为什么蒸汽机车要保留至今 (蒸汽机车为什么不流行)

世界 有8个“先进国家”:英国 美国 德国 瑞士 瑞典 意大利 法国 阿根廷,都曾搞过蒸汽轮机车,为什么都不弄了? 因为得不偿失。大体如下:

1/ 起步很早,成型忒晚;技术并不领先。生不逢时,好不容易弄出来了,不但竞争不过蒸汽机车,而且又出来了更新换代的内燃机和 电力机车。

其实,人类捣鼓蒸汽轮机比蒸汽机要早好几百年!

1629年意大利的布兰卡提出蒸汽冲击叶片的转轮理论。1679年法国丹尼斯·巴本制造了蒸汽轮机的工作模型,同时萨缪尔·莫兰提出了蒸汽机概念。

1688年,法国丹尼斯·巴本用圆筒和活塞造出了蒸汽机。

1705年,纽克曼综合巴本和塞维利的发明进一步完善了蒸汽机......

但200年后蒸汽轮机车才运用到铁路运输,直到1940年 法国人才弄出了像样的蒸汽轮火车头!此时蒸汽机车早已驰骋世界多年。

蒸汽轮机蒸汽机车,为什么蒸汽机车要保留至今

法国曾弄出2款蒸汽轮机车。

第一台诺德涡轮,采用类似L MS涡轮机车机械布局,但最终被改回了复合式鞲鞴蒸汽机车。

第二台机车S N C F.Q.1型机车,1940年出厂。主动轮之间不用连杆相连,而是每组动轮加一台涡轮机驱动,不但与比起更先进的电传动内燃机车电力机车相似,而且 竞争不过比其更简单抗造的蒸汽机车,不得不蔫退。

美国上世纪40年代倒是搞成了一台S 2型蒸汽轮机车(宾夕法尼亚铁路编号S 2 -6200),蒸汽轮机系船用汽轮机改装,因为车体过重不得不采用了6-8-6轴列式承重。输出功率6900马力,时速160 km/h,曾投入运营,

优点:高速运行可以轻松牵引重车。致命缺陷:低速运行效率低下,关键是,此时,电传动内燃机车已经诞生, S 2 -62001949年就被淘汰退役,1952年5月报废。

S 2-6200汽轮机车高速运行合算,但低速运行却非常亏损。其临界点是48 km/h!

S 2-6200机车在此数值以上运行,经济合算;但低于48 km/h以下运行,锅炉压力下降至6.02 k G F/cm²,导致燃料消耗增加,燃烧室温度升高,甚至固定螺栓断裂。 而时速48公里是当时蒸汽机车的常用速度,尤其坡路 进出站,雨雪天气......明显的不适合普遍推广。

过于笨重:S 2-6200蒸汽轮机 车长:37 . 37 m。(前进才26米多点)

S 2-6200蒸汽轮机 高:4877 mm。机车重:268 t,加煤水车全重:468 t 。

(国产前进型蒸汽机车 车重 才168吨)。

1954年5月,鲍德温机车厂又造了一台4500马力的电传动蒸汽轮机车。机车加煤水车全长49.11米,前进最长才29米多点。机车全重:536.2 t 。创蒸汽机车世界纪录。也因锅炉控制,煤尘和水导致电机故障等,1958年1月退出历史。

2 / 技术有无法克服的缺陷 ,

不能取代 灵活机动的蒸汽机车,更竞争不过电机车 内燃机车。

汽轮机是将蒸汽能量转换为机械功率的旋转式推力机械。与往复式推力蒸汽机车相比,蒸汽轮机车的蒸汽流动是连续高速的,单位面积流量大功率热效率高,适合持续长途不停顿运输。但 无法适应铁路轨道运输的不同路况和路段的不同速度,长短距离及时常站 停,因为汽轮机扭矩小!

在功率固定的条件下扭矩与发动机转速成反比,转速越快扭矩越小,反之越大;它反映在加速度、爬坡能力上,就是扭矩越大加速性越好;扭矩越大其爬坡度越大;行驶时,扭矩越大,就越随心所欲,想加速就加速,想停车就停车......

但是,蒸汽轮机显然不具备这个优势,其高热效率被频繁的停车, 起车和低速爬坡......全部 抵消,优势变成了劣势。

3 / 事故频发,运营成本高。

蒸汽轮机构造复杂,机件大大多于蒸汽机车,为维修和使用带来了过多的成本,得不偿失。比如:

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蒸汽轮机车驾驶室明显比蒸汽机车复杂

蒸汽轮机机车为了适合双向运行,不得不安装了两台涡轮机,而且还不一样:

蒸汽轮机蒸汽机车,为什么蒸汽机车要保留至今

蒸汽轮机两套涡轮轮动系统

大涡轮机正向牵引,小涡轮机逆向运行,而且逆行最高时速只能35 km/h......

为了安全运行,机车额外安装监控系统,以确保在小涡轮机完全关闭时才能启动大涡轮机。

比起蒸汽机车司机只需简单的调控手把(廻动机)前推后拉前进后退麻烦多了,极容易出事故。

蒸汽轮机 涡轮排气管通过烟箱中的一组配4个喷嘴,才能为燃烧室提供均匀的气流,还得通过独特的四重烟囱排出。如此复杂的构造,大大增加机车成本和维护保养劳动强度。

蒸汽轮机车的变速传动,司机必须操控 电传动 或液压传动设施,与蒸汽机车的单一控制蒸汽流量,大车就玩儿汽门和手把,无疑复杂繁琐了很多,也增加了事故概率。

汽轮机车还安装连接变速箱的自动润滑系统,主动齿轮浸泡在装满润滑油的齿轮箱中。润滑剂在两个蒸汽泵的帮助下,通过过滤管道流经包括所有车轴的滚动轴承在内的所有润滑点,也增加了事故概率和维护保养成本.....

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鲍德温机车厂4500马力的电传动蒸汽轮机车

鲍德温机车厂4500马力的电传动蒸汽轮机车全长49.11米,机车全重:536.2 t 。