Parní lokomotiva

Rozbalit box

Obsah boxu

Parní lokomotiva je typ kolejového vozidla, které jako zdroj své trakční síly využívá parní stroj. Byla klíčovým vynálezem průmyslové revoluce a na více než jedno století dominantním prostředkem pozemní dopravy pro přepravu nákladů i osob. Princip jejího fungování spočívá ve spalování paliva (nejčastěji uhlí, ale také dřevo nebo topný olej) v topeništi, čímž se v parním kotli ohřívá voda a mění se na vysokotlakou páru. Tato pára je následně vedena do pístového parního stroje, kde její expanze vykonává mechanickou práci, která prostřednictvím ojnic a klikových mechanismů roztáčí kola lokomotivy.

Parní lokomotivy zásadně změnily obchod, válčení i společnost samotnou, umožnily rychlý rozvoj průmyslu a osidlování rozlehlých území. Jejich éra postupně skončila v polovině 20. století s nástupem efektivnějších a ekologičtějších dieselových a elektrických lokomotiv. Dnes jsou parní lokomotivy provozovány především pro nostalgické a turistické účely na historických a muzejních železnicích.

📜 Historie

Historie parní lokomotivy je neoddělitelně spjata s vývojem parního stroje a potřebou efektivní dopravy surovin, zejména uhlí, během průmyslové revoluce ve Spojeném království.

⚙️ První pokusy a průkopníci

První myšlenky na využití parní síly k pohonu vozidel se objevily již v 17. století. Isaac Newton popsal teoretický princip reaktivního parního vozu. První funkční parní stroj, který mohl vykonávat práci, sestrojil Thomas Newcomen v roce 1712 pro čerpání vody z dolů. Zásadní vylepšení přinesl James Watt v 70. letech 18. století, když přidal oddělený kondenzátor, což dramaticky zvýšilo účinnost stroje.

První skutečný samohybný parní vůz, známý jako fardier à vapeur, sestrojil francouzský vynálezce Nicolas-Joseph Cugnot v roce 1769. Byl určen pro tažení děl, ale byl velmi těžký, pomalý a špatně ovladatelný.

🚂 Vznik železnice

Za skutečného otce parní lokomotivy je považován britský inženýr Richard Trevithick. V roce 1801 postavil silniční parovůz "Puffing Devil" a 21. února 1804 předvedl první jízdu parní lokomotivy po kolejích v železárnách Pen-y-Darren ve Walesu. Jeho lokomotiva úspěšně utáhla vlak o hmotnosti 10 tun železa a 70 lidí na vzdálenost přibližně 16 km. Trevithickovy lokomotivy však byly příliš těžké pro tehdejší křehké litinové kolejnice.

Dalšími významnými průkopníky byli Matthew Murray a John Blenkinsop, kteří v roce 1812 postavili úspěšnou lokomotivu pro Middletonskou dráhu, jež využívala ozubené kolo pro lepší adhezi. William Hedley se svými lokomotivami "Puffing Billy" a "Wylam Dilly" (kolem roku 1813) prokázal, že adheze mezi hladkými koly a hladkými kolejnicemi je pro běžný provoz dostatečná.

🇬🇧 "Raketa" a zlatý věk páry

Zlomovým okamžikem se staly Rainhillské zkoušky v říjnu 1829, soutěž vypsaná pro výběr lokomotivy pro nově budovanou trať Liverpool–Manchester. Vítězem se stala lokomotiva Rocket (Raketa), kterou zkonstruovali George Stephenson a jeho syn Robert Stephenson.

"Raketa" obsahovala několik klíčových inovací, které se staly standardem pro většinu následujících parních lokomotiv:

**Trubkový kotel:** Množství tenkých trubek procházejících vodním prostorem kotle dramaticky zvětšilo výhřevnou plochu a tím i schopnost rychle vyrábět páru.
**Dýmnice s dyšnou:** Výfuková pára z válců byla vedena do komína, kde strhávala kouřové plyny a vytvářela umělý tah v topeništi, čímž se zintenzivnilo hoření.
**Přímý pohon nápravy:** Válce byly umístěny šikmo a poháněly přímo hlavní hnací nápravu.

Úspěch "Rakety" odstartoval "železniční horečku". Během několika desetiletí byly železniční tratě postaveny po celé Velké Británii, Evropě a Severní Americe, což umožnilo rychlou a levnou přepravu zboží i osob a stalo se motorem dalšího průmyslového rozvoje.

