军事评论

热蒸汽机车TP1项目

18
几十年来,蒸汽机车形成了许多国家机车车队的基础。 到目前为止,他们已经让位于更先进,更高效的内燃机车和电力机车,但这种转变并不容易和快速。 第一批带内燃机车的项目出现在上世纪初,但是花了很多时间和精力才将有前途的想法付诸实践。 在这样的工作过程中,国内外设计师提出了许多独到的见解。 特别是在三十年代末我国建设所谓的问题 热机车 - 将技术的主要特征与蒸汽动力装置和内燃机相结合的机车。


热蒸汽火车理念的出现在某种程度上促进了这样一个事实,即在四十年代初之前,机车技术的创造者对有前景的机器的外观有着特定的看法。 当时在我国,人们认为未来的内燃机车应该有一个柴油发动机和一个将扭矩直接传递给驱动轮组的机构。 用于机车的机车的类似结构并不完全适合柴油发动机的技术。 只有当曲轴以每分钟至少120-130转的速度旋转时,那时的柴油发动机才能正常工作。 这意味着直接驱动柴油发动机根本无法在停车场启动发动机并在没有帮助的情况下离开。

到了三十年代中期,提出了几种有前景的机车变体,其中柴油发动机作为发电厂的一部分用于一个或另一个角色。 因此,莫斯科机电运输工程师学会的学生L.M. 在1935中,Maisel提议建造一个配备柴油发动机和蒸汽机的机车。 初步计算表明,两个引擎都能够彼此独立地工作在一起。 人民通信委员会对这一想法产生了兴趣,并开始开发这种称为“热蒸汽火车”的技术。 在接下来的几年里,许多机车制造企业和相关组织的设计者开发了几个有前景的机车项目。


唯一已知的热蒸汽机车TP1-1的照片。 Wikimedia Commons的照片


关于热蒸汽机车的研究工作持续了数年,但这种设备的第一个成功项目仅在7月1939开始。 它的作者是科洛姆纳机车厂的工程师。 领导开发进行LS。 Lebedyansky,M.N。 Schukin和A.I. Kozyakin。 尽管很复杂,科洛姆纳的专家很快就应对了该项目的创建和经验丰富的机车的建设。 所有这些工作只用了五个月。 已经在39-th的末尾开始对新原型进行工厂测试。

科洛姆纳机车厂的项目得到了明确而明显的TP 1名称 - “热蒸汽机车,第一个”。 为了指定测试中使用的机车,使用了索引TP1-1。 将来,TP1-2,TP1-3和该系列的其他机器可能会出现,但这并没有发生。

根据人民通信委员会的技术任务,科洛姆纳的工程师必须开发一种热力蒸汽机车,其牵引力在FD机车或更好的水平。 他必须开发3000-3500 hp的幂级 有了这个高达2000马力 应该是从燃气发动机获得的,并且从蒸汽机中计划去除不超过1000-1500 hp。 这些要求影响了机车的设计,还需要使用一些新的想法。

在新项目的框架内,建议使用一些原创和大胆的技术解决方案,以便为任务提供解决方案。 此外,为了简化所有工作,计划广泛使用现有的组件和组件,以及完善的想法。 结果是原始设计的机车,其外观和内部结构都与当时的设备不同。 同时,在其构造中,广泛使用当时存在的串联蒸汽机车的集合体。

热蒸汽机车TP1的基础是轴向公式为1-5-1的机组部件,在设计中可以看到FD蒸汽机车的效果。 在车架上有一个运行轴,五个驱动和一个支撑。 运行和支撑轴配备小直径轮,驱动轴大,直径为1,5 m。

在安装锅炉的机组框架上,在蒸汽机苏的单元的基础上开发。 在对设计进行一些改进之后,基础锅炉的许多参数在一个方向或另一个方向上发生了变化。 由于所有改进,锅炉TPPNNXX具有1 m2的蒸发表面和面积为170,6 m2的蒸汽过热器。 有一个炉排80,5 sq.M。 锅炉中的蒸汽压达到4,67 kgf / sq.Cm。 假设锅炉将用于低速移动。 在超频期间,建议将热力发动机连接起来工作。

热蒸汽锅炉TP1有一个奇怪的单位安排。 在锅炉前安装了带驾驶员工作场所的前舱。 这种带有挡风玻璃的驾驶室提高了视野,并使驾驶员能够更方便地跟随道路,信号等。 与此同时,“经典”设计的驾驶室保留在锅炉后面。 应该有一个维护团队负责锅炉的运行,燃料供应等。

主机对接招标后面,由两部分组成。 前面有风扇,气体发生器和煤坑。 反过来,招标的背面配备了水箱,蒸汽冷凝器和其他一些单元。 为了节省蒸汽机的空间,热机的气体发生器,蒸汽冷凝器和发电厂使用的许多其他部件安装在招标中。 机车和招标通过一组管道连接,用于输送发电机燃气,水和蒸汽,以及固体燃料的螺旋输送机。

对TP1项目最感兴趣的是发电厂的设计,它结合了蒸汽机和柴油发动机的特点。 在锅炉的侧面,在机车的中心部分,建议安装两个直径分别为500 mm的气缸。 在气缸内放置两个活塞,行程为700 mm。 活塞以这样的方式布置,即汽缸被分成三个独立的腔室。 总的来说,这种发电厂的组成有四个气缸,八个活塞和12腔室。

每侧的圆筒水平放置,一个在另一个之上。 活塞连接有连杆,滑块,摇臂和其他部件,这些部件将其往复运动转换成带有飞轮的挡板轴的旋转。 船员部分的设计由两个这样的轴参加,在驱动轴的前面和后面。 挡泥板辊配有连接到驱动轮的呼吸器。

当在蒸汽发动机模式中使用这种发动机时,使用马歇尔机构进行蒸汽分配。 废蒸汽没有排放到大气中,而是通过管道输送到招标的蒸汽冷凝器。 这大大减少了用水量。 柴油模式的工作由涡轮气体鼓风机提供,该气体鼓风机将气体 - 空气混合物提供给气缸。 此外,气缸配有电蜡烛。

蒸汽机车的动力装置应该在运动开始时以第一机器模式工作并加速到15-25 km量级的速度。 当达到该速度时,活塞的移动频率使得可以切换到使用柴油发动机。

招标中安装的五台气体发生器必须消耗固体燃料(无烟煤)并产生可燃气体,其含量约为每小时4800立方米。 为了提高性能,气体发生器配备了一台300马力的蒸汽涡轮泵,每分钟泵送200立方米的空气。

将发生器气体送入热交换器以加热进入锅炉的水。 在特殊的废热锅炉中,气体从700°C冷却到200°C,然后将其送入空气加热器和两个过滤器。 在过滤过程中,从气体中除去所有煤尘,此外,将其另外冷却至100℃。 之后,将可燃气体与大气混合并送入四个气缸的中央腔室。 前后摄像头仅用于蒸汽供应。 随着活塞的迎面而来,气体 - 空气混合物被压缩,之后混合物从电蜡烛的火花中点燃。 排出的废气被排出。

TP 1项目的一个特点是使用设计用于所有操作模式的普通气缸。 当驱动,加速或减速时,透视热蒸汽机车必须使用锅炉中产生的蒸汽,并且在高于20-25 km / h的速度下,可以连接显着增加发电厂总功率的热机。


热蒸汽机车TP1的方案。 图片杂志“科技 - 青年”


原始发电厂和一些新单元的使用影响了结构的质量。 无招标的TP1热蒸汽机车的总运行质量达到158 t,联轴器重量为120 t。相比之下,FD蒸汽机车是新项目开发的一种基准,工作顺序不超过145 t,最重的改装在该水平上具有耦合重量110 t。

根据计算,国内第一台热力和蒸汽机车应具有足够高的性能。 因此,设计速度确定在85 km / h的水平。 估计效率为11%。 为了比较,那个时间的机车的类似参数不超过6-8%。 因此,一个有前途的机车在效率方面显着超过现有设备,因此对铁路工人非常感兴趣。

