Будова паравоза

Паравоз складаецца з трох асноўных частак: катла, паравой машыны і экіпажнай часткі. Акрамя таго, у склад паравоза ўключаецца тэндар — спецыяльны вагон, дзе захоўваюцца запасы вады і паліва. Калі ж вада і паліва захоўваюцца на самім паравозе, то тады яго называюць танк-паравозам.

Паравы кацёл служыць для атрымання пара, гэта значыць з'яўляецца першасным крыніцай энергіі. Пар на паравозе з'яўляецца асноўным рабочым целам у многіх прыладах і механізмах і перш за ўсё ў цягавае паравой машыне, якая пераўтворыць энергію пара ў зваротна-паступальны рух поршня, якое ў сваю чаргу з дапамогай крывашыпна-шатунного механізму трансфармуецца ў вярчальны, прымушаючы круціцца рухальныя колы. Акрамя гэтага, пар служыць для прывада парапаветранага насоса, паратурбагенератара, а таксама выкарыстоўваецца ў гукавых сігналах — свістке і тыфоне. Экіпаж паравоза, які складаецца з рамы і хадавых частак, з'яўляецца як бы перасоўным падставай (драбамі) паравоза і служыць для нясення абсталявання і для перамяшчэння паравоза па рэйках. Таксама часам у асноўныя часткі паравоза ўключаюць і *тэндар* — прычапляемы да лакаматыва вагон, які служыць для захоўвання запасаў вады і паліва.

## Паравы кацёл 
Паравы кацёл з'яўляецца першаснай крыніцай энергіі, што робіць яго галоўным кампанентам паравоза. У сувязі з гэтым да катла прад'яўляецца цэлы шэраг патрабаванняў. Перш за ўсё, *надзейнасць (бяспека)* працы катла — абумоўлена тым, што ціск пара можа дасягаць вельмі высокіх значэнняў (да 20 атм. і вышэй), што ператварае кацёл у патэнцыйную бомбу, і які-небудзь дэфект канструкцыі можа прывесці да выбуху, тым самым заадно пазбавіўшы паравоз крыніцы энергіі. Менавіта выбух паравога катла быў адным з найбольш важкіх аргументаў супраць увядзення паравознай цягі ў XIX стагоддзі.
Таксама паравы кацёл павінен быць зручны ў кіраванні, абслугоўванні і рамонце, мець магчымасць працы на розных відах і гатунках паліва, быць як мага больш магутным, а таксама эканамічным.

Паравы кацёл складаецца з частак, якія для зручнасці часта дзеляць на пяць груп:
# асноўныя часткі;
# гарнітура;
# арматура;
# параправод і параперагравальнік;
# дапаможнае абсталяванне.

### Асноўныя часткі катла 
Класічны паравы паравозны кацёл складаецца з наступных асноўных частак (на малюнку вышэй — злева направа): **топка**, **цыліндрычная частка** і **дымавая скрынка**.

#### Топка 
 ў разрэзе]]
**Топка**, яна ж *камера згарання*, служыць для пераўтварэння хімічнай энергіі, заключанай у паліве, у цеплавую. Паводле канструкцыі топка ўяўляе сабой дзве ўкладзеныя адна у адну сталёвыя скрынкі: вогненная скрынка (уласна топка) і кажух, злучаныя паміж сабой адмысловымі сувязямі. Паравозная топка працуе пры высокіх тэмпературных умовах, тэмпература ад згарэлага паліва можа дасягаць 1600°C, а паміж вогненнай скрынкай і кажухом пры працы знаходзіцца пласт пара пад вялікім ціскам (дзясяткі атмасфер). Па гэтай прычыне топку збіраюць з мінімальна магчымай колькасці дэталяў, у прыватнасці вогненная скрынка складаецца з пяці лістоў: столь, два бакавыя, задні і трубчастая рашотка. Апошняя з'яўляецца месцам пераходу ад топкі да цыліндрычнай часткі.

У ніжняй частцы топкі знаходзіцца каласніковая рашотка, якая служыць для падтрымання пласта вогненнага цвёрдага паліва. Як вынікае з назвы, яна мае рашэцістую структуру, што забяспечвае прыток свежага паветра ў топку. Вялікія каласніковыя рашоткі складаюцца з некалькіх асобных рашотак — *каласнікоў*. У заднім лісце топкі размешчана шуровочная адтуліна, праз якую закідваецца паліва. На магутных паравозах ў верхняй частцы топкі размешчаны цыркуляцыйныя трубы і (або) тэрмасіфоны, якіч служаць для павышэння цыркуляцыі вады ў катле. На гэтых трубах мацуецца спецыяльнае *скляпенне* з цэглы, якое абараняе столь і трубчастую рашотку ад уздзеяння адкрытага полымя.

Паміж сабой топкі адрозніваюць па форме столі: з плоскім верхам і радыяльныя. Топка з плоскім верхам, таксама вядомая як *топка Бельпера*, мае адносна вялікі аб'ём вогненнай скрынкі, дзякуючы чаму забяспечваецца паўната згарання паліва. У выніку такія топкі былі вельмі распаўсюджаныя ў ранніх паравозаў, а ў шэрагу краін выпускаліся аж да канца паравозабудоўлі (напрыклад, паравозы Эр, якія выпускаліся Чэхаславакіяй і Польшчай аж да 1957 года). Аднак топку Бельпера складана стыкаваць з цыліндрычнай часткай катла. Акрамя гэтага, вялікая шырыня абмяжоўвае прымяненне па габарытах, асабліва ў верхняй часткі, а на магутных паравозах патрабуецца ўсталёўваць вялікая колькасць сувязяў паміж вогненнай скрынкай і кажухом, так як плоскія лісты горш супрацьстаяць высокаму катлавому ціску. Таму на магутных паравозах сталі ўжываць топкі з радыяльнай столлю (*радыяльная топка*). Радыяльная топка лягчэйшая за топку Бельпера і лепш супрацьстаіць высокаму ціску пара. Але ў радыяльнай топцы ёсць сур'ёзны недахоп: адносна малы аб'ём топачнаай прасторы, з-за чаго паліва спальваецца менш эфектыўна, а незгарэлыя часціцы вугалю могуць пашкодзіць ўнутраную паверхню катла. Таму ў пярэдняй верхняй частцы такіх топак нярэдка ўсталёўваюць камеру дагарання, якая паляпшае эфектыўнасць згарання паліва (хоць нярэдка гэта меркаванне перабольшваюць).

#### Цыліндрычная частка катла 
Цыліндрычная частка паравога катла з'яўляецца яго асноўнай часткай, бо менавіта ў ёй адбываецца асноўнае параўтварэнне. Па сутнасці, цыліндрычная частка з'яўляецца дымагарным катлом, бо нагрэў вады адбываецца за кошт праходзячых праз яе вялікай колькасці (да некалькіх сотняў штук) *дымагарных* труб, усярэдзіне якіх працякаюць цеплавыя паветраныя патокі. Абалонка цыліндрычнай частцы складаецца з некалькіх барабанаў (звычайна тры і больш), злучаных тэлескапічным метадам, то ёсць адзін укладзены ў іншы. Упершыню многотрубчатый кацёл на паравозах быў ужыты ў 1829 годзе, а менавіта — на знакамітай «Ракеце» Стэфенсана.

Часта ў цыліндрычнай часткі знаходзіцца і параперагравальнік, які размешчаны ў трубах, якія ў асноўным аналагічныя дымагарным, але больш дыяметрам. Такія трубы называюць ужо жаравымі, а сам параперагравальнік — *жаратрубным*.

