LOKOMOTİF NEDİR?LOKOMOTİFİN İCADI?

Paylaş
 

LOKOMOTİF NEDİR?LOKOMOTİFİN İCADI?

DEMİRYOLU SİSTEMLERİ, XVI. yüzyılda kurul­du  ama vagonlar 1804’e kadar insan gücüyle çekildi. 1804’te, Güney Galler’de (İngiltere), Richard TREVİTHİCK, bir lokomotif geliştirdi. Bu lokomotif, dökme demirden yapılma bazı maden ocağı raylarını kırdı; ama gene de. vagonların çekilmesinde buhar gücün­den yararlanılabileceğini, bacadan çıkan egzoz buha­rının ateşi canlandırmak için kullanılması yoluyla bu­har üretiminin hızlandırılabileceğini ve düzgün yü­zeyli raylar üstünde yeralan düzgün yüzeyli tekerlek­lerin tahrik gücünü iletebileceğini sergiledi.

Buharlı lokomotifler: Buharlı lokomotif, güçlü ve yalın bir makinadır. Bir silindire giren buhar, genle­şerek, pistonu öteki uca kadar iter. Silindirin dönüş hareketi sırasında bir kapak açılarak, genleşmiş bu­harın buradan dışarı çıkmasını sağlar. Pistonun ha­reketi, mekanik bağlantılar aracılığıyla, lokomotifin ana tahrik tekerleğini çevirir

Tarihçe: Trevithick lokomotifinin yapımını izleyen 25 yıl içinde, kömür taşınan demiryollarında, sınırlı sayıda buharlı lokomotif başarıyla kullanıldı. Bunda. Napolyon devri savaşlarının sonlarına doğru, yem fi­yatlarındaki büyük yükselişin de önemli etkisi oldu. Dökme demirden yapılan levha yollar, buharlı loko­motifin ağırlığını çekebilecek güçte değildi. Vagon te­kerleklerinin içine oturduğu L kesitli bu yollar, kısa bir süre sonra yerlerini, düz yüzeyli raylara ve flanşlı tekerleklere bıraktı.

George STEPHENSON, 1814 yılında, kendinden önceki tasarımcıların deneyimlerinden yararlanarak, düz yüzeyli raylar üstünde hareket eden lokomotifler yapmaya başladı. Daha önceki lokomotiflerin aşağı yukarı tümünde, silindirler dikey durumda yerleştiri­lir ve kısmen kazanın içine daldırılırdı. Stephenson ve Losh, 1815 yılında, tahrik gücünü pistondan ana tahrik tekerleğine dişli çarklarla iletmek yerine, ana tahrik tekerlekleri üstünde bulunan kranklar aracı­lığıyla, doğrudan doğruya silindirlerden iletme düşün­cesinin patentini aldılar. Tahrik gücünü dişli çarklar­la ileten düzenek, özellikle büyük dişlerde aşınma or­taya çıktığında, sarsıntılı bir harekete neden oluyor­du. Gücü doğrudan silindirden ileten mekanizma, da­ha yalın olduğundan, tasarımcılara daha geniş bir serbestlik sağladı. Lokomotif kazanları da, eskiden yalın bir boru biçimindeyken, önce dönüşlü bir boru biçimine, sonra da birçok borunun bir arada bulunduğu (ve böylece daha geniş bir ısıtma yüzeyi sağladığı) borulu hale dönüştü. Bu son biçimde, bir dizi boru, ocağın yandı­ğı yanda bulunan bir odanın duvarı ile dumanın çık­tığı yanda bulunan benzer bir plakaya bağlanmıştı. Silindirlerden gelen egzoz buharı, borulardan geçip dumanın çıktığı uçtan bacaya giderken bir patlama­ya neden oluyor, böylece, lokomotifin hareketli oldu­ğu sırada ateşi canlı tutuyordu. Lokomotif olduğu yer­de dururken de, bir körük, kullanılıyordu. Liverpool and Manchester şirketinin muhasebecisi Henry Booth, 1827’de, daha ileri bir gelişme olan çokborulu kazanın patentini aldı. Stephenson da bu buluşu, «Rocket» adlı lokomotifinde kullandı. Ama önce, bakır boruların bağlandığı uç plakalarındaki bağlantı bileziklerinin su sızdırmaması için, oldukça uzun denemeler yap­ması gerekti.

