Gőzmozdony: hogyan forgat kereket a gőz, mit mutat a modell

A gőzmozdony egy kazán kerekeken. A tűzszekrényben, vagyis a kazán hátsó végén lévő zárt kemencében égő tűz melegíti a vizet, amely gőzzé alakul. A nyomás alatt álló gőz a gép oldalain lévő hengerekbe áramlik, és felváltva előre és hátra tolja a dugattyút. A dugattyú a hajtórúdon, egy kerék közepén kívül rögzített hosszú rúdon keresztül forgatja a nagy hajtókereket, hasonlóan ahhoz, ahogy a pedálon lévő láb forgatja a kerékpár hajtókarját.

A gőzmozdonyon ez a mozgás többnyire kívülről is látszik: a hengerek, a hajtórudak és a kerekeket összekötő rudak a gép oldalán dolgoznak. Részben ezért is hálás előképe a modelleknek, főleg ha a gépnek híres története van. Ilyen például Stephenson 1829-es Rocketje, amelynek megoldásait szinte minden későbbi gőzmozdony átvette, és a brit Mallard, amely 1938-ban a gőzmozdonyok máig érvényes sebességi rekordját érte el. A modell megmutatja a valódi gép formáját és mozgását, a kerekeit azonban a kezed vagy egy felhúzott hajtás forgatja, nem a gőz.

Hogyan forgatja a gőz a mozdony kerekeit

A gőz egyetlen úton halad végig a mozdonyban a tűztől egészen a kéményig, és minden szakaszán a gép egy másik része dolgozik. Ha ismered a sorrendet, ezeket a részeket megtalálod egy valódi mozdony fényképén és a modellen is:

1. Tűzszekrény és kazán. A fűtő szenet lapátol a tűzszekrénybe. A tűz forró gázai a kazánon sok csövön haladnak át, amelyeket víz vesz körül. A víz magát a tűzszekrényt is körülveszi, így nagy felületről veszi fel a hőt, és gőzzé alakul.
2. Gőzdóm és szabályozó. A gőz a vízszint fölött gyűlik össze, gyakran a kazán tetején lévő kerek felépítményben, amelyet gőzdómnak hívnak. Ebben van általában a szabályozó, egy szelep, amellyel a mozdonyvezető a hengerekhez engedi a gőzt, és így szabályozza a gép erejét.
3. Henger és tolattyú. A mozdony mindkét oldalán van egy henger dugattyúval. Egy csúszó szelep, a tolattyú, a friss gőzt felváltva a dugattyú elé és mögé engedi, és közben a dugattyú másik oldaláról kiengedi a fáradt gőzt. A dugattyú ezért mindkét irányban tol, előre és hátra is.
4. Keresztfej és hajtórúd. A dugattyúból a dugattyúrúd indul ki, egy keresztfejben végződő rúd, amely egyenes vezetékben csúszik. A keresztfejhez kapcsolódik a hajtórúd, amelynek másik vége a hajtókerék közepén kívül lévő csapon ül. Éppen itt alakul át a dugattyú egyenes vonalú mozgása a kerék forgásává.
5. Csatolórudak. Az egyik oldalon lévő hajtókerekeket egy vízszintes rúd, a csatolórúd köti össze. Ennek köszönhetően mind egyszerre forognak, és a gép ereje több kerékre oszlik el, amelyek így jobban tapadnak a sínen.
6. Kipufogás és kémény. A fáradt gőz a hengerekből a füstszekrénybe, a kazán kémény alatti elülső részébe jut, és egy szűk fúvócsövön át felcsap a kéményen. Magával ragadja a kazán gázait, és így friss levegőt szív át a tűzön. Minél jobban dolgozik a mozdony, annál erősebb a huzat, és annál jobban ég a tűz.

A kéthengeres mozdonyon a bal és jobb oldali forgattyúk negyed fordulattal el vannak tolva egymáshoz képest. Amikor az egyik oldalon a hajtórúd egy vonalban áll a kerék csapjával, az úgynevezett holtponton, nem tudja elforgatni a kereket. A másik oldal ilyenkor messze van a holtponttól, és elforgatja a kereket, ezért a mozdony a kerekek bármely helyzetében elindul. A kerék egy fordulata alatt a két dugattyú együtt négy adag gőzt kap, és a kéményből négy kipufogási ütés hallatszik, amelyet ritmikus pöfögésként hallasz.

