O locomotivă cu aburi este un tip de locomotivă , este o mașină de conducere pentru căile ferate, alimentată de un motor cu aburi . Acest tip de motor termic este cel mai frecvent utilizat, de la nașterea căii ferate până în anii 1950 . Acesta este încă folosit foarte la nivel local în unele țări din XXI - lea secol , în special pentru trenurile turistice sau în exploatare , deoarece combustibilul este disponibil pe plan local , la un cost redus.
Acum, însă, majoritatea trenurilor sunt tractate de locomotive electrice sau termice (Diesel) sau sunt formate din trenuri autopropulsate sau vagoane , uneori indivizibile, integrând motorizarea distribuită sub vehicule și / sau în interiorul vehiculelor.
Acesta a fost în Marea Britanie la începutul secolului al XIX - lea secol , începe istoria căilor ferate în cazul în care prima locomotivă cu aburi a fost construit de Richard Trevithick în 1804 .
Tracțiunea cu abur a fost inaugurată pe 12 august 1812, pe căile ferate Middleton , Yorkshire . Acestea sunt locomotive de cale ferată cu cremalieră , care tractează vagoane de cărbune . Locomotivele sunt construite de Matthew Murray și John Blenkinsop .
27 septembrie 1825a fost inaugurată calea ferată Stockton și Darlington , prima linie deschisă pentru transportul de călători. Locomotiva este cea proiectată de George Stephenson .
În 1827 , inginerul francez Marc Seguin a perfecționat cazanul tubular, ceea ce a făcut posibilă creșterea puterii mașinilor aproape de zece ori.
Deși tracțiunea electrică a fost studiată încă din anii 1880 și utilizată încă din anii 1900 , de fapt, tracțiunea diesel duce la dispariția tracțiunii cu abur, unde electrificarea nu pare sau nu profitabilă, de dorit, strategic.
Perioada postbelică a marcat scăderea tracțiunii cu abur, care a fost finalizată în majoritatea țărilor până la sfârșitul anilor 1970 . Acest lucru se realizează prin livrarea de noi locomotive Diesel ( era tranziției în America de Nord) sau prin programul de electrificare a liniei (în Europa). Locomotivele cu abur au fost construite în Europa în această perioadă, încercând să utilizeze noi tehnologii ( turbină cu gaz de exemplu) sau noi configurații de mașini ( programe André Chapelon în Franța). Ei rămân fără urmași. Ultima locomotivă cu abur a fost construită în Franța în 1953.
Unele țări, în special bine dotate cu resurse naturale de cărbune sau de turbă , continuă să folosească calea principală de abur de tracțiune până la sfârșitul XX - lea secol , Republica Democrată Germană , The Africa de Sud , The China și India .
SNCF a oprit operațiunile cu abur pentru serviciile de călători în 1972. The 29 martieÎn 1974 , modelul 141 R 420 a furnizat ultimul convoi de marfă din Franța între stația Béning și stația Sarreguemines .
Locomotivele cu aburi păstrează, de asemenea, un anumit succes pentru liniile montane înalte, deoarece tracțiunea cu abur este favorizată de scăderea presiunii atmosferice datorită altitudinii care scade punctul de fierbere al apei. Acest lucru permite economii de combustibil și performanțe mai bune.
Locomotiva constă din trei părți principale sau seturi:
Rezervele de apă și combustibil necesare pentru producerea aburului pot fi plasate pe mașină, dar acestea sunt adesea încărcate într-o ofertă legată de locomotivă.
Combustibilul este adesea cărbune , dar poate fi și păcură , lemn sau alți combustibili.
Locomotiva este sprijinită pe șine, iar inginerii au crezut mult timp că doar greutatea ( greutatea adezivă ) este sursa aderenței care permite progresul vehiculului. De conducere axe sunt special încărcate și roțile învecinate cu același diametru sunt cuplate cu ajutorul bielelor pentru a le face cat mai multe roți motoare . Numărul de rotații pe secundă a roților motoare impune mecanismului de distribuție o viteză alternativă care este limitată doar de diametrul acestor roți. În mod obișnuit, atinge 2 metri sau mai mult pentru mașinile rapide și acesta este unul dintre motivele pentru care roțile sunt în afara cadrului.