TP1项目的工作始于39夏季中期,实验热和蒸汽机车的建设于12月中旬完成。 12月26机车首次使用符号TP1-1和个人名称“斯大林”进入铁轨。 在这一天,从Golutvin站到梁赞的现有线路进行了第一次试驾。 随后,科洛姆纳机车厂进行了一些其他测试,其结果用于改进结构。

工厂测试和设计改进一直持续到今年6月1940。 之后,改装后的机车被送往莫斯科,在那里他们将在铁路运输研究所的基础上进行测试。 实验热机车于同年6月至11月在该研究所的实验环上进行了测试。 在此期间,执行了76(根据其他数据,78)测试行程,在此期间机车克服了1790 km。

在莫斯科进行测试期间,确定了新的设计缺陷。 这次是关于原始发电厂的设计。 铁路运输研究院的专家已经确定,组合式发动机只能在蒸汽机模式下稳定运行。 当加入气体 - 空气混合物时,问题就开始了。 当加速到40-45 km / h的速度时,发电厂稳定工作的时间不超过10-15分钟。 在此之后,开始过早的燃料闪蒸,这已经发生在混合物供应到汽缸的阶段。 类似的问题不允许继续运动,更不用说进一步加速了。

11月1940,经验丰富的机车TP1-1被送往科洛姆纳进行必要的改进。 在接下来的几个月里,工厂工人修复了一些小缺陷,并对电厂进行了改进。 计算表明,发动机不稳定行为和气体 - 空气混合物过早点火的原因是气缸中心腔室中的压力增加。 为了将压力降低到可接受的水平,我们不得不减小活塞头的长度,从而略微增加中央腔室的尺寸。

蒸汽锅炉“Stalinets”的改进在1941夏季初完成。 在不久的将来,计划开始一个新的测试和改进阶段,最终可以为该机车在该国的铁路上大规模生产和使用开辟道路。 然而,伟大的卫国战争开始了,因为许多有希望的项目由于无法继续工作而被冻结或关闭。 TP1项目加入了由于战争开始而未实施的项目。

为测试而发布的第一台家用热蒸汽机车的后续命运尚不清楚。 可能有一段时间它被存储在一家企业中,然后被拆解为零件或被处理掉。 但是,不能排除经验丰富的机车用于货物运输的预期目的,但没有相关数据。 无论如何,TP1散热器的唯一标本没有达到我们的日子。

应该指出的是,在战前时期,不仅科洛姆纳参与了热蒸汽机车的开发。 Voroshilovgrad植物命名 十月革命。 在伟大卫国战争之前及之后,该公司的专家开发了两个有前途的热蒸汽机车项目,从技术和技术的角度来看,这也是非常有趣的。 故事.


基于:
http://rzd-expo.ru/
http://ivan1950.tripod.com/
http://mstrainsim.narod.ru/
http://zdrus.narod.ru/
Kurikhin O. Kolomna teploparovos //技术 - 青年,1980。 №11
作者:
18 评论
信息
亲爱的读者,您必须对出版物发表评论 注册。

Ужезарегистрированы? 登录

  1. 灰色43
    灰色43 4十二月2015 08:21
    +10
    有趣的文章,很高兴阅读! Lebedyansky是传奇的“ Lebedyanka”的设计师吗? 直到今天幸存下来的机车,它们仍在存储中,可以这么说,mobreserve
    1. 只是BB
      只是BB 5十二月2015 04:49
      +1
      可以这么说,流动性储备


      和存储的意义?
      车站加油吗? 不过,正如父亲所说:“我塞满了稻草就走了!” (尽管也没有稻草!)
      水? 您经常可以在车站看到饮水机吗? 如果在一个非常废弃的车站的某个地方,他们没有时间切割....
      最重要的一点是:-多少机车司机可以在机车上驾驶火车?
      早在1984年,我的同伴沿着西伯利亚铁路旅行,一位退休的司机抱怨说,现在他们不教(1984)蒸汽机司机-几个小时以来,该程序实际上并不允许您开始移动,停止学习 伤心
      而且这种技术一直令人着迷,尤其是用于旅客列车的蒸汽机车-它们仍然色彩斑,,但对于男孩来说则更具吸引力:巨大的嘶嘶声和色彩斑still
  2. amurets
    amurets 4十二月2015 08:30
    +1
    这只是蒸汽机车之一,自1935年以来,伏罗希洛夫格勒蒸汽机车厂的蒸汽机车工作已相当广泛,参考文献Rakov.VA,“国内铁路机车1845-1955”。气化炉既复杂又反复无常。
  3. igordok
    igordok 4十二月2015 08:57
    +5
    有点偏离主题。 取自http://starcom68.livejournal.com/1918356.html

