26 | TECHNIKA 1942. évi 1. sz. |
A M. Á. V. gőzmozdonyainak történeti fejlődése
V. rész.
Irta: fialovits Béla máv. műszaki főtanácsos.
Die geschichtliche Entwicklung der Danrpflokomoliven der Königl. Ungarischen Staatseisenbahnen. (Fortsetzung.)
Von Dipl. ing. B. Fialovits Oberbaurat der k. ung. Staatseisenbahnen.
A XII. osztályú (377 sor.) mozdonyok megtervezésével 1885-ben a M.Á.V lokomotivok fejtödésének első fejezete lezárult. A Magyar kir. Államvasutak legelső mozdonysorozatainak beszerzésekor a külföldi, főleg az Ausztria vasutainál szerzett üzemi tapasztalatokból indultak ki és az ottani lokomotívgyáraknál az osztrák vasutakon jólbevált típusokhoz hasonló mozdonysorozatokat rendeltek. A lokomotívok teljesítményét és egyes alkatrészeinek, mint kazánjának, gépezetének és futómuvének szerkezeti megoldását a gyárak -- az általános fejlödés figyefembevételével - önállóan állapították meg. Ha az igy megtervezett és elkészített mozdonyok az üzem követelményeinek megfeleltek, sorozatokban tovább építtették azokat, mint például a III. osztályú (335 sor.) mozdonyokat, ha pedig akár szerkezetük, akár muködésük kifogás alá esett, mint például a II. osztályú (238 sor ) mozdonyok nyugtalan járása, további beszerzésüktol eltekintettek. Az első mozdonysorozatok megrendelésekor az üzem gazdaságos lebonyolítása még alárendelt jelentoségu volt, söt az akkori mozdonyok mérsékelt teljesítményére való tekintettel a pályával összefüggő kérdések, mint a tengelynyomások nagysága, folyóméter-súlyuk, stb. sem léptek nyomatékkal előtérbe. Amikor azonban a fejlödés folyamán a MÁV szakértői is tapasztalták, hogy a gözmozdonyok teljesítőképessége szorosan összefügg; azok súlyával, a pályakérdések is elötérbe nyomultak. A korlátolt tengelynyomások különösen a sík pályán közlekedö gyors lokomotívok teljesítőképességének fokozását nehezítették meg, mert a nagy teljesítmény nagy és nehéz kazánt igényel, ami 2-B tengelyelrendezéssel csakis kellő tengelynyomású alvázon helyezhetö el. Az 1881-ben megépült I.a osztályú (220 sor.) gyorslokomotívok tovább rendelését az első hat darab elkészítése után évekre fel kellett függeszteni, mert az általában gyenge feiépítményu MÁV vonalhálózat és a főleg meg nem felelő
mütárgyak miatt ezeket a mozdonyokat csak korlátoltan lehetett felhasználni ugyannyíra, hogy 1883-ban kénytelen volt a MÁV igazgatósága hetyettük ideiglenesen egy szerkezetí részleteiben azonos, de kisebb súlyú gyorslokomotiv-sorozatot, az 1. d. osztályút (221 sor.) megépittetni. Ettol az idotöl kezdve a beszerzendő mozdonysorozatok fő-adatait: tengelynyomását, folyóméter-súlyát, legnagyobb merev tengelytávolságát, söt teljesitményét és rendszerét is a pályafenntartás szakközegeivel egyetérve, a MÁV igazgatóságának gépészeti szakközegei állapitották meg. A megrendeléssel egyidejuleg tehát a lokomotivgyárak a tervezésre nézve megszabott utasitásokat kaptak, amelyeket pontosan be kellett tartaniok. Egyes mozdonysorozatok megtervezésében, mint azt az I. a és III. e. osztályú mozdonyok esetében láttuk, a MÁV szerkesztési irodája tevékeny részt is vett. 1888-tól kezdve a MÁV lokomotívszertesztői és az Állami Gépgyár tervező mérnökei az egyes tolkomotivszerkezetek kidolgőzásában állandó érintkezésben vannak.
Az 1880-as és az azt követö évek mindnagyobb sebességgel közlekedő személyszállitó voaatainak továbbításához az 1881-ben elkészült I. a, osztályú (220 sor.) 90 kilométeres telítettgözu kéthengerü ikerlokomotívokat, majd 1883-tól kezdve a könnyebb jellegu pályákon a kisebb súlyú, de azonos szerkezetu 80 kilométer sebességű I. d. osztályú (221 sor.) mozdonyokat használtak. Ez a két mozdonysorozat volt hivatva hosszabb időn keresztül a MÁV gyorsvonataival szemben támasztott követelmények kielégítésére. Rövid öt esztendő leforgása alatt azonban a Budapesttel kapcsolatos viszonylatokban már ezek a mozdonyok sem tudtak a személyforgalom igényeinek mindenben megfelelni. Ugyanis 1884 július hó l5-én megnyílt a kelenföld-újszőnyi vonal és ezzel a Duna jobb partján Budapest és Bécs között második vágányösszeköttetés létesült, amely az A. V. T. tulajdonában lévo Duna-balparti vonallal szemben Budapesttől az ország határáig, Királyhidáig, a Magyar kir. Államvasutak birtokában volt. E két vonalon Budapest és Bécs között rövid idő alatt élénk versenyforgalom fejlődött ki, amit hátrányosan befolyásoltak a MÁV vonal kelenföld-tatai szakaszának kedvezötlen terepviszonyai. Baross Gábor, akkori kereskedelmi miniszter az utazási kedv fokozása céljábót a MÁV vonalaira bevezette a zóna-díjszabást, aminek következtében az utasok száma, különösen a budapesti viszonylatokban annyira megnövekedett, hogy a Budapesttol mintegy 200 kilométer távolságú körzetben a gyorsvoaratok forgalmát sem az I. a. sem pedig az I. d osztályú mozdonyok egyesével ellátni nem tudták. A költséges előfogatolások elkerütése céljából tehát új és tejesítőképesebb gyorslokomotívok megépítése vált szükségcssé.
