Locomotive a vapore sò locomotive alimentate da vapore. Locomotive a vapore sò stati utilizati da a mità di u 19u seculu à a mità di u 20u seculu.
In i carrughji, chì cuminciaru à esse usatu in Germania à a mità di l'anni 1500, i locomotori cuminciaru à esse tirati da cavalli. Cù l'invenzione di u mutore di vapore in u principiu di u 1700, sti strade cuminciaru à esse cunvertiti in ferrovie è a prima locomotiva a vapore hè stata fabricata in Inghilterra in u 1804 da Richard Trevithick è Andrew Vivian. A locomotiva hà travagliatu nantu à a linea di tram "Penydarren" (Merthyr Tydfil) in Galles, chì hè vicinu à i calibre di ferrovia. In u periodu dopu, una locomotiva bicilindrica di Matthew Murray hè stata custruita in u 1812 per a Middleton Railway, l'operatore di a Wagonway.
Sti sviluppi in Inghilterra acceleranu u travagliu di l'USA, è in u 1829, a prima locomotiva a vapore americana per travaglià nantu à a Ferrovia Baltimore-Ohio, Tom Thumb, hà cuminciatu à travaglià in questa linea, ma Thumb era un mudellu di prova è hè stata messa in serviziu. in a ceremonia d'apertura di a South Carolina Railroad in America, Best Friend of Charleston era a prima locomotiva di ferrovia di successu.
Sviluppu
In i 25 anni dopu à a custruzzione di a locomotiva Trevithick, un numeru limitatu di locomotive a vapore hè stata aduprata cù successu nantu à e ferrovie di carbone. Stu aumentu di i prezzi di l'alimentu versu a fine di e guerri napulione hà avutu un impattu significativu in questu. Siccomu e strade di Ievha fatti di ghisa ùn eranu micca abbastanza forti per suppurtà u pesu di a locomotiva di vapuri, sti strade di sezione "L", nantu à quale si sò stati posti i roti di u vagone, sò prestu rimpiazzati da rails flat-superficie è roti flanged.
Cilindru
In u 1814, George Stephenson, basatu nantu à l'esperienze di i so predecessori, hà cuminciatu à custruisce locomotive cù superfici flat in rails. In più o menu tutti i locomotive previ, i cilindri sò stati posti verticalmente è parzialmente immersi in a caldaia. In u 1815, Stephenson è Losh patentatu l'idea di trasmette a forza di trasmissione direttamente da i cilindri, per via di manivelle cù i roti principali di l'impurtante in fronte, invece di trasmette a forza di trasmissione da u pistone à a rota principale per via di i roti d'ingranaggio. U mekanismu, chì trasmette a putenza di guida cù i roti d'ingranaggi, hà causatu un muvimentu saccu, soprattuttu quandu l'usura di i grandi denti hè accadutu. U miccanisimu, chì trasmette u putere direttamente da u cilindru, hè più magre, dà à i diseggiani più libertà.
Caldaie
I boilers di locomotive, chì anu usatu per esse in a forma di un tubu pianu, sò diventati in una forma di tubu rotanti, è dopu una forma tubulare in quale parechji tubi sò cumminati, cusì furnisce una superficia di riscaldamentu più grande. In questa ultima forma, una seria di pipi hè stata attaccata à un platu simili situatu à u latu di u focu. U vapore di scarico da i cilindri hà causatu una splusione mentre passava per i tubi è in a chimney da l'estremità di u fumu, mantenendu cusì u focu vivu mentre a locomotiva era in muvimentu. Mentre a locomotiva era ferma, una treccia hè stata aduprata. Henry Booth, accountant of the Liverpool and Manchester Company, patentò un sviluppu ulteriore, a caldaia multitube, in u 1827. Stephenson hà ancu utilizatu l'invenzione nantu à a so locomotiva Rocket (ma prima hà pigliatu assai tempu per assicurà chì i collari di cunnessione nantu à i platti finali à i quali i tubi di ramu sò stati attaccati ùn eranu micca stagnati).
