Vaporlokomotivo

La vaporlokomotivo estis la unuafoje uzita tirveturilo kun maŝina forto. Ĝia fortomaŝino estas vapormaŝino, por kies funkciado la necesan vaporon oni produktas en kaldrono de la lokomotivo. La brulaĵo en la kaldrono estas plej ofte ŝtonkarbo, malofte ligno aŭ pakuro.

La inventintoj de la vaporlokomotivo estis Richard Trevithick (1804), Timothy Hackworth (1808), John Blenkinsop (1812), William Hedley (1813) kaj George Stephenson (1814). La industrio decidis fine por la lokomotivoj konstruitaj de Stephenson.

 Lokomotivo 
 800ra Partoj de tirtendrolokomotivo 1'C1' (tipa usona konstruado)La DIN, la germana industria normo-organizaĵo, havas ekde la jaro 1918 LONA-n, la "Lokomotivnormenauschuss", la – lokomotivonormokomisiono –, poste kun nome "FSF"; ekde de jaro 2007 la FSF havas la germanan nomon: DIN NA 087 Normenausschuss Fahrweg und Schienenfahrzeuge, DIN NA 087 Normokomisione Veturvojo kaj reloveturiloj.
La LONA donas tre precizajn ordonojn, esprimojn, difinojn pri partonomoj de la vaporlokomotivo. Oni provas trovi la bonan tradukon. (Oni donas ankaŭ la vorton en germana, france kaj angla lingvo; la traduko estas laŭ germana vikipedio))

 1 - tirtendro kun akvo kaj karbostoko; Schlepptender mit Wasser- und Kohlenvorräten; le tender avec approvisonnement en combustible (bois, charbon, gazole) et en eau; hauled tender or coal-car containing the locomotive's fuel (wood, coal, or oil) and water.
 2 - kondukistostando; Führerstand; ; the cab, crew compartment or driver's compartment for the train driver or engineer, the fireman or driver's assistant (secondman);
 3 - vaporofaifo; Dampfpfeife; le sifflet à vapeur ; Vapor-Train whistle
 4 - stirstango; Steuerstange
 5 - kaldrono-sekurvalvo; Kesselsicherheitsventil;
 6 - turbinogeneratoro: Turbogenerator/Lichtmaschine;
 7 - sablokesto kun sablo-falo-tuboj (sablofaltuboj); Sandkasten mit Sandfallrohren
 8 - reguligi-tirstango; Reglerzug
 9 - vapordomo/(vaporujo); Dampfdom
 10 - aerpumpilo por la aerprema bremso (por trajnoj);  Luftpumpe für die Druckluftbremse;
 11 - fumkamero; Rauchkammer;
 12 - torentotubo; (ektorentotubo); Einströmrohr;
 13 - fumkameropordo Rauchkammertür; (..); smokeboxdoor;
 14 - manrelo; Handlauf; (..); handrail;
 15 - tirakso; (gvidakso), (vikipedio: tirakso); Schleppachse; (..); ;Trailing wheel
 16 - (ĉirkaŭvojeto); - Umlauf
 17 - lokomotivoframo; Lokomotivrahmen
 18 - bremsopendoferaĵo; Bremshängeeisen
 19 - sablofaltubo; Sandfallrohr
 20 - Kuplostango (kuplilo); Kuppelstange
 21 - ekstera stirado; äußere Steuerung
 22 - puŝostango, impulsostango; Treibstange
 23 - piŝtostango; Kolbenstange
 24 - cilindro; Dampfzylinder
 25 - ŝovo (interna stirado); Schieber (innere Steuerung)
 26 - ŝovokesto; Schieberkasten
 27 - fajrejo Feuerbüchse
 28 - hejtotuboj kaj fumtuboj; Heiz- und Rauchrohre
 29 - longkaldrono Langkessel
 30 - (survarmegoelementoj); Überhitzerelemente
 31 - malsekvapora valvoreguligilo; Naßdampfventilregler
 32 - vaporkolektokesto; Dampfsammelkasten
 33 - kamentubo;Schornstein/Esse
 34 - frontosignalo; Spitzensignal
 35 - bremsotubo;Bremsschlauch
 36 - akvokesto; Wasserkasten
 37 - karbokesto; Kohlekasten
 38 - fajrokrado; Rostlage
 39 - cindrokesto; Aschkasten
 40 - aksolagro; Achslager
 41 - balancilo; kompensolevilo; Ausgleichshebel
 42 - foliorisorto-paketo; Blattfederpaket
 43 - radaĵoj, puŝradaĵoj kaj kuploradaĵoj Treib- und Kuppelradsätze; ..; wheelset;
 44 - aksolagro-risorto-ligilo; Achslagerbock
 45 - staritubo kaj blovitubo;blovitubokapo, (emano);(emanaĵo);(sorbado); Blasrohrkopf (Ausströmung)
 46 - gvidakso; Laufachse; (..); (Trailing wheel);
 47 - kuplilo; Kupplung
 Maŝino kun Waelschaert- / Heusinger-a stirado 
(Oni devas koni la nomojn de partoj en diversaj lingvoj)

