Enkele decennia geleden trokken alleen stoomlocomotieven treinen op het spoor. In de kern is een stoomlocomotief een zelfrijdende machine die is ontworpen om auto's te verplaatsen en is uitgerust met een stoomkrachtcentrale. Het is het oudste type locomotief dat in de 19e eeuw de spoorwegen over de hele wereld domineerde. Hoe werkt een stoomlocomotief?
Algemene opstelling van een stoomlocomotief
Gedurende de lange geschiedenis van de ontwikkeling van zelfrijdende spoorweginstallaties zijn het ontwerp en de afmetingen van stoomlocomotieven meer dan eens veranderd. Individuele eenheden en assemblages werden verbeterd, de kracht van de stoomkrachtcentrale werd vergroot. Maar over het algemeen bleef de interne structuur van de locomotief te allen tijde hetzelfde. In bibliotheken van tegenwoordig vindt u gedetailleerde beschrijvingen van de werkingsprincipes van machines die door stoom worden aangedreven ("Hoe de stoomlocomotief werkt en werkt", VA Drobinsky, 1955).
Traditioneel omvat een stoomlocomotief een stoomketel, een stoommachine, een bemanning en soms een tender. Al deze onderdelen zijn zeer nauw met elkaar verbonden en betekenen afzonderlijk praktisch niets. In de ketel wordt gecomprimeerde stoom gegenereerd. De machine is een verbruiker van stoom en zet zijn thermische energie om in mechanische energie, die op zijn beurt de wielen van de locomotief aandrijft.
De bemanning zet de rotatie van de wielen om in een translatiebeweging van de hele constructie en draagt ook de trekkracht over op de tender en de hele trein.
Wat zit er in de locomotief?
De stoomketel is zeer eenvoudig van opbouw. Het heeft een vuurhaard waar brandstof wordt verbrand. Hierbij komen hete gassen vrij. Het water wordt in de tank verwarmd, wat bijdraagt aan de productie van gecomprimeerde stoom. Er is ook een kamer met een pijp waardoor de verbrandingsproducten uit de verbrandingskamer worden verwijderd.
De stoommachine is ontworpen voor één doel: de energie van de oververhitte stoom die in de ketel wordt gegenereerd, omzetten in een ander type energie met maximaal voordeel. Alleen mechanische energie is immers in staat om de wielen van een stoomlocomotief te laten draaien. De belangrijkste elementen van een stoommachine zijn cilinders. Elke stoomlocomotief heeft typisch een paar cilinders die aan de voorkant van het locomotiefframe zijn geplaatst.
De stoommachine werkt volgens het twin-action principe. Tijdens zijn werking wordt afwisselend stoom van beide zijden van de zuiger toegelaten.
Stoom komt niet meteen in de cilinders. Eerst gaat het door de spoelendozen. Spoelen zijn apparaten die stoom verspreiden. Via hen komt verse stoom de cilinder binnen en de verbruikte stoom wordt naar buiten afgevoerd. De spoelen bewegen exact mee met de beweging van de zuigers, wat wordt bereikt door middel van een speciaal stoomverdeelmechanisme.
En tot slot de bemanning. Het vervult een ondersteunende functie: het herbergt een stoomketel en een stoommachine. Dit deel van de interne structuur van de locomotief, bij interactie met het spoor, transformeert de mechanische energie van de stoommachine in de energie van de translatiebeweging van de locomotief. Met andere woorden, de bemanning is van vitaal belang voor de beweging van de locomotief op de rails.