1830’dan soııra buharlı lokomotif, bilinen biçimi­ni aldı. Silindirler, dumanın çıktığı uca, ya yatay ya da hafifçe eğik durumda yerleştiriliyor, ateşçinin ye­riyse, ocağın yandığı uçta yeralıyordu. Silindirlerin ve dingillerin kazana bağlı olmak­tan ya da kazanın tam altına yerleştirilmekten çık­masıyla birlikte, çeşitli parçaları bir arada tutacak bir çerçevenin yapılması gerekti. İlk kez İngiliz lokomo­tiflerinde kullanılan çubuk çerçeve, A.B.D’nde de uy­gulandı ve «dövme demir» yapımdan, «dökme çelik» yapıma geçildi. Silindirler, çerçevenin dışına monte ediliyordu. İngiltere’deyse, çubuk çerçevenin yerini plaka çerçeve aldı. Bunda, silindirler çerçevenin için­de yeralıyor ve çerçeveler için yaylı süspansiyonlar (sarmal ya da yaprak biçimli), dingilleri tutmak için­se dingil yatakları (yağlanmış yatak) bulunuyordu.

1860’tan sonra çeliğin kazan yapımında kullanıl­maya başlanmasıyla, daha yüksek basınçlarda çalış­ma olanağı bulundu. XIX. yüzyılın sonuna doğru, 12 bar basınç, lokomotiflerde yaygınlaştı; bileşik loko­motiflerdeyse, 13,8 bar basınç kullanılmaya başlan­ mıştı. Bu basınç, buhar çağında 17,2 bara çıktı. 1890 yıllarında ekspres lokomotiflerinin silindirleri, 51 san­timetre çapında ve 66 santimetre strokunda yapıldı. Daha sonraları A.B.D. gibi ülkelerde silindir çapı 81 cm’ye yükseldi ve hem lokomotifler, hem de vagonlar daha büyük yapılmaya başlandı.

Yakıt ve su, lokomotifin arkasına bağlanan bir *tender»de taşınıyordu. Kendi yedeklerini taşıyan İlk tanklı lokomotifler 1830’larda ortaya çıktı. Bununla birlikte, tenderlerin kullanımı da sürdü (bunlarla çok daha uzun yollar aşılabiliyordu). Ateşçi, bir yandan ocağa kömür atarken, bir yandan da kazana su ve­riyordu. İlk lokomotiflerde, akstan güç alarak çalışan pompalar vardı. Ne var ki, bunlar, yalnızca motor iş­lerken çalışıyordu. 1859’da enjektör bulundu. Kazan­dan gelen buhar (ya da daha sonraları egzoz buharı), koni biçimli bir memeden (difüzör) fışkırarak, suyu, daha yüksek bir basınçta bulunan kazana dolduruyor­du. Bir çekvalf (tek yönde çalışan vana), buharı, ka­zanın içinde tutuyordu.

Aşırı ısıtma: Kuru buhar, ya kazanın tepesin­den alınıp delikli bir boru içinde ya da kazanın tepe­sindeki bir noktadan alınıp buhar damı içinde topla­nıyordu. Bu kuru buhar, daha sonra bir regülatöre ak­tarılıyor ve regülatör, kuru buharın dağıtımını denet­liyordu. Buharlı lokomotiflerde ortaya çıkan en önem­li gelişme, aşırı ısıtmanın kullanılmaya başlanmasıdır. Bir gaz borusu aracılığıyla buharı önce ocağa, daha sonra da kazanın ön ucundaki bir toplayıcıya taşıyan eğimli boru, Wilhelm Schmidt tarafından bulundu ve başka mühendisler tarafından da kullanıldı. Yakıtta, özellikle de suda elde edilen tasarruf, hemen kendini gösterdi. Sözgelimi, 12 bar basınçta ve 188°C sıcaklık­la «doymuş» buhar üretiliyordu; bu buhar, 93°C daha ısıtılarak, silindirlerde hızla genleşiyordu. Böylece, XX. yüzyılda lokomotifler, % 15 gibi kısa kesme zaman­larında bile yüksek hızlarda çalışabilecek hale geldi. Çelik tekerlekler, fiberglas kazan kaplamaları, uzun adımlı piston supapları, dolaysız buhar geçitleri ve aşırı ısıtma gibi etmenler, buharlı lokomotif uygula­masının son aşamasına katkıda bulundular.

