ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΟΣ - 8° ΜΕΡΟΣ - ΣΙΔΗΡΟΔΡΟΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΕΛΞΗΣ

Εισαγωγή

Κινητήρια µονάδα (locomotive) ονοµάζεται κάθε είδους αυτοκινούµενο (self-propelled) όχηµα, που χρησιµοποιείται για να κινεί σιδηροδροµικά βαγόνια πάνω στις γραµµές.

Παρότι η κινητήρια δύναµη µπορεί να ενσωµατωθεί σε οχήµατα, στα οποία υπάρχει επίσης χώρος για επιβάτες, αποσκευές ή εµπορεύµατα, συνήθως αυτή παρέχεται από την ξεχωριστή κινητήρια µονάδα (locomotive), η οποία περιλαµβάνει τους µηχανισµούς για τη δηµιουργία ισχύος (ή, στην περίπτωση της ηλεκτράµαξας, για τη µετατροπή της) και τη µετάδοση της ισχύος στους κινητήριους τροχούς.

Στις µέρες µας υπάρχουν δύο κύριες πηγές ισχύος µιας κινητήριας µονάδας:

(α)        το πετρέλαιο (µε τη µορφή του καυσίµου ντήζελ) και

(β)        ο ηλεκτρισµός.

Ο ατµός, η παλαιότερη µορφή προώθησης, βρισκόταν σε παγκόσµια χρήση µέχρι περίπου τον Β~ Παγκόσµιο Πόλεµο.

Έκτοτε έχει υποκατασταθεί από τις αποδοτικότερες µορφές της ντηζελοκίνητης και ηλεκτροκίνητης έλξης.

·           Η ατµάµαξα (steam locomotive) αποτελεί αυτάρκη µονάδα, που φέρει το φορτίο νερού για την παραγωγή του ατµού, καθώς και κάρβουνο, πετρέλαιο ή ξυλεία, για τη θέρµανση του βραστήρα.

·           Η ντηζελάµαξα (diesel locomotive) φέρει επίσης το φορτίο καυσίµου, αλλά το προϊόν του ντηζελοκινητήρα δεν µπορεί να µεταβιβαστεί απευθείας στους τροχούς.

Αντιθέτως, πρέπει να χρησιµοποιηθεί σύστηµα µηχανικής, ηλεκτρικής ή υδραυλικής µετάδοσης.

·           Η ηλεκτράµαξα (electric locomotive) δεν είναι αυτάρκης.

Παίρνει ρεύµα από εναέριο καλώδιο ή τρίτη σιδηροτροχιά, που τρέχει παράλληλα µε τις δύο κατευθυντήριες.

     ΦΩΤ. ΝΑΘΕΝΑΣ

Η τροφοδοσία µε τρίτη σιδηροτροχιά (third-rail supply) χρησιµοποιείται µόνο σε αστικά σιδηροδροµικά συστήµατα, που λειτουργούν µε συνεχές ηλεκτρικό ρεύµα χαµηλής τάσης.

Ατµοκίνητη Έλξη

Ο   πολυσωλήνιος βραστήρας και το σύστηµα απαγωγής του ατµού, τα βασικά χαρακτηριστικά που κατέστησαν πετυχηµένη την ατµοµηχανή Rocket των George και Robert Stephenson το 1829, συνέχισαν να χρησιµοποιούνται στην ατµάµαξα (steam locomotive) µέχρι το τέλος της σταδιοδροµίας της.

Η   Rocket είχε µόνο δύο κινητήριους τροχούς. Σύντοµα ο αριθµός των κινητηρίων τροχών άρχισε να αυξάνει. Τέσσερις αποτελούσαν συνήθη εφαρµογή, ενώ µερικές ατµάµαξες κατασκευάστηκαν µε δεκατέσσερις κινητήριους τροχούς.

Οι κινητήριοι τροχοί των ατµαµαξών είχαν διάφορα µεγέθη, συνήθως µεγαλύτερα στις γρήγορες ατµάµαξες επιβατικών υπηρεσιών.

Κατά µέσο όρο, η διάµετρος των κινητηρίων τροχών των ατµαµαξών επιβατικών υπηρεσιών ήταν της τάξης των 1,8 – 2,0 µέτρων, ενώ των ατµαµαξών εµπορευµατικής ή µικτής υπηρεσίας της τάξης των 1,35-1,65 µέτρων.