A teljesítményi program fokövetelménye a nagy sebességen kívül a nagy teherbírás volt. Ezt a tág határok közt mozgó fetadatot igen szuk korlátok közé szoritotta a pálya akkori ídőben maximálísan 14 tonnában megszabott tengelynyomása és a mozdonynak 2-B típusban megadott tengelyelrendezése. Köztudomású ugyanis, hogy a lokomotivok teljesítöképességét elsosorban a kazán gözfejlesztése határozza meg és a nagy teljesítőképesség nagyméretü, nehéz kazánt igényel. Ezt a követelést azonban a mozdony összes súlya határolja, amely 2-B tengelyelrendezésnél 4 X 14 = 56 tonnánál nagyobb nem lehet. A keret, a futómu és a gépezet súlya azonos mozdonytípusoknál aránylag csak kis határok közt ingadozik, minélfogva a tengelyelrendezés és maximális tengelynyomás megadásával a kazán dimenziói is nagyjában adottaknak tekinthetök. E sokirányú megkőtöttség tehát a tervezőt nehéz feladat elé állitotta. E nehéz feladat megoldását az Állami Gépgyár neves lokomotívkonstruktőrje, Kordina Zsigmond vállalta magára, aki szerkezetével, az I. e osztályú (222 sor.) mozdonnyal, a legtipikusabb magyar mozdonyt adta a Magyar kir. Államvasutaknak. mely úgy egészben, mint részleteiben szerkesztöje eredetiségét dicséri. Kordina, aki már az 1880-as évek elejétöl behatóan foglalkozott a lokomotívok kompoundizálásával és elsö kompound lokomotivját 1883-han építette meg, jól tudta, hogy a 2-B típusú gyorslokomotiv teljesítőképességét lényegesen csak a kompound gépezettel tudja fokozni. E
A M. A. V. gőzmozdonyainak történeti fejlődése | 27 |
32. ábra. A MÁV. I. c osztályú gyorslokomotivja.
Pályaszám: 401--495 (222.001--095). Épült 1890-1904-ben a budapesti Állami Gépgyárbam, a floridsdorfi, bécsújhelyi és bécsi A. V. T. lokomotív-gyárban.
| Nagynyomású henger átmérő | 320 mm |
| Kisnyomású henger átmérő | 490 mm |
| Dugattyúlöket | 650 mm |
| Hajtó és kapcsolt- kerékátmérő | 2000 mm |
| Futó kerékátmérő | 1050 mm |
| Rostélyfelület | 3.00 m2 |
| A tűzcsövek száma | 188 db |
| A tűzcsövek hossza | 4000 mm |
| A tűzesövek külsö átmérője | 52 mm |
| A tűzcsövek fűtőfelülete | 122.9 m2 |
| A tűzszekrény fűtőfelülete | 12.0 m2 |
| Összes gőztermelő fűtőfelület | 34.9 m2 |
| Engedélyezett gőznyomás | 13 at |
| A kazántengely magassága | 2250 mm |
| A kapcsolt tengelyek távolsága | 2400 mm |
| A forgóváz tengelytávolsága | 1800 mm |
| Teljes tengelytávotság | 6300 mm |
| Szolgálati súlya | 54.7 t |
| Üres súlya | 50.4 t |
| Tapadó súlya | 28.0 t |
| Vonóerő a tapadósúlyból | 4480 kg |
| Vonóerő a gépezetből | 5191 kg |
| Engedélyezett sebessége | 90 km |
rendszer fő előnye az egyszeres expanzióval szemben, hogy az expanzió megosztásával a gőzhengerekbe ömlő és a belőlük eltávozó göz be- és kiömlési hőfokhatárainak külömbségei csökkenvén, a hengerekbe ömlő gőz kezdeti kondenzációja kisebb lesz. Másik, még nagyobb előnye pedig az, hogy a nagynyomású henger átömlési periódusa alatt utánpárolgott gözmennyiség a kisnyomású hengerben további munkát végez. Ebböl kifolyólag a kompound üzem gőzfogyasztása a telített gőzüzemmel szemben mintegy 10-l5% megtakarítást jelent, amiből önként következik, hogy a kompaund-lokomotív azonos kazánméretekkel nagyobb teljesítményt szolgáltat.
Az I. e osztályú mozdonynál azonban a kompound üzem alkalmazása szerkezeti nehézségekre vezetett. A külső elrendezésü fökeret miatt a nagyátméröjü kisnyomású gözhenger a kereteken kívül az ürszelvényben nem volt elhelyezhető. Kordina tanulmányai során ezt a nehézséget először a kisnyomású gőzhenger ürtartalmának két részre osztásával akarta kiküszöbölni és a két kisnyomású gőzhengert a keret egyik oldalára tandem-rendszerben egymás mögé akarta szerelni. A mozdony tehát tulajdonképpen háromhengeru kompound-mozdony lett volna egy nagy- és két kisnyomású gőzhengerrel, amely utóbbiak gőzdugattyúi közös dugattyúrúdon ugyanarra a keresztfejre muködtek volna. Eltekintve a gépezet megoldásának konstrukcionális nehézségeitöl, a keret két oldalán működö alternatív mozgó tömegek nagy súlykülönbségei kiegyensúlyozási nehézségeket okoztak volna, ami végelemzésben nagy sebességeknél a gép nyugodt járását rontotta volna. Ezért Kordina a külsö keretek megtartásával feladatát úgy oldotta meg, hogy úgy a nagynyomású. mint a kisnyomású gőzhenger ürtartalmát két részre osztotta s a keret mindkét oldalára szimmetrikusan egy-egy nagy- és kisnyomású hengert szerelt és a gőz munkáját négy hengerben végezteti el. Az előli henger a nagyobb átmérőjű kisnyomású gőzhenger, a nagynyomású gözhengert pedig tandem megoldással olykép szereli a kisnyomású gőzhenger mögé, hogy mindkét henger dugattyúi közös rúdon mozognak. Ez a négyhengerű megoldás a kéthengeru kompound géppel szemben bizonyos hátrányokat is rejt magában. A négyhengeru megoldás ugyanis a kondenzáció részére nagyobb hűtőfelületeket szolgáltat és a kompound-üzem legnagyobb elönyét, a kondenzáció csökkentését rontja. Ugyanez áll a hengerfelületek jókarban tartására és a hengerek és tolattyúk kenésének költségeire is. A nagynyomású dugattyúk vizsgálatok és javítások céljából a herengerekböl csak akkor szerelhetok ki, ha a hozzájuk tartozó kisnyomású dugattyút a rúdról
előzetesen lesajtoljuk s a nagynyomású hengerek hátsó fedelét leszereljük. Mindenesetre elonye e munkarendszernek, hogy a keret mindkét oldalán alternatív mozgó tömegek súlya egymással egyenlő s a lokomotív mindkét gépezete úgy inditásnál, mint minden töltésnél egyenlő munkát fejt ki. Az I. e osztályú mozdonyok hengereinek elrendezése lehetővé tette, hogy ne csak a dugattyúk, hanem a tolattyúk is közös rúddal vezéreltessenek s bár e lokomotív négyhengeru gép, a négy tolattyút mindkét oldalon csak egy vezérmű mozgatja. A megnövekedett alternatív mozgó tömegek ellenére is Kordina rendszerének főelőnye mégis abban rejlik, hogy négyhengeru mozdonyánál a kereten belül fekvö gőzhengerekkel együttjáró görbitett tengetyt, ami lokomotivszerkesztöinknek még ma is sok fejtörést okoz, sikerült teljesen kiküszöbölni.
