Gőzmozdonyok

Tartalom

Bevezetés 3
I. fejezet 5
Általános alapfogalmak 5
1. A gőzmozdony összefoglaló ismertetése 5
2. A gőzmozdony méreteire és kialakítására mértékadó feltételek 7
2.1 Üzemi viszonyok 7
2.2 Teljesítményi igények 8
3. A gőzmozdonyok osztályozása 8
3.1 A nyomköz 8
3.2 A megengedett legnagyobb sebesség 9
3.3 A továbbított vonatok neme 9
3.4 A pálya jellege 9
3.5 Uzemanyagtárolás 9
3.6 Kerékpár-nyomás vagy keréknyomás 9
3.7 Kerékpárok elrendezése 10
3.8 A gőz minősége 10
3.9 A gőzhengerék száma és elhelyezése 10
3.10 A gépezet működése 10
3.11 Egyéb szempontok 10
4. A járművek mozgástényezői 13
4.1 Szempontok a gőzmozdony főbb méreteinek megválasztásánál 13
4.2 A vonóerő általános fogalma 15
4.3 Vonatellenállások 17
4.31 Az alapellenállás fogalma 17
4.311 Gördülőellenállás 17
4.312 Csapágysúrlódási ellenállás 18
4.313 Ütközési ellenállás 20
4.314 Levegőellenállás 21
4.32 Az alapellenállás értéke 22
5. A gőzmozdony alapellenállása 23
5.1 A hasznos (effektív) vonóerő 23
5.2 A kerületi vonóerő 24
5.3 Az indikált vonóerő 25
6. A mozgó vonat járulékos ellenállásai 27
6.1 Emelkedés vagy esés okozta ellenállás 27
6.2 ívellenállás 29
6.3 Gyorsítási ellenállás 30
6.4 Szél okozta levegőellenállás 32
6.5 Az indítási ellenállás 32
7. A szükséges gőzmozdony-teljesítmény meghatározása 32
8. A vonóerő felső határai 33
8.1 A vonóerő számítása a tapadási súlyból 33
8.2 A vonóerő számítása a gőzgép méretéből 34
8.3 A vonóerő számítása a kazánteljesítményből 35
9. A kapcsolt kerékpárok számának meghatározása 37
10. A vonat legnagyobb gyorsulása 37
II. fejezet 38
A kazán méreteire és kialakítására vonatkozó feltételek 38
1. A gőzmozdony felépítése 38
2. A gőzmozdony-kazán főbb méreteinek meghatározása 38
2.1 A kazán tüzelőberendezése 41
2.2 A rostélyfelület 44
3. Hőközlés a gőzmozdony-kazánban 47
3.1 Hőközlés a tűzszekrényben 48
3.2 Hőközlés a hosszkazánban 53
3.3 A közvetlen és közvetett fűtőfelület közötti összefüggés 46
4. A kazán hatásfoka 59
4.1 A kazán hőveszteségei 59
4.2 A kazán összhatásfoké 64
4.3 A legnagyobb rostély-hőterhelés meghatározása 65
5. A fűtőfelület megválasztása 66
5.1 Számítási módszer a fűtőfelület és a rostélyfelület viszonya alapján 66
5.2 Számítási módszer az effektív teljesítmény és fűtőfelület viszonya alapján 67
5.3 Számítási módszer a fűtőfelület egységére eső gőztermelés alapján 68
6. A túlhevítő felület megválasztása 68
6.1 A túlhevítő felület közelítő meghatározása 69
6.2 Hőközlés a hosszkazánban túlhevítésnél 71
III. fejezet 77
A gőzmozdony-kazán részei 77
1. A gőzmozdony-kazán főbb részeinek kialakítása 77
2. Az állókazán 78
2.1 A gőzmozdony-kazánok csoportosítása az állókazán szempontjából 78
2.11 Tűzszekrényes állókazánok 78
2.12 Vízcsöves állókazánok 81
2.2 Az állókazán főbb részei 83
2.3 A tűzszekrény anyaga 84
2.4 Az állókazán kialakítása és merevítő elemei 85
2.41 Alapkoszorú 86
2.42 Állókazán merevítése 87
2.421 Támcsavarok és támrudak 87
2.422 Mennyezetcsavarok és mennyezetrudak 91
2.423 Horgony csavarok 92
2.424 Egyéb merevítő elemek 93