Το καύσιµο (συνήθως κάρβουνο, αλλά µερικές φορές και πετρέλαιο) και το νερό µπορούσαν να µεταφέρονται είτε στο ίδιο το πλαίσιο της ατµοµηχανής ή και σε χωριστό όχηµα, το εφοδιοφόρο (tender), συζευγµένο µε την ατµοµηχανή.

Το εφοδιοφόρο µιας τυπικής Ευρωπαϊκής ατµάµαξας είχε χωρητικότητα 10 τόνων (9.000 κιλών) κάρβουνου και 8.000 γαλονιών (30.000 λίτρων) νερού.

Στη Σοβιετική Ένωση, τη Βόρεια Αµερική και µερικά συστήµατα στην Αφρική, την Ασία και την Αυστραλία, µεγαλύτερες χωρητικότητες ήσαν συνήθεις.

Σε ορισµένες χώρες, ιδιαίτερα τις ΗΠΑ, για να αντιµετωπιστούν ειδικές ανάγκες µεγάλων φορτίων εµπορευµατικών µεταφορών, χρησιµοποιήθηκε µεγαλύτερη ελκτική ισχύς, µε τη χρήση δύο ξεχωριστών ατµαµαξών µε κοινό καυστήρα.

Η   µπροστινή µηχανή ήταν συνδεµένη αρθρωτά µε το πλαίσιο της οπίσθιας, έτσι ώστε η µεγάλη αυτή κινητήρια µονάδα να µπορεί να εγγράφεται στις καµπύλες της γραµµής.

Η αρθρωτή (articulated) ατµάµαξα απετέλεσε αρχικώς Ελβετική ανακάλυψη. Η πρώτη του είδους κατασκευάστηκε το 1888.

Η     µεγαλύτερη αρθρωτή ατµάµαξα που κατασκευάστηκε ποτέ ήταν η Big Boy των σιδηροδρόµων Union Pacific, που χρησιµοποιήθηκε σε ορεινές εµπορευµατικές µεταφορές στις δυτικές ΗΠΑ.

Η     Big Boy ζύγιζε περισσότερους από 600 τόνους, περιλαµβανοµένου και του εφοδιοφόρου. Ανέπτυσσε ισχύ µεγαλύτερη των 6.000 ίππων σε ταχύτητα 110 χλµ/ώρα.

Μια από τις γνωστότερες αρθρωτές ατµάµαξες ήταν η Beyer-Garratt. Είχε δύο πλαίσια, καθένα µε τους δικούς του κινητήριους τροχούς και κυλίνδρους, φέροντα τις υδατοδεξαµενές. 

Μεταξύ των παραπάνω δύο πλαισίων υπήρχε ένα τρίτο, φέρον τον βραστήρα, τον θάλαµο µηχανοδήγησης και τα καύσιµα. 

Αυτός ο τύπος ατµάµαξας ήταν πολύτιµος σε γραµµές µε φτωχά χαρακτηριστικά χάραξης, επειδή µπορούσε να εγγράφεται σε µικρές ακτίνες καµπυλότητας. 

Για τον λόγο αυτόν, χρησιµοποιήθηκε ευρέως στην Αφρική.

~Διάφορες τεχνολογικές εξελίξεις βελτίωναν βαθµιαίως την ατµάµαξα. Στις εξελίξεις αυτές περιλαµβάνονταν:

·         Μεγαλύτερες πιέσεις στον βραστήρα,

·         Υπερθέρµανση,

·         Προθέρµανση ύδατος τροφοδοσίας,

·         Χρήση κατακόρυφων βαλβίδων.

Παρ’ όλ’ αυτά, η θερµική αποδοτικότητα ακόµη και των τελευταίων ατµαµαξών σπανίως ξεπερνούσε το 6 %.

Η ατελής καύση, καθώς και οι απώλειες θερµότητας από τον καυστήρα, τον λέβητα, τους κυλίνδρους και αλλού, σπαταλούσαν το µεγαλύτερο µέρος της ενέργειας του καυσίµου.

Για τον λόγο αυτόν, η ατµάµαξα εγκαταλείφθηκε, σταδιακά όµως, επειδή παρουσίαζε επίσης σηµαντικά πλεονεκτήµατα, όπως η τεχνική της απλότητα και η ικανότητα να αντιστέκεται στην κακοµεταχείριση..........Η ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΕΔΩ

 * Μια σειρά σε επαναδημοσίευση σχετικά με τη Σιδηροδρομική τεχνολογία 
   
       ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ. ΘΑΝΟΣ ΕΥΘΥΜΕΡΟΣ