A тяговый двигатель - это трактор с паровым двигателем трактор, используемый для перемещать тяжелые грузы по дорогам, пахать землю или обеспечивать электроэнергию в выбранном месте. Название происходит от латинского tractus, что означает «нарисованный», поскольку основная функция любого тягового двигателя - тянуть за собой груз. Иногда их называют дорожными локомотивами, чтобы отличить их от железнодорожных локомотивов, то есть паровых машин, которые ходят по рельсам.
Тяговые двигатели обычно бывают большими, крепкими и мощными, но также тяжелыми, медленными и трудными для маневрирования. Тем не менее они произвели революцию в сельском хозяйстве и автоперевозках в то время, когда единственной альтернативой тягач была упряжная лошадь.
. Они стали популярными в промышленно развитых странах примерно с 1850 года, когда появились первые самоходные переносные машины. были разработаны паровые машины для сельскохозяйственного использования. Производство продолжалось и в начале 20 века, когда конкуренция со стороны двигателей внутреннего сгорания тракторов привела к тому, что они вышли из моды, хотя некоторые из них продолжали коммерческое использование в Соединенное Королевство в 1950-х годах и позже. Все типы тяговых двигателей в настоящее время заменены на коммерческое использование. Однако по всему миру сохранилось несколько тысяч экземпляров, многие из которых находятся в рабочем состоянии. Ярмарки Steam проводятся круглый год в Соединенном Королевстве и в других странах, где посетители могут увидеть работающие тяговые двигатели под рукой.
Тяговые двигатели были громоздкими и плохо подходили для пересечения мягких или тяжелых грунтов, поэтому их сельскохозяйственное использование обычно было либо «на поясе» - приводило в движение сельскохозяйственную технику с помощью непрерывного кожаного ремня, приводимого в движение маховиком, либо попарно, перетаскивая орудие на тросе с одной стороны поля на другую. Однако там, где это позволяли почвенные условия, предпочтение было отдано прямому перемещению навесного оборудования («вне дышла ») - в Америке это привело к расходящемуся развитию парового трактора.
Ограниченность технических знаний и производственных технологий означала, что практичные дорожные транспортные средства, приводимые в движение паром, не появлялись до начала XIX века.
Тяговый двигатель в том виде, в каком он известен сегодня, был разработан в результате эксперимента 1859 года, когда Томас Эвелинг модифицировал переносной двигатель Clayton Shuttleworth , которую приходилось возить с работы на работу на лошадях, в самоходную. Это изменение было сделано путем установки длинной приводной цепи между коленчатым валом и задней осью. Томас Авелинг считается «отцом тягового двигателя». Другим влиянием были существующие автомобили, которые первыми стали называть тяговыми двигателями, такие как двигатели Бойделла, производимые различными компаниями, и двигатели, разработанные для автомобильных перевозок Бреем. Первая половина 1860-х годов была периодом больших экспериментов, но к концу десятилетия стандартная форма тягового двигателя претерпела изменения и мало что изменится в течение следующих 60 лет.
До тех пор, пока качество дорог не улучшилось, спрос на более быстрые транспортные средства был невелик, и двигатели были приспособлены к их использованию на неровных дорогах и сельскохозяйственных трассах.
Вплоть до первых десятилетий двадцатого века производители продолжали искать решение, позволяющее реализовать экономические выгоды от вспашки с прямым тяговым усилием, и, особенно в Северной Америке, это привело к разработке в Америке плуга паровой трактор. Британские компании, такие как Mann's и Garrett, разработали потенциально жизнеспособные двигатели для прямой вспашки, однако рыночные условия были против них, и они не смогли получить широкой популярности. Эти рыночные условия возникли после Первой мировой войны, когда в результате политики британского правительства возникло избыток оборудования. Было построено большое количество плужных машин Фаулера, чтобы увеличить площадь обрабатываемой земли во время войны, и с 1917 года было импортировано много новых легких тракторов Fordson F.
Дорожный пар исчез из-за ограничений и сборов, которые увеличить свои эксплуатационные расходы. В течение 1921 года паровые тракторы демонстрировали явные экономические преимущества по сравнению с лошадиными силами для перевозки тяжелых грузов и коротких поездок. Однако грузовики с бензином начали показывать более высокую эффективность, и их можно было дешево купить в качестве военных излишков; на загруженном маршруте трехтонный грузовик с бензином мог сэкономить около 100 фунтов стерлингов в месяц по сравнению с его паровым эквивалентом, несмотря на жесткие ограничения скорости, относительно высокие цены на топливо и расходы на техническое обслуживание.