Az I. e osztályú (222 sor.) mozdony, melynek rajzát és főméreteit a 32. ábrában mutatom be, Woolf-rendszerű tanden elrendezésu telítettgőzű négyhesngeru kompound lokomotív. Külső elrendezésu kereténet mindkét hossztartója egy-egy darabból álló 30 mm vastag folytvas lemezből készült. A volt Monarchia mozdonyszerkesztői a külső keretekhez főleg két okból ragaszkodtak, mégpedig: először azért, mert ez a rendszer a kerekek közé behúzott keskeny tűzszekrény szélességi méreteit a kazánok akkori alacsony fektetése mellett kevésbé korlátozta, másodsorban pedig azért, mert a kerekeken kívül elhelyezett tengelycsapok a mozdony zavaró mozgásaival szemben nagyobb rugóbázist szolgáltatnak. Wittenberg ez utóbbira szellemesen jegyzi meg, hogy ez az előny ugyanabba a csoportba sorakozik, mint a súiypont mély fekvése, amely a német vasútegylet műszaki elöírásainak 93. §-ában szerepelt és az 1896-ban Budapesten tartott egyleti technikus gyulésen javasolt új szabályzatokból kihagytak. Az I. e osztályú mozdony fökerete négy tengelyen nyugszik, amelyek közül az első két futótengely gömbcsap körül elöfordulható alvázban van egyesitve. A gömbcsapnak oldalirányú kitérése nincs, ezért a pályaívekbe való beállás szempontjából a mozdony merev hosszúsága aránylag nagy, A forgóváz tengelyeinek 1800 mm-es távolsága ellenére az elso tengelyt mélyen a füstszekrény alá kellett betolni, hogy a kapcsolt tengelyeknél biztosíthassák a megszabott 14 tonnás tengelynyomásokat. Néhány évvel késöbb Gölsdorf 6 sorozatú kéthengerű kampound gyorslokomotívjánál ugyanilyen okokból a forgóváz tengelytávolságát 2700 mm-re növelte meg. Igy sikerült a 14.4 tonnás maximális tengelynyomások betartásával az előli futótengelyt közvetlen a füstszekrény eleje alá helyeznie. Ezzel ugyan a mozdony merev hosszúsága mintegy 60 mm-rel megnövekedett, a pályaivekbe való befutása azonban nyugodtabb, zökkenéstelenebb lett.
A hossztartók, amelyeket elől a mellgerenda, hátul a kapocsszekrény és közben a forgócsap tartószerkezetén kívül még két helyen kereszttartók erősítenek össze, 1840 mm távolságban vannak egymástól és böséges teret nyújtanak a kazánszerkezet elhelyezésére. A kazántengely magassága a sinfejek felett 2250 mm, az eddigi 2000 mm körüli méreteket észrevehetően meghaladja. A másadik két tengely - amelyek közül az elöli a hajtó - közvetlen a hossztartókba van beágyazva és ágytokjaik húzóékekkel utánállíthatók. Az ágytokok keretkivágásait itt is diósgyőri acélöntvényből készült keretmerevítőkkel vették körül, amelyek oldalsó részei egyszersmind ágytok-vezetékül szolgálnak. A kazánszerkezetet a hajtóteagely közvetlen az állókazán rákfala előtt, a csatlótengely pedig a tuzszekrény hátsó részénél támasztja alá és a tandem hengerekből származó nagyobb dugattyúerők ellenére is a 6300 mm-es össztengelytávdság a mozdony kígyózásnélküli vezetését biztosítja. Az I. e osztályú mozdonyok legnagyobb sebességét óránként 90 kilométerben állapították meg és ennek megfeleloen a hajtó és kapcsolt kerekek átmérőjét D = 2000 mm-re készitették. A kerékvázak diósgyári acélöntvények, amelyeken az abroncsokat "Bork gyűrük"-kel erősitették meg. A hajtótengely forgattyúi Hall-rendszeruek és a vezérmuvet mozgató excenter-tárcsával egy darabból készültek. A hajtótengely csapjainak átméröje 260 és hosszúsága 180 mm s a gépezetből származó nagy eröhatások felvételére aránylag nagy felületeket nyujtanak. A csatlótengely forgattyúi közönséges felsajtolt forgattyúk 200/180 mm-es csapméretekkel. A lokomotív elejének a fokeretre ható súlyát az öntöttacélból készült félgömbcsap közvetlen viszi át a forgózsámoly-keretre, amelynek ágyazását belül a kopások kiegyenlítésére fehérfémmel öntik ki. A mozdony keretének eleje a forgócsap mellett mindkét oldalon még egy-egy csigarúgós csúszószerkezettel támaszkodik a
forgózsámoly-keretre, ami annak elfordulását nem akadályozza. A keretet a tengelyeken négy pár lemezes hordrugó tartja s a hajtó és kapcsolt tengelyek hordrugóit kiegyenlítö himbákkal kötötték össze.
A főkereten fekszik a Becker-rendszerü gőzkazán, amely a MÁV. üzemében hazánk kemény tápvizeinél sokkal jobban megfelel, a mennyezettartós gőzkazánoknál. A vörösrézlemezekből készült tozszekrénybe 3,0 m2 területü és 1/8 esésű rostélyt épitettek be. Ennek hosszúságát nagy felülete ellenére sikrült a külső keretek alkalmazásával 2680 mm-re korláitozni. A rostélyfelület akkori idöben szokatlan nagyságát hazai szeneink gyengébb fűtőértéke indokolja. Kordina alapvető számításainál a magyar szeneket csupán ötszörös elgözölögtetéssel vette figyelembe, ami még 500 kg rostélyigénybevétellel is alíg jelent többet 7200 kg/óra göztermelésnél. A tüzszekrény fütöfelülete 12,0 m2, a tűzcsöveké pedig 122,9 m2, azaz az összes gőztermelö futőfelület nagysága 134,9 m2. A gőzkazán engedélyezett gőznyomása 13 atm. Kordina itt már a kompound üzemre való tekintettel emelte fel a göznyomást 1 atm -val. Tisztán hazai szeneinkkel, még pedig 1/3 szabolcsi és 2/3 tatai aknaszén-keverékkel és 500 kg rostélyigénybevétellel tamtósan kifejtett legnagyobb teljesítmény mellett az I. e osztályú mozdony gőzkazánja
gőzmennyiséget szolgáltat R. a rostélyfelület és H a fütőfelület nagyságát jelenti, "a" pedig állandó érték, amely kompound mozdonyoknál 550 kg rostélyigénybevétel mellett 7000-7500 kalóriás szenek használatánál 4000-rel egyenlő. Tehát
Minthogy a szabolcs-tatai szénkeverék nem 7, hanem csak 5,5-szeres elgözölögtetésü és 550 kg rostélyigénybevétel helyett csak 500 kg-ot használunk, az I. e osztályú mozdony gőzfejlesztése a valóságban
Q"=10390.5'5/7. 500/550=7420 kg/óra.
Ha a termelt gözmennyiség 5 %-át leszámítjuk a légszivattyú és a gőzfütés fogyasztására, a gőzhengerek indikált munkájára
A M. A. V. gőzmozdonyainak történeti fejlődése | 29 |
gőzmennyiség marad. Obergethmann szerint a négyhengeru kompound-gépek gőzfogyasztása 13 atm. gőznyomású telített gözből indikált lóerőóránként megközeliti a 10 kg-ot, ezek szerint tehát az I. e osztályú mozdony hazai szenekkel és 500 kg rostélyigénybevétellel
N1 = 7049 : 10 = 705 indikált lóeröt teljesít.
Az 5,5-szeres elgözölögtetés és az 500 kg/m2 rostélyterhelés a gőztermelő fűtőfelület
igénybevételének felel meg. A gőztermelo fűtofelület és a rostélyfelület aránya H:R = 45 Kordina alapfeltétmével, hazai szeneink ötszörős elgőzölögtetésével van összhangzásban. Külföldi szenek használatával a rostélyfelület már nem valna a megengedhetó mértékben kihasználható, mert hétszeres elgözölögtetésü szenekkel a göztermelo futőfelület óránként legfeljebb
Q = 65 X 135 = 8775 kg
gőzmennyiséget tud termelni, ami kb. mindössze 420 kg/óra rostélyigénybevételnek felel meg. A rostélyfelület méretei tehát kimondottan hazai szenernk figyelembe vételével állapították meg. Bár a kazán az akkori viszonyok között tekintélyesnek volt monaható, indirekt fűtoterületének nagysága a rostélyfelülethez viszonyítva még sem kedvezö. A mozdony szerkesztöjét azonban - mint azt már emlitettük -- a négy tengely 14 tonnára korlátolt tengelynyomása a kazán méretének kifejlesztésében erősen korlátozta.
A Becker-rendszerű gözkazán elemei az I. a. osztályú (220 sor.) és I. d osztályú (221 sor.) mozdonyok tárgyalásából már ismeretesek. Az egész kazánszerkezetet uralja a szokatlanul hosszú vörösréz tüzszekrény, amelynek lemezvastagságait súlycsökkentés céljából különbözo méretűekre választották. A hátsó fal, az oldalfalak és a mennyezet vastagsága 14,5, 15,5 és 16 mm, míg a tuzcsőfal a csőtérben 26, a rákfalnál pedig 16 mm vastag vörösrézlemezből készült. A tűzszekrény mennyezetét hét hosszirányú sorban elhelyezett, soronként 21 darab, összesen 147 darab mennyezetcsavar tartja, amelyek fetslő végét az állókazán fedelének 18 mm vastag lemezébe csavarták be és arra ráfejezték, alsó végére pedig a tüzoldalon vörösréz alátétlemez közbeiktatásával acélból készült csavaranyát hajtottak. A keresztirányú elsö három mennyezetcsavarsor a csőfal terjeszkedése miatt dilatációsra készült. Az oldal- és ajtófalakat, valamint a csőfal csőtér alatti részét 5%-os mangántartalmú vörösréz rudakból készült támcsavarok merevítik az állókazán megfelelő részeihez. Ennek az anyagnak a szakító szilárdsága legalább 30 kg és kontrakciója 70%, s teherbirása megközeliti a hegesztett vasét. Az üzemben szerzett tapasztalatok alapján késöbb ettől az anyagtól mégis visszatértek a szívósabbnak bizonyult vörösréz támcsavarok használatához. A tűzszekrény és állókazán ajtófalának összeerösítése a tüzelonyílás körül Webb-rendszere szerint történt, mig alul az állókazánt acélöntésű állókazán-koszorú zárja le. A tüzelőnyílás kerek s kerek tüzelőajtó zárja el. A három övből készült hosszkazánt egész rákfal köti össze az állókazánnal és az átmenet símára készült. A hosszkazán öveit, amelyek legnagyobb átmérője 1302 mm, egy darabból szőgecselték össze. Lanezvastagságuk 14 mm és az ennek megfelelö biztonsági tényezo, ha a lemez szakítási szilárdsága 3700 kg és a szögecselés hatásfoka 0,75
már közel jár a biztonság megengedett alsó határához. Az egész kazánkonstrukció megtervezésén általában érezhetö, hogy szerkesztője minden tekintetben súlymegtakarításra törekedett. A hosszkazán-övek lemezeit hosszirányban kettős hevederrel, keresztirányban pedig átlapolva kétsorosan szögecselték össze. A hasszkazán elsö övére helyezték a nagy ürtartalmú gőzdóomot, míg a második kazánövön a töltőcsésze s a harmadikon a homoktartó foglal helyet. Az állókazán fedelére a sátor alá szerelvényfejet szereltek, amelyen és a gőzdóm fedelén egy-egy rugómérleges biztonsági szeleppel védik a gőzkazánt az engedélyezettnél nagyobb göznyomások ellen. A hosszkazánba szerelt 46/52 mm-es tűzcsövek darabszáma 188 és hosszúságuk a két csöfal között 4000 mm.
A hosszkazánhoz csatlakozó amerikai füstszekrény hossza 1730 és átmérője 1500 mm, a hengerkazán átmérőjénél tetemesen nagyobb. A nagy ürtartalmú amerikai füstszekrény és a síkszitás szikrafogó berendezés hazai barna szeneinknél a szikraszórás megakadályozására sokkal hatásosabb, mint a rövid füstszelsrénnyel kombinált kéményszikrafogók. Ezenkivül a léghozammal szemben is kisebb elienállást tanusít amazoknál. A füstszekrénybe szerelt kifúvófej változtatható, "békaszájú", amelyet azonban a mai korszerű lokomotívoknál elhagytak. A füstszekrényen lévő öntöttvasból készült kémény hengeralakú, ami Wittenberg szerint "a nagy rostélyoknál aránylag jobb eredményt ad, mint a kúpalakú Prüssmann-féle."
Kordina mozdonyszerkesztői tehetsége föképpen az I. e osztályú mozdony gőzgépeinek megtervezésénél tünt ki. Lokomotívjának teljesítőképességét a kazán korlátolt méretei ellenére, mint már említettük, a gépezet kompounddá tételével biztositotta. A négyhengerű megoldás tandem elrendezésu tolattyúinak mozgási irányát a tandemhengerek tengelyével párhuzasrosan kellett vezetni, amit Kordina célszerüen Heusinger-vezérmű alkalmazásával oldott meg. Ezt a vezérmuvet Magyarországon az I. e osztályú mozdonyokon alkalmazták legelőször s azóta hazánk gözmozdonyai csaknem kizárólag Heusinger v. Waldegg vezérmuvel épülnek. Mindkét irányú állandóan egyenlö és nagy elönyitásai, valamint a gőzcsatornák gyorsabb nyitása és zárása a Heusinger vezérművet az eddig használtak elé helyezik. A közös tolattyúrúdra szerelt kis- és nagynyomású tolattyúk közül az előli nagyobbik tolattyú a rúddal szerves kapcsolatban van és helyzetét a rúdhoz viszonyitva nem változtathatja. Addig a hátulsó, a nagynyomású tolattyú rögzítése a tolattyúrudakon meglazítható és a tolattyú maga a rúdhoz viszonyítva mindkét irányban elmozditható. A tolattyú beállítását hidegen tehát olyképpen végezzük, hogy elöször az elöli kisnyomású tolattyút állítjuk be pontosan és utána a hátulsó, a nagynyomású tolattyú ellentett menetu rögzítő csavarjait megoldjuk, a tolattyúkat az elonyitások pontos elosztásával helyes állásba állítjuk és utána az ellentett menetű rögzito csavarokat a tolattyú elmozdítása nélkül újból erősen meghúzzuk. Az I. e osztályú mozdony vezérművét nem ellenforgattyú, hanem a hajtótengetyre szerelt excenter
33. ábra. A MÁV. 468. pályaszámú I- e osztályú gyorslokomotívja.
Épült a budapesti Állami Gépgyárban 1896-ban 1000 gyári számmal.
mozgatja, amely a Hall-rendszerű hajtóforgattyúval egy darabból készült. A vezérmű átkormányzása kormánycsavarral történik.
A gőzhenger-méretek helyes meghatározása a műszaki számításokon kívül hosszú ideig tartó kísérletezéseken alapuló tanulmányozást igényelt. Az 1890 december ll-én üzembehelyezett 733 később 40l pályaszámú I. e. osztályú mozdony nagynyomású hengerei 340, kisnyomású hengerei pedig 480 mm átmérövel és 650 mm hosszú lökettel készültek. A gőzhengerek volumviszonya 1:2 volt. Minthogy az expanzió ilyen megosztásával a kisnyomású hengerekben az expanzió végnyomása nagy, a gőz munkájának kihasználása gazdaságtalan. Éppen ezért a hengerátmérök és volumviszonyok többszöri megváltoztatása után a félesztendövel később üzembe helyezett 734 (majd 402) pályaszámú mozdony hengerátmérőinél 325 és 550 mm-ig mentek fel, amikor a volumviszony 1:2,86-ra változott, viszont az expanzió végnyomása kicsiny lett. Hosszű kisérletezés és a gözcsatornák és a vezérműalkatrészek méreteinek többszöri megváltoztatása után a nagynyomású gözhengerek átmérőjét véglegesen 320, a kisnyomásúakét pedig 490 mm-ben állapdották meg. A gőzhengerek volumviszonya pedig véglegesen 1 :2,35 lett. Ezzel a gűz kihasználása a nagy hengerekben, is aránylag kedvező.
Ha a gőzkazánban hazai aknaszeneinkkel tartósan kifejtett legnagyobb teljesítményt 705 indikált lóeröre vesszük és a sebesség nagyságát 70 kilométerben állapítjuk meg - a múlt század kilencvenes éveinek elején ugyanis ez a sebesség felelt meg általában a gyorsvonatok tényleges sebességének -- a gőzhengerek indikált vonóereje
amelynek számszerűleg
átmérőjű kisnyomású hengerek felelnek meg. Ha még a dugattyúrudak 80 mm vastagságát is figyelembe vesszük, a gőzhengerek számított átmérői 1:2,35 volumviszony mellett
a nagynyomású hengereknél 314 mm
a kisnyomású hengereknél 470 mm
A tényleges kivitelnél, mint láttuk, a gőzhengerek átméroit 320, illetve 490 mm-re készitették, az az itt ugyanazt a módszert kővették, mintt az I. a és I. d osztályú mozdonyok gőzhengereinek méretezésekor: nagysebességű gyorsvonatú mozdonyt készítettek, amellyel azonban nagy terhelésű, gyakran megálló személyvonatokat is továbbítottak. A gőzhengerek átmérője tehát a nagy terhelés és a nagy sebesség kompromisszuma. A kivitelre került tényleges gőzhenger-átmérők tulajdonképpen a kazán tartós gőztermelésének és 62 km/óra legnagyobb átlagos sebességnek felelnek meg. Ha az előbbi számitást a gőzfejlesztő fűtöfelület Q = 135.65 = 8775 kg/óra maximális gőztermelése alapján, illetve
indikált lóerő tekintetbe vételével végezzük el,
| az indikált vonóerő | 2963 kg | | a nagynyomású gőzhengerek átmérője | 320 mm | | a kisnyomású gőzhengerek átmérője | 490 mm |
lesz. Ezt a teljesítményt azonban csak nagyobb fütőértékű szénkeverékkel, leglább is részben külföldi szénnel tudjuk elérni.
Az I. e osztályú mozdonyok indításánál a kazánból a gözbeömlo csöveken át csak a kisátméröjű nagynyomású hengerek kapnak közvetlesnül friss gözt. Az indulás tehát mindaddig vontatott, amíg a kisnyomású nagyhengerek az átömlöből a második expanzió részére nem kapnak kello nyomású gőzt. Az indítás megkönnyítése céljából az I. e osztályú mozdonyokra külön indító berendezést szereltek, aminek segélyével a beömlo csöből közvetlenül is bocsáthatnak friss gőzt a kisnyomású hengerekbe. Az "indító keszülékek" lényegileg az átömlö elé szerelt szelepek vagy dugattyúk, amelyeket rudazat segélyével vagy kézzel vagy automatikusan mozgatnak. Csak a kilencvenes évek közepén sikerült Golsdofnak, a nagynevü osztrák kompound-lokomotiv szerkesztonek, a kompound mozdonyok automatikus indítását minden mellékszerkezet nélkül, csupán egy csővezeték bekapcsolásával megoldani. Az I. e osztáiyú mozdonyok inditókészülékei három csoportra oszlanak:
a) a 401-437 és 448-468 pályaszámú mozdonyok indítókészüléke kis dugattyú alakú inditó-szelepből áll, amelynek rudazata a kormánygerendely mozgató karjához van kapcsolva. A kormánymű szélső állásában az indtószelep összekapcsolja a gőzbeömlöt az átömlövel és friss gözt vezet a kisnyomású henger tolattyúszekrényébe. A dugattyús szelep szélessége úgy van méretezve, hogy csak a vezérmű 60% töltésénél nyit. Az inditás tehát mind a négy hengerrel egyidejuleg történik, mégpedig a kis hengerek dugattyújának két oldalán működö nyomáskülönbség és a nagy hengerekben lévő gőznyomás összegével. Az indítás annál hatásosabb, minél nagyöbb töltést adhatunk a vezérművel a gőzhengereknek. Minthogy a fenti mozdonyok vezérműve maximálisan csak 74, illetve 78% töltéssel dolgőzhat, a tolattyúk külső gőzvezérlő éleibe bevágásokat készítettek, amivel a maximális töltést 83, illetve 87,5%-ra emelték. A tolattyúk külső vezérlő élein alkalmazott bevágásokkal és a tolattyútükrökbe vájt megfelelő gőzvezető csatornákkal a 426-437 és 448-468 páyaszámú mozdonyok kisnyomású hengereinek maximális töltését 91%-ra, a nagynyomásúakét pédig 93%-ra sikerült felemelni
b) a 438-447 pályaszámú mozdonyok indítókészűlé-
A M. A. V. gőzmozdonyainak történeti fejlődése | 31 |
34. ábra. A MÁV. 459. pályaszámú I. e osztályú gyorslokomotivja. (Brotán-kazánnal).
c), a 469--493 pályaszámú mozdonyok ioditó-készüléke rudazattal kézzel állítható két kis szelepbol és egy szabadon mozgó, a gőznyomás által vezérelt indítódugattyúból áll. Indításkor a szelepeket a sátorból rudazattal "indító" ál.lásba állítjuk, amikor a szelepek a gőzbeömlot közvetlenül összekötik a "receiver"-rel és ugyanesak friss gözt bocsátanak az indító-dugattyúra, ami a ráható túlnyomás következtében elzárja a nagynyomású henger kiömlo terét. A hajtótengely első fél fordulata után a nagynyomású hengerből kiömlö gőz nyomása az indítódugattyút visszatólja eredeti helyére s a gőzhengerek kompound működéssel dolgőznak tovább. Az inditókészüléket csak a hajtótenge!y első fél fordulata alatt szabad nyitva tartani, hogy az indító-dugattyúkra ható gőznyomáskülönbségek ne okozhassanak rongálásokat az indítókészülékben.
Az indítás itt is mind a négy hengerben muködő gőznyomás összegével történik.
A gépezetből számított indító-vonóerő
míg a tapadás vonóereje
Zadh = 0,16* 28000 = 4480 kg.
Bár az indító vonóerő nem túlságosan mulja felül a tapadás vonóerejét, a gyakorlatban mégis azt tapasztaljuk, hogy az I. e osztályú mozdonyok nehézkesen indulnak. Mérsékelt szabályzónyitásnál a gép rendszerint nem mozdul meg, nagyobb nyitásnál pedig megcsúszik. Kétség kívül ehhez hozzájárul az indítókészülékek rendszere is, ame!y a gőznyornást a kisnyomású hengerekben hirtelen növeli, tapasztalataink szerint azonban a kerekek megcsúszását még inkább elösegiti a szabályozó óvatlan kezelése. Nagyon rossz szokása mozdonyszemélyzetünknek, hogy indításnál a vezérmuvet nem veti ki a szélső állásba, hanem azon a töltésfokon indít, amelyen gőz nélkül az állomásba befutott. ilyen eljárással igen sokszor még az ikergépek is csak reverzálással indulnak meg.
