Parná lokomotíva: ako para roztočí kolesá a čo ukáže model

Parná lokomotíva je kotol na kolesách. Oheň v kúrenisku, teda v uzavretej peci na zadnom konci kotla, ohrieva vodu a tá sa mení na paru. Para pod tlakom prúdi do valcov na bokoch stroja a striedavo tlačí piest dopredu a dozadu. Piest cez ojnicu, dlhú tyč pripojenú mimo stredu kolesa, otáča veľké hnacie koleso podobne, ako noha na pedáli otáča kľuku bicykla.

Na parnej lokomotíve býva tento pohyb vidieť zvonka: valce, ojnice a tyče, ktoré spájajú kolesá, pracujú na boku stroja. Aj preto je vďačnou predlohou modelov, najmä keď má stroj slávny príbeh. Patria k nim napríklad Stephensonova Rocket z roku 1829, ktorej riešenia prevzali takmer všetky ďalšie parné lokomotívy, a britský Mallard, ktorý v roku 1938 dosiahol dodnes platný rýchlostný rekord parných lokomotív. Model ti ukáže tvar a pohyb skutočného stroja, kolesá na ňom však roztočí tvoja ruka alebo natiahnutý pohon, nie para.

Ako para v lokomotíve roztočí kolesá

Para prejde v lokomotíve od ohňa až po komín jednou cestou a na každom jej úseku pracuje iná časť stroja. Keď poznáš poradie, nájdeš tieto časti na fotografii skutočného rušňa aj na modeli:

1. Kúrenisko a kotol. Kurič prikladá uhlie do kúreniska. Horúce plyny z ohňa prechádzajú kotlom cez množstvo rúr, okolo ktorých je voda. Voda obklopuje aj samotné kúrenisko, a tak preberá teplo z veľkej plochy a mení sa na paru.
2. Parný dóm a regulátor. Para sa zbiera nad hladinou vody, často v okrúhlej nadstavbe na vrchu kotla, ktorej sa hovorí parný dóm. V nej býva regulátor, ventil, ktorým rušňovodič púšťa paru k valcom a riadi tak silu stroja.
3. Valec a šúpatko. Na každom boku lokomotívy je valec s piestom. Posuvný ventil, ktorému sa hovorí šúpatko, púšťa čerstvú paru striedavo pred piest a za piest a z druhej strany piestu pritom vypúšťa paru použitú. Piest preto tlačí v oboch smeroch, dopredu aj dozadu.
4. Krížová hlava a ojnica. Z piestu vychádza piestnica, tyč zakončená krížovou hlavou, ktorá sa kĺže v rovnom vedení. Na krížovú hlavu je pripojená ojnica a jej druhý koniec sedí na čape mimo stredu hnacieho kolesa. Práve tu sa priamy pohyb piestu mení na otáčanie kolesa.
5. Spojnice. Hnacie kolesá na jednom boku spája vodorovná tyč, spojnica. Vďaka nej sa točia všetky naraz a sila stroja sa rozloží na viac kolies, ktoré tak lepšie držia na koľajnici.
6. Výfuk a komín. Použitá para odchádza z valcov do dymnice, prednej časti kotla pod komínom, a cez úzku dýzu vyráža hore komínom. Strháva so sebou plyny z kotla, a tak cez oheň nasáva čerstvý vzduch. Čím viac lokomotíva pracuje, tým silnejší je ťah a tým lepšie horí oheň.

Lokomotíva s dvoma valcami má kľuky na ľavom a pravom boku posunuté o štvrť otáčky. Keď je ojnica na jednom boku v jednej priamke s čapom kolesa, v takzvanej mŕtvej polohe, kolesom neotočí. Druhý bok je vtedy ďaleko od mŕtvej polohy a koleso otočí, preto sa lokomotíva rozbehne pri akejkoľvek polohe kolies. Za jednu otáčku kolesa dostanú oba piesty spolu štyri dávky pary a z komína sa ozvú štyri údery výfuku, ktoré počuť ako rytmické pufkanie.

