xx 4709, 2999 Lady of Legend 6 of Glamorganon County 6 og 8 Betty County 8 Grange- prosjekter. Disse Storbritannia-baserte nybyggingsprosjektene kompletteres ytterligere av det nybyggede Pennsylvania Railroad 5550- prosjektet i USA. Et av gruppens mål er å overgå hastighetsrekorden for damplokomotivet som holdes av 4468 Mallard når 5550 er ferdigstilt og for 5550 for å fylle et stort gap i bevaring av damplokomotiver.

I 1980 etablerte den amerikanske finansmannen Ross Rowland American Coal Enterprises for å utvikle et modernisert kullfyrt damplokomotiv. Hans ACE 3000-konsept vakte betydelig oppmerksomhet, men ble aldri bygget.

I 1998, i sin bok The Red Devil and Other Tales from the Age of Steam , fremmet David Wardale konseptet med et høyhastighets høyeffektivt "Super Class 5 4-6-0" lokomotiv for fremtidig damptransport av turtog på britiske hovedlinjer. Ideen ble formalisert i 2001 ved dannelsen av 5AT-prosjektet dedikert til å utvikle og bygge 5AT Advanced Technology Steam Locomotive , men det fikk aldri noen større jernbanestøtte.

Steder der nybygging finner sted inkluderer:

I 2012 ble Coalition for Sustainable Rail -prosjektet startet i USA med mål om å skape et moderne damplokomotiv med høyere hastighet, med forbedringene foreslått av Livio Dante Porta og andre, og bruke torrefisert biomasse som fast brensel. Drivstoffet er nylig utviklet av University of Minnesota i et samarbeid mellom universitetets Institute on the Environment (IonE) og Sustainable Rail International (SRI), en organisasjon satt opp for å utforske bruken av damptrekk i et moderne jernbaneoppsett. Gruppen har mottatt det siste overlevende (men ikke-kjørende) ATSF 3460-klassen damplokomotiv (nr. 3463) via donasjon fra sin forrige eier i Kansas, Great Overland Station Museum. De håper å bruke den som en plattform for å utvikle "verdens reneste, kraftigste passasjerlokomotiv", som er i stand til hastigheter opp til 130 mph (210 km/t). Med navnet "Project 130", tar det sikte på å bryte verdens damptoghastighetsrekord satt av LNER Class A4 4468 Mallard i Storbritannia ved 126 mph (203 km/t). Imidlertid er det ennå ikke sett noen demonstrasjon av prosjektets påstander.

I Tyskland jobber fortsatt et lite antall brannløse damplokomotiver i industriell tjeneste, for eksempel ved kraftstasjoner, hvor det er lett tilgjengelig dampforsyning på stedet.

Den lille byen Wolsztyn , Polen , omtrent 60 kilometer fra den historiske byen Poznan , er det siste stedet i verden hvor man kan kjøre et regelmessig passasjertog trukket av dampkraft. Lokomotivstallen på Wolsztyn er den siste av sitt slag i verden. Det er flere fungerende lokomotiver som frakter daglig pendlertjeneste mellom Wolsztyn, Poznan, Leszo og andre nærliggende byer. Man kan delta på fotplatekurs via The Wolsztyn Experience. Det er ikke noe sted igjen i verden som fortsatt driver daglig, ikke-turist dampdrevet pendler-/passasjertjeneste annet enn her på Wolsztyn. Det er flere polskbygde OL49-klasse 2-6-2 lokomotiver for generell bruk og en PT47 klasse 2-8-2 i vanlig tjeneste. Hver mai er Wolsztyn stedet for en damplokomotivfestival som bringer besøkende lokomotiver - ofte godt over et dusin hvert år, alle i drift. Disse operasjonene gjøres ikke for turisme eller museum/historiske formål; dette er den siste ikke-diesel jernbanelinjen på PKP (Polish State Network) som har blitt konvertert til dieselkraft.

Det sveitsiske selskapet Dampflokomotiv- und Maschinenfabrik DLM AG leverte åtte damplokomotiver til stativjernbaner i Sveits og Østerrike mellom 1992 og 1996. Fire av dem er nå hovedtrekket på Brienz Rothorn Bahn ; de fire andre ble bygget for Schafbergbahn i Østerrike, hvor de kjører 90 % av togene.