#### Дымавая скрынка 
### Гарнітура катла 
**Гарнітура катла** — прыборы і прылады для забеспячэння цеплавой працы катла. Яны дазваляюць забяспечыць спальванне патрэбнай колькасці паліва з найменшымі стратамі. У залежнасці ад размяшчэння, адрозніваюць гарнітуру топкі і гарнітуру дымавой скрынкі. Таксама варта адзначыць такі прыбор як *сажаздзьмухвальнік*, які можа размяшчацца як у топцы, так і ў вогненнай скрынцы топкі, альбо зусім быць пераносным. Сажесдуватель служыць для ачысткі ўнутранай паверхні дымогарных і жаровых труб ад сажы і нагара, тым самым дазваляючы павялічыць перадачу цяпла ад гарачых газаў праз сценкі труб да вады і пару. Ачыстка вырабляецца напрамкам струменя пара ўнутр труб. Пасля на многіх паравозах сажаздувальнікі былі дэмантаваныя.

#### Гарнітура топкі 
Да гарнітуры топкі перш за ўсё варта адзначыць *калосніковую рашотку*, размешчаную ў вогненнай скрынцы на ўзроўні топачнай рамы. Дадзеная рашотка служыць для падтрымання пласта палаючага цвёрдага паліва, а таксама, як зразумела з назвы, забяспечвае да яго, за кошт шчылін, прыток неабходнага для гарэння паветра. З-за вялікіх памераў (на паравозе серыі Л яе памеры — 3280×1830 мм), колосниковая рашотка робіцца з асобных элементаў — *колосников*, якія размешчаны папярочнымі радамі. На ранніх паравозах каласнікі былі нерухомымі, пасля сталі будавацца паравозы з рухомымі (качан) каласнікі, што дазваляла спрасціць ачыстку топкі ад шлакаў і попелу. Прывад мігатлівыя колосников пераважна пнеўматычны. Шлакі і попелу з топкі ссыпаются ў размешчаны пад топкай спецыяльны бункер — *зольнік*, верхняя частка якога ахоплівае ўсю каласніковую рашотку, а ніжняя, з-за дэфіцыту свабоднай прасторы, размяшчаецца пераважна паміж бакавінамі асноўнай рамы паравоза. Для пропуску паветра ў топку, зольніка абсталюецца адмысловымі клапанамі, якія выкарыстоўваюцца таксама і для ачысткі бункера ад шлакаў. Да гарнітуры топкі яшчэ адносяць і *топачныя (шуровачныя) дзверцы*, якія зачыняюць шуровачную адтуліну (служыць для закіду паліва ў топку), тым самым падзяляючы прасторы топкі і будкі машыніста. Так як і зольніка, і рашотка забяспечваюць прыток свежага паветра ў вогненную скрынку, засмечванне (шлакаванне) іх паветраправодаў і шчылін можа прывесці да сур'ёзнага падзення магутнасці катла, таму пры выкарыстанні антрацыта і нізкакаларыйных вуглёў ўжываюць *шлакаўвільгатняльнік*, які прадстаўляе сабой некалькі трубак з адтулінамі, размешчанымі па перыметры колосниковой рашоткі. Перыядычна праз іх прапускаюць пар, які паніжае тэмпературу ў самой рашоткі, а датыкаючыся са шлакам робіць яго больш сітаватым.

Калі паравоз ацяпляецца нафтай або мазутам (распаўсюджана на сучасных паравозах), то ў топцы ўсталёўваюць *нафтавыя фарсункі* і нафтаправоды. Фарсункі забяспечваюць тонкае распыленне паліва, што неабходна для яго поўнага згарання. Пры гэтым з топкі адбіраюць каласніковую рашотку, а замест яе ў зольніке і топцы усталёўваюць спецыяльны цаглянае скляпенне (таксама вядомае як абмуроўка), які служыць дадатковай абаронай топкі ад полымя, які мае больш высокую тэмпературу (звыш 1600°), чым пры вугальным апале, а таксама для рацыяналізацыі працэсу гарэння — калі полымя кароткачасова пагасіць, то распалены звод дапаможа запаліць паступае пасля перапынку паліва. Аднак агульная вага дадзенага скляпення значна вышэй, чым у каласніковай рашоткі, таму пераклад паравоза з вугальнага на нафтавае ацяпленне, павышае агульную вагу паравоза, асабліва яго задняй часткі.