3. Hosszkazán 93
3.1 A hosszkazán kialakítása 93
3.2 A füstcsövek és a túlhevítő füstcsövek 96
3.3 Gőzdóm 99
3.4 Vízkiválasztók 100
3.5 Mosónyílások és mosófedelek 101
4. Füstszekrény 102
4.1 Füstszekrény kialakítása 102
4.2 Füstszekrény-ajtó 103
4.3 A füstszekrény egyéb részei 104
5. Tüzelőszerkezetek 104
5.1 Tüzelőajtó 105
5.2 Rostély 106
5.3 Hamuszekrény 108
5.4 Lángboltozat (lángterelő) 109
5.5 Füstcsökkentők 110
6. Gépi tüzelőberendezések 111
7. Különleges tüzelőberendezések 113
7.1 Szénliszttüzelésű gőzmozdonyok 113
7.2 Olajtüzelésű gőzmozdonyok 116
8. Léghuzamot létesítő berendezések 118
8.1 A füstszívó berendezés rendeltetése 118
8.2 A füstszívó berendezés teljesítménye és hatásfoka 121
8.3 A füstszívó berendezés hatása a gőzgép ellennyomására 123
8.4 A füstszívó berendezés főbb méreteinek meghatározása 125
8.41 A fúvócső méretének meghatározása áramlástani alapon 125
8.42 A fúvócső méretének meghatározása Zeuner-Strahl elmélete alapján 127
8.43 A kémény méretének meghatározása és a kémény elhelyezése 131
IV. fejezet 136
A gőzmozdony-kazán segédberendezései 136
1. A kazán táplálása 136
1.1 Tápvíz-szivattyúk 137
1.11 Gőzsugár-tápvízszivattyúk 137
1.111 Friss gőzzel működő gőzsugár-szivattyúk 137
1.112 Fáradt gőzzel működő gőzsugár-szivattyúk 146
1.12 Dugattyús tápvíz-szivattyúk 148
1.121 Gőzgép-hajtású dugattyús tápvízszivattyú 148
1.122 Mechanikai hajtású dugattyús tápvízszivattyú 148
1.2 Tápvíz-előmelegítő 149
1.21 Ellenáramlással és egyenáramlással közölhető hőmennyiség 149
1.22 Fáradtgőz-előmelegítő 151
1.23 Füstgáz-előmelegítők 152
1.24 Az előmelegítő számítása 153
1.3 Tápberendezés-tartozékok 154
1.31 Szívóvezeték 154
1.32 Kazán-tápfej szelep 155
1.4 Iszapleválasztás 156
1.41 A tápvíz minősége 156
1.42 Iszapleválasztó 157
2. Levegő-előmelegítő 157
3. Gőzelvétel a kazánból 158
3.1 Gőzszabályozó 160
3.11 Tolattyús gőzszabályozó 160
3.12 Szelepes gőzszabályozó 161
4. Gőz túlhevítése 163
5. A gőzbeömlő-cső és gőzkiömlő-cső 165
6. Szikraszórást csökkentő berendezések 166
6.1 szikrafogók 167
6.2 Szikraoltók 168
7. Kazánbiztonsági berendezések 168
7.1 Kazánbiztonsági szelepek 169
7.2 Vízszint-ellenőrző berendezések 171
V. fejezet 174
Dugattyús gőzgépek 174
1. A" dugattyús gőzgép elmélete 174
1.1 Az eszményi és a valóságos indikátordiagram közötti eltérés 175
1.11 A károstér és káros hatásának csökkentése 175
1.12 A gőz beömlése közben a fojtásból eredő veszteség 176
1.13 A gőz és a hengerfal közötti hőáramlás okozta veszteség 177
1.14 Az expanzió korai megszakítása 179
1.15 A gőz kiömlésekor keletkező nyomás többletből eredő 179
veszteség 179
1.2 Egyszeres (egylépcsős) expanziójú gőzgép valóságos indikátordiagramja 180
1.3 Megosztott expanziójú (többhengerű) gőzgépek 181
1.31 Compound-rendszerű gőzgép 182
2. Erőhatások a gőzmozdony forgattyús hajtóművében 186
2.1 A vonóerő és a kerületi (tangenciális) erő közötti összefüggés 186
2.2 A vonóerő változása a forgattyúszög függvényében 188
VI. fejezet 191
A gőzmozdony vezérlőműve 19.1
1. Vezérlőmű feladata 191