На протяжении 1920-х и 1930-х годов. действовали более жесткие ограничения на автомобильные перевозки пара, включая ограничения скорости, дыма и пара, а также «налог на влажность», когда размер подлежащего уплате налога был пропорционален размеру увлажненной зоны котла; это сделало паровые двигатели менее конкурентоспособными по сравнению с двигателями внутреннего сгорания местного производства (хотя импорт облагался налогом до 33%). В результате отчета Солтера о финансировании дорожного движения в 1933 году был введен «налог на осевую нагрузку », чтобы взимать с коммерческих автомобилей больше расходов на содержание дорожной системы и избавиться от представления о том, что бесплатное использование дорог субсидирует конкурентов, занимающихся железнодорожными грузовыми перевозками. Налог уплачивается всеми автоперевозчиками пропорционально нагрузке на ось и особенно ограничивается паровыми двигателями, которые тяжелее бензинового эквивалента.
Первоначально импортная нефть облагалась налогом намного выше, чем добываемый в Великобритании уголь, но в 1934 году Оливер Стэнли, министр транспорта, снизил налоги на мазут, одновременно подняв сборы Дорожного фонда с дорожных локомотивов до 100 фунтов стерлингов в год, что вызвало протесты производителей двигателей и перевозчиков., шоумены и угольная промышленность. Это было во время высокого уровня безработицы в горнодобывающей промышленности, когда рынок паровых перевозок угля составлял 950 000 тонн в год. Этот налог был разрушительным для предприятий тяжелых грузовиков и шоуменов и ускорил списание многих двигателей.
Последние новые тяговые двигатели, произведенные в Великобритании, были построены в 1930-х годах, хотя многие из них продолжали коммерческое использование в течение многих лет, в то время как оставались опытные механики, которые водили их.
С 1950-х годов «движение консервации» начало развиваться, когда энтузиасты осознали, что тяговые двигатели находятся под угрозой исчезновения. Многие из оставшихся двигателей были куплены энтузиастами и восстановлены до рабочего состояния. Митинги по тяговым двигателям начались сначала как гонки между владельцами двигателей и их подопечными, а затем превратились в важные туристические достопримечательности, которые ежегодно проходят во многих местах.
Регистр тяговых двигателей регистрирует детали тяговых двигателей, паровых дорожных катков, паровозов, паровых пожарных машин и переносных двигателей, которые, как известно, сохранились в Соединенном Королевстве и Ирландской Республике. В нем было зарегистрировано 2851 самодвижущийся двигатель и вагон, 687 переносных двигателей (несамоходных), 160 паровых пожарных машин, существовавших в 2016 году. Новое издание Реестра запланировано на 2020 год. Ранее в мае 2011 года неизвестный источник оценил, что Сохранилось более 2000 тяговых двигателей. Эта цифра может включать двигатели, сохранившиеся в других странах мира, особенно в США, Канаде, Австралии и Новой Зеландии, но если да, то это заниженная оценка. Всесторонняя информация о прошлых производителях в Великобритании и их производстве регистрируется Обществом дорожных локомотивов, базирующимся в Великобритании.
Хотя первый В тяговых двигателях использовалась цепная передача, более типично для крупных шестерен, которые используются для передачи привода от коленчатого вала на заднюю ось.
Машины обычно имеют два больших приводных колеса сзади и два меньших колеса для управления спереди. Тем не менее, некоторые тяговые двигатели использовали вариант с полным приводом, а некоторые экспериментировали с ранней формой гусеницы.
.
Тяговые двигатели нашли коммерческое использование в различных ролях между середина девятнадцатого и середина двадцатого века. Для каждой роли требовалась машина с различным набором характеристик, и тяговый двигатель эволюционировал в несколько различных типов, чтобы соответствовать этим различным ролям.
Наиболее распространенная форма в сельской местности. Они использовались для буксировки и в качестве стационарного источника энергии. Даже когда у фермеров не было такой машины, они время от времени полагались на нее. Многие фермы использовали бы тягловых лошадей в течение года, но во время сбора урожая подрядчики по обмолоту будут ездить с фермы на ферму, таща молотилку, которая будет установлена на поле и приводится в действие от двигателя - ag ood пример передвижного стационарного двигателя.
