Locomotiva cu abur: cum se învârt roțile și ce arată macheta

O locomotivă cu abur este un cazan pe roți. Focul din focar, adică dintr-un cuptor închis la capătul din spate al cazanului, încălzește apa, care se transformă în abur. Aburul sub presiune intră în cilindrii de pe laturile mașinii și împinge pistonul alternativ înainte și înapoi. Prin biela motoare, o tijă lungă prinsă în afara centrului roții, pistonul învârte roata motoare mare, cam așa cum piciorul pe pedală învârte angrenajul unei biciclete.

La o locomotivă cu abur această mișcare se vede de obicei din exterior: cilindrii, bielele și tijele care leagă roțile lucrează pe latura mașinii. Și de aceea este un model recunoscător pentru machete, mai ales când mașina are o poveste celebră. Printre ele se numără, de exemplu, Rocket a lui Stephenson din 1829, ale cărei soluții au fost preluate de aproape toate locomotivele cu abur de după ea, și britanica Mallard, care în 1938 a stabilit un record de viteză al locomotivelor cu abur valabil și azi. O machetă îți arată forma și mișcarea mașinii reale, dar roțile ei le învârte mâna ta sau un mecanism întors, nu aburul.

Cum învârte aburul roțile locomotivei

În locomotivă aburul parcurge un singur drum, de la foc până la coș, iar pe fiecare porțiune lucrează o altă parte a mașinii. Când cunoști ordinea, găsești aceste piese atât pe fotografia unei locomotive reale, cât și pe machetă:

1. Focarul și cazanul. Fochistul pune cărbune în focar. Gazele fierbinți de la foc trec prin cazan prin multe țevi înconjurate de apă. Apa înconjoară și focarul însuși, așa că preia căldura de pe o suprafață mare și se transformă în abur.
2. Domul de abur și regulatorul. Aburul se adună deasupra nivelului apei, adesea într-o suprastructură rotundă de pe cazan numită dom de abur. În ea se află de obicei regulatorul, o supapă cu care mecanicul lasă aburul spre cilindri și controlează astfel forța mașinii.
3. Cilindrul și sertarul. Pe fiecare latură a locomotivei se află un cilindru cu un piston. O supapă glisantă, numită sertar, lasă aburul proaspăt alternativ în fața și în spatele pistonului și, în același timp, eliberează aburul folosit de pe cealaltă parte a pistonului. De aceea pistonul împinge în ambele sensuri, înainte și înapoi.
4. Capul de cruce și biela motoare. Din piston iese tija pistonului, terminată cu un cap de cruce care alunecă într-o ghidare dreaptă. De capul de cruce este prinsă biela motoare, iar celălalt capăt al ei stă pe un bolț în afara centrului roții motoare. Exact aici mișcarea în linie dreaptă a pistonului devine rotația roții.
5. Bielele de cuplare. Roțile motoare de pe o latură sunt legate de o tijă orizontală, biela de cuplare. Datorită ei se învârt toate deodată, iar forța mașinii se împarte pe mai multe roți, care astfel aderă mai bine la șină.
6. Evacuarea și coșul. Aburul folosit iese din cilindri în cutia de fum, partea din față a cazanului de sub coș, și țâșnește în sus pe coș printr-un ajutaj îngust. Antrenează cu el gazele din cazan și astfel trage aer proaspăt prin foc. Cu cât locomotiva lucrează mai mult, cu atât tirajul e mai puternic și focul arde mai bine.

O locomotivă cu doi cilindri are manivelele de pe latura stângă și dreaptă decalate cu un sfert de rotație. Când biela de pe o latură este în linie cu bolțul roții, în așa-numitul punct mort, nu poate învârti roata. Cealaltă latură este atunci departe de punctul mort și învârte roata, de aceea locomotiva pornește în orice poziție a roților. La o rotație a roții, cele două pistoane primesc împreună patru doze de abur, iar din coș se aud patru lovituri de evacuare, pe care le auzi ca un pufăit ritmic.