巔️ Vrchol a úpadek

Vývoj parních lokomotiv pokračoval po celé 19. a v první polovině 20. století. Zvyšoval se jejich výkon, rychlost i účinnost. Mezi hlavní vylepšení patřilo zavedení přehřívačů páry (zvyšovaly teplotu páry a tím i účinnost stroje), používání dokonalejších ventilových rozvodů (např. Walschaertsův/Heusingerův) a konstrukce sdružených (kompoundních) lokomotiv, kde pára expandovala ve dvou nebo více stupních.

Pro zvládnutí těžkých nákladů a horských tratí byly vyvinuty článkové lokomotivy, jako například typy Mallet, Garratt nebo Fairlie, které měly více samostatných parních strojů a pojezdů.

Vrcholu dosáhly parní lokomotivy ve 30. a 40. letech 20. století. Příkladem mohou být britské rychlíkové lokomotivy třídy A4 (včetně rekordní Mallard), německé unifikované řady (např. 01) nebo obří americké nákladní lokomotivy jako Union Pacific "Big Boy".

Po druhé světové válce začal rychlý úpadek parní trakce. Dieselové a elektrické lokomotivy nabízely vyšší účinnost, nižší provozní náklady, snazší obsluhu a menší dopad na životní prostředí. Pravidelný parní provoz byl ve většině vyspělých zemí ukončen v 60. a 70. letech 20. století. V některých zemích, jako je Čína nebo Indie, se parní lokomotivy udržely v provozu déle.

🇨🇿 Parní provoz v českých zemích

První železnicí na území dnešního Česka byla koněspřežná dráha z Českých Budějovic do Lince, zprovozněná v roce 1828. První parní lokomotiva dorazila na Moravu v roce 1837 na stavbu Severní dráhy císaře Ferdinanda. Pravidelný provoz byl zahájen v roce 1839 na trati Vídeň–Břeclav.

Významnými výrobci parních lokomotiv v českých zemích byly firmy jako ČKD (dříve První českomoravská továrna na stroje) a Škodovy závody v Plzni. Tyto továrny vyrobily tisíce lokomotiv nejen pro Československé státní dráhy, ale i na export. Mezi legendární československé konstrukce patří například rychlíkové lokomotivy řady 498.0 "Albatros" a 498.1 "Albatros jednička", nebo nákladní lokomotivy řady 556.0 "Štokr". Pravidelný parní provoz u ČSD byl oficiálně ukončen v roce 1980.

🛠️ Konstrukce a princip fungování

Parní lokomotiva je komplexní stroj skládající se z několika hlavních částí, které spolupracují na přeměně tepelné energie paliva na mechanickou práci.

🔥 Parní kotel

Srdcem lokomotivy je parní kotel, v podstatě velká tlaková nádoba naplněná vodou. Skládá se z:

Topeniště (skříňový kotel): Místo, kde se spaluje palivo. Je obklopeno vodním prostorem, aby se co nejvíce tepla předalo vodě.
Ležatý kotel: Válcová část spojující topeniště s dýmnicí. Prochází jím velké množství kouřových trubek (kouřovodů) a žárových trubek (žárovnic), kterými proudí horké spaliny z topeniště a dále ohřívají vodu.
Parní dóm (dóm): Nástavba na vrcholu kotle, kde se shromažďuje pára. Odběr páry z nejvyššího místa snižuje riziko strhávání kapek vody do parního stroje.
Dýmnice: Přední část kotle, kde se shromažďují spaliny před odchodem do komína. Zde je také umístěna dyšna.

💨 Parní stroj

Parní stroj je mechanismus, který přeměňuje tlakovou energii páry na pohyb.

Válce: Obvykle dva (nebo více) válce umístěné po stranách lokomotivy. Do nich je přiváděna pára z kotle.
Písty: Pohybují se ve válcích tam a zpět pod tlakem páry.
Šoupátková komora a šoupátko: Systém, který řídí vstup čerstvé páry do válce a odvod použité (výfukové) páry.
Ventilový rozvod: Složitý mechanismus pák a táhel (např. Heusingerův nebo Stephensonův), který ovládá pohyb šoupátka. Umožňuje nejen jízdu vpřed a vzad, ale také regulaci výkonu změnou "plnění" válce párou.

⚙️ Přenos síly a pojezd

Pístnice, křižák a ojnice: Tyto součásti převádějí přímočarý pohyb pístu na rotační pohyb kol.
Hnací a spřažená dvojkolí: Hnací dvojkolí je přímo spojeno s ojnicí. Spřažená dvojkolí jsou s ním propojena spojnicemi, aby se trakční síla rozložila na více náprav a zvýšila se adheze.
Rám: Pevná nosná konstrukce, na které je usazen kotel, parní stroj a která nese nápravy prostřednictvím odpružení.
Běžná a vodicí dvojkolí: Nehnaná kola umístěná na začátku nebo na konci lokomotivy, která pomáhají vést lokomotivu v obloucích a rozkládat její hmotnost.