Det samme selskapet bygde også om et tysk DR Class 52.80 2-10-0 lokomotiv til nye standarder med modifikasjoner som rullelager, lett oljefyring og kjeleisolasjon.

Klima forandringer

Den fremtidige bruken av damplokomotiver i Storbritannia er i tvil på grunn av regjeringens politikk for klimaendringer . Heritage Railway Association jobber med All-Party Parliamentary Group on Heritage Rail i et forsøk på å fortsette å kjøre damplokomotiver på kull.

Mange turistjernbaner bruker oljefyrte damplokomotiver (eller har konvertert lokomotivene til å kjøre på olje) for å redusere deres miljøavtrykk, og fordi fyringsolje kan være lettere å få tak i enn kull av riktig type og dimensjonering for lokomotiver. For eksempel kjører Grand Canyon Railway sine damplokomotiver på brukt vegetabilsk olje.

En organisasjon kalt Coalition for Sustainable Rail (CSR) utvikler en miljøvennlig kullerstatning laget av torrefisert biomasse . Tidlig i 2019 utførte de en serie tester med Everett Railroad for å evaluere ytelsen til biodrivstoffet , med positive resultater. Biodrivstoffet ble funnet å brenne litt raskere og varmere enn kull. Målet med prosjektet er først og fremst å finne et bærekraftig drivstoff for historiske damplokomotiver på turistjernbaner, men CSR har også antydet at damplokomotiver drevet av torreifisert biomasse i fremtiden kan være et miljømessig og økonomisk overlegent alternativ til diesellokomotiver. Et stort kar som inneholder (salt) kan også brukes uten å måtte etterfylle mediet. Se Masdar [Masdar.ae]. Store varmeelementer vil være en metode for å lade systemet på, men det er mulig å pumpe smeltet salt også, fjerne det avkjølte saltet og etterfylle fra anlegg som inneholder et mye større kar.

Damplokomotiver i populærkulturen

Damplokomotiver har vært til stede i populærkulturen siden 1800-tallet. Folkesanger fra den perioden, inkludert " I've Been Working on the Railroad " og " Ballad of John Henry " er en bærebjelke i amerikansk musikk og kultur.

Mange damplokomotivleker er laget, og jernbanemodellering er en populær hobby.

Damplokomotiver blir ofte fremstilt i fiktive verk, spesielt The Railway Series av Rev WV Awdry , The Little Engine That Could av Watty Piper , The Polar Express av Chris Van Allsburg , og Galtvortekspressen fra JK Rowlings Harry Potter-serie. De har også blitt omtalt i mange barne-tv-serier, som Thomas & Friends , basert på karakterer fra bøkene av Awdry, og Ivor the Engine laget av Oliver Postgate .

Galtvortekspressen dukker også opp i Harry Potter-serien med filmer, fremstilt av GWR 4900 Class 5972 Olton Hall i en spesiell Galtvort-live. Polar Express vises i animasjonsfilmen med samme navn .

En forseggjort taubane med Galtvort -ekspressen med tema er omtalt på Universal Orlando Resort i Florida, som forbinder Harry Potter-delen av Universal Studios med fornøyelsesparken Islands of Adventure.

Polar Express er gjenskapt på mange arvejernbaner i USA, inkludert North Pole Express trukket av Pere Marquette 1225- lokomotivet, som drives av Steam Railroading Institute i Owosso, Michigan . Ifølge forfatteren Van Allsburg var dette lokomotivet inspirasjonen til historien, og det ble brukt i produksjonen av filmen.

En rekke data- og videospill har damplokomotiver. Railroad Tycoon , produsert i 1990, ble kåret til "et av årets beste dataspill".

Det er to bemerkelsesverdige eksempler på damplokomotiver brukt som ladninger på heraldiske våpenskjold . Den ene er Darlington , som viser Locomotion nr. 1 . Den andre er det originale våpenskjoldet til Swindon , som for øyeblikket ikke er i bruk, som viser et grunnleggende damplokomotiv.

Delstatskvarteret som representerer Utah, skildrer den gyldne piggseremonien

Damplokomotiver er et populært tema for myntsamlere. 1950 Silver 5 Peso-mynten i Mexico har et damplokomotiv på baksiden som det fremtredende trekk.

Biedermeierperioden på 20 euro , preget 11. juni 2003, viser på forsiden et tidlig modell damplokomotiv ( Ajax ) på Østerrikes første jernbanelinje, Kaiser Ferdinands-Nordbahn . Ajax kan fortsatt sees i dag i Technisches Museum Wien . Som en del av programmet 50 State Quarters skildrer kvartalet som representerer den amerikanske delstaten Utah seremonien der de to halvdelene av den første transkontinentale jernbanen møttes på Promontory Summit i 1869. Mynten gjenskaper et populært bilde fra seremonien med damplokomotiver fra hver av dem. selskap vendt mot hverandre mens den gyldne piggen drives.

Romanen " Night on the Galactic Railroad " av Kenji Miyazawa er sentrert om ideen om et damptog som reiser blant stjernene. Miyazawas roman inspirerte senere Leiji Matsumotos suksessrike " Galaxy Express 999 "-serie.

En annen japansk TV-serie, Super Sentai , har monstre basert på damplokomotiver.

Charge Man, en robotmester fra den femte delen av Mega Man -serien er basert på et damplokomotiv.

Se også

Generell

Typer damplokomotiver

Notater

Referanser

Bibliografi

Videre lesning

  • CE Wolff, Modern Locomotive Practice: A Treatise on the Design, Construction, and Working of Steam Locomotives (Manchester, England, 1903)
  • Henry Greenly, modelllokomotiv (New York, 1905)
  • GR Henderson, kostnad for lokomotivdrift (New York, 1906)
  • WE Dalby, Economical Working of Locomotives (London, 1906)
  • AI Taylor, moderne britiske lokomotiver (New York, 1907)
  • EL Ahrons, The Development of British Locomotive Design (London, 1914)
  • EL Ahrons, konstruksjon og vedlikehold av dampmotorer (London, 1921)
  • JF Gairns, lokomotivsammensetning og overoppheting (Philadelphia, 1907)
  • Angus Sinclair, utvikling av lokomotivmotoren (New York, 1907)
  • Vaughn Pendred, The Railway Locomotive, What it is and Why it is What it is (London, 1908)
  • Brosius og Koch, Die Schule des Lokomotivführers (trettende utgave, tre bind, Wiesbaden, 1909–1914)
  • GL Fowler, lokomotivhavari, nødsituasjoner og deres rettsmidler (syvende utgave, New York, 1911)
  • Fisher og Williams, Pocket Edition of Locomotive Engineering (Chicago, 1911)
  • TA Annis, Moderne lokomotiver (Adrian Michigan, 1912)
  • CE Allen, Modern Locomotive (Cambridge, England, 1912)
  • WG Knight, praktiske spørsmål om lokomotivdrift (Boston, 1913)
  • GR Henderson, Nylig utvikling av lokomotivet (Philadelphia, 1913)
  • Wright og Swift (redaktører) Locomotive Dictionary (tredje utgave, Philadelphia, 1913)
  • Roberts og Smith, praktisk lokomotivdrift (Philadelphia, 1913)
  • E. Prothero, Railways of the World (New York, 1914)
  • MM Kirkman , Lokomotivet (Chicago, 1914)
  • CL Dickerson, lokomotivet og ting du bør vite om det (Clinton, Illinois, 1914)
  • PWB Semmens, AJ Goldfinch, How Steam Locomotives Really Work (Oxford University Press, USA, 2004) ISBN  0-19-860782-2
  • Gerald A Dee, A Lifetime of Railway Photography in Photographer Profile , Train Hobby Publications, Studfield, 1998. (Australsk damp)
  • Swengel, FM Det amerikanske damplokomotivet; Vol. 1. The Evolution of the American Steam Locomotive , Midwest Rail Publication, Iowa, 1967.
  • Раков В.А. Локомотивы отечественных железных дорог 1845–1955 ТрансPORT, Москва, 1995
    (Rakov VA Locomotives of fatherland's railways 919551) i Mosco 19551–919551 Transport
  • JJG Koopmans: Ilden brenner mye bedre ... NL-Venray 2006, ISBN  90-6464-013-0

Eksterne linker