Паротурбовоз — различия между версиями

Текущая версия на 06:36, 3 июня 2011

Паротурбовоз – локомотив с паротурбинной энергетической установкой. Энергетическая цепь паротурбовоза состоит из теплового генератора – парового котла, аналогичного котлу паровоза, и преобразующего химическую энергию топлива в тепловую энергию сжатого пара, и теплового двигателя – паровой турбины, которая преобразует тепловую энергию пара в механическую работу вращения ведущих колес паротурбовоза. Невысокая эффективность паровой машины паровоза вследствие неполноты расширения пара, ограниченного ходом поршня, и невозможности существенного повышения давления и температуры перегретого пара определяют низкий кпд паровоза. Поэтому еще в нач. 20 в. неоднократно в разных странах делались попытки повысить кпд паровоза за счет применения более эффективного теплового двигателя – паровой турбины (в 1910 г. в Италии, в 1921 г. в Швейцарии и Швеции, в 1924-1926 гг. в Германии и Великобритании). Эти локомотивы не получили в то время распространения из-за конструктивного несовершенства, но их разработка показала необходимость применения промежуточной передачи типа тепловозной (в отличие от непосредственной передачи энергии от машины к колесным парам паровоза). Турбины, использующие кинетическую энергию пара (или газа), эффективно работают при высоких скоростях вращения, поэтому величина необходимого передаточного отношения между валом турбины и колесными парами увеличивается, что расширяет диапазон регулирования и усложняет конструкцию самой передачи. Развитие турбостроения позволило применить новый тип энергетической установки на ж.-д. транспорте. В 1935 г. в Великобритании были построены два пассажирских паротурбовоза с осевой формулой 2-4-2, мощностью более 2000 кВт каждый, которые позволили достичь скоростей движения 175—200 км/ч. Рабочее давление пара в котле у этих локомотивов было 2,2 МПа (на уровне паровоза), которое считалось низким, и электрическую передачу. В те же годы (в т. ч. и в СССР) разрабатывались проекты паротурбовоза высокого давления – от 4 до 10— 14 МПа, что позволяло рассчитывать на более высокую энергетическую эффективность. Некоторые из локомотивов (в США и Великобритании) выполнялись также с электрической передачей, что существенно увеличивало их стоимость, поэтому в серийное производство они не поступали. В США в 1939-1943 гг. проходил опытную эксплуатацию паротурбовоз с двумя турбогенераторами судового типа общей мощностью 4500 кВт. Предпринимались попытки (Швеция, Великобритания, Франция, США) создания мощных паротурбовозов с более дешевой и легкой механической передачей. Опытные паротурбо-возы подтвердили их теоретически более высокую энергетическую эффективность по сравнению с паровозами. Однако из-за сложности конструкции, больших размеров и высоких эксплуатационных расходов эти локомотивы уступали газотурбовозам и тепловозам. Последние опытные паротурбовозы с электрической передачей были построены в США в кон. 40-х – нач. 50-х гг.; они оказались также неконкурентноспособными с тепловозами. В СССР паротурбовозы не строились.