人民型蒸汽機車

人民型蒸汽機車

1957年,大連工廠對勝利型蒸汽機車進行了現代化改造,命名為人民型,現用代號RM。機車全長23252毫米,構造速度每小時110公里。模數牽引力177千牛,軸式2-3-1。1958年起由四方工廠試製生產,1966年停止生產,共製造258台。

  • 中文名稱
    人民型蒸汽機車
  • 外文名稱
    The steam locomotive
  • 改造廠商
    大連機車車輛工廠
  • 機車全長
    23252mm
  • 改造日期
    1957
  • 輪軸制式
    2-3-1
  • 運載方式
  • 構造速度
    110km/h
  • 試製廠商
    四方機車車輛工廠
  • 試製日期
    1958

機車參數

製造廠 四方廠

首台生產年份 1958

累計產量/台 258

用途 客運

軸式 2-3-1

軌距/mm 1435

整備質量/t 101.54

動軸軸重/t 21.04

輪周功率/kW(馬力) 1400(1900)

模數牽引力/kg 18050

機車總效率 7.92%

單位馬力質量/kg 47.26

構造速度/km/h 110

通過最小曲線半徑/m 145

固定軸距/mm 3660

機車總軸距/mm 10110

機車及煤水車總軸距/mm 20406

最大高度/mm 4790

最大寬度/mm 3240

機車及煤水車總長/mm 23252

煤水車裝煤量/t 15

煤水車裝水量/m3 35

鍋爐參數

火箱型式 圓頂式寬火箱

過熱器型式 A型

蒸汽壓力(大氣壓) 15

爐床面積/m2 4.838

管板間距離/mm 4900

大煙管數目X直徑/mm 50X133X125

小煙管數目X直徑/mm 88X51X46

總蒸發傳熱面積/m2 193.26

過熱傳熱面積/m2 97.88

火箱容積/m3 8.418

⑶汽機參數

汽缸數目 2

汽缸直徑/mm 570

韝鞴行程/mm 660

汽閥直徑/mm 300

進氣餘面/mm 33

排氣餘面/mm -3

進氣導程/mm 6

最大遮斷比 84%

主要結構特點

人民型蒸汽機車(代號RM)是大連廠于1957年在新勝利型機車的基礎上進一步改進設計而成。四方廠于1958年試製出第一台,1959年起批量生產,至1966年停產,共生產了258台。人民型機車在結構上主要有以下特點;

⑴鍋爐蒸汽壓力為15k/cm2,構造速度為110km/h;

⑵鍋爐採用全電焊焊接結構,過熱管為50組,過熱面積與蒸發面積之比達0.506,汽室溫度可達409t,鍋爐調整閥為上提式,過熱箱是鑄鋼組合式;

⑶汽缸用鑄鋼製造,汽室採用特氏分動式韝鞴汽閥,汽閥韝鞴是鑄鋼的,安裝鑄鐵的二瓣分解式漲圈,韝鞴桿填料盒和汽閥桿填料盒採用特種鑄鐵填料;

(S)增加了混合式給水預熱器,給水量為400L/mm,裝有兩個非吸上式註水器;

⑸空氣壓縮機多數為MT3型復式,排風量為3100L/min,用5管壓油機給油;

⑹導、動、從軸箱均用14管壓油機集中給油,汽缸、汽室用14管壓油機給油;

⑺煤水車底架及水櫃、煤槽均採用焊接結構,水櫃內裝有浮標式水位指示計;

⑻加裝了C-3型加煤機;

⑼採用了封閉式司機室,室內寬敞,光線充足,各種操縱裝置和儀表布置合理;

⑽安裝了速度表及熱電偶高溫度計;

⑾閥裝置各桿連線部採用捲動軸承。

技術改進

至1960年,四方廠對該車先後進行6次改進:改進排煙裝置及煤槽撒水管路;滑塊改為稀油潤滑;加裝風動上水、軸溫顯示等5種裝置;司機室加後通風窗;煤槽內加推煤機;右側加汽笛操縱閥;火箱和灰箱內加裝助燃器;加裝冷、熱水泵等14種強化器;加裝過熱補助器;風泵用過熱蒸汽;導、從煤輪輪輻用輻板式等。