Ținând cont de lungimea necesară pentru corpul cilindric al cazanului , roțile de sarcină sunt adesea plasate în partea din față și / sau în partea din spate, sub forma unui bissel sau boghiu .
Cadrul în sine este, în general, compus din două elemente laterale din tablă tăiată foarte groasă și asamblat de traverse și distanțieri, realizate din tablă sau cutii turnate și a căror rigiditate asigură o bună menținere a șinelor mașinii.
La cilindrii sunt atașate la lonjeroanele, de obicei , la exterior și, uneori, în funcție de tipul de locomotivă, între elementele laterale. Cazanul se sprijină pe suporturi distribuite de-a lungul cadrului, fiind fixat în esență în față, pe partea laterală a cutiei de fum, pentru a putea extinde liber în spate, pe partea șemineului.
Locația echipajului de zbor nu este cabina, ci adăpostul. Echipamentul de conducere este instalat pe partea din față, constând dintr-un duplicat al feței din spate a șemineului.
Cazanul este format din partea din spate, corpul cilindric și cutia de fum.
Partea din spate a cazanului constă din vatră și focar, conectate prin distanțiere.
Corpul cilindric conține tuburile de fum.
Combustibil - cărbune, lemne sau petrol - alimentează focul prin ușa vatră, unde se arde pe grătarul (pentru combustibili solizi). O hrănire semiautomată poate fi făcută de un stoker . Cenușa și clincherul se acumulează mai jos în scrumieră. Aerul, necesar arderii, intră prin supape situate la nivelul grătarului: registrele. Bolta șemineului forțează circulația gazelor fierbinți în tot șemineul și limitează intrarea scânteilor în tuburi. Gazele rezultate în urma arderii trec prin tuburile de fum, unde își transmit căldura către apa din cazan și ajung la caseta de fum, în care un aparator de scabă reține cenușa incandescentă, înainte de a fi expulzat prin coșul de fum folosind evacuarea cilindrului. Partea superioară a vetrei (cerul vetrei), adusă la temperatură ridicată, este acoperită de o parte a cazanului care trebuie alimentată întotdeauna cu apă în acest moment, altfel siguranțele de siguranță se vor topi și amestecul de abur / apă este precipitat în șemineu pentru al opri.
Aburul, format din apa din cazan, este concentrat în cupola de abur, trece prin regulator , acționat din cabina șoferului prin intermediul pârghiei sale și a arborelui său de control și ajunge în cele din urmă la supraîncălzitor. , Care constă din grupuri de tuburi subțiri, introduse în tuburile de fum. Aburul atinge apoi o temperatură de aproximativ 350 ° C și apoi ajunge la cilindri (7) ca forță motrice, unde, introdus de bobină, împinge pistoanele alternativ înainte și înapoi.
În timpul celui de- al doilea război mondial , din cauza lipsei de cărbune, dar și a materiilor prime pentru motoarele electrice, Elveția a echipat unele dintre locomotivele sale cu aburi cu manevrare, astfel încât apa să fie încălzită prin rezistențe electrice .
Intrarea și ieșirea aburului pe ambele părți ale cilindrului sunt reglate de bobina de distribuție (6). Pistonul este conectat la capăt, care, prin intermediul tijei de acționare, transformă mișcarea înainte și înapoi într-o mișcare circulară. Această mișcare este transmisă tuturor roților motoare , datorită tijelor de cuplare. Supapa de comandă este reglată la marșarier prin intermediul roții de comandă cu șurub schimbător de viteze (8), care se află în cabina șoferului.
Lucrări de distribuție (exemplu de distribuție Walschaerts ): prin culisă (6) aburul este admis în cilindru (7) și acționează alternativ pe fiecare parte a pistonului . Tija pistonului acționează biela cuplată la trenul roții motoare, prin capătul articulat (5). Roțile cuplate devin toate conducătoare.