1.1 A vezérlőmű általános ismertetése 191
2. Tolattyús vezérlőmű 194
2.1 Gőzbeömlés vezérlése 194
2.2 Tolattyúdiagram 196
2.3 A gőzkiömlés vezérlése 198
2.4 A gőzcsatorna méretének meghatározása 199
3. Tolattyúk f 200
3.1 Kagylós tolattyú 200
3.11 Tolattyúellipszis 202
3.12 Gőzsebesség a gőzcsatornában 203
3.2 Dugattyús tolattyú 205
3.3 Töltés változtatása kagylós tolattyúnál 206
3.31 ő elősietési szög változtatása 206
3.32 q excentricitás változtatása 206
3.33 p előnyitási szög állandóságának biztosítása 207
3.34 ve lineáris előnyitás állandóságának biztosítása 208
4. Külső vezérlőmű kialakítása 209
4.1 Stephenson-vezérlőmű 209
4.2 Heusinger-Walschert-vezérlőmű 215
4.3 Joy-vezérlőmű 221
5. Szelepes vezérlőművek 223
6. Fékezés ellengőzzel 225
VII. fejezet 227
A dugattyús gőzgép szerkezeti elemei 227
1. A gőzhenger 227
1.1 A gőzhenger méretének meghatározása 227
1.2 A gőzhenger szerkezeti kialakítása 229
2. Gőzzel érintkező egymáson csúszó felületek kenése 233
3. A gőzgép gőz nélküli (üresjárati) működése 234
4. Dugattyúk és tolattyúk 236
5. A dugattyúrúd és a tolattyúrúd egyenesbe vezetése 237
6. Hajtórudak és kapcsolórudak 239
6.1 A hajtórúd kialakítása 239
6.2 A hajtórúd méretezése 241
6.3 Kapcsolórudak 244
7. A hajtómű és a futómű kenése 246
8. Tömegerők kiegyensúlyozása 249
8.1 Forgó tömegek kiegyensúlyozása 250
8.2 Alternáló tömegek kiegyensúlyozása 253
8.3 A gőzmozdony-gépezet tömegerőinek kiegyensúlyozása 254
8.4 A gőzmozdony káros mozgásai 258
VIII. fejezet 261
A gőzmozdony futóműve és alváza 261
1. Erőhatások a nyomkarimán 261
1.1 Az ívekben futás elméleti alapjai 262
1.2 A jármű futása egyenesben 270
1.3 A gőzmozdony futási viszonyai ívekben 273
1.4 Az ívellenállást csökkentő berendezések 273
1.41 Nyomkarimák vékonyítása 274
1.42 Tengelyirányban eltolódható kerékpárok 274
1.43 ívsugárban beálló kerékpárok 275
1.44 Szabadon beálló kerékpárok 277
1.45 Forgóváz 277
1.46 Sugárirányba beálló szerkezet 279
1.47 Csuklós vázú gőzmozdonyok 279
1.471 Mallet-rendszerű gőzmozdony 280
1.472 Garratt-rendszerű gőzmozdony 280
1.473 Modified-Fairlie-rendszerű gőzmozdony 281
1.5 A gőzmozdony és a szerkocsi közötti kapcsolat 281
1.6 Összekapcsolt járművek futása az ívekben 282
2. Az alváz, a futómű és a hordmű szerkezeti részeinek kialakítása 282
2.1 A keret 282
2.11 Lemezkeret 283
2.12 Gerendakeret 283
2.13 Öntött vázú keret 284
2.14 A keret szilárdsági számítása 284
2.2 Tengely ágy és tengelyágy-vezeték 286
2.3 Kerékpárok 287
2.31 Kapcsolt kerékpárok 287
2.4 A gőzmozdony rugózása 290
2.41 Kerékpár-nyomások kiegyenlítése 290
3. Szerkocsi
3.1 A vízkészlet és szénkészlet meghatározása 293
3.2 Szerkocsi-rendszerek
3.21 Futómű és keret 294
3.22 Víztartály 295
3.23 Széntartály 295
3.24 Egyéb szerelvények és berendezések 296
IX. fejezet 297
Gőzturbinák 297
1. A gőzturbina felépítése 297
2. Energiaátalakulás a gőzturbinában 298
2.1 Akciós gőzturbina 298
2.11 Áramlási folyamat a lapátkerékben 298
2 12 Kerületi munka 298
2.13 Kerületi hatásfok 301
2.2 Reakciós gőzturbina 305