Šúpatká poháňa rozvod, súprava tyčí a pák na boku stroja medzi hnacím kolesom a valcom. Rušňovodič ním mení smer jazdy a určuje, ako dlho počas jedného pohybu piestu prúdi do valca čerstvá para. Pri rozjazde ju púšťa dlhšie, aby mal stroj čo najväčšiu ťažnú silu. Pri jazde ju púšťa kratšie a zvyšok práce urobí para, ktorá sa vo valci rozpína. Tak lokomotíva šetrí uhlie aj vodu.

Uhlie a vodu vezie lokomotíva buď v tendri, samostatnom vozni pripojenom hneď za stanovišťom rušňovodiča, alebo pri menších strojoch v nádržiach priamo na rušni. Para z kotla pritom nepoháňa len kolesá, ale aj píšťalu, kompresor pre brzdy a čerpadlo, ktoré dopĺňa vodu do kotla.

Ktoré lokomotívy sa stali predlohou modelov a prečo

Rocket, Flying Scotsman, Mallard aj Albatros vyšli ako modely pre modelové železnice. Každá sa zapísala do histórie železníc tým, čo zmenila, rekordom alebo veľkosťou, a každá sa zachovala aspoň v jednom kuse, takže jej predlohu môžeš vidieť aj naživo. Každú navyše spoznáš podľa tvaru:

Usporiadanie kolies je pre lokomotívu niečo ako podpis. V Británii a v Amerike sa zapisuje počtom kolies: Flying Scotsman aj Mallard majú zápis 4-6-2, teda štyri kolesá vpredu, šesť hnacích a dve vzadu. V kontinentálnej Európe sa počítajú nápravy, teda dvojice kolies. Číslica znamená nápravy bez pohonu, veľké písmeno hnacie nápravy (A jedna, B dve, C tri, D štyri) a malá čiarka (′) za znakom hovorí, že nápravy sú v otočnom podvozku. Oba britské stroje sú tak 2′C1′ a Albatros 2′D1′. Na modeli nápravy spočítaš za pár sekúnd a hneď vieš, ktorému typu sa podobá.

Rocket, Flying Scotsman aj Mallard vychádzajú ako modely už desaťročia a príbeh každej z nich sa dá povedať jednou vetou: lokomotíva, ktorá určila, ako sa budú parné lokomotívy stavať, prvých oficiálnych 100 míľ za hodinu, najrýchlejšia parná lokomotíva sveta. Slovensko má svoj príbeh v Albatrose. Z pätnástich strojov sa zachovali tri a jeden z nich, 498.104, je na Slovensku, kde sa oň stará Albatros klub v Bratislave.

Čo model zo skutočného stroja ukáže a čo zjednoduší

Drevený model ukazuje tvar a pohyb lokomotívy, nie jej silu. Nemá oheň ani paru, a tak pohyb na ňom ide opačným smerom: kolesá roztočí tvoja ruka alebo natiahnutý pohon, a ak sa piest hýbe, posúvajú ho kolesá cez ojnicu. Na skutočnom stroji tlačí piest kolesá. Čo presne tvoj model ukazuje, zistíš z jeho návodu a obrázkov. Pri prezeraní sa zameraj na tieto miesta:

• Usporiadanie kolies. Spočítaj nápravy vpredu, hnacie nápravy spojené spojnicou a nápravy vzadu a porovnaj ich s tabuľkou vyššie. Keď sa zhodujú s niektorým strojom, model má rovnaký typ podvozku. Keď nie, napodobňuje parnú lokomotívu voľnejšie.
• Ojnica a spojnica. Pomaly otoč hnacím kolesom a sleduj obe tyče. Spojnica zostáva stále vodorovná a krúži v malom kruhu, ojnica sa pritom kýve hore a dole. Keď sa tyče hýbu takto, model napodobňuje skutočný pohyb rušňa.
• Piest a krížová hlava. Pri tom istom otáčaní sleduj valec. Ak sa z neho vysúva a zasúva tyč s krížovou hlavou, model ukazuje premenu priameho pohybu na otáčanie. Ak sa pri valci nič nehýbe, model ukazuje len jeho tvar.
• Ľavý a pravý bok. Zastav koleso, keď je ojnica na jednom boku v jednej priamke s čapom, a pozri sa na druhý bok. Na skutočnom dvojvalcovom rušni je tam čap posunutý o štvrť otáčky. Model to môže, ale nemusí napodobňovať a ani jedno nie je chyba.
• Rozvod. Hľadaj tenšie tyče a páky medzi hnacím kolesom a hornou časťou valca. Ak sa pri otáčaní kolesa hýbu, model naznačuje rozvod, ktorý na skutočnom stroji posúva šúpatko. Ak ich nenájdeš, model rozvod zjednodušil alebo vynechal.
• Kotol, dóm, komín a tender. Na modeli sú to duté tvary. Všimni si, kde sú: komín vpredu, parný dóm na vrchu kotla, stanovište rušňovodiča vzadu a za ním tender. Rozmiestnenie zodpovedá skutočnému stroju, hoci vo vnútri nie je voda, oheň ani uhlie.

Skutočný rušeň mal aj časti, ktoré sú na drevenom modeli len naznačené alebo chýbajú úplne: poistné ventily, ktoré pri príliš vysokom tlaku vypustia paru, priehľadnú trubicu, na ktorej kurič sledoval hladinu vody v kotle, či čerpadlo na doplňovanie vody. Bez nich by skutočný kotol nemohol bezpečne pracovať, model ich nepotrebuje.

Ak sa kolesá alebo tyče na hotovom modeli točia ťažko alebo sa zasekávajú, postup hľadania trenia nájdeš v článku Mechanizmus sa zasekáva: ako nájsť trenie a odstrániť ho.

Ak si chceš tieto časti prezrieť na vlastnom modeli, môžeš siahnuť po modeli Drevené 3D puzzle - Model parnej lokomotívy ROKR MC501, ktorý má podľa popisu v obchode pohyblivý piest a po natiahnutí pohonu sa rozbehne vlastnou silou; podľa údajov v obchode je určený od 14 rokov. Menej náročný je podľa údajov v obchode model Drevené 3D puzzle - Lokomotíva Little Story E012, s náročnosťou 2 namiesto 4 a tiež určený od 14 rokov.

Ako vystaviť model ako kus histórie

Model parnej lokomotívy pôsobí ako kus histórie, keď ho vystavíš podobne, ako múzeá vystavujú skutočné rušne: na koľaji, s krátkym popisom a s ojnicami na očiach. Stačia na to štyri kroky:

1. Urči predlohu. Podľa usporiadania kolies, tvaru kotla a komína zisti, ktorému typu sa model podobá. Ak konkrétny stroj neurčíš, stačí typ a obdobie, napríklad rýchlikový rušeň s usporiadaním 2′C1′ z 30. rokov 20. storočia.
2. Polož ho na koľaj. Postav model na krátky úsek koľaje alebo na úzku drevenú dosku o niečo dlhšiu, než je model. Podložka ho oddelí od ostatných vecí na poličke a pri utieraní prachu ho zdvihneš aj s ňou, bez chytania za tenké tyče.
3. Napíš kartičku. Na malú kartičku napíš typ alebo meno predlohy, rok a jednu vetu o tom, čím sa preslávila: rekord, trať alebo počet vyrobených strojov. Model potom rozpráva svoj príbeh aj návšteve, ktorá o vlakoch nič nevie.
4. Natoč kolesá. Pred vystavením pootoč hnacie kolesá tak, aby ojnica na boku obrátenom do miestnosti stála šikmo a piestnica bola vysunutá z valca. V takejto polohe vidno, ako tyče spájajú piest s kolesom, lepšie než v mŕtvej polohe.

Ak ťa zaujíma, ako jazdí po koľajniciach vozidlo, ktoré namiesto pary berie prúd z drôtu nad traťou, pokračuj článkom Električka: odkiaľ berie prúd a ako jazdí po meste.

Časté otázky