Kazandan gelen buhar, başka amaçlarla da kul­lanılıyordu. Çekiş gücünü artırma amacıyla, akıtma yerine, 1887’de sürtünme kuvvetini artıran buharla «kumlama* kullanılmaya başlandı. Ana frenler, makinadan elde edilen bir vakumla ya da bir buhar pom­pasının sağladığı basınçlı havayla çalıştırıldı. Ayrıca, borularla vagonlara taşman buharla ısıtma sağlanı­yor ve buharlı dinamolardan (jeneratör) elektrik ışığı elde ediliyordu.

Sınıflandırma: Buharlı lokomotifler, tekerlekleri­nin sayısına göre sınıflandırılır. Manevra istasyonla­rında kullanılan küçük lokomotiflerin dışında, bü­tün modern buharlı lokomotiflerin ön tekerlekleri, bir mille, bojiyc ya da vagon şasisine bağlanır. Bu teker­lekler, lokomotifin virajları almasını sağlar. Arkada­ki tekerleklerse, ocağın ağırlığının taşınmasına yar­dım eder. A.B.D’nde standart lokomotifler, yıllar bo­yu 4-4-0 tipindeydi; yani dört tane ön tekerlekleri ve dört tane tahrik tekerlekleri vardı; arka tekerlekleriy­se yoktu. İç savaşta kullanılan «General» adlı ünlü lokomotif ve New York Central şirketinin 999 numaralı lokomotifi de bu türdendi. 999 numaralı lokomotif, 1893 yılında, saatte 181 kilometre hızla bir rekor kır­mıştı. Daha sonra, Mikado tipi (2-8-2) sınıfından yük lokomotifi ortaya çıktı.

Avrupa’daysa, sınıflandırma yapmak için, teker­leklerin yerine, dingillerin sayısı belirtilir ve tahrik te­kerleklerine sayı yerine harf verilir. Böylece, sözgeli­mi A.B.D’nde 2-8-2 sınıfından bir lokomotif, Fransa’ da 1-4-1 diye, Almanya’daysa ıDı diye sınıflandırılır. Büyük buharlı lokomotifler eklemlidir. Bunlarda, iki grup tahrik tekerleği ve silindir, aynı kazandan beslenir. Lokomotifin virajları dönmesi için, tahriktekerleği gruplan bir eklemle ayrılır. Buharlı lokomotifler oldukça dayanıklı ve güçlüdür. Ama artık yerlerini, elektrikli, özellikle dizel elekt­rik tahrikli lokomotifler almaktadır. Isıl yitimler ve yakıtın bütünüyle yakılamaması nedeniyle, buharlı lo­komotiflerin verimi, genellikle % 6’nın üstüne çıka­maz.

Dizel lokomotifler: Dizel lokomotifler çoğunlukla. dizel elektrik tahrikli lokomotiflerdir (Bk. DİZEL E- LEKTRİK TAHRİĞİ). Bunlarda bir DİZEL MOTORU, bir DİNAMO’yu çevirerek elektrik üretir; bu elektrik, tahrik tekerleklerini çeviren elektrik motorunu çalış­tırmak için kullanılır. Hareket genellikle, dişlinin çev­rilmesiyle iletilir. Dizel elektrik gücüyle çalışan ilk lo­komotif 1913’te yapılmıştır. İkinci Dünya savaşından sonraysa, demiryollarının elektriklenmesinin ekonomik olmadığı yerlerde, dizel elektrik lokomotifleri bütünüy­le buharlı lokomotiflerin yerini almışlardır.