eta|dekstra|500ra|Vaporlokomotivo de Heusinger-Walschaert, dum funkcio -

1 ŝvingo Schwinge; Coulisse et coulisseau; Link (Expansion Link);
2 kontraŭa kranko Gegenkurbel; Contre-manivelle; Eccentric Crank (Return Crank)
3 ŝovoŝovistango [Schieberschubstange; Bielle de commande de tiroir; Radius Bar/Rod ;
4 antaŭrapidoleviloVoreilhebel; Levier d'avance; Combination Lever;
5 direktilo insertaĵo al krucokapo Lenkeransatz am Kreuzkopf; Tête de piston; Crosshead Arm (Drop Link) ;
6 piŝtoŝovo;Kolbenschieber; Tiroir; Valve Spindle;
7 cilindro
8 stirostango Steuerstange; Arbre de changement de marche; Reach Rod;

:Dosiero:Walschaert static.png pri angla legendo
centre

 Legendo pri Waelschaert-stirado 
 kontraŭ-kranko Gegenkurbel; Contre-manivelle; Eccentric Crank (Return Crank) ŝvingostango Schwingenstange; Bielle de commande de coulisse; Eccentric Rod stirostango Steuerstange; Arbre de changement de marche; Reach Rod;
 penda feraĵo Hängeeisen; Biellette de relevage; Lifting Link;
 relevolevilo Aufwerfhebel; Levier de relevage; Lifting Arm;
 stirostangolevilo Steuerstangenhebel; Arbre de relevage; Reverse Arm & Shaft;
 ŝvingo Schwinge; Coulisse et coulisseau; Link (Expansion Link);
 ŝovoŝovistango Schieberschubstange; Bielle de commande de tiroir; Radius Bar/Rod ;
 direktilo insertaĵo al kruĉokapo Lenkeransatz am Kreuzkopf; Tête de piston; Crosshead Arm (Drop Link) ;
 ŝovostangogvido Schieberstangenführung; Guide du levier d'avance; Valve Stem Guide;
 direktistango Lenkerstange; Bielle de commande du levier d'avance; Union Link (Anchor Link);
 antaŭrapidoleviloVoreilhebel; Levier d'avance; Combination Lever;
 ŝovostangoSchieberstange; Tige de tiroir; Valve Stem ;
 piŝtoŝovo;Kolbenschieber; Tiroir; Valve Spindle; (Piŝtoŝovo estas moderna konstruaĵo, alia maljuna konstruaĵo estas la platoŝovo);

 Tabeloj pri stirado 
 Tafeln zur Berechnung der Steuerung von Dampflokomotiven : ein Beitrag zur Theorie der Steuerungen / Werner Müller Berlino : Springer, 1936, 16 S. SA aus: Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens, Band 91 (1936)disertacio, Diss. Techn. Hochschule Aachen Libroj de la germana inĝeniero Robert Garbe 
 Garbe, Robert, Die zeitgemässe Heissdampflokomotive / Robert Garbe, Eldonejo Moers : Steiger, 1980-1981, 167 paĝoj kun bildoj. Originalausgabe, Neudruck der Ergänzung zur 2. Aufl. des Handbuchs "Die Dampflokomotiven der Gegenwart": Berlin : J. Springer, 1924. Supplement zu Ergänzung d. Werkes: : Die Dampflokomotiven der Gegenwart', ISBN 3-921564-34-4
 Garbe, Robert, Die Dampflokomotiven der Gegenwart / Robert Garbe ; mit einer Einführung von Karl Rainer Repetzki; Eldonejo Moers : Steiger, 1980-1981, 2 volumoj, kun bildoj; Mit einer Ergänzung: Die Zeitgemässe Heissdampflokomotive, originala eldono: (novaprinto) Neudruck d. 2. vollst. neubearb. und vermehrten Aufl.: Berlin : J. Springer, 1920. Volumo 1 : / Tekstovolumo ISBN 3-921564-32-8; Volumo 2 : / Planojvolumo ISBN 3-921564-33-6