Dopu à u 1830, a locomotiva a vapore hà pigliatu a forma in quale hè cunnisciuta oghje. I cilindri sò stati posti in l'orizzontale o ligeramente inclinati à a fine induve u fumu hè vinutu, è u locu di u bomberu era à a fine induve u furnace brusgiava.
Chassis
Siccomu i cilindri è l'assi anu cessatu di esse attaccati o posti direttamente sottu à a caldaia, un quadru avia da esse fattu per mantene e diverse parti inseme. U quadru di barra, chì era prima utilizatu in locomotive britanniche, hè statu prestu appiicatu ancu in i Stati Uniti, facendu a transizione da u ferru forgiatu à l'acciaio. I rulli sò stati muntati fora di u quadru. In l'Inghilterra, u quadru di a barra hè stata rimpiazzata da u quadru di a piastra. In questu, i rulli sò stati allughjati in u quadru è avianu sospensioni di primavera (helical o in forma di foglia) per i frames è i cuscinetti di l'assi (lubricated bearing) per mantene l'assi.
Dopu à u 1860, cù l'usu di l'azzaru in a custruzzione di a caldaia, era pussibule di travaglià à pressioni più altu. Versu a fine di u XIXmu seculu, a pressione di 19 bar hè diventata cumuna in i locomotive ; in locomotive cumposti, una pressione di 12 bar hè stata utilizata. Sta pressione s'arrizzò à 3,8 bar in questa età. In u 17,2, i cilindri di locomotive express sò stati fatti cù un diametru di 1890 cm è un colpu di 51 cm. In seguitu, in i paesi cum'è l'USA, u diametru di u cilindru aumentava à 66 cm è i locomotive è i vagoni cuminciaru à esse più grande.
I primi locomotive avianu pompe di l'assi. Tuttavia, questi travagliavanu solu quandu u mutore era in funzione. In u 1859, l'injector hè statu trovu. Steam (o più tardi steam steam) da a caldaia sbuchjata da u grande boiler in forma di conu (diffusore), riempiendu l'acqua in a caldaia à una pressione più altu. Una "valvula di cuntrollu" (valvola unidirezionale) manteneu u vapore in a caldaia. U vapore seccu hè stata presa da a cima di a caldaia è cullata in una pipa perforata o da un puntu à a cima di a caldaia è cullata in u tettu di vapore. Stu steam seccu hè stata trasfiruta à un regulatore, chì cuntrullava a distribuzione di steam seccu. U sviluppu più impurtante in locomotive a vapore era l'intruduzioni di superheating.
A pipa curva, chì porta u vapore à traversu una pipa di gas à u furnace è dopu à un cullettore à l'estremità frontale di a caldaia, hè stata inventata da Wilhelm Schmidt è utilizata da altri ingegneri. U risparmiu di carburante, in particulare l'acqua, era subitu evidenti. Per esempiu, u vapore "saturatu" hè statu pruduttu à una pressione di 12 bar è una temperatura di 188 ° C; stu vapore si stende rapidamente in i cilindri, essendu calatu à un altru 93 ° C. Cusì, in u 20u seculu, i locomotive puderanu operare à alta velocità ancu cù tempi di cut-off brevi di 15%. Avanzate cum'è roti d'acciaio, rivestimenti di caldaie in fibra di vetro, valvole di pistone long-pitch, passaggi diretti di vapore è superheating cuntribuitu à a fase finale di l'applicazione di locomotive a vapore.
U vapore da a caldaia era ancu usatu per altri scopi. In u 1887, per aumentà a trazione, invece di sciacquare, u "sandblasting" di vapore hè statu introduttu in u XNUMX, chì hà aumentatu a forza di attritu. I freni principali sò stati attuati da u vacuum da a macchina o aria cumpressu furnita da una pompa di vapore. Inoltre, u riscaldamentu era furnitu da u vapore purtatu à i vagoni da i pipi è a luce elettrica hè stata ottenuta da i dynamos di vapore (generatore).
Esse u primu à cummentà