Dizel lokomotifler, buharlı lokomotiflerden birçok bakımdan üstündür. Ansızın kalkıp, durabilirler. Oy­sa buharlı lokomotiflerde, özellikle soğuk havalarda, suyun ısıtılması zaman alır ve buhar makinası çalış­madığı zamanlarda bile, ateşin yanık tutulması gere­kir. Dizel motoru, su tüketmediğinden, bakıma gerek göstermeden daha uzun bir yol alabilir. Isıl verimi, buhar lokomotifinin dört katı kadardır; bu da yakıt­ta büyük bir tasarruf sağlar. Dizel motorların ivme- lenmeleri ve yüksek hızlarda gitmeleri daha sarsıntı­sız gerçekleştiğinden, raylarda ve demiryolu yatağın­da daha az aşınmaya neden olurlar. Dizel elektrik lokomotifleri, elektriği kendileri üret­tiklerinden, jeneratör ve tahrik motorları genellikle AC değil DC’dir. Büyük lokomotiflerde 16 silindirli di­zel motorları bulunur. Bunların ağırlığı 15 tondan faz­ladır.

Elektrikle tahrik: Elektrik gücüyle çalışan iki lo­komotif, 1834’te yapıldı. Ne var ki, ilk elektrikli loko­motifler, bataryayla çalışıyordu. Bataryalar ağırdı ve sık sık şarj edilmeleri gerekiyordu. Günümüzdeki elekt­rikli trenler, kendi elektrik kaynaklarını kendileri ta­şımazlar; yani elektriği,ya üstlerinde yeralan elektrik tellerinden ya da üçüncü bir raydan alırlar. Tahrik motorları için gerekli olan g‘üç, ya üçüncü raydan bir pabuçla ya da üstteki tellerden bir PANTOGRAF’la toplanır.

Yoğun trafikli demiryollarında en ekonomik tür, elektrikli trenlerdir. Demiryollarında alternatif akım sistemlerinden değil, doğru akım sistemlerinden yarar­lanılır; çünkü böylece, daha hafif elektrik motorları kullanılabilir. Ama bu, elektrik hatlarındaki alterna­tif akımı, doğru akıma çeviren DOGRULTMAÇ’larla donatılmış istasyonların kurulmasını gerektirir (yük­sek gerilimli doğru akımın uzun mesafelere iletilmesi oldukça güçtür). Elektrikli trenlerdeki en son gelişme, doğrultucuları lokomotiflerin üstüne yerleştirmek ve şebeke frekansını (Avrupa’da 50 Hz,Kuzey Amerika’da 60 Hz) kullanmak olmuş, böylece, gerekli istasyonların sayısı azaltılmıştır.

Metrolarda ve öteki HIZLI ULAŞIM SİSTEMLE- RÎ’nde de elektrikli araçlar kullanılır. Bu yöntem, yal­nızca ekonomik olmakla kalmamakta, aynı zamanda kentlerde hava kirlenmesini de azaltmaktadır. Kent­lerin dışındaysa, demiryolları, yalnızca küçük ülkeler­de ve günlük trafiğin düzenli ve yoğun olduğu yer­lerde elektrikle çalışır hale getirilmektedir. Kentlerin kalabalıklaşması, hava kirlenmesi ve fosil yakıtlarının günden güne azalması nedeniyle, elektrikli demiryol­larının. gelecekte daha da yaygınlaşacağı sanılmak­tadır. Dünyanın en modern elektrikli demiryollarını kurmuş olan Japonya, bunları, saatte 241 kilometre hıza ulaşabilecek biçimde planlamıştır.öteki türler: Buhar türbinli, elektrik türbinli ve gaz türbinli lokomotifler de yapılmıştır. A.B.D’nde gaz türbinli birkaç lokomotif çalıştırılmaktadır. Ancak, bunların ısıl verimleri yeterince yüksek olmadığından, henüz dizel elektrik lokomotiflerle rekabet edecek du­rumda değillerdir .

Bu yazı 137 kere okundu.
  • Site Yorum
  • Facebook Yorum

Bir yorum bırak

Bir yorum bırak

Kategoriler
http://bilelimmi.com/bilelimmi-com-hakkinda/ http://bilelimmi.com/iletisim/