A тепловоз-цистерна или танковый двигатель - это паровоз, который перевозит воду в одном или нескольких бортовых резервуарах для воды вместо более традиционного тендера.. Танковый двигатель может также иметь бункер (или масляный бак) для хранения топлива.
Существует несколько различных типов локомотивов-цистерн, различающихся расположением и стилем резервуаров для воды и топливных бункеров. У наиболее распространенного типа баки устанавливаются по обе стороны от котла. Этот тип появился около 1840 года и быстро стал популярным для промышленных задач, а затем для маневровых работ и коротких расстояний магистральных линий.
Танковые локомотивы имеют преимущества и недостатки по сравнению с традиционными тендерными локомотивами.
Первым танковым локомотивом был Новинка, который участвовал в испытаниях в Рейнхилле в 1829 году. Это был образец колодезного резервуара. Однако более распространенная форма бокового бака датируется 1840-ми годами; один из первых из них был поставлен Джордж Инглэнд и Ко из Нью Кросс подрядчикам, строящим ветку Ньюхейвен, Сассекс для Лондонская железная дорога Брайтона и Южного побережья в 1848 году. Несмотря на раннее убеждение, что такие локомотивы по своей сути небезопасны, эта идея быстро прижилась, особенно для промышленного использования, и пять производителей представили свои разработки на Большой выставке в 1851 г. Это были Э. Б. Уилсон и компания, Уильям Фэйрбэрн и сыновья, Джордж Инглэнд Китсон Томпсон и Хьюитсон и Уильям Бриджес Адамс. К середине 1850-х годов можно было обнаружить, что танковые локомотивы выполняли различные магистральные и промышленные роли, особенно те, которые предполагали более короткие поездки или частую смену направления.
Существует несколько типов тепловозов-цистерн в зависимости от расположения и стиля цистерн с водой. К ним относятся боковой резервуар, седельный резервуар, багажный резервуар, колодец и другие.
Боковые баки - это кубовидные -образные баки, которые расположены с обеих сторон котла и простираются полностью или частично на длина. Локомотивы с боковыми цистернами перевозят воду в прямоугольных цистернах, установленных по обе стороны от локомотива, рядом с котлом, но касаясь его. Борта резервуара доходят до рабочей платформы, если таковая имеется, по крайней мере, на часть своей длины. Это была обычная конфигурация в Великобритании.
Длина боковых баков часто ограничивалась, чтобы обеспечить доступ к внутреннему движению. Баки, которые располагались по всей длине котла, обеспечивали большую емкость по воде, и в этом случае вырезы в прямоугольном баке давали доступ к движению. Баки с более длинными бортами иногда сужались спереди для улучшения обзора вперед. Боковые баки почти все останавливались на конце ствола котла или перед ним, а дымовая камера выступала вперед. Некоторые конструкции действительно доходили до передней части дымовой коробки, и они были названы «утюги».
Типичный локомотив с боковой цистерной 1897 года
Пример с конической передней частью и вырезом для доступа к движению
Резервуар для воды находится на верхней части котла, как седло на лошади. Обычно резервуар имеет криволинейное поперечное сечение, хотя в некоторых случаях имелись прямые стороны, увенчанные изгибом (например, перевернутой буквой U) или даже формой ogee (вогнутая дуга, переходящая в выпуклая дуга). Седельные цистерны были популярным устройством, особенно для небольших локомотивов, используемых в промышленности. Это давало больше воды, но ограничивало размер котла и ограничивало доступ к нему для очистки. Кроме того, локомотив имеет более высокий центр тяжести и, следовательно, должен работать на более низких скоростях. Обзор водителя также может быть ограничен, что опять же ограничивает безопасную скорость.
Квадратная форма топки Belpaire не помещается под седловой бак, поэтому в большинстве седельных баков вместо него сохранился старый котел с круглым верхом. Некоторые американские локомотивы использовали седельные цистерны, которые закрывали только ствол котла перед топкой.
Вода в баке слегка подогревается бойлером, что снижает потери давления, возникающие при впрыске холодной питательной воды в бойлер. Однако, если вода становится слишком горячей, форсунки теряют эффективность и могут выйти из строя. По этой причине танки часто останавливались перед более горячим и неизолированным дымовым ящиком.
