История локомотива: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Использование энергии пара в турбинах представляло большие преимущества перед паровой машиной Уатта, однако турбины имели огромный недостаток, а именно — чрезвычайно большую скорость вращения. Турбина Лаваля делала около тридцати тысяч оборотов в минуту, а турбина Парсонса около восемнадцати тысяч. Практически двигатели с такими скоростями были ненужны, и оба изобретателя должны были снижать число оборотов.

Лаваль, не снижая оборотов турбины, для снижения числа оборотов рабочей машины применил зубчатую передачу, а Парсонс начал снижать число оборотов своей турбины, распределяя давление пара на большое количество ступеней давления в венцах лопаток самой турбины.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Турбина Лаваля

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

Вслед за Парсонсом и Лавалем над дальнейшим развитием турбины и приспособлением ее для практических надобностей промышленности и транспорта стал работать целый ряд изобретателей и конструкторов: в Америке — Чарльз Кэртис, во Франции — Огюст Рато, в Швейцарии — Генрих Целли, в Швеции — братья Юнгстрем.

В течение двух десятков лет паровая турбина, в деле своего развития и распространения сделала огромные успехи. Вслед за стационарными турбинами, оказавшимися очень удобными для электростанций, Парсонс начал строить судовые турбины, а Целли сделал первую попытку поставить турбину на локомотив.

Пользуясь опытом своих предшественников, Целли сконструировал паровую турбину, настолько удобную и экономичную, что некоторое время в Европе существовал даже «синдикат Целли», включавший ряд лучших заводов, которые строили только турбины его системы.

Эту турбину Целли и решил использовать, как локомотивный двигатель.

Генрих Целли, родившийся в 1862 году и благополучно здравствующий поныне, является типичным представителем современного поколения изобретателей. Он стоял вполне на уровне современных технических знаний, обладал способностью отлично разбираться в практических требованиях эпохи. Кроме того, — и это самое главное, — он имел в своем распоряжении материальную базу для осуществления своих замыслов, которую не всякий современный изобретатель может иметь в капиталистическом обществе, где каждое изобретение приходит к практическому своему успеху в результате долгих расчетов, многих опытов и требует весьма совершенных технических средств, немыслимых без наличия материальной и очень солидной базы.

Генрих Целли родился в Цюрихе, самом населенном торгово-промышленном научном и художественном центре Швейцарии. Это был скромный, тихий, способный мальчик, хорошо окончивший курс общественной школы и затем здесь же в Цюрихе поступивший в федеральный техникум. Он без колебания избрал для себя профессию инженера. Двадцатилетним юношей он окончил курс на механическом отделении, остался на год работать в электротехнической лаборатории для подготовки дипломной работы, а затем еще год пробыл практикантом на виднейшем в Европе машиностроительном заводе бр. Зульцер в Винтертуре.

Целли избежал участи Рудольфа Дизеля, за несколько лет до него работавшего здесь же в качестве практиканта, которому администрация цеха запрещала даже знакомиться с соседними цехами. Нет, будущему главному инженеру завода Эшер-Висс в Швейцарии была предоставлена полная возможность детально изучить технологический процесс огромных винтертурских предприятий.

Вернувшись в Цюрих, Целли получил диплом инженера-механика, после чего уехал в Париж в качестве инженера-механика. Сутолока шумной столичной жизни вызвала в нем отвращение. Целли возвратился на родину, начал спокойную размеренную жизнь и занял давно уже ожидавшее его видное место на заводе Эшер-Висс.

По инициативе нового инженера, который отлично учел потребности времени, завод организовал у себя паротурбостроительный отдел. Здесь, окруженный идеальной обстановкой для работы, Целли построил свою первую турбину, которая стала затем объектом производства нового отдела завода. Сам он вскоре был назначен главным инженером, а через несколько лет был избран директором предприятия.

Стремясь к расширению областей применения паровых турбин, Целли с успехом осуществил установку своей тысячесильной турбины на буксирном пароходе, курсировавшем на Цюрихском озере, а затем всецело занялся вопросом применения турбины для локомотива.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Генрих Целли

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

При всех достоинствах электровозов, электрификация железных дорог требовала дополнительных сооружений. Наоборот, сохранение в тяговой машине, способной заменить паровоз, пара, как движущего средства, было бы вполне естественно, последовательно и выгодно, так как в этом случае все вспомогательное оборудование и материальная служба могли быть использованы без изменений. Примерно двойная экономия в расходе пара открывала турбовозостроению широкие перспективы, особенно в направлении развития высокомощных локомотивов. С точки зрения динамики, наличие в самом двигателе вращательного движения делает турбовоз весьма удачным типом тяговой машины.

Перед Целли и братьями Юнгстрем, почти одновременно с ним начавшими работать над той же проблемой в Швеции, стоял, однако, ряд трудностей. Из них основными были: передача работы роторов турбины к ведущим осям и установка конденсатора, без которого работа паровой турбины становится чрезвычайно невыгодной.

Конденсатор, впервые примененный к паровому двигателю Уаттом, значительно повысил коэфициент полезного действия паровой машины. Соединение конденсатора с паровой машиной чрезвычайно повышает способность пара к расширению. Так как с увеличением давления пара тепловая его энергия возрастает, а с понижением давления — уменьшается, то, подводя к паровой машине пар высокого давления и отводя его из машины в конденсатор при самом незначительном давлении, можно тем большую разность теплосодержаний или тем больший перепад тепла превратить в механическую работу, чем выше давление пара в котле и чем глубже вакуум в конденсаторе.

В турбине, где имеется достаточно места для расширения пара, где можно устроить широкое сообщение с конденсатором, где не надо прибегать к клапанам, как в паровой машине Уатта, представляется возможность использовать весьма глубокий вакуум. Поэтому применением конденсатора к турбине была достигнута значительная экономичность ее работы.

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀ Движущая часть турбовоза: турбина и передача

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