    遵守规则如何导致可预测的后果。 联合太平洋货运列车穿过沙龙泉地区的堪萨斯州。 当其中一辆装满煤的汽车点燃转向架轴承时,机车离车站只有几英里。
    根据指示,司机停下火车并向车站值班人员报告情况。 停在一座木桥上的火车。
    司机告诉值班人员这个情况,并要求允许从桥上取下火车,但他被告知不要移动! 结果很明显。
    规则是规则,但有时你需要遵循常识。

  4. mishastich
    mishastich 4十二月2015 09:29
    0
    非常感谢西里尔。

    会不会有关于OB的文章?
  5. 皮门
    皮门 4十二月2015 09:58
    +1
    蒸汽发动机和内燃机的混合动力,但仍在煤炭上运转-很酷
  6. inzhener74
    inzhener74 4十二月2015 10:51
    +7
    感谢您的文章! 好 我喜欢阅读有关科学技术搜索的文章!
    截止日期:XNUMX月开始开发,今年年底-测试! 恕我直言,所以他们不是为了钱而工作,只是为了一个IDEA!
    蒸汽机车本身是一个苛刻的“ steampunk”,但是在其他项目中有多少有用的解决方案和想法! 获得了多少工程师和工人! 没有没有用的发展!
    1. amurets
      amurets 4十二月2015 12:12
      +4
      Quote:engineer74
      获得了多少工程师和工作经验! 没有没有用的发展!

      谁说开发没有用,想法大胆又困难,关键是他们想用旧方法解决问题,铁路电气化需要大量资金来建设发电厂,电机厂,机车建设还处于起步阶段,柴油机和牵引电动机存在足够的问题。电力机车的特征除了柴油机外,还有相同的问题,不幸的是,我无法重编“国内铁路的拉科夫·V·A·机车。10-1845”的第十章。顺便说一下,热机车的发展为新的蒸汽机车方案提供了指导,该方案由三个部分组成,但主要的亮点是气体发生器产生的气体或锅炉产生的蒸汽进入使牵引发电机旋转的涡轮,然后电力通过开关设备流向牵引电机。日本人制造了蒸汽版,正在测试中,但我不知道结果。 就是任何东西都可以成为燃料:木材废料,燃料团块,液体燃料,煤炭,描述在1955-1980年间的《电力和柴油牵引》杂志上,我不记得在哪本杂志上找到,然后发现了一些小笔记和提到通过测试,但没有细节。
      1. inzhener74
        inzhener74 4十二月2015 13:08
        +4
        这是另一个有趣的观点-Kolomensky Zavod通常是一个非常奇怪的企业:半年内他们制造了蒸汽机车,三年(3-54)他们从零开始设计了燃气涡轮发动机(!),并建造了燃气涡轮机车(G57-1)...即使对于01世纪,日期也不现实!
        在那里工作的人的东西! 微笑
        1. amurets
          amurets 4十二月2015 15:59
          +2
          Quote:engineer74
          在那里工作的人的东西!

          他们一直在工作,工厂还活着,至少工厂的产品质量很高。他比德国人早开始在德国制造柴油发动机。如果有趣的话,发动机杂志和工厂网站都有工厂的历史。
          1. 刺刀
            刺刀 4十二月2015 20:53
            +3
            Quote:Amurets
            他们工作了,工厂还活着,至少工厂的产品质量很好,他比德国人早在德国开始制造柴油发动机。