Robert Garbe konstruis tre simplajn, malmultekostajn vaporlokomotivojn, oni povis bone ripari la lokomotivojn. La G8 (D-tipo), P8 (2-C-tipo) kaj la T18 (2-C-2) estis tre famaj lokomotivoj.
Aliaj inĝenieroj kaj fabrikoj konstruis tre kostajn, belajn, elegantajn, komplikajn lokomotivojn; la komplika svisa C 5/6 (1-E-tipo) de la jaro 1917 estis la "kulmino" de SLM-vaporlokomotivkonstruado. Anatole Mallet estis grava svisa inĝeniero, li konstruis tre komplikajn lokomotivojn, sed li havis sukceson en Ameriko. La amerikaj fervojoj bezonas tre
fortajn lokomotivojn, unua la "kombinaĵan" (angle: compound) - mallet-tipojn (ekzemple: 1-D-D-1 tipo) kun 2 maŝinoj, kun
alta prema maŝino kaj malalta prema maŝino. Oni havis malfrua ankaŭ 1-D-D-1-tipojn nur kun altpremaj maŝinoj.

 La unuecolokomotivoj 
En Germanujo oni konstruis ekde 1925 la unuecolokomotivojn. Ĉiuj lokomotivoj havas samajn partojn, sed oni povas konstrui
diversajn vaporlokomotivojn. -
La sistemo de bulgaraj unuecolokomotivoj estas interesa ĉirkaŭ ekde la jaro 1930. Bulgaraj inĝenieroj kaj germanaj fabrikoj (Hanomag) kaj ankaŭ la svisa SLM konstruis belajn lokomotivoj, la 1-D-1 de jaro 1935 pro la bulgara ŝtata fervojo.

 Libro pri la germanaj lokomotivoj 
 Alfred B. Gottwaldt: Geschichte der deutschen Einheits-Lokomotiven Franckh, Stuttgart 1978, ISBN 3-440-07941-4 (historio de germana unuecolokomotivoj)

 Libro pri la lokomotivoj de bulgara ŝtata fervojo 
 Die Lokomotiven der Bulgarischen Staatsbahnen''' / Dimiter Dejanow Vieno: Eldonejo Slezak, 1990, 176 paĝoj. kun bildoj; (en germana lingvo) (Schriftenreihe Internationales Archiv für Lokomotivgeschichte ; Band 41) alia titolo: Lokomotiven Bulgariens Lokomotiven Bulgariens (Titolo): BDŽ ISBN 3-85416-150-6 (ĉirkaŭ: La lokomotivoj de bulgara ŝtata fervojo)

 Aliaj libroj 
 Alfred W Bruce.(1952) The Steam Locomotive in America - Its Development in the Twentieth Century New York, U.S.A. : Bonanza Books. p239-40, 256-57 pri tirakso, vidu angla vikipedio