#### Гарнітура дымавой скрынкі 
Для гарэння паліва неабходнае паветра, прычым яго трэба досыць шмат: на 1 кг вугалю ці мазуту патрабуецца адпаведна 10-14 кг або 16-18 кг паветра. Відавочна, што падача такой колькасці паветра ў камеру згарання (топку) натуральным спосабам практычна немагчымая, што прымушае да стварэння штучнай цягі газаў у катле. Для гэтага ў дымавой скрынкі ўсталёўваюць адмысловую *дымавыцяжную прыладу*, якое забяспечвае прыток паветра ў топку за кошт стварэння разрэджання ў дымавой камеры. Паравозныя дымовытяжные прылады бываюць некалькіх канструкцый, аднак практычна ўсе яны працуюць на ўжо адпрацаваным пары, якая паступае з цягавай паравой машыны, што дазваляе змяняць падачу паветра ў залежнасці ад выкарыстоўванай магутнасці машыны, то ёсць чым больш напружана працуе паравоз, тым мацней гарэнне і тым больш пара выпрацоўваецца.

Найбольш простай дымавыцяжной прыладай з'яўляецца *конус*, які выглядае як фарсунка конусападобнага сячэння, усталяваная пад дымавой трубой. Прынцып дзеяння конусу заключаецца ў тым, што прапушчаны праз яго адпрацаваны пар набывае высокую хуткасць (да 250-350 м/з), пасля чаго накіроўваецца ў дымавую трубу, дзе ён, захапляючы за сабой паветра, стварае ў дымавой камеры разрэджанне. Конусы бываюць розных канструкцый, у тым ліку адно-, двух - і чатырохдырныя, пераменнага і пастаяннага сячэння, з агульным і асобным выпускам. Найбольшае распаўсюджванне атрымаў чатырохдырны конус пераменнага сячэння з раздзельным выпускам, гэта значыць, калі пар з правага і левага цыліндраў выпускаюцца асобна. Аднак нягледзячы на прастату канструкцыі, конус нельга выкарыстоўваць на паравозах з кандэнсацыяй адпрацаванага пара, таму на апошніх у якасці дымавыцяжной прылады выкарыстоўваецца *вентылятар (газосос)*. Прывад вентылятара ажыццяўляецца ад адпрацаванага пара, што таксама як і пры конусе робіць рэгуляванне цягі аўтаматычнай. Дзякуючы сваім вартасцям, вентылятарная цяга стала прымяняцца нават на паравозах без кандэнсацыі адпрацаванага пара (напрыклад, савецкія Св і Сум), аднак з-за шэрагу недахопаў (больш складаная канструкцыя, чым у конусу, а такім чынам і больш высокі кошт рамонту, высокая супрацьціск пры выпуску пара, складанасць працы на высокіх отсечках) у 1950-х гг. вентылятарная цяга была заменена на конусную.

### Параметры катла 
Кацёл мае наступныя параметры:
* агульная плошча нагрэву ў м² — параметр складаецца з плошчаў нагрэву топкі, плошчы перагравальніка, а таксама плошчаў дымагарных і жаравых труб;
* аб'ём паравой прасторы ў м³;
* люстэрка выпарэння, м²;
* працоўны ціск у атм;
* Аб'ём заліваемай вады.

## Паравая машына 
Паравая машына паравоза складаецца з цыліндраў, адлітых як адно цэлае з залатніковымі скрынкамі, механізму для перадачы намаганні на рухальныя колы (крывашыпна-шатунный механізм) і параразмеркавальнага механізму. Цыліндры паравой машыны (якіх на паравозе бывае 2 і больш) адліваюцца з сталі і ўмацоўваюцца на раме з дапамогай нітаў, альбо адлітыя разам правая і левая паравая машына, як на больш позніх паравозах.