Large USA 2-8-2 ST. Обратите внимание на короткий резервуар, избегающий как топки, так и дымовой коробки
Типичный седельный резервуар изогнутой формы, закрывающий как топку, так и дымовую коробку
Седельный резервуар с двумя прямыми сторонами и выступающей дымовой коробкой
![]() | На Викискладе есть средства массовой информации, связанные с Седельные танки-локомотивы. |
Паньерные цистерны представляют собой коробчатые цистерны, расположенные по бокам котла, похожие на боковые цистерны, но не доходит до ходовых пластин локомотива, оставляя пространство между каждым баком и ходовой плитой. Компоновка корзины снижает центр тяжести по сравнению с седельным баком, при этом обеспечивая легкий доступ к внутреннему движению, которое последний давал. Танки Pannier названы так из-за их схожести с положением корзины на вьючном животном.
![]() | На Викискладе есть материалы, связанные с локомотивами Pannier. |
В Британии локомотивы Pannier Tank использовались почти исключительно на Great Western Railway. Первые танки Great Western были переоборудованы из седельных локомотивов, когда они перестраивались в начале 1900-х годов с топкой Belpaire. Были трудности с размещением плоской верхней части последнего внутри окружающего седлового резервуара, что уменьшало емкость и увеличивало тенденцию к перегреву воды в резервуаре. Танковые локомотивы Pannier часто рассматриваются как символ GWR.
В Бельгии вагон-цистерны использовались по крайней мере с 1866 года, опять же вместе с Топочные локомотивы Belpaire, построенные для бельгийского государства и для la Société Générale d'Exploitatation (SGE), частной компании, объединяющей второстепенные линии меньшего размера.
В этой конструкции, использовавшейся в более ранних и небольших локомотивах вода хранится в «колодце» на нижней стороне локомотива, как правило, между рамами локомотива. Это не ограничивает доступ к котлу, но пространство там ограничено, и поэтому конструкция не подходит для локомотивов, которым требуется хороший запас хода перед заправкой. Однако такая компоновка имеет то преимущество, что создает низкий центр тяжести, создавая большую устойчивость на плохо проложенных или узкоколейных путях. Первый танковый тепловоз, Новинка, был колодезным танком.
A Французский колодезный резервуар
A Британский колодезный резервуар, ранее использовавшийся для пригородных перевозок в Лондоне
![]() | Викискладе есть средства массовой информации, связанные с локомотивом резервуарного типа. |
В этой конструкции бак размещается за кабиной, обычно над поддерживающей тележкой. Это снимает вес воды с ведущих колес, давая локомотиву постоянную тяговую массу. Недостаток - снижение водоотдачи. Задний бак является важным компонентом локомотива американского типа Forney, который представляет собой локомотив американского типа 4-4-0 с переставленными колесами.
Крыловые цистерны - это боковые резервуары, которые проходят по длине дымовой камеры, а не по всей длине котла. Они в основном использовались на промышленных локомотивах узкой колеи, которые можно было часто наполнять водой и где боковые или седельные цистерны ограничивали доступ к внутреннему клапану. Локомотив «Эксельсиор» для Kerry Tramway был описан различными источниками как бак с крыльями и бак с перевернутым седлом.
Перевернутый седловой резервуар был вариацией крыла танка, где два резервуара были соединены под дымовой коробкой и поддерживали ее. Эта редкая конструкция использовалась по тем же причинам, что и крыловой бак, но обеспечивала немного большую водоемкость. У локомотива «Уоттон» Brill Tramway, как полагают, был перевернутый седельный бак. Цистерна с перевернутым седлом была специальностью WGBagnall.
Тепловоз-цистерна может также тащить за собой тендер. Обычно это встречается на железных дорогах с узкой колеей , где небольшой размер локомотива ограничивает пространство, доступное для топлива и воды. Там, где использовался тендер, обычно перевозилось только топливо, а цистерны для воды локомотива оставались на месте. Тендер предлагал большую емкость топлива, чем бункер на локомотиве, и часто емкость по воде можно было увеличить, превратив избыточное пространство бункера в резервуар для воды.
Двигатели с большим бортовым баком могут также иметь дополнительный задний бак (под угольным бункером) или колодец цистерны (между шпангоутами). Это могло быть связано с увеличением емкости воды, выравниванием распределения веса или улучшением устойчивости за счет снижения центра тяжести.
Поскольку локомотивы-цистерны могут движущиеся с одинаковой скоростью в обоих направлениях (см. ниже), они обычно имеют симметричную колесную форму для обеспечения одинаковых характеристик плавности хода и устойчивости независимо от направления движения, производя устройства только с ведущими колесами (например, 0-4-0 T и 0-6-0 T ) или равное количество передних и задних колес (например, 2-4-2 T и 4-6-4 T ). Однако другие требования, такие как необходимость поддержки большого бункера, потребуют несимметричной компоновки, такой как 2-6-4 T.
В нотации Уайта для классификации локомотивов (в основном по колесной формуле ) для обозначения танковых локомотивов используются различные суффиксы:
Суффикс | Значение | Пример |
---|---|---|
T | Тепловоз с боковой цистерной | 0-6-0 T |
RT | Тепловоз с задней цистерной | 0-4-4 RT |
ST | Тепловоз с седельной цистерной | 0-6-0 ST |
WT | Тепловоз с резервуаром для скважины | 0-6-0 WT |
PT | Тепловоз с контейнерным резервуаром | 0-6-0 PT |
CT | Кран-цистерна локомотив | 0-6-0 CT |
IST | перевернутый седельный локомотив-цистерна | 0-6-0 IST |
T + T | Тепловоз-цистерна, который также имеет тендер | 0-6-0 T + T |
В обозначении UIC, который также классифицирует локомотивы в первую очередь по колесной формуле, суффикс 't' используется для обозначения ta nk locomotives
На локомотивах-цистернах, которые используют твердое топливо, такое как уголь, bunker используется для перевозить топливо (для локомотивов, использующих жидкое топливо, такое как масло, используется топливный бак ). Есть два основных положения бункеров на локомотивах-цистернах: в задней части кабины (как показано слева на изображениях ниже), положение, обычно используемое на локомотивах с поддерживающей несущей осью или ведомой тележкой ; или сверху и сбоку от топки, расположение, обычно используемое в случаях, когда топка нависает над задней ведущей осью, поскольку это уравновешивает выступающий вес топки, стабилизируя локомотив.
Задний бункер.
Боковой бункер.
Есть несколько других специализированных типов паровозов, которые перевозят собственное топливо, но которые обычно классифицируются по разным причинам.
A Тип локомотива Garratt состоит из сочлененных из трех частей. Котел установлен на центральной раме без колес, а два комплекта рабочих колес (всего 4 цилиндра), несущие топливные бункеры и баки для воды, смонтированы на отдельных рамах, по одному на каждом конце котла. Сочленение используется для того, чтобы более крупные локомотивы могли обходить кривые, которые в противном случае ограничили бы размер локомотивов с жесткой рамой. Одним из основных преимуществ шарнирного сочленения Garratt является сохранение центра тяжести локомотива над или внутри центральной линии пути при прохождении поворотов. Некоторые другие формы шарнирного сочленения, в частности, Молоток, имеют тенденцию смещать центр тяжести за центральную линию на крутых поворотах, что приводит к проблемам с сцеплением и устойчивостью.
кран-цистерна (CT) - это паровоз, оснащенный краном для работы в железнодорожных мастерских или других промышленных средах. Кран может быть установлен спереди, посередине или сзади.
В 1930-х годах существовала тенденция к упрощению пассажирских локомотивов-экспрессов за счет закрытых кузовов. Экспресс-локомотивы были почти всеми тендерными локомотивами, но несколько быстрых танковых двигателей также были модернизированы для использования на высокоскоростных, но более коротких, услугах, где время оборота было важным, а независимость танкового двигателя от поворотных платформ была полезна. Примеры включают немецкий класс 61 и венгерский класс 242.
Локомотив подрядчика представлял собой небольшой локомотив-цистерну, специально приспособленный для использования инженерными подрядными фирмами, занимающимися строительством железных дорог. Локомотивы будут использоваться для перевозки людей, оборудования и строительных материалов по временным железнодорожным сетям, построенным на строительной площадке, которые часто перекладывались или переставлялись и перемещались в другое место по мере выполнения строительных работ. Локомотивы подрядчика обычно были седельными или колодезными (см. Выше), но требовали некоторых приспособлений, чтобы сделать их пригодными для выполнения своих задач. Они были сконструированы так, чтобы быть как можно более легкими, чтобы они могли проезжать по легким временным рельсам, и имели колеса с глубокими бортиками, чтобы они не сходили с рельсов на рельсах, которые часто были очень неровными.
В то же время они должны были быть очень мощными и иметь хорошую тягу, так как им часто приходилось буксировать составы из вагонов по очень крутым склонам, например по обочинам железных дорог насыпи или отвалы. Многие из них были спроектированы таким образом, что большие железные балластные блоки можно было установить на рамы, когда требовался дополнительный вес и тягу, а затем снимать, когда этого не было. Большинство из них оснащалось шлифовальным механизмом на всех колесах для максимального сцепления. Также требовался какой-то метод предотвращения засорения колес и тормозных колодок грязью и пылью - либо в виде скребков, прикрепленных к передней кромке колес, либо в виде форсунок для мойки колес, подаваемых из бака для воды. Для обработки длинных составов вагонов со слабой сцепкой (и часто без рессоры) локомотивы подрядчиков обычно имели очень эффективные паровые тормоза. Большинству не хватало полноценной кабины, часто только спереди ''. Если кабина была предоставлена, она обычно снималась вместе с дымоходом, а иногда и куполом, так что локомотив можно было погрузить в платформу для перевозки по железной дороге в новые места, оставаясь в пределах габарита погрузки.
Паровозы трамвая, которые были построены или модифицированы для работы на улице или обочине дороги, почти всегда были также и танковыми локомотивами. Колеса и движение трамвайных двигателей были закрыты, чтобы избежать дорожно-транспортных происшествий. У них также были коровники, чтобы избежать столкновения с мусором на дороге. Некоторые паровозы трамвая были оснащены крышей и закрытыми бортами, что придавало им вид, больше похожий на товарный вагон, чем на локомотив. Для экономии веса эта боковая обшивка может быть металлической или деревянной. Хорошо известным вымышленным примером такого трамвая с деревянным кузовом является Трамвайный локомотив Тоби.
Железнодорожные локомотивы с вертикальными котлами также были цистернами. Это позволило использовать меньшую по размеру и более дешевую в эксплуатации машину.
Преимущества танковых локомотивов включают :
Имеются соответствующие недостатки:
Популярность танковых двигателей во всем мире была разной. Они были более распространены в регионах, где длина пробега была короткой, и требовалось время на быстрое оборачивание, или токарные станки были недоступны, в основном в Европе. Из-за их ограниченного запаса топлива и воды они не пользовались популярностью в районах, где длительные поездки между остановками были нормой.
Они были очень распространены в Великобритании, Франции и Германии. В Соединенном Королевстве они часто использовались для маневровых и пилотажных работ, пригородных пассажирских перевозок и местных грузовых перевозок. GWR был известен своими резервуарами Prairie (такими, как класс «61xx »), которые использовались для многих вещей, в том числе для очень тяжелых поездов при добыче угля в долине Уэльса. строк, настолько удачно, что для этого был разработан большой класс "42xx " 2-8-0. В Германии тоже строили большие танковые локомотивы. В Соединенных Штатах они, как правило, ограничивались двухтактным пригородным сообщением, всегда сильной стороной танкового двигателя, а также коммутационным обслуживанием в терминалах и локомотивных цехах. Они также были популярны в лесозаготовительной, горнодобывающей и промышленной сфере.
Термин «танковый паровоз» вошел в массовую культуру благодаря известному вымышленному персонажу Уилберта Одри, Томасу Паровозику.
Тепловозы-цистерны популярны у железных дорог наследия по ряду причин. Их обычно дешевле купить, чем тендерный локомотив, из-за их меньшего размера и дешевле транспортировать к историческим линиям, изолированным от национальной железнодорожной сети. Многие локомотивы были куплены у бывших промышленных железных дорог; Из этого источника было доступно больше танковых двигателей, что привело к снижению цен.
Большинство традиционных железных дорог короткие и обычно не имеют поворотных платформ на обоих концах линии. Танковый локомотив имеет хороший обзор для машиниста в обе стороны. Поскольку буксируемые составы обычно легкие, локомотив-цистерна более топливосберегающий, чем большой тендерный локомотив. Стоимость обслуживания двигателя ниже, а гусеница меньше изнашивается.
![]() | На Викискладе есть материалы, относящиеся к Тепловозы-цистерны. |