1963年後,根據運用中發現的問題又進行了一些技術改進,如改變了閥裝置尺寸,小煙管改為料根,加裝了導煙板等,使原設計更趨完善。

機車原理

基本造構及其工作過程

蒸汽機車由鍋爐、汽機、車架和走行部以及煤水車等組成。

鍋爐

燃燒燃料和產生蒸汽的部件,包括火箱、鍋胴和煙箱三部分。火箱由內火箱和外火箱兩部分組成,內火箱底部是爐床,爐床下部有存放爐灰的灰箱。在鍋胴內排列著不同數目的大煙管和小煙管,大煙管內套有使蒸汽幹燥和加熱的過熱管。在內外火箱之間和鍋胴內貯有鍋爐用水,鍋水覆沒內火箱頂板和大小煙管,在鍋水蒸發面上形成蒸汽空間。煙箱位于鍋胴前部,內有煙筒、乏氣噴口、反射板和火星網等通風裝置。

燃料投入爐床,在火箱內與從灰箱風門進入的空氣混合燃燒產生熱能,熱能通過內火箱板和大小煙管,傳遞給周圍的鍋水和過熱管中的蒸汽,煙氣進入煙箱,通過煙筒排出。高壓高溫蒸汽由鍋爐最高處的蒸汽包經調整閥、幹燥管、過熱管和主蒸汽管等蒸汽通路進入汽機。

汽機

將蒸汽的熱能轉變為機械能的部件。汽機連同機械部分包括汽室、汽缸、活塞(又稱韝鞴)、十字頭、搖桿、連桿、閥動裝置等部件。閥動裝置是支配汽閥與活塞協調動作的配汽機構,用于調節進入汽缸的蒸汽量和實現機車的前進或後退。鍋爐發生的高壓高溫過熱蒸汽進入汽室後,通過閥動裝置的配汽作用,進入汽缸,在汽缸內膨脹作功,推動活塞時,機械能經活塞桿、十字頭、搖桿等機械部件傳遞給主動輪,再經連桿傳遞給其他動輪,通過輪軌接觸,牽引列車。

車架和走行部

機車上鍋爐、汽機等設備的安裝基礎。車架和走行部由車架、彈簧懸掛裝置、動輪、導輪、從輪、軸箱、導輪轉向架、從輪轉向架和牽引裝置等構成。鍋爐、汽機等部件固裝于車架上,經彈簧懸掛裝置將重量由軸箱傳至車輪,由鋼軌支持。動輪把機械部傳來的機械能轉變為機車在軌道上的走行功。

煤水車

裝載煤、水、油脂和存放工具等的車輛,掛在機車司機室後面。煤水車由煤槽和水櫃兩部分組成。大功率機車,由于單位時間的燃煤量大,在煤水車上裝有推煤機和輸煤機,將煤均勻地噴投到爐床各處。

熱效率

蒸汽機車熱效率很低,鍋爐內燃料燃燒的熱量隻有一部分轉變為蒸汽的熱能,鍋爐的效率一般為50%~80%。蒸汽在汽機內作功,汽機效率隻有10%~15%。此外,在汽機到輪周的力的傳遞中,機械效率為80%~95%。因此蒸汽機車的最高熱效率隻有8%~9%,而且在車站停車,在機務段整備、停留等仍需消耗燃料,所以實際熱效率隻有5%~7%。

分類一

客運機車

是適用于牽引旅客列車的機車。

對客運機車的要求是,能高速運行,通過曲線時運行平穩。因此,這種機車的動輪直徑較大,並在動輪前方設有二軸導輪轉向架。

貨運機車

是專門用于牽引貨物列車的機車。

貨物列車的主要要求是,能夠以普通的速度牽引較重的列車。因此,這種機車一般動輪較多,動輪直徑比客運機車的小,汽缸直徑較大,具有較大的牽引力和粘著重量。為了使機車易于安全通過曲線,一般均裝有單軸導輪轉向架。(如前進型蒸汽機車)

調車機車

是專門用于編組站或調車場進行列車編組、解體作業的機車。

對調車機車的要求是,便于通過道岔及半徑較小的曲線以及有足夠的牽引力,司機室的設定須便于撩望。因此,這種機車的車身較短,動輪直徑較小。中國沒有專門類型的蒸汽調車機車,一般是使用舊型貨運機車來代替。