Sertarele sunt acționate de distribuție, un ansamblu de tije și pârghii pe latura mașinii, între roata motoare și cilindru. Cu ea mecanicul schimbă sensul de mers și stabilește cât timp intră abur proaspăt în cilindru în timpul unei curse a pistonului. La pornire îl lasă să intre mai mult, ca mașina să aibă cea mai mare forță de tracțiune. În mers îl lasă să intre mai puțin, iar restul lucrului îl face aburul care se destinde în cilindru. Așa economisește locomotiva cărbune și apă.

Locomotiva duce cărbunele și apa fie într-un tender, un vagon separat cuplat imediat în spatele cabinei mecanicului, fie, la mașinile mai mici, în rezervoare direct pe locomotivă. Aburul din cazan nu acționează doar roțile, ci și fluierul, compresorul pentru frâne și pompa care completează apa în cazan.

Ce locomotive au devenit modele pentru machete și de ce

Rocket, Flying Scotsman, Mallard și Albatros au apărut toate ca modele pentru trenulețe de machetă. Fiecare a intrat în istoria căilor ferate prin ce a schimbat, printr-un record sau prin mărime, și din fiecare s-a păstrat cel puțin un exemplar, așa că originalul îl poți vedea și pe viu. În plus, o recunoști pe fiecare după formă:

Dispunerea roților este pentru o locomotivă ceva ca o semnătură. În Marea Britanie și în America se notează după numărul de roți: Flying Scotsman și Mallard au amândouă notația 4-6-2, adică patru roți în față, șase motoare și două în spate. În Europa continentală se numără osiile, adică perechile de roți. O cifră înseamnă osii fără tracțiune, o literă mare osii motoare (A una, B două, C trei, D patru), iar o mică virgulă (′) după un semn arată că osiile sunt într-un boghiu. Ambele mașini britanice sunt deci 2′C1′, iar Albatros 2′D1′. Pe machetă numeri osiile în câteva secunde și știi imediat cu ce tip seamănă.

Rocket, Flying Scotsman și Mallard apar ca modele de decenii, iar povestea fiecăreia se poate spune într-o propoziție: locomotiva care a stabilit cum se vor construi locomotivele cu abur, primele 100 de mile pe oră oficiale, cea mai rapidă locomotivă cu abur din lume. Slovacia își are povestea în Albatros. Din cincisprezece mașini s-au păstrat trei, iar una dintre ele, 498.104, se află în Slovacia, unde are grijă de ea Albatros klub din Bratislava.

Ce arată macheta din mașina reală și ce simplifică

O machetă din lemn arată forma și mișcarea unei locomotive, nu forța ei. Nu are nici foc, nici abur, așa că mișcarea pe ea merge în sens invers: roțile le învârte mâna ta sau un mecanism întors, iar dacă pistonul se mișcă, îl împing roțile prin bielă. La mașina reală pistonul împinge roțile. Ce arată exact macheta ta afli din instrucțiunile și imaginile ei. Când o privești, concentrează-te pe aceste locuri:

• Dispunerea roților. Numără osiile din față, osiile motoare legate de o bielă de cuplare și osiile din spate și compară-le cu tabelul de mai sus. Când se potrivesc cu una dintre mașini, macheta are același tip de șasiu. Când nu, imită o locomotivă cu abur mai liber.
• Biela motoare și biela de cuplare. Învârte încet roata motoare și urmărește ambele tije. Biela de cuplare rămâne mereu orizontală și descrie un cerc mic, iar biela motoare se leagănă în sus și în jos. Când tijele se mișcă așa, macheta imită mișcarea reală a locomotivei.
• Pistonul și capul de cruce. La aceeași învârtire, urmărește cilindrul. Dacă din el iese și intră o tijă cu cap de cruce, macheta arată transformarea mișcării în linie dreaptă în rotație. Dacă la cilindru nu se mișcă nimic, macheta arată doar forma lui.
• Latura stângă și dreaptă. Oprește roata când biela de pe o latură este în linie cu bolțul și uită-te la cealaltă latură. La o locomotivă reală cu doi cilindri, bolțul de acolo este decalat cu un sfert de rotație. Macheta poate să imite asta sau nu, și niciuna dintre variante nu e o greșeală.
• Distribuția. Caută tije și pârghii mai subțiri între roata motoare și partea de sus a cilindrului. Dacă se mișcă atunci când învârți roata, macheta sugerează distribuția, care la mașina reală mișcă sertarul. Dacă nu le găsești, macheta a simplificat sau a omis distribuția.
• Cazanul, domul, coșul și tenderul. Pe machetă acestea sunt forme goale. Observă unde se află: coșul în față, domul de abur pe cazan, cabina mecanicului în spate și după ea tenderul. Dispunerea corespunde mașinii reale, deși înăuntru nu sunt nici apă, nici foc, nici cărbune.

O locomotivă reală avea și piese care pe macheta din lemn sunt doar sugerate sau lipsesc cu totul: supape de siguranță care eliberează aburul când presiunea e prea mare, un tub transparent pe care fochistul urmărea nivelul apei din cazan sau o pompă pentru completarea apei. Fără ele un cazan real nu ar putea funcționa în siguranță; macheta nu are nevoie de ele.

Dacă roțile sau tijele machetei terminate se învârt greu sau se blochează, găsești cum să cauți frecarea în articolul Mecanismul se blochează: cum găsești frecarea și o elimini.

Dacă vrei să vezi aceste piese pe propria machetă, poți alege modelul Puzzle 3D din lemn - Model de locomotiva cu abur ROKR MC501, care, potrivit descrierii din magazin, are un piston mobil și, după ce întorci mecanismul, pornește prin forțe proprii; potrivit datelor din magazin, este destinat de la 14 ani. Potrivit datelor din magazin, mai puțin solicitant este modelul Puzzle 3D din lemn - Locomotiva Little Story E012, cu dificultatea 2 în loc de 4 și tot destinat de la 14 ani.

Cum expui macheta ca pe o bucată de istorie

Macheta unei locomotive cu abur arată ca o bucată de istorie când o expui așa cum muzeele expun locomotivele reale: pe o linie, cu o scurtă descriere și cu bielele la vedere. Ajung patru pași:

1. Stabilește originalul. După dispunerea roților și forma cazanului și a coșului, află cu ce tip seamănă macheta. Dacă nu poți stabili o mașină anume, ajung tipul și perioada, de exemplu o locomotivă de rapid cu dispunerea 2′C1′ din anii 1930.
2. Pune-o pe o linie. Așază macheta pe o bucată scurtă de linie sau pe o scândură îngustă de lemn puțin mai lungă decât macheta. Suportul o separă de celelalte lucruri de pe raft, iar când ștergi praful o ridici împreună cu el, fără să apuci tijele subțiri.
3. Scrie un cartonaș. Pe un cartonaș mic scrie tipul sau numele originalului, anul și o propoziție despre ce l-a făcut celebru: un record, o linie sau numărul de mașini construite. Macheta își spune atunci povestea chiar și musafirilor care nu știu nimic despre trenuri.
4. Potrivește roțile. Înainte de expunere, rotește roțile motoare astfel încât biela de pe latura îndreptată spre cameră să stea oblic, iar tija pistonului să fie scoasă din cilindru. În această poziție se vede mai bine decât în punctul mort cum leagă tijele pistonul de roată.

Dacă te interesează cum merge pe șine un vehicul care, în loc de abur, ia curent dintr-un fir de deasupra liniei, continuă cu articolul Tramvaiul: de unde ia curent și cum circulă prin oraș.

Întrebări frecvente