Лекция 10. Тема: Возникновение парового транспорта

Универсальный паровой двигатель послужил основой технической революции на транспорте, в результате которой на смену гужевому транспорту пришли железные дороги, а на смену парусным судам –пароходы. Новый транспорт, обеспечивший неизмеримо более высокую пропускную способность, явился органическим звеном новой, машинной, системы промышленного производства с ее массовым выпуском широчайшего ассортимента товаров, с ее колоссальной потребностью в перевозках сырья, горючего, продукции.

Вместе с тем сам процесс возникновения парового транспорта сыграл громадную роль в совершенствовании парового двигателя.

Главные требования, предъявлявшиеся к паровому двигателю транспортных систем, сводились к его небольшому весу, реверсивности, возможности запуска с любого положения частей его механизма (отсутствие мертвой точки).

Среди строителей первых паровых повозок известен Ж. Кюньо, в 1769 году спроектировавший установку для транспортировки артиллерийских орудий [2]. Он применил метод суммирования двух цилиндров (как несколько ранее Ползунов), объединил их передаточные механизмы, действующие поочередно на ведущие колеса повозки. Однако котел, который был самой крупной и тяжелой частью повозки, не обеспечивал двигатель достаточным количеством пара.

В 1802 году англичанин Р.Тревитик запатентовал двигатель избыточного давления для применения в самодвижущихся повозках. Однако он нашел менее удачное решение, чем Кюньо. Но Тревитиком был сделан и шаг вперед: он поместил топку внутри жаровой трубы.

Однако из-за низкой паропроизводительности котла паровоз не мог достичь большой мощности. Впервые применил дымогарные трубы, позволившие увеличить удельную паропроизводительность котла, англичанин Дж. Стефенсон. Его паровоз «Ракета» получил приз конкурса 1829 года. Позднее «Ракета» развивала неслыханную по тем временам скорость 45 км/час. Стефенсон первым применил реверсивный механизм, позволявший на ходу переключать парораспределительный механизм машины с переднего хода на задний – «кулиса Стефенсона». В действительности эта кулиса была изобретена работавшим на заводе Стефенсона в Нью-Кастле Вильямсоном, который построил ее в 1842 году.

В России первыми конструкторами паровозов были отец и сын Черепановы. В 1834 году они построили паровоз, перевозивший 3,5 тонны груза со скоростью 15 км/час. Затем ими был построен второй паровоз, который мог перевозить груз массой в 17 тонн. Паровоз был реверсивный и имел котел с большим количеством дымогарных труб.

Таким образом, конструкторы паровозов впервые ввели в паросиловые установки производительные трубчатые котлы, многоцилиндровые двигатели, пар избыточного давления, безбалансирную конструкцию механизма устройства для реверсирования.

Прогресс судовых двигателей был более медленным. Наибольшую известность получил пароход Р.Фултона «Клермонт», хотя двигатель с балансиром и маховиком излишне утяжелял установку.

В России постройка пароходов началась в 1815 году [2]. В 1820 году между Санкт-Петербургом и Кронштадтом курсировали уже четыре парохода, называвшиеся тогда «пироскафами». Позднее судовые машины строились на Ижорском заводе, машины для речных судов – на Пожевском заводе (с 1817 года), на Мальцевских заводах, а позднее – на Сормовском. Ижорскому заводу принадлежит первенство постройки и внедрения безбалансирного двигателя на пароходе "Геркулес" в 1832 году.

Различные виды тепловых машин являются основой современного транспорта. Они приводят в движение автомобили, речные и морские корабли, самолеты и космические ракеты. Одной из наиболее распространенных тепловых машин, используемых в различных транспортных средствах, является двигатель внутреннего сгорания.