分類二

按工質利用分類

①單脹式機車,蒸汽在汽缸中膨脹工作一次即排入大氣,機車構造簡單,採用較廣。②復脹式機車,蒸汽在一個或一對汽缸(高壓汽缸)中膨脹工作後進入另一個或另一對汽缸(低壓汽缸)再膨脹工作一次才排入大氣。這種機車熱效率雖高一些,但構造較復雜,採用較少。

③凝汽式機車,乏氣進入裝于煤水車後部的冷凝器凝結成水,再泵入鍋爐重復使用,損失的水由煤水車的水補充。機車構造很復雜,多在缺水地區使用。④飽和蒸汽機車和過熱蒸汽機車,自從創造出機車用的過熱器提高了蒸汽溫度以後,汽機效率提高很多,飽和蒸汽機車即被改造成過熱蒸汽機車。

⒋按汽缸位置分類 蒸汽機車按汽缸安裝位置可分為:

①外汽缸機車,機車汽缸固定于車架兩邊外側,因檢修方便,採用較廣。

②內汽缸機車,機車汽缸固定于車架內側,有一根動輪軸製成曲拐軸,因檢修不便,採用較少。

③三汽缸機車,兩個汽缸固定于車架兩邊外側,第三個汽缸固定于車架中間。

分類三

按車架形式分類 蒸汽機車因車架形式不同可分為:

①板梁式車架機車,車架是板梁型結構,車架較輕,歐洲國家採用較多。

②桿梁式車架機車,車架是桿狀結構,用厚鋼板切割成型或用鑄鋼鑄造,採用普遍。

按車架和動力單元的組成分類 蒸汽機車就其車架和動力單元的組成來說,可分為:

①常規機車,隻有一個固定車架組成一動力單元(包括汽缸、動輪、連桿裝置和閥動裝置等)並支承鍋爐。

②關節機車,除有一個固定車架組成的動力單元並支承鍋爐後半部外,還有一個可轉動的車架和後面的固定車架連線組成另一動力單元,並可滑動地支承鍋爐前半部,起轉向架作用。

水櫃位置分類 蒸汽機車按水櫃安裝位置可分為:

①煤水車機車,它的後部連掛一專門供機車長途行駛所需煤和水的煤水車,套用廣泛。

水櫃機車,在機車鍋爐兩側各有一長方體水櫃或為一鞍形水櫃跨裝于鍋爐上,煤則存放于司機室後部的煤槽中。另一種水櫃機車是將水儲存在煤槽下部的水櫃中。水櫃機車儲存煤水量較少。隻用于調車、短途運輸和工礦運輸。

分類四

按使用燃料分類 蒸汽機車按使用燃料可分為:

①燃煤蒸汽機車,火箱內燃用煙煤,是普遍採用的一種機車。

②燃油蒸汽機車,火箱內燃用霧化鍋爐油,用于無煤的產油區或有特殊要求的地方。

按原動機分類 蒸汽機車按所裝用的原動機可分為:

①以往復式蒸汽機為動力的蒸汽機車,構造簡單,套用廣泛,通常所說的蒸汽機車就是指這種機車

②以蒸汽渦輪機為動力的蒸汽機車,稱為蒸汽渦輪機車。渦輪機轉速高,須配用減速齒輪箱,因而有電力傳動的和機械傳動的兩種。排汽又有冷凝的和非冷凝的兩種。蒸汽渦輪機車因構造復雜,造價昂貴,維修費用高,熱效率比蒸汽機車高得不多,未能推廣使用。

相關資料

在十九世紀最先出現的機車是以蒸汽推動的。到二次大戰結束時,蒸汽機車仍是最常見的機車。

第一部蒸汽機車是由英國人史蒂芬遜(George Stephenson,1781--1848)製造的,1814年,他研製的第一輛蒸汽機車"布拉策號"試運行成功。1825年9月27日,史蒂芬孫親自駕駛他同別人合作設計製造的"旅行者號"蒸汽機車在新鋪設的鐵路上試車,並獲得成功。蒸汽機在交通運輸業中的套用,是人類邁入了"火車時代",迅速的擴大了人類的活動範圍。

蒸汽機車的速度紀錄是由英國的 4-6-2 Mallard 所創下。1938年7月3日,4668號 Mallard拖著六個車廂,在一個稍微下坡路段創下時速126英裏(203公裏)的紀錄。德國、美國的蒸汽機車亦達到接近的速度。一般認為這是蒸汽機車的速度極限。