Благоприятные почвенные условия означали, что тяговые двигатели США обычно тянули свои плуги за собой, тем самым устраняя сложности с установкой кабельного барабана и дополнительной зубчатой передачи, что упрощало техническое обслуживание. Американские тяговые двигатели производились различных размеров: 6-сильный Russell был самым маленьким серийно выпускаемым двигателем, а большие двигатели Russell, Case и Reeves были самыми большими.
Отличная форма тягового двигателя, отличающаяся наличием намоточного барабана большого диаметра, приводимого в действие отдельной передачей от парового двигателя. На барабан был намотан длинный трос , который использовался для перевозки навесного оборудования, такого как плуг, через поле, в то время как двигатель оставался на мыс. Это минимизировало площадь земли, подверженную уплотнению почвы.
. Намоточный барабан был установлен либо горизонтально (под котлом), либо вертикально (с одной стороны), либо даже концентрично, так что он окружал котел. Однако большинство из них было подвешено (горизонтально), что потребовало использования очень длинного котла, чтобы у барабана было достаточно места между передними и задними колесами. Эти конструкции были самыми большими и самыми длинными тяговыми двигателями, которые когда-либо строились.
В основном пахотные машины работали парами, по одному на каждой стороне поля, с веревкой от каждой машины, прикрепленной к буксируемому орудию. Два водителя общались сигналами, используя свистки двигателя.
Для использования с плужными машинами было сконструировано множество орудий. Наиболее распространенными были балансирный плуг и культиватор - вспашка и обработка почвы являлись наиболее физически сложными задачами на пахотном хозяйстве. Другие орудия могут включать дренаж кротов, используемый для создания подземного дренажного канала или трубы, или ковш земснаряда для выемки грунта на реках или рвах.
Двигатели часто снабжались «поддоном для зубьев» на передней оси для хранения «зубьев», которые устанавливались на колеса при движении по неровной местности.
Человеком, которому в середине девятнадцатого века приписывают изобретение плужной машины, был Джон Фаулер, английский инженер и изобретатель сельского хозяйства. Однако плуг, разработанный Питером, лордом Уиллоби де Эресби и его судебным приставом, и построенный на Swindon Works, был выставлен на Большой выставке 1851 в Лондон, за несколько лет до появления системы Фаулера. Лорд Уиллоуби указал, что его дизайн можно свободно копировать, и Фаулер посетил Замок Гримсторп, поместье, где были развернуты плужные машины.
Плужные машины были редкостью в США; плуги обычно буксировались непосредственно с помощью сельскохозяйственного двигателя или парового трактора.
В Северной Америке термин паровой трактор обычно относится к типу сельскохозяйственных трактор с приводом от паровой машины, широко использовавшийся в конце XIX - начале XX веков.
В Великобритании термин паровой трактор чаще применяется к самые маленькие модели тяговых двигателей - обычно те, которые весят менее пяти тонн, чтобы двигатель был одноместным (все, что выше, должно было обслуживаться как минимум двумя людьми; водитель и рулевой); используется для перевозки небольших грузов по дорогам общего пользования. Хотя эти двигатели известны как легкие паровые тягачи, они, как правило, представляют собой уменьшенные версии дорожных локомотивов.
Они были популярны в торговле древесиной в Великобритании, хотя вариации также были разработаны для обычных легких автомобильных перевозок и использования шоуменами.
Самым популярным из этих проектов, вероятно, был Garrett 4CD, что означает номинальную мощность 4 лошадиных силы Compound.
Разработанный для перевозки тяжелых грузов по дорогам общего пользования, два или даже три автомобиля обычно соединялись вместе, чтобы позволить более тяжелые грузы перемещаться. быть обработанным.
Отличительными особенностями этих двигателей являются очень большие задние ведущие колеса, оснащенные сплошными резиновыми шинами, трехступенчатая передача (большинство типов тяговых двигателей имеют только две передачи), заднюю подвеску и нижние баки, чтобы обеспечить больший диапазон между упорами, необходимыми для пополнения воды. Все эти функции предназначены для улучшения плавности хода и производительности двигателя, которые использовались для поездок на сотни миль. Большинство локомотивов оснащены барабаном лебедки на задней оси. Это можно использовать, сняв ведущие штифты с задних колес, позволяя приводной передаче приводить в действие барабан лебедки вместо колес.
Джеймс Бойделл работал с британским производителем паровых тяговых двигателей Charles Burrell Sons над производством двигателей для дорожных перевозок с 1856 года, которые использовали его Dreadnaught Wheels, которые особенно подходили для плохих для дорог или бездорожья.
Некоторые дорожные локомотивы оснащены краном стрелой спереди. Ось стрелы установлена на переднем мосту, а небольшая лебедка установлена на удлинении дымовой камеры перед дымоходом, кабель проходит через шкив в верхней части стрелу. Лебедка приводится в действие коническими шестернями на валу, приводимом непосредственно от двигателя, с муфтой определенной формы, обеспечивающей управление подъемом / опусканием. Эти дорожные локомотивы можно использовать для загрузки прицепа, а также для перевозки его на новое место. Их часто называют «крановыми двигателями».
Особенно отличительной формой дорожного локомотива был двигатель шоумена. Они управлялись путешествующими шоуменами как для буксировки выставочного оборудования, так и для питания его при установке либо напрямую, либо с помощью генератора. Они могли быть красиво украшены и составляли часть зрелища ярмарки. Некоторые из них были оснащены небольшим краном, который можно было использовать при сборке аттракциона.
Паровой каток, связанный с паровым тяговым двигателем, использовался для строительства дорог и выравнивания грунта. Обычно спроектирован с одним тяжелым катком (на практике, как правило, парой смежных катков), заменяющим передние колеса и ось, и гладкими задними колесами без ремней.
Некоторые тяговые двигатели были спроектированы как кабриолет : одна и та же базовая машина могла быть оснащена либо стандартными опорными колесами (с протекторами или шинами), либо плавными катками - переключением между два - менее чем за полдня.
Ряд других паровых транспортных средств имеют общие конструктивные особенности с тяговым двигателем, обычно потому, что та же технология была повторно использована в новое приложение.
A Переносной двигатель - это тип автономной паровой машины и комбинации котла, которую можно перемещать с места на место. Несмотря на сильное семейное сходство как по внешнему виду, так и по (стационарной) работе, переносной двигатель не классифицируется как тяговый двигатель, поскольку он не является самоходным. Однако он включен в этот список, потому что тяговый двигатель является прямым потомком.
Паровоз - это паровой дорожный автомобиль для перевозки фрахт. Это была самая ранняя форма lorry (грузовик) и имела две основные формы: overtype и undertype - разница заключалась в расположении двигателя относительно котла <90.>. Среди фирм, которые специализировались на них в 1900-х годах, была недолговечная Invicta Works of Maidstone, принадлежавшая Джесси Эллису.
У этого сверхтипа паровая машина была установлена на жаротрубном котле аналогично тяговому двигателю. Передняя часть парового вагона сверхтипа имеет большое семейное сходство с тяговыми двигателями, и производители, которые производили и то, и другое, вполне могли использовать некоторые общие детали.
У нижнего типа паровая машина была установлена под котлом, обычно между рамами шасси. Котел обычно устанавливался далеко вперед и часто был вертикальным и / или водотрубным.
Паровозы были доминирующей формой тягового двигателя для коммерческих перевозок в начале двадцатого века, хотя они были в значительной степени британским явлением, с немногими производителями за пределами Великобритании. Конкуренция со стороны транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания и неблагоприятное законодательство привели к тому, что немногие из них остались в коммерческом использовании после Второй мировой войны.
Некоторые производители тяговых двигателей (например, Эвелинг и Портер и Фаулер ) построили легкие железнодорожные локомотивы на основе их тяговых двигателей. В своей грубой форме у них были просто стальные колеса с фланцами, которые позволяли им двигаться по рельсам. Более совершенные модели имели котел и двигатель, смонтированные на шасси с осями типа железнодорожных вагонов. Задний мост приводился от двигателя шестеренчатой или цепной передачей. Эти необычные локомотивы были проданы небольшим предприятиям для маневровых и сортировочных работ, хотя они также пользовались популярностью у инженерных фирм, занимающихся строительством магистральных железных дорог для перевозки людей, оборудования и материалов по частично построенной линии.
Хотя больше не используются в коммерческих целях, тяговые двигатели всех типов продолжают обслуживаться и сохраняются энтузиастами и часто выставляются на сельскохозяйственных выставках в Европе (особенно в Великобритании), Канаде и Соединенных Штатах. Они часто являются главной достопримечательностью фестиваля живого пара (см. Список паровых ярмарок ).
Модели тяговых двигателей, приводимые в действие паром, производятся несколькими компаниями, в частности Mamod и Wilesco. Модели двигателей большего размера являются популярными объектами для инженеров-моделистов, которые создают либо в виде поставляемого набора деталей, либо из сырья.
Викискладе есть материалы, связанные с Тяговыми двигателями. |
Исследования
История
Сохранение
Дополнительная информация