Prin intermediul contra-manivelei (2) încastrate la 90 ° cu manivela de acționare, o bielă oscilează culisa de distribuție (1) în care culisează tija de comandă a bobinei (3). Mișcarea acestei biele (3), cuplată la pârghia de avans (4) de pe lamă, face posibilă reglarea decalajului între mișcările bobinei și cele ale pistonului. Astfel, este posibil să reglați viteza de admisie a motorului și, de asemenea, să schimbați direcția.
Pe fiecare parte a locomotivei, manivelele de conducere și sincronizarea nu sunt într-o poziție simetrică, dar sunt decalate cu aproximativ 90 °, pentru a împiedica cele două motoare să fie în același timp în poziția finală, ceea ce face imposibilă pornirea.
Una dintre neajunsurile locomotivei cu abur este necesitatea unui timp îndelungat de pregătire, înainte de punerea în linie, precum și a întreținerii constante după o perioadă relativ scurtă de funcționare.
Toate aceste operațiuni sunt efectuate la depozit .
Echipa de conducere include șoferul și mecanicul . Primul este responsabil pentru producerea aburului, alimentarea cu focar și alimentarea cu apă; cealaltă este responsabilă de operarea mașinii în sine, de monitorizarea pistei și a semnalelor și de „păstrarea timpului”. Echipa stătea în „adăpost”, cu fața către „vitrina” compusă din fața din spate a șemineului, într-un fel, tabloul de bord al mașinii. Pe unele mașini, platforma de conduită poate fi separată de platforma șoferului (ca pe Camelback (în) ), pentru a oferi vizibilitate șoferului.
Până la existența mașinilor nemarcate (cum ar fi modelul 141 R ), o echipă rămâne legată de mașina sa, pentru o anumită perioadă între revizuiri.
Recordul mondial de viteză pentru un tren tras de o locomotivă cu aburi este deținut de o locomotivă a familiei Pacific A4 , din LNER , Marea Britanie : Mallard , care tractează șase vagoane și un vagon dinamometric, la 203 km / h , pe o cale care coboară ușor de la Stoke Bank,3 iulie 1938. Deoarece alte locomotive (germane, americane sau belgiene) s-au apropiat doar de acest record, se consideră că reprezintă limita pentru un tren tras de aburi.
In ordine alfabetica
Printre celebrele modele:
Japonia, 1897 , locomotivă americană de tip 220.
Germania de Est, 1955 , locomotivă tip DR Seria 23.10 .
Detaliu al roților unei locomotive cu aburi.
Fața unei locomotive Sierra 3.
Locomotive sovietice cu aburi.
O lucrare muzicală a lui Arthur Honegger intitulată Pacific 231 , ilustrează filmul a cărui stea principală este Pacific 231 E 24 Chapelon. Acest scurtmetraj (10 minute), realizat de Jean Mitry , a câștigat premiul pentru cea mai bună montare la Festivalul de Film de la Cannes din 1949. Adaptarea filmului este realizată de Jean Mitry și Marc Ducouret, imaginile lui André Périé (cineastul oficial SNCF), André Tadié, Jean Jarret și, sunetul, Georges Leblond. Mașina este condusă de echipajul Gilbert Parrage / Jean Grangier. Traseul are loc pe linia Paris-Lille.
Locomotiva cu aburi este unul dintre elementele-cheie din povestea romanului The Human Beast al lui Émile Zola . Prima secvență a filmului lui Jean Renoir , The Human Beast , dedicată în totalitate muncii șoferului și mecanicului, a intrat în istoria cinematografiei.
Melodia Le Petit Train , interpretată în special de André Claveau , este o melodie emblematică care evocă dispariția locomotivelor cu aburi.
Locomotiva cu aburi a fost folosită chiar ca piesă de mobilier în heraldica engleză . Două orașe englezești ( Swindon și Darlington ) au o locomotivă cu aburi pe stema lor, deoarece în trecut ambele au fost centre importante de producție a locomotivelor cu aburi.
Există monștri inspirați de locomotive cu aburi în franciza de televiziune japoneză Super Sentai :