蒸汽機車在二十世紀中開始被內燃機車所取代。1960年代末,世界上仍然有使用蒸汽機車作商業運作的國家已寥寥無幾。到了二十世紀末,蒸汽機車在北美洲及歐洲基本上已被完全淘汰,隻會間中在特別為鐵道迷及遊客安排的路線上行走。墨西哥仍有很少量的蒸汽機車在偏遠的地方運作。在中國,某些地區煤炭的價格比石油低很多,使蒸汽機車仍然有它們的價值。中國曾經是全球最後一個製造大型蒸汽機車的國家,位于山西的大同車廠一直生產蒸汽機車至1988年;但近年中國蒸汽機車的數量亦在迅速減少。印度曾經大量使用蒸汽機車,但現在它們隻會在空氣稀薄的山區運作。

2005年12月9日,在內蒙古大板附近的鐵道邊上,最後一列蒸汽機車執行完任務後,見證了蒸汽機車退出歷史舞台的左後一刻。

遼寧省調兵山市目前有正在運行的蒸汽機車,所以最後一列蒸汽機車什麽時候推出歷史舞台,還有待研究。

蒸汽機車的退出,讓很多人有一種懷舊心理,深圳製作的仿蒸汽式的旅遊觀光小火車,填補了很多人這種懷舊情懷,讓蒸汽機車再次出現在人們的視野中。

發展歷史

1872年,英商為推銷近代交通工具,在天津原法租界"紫竹林"碼頭一帶,沿海河岸邊的土路上鋪設了一條環行1.5公裏的"廣告鐵路",將一台總重量為1020kg的小"火輪車"安裝在輕便的窄軌上,經試運轉後,是年9月14日,開始免費載客運行。此訊息傳開後,轟動天津城。據天津《申報》報道:"此次火車之來中國,可謂創觀,其製作也可謂精美之至,均甚便捷,甚為適用之物……"由于這一"廣告火輪車"的出現,在一定程度上,給國人留下了一些新式運輸工具的形象。

1876年7月3日,中國第一條鐵路--"淞滬鐵路"(窄軌)建成通車,那台英製名曰"先導號"的蒸汽機車(機車總重量1420kg)時速為24-32公裏,為中國第一台外國蒸汽機車。

1881年11月8日,建成了中國第一條自辦鐵路--"唐胥鐵路"(唐山至胥各庄)。在"唐胥鐵路"修築路基的同時,中國工人憑時任總工程師的英人金達(C.W.Kinder)的幾份圖紙,利用礦場起重機鍋爐和豎井架的槽鐵等舊材料,試製成功了一台"0-3-0"型的蒸汽機車。(隻有三對動輪,無導輪和從輪),被金達、薄內(Burnet)等英國專家命名為"中國火箭號"和"龍號",為中國自製的第一台蒸汽機車(曾存于北京府右街交通陳列館內,並可生火行駛,以供眾覽,"七七事變"後失蹤,至今查無下落)。

1887年"津沽鐵路公司"(原址為舊三岔河口西岸)從國外進口了數台小型蒸汽機車,其中一台為"0-2-0"型(隻有兩對動輪,無導輪和從輪,稱"0"號),此機車是我們現在儲存完好的、曾在"津沽鐵路"上運行過的最古老機車,曾在國外展出過。該機車由英國製造,總重量為1320kg,也是世界上最小的蒸汽機車之一。從這台蒸汽機車出現到新中國成立,中國大地上行駛著英、美、德、法、日、比、俄等國各種蒸汽機車,被人們譽為"萬國機車博覽會"。據1949年《鐵道月刊》第188期記載:當時全國共有4069台蒸汽機車,其中有8個國家、30多家工廠生產的198種型號,其中天津鐵路管理局轄管的運用機車為671台。

蒸汽機

1952年,四方機車車輛廠製造出了中國第一台"解放"型蒸汽機車。其後,四方、大連、唐山、大同等機車車輛廠陸續生產了近萬台蒸汽機車。蒸汽機車一度成為中國鐵路運輸的主要牽引動力。1988年12月21日,大同機車廠停止蒸汽機車生產,標志著中國蒸汽機車製造史的結束。隨著科學技術的進步,蒸汽機車已被內燃機車電力機車、動車組取代。現在,隻有鐵嶺市調兵山市(鐵法市)是世界上唯一一個有大量蒸汽機車並使用蒸汽機車的地方。

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