A tolattyúkat a vezérmű mozgatja, rudak és karok együttese a gép oldalán a hajtókerék és a henger között. A mozdonyvezető ezzel változtatja a menetirányt, és határozza meg, mennyi ideig áramlik friss gőz a hengerbe a dugattyú egy lökete alatt. Induláskor hosszabban engedi be, hogy a gépnek a lehető legnagyobb vonóereje legyen. Menet közben rövidebben engedi be, a munka többi részét pedig a hengerben táguló gőz végzi el. Így takarékoskodik a mozdony a szénnel és a vízzel.

A szenet és a vizet a mozdony vagy szerkocsiban, a mozdonyvezetői fülke mögé közvetlenül kapcsolt külön kocsiban viszi, vagy a kisebb gépeknél közvetlenül a mozdonyon lévő tartályokban. A kazán gőze közben nemcsak a kerekeket hajtja, hanem a sípot, a fékek kompresszorát és a szivattyút is, amely vizet pótol a kazánba.

Mely mozdonyok lettek modellek előképei, és miért

A Rocket, a Flying Scotsman, a Mallard és az Albatros is megjelent modellként modellvasutakhoz. Mindegyik azzal írta be magát a vasút történetébe, amit megváltoztatott, egy rekorddal vagy a méretével, és mindegyikből legalább egy példány fennmaradt, így az előképét élőben is megnézheted. Ráadásul mindegyiket felismered a formájáról:

A kerékelrendezés a mozdony számára olyan, mint egy aláírás. Nagy-Britanniában és Amerikában a kerekek számával írják le: a Flying Scotsman és a Mallard jelölése is 4-6-2, vagyis négy kerék elöl, hat hajtókerék és kettő hátul. A kontinentális Európában a tengelyeket, vagyis a kerékpárokat számolják. A számjegy a hajtás nélküli tengelyeket jelenti, a nagybetű a hajtott tengelyeket (A egy, B kettő, C három, D négy), a jel utáni kis vessző (′) pedig azt mutatja, hogy a tengelyek forgóvázban vannak. Mindkét brit gép tehát 2′C1′, az Albatros pedig 2′D1′. A modellen pár másodperc alatt megszámolod a tengelyeket, és rögtön tudod, melyik típusra hasonlít.

A Rocket, a Flying Scotsman és a Mallard évtizedek óta jelenik meg modellként, és mindegyik története elmondható egy mondatban: a mozdony, amely meghatározta, hogyan épülnek majd a gőzmozdonyok, az első hivatalos óránkénti 100 mérföld, a világ leggyorsabb gőzmozdonya. Szlovákia története az Albatros. A tizenöt gépből három maradt fenn, és egyikük, a 498.104, Szlovákiában van, ahol a pozsonyi Albatros klub gondozza.

Mit mutat meg a modell a valódi gépből, és mit egyszerűsít

A fa modell a mozdony formáját és mozgását mutatja meg, nem az erejét. Nincs benne tűz és gőz, így a mozgás fordított irányban halad: a kerekeket a kezed vagy egy felhúzott hajtás forgatja, és ha a dugattyú mozog, a kerekek tolják a hajtórúdon keresztül. A valódi gépen a dugattyú tolja a kerekeket. Hogy pontosan mit mutat a modelled, azt az útmutatójából és a képeiből tudod meg. Nézegetés közben ezekre a helyekre figyelj:

• Kerékelrendezés. Számold meg az elöl lévő tengelyeket, a csatolórúddal összekötött hajtott tengelyeket és a hátsó tengelyeket, és vesd össze őket a fenti táblázattal. Ha valamelyik géppel egyeznek, a modellnek ugyanolyan a futóműve. Ha nem, szabadabban utánozza a gőzmozdonyt.
• Hajtórúd és csatolórúd. Lassan forgasd el a hajtókereket, és figyeld mindkét rudat. A csatolórúd mindig vízszintes marad, és kis körön kering, a hajtórúd közben fel-le billeg. Ha a rudak így mozognak, a modell a mozdony valódi mozgását utánozza.
• Dugattyú és keresztfej. Ugyanennél a forgatásnál figyeld a hengert. Ha egy keresztfejes rúd ki- és becsúszik belőle, a modell az egyenes vonalú mozgás forgássá alakítását mutatja. Ha a hengernél semmi sem mozog, a modell csak a formáját mutatja.
• Bal és jobb oldal. Állítsd meg a kereket, amikor az egyik oldalon a hajtórúd egy vonalban áll a csappal, és nézd meg a másik oldalt. A valódi kéthengeres mozdonyon ott a csap negyed fordulattal el van tolva. A modell ezt vagy utánozza, vagy nem, és egyik sem hiba.
• Vezérmű. Keress vékonyabb rudakat és karokat a hajtókerék és a henger felső része között. Ha a kerék forgatásakor mozognak, a modell jelzi a vezérművet, amely a valódi gépen a tolattyút mozgatja. Ha nem találod őket, a modell leegyszerűsítette vagy elhagyta a vezérművet.
• Kazán, dóm, kémény és szerkocsi. A modellen ezek üreges formák. Figyeld meg, hol vannak: a kémény elöl, a gőzdóm a kazán tetején, a mozdonyvezetői fülke hátul, mögötte pedig a szerkocsi. Az elrendezés megfelel a valódi gépnek, bár belül nincs víz, tűz és szén.

A valódi mozdonynak olyan részei is voltak, amelyek a fa modellen csak jelzésszerűek vagy teljesen hiányoznak: biztonsági szelepek, amelyek túl nagy nyomásnál kiengedik a gőzt, egy átlátszó cső, amelyen a fűtő a kazán vízszintjét figyelte, vagy a vízpótló szivattyú. Nélkülük a valódi kazán nem működhetne biztonságosan, a modellnek nincs rájuk szüksége.

Ha a kész modellen a kerekek vagy a rudak nehezen forognak vagy elakadnak, a súrlódás felkutatásának lépéseit a Elakad a szerkezet: keresd meg a súrlódást és szüntesd meg című cikkben találod.

Ha ezeket a részeket a saját modelleden szeretnéd megnézni, választhatod a Fa 3D puzzle - Gőzmozdony modell ROKR MC501 modellt, amelynek a bolti leírás szerint mozgó dugattyúja van, és a hajtás felhúzása után saját erejéből elindul; a bolti adatok szerint 14 éves kortól ajánlott. A bolti adatok szerint kevésbé nehéz a Fa 3D puzzle - Mozdony Little Story E012 modell, 4 helyett 2-es nehézséggel, és szintén 14 éves kortól ajánlott.

Hogyan állítsd ki a modellt a történelem darabjaként

A gőzmozdony modellje akkor hat a történelem darabjának, ha úgy állítod ki, ahogyan a múzeumok a valódi mozdonyokat: sínen, rövid leírással és jól látható hajtórudakkal. Ehhez négy lépés elég:

1. Határozd meg az előképet. A kerékelrendezés, a kazán és a kémény formája alapján derítsd ki, melyik típusra hasonlít a modell. Ha konkrét gépet nem tudsz megállapítani, elég a típus és a korszak, például egy 2′C1′ elrendezésű gyorsvonati mozdony az 1930-as évekből.
2. Tedd sínre. Állítsd a modellt egy rövid sínszakaszra vagy egy keskeny fadeszkára, amely kicsit hosszabb a modellnél. Az alátét elválasztja a polc többi tárgyától, és portörléskor vele együtt emeled fel, anélkül hogy a vékony rudakat megfognád.
3. Írj egy kártyát. Egy kis kártyára írd fel az előkép típusát vagy nevét, az évet és egy mondatot arról, mivel lett híres: egy rekord, egy vonal vagy a megépült gépek száma. A modell így azoknak a vendégeknek is elmeséli a történetét, akik semmit sem tudnak a vonatokról.
4. Állítsd be a kerekeket. Kiállítás előtt fordítsd el a hajtókerekeket úgy, hogy a szoba felé néző oldalon a hajtórúd ferdén álljon, a dugattyúrúd pedig ki legyen tolva a hengerből. Ebben a helyzetben jobban látszik, mint holtponton, hogyan kötik össze a rudak a dugattyút a kerékkel.

Ha érdekel, hogyan közlekedik a síneken egy jármű, amely gőz helyett a pálya fölötti vezetékből kapja az áramot, folytasd a A villamos: honnan kapja az áramot, és hogyan közlekedik című cikkel.

Gyakori kérdések