2.21 Kerületi munka veszteségmentes gőzturbinánál 305
2.22 Kerületi munka valóságos gőzturbinánál 307
2.23 Kerületi hatásfok 310
2.3 Radiális gőzturbina 311
2.31 Áramlási folyamatok 311
2.32 Kerületi munka 312
2.33 Kerületi hatásfok 313
3. Veszteségek a gőzturbinában 314
3.1 Fúvókaveszteség 314
3.2 Veszteség a lapátkerékben 315
3.3 Kiömlési veszteség 315
3.4 Tárcsaveszteség és ventillációs veszteség 316
3.5 Tömszelence- és rés veszteség 316
3.6 Mechanikai veszteségek 317
3.7 Sugárzási veszteségek 317
4. Gőzturbinák kialakítása 318
4.1 Egyfokozatú (Laval-) gőzturbina 318
4.2 Több sebességi fokozatú gőzturbina 318
4.3 Több nyomásfokozatú gőzturbina 318
4.31 Több nyomásfokozatú akciós gőzturbina 320
4.32 Több nyomásfokozatú reakciós gőzturbina 320
5. A gőzturbina szabályozása 321
5.1 A szabályozás alapfogalma 321
5.2 A szabályozás módjai 323
5.21 Fojtásos szabályozás 323
5.22 Töltésszabályozás 324
X. fejezet 326
Különleges építésű gőzmozdonyok 326
1. Fogaskerekű gőzmozdonyok 326
2. Nagy nyomású gőzmozdony-kazán 328
3. Gőzturbinás mozdony 329
3.1 Kazánelrendezés 330
3.2 Futómű, gőzturbina és kondenzátor 331
3.3 Szerkocsi és hűtő 332
3.4 Gazdasági eredmények 333
4. Kerékpáronkénti hajtású gőzmozdony 334
5. Tűz nélküli gőzmozdony 335
XI. fejezet 337
Vontatási számítások 337
1. A vontatási számítások elméleti alapjai 337
1.1 A vonat mozgásának egyenlete 337
1.2 Gyorsító erő 338
1.3 A vonat mozgási egyenletének alkalmazása 339
1.4 Vonatot fékező erő 340
2. Vontatási számítások gyakorlati alkalmazása 342
2.1 A vonat mozgási egyenletének grafikus megoldása 342
2.2 A VS- és tS-függvényábrák szerkesztése Strahl szerint 343
2.21 A fajlagos gyorsítóerő-függvény ábra meghatározása 343
2.22 VL-függvényábra szerkesztése 345
2.23 tS-függvényábra szerkesztése 346
2.3 Különböző építési viszonyú pályaszakaszok összevonása 347
2.4 A vonat menetidejének meghatározása az egyensúlyban levő sebességek közelítő módszerével 349
3. Fékezési feladatok 349
3.1 Fékezési feladatok megoldása szerkesztéssel 350
3.2 Adott fékúthoz és kezdősebességhez a ti fékezési tényező meghatározása 352
4. Tehervonatok súlyának (terhelésének) számítása 352
5. Rohamos emelkedő leküzdése a vonat lendületével 353
5.1 A rohamos emelkedő hosszának meghatározása számítással 354
5.2 A rohamos emelkedő hosszának meghatározása szerkesztéssel 355
6. Példa a vontatási számítások gyakorlati alkalmazására 356
XII. fejezet 365
A gőzmozdony fékszerkezete 365
1. Általános fogalmak 365
2. A vonat fékezéséhez szükséges légfékberendezés 366
3. A gőzmozdony fékezéséhez szükséges légfékberendezés 366
3.1 Légsűrítő 367
3.2 Légsűrítő nyomásszabályozó 370
3.3 Fő légtartály 370
3.4 Fékező szelep 370
3.5 Fő vezeték 371
3.6 Kormányszelep 372
3 7 G-P váltó egykamrás fékberendezéshez 373
3.8 Féktuskó 374
3.9 Fékrudazat 374
3.10 Kiegészítő fék 375
XIII. fejezet 377
A gőzmozdony fejlődése 377
1. A vasúti pálya fejlődésének rövid története 377
2 A gőzmozdony fejlődésének rövid története 378
3 A gőzmozdony fejlődése Magyarországon 384
Irodalom 386

Témakörök