火车是如何运作的通过最常见的苏联蒸汽机车剖面图直观展示

如何运作的蒸汽机车

对我而言，蒸汽机车一直像是一个有生命的有机体：发出嘶嘶声、吱吱声，还吐出延续不断的蒸汽。实际上，从某种程度上来说，确实如此：机车司机确认这些机器有灵魂和个性。

然而，如果不再浪漫化蒸汽动力，它实际上就是又一个机械装置。复杂，但依然是由人类发明的机制。

在圣彼得堡的“俄罗斯铁路博物馆”里，有一件令人惊叹的展品——一台剖面展示的Er系列蒸汽机车，展现了它的所有内部构造。

让我们一起看看它是如何运作的。

火车使用过热蒸汽的能量进行运动，推动一系列活塞，活塞通过连杆将动力传递给车轮。

简单来说就是这样。现在让我们更详细地了解一下。蒸汽机车主要由三个部分组成：锅炉、蒸汽机和机车部分。

锅炉（几乎占据了机车的前部）用于通过燃烧燃料产生蒸汽。

蒸汽是蒸汽机车的主要工作介质：甚至鸣笛都是依靠蒸汽来运作的。

蒸汽机是蒸汽机车的动力装置，将蒸汽的能量转化为活塞的往复运动，进而通过曲柄连杆机制转化为车轮的旋转运动。

由于锅炉是蒸汽机车最重要的部分，我们就从它开始。

在驾驶室旁边是火箱（即燃烧室）。从结构上讲，火箱由两层钢盒重叠构成：内层为火焰箱，外层为外壳。

火箱在极其复杂的条件下工作：内部温度可达到1600 °C，蒸汽压力巨大。

通常在强大而现代的蒸汽机车上使用径向火箱（与圆筒形锅炉连接更容易），而在早期的蒸汽机车（例如您在照片中看到的Er型蒸汽机车）上使用的是平顶的贝尔帕火箱。

火箱底部有一个格栅，用于支撑燃烧固体燃料的层。大致上，这与您浴室的炉子应该是类似的。

在格栅下方是一个灰烬箱，用于收集灰烬。

在锅炉的前部，并不是水像在水箱里那样晃动。相反，这里有大量的烟管（可以有几百根）。

通常，在锅炉的前部会有一个过热器，放置在与烟管类似但直径更大的管道中。

它的工作原理是这样的：水从水车中两次加热，在锅炉中转变为过热蒸汽。加热是通过管道内的热流进行的：仔细看看前面的照片，可以看到烟管与火箱相连。

在锅炉的前部设有烟箱。烟箱的作用是收集来自烟管和热管的燃烧气体，并通过烟囱将其排放到大气中。

烟箱在锅炉中起着重要的作用，它有助于在炉膛内产生空气的吸力。

所有的烟管和热管都在烟箱内汇聚成一根管子。以下的照片可以直观地看到这一点。

接下来，我们继续随蒸汽的流动。过热蒸汽（您现在知道它是如何产生的）进入气缸。

在那里，蒸汽推动活塞，这些活塞通过曲柄连杆机制驱动车轮旋转。

大多数蒸汽机车采用简单的双气缸机组，这种机组经过验证非常有效。您在照片中看到的正是这样一种蒸汽机。

部分蒸汽在冷却时再次变成水，并返回锅炉。其余的蒸汽通过烟囱排出。在一些蒸汽机车中，仍然可以利用热蒸汽对锅炉中的水进行初步加热。

我还想提到锅炉顶部安装的另一个装置——干蒸器。

简单来说，干蒸器将蒸汽与水滴和水垢颗粒分开。

但最重要的是，干蒸器能够“积蓄”蒸汽，并在长时间的上坡时提供额外的动力。

机车的车体部分有点像越野车的底盘：这里同样有一个框架，上面安装着锅炉和气缸、车轮对及其轴承、弹簧和支架。

在博物馆里，您可以走到机车下方，详细查看蒸汽机车的底部结构。

机车的水和煤的储备通过一个特殊的车厢——“水车”进行运输，该车厢连接在机车后面。

当然，也有没有水车的蒸汽机车。它们被称为“水罐机车”，通常用于调车作业。

水罐机车是什么？是水罐还是蒸汽机车？

通常，水车具有标准化的结构，可以与各种类型的蒸汽机车配合使用。

在机车的后部是一个机舱，所有的蒸汽机车控制装置都集中在这里。

机舱的后面还有一个装料口，用于加料。

最后，我想简单说几句关于蒸汽机车Er-791-81本身。

它于1955年在波兰根据苏联设计的标准图纸生产。

这辆蒸汽机车帮助苏联在战争后重建——传奇的“Er”。

而Er-791-81被认为是俄罗斯第一个切面的蒸汽机车模型，是基于一台真实且完全可操作的（曾经的）蒸汽机车而制造的。