            Kolomensky Zavod是世界上第一批掌握新型热机-柴油机生产的公司之一。 1903年,该厂生产了第一台18 hp的单缸立式柴油发动机,不久后该厂成为该国最大的柴油生产商。 在1904-1905年 商标为Kolomensky Zavod的柴油已经在工厂,管道运输和发电厂中得到应用。
            Kolomna的工程师已经找到了一种方法,可以将柴油用作河流和海上船只的发电厂。 根据俄国工程师和发明家Raymond Aleksandrovich Koreyvo的项目,自那时起,俄罗斯和欧洲的造船时代开始了,世界上第一艘内河拖船Kolomensky Diesel建成了。 开始向海军交付第一批柴油发动机。 该公司的产品在六个国际展览会上获得了最高奖项,因此获得了国际认可。 Kolomensky Zavod成为俄罗斯领先的造船公司。
      2. 评论已删除。
  7. 皮门
    皮门 4十二月2015 14:12
    0
    Quote:Amurets

    谁说开发是没有用的,这个想法是大胆而复杂的,顺便说一下,蒸汽机车的发展为新的蒸汽机车方案指明了方向,该方案由三个部分组成,但主要的亮点是来自燃气发生器的气体或来自锅炉的蒸汽流向涡轮旋转牵引发电机,以及通过开关设备的更多电力流向牵引电动机。

    这个主意当然很美:任何燃料; 设备产生的热量加热了气体发生器和蒸汽发生器; 来自气体发生器和设备的水冷却气体,但即使气体发生器与蒸汽一起拉动涡轮,自走式机器的整体尺寸也应适当
    1. amurets
      amurets 4十二月2015 15:53
      0
      Quote:皮门
      那么自走式机器的整体尺寸应该不雅

      是的,我写了这部分内容,它由三部分组成:货车机车的平均长度为18米,通常为54米,如果沿西伯利亚铁路的火车长于一公里,相对长度很小,我现在不知道这是怎么回事,但是1987年我去了BAM实验机车4-TE-10S,它的长度为68米,这样就可以了。
  8. 16112014nk
    16112014nk 4十二月2015 16:57
    0
    Quote:engineer74
    他们花了半年的时间制造了热机车,然后花了三年的时间(3-54)从零开始设计了燃气轮机(!

    很有意思。 小时候,他住在铁路附近。 在道路上,我看到了几乎所有类型的机车-“ FD”,“ SO”,“ OV”,“ L”,但这是第一次。 但是最漂亮的蒸汽机车无疑是P-36,它也是最快的。 他们为什么要这么快? 因此,当时要负责设定的任务,而现在还不是。 现在,小偷和骗子已经在克里姆林宫听普京的讲话,普京每年都在说同样的话,对他们不采取任何实际措施,然后继续做生意。 哪些(案例)与普京的演讲无关。
    1. 刺刀
      刺刀 4十二月2015 21:04
      +4
      Quote:16112014nk
      。 但是毫无疑问,最漂亮的引擎是P-36,还有最快的引擎。

      苏联蒸汽机车建筑领域的所有成就都在上面实现:全焊接锅炉,机械给煤机,反向驱动空气,杆架,热水器; 机车和标书的所有轴箱均装有滚柱轴承。 它的牵引重量为75吨,在工作状态下的总重量为135吨,几台P36蒸汽机车成为铁路博物馆的展品,其中许多都处于良好状态。
      1. Bad_gr
        Bad_gr 4十二月2015 23:22
        +2
        在我看来,机车比机车-电力机车看起来有趣得多。 残酷的,或其他。
        这是一位乘客(如上所述)

        这是货物。 美女。
        1. 刺刀
          刺刀 5十二月2015 06:20
          +1
          Quote:Bad_gr
          这是货物。 美女。

          P38蒸汽机(38型蒸汽机车-工厂名称)-4–1954年在苏联生产的1955列货运蒸汽机车的实验系列...
  9. 刺刀
    刺刀 4十二月2015 21:19
    0
    蒸汽机车是非常复杂且不是很可靠的机器。 更加先进的方向是柴油机车;自1931年以来生产的Kolomensky Zavod(Eel系列的延续,第一款两段式内燃机车-VM系列,调车-O系列)。 1941年,由于第二次世界大战的爆发,柴油机车停产。
    自1947年XNUMX月起,恢复了家用柴油机车的生产。
  10. 评论已删除。
  11. Krym26
    Krym26 13九月2020 15:37
    0
    激烈的运动! 那将是实际行动!