Vaporlokomotivo

[eta|400ra|Vaporlokomotivo en la [Stacidomo de Dieringhausen, Germanio]]
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 

*

## 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 antaŭrapidolevilo*Voreilhebel; 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)*;
# antaŭrapidolevilo*Voreilhebel; Levier d'avance; Combination Lever*;
# ŝovostango*Schieberstange; 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)*