У паравозах ўжываюць наступныя віды паравых машын:
* машына аднаразовага пашырэння пара — простая па канструкцыі, мае высокую надзейнасць і нядрэнную эканамічнасць;
* машына аднаразовага пашырэння пара трох ці чатырох цыліндравая — валодае большай магутнасцю, але складаная па канструкцыі;
* машына кампаўнд — таксама валодае вялікай магутнасцю, але па эканамічнасці сябе не апраўдала. Мае акрамя складанай канструкцыі праблемы пры руху з частымі прыпынкамі.
У большасці паравозаў выкарыстаны простыя двухцыліндравыя машыны, эканамічнасць была павышана увядзеннем параперагравальніка

Паразмеркавальны (звычайна кулісны) механізм паравоза складаецца з *кулісы* 1, хісткай на восі і злучанай сваім ніжнім канцом з пальцам *контркрывашыпа* 2, насаджанага на вядучым коле пад некаторым вуглом да *крывашыпа*. Рух ад кулісы перадаецца з дапамогай *радыяльнай цягі* 3 верхняму канцу рычага (*маятніку*) 4; ніжні канец маятніка атрымлівае рух ад *паўзуна* 5. Рух *залатніка* 6 паведамляецца ад прамежкавай пункту ківача. З дапамогай кулісным механізму ажыццяўляюцца (залатніком) усе фазы параразмеркавання, рэгуляванне магутнасці паравоза шляхам змены ступені напаўнення (адсечкі) пара ў цыліндр 7 і рэверсавание 8 — атрыманне зваротнага ходу паравоза.

У некаторых выпадках для часовага павышэння сілы цягі (пры крананні з месца і на пад’ёмах) на паравозах, акрамя асноўнай паравой машыны, усталёўваюць дапаможную (*бустэр*), якая перадае працу на падтрымліваючыя восі паравоза або на восі тэндару.

Іншыя элементы машыны паравоза:
* *сальнікі* — ўшчыльнення, якія прадухіляюць ўцечкі пара;
* *байпасы* — прылады для перапуску паветра, якія размяшчаліся на залатніковай скрынцы. Байпасныея каналы злучаюць паміж сабой паражніны цыліндру па абодва бакі поршня, і перакрываюцца спецыяльным клапанам. Пры нармальнай працы паравой машыны байпасныя клапаны зачыненыя, ніяк не ўплываючы на сістэму параразмеркавання. Пры закрытым рэгулятары (пры адсутнасці падачы пара) і руху накатам, байпасныя клапаны адкрываюцца, прадухіляючы тармажэнне паравоза пры яздзе па інерцыі. Байпасныя перапускі ў Расіі выкарыстоўваліся толькі на дарэвалюцыйных паравозах, пасля іх не ўсталёўвалі, замяняючы больш эфектыўнымі ў рабоце рассоўнымі залатнікамі. Найбольшае распаўсюджванне на айчынных паравозах атрымала сістэма інжынера Трафімава.

## Экіпаж 
Экипажная, або рамна-хадавая, частка паравоза складаецца з рамы, на якой усталёўваюцца кацёл і цыліндры, колавыя пары з буксамі, рысоры з балансірами і каляска
* *Рама* — металічная апорная канструкцыя, да якой мацуюцца астатнія часткі паравоза.
* *Пярэдняя каляска* — канструкцыя, якая дапамагае паровозу ўпісвацца ў павароты. Напрыклад, у паравозах серыі З выкарыстана каляска Цара-Краўса, якая аб'ядноўвае лятунковую і пярэднюю рухаючыю пары колаў. Пры гэтым у момант праходжанні павароту лятунковая вось паварочваецца, а рухаючая пара атрымлівае адпаведнае бакавое зрушэнне ў процілеглым кірунку.
* *Вядучая колавая пара*. На гэтую пару праз *поршневае дышла* ўздзейнічае паравая машына.
* *Счэпныя колавыя пары*. Гэтыя колы атрымліваюць крутоўны момант ад вядучай пары праз *счэпныя дышлы*.
На цэнтрах усіх рухаючых колавых пар як адно цэлае адлітыя *процівагу* для ўраўнаважвання сіл інэрцыі эксцэнтрычна круцячыхся мас (крывашыпа, пальцаў, спарнікаў, а на вядучым коле, акрамя таго, контркрывашыпа і часткі вядучага шатуна).
* *Лятунковыя колавыя пары*. Лятунковых пар звычайна бывае 1 або 2, у некаторых паравозах адсутнічаюць зусім (паравозы формул 0-Х-Х).
* *Падтрымліваючыя колавыя пары* размешчаны пад будай або топкай, могуць адсутнічаць (формула Х-Х-0). Паравозы з падтрымліваючымі колавымі парамі лепш прыстасаваныя для руху заднім ходам.
* *Восевыя буксы* — скрынкі, у якіх змешчаны падшыпнікі, звычайна падшыпнікі слізгацення, датыкальныя з шыйкамі восяў. У буксы заліваецца змазка. У выразах рамы прымацоўваюцца буксавыя накіроўвалыя: адна з гэтых накіроўвалых робіцца нахільнай, а паміж буксай і накіроўвалай ставіцца клін (буксавы), якім можна рэгуляваць зазор.
* *Рысоры* — пругкія элементы, якія размяшчаюцца паміж букс і рамай. Рысоры змякчаюць штуршкі і ўдары, якія колавая пара атрымлівае ад няроўнасцяў пуціі і стыкавых зазораў. Для лепшага размеркавання нагрузкі на асобныя колавыя пары рысоры злучаюцца паміж сабой *балансірамі*.
* *Счэпкі* — прылада для злучэння вагонаў і лакаматыва ў састаў.
* *Буфера* — элементы, якія размяшчаюцца ў месцы счэпкі і якія прадухіляюць рэзкія ўдары пры злучэнні вагонаў.

## Будка 
У будцы знаходзіліся машыністы (паровозная брыгада) і былі сканцэнтраваны ўсе элементы кіравання паравозам. У будку таксама выходзіла задняя частка топкі з шуровочнай адтулінай для загрузкі паліва.

## Тэндар 
Тэндар — спецыяльны вагон, прычапляемы ззаду да паровозу, у якім размяшчаліся запасы вады і паліва для катла. Часцяком, тэндары мелі стандартную канструкцыю і выкарыстоўваліся з некалькімі серыямі паравозаў. У асобных паравозах тэндар таксама утрымліваў спецыяльнае абсталяванне для кандэнсацыі адпрацаванага пара (тэндар-кандэнсатары, якія выкарыстоўваюцца ў засушлівых, дрэнна забяспечаных вадой) і аўтаматычны вуглепадатчык (стокер).

## Абсталяванне 
* *Тармазы*. На паравозах ўстаноўлены, галоўным чынам, аўтаматычныя паветраныя тармазы Весцінгаўза, Казанцава і Матросава. Сціснутае паветра ў спецыяльны рэзервуар пампуе парапаветраны насос, а з рэзервуара паветра падаецца праз галоўную тармазную магістраль у *тармазныя цыліндры* лакаматыва і цягніка, сістэмай рычагоў звязаныя з *тармазнымі калодкамі*. Пры адкрыцці размешчаных у будцы тармазных кранаў ціск у агульнай паветранай магістралі цягніка падае, і калодкі ціскам паветра з рэзервуараў прыціскаюцца да колаў.
* *Лакаматыўны скорасцемер*, прыводны ў дзеянне ад аднаго з колаў.
* *Паравы манометр* — прылада для вымярэння ціску пару ў катле.
* *Пясочніца*. Звычайна ўсталёўвалася наверсе катла. У пясочніцы знаходзіцца спецыяльна прасеяны дробны сухі рачны пясок, які ціскам паветра падаецца да колаў пры крананні і руху ўверх па ўхілу і для экстранага тармажэння для павелічэння счаплення паміж коламі і рэйкамі.
* *Свісток*. На апошніх серыях паравозаў ўжываліся гарманічныя шматтанальныя пяцітонавыя гудкі, якія ў свеце лічацца самымі прыгожымі.
* *Вадамерныя шклы* — паказваюць узровень вады ў катле.
* *Стокер* — механічны вуглепадатчык (на позніх паравозах).
* *Серваматор* — пнеўматычны пераклад куліснага каменя (на позніх паравозах).

## Літаратура 
* 
* БСЭ, 2-е выд.

## Спасылкі 
* Паравозы нетрадыцыйнай канструкцыі(англ.)