 Ekzemplo de granda 1-D-1 h2 vaporlokomotivo de Cheaspeake kaj Ohio Fervojo 
 La lokomotivo estas konstruado de American Locomotive Company kaj estas en la libro de Garbe tabelo 39 (Tafel 39).
 La Lokomotivo 1-D-1 havas 8 grandajn radojn. La 1-C-1 en bildo havas nur 6 grandajn radojn sed estas tre simila.
 Oni uzas la maljunan m - kg - PS (ĉevalpovo) -sistemon de Garbe, kaj la maljunan germanan sistemon, ankaŭ la amatoro povas kompreni la ekzemplon.
 Oni povas nur proksimume kalkuli la datenojn.
 La lokomotivo havas la datenoj: cilindro 73,7cmx73,7cm x0,711 m :1,422 m Radoj = c1 = 2715 cm² tirforta modulo.
 La kaldrona premo estas ĉirkaŭ p = 12 at, la fajrokrado (R) havas 6,2 m².
 La tuboj en fajrokesto havas 2,6m², la fajrokesto havas 26,3m², la tuboj 347,4 m², la (survarmegoelementoj) havas Hü 78,5 m².
 La pezo de lokomotivo estas 142,9 tunoj, adhera pezo Gr 110 t (2Q=27,5 t; Q=13,75 t).
 La pezo de lokomotivo kaj tirtendro estas 219,5 t.
 Oni bezonas ĉirkaŭ 6 m² da (survarmegoelementoj) por 1 tuno da vaporo: Hü 78,5 m² : 6 m²/t = 13 t vaporo.
 La lokomotivo povas bone produkti 13 tunojn da vaporo en horo.
 La surfaco devas produkti ĉirkaŭ 34,5 kilogramojn / m² da vaporo en tuboj. La surfaco H estas 376,3 m²; 13 tunoj da vaporo: 376,3 m² = 28,9 kg/m² por 1 m² da surfaco. (La kaldrono povas eble produkti 46 kilogramojn /m² da vaporo. La lokomotivo povas ankaŭ produkti 16 tunojn da vaporo). Kun la 28,9 kg/m² la kaldrono produktas vaporon sen problemoj.
 La vapormaŝino bezonas ĉirkaŭ 7 kilogramojn por ĉiu PS (ĉevalpovo) da vaporo. Eble la maŝino bezonas ankaŭ 10 kg/PS kun granda plenigo.
 13 t vaporo : 7 kg/PSih donas ĉirkaŭ 1857 PS (ĉevalpovon).
 1 PS (ĉevalpovo) bezonas ĉirkaŭ 1,1 kilogramojn /PSih da bona karbo kun ĉirkaŭ (7000 kcal).
 1857 PS (ĉevalpovo) x 1,1 kg/PSih bezonas almenaŭ ĉirkaŭ 2042 kilogramojn da karbo aŭ 567 gramojn de karbo en ĉiu sekundo.
 110 t × 195 kg/t = 21450 kg, la lokomotivo povas tiri trajnon kaj vaporlokomotivon kun 21450 kilogramojn da tirforto.
 La media premo en cilindro estas 7,9 at (kg/cm²) aŭ 7,9 at :12 at= 65 % plenigo.
 La maŝino bezonas multe da vaporo kun granda plenigo (65–75 %) kaj malmulte da vaporo kun malgranda plenigo (30 – 35 %). (La malmulte 7kg/PSih da vaporo estas kun la plenigo de 30–35 %, la ĉirkaŭ 8–10 kg/PSih estas kun plenigo de 65–75 %.)
 La 1857 PS (ĉevalpovo) × 270 : 21450 kg = donas rapidon de ĉirkaŭ 23,37 km/h. La lokomotivo povas tre longe veturi kun ĉirkaŭ 20–22 km/h kun peza trajno en deklivo.
 La trajno havas ĉirkaŭ 15 kg/t rezistancon en deklivo de 10 0/00, ĉirkaŭ 5 kg/t (trajno) + 10 kg/t (deklivo) = 15 kg/t.
 21450 kg tirforto : 15 kg/t = 1430 t pezo de trajno. 1430 tunoj – 219 t lokomotivopezo donas 1211 tunojn da vagonoj.
 La lokomotivo povas tiri 15 vagonojn kun 4 aksoj kaj 80 t pezo. 15 vagonoj × 80 t donas 1200 t pezon de trajno.
 La vagono pezas eble 25 t kaj povas transporti 55 tunojn da karbo. La trajno povas transporti 825 tunojn da karbo.
 La vaporlokomotivo povas longe tiri la vagonaron, ekzemple 1 horo, kun ĉirkaŭ 20-22 km/h en inklino da 10 0/00 aŭ 10mm/m.
 La trajno bezonas ĉirkaŭ 1 horon kaj povas grimpi monton de alteco de 200 m.
 En ebeno la trajno bezonas 5 kilogramojn / t da tirforto, 1430 t × 5 kg donas ĉirkaŭ 7150 kilogramojn da tirforto.
 La 1857 PS (ĉevalpovo) × 270 : 7150 kilogramojn da tirforto en ebeno donas 70,12 km/h rapidon.
 En ebeno la trajno povas veturi eble kun 70 km/h.
 La rado havas diametron de 1,422 m. 1,422m × 3,14 (Pi (nombro)) x 60 donas 267,9 metrojn en minuto. 70'000 m : 267,9 m/min. donas 261,29 rivoluojn.
 La germana normo permesas 260 rivoluojn en minuto por la 1-D-1-vaporlokomotivo.
 La trajno povas ekzemple veturi unu horon en deklivo kaj monti 200 m kun ĉirkaŭ 22 km/h kaj povas veturi en ebeno kun 65 km/h.

 Vidu ankaŭ 
 Bulgara ekspresa lokomotivo 1D1
 Tendro

 Eksteraj ligiloj 
 Jakob Buchli
 dlm – konstruado de novaj vaporlokomotivoj, germane, angle
 vikipedio
 DIN-Normoj - historio de LONA ekde jaro 1918; ekde de jaro 2007 FSF havas la germanan nomon: DIN NA 087 Normenausschuss Fahrweg und Schienenfahrzeuge DIN NA 087 Normokomisione Veturvojo kaj reloveturiloj
 vikipedio - tirakso
 la bulgara lokomotivo 1-D-1-tipa 
 Sauvage – Chapelon, france
 S 2/6, germane
 La vivo kaj aventuroj de la fera Felikso  (historio de la vaporlokomotivo FD 21-3031, kiu laboris en Sovetunio kaj iĝis monumento)''