💧 Tendr a pomocná zařízení

Tendr: Zvláštní vůz trvale spojený s lokomotivou, který veze zásoby paliva (uhlí) a vody. Lokomotivy bez tendru, které si zásoby vezou přímo na svém rámu, se nazývají tendrové lokomotivy.
Napaječe (Injektory): Zařízení, která pomocí proudu páry dopravují vodu z tendru nebo nádrží do kotle proti jeho vnitřnímu tlaku.
Brzdy: Starší lokomotivy měly parní brzdu, později se standardem stala průběžná tlaková (vzduchová) brzda pro celý vlak.
Pískovací zařízení: Sype písek před hnací kola pro zvýšení adheze při rozjezdu nebo za nepříznivých podmínek.

🗂️ Typologie a dělení

Parní lokomotivy lze dělit podle několika kritérií:

Podle účelu

Rychlíkové (osobní): Konstruované pro vysokou rychlost, mají velká hnací kola.
Nákladní: Konstruované pro velkou tažnou sílu, mají menší hnací kola a více spřažených náprav.
Univerzální (pro smíšený provoz): Kompromis mezi rychlostí a tažnou silou.
Posunovací (staniční): Menší lokomotivy pro posun s vozy ve stanicích a na seřadištích, konstruované pro dobrou viditelnost a obratnost.

Podle uspořádání pojezdu

Pro klasifikaci se používá několik systémů. Nejznámější je Whyteovo značení, používané hlavně v anglosaských zemích, které udává počet kol: (počet běžných kol vpředu) - (počet spřažených hnacích kol) - (počet běžných kol vzadu).

0-6-0 "Bourbon": Typická nákladní lokomotiva.
4-4-0 "American": Klasická lokomotiva amerického západu.
4-6-2 "Pacific": Běžné uspořádání pro rychlíkové lokomotivy.
2-8-2 "Mikado": Časté uspořádání pro nákladní lokomotivy.

V Evropě je běžnější Značení lokomotiv UIC, které udává počet náprav (písmena pro hnací nápravy, číslice pro běžné). Například "Pacific" 4-6-2 je podle UIC značen jako 2'C1' .

Podle konstrukce

Tendrové lokomotivy: Mají zásoby vody a paliva na vlastním rámu. Jsou obvykle menší a určené pro kratší vzdálenosti.
Lokomotivy s tendrem: Větší lokomotivy pro dálkovou dopravu, které táhnou za sebou speciální vůz (tendr) se zásobami.
Článkové (kloubové) lokomotivy: Mají dva nebo více samostatných pojezdů pro lepší průjezdnost oblouky (např. Mallet, Garratt).

🌍 Význam a dopad

Parní lokomotiva byla jedním z nejdůležitějších vynálezů v historii lidstva.

Průmyslová revoluce: Umožnila masovou, rychlou a levnou přepravu surovin (uhlí, železná ruda) do továren a hotových výrobků na trhy. Bez železnice by průmyslová revoluce v 19. století nebyla možná v takovém rozsahu.
Osidlování a globalizace: Železnice otevřely vnitrozemí kontinentů, jako byl americký Západ, Sibiř nebo Austrálie, pro osídlení a hospodářské využití. Spojily vzdálené regiony a vytvořily základy globální ekonomiky.
Společenské změny: Zásadně zrychlily cestování a přepravu informací (pošta). Umožnily lidem cestovat na větší vzdálenosti za prací, což přispělo k urbanizaci. Standardizovaly čas (železniční čas) a změnily vnímání vzdálenosti.
Válečnictví: Železnice se stala klíčovým strategickým prvkem, umožňujícím rychlé přesuny vojsk a zásob, což se projevilo například v americké občanské válce nebo v obou světových válkách.

✨ Zajímavosti a rekordy

Rychlostní rekord: Oficiální světový rychlostní rekord pro parní lokomotivu drží britská lokomotiva třídy A4 č. 4468 Mallard, která 3. července 1938 dosáhla rychlosti 202,8 km/h.
Největší lokomotiva: Za největší a nejtěžší parní lokomotivy světa jsou považovány americké lokomotivy třídy 4000 "Big Boy" společnosti Union Pacific Railroad. Vážily i s tendrem přes 540 tun a byly dlouhé přes 40 metrů.
Beztopenišťové lokomotivy: Existovaly také tzv. akumulační (bezohňové) lokomotivy, které neměly vlastní topeniště. Jejich kotel se plnil párou a horkou vodou z externího zdroje a využívaly se v prostředích s nebezpečím výbuchu (např. v chemičkách).
Turbínové lokomotivy: Byly provedeny i experