Kétszáz éves szolgálat
A 424-es természetesen csak egy volt a gőzmozdonyok között. Magyarországon a vasút megszületésétől, tehát 1846-tól kezdve sokféle típust fejlesztettek ki, ahogyan akkoriban a világ más részén is. A dízelmotorok, illetve a villamos motorok bevezetéséig a megbízható gőzgépek 1698 óta szolgálták a technika több területét is. A gőzmozdonyok pedig kétszáz éven át voltak a vasút meghatározó vontatójárművei. Elsőként az egyik felfedezője, Richard Trevithick 1804-ben készült mozdonya állt szolgálatba, az utolsó gőzmozdony pedig Kínában „vonult nyugdíjba”, 2004-ben.
Ez alatt a kétszáz év alatta a mozdonyok szerkezete többé-kevésbé változatlan maradt. Erőgépük egy gőzgép, amelynek működtetéséhez egy kazánban állítják elő a gőzt. A kazán fűtéséhez általában kőszenet, ritkábban fát vagy pakurát használnak. (A pakura a kőolaj lepárlásából visszamaradt, sűrű, ragacsos anyag, amelynek fűtőértéke 41 MJ/kg körül mozog.) A szükséges vizet, vagyis a kazántápvizet a mozdony vagy a rá épített tartályokban, vagy a mozdonyhoz kapcsolt külön szerkocsiban viszi magával. A kazánban termelt gőzenergiáját a gép gőzhengerei alakítják mechanikai munkává.
A gőzhengerek táplálása illetve a bennük lejátszódó munkafolyamat alapján kétféle gépezet létezik: a csak frissgőzzel táplált ikergépezet, illetve a kompaund gépezet, amely a gőz nyomását két lépcsőben (a nagy- és a kisnyomású hengerekben) használja fel, vagyis osztott expanziójú. A magyar mozdonyok jelentős része kompaund gépezettel működött.
Hogyan működik egy gőzmozdony gépezete?
Az alábbi rajzon láthatjuk a dugattyúval működő gőzmozdony felépítését és működési rendszerét. (Forrás: Wikipédia)
A gőzmozdony három alapvető szerkezeti eleme a mozdonykazán, a mozdonygépezet és a mozdonyfutómű.
A mozdonykazánban kerül át a tüzelőanyag égése során felszabaduló hőenergia a kazánvízbe, ahol ennek révén gőz fejlődik.
A mozdonykazán az állókazánból (1) és az ahhoz csatlakozó henger alakú hosszkazánból (2) és az állókazánba erősített tűzszekrényből áll. A tűzszekrény (3) alsó részén helyezik el a rostélyt (4), itt égetik el a tüzelőanyagot. Az égésnél keletkező salak a rostély alá erősített hamuládába (5) kerül, ahonnan egyúttal az égést tápláló levegőt is bevezetik. Az égésnél keletkező füstgázok a hosszkazánban elhelyezett füstcsöveken (6), a hosszkazán folytatását képező füstszekrénybe (7), majd onnan a kéményen (8) át jutnak a szabadba. A tűzszekrényt és a füstcsöveket a kazánvíz veszi körül, amely az égésnél felszabadult hő egy részét átveszi. A mesterséges léghuzat előállítását a füstszekrényben elhelyezett gőzfúvó (9) biztosítja. A gőzgépből távozó fáradt gőz a gőzfúvón és a kéményen át áramlik a szabadba (amikor sípol a vonat, a gőzfúvó jellegzetes hangját halljuk), miközben a füstszekrényben a léghuzathoz szükséges légritkítást is létrehozza. A kazánban termelt gőzt a hosszkazán felső részén elhelyezett gőzdómból (10) vezetik a gőzgéphez. A gőzszabályzó (11) megnyitásával a gőz csővezetéken (12) jut el a gőzgéphez, miközben a túlhevítő berendezésen (13) is áthalad.
A mozdony két oldalán elhelyezett gépezetben alakul át a vízgőz hőenergiája mechanikai munkává. Ennek fő részei a gőzhenger (14) a benne mozgó dugattyúval (15), amelyet a keresztfejjel (16) a dugattyúrúd (17) köt össze. A vezetékek között mozgó keresztfej biztosítja a dugattyú és a dugattyúrúd egyenes vonalú mozgását. A dugattyú, amelynek mozgását a hengerterekbe bevezetett gőz nyomása biztosítja, a gőzhenger terét két részre osztja. A gőznyomásból származó hajtóerőt a keresztfejhez kapcsolódó hajtórúd (18) továbbítja a forgattyú (19) segítségével a hajtott kerékpárhoz (20). A hajtórúd által hajtott kerékpárról a mozgást a kapcsolt kerékpárokra (21) a kapcsoló rudak (csatlók) (22) és a kapcsolt kerékpárok (23) forgattyúi viszik át. A gépezet által nem hajtott kerékpárok a futó kerékpárok (24).
A kazán gőzét (friss gőzt) a hengerterekbe, és a munkát végzett gőzt (fáradt gőzt) a szabadba általában a tolattyú (25) bocsátja ki, de egyes esetekben szelepes gőzgépet is alkalmaztak. A tolattyúkat vagy szelepeket a vezérmű (26) mozgatja.
A futómű teszi lehetővé, hogy a mozdony továbbgördüljön a sínen. Alapját a keret (27) adja: ezen nyugszik a mozdonykazán és a gépezet. A keret a terhelést a hordrugók (28) útján adja át a kerékpároknak.
A gőzhenger dugattyúerejét a dugattyúrudat a hajtókerékkel összekötő, hajtó- és csatlórudakból álló forgattyús hajtómű alakítja forgatónyomatékká. A gőzmozdony sebességét a gőzhengerek töltésével szabályozzák. A hajtógép és a hajtókerekek között külön erőátviteli berendezésre nincs szükség.
| A gőzmozdony gépezete a Heusinger-Walschaert rendszerű vezérművel. Az egyes részek magyarázata: 1.: lengőív, 2.: ellenforgattyú, 3.: tolattyúvonórúd, 4.: elősietési összekötőrúd, 5.: keresztfej, 6.: tolattyú, 7.: gőzhenger, 8.: kormányvonórúd. (Rajz: Panther, Wikipedia) |
Ez a viszonylag egyszerű szerkezet és annak megbízhatósága, túlterhelhetősége hosszú időre népszerűvé tette a gőzmozdonyokat. A szerkezetnek azonban hátrányai is voltak, mint például az igen alacsony energetikai hatásfok, a kis hatótávolság, az erős környezetszennyező hatás, a jelentős kezelési és fenntartási élőmunka-igény, valamint az, hogy a gép kezelése nagyon kemény fizikai igénybevétellel jár. Mindezek miatt a mozdonyok használata során a gyakorlat tapasztalatai alapján nagyon sok gyakorlati problémát kellett megoldani.
Ahol hosszú alagutakon kellett áthaladniuk a vonatoknak, ott például az is komoly gondot jelentett, hogy a vonatok füstje beszorult a szűk térbe, és a fulladás veszélyével fenyegette a szerelvényen ülőket. Ezért meg kellett oldani a füst elterelését is. De ennél is fontosabb volt, hogy a kazán táplálása és a mozdony vezetése, elsősorban a nagy hő- és hangkibocsátás miatt rendkívül nagy megterhelést jelentett a mozdonyvezetők és fűtők számára. A vezetőállást nem lehetett a mozdony orrában kialakítani, a vezetőnek gyakran a fűtő megfigyeléseire kellett hagyatkoznia, akinek ehhez télen-nyáron ki kellett hajolnia oldalt, az ablakon. Emellett egy komolyabb balesetnél az ott lévőknek szinte semmi esélyük nem volt a megmenekülésre.
Mindezek, és persze a nagyobb sebességiránti igény miatt már a húszas évektől elkezdtek kísérletezni a dízel-motorok és a gőzgépek kombinálásával. Végül azonban a hibrid nem bizonyult jó megoldásnak, ezért a gőzmozdonyok és a további, korszerűbb mozdonyok típusainak végül élesen el kellett válniuk egymástól.
| Az első magyar gőzmozdony, 1846-ból. Nemcsak kiváló konstrukció volt, de a formatervezésére sem lehet panaszunk. |
Búcsú a gőzmozdonyoktól
Az 1846-1859 között forgalomban lévő magyar mozdonyokból sajnos egy sem maradt meg mára. A legrégebbi megőrzött mozdony a Déli Vasút 29 sorozatú 674 pályaszámú gőzmozdony, amely 1860-ban készült Bécsben, a StEG Gépgyárban. A 19-20-dik század fordulóján gyártott gépek azonban állóképesebbeknek bizonyultak. A magyar gőzmozdonygyártásnak egyébként ez az időszak volt a fénykora: a Ganz-gyár mozdonyaiból egyre többen rendeltek a külföldi piacokon. A legnagyobb megrendelő Olaszország volt. A magyar mozdonygyártás első nemzetközi sikere a 201 sorozatú, kéthengeres kompaund szerkocsis gyorsvonati mozdonyához fűződik, amely egyébként a gyár 1500-dik mozdonya volt.
1984-ig körülbelül 10 000 gőzmozdony közlekedett. Napjainkra 150 példány maradt meg ezekből. A magyar gőzmozdonyok közül a 424-es volt a legsikeresebb, 1958-ig összesen 514 darabot gyártottak belőle.
Aki kíváncsi a gőzmozdonyokra, jelenleg a Magyar Vasúttörténeti Parkban ismerkedhet meg velük közelebbről. Néhány pályaudvaron ma is felmászhatnak a kíváncsiak a egy-egy, kiállított gőzmozdonyra. Az utoljára gyártott 424-es 2004-ig a gárdonyi vasútállomáson állt, ahonnan azonban a pályaudvar felújítása során végül elszállították.
Lévai Júlia
Babilon Kiadó webáruház – Mi MiCSODA, LOGICO, Mágikus állatok iskolája, babakönyvek, ismeretterjesztők és regények gyerekeknek. Kiadói kedvezmények.