A gépezet gőztolattyúi egyszeru kagylós tolattyúk, amelyek végleges méreteit esak gyakorlati próbák alapján állapították meg. Eleinte az összes túlfedéseket szimetrikusan készítették, míg végül a nagynyomású tolattyúknál kivül elől 28,5, hátul 25, a kisnyomásúaknál pedig kivül elől 25, hátul pedig 22,5 mm-ben állapitották meg. A belso túlfedések negatívok, még pedig a nagynyomású hengereknél részarányosan 5-5, a kisnyomásúaknál 4,5-4,5 mm. A keresztfej kétvezetékes. A keresztfejvezetékek előli végei nem támaszkodnak a hátsó hengerfedelekre, amire azért van szűkség, hogy a dugattyúk kiszerelésekor a keresztfej-vezetékeket ne kelljen leszerelni. A lágy Martin-folytvasanyagú hajtó- és csatlórudak a nagy dugattyúerőkre és sebességekre való tekintettel I -alakú keresztmetszettel készültek. A hajtótúdfejek kengyelesek és a csatlórudak levétele nélkül is leszerelhetők. A csatlórudakfejekben kerek, fémböl készült ágyperselyek vannak, amiket utánállítani nem lehet. Ennek a rendszernek legnagyobb elönye
egyszerű szerkezete, azonban rendkívül pontos műhelyi munkát igényel. Az üresjárás szívási munkájának csökkentése végett a hengerekre és az átömlokre Ricour--.szelepeket szereltek.
A hajtóművet és a gőzbenjáró alkatrészeket szabványos ásványolajjal kenik. A tolattyúk és dugattyúk kenésére Nathán-féle lubrikátorok szolgálnak, számszerint két darab, amelyek közül az egyik a nagynyomású, a másik a kisnyomású gépezetet szolgálja ki. A rúdfejek kenőszelencéi eleinte kenőbelesek voltak, majd később állítható, Kardos-féle kenocsavarokkal pótolták azokat. Az I. e osztályú mozdonyokat Haushalter-féle sebességmérővel, Westinghouse-gyorsfékkel és gőzfűtési berendezéssel is eltátták.
A mozdonyhoz tartozó szerkocsinak három tengelye van. Külsö elrendezésü keret-főtartói 16 mm vastag lemezekböl készültek, amelyek keretkivágásait az ágytokok körül acélöntésböl készült keretmerevítőkkel erösítették meg. A keretet tartó hordrúgók közé himbákat nem szereltek. A víztartó, amelynek urtartalma 17 m3, mélyen lenyúlik a keretek közé és a vizet belole Szász-féle vízkapcsolat vezeti a mozdony injektoraihoz. A szénszekrény raksúlya 8 tonna. A mozdony és szerkocsi között a kapcsolat rugalmas, amelynek rugója a szerkocsi öntöttvasból készült kapocsszekrényben van elhelyezve.
A kompound-rendszerű I. e. osztátyú mozdonyok üzemi és gazdasági viszonyainak kipuhatolása végett az állami gépgyár azok elkészitésével egyidejuleg - 1891 július l8. és 24-én - két darab I. f. osztályú 737-738 (késöbb 501-502) pályaszámú, telitettgőzü kéthengeru ikerlokomitívot (35. áhra) is szállított, amelyeknek az I. e osztályú mozdonyokkal teljesen azonos kazánjuk, keretük és futómuvük volt. Csupán ar két rnozdony gépezetének rendszere és méretei különbözők.
A 460 mm átmérőjü gőzhengerek a keretnek ugyanarra a részére vannak rászerelve, mint az I. e osztályú mozdonyok 490 mm-es kisnyomású hengerei, a keresztfejek és vtzetékeik a hajtórudak hosszának megnövelése mellett 250 mm-rel a hengerekhez közelebb kerülnek és a hengerek és keresztfejek között lévő nagy távolságot, rniként az a 33. ábrán igen jól látható, meghosszabbított dugattyúrudakkal hidalják át.
A gőzkazánban azonos viszonyok kőzőtt termelt gőzmennyiség az íkergépezettel kapcsolatban kisebb indikált
35. ábra. A MÁV. I. f osztályú gyorslokomotivja.
Pályaszárn: 50l-502 ,(222.094--095). Épült a budapesti Állami Gépgyárban 1891-ben
| Gőzhenger átmérő | 460 mm |
| Dugattyúlöket | 650 mm |
| Hajfó és kapcsolt kerékátmérő | 2000 mm |
| Futó kerékátmérő | l050 mm |
| Rstélyfelület | 3.00 m2 |
| A tűzcsövek száma | l88 db |
| A tűzcsövek hossza | 4000 mm |
| A tűzcsovek külső átmérője | 52 mm |
| A tűzcsövek futófelülete | 122.9 m2 |
| A tűzszekrény futofetülete | 12.0 m2 |
| Összes gőztermelő fűtöfelület | 134.9 m2 |
| Engedélyezett gőznyomás | 13 at |
| A kazántengely magassága | 2250 mm |
| A kapcsolt tengelyek távolsága | 2400 mm |
| A forgóváz tengelytávolsága | 1800 mm |
| Teljes tengelytávolság | 6300 mm |
| Szolgálati súlya | 54,07 t |
| Üres súlya | 49,46 t |
| Tapadó súlya | 27,67 t |
| Vonóerő a tapadó súlyból | 4430 kg |
| Vonóerő a gépezetből | 5365 kg |
| Engedétyezett sebessége | 90 km |
munkát teljesít, mint kompound-gépezettel. Obergethman szerint ugyanis telítettgőzű ikerlokomotívok lóeröóránkénti gözfogyasztása 13 atm kazánnyomásnál eléri a 11 kg-ot, ami az I. e osztályü mozdonyok 10 kg-os fogyasztásával szemben 9% teljesítmény-csökkenést jelent.
A két mozdonytípussal megtartott beható összehasonlitó próbák ered:ményei azt mutatták - amint Pecz Kornél MÁV igazgatóhelyettes ,,Sikpálya gyorsvonatú lokom:otívok" cimű dolgőzatában (21. olda1) lefektette - "az I. f osztályú lokomotív !óerönkénti és óránkénti anyagfogyasztása 80 km-nél kisebb sebességgel közlekedő vonatoknál átlag 15%-kal nagyobb volt, mint az I. e lokomotívé, azonban a sebesség növekedésével a különbség csökken s 80 km körüli sebességeknél alig volt a kü!önbség számbavehetö. Eszerint a megállapítás szerint 80 kilométeren felüli sebességeken a kompoumd gépeknek a két részre osztott expanzióban és az átömlés periódusa alatt az utánpárolgásban mutatkozó elönye az ikergépekkel szemben elenyészett. Hogy a gyakorlat az I. e osztá!yú mozdonyok teljesítményét mégis nagyobbnak találta, világasan bizonyitja az, hogy a MÁV ezek terhelését sik pályarészeken a fentkimutatott 9-10, sőt több százalékkal nagyobb többlet-teljesítménynek megfelelően állapította meg. Az I. e és I. f osztályú mozdonyok terhelése 0-3% emelkedéssel bíró vonalakon a MÁV szerint:
| 90 km sebességnél | I. e 170 | I. f 145 tonna |
| 80 km sebességnél | I. e 210 | I. f 190 tonna |
| 70 km sebességnél | I. e 300 | I. f 270 tonna |
| 60 km sebességnél | I. e 460 | I. f 415 tonna |
| 50 km sebességnél | I. e 580 | I. f 550 tonna |
Az I. e osztályú kompound és az I. f osztályú iker mozdonyok versenyét az döntötte el, hogy a közös méretekkel készült gőzkazán a kompound gépezettel tetjesítő képesebbnek bizonyult. A M. Á. V. tehát az iker-lokomotívok elejtésével a négyhengerű compound-lokomotívok tovább rendelése mellett döntött. Az 1892-1894. években az Allami Gépgyárban további 39 darab I. e osztályú mozdony készü!t és 1894-hen a floridsdorfi gépgyár s a bécsújhelyi Sigl-gyár is 6-6 darabot, majd az Á. V. T. bécsi lokomotívgyára szintén 10 darabot szállított. Az I. e osztályú mozdonyokat az Állami Gépgyár a felmerülő szükségletnek megfelelöen a következő években is tovább építette s az utolsót belülük 1904 január hó 8-án helyezte üzembe. Ezzel együtt az I. e osztályú mozdonyok állaga 93 darabra, illetve az idöközben szintén négyhengeru kompound géppé átépített két darab kísérleti I. f osztá!yú mozdonnyal együtt 95 darabra szaporodott. A 33. ábra a 468 (később 222.068) pályaszámú mozdony fényképét tünteti fel, amely 1896-ban a milléniumi országos kiállításra épült és az Állami Gépgyár 1000-ik gyári számú lokomotívja volt. Az 1910-es évek elején kettőt közülük - a 459 és 473-as pályaszámúakat - vízcsöves kazánnal szerelték fel (34. ábra).
1891-től 1905-ig, azaz 14 éven keresztül a M. Á. V. az I. e osztályú mozdonyokkal továbbitotta legfontosabb gyors- és személyvonatait. A budapest-marcheggi vonalon ezek a mozdonyok 200-220 tonna terheléssel 90/100 km alapsebességű gyorsvonatokkal közlekedtek, személyvonatokkal pedig a gyakori indítások ellenére több, mint 400 tonnás vonategységeket továbbítottak. Az I. e osztályú mozdony legnagyobb teljesítményét a budapest-marcheggi vonalon 1902-ben az I. l és I. m osztályú mozdonyokkal párhuzamosan megtartott összehasonlító próbamenetek alka!mával érte el, amikor 197,4 tonna terheléssel tényleges 100 km/óra sebességgel futott és több, mint 800 indikált lóerőt fejtett ki. 1907-ig általában a budapesti állomásokról induló gyors- és személyvonatakat továbbították az első mozdonyváltó vagy végállomásig:
TECHNIKA 1942. évi l. sz. | 33 |
Miskolcig, Kassáig, Nagyváradig, Temesvárig, Dombóvárig stb., ahol rendszerint a kisebb teljesítményu I. a vagy I. d osztályú mozdonyok váltották fel azokat. 1902ben a "Gyurgyevic Váso" horvát hazafiról elnevezett 453 pályaszámú mozdonyt kivéve, amelynek honállomása Zág ráb volt, valamennyi I. e asztályú mozdony a Budapest-keleti, Budapest-nyugati és érsekújvári futoházaknál állomásozott. 1907-töl kezdve, amikor a budapesti pályaudvarokról künduló gyorsvonatok terhelése rnár teljesítőképesebb mozdonyokat igényelt, megkezdték az I. e osztályú mozdonyok széthelyezését a M. Á. V. vonalhálózatán. Kapott belőlük a kolozsvári, az aradi, a pozsonyi és a szombathelyi fűtőház, majd a világháború alatt és után a szolnoki, szegedi, miskolci és békéscsabai fűtöházak is A világháborút követő összeomlással kapcsolatban a 95 I. e osztályú lokomotívból 29 jutott a megszálló idegenek kezére és 66 darab maradt a megcsonkított ország területén, amelyek fokozatosan mind alárendeltebb szolgálatra, föleg tehervonatok továbbitásához kerültek. 1932-ben a megmaradt 66-ból 56 darab selejtezését rendelték el s a még meglévő 10 darabot az 1938-ban megkezdett örvendetes terület-visszacsatolások újból szerephez juttatták. Eleinte a miskolc-sátoraljaújhelyi vonal gyorsvonatait továbbították, 1940. év végétől pedig a nagyvárad-szegedi vonal személyszállitó forgalmát bonyolítják le.
1938 november 10-én az újra magyar Kassára diadalmasan bevonuló magyas hadsereg és magyar vasutasság legelső vonatát is I. e osztályú mozdony elöfogatolta.
(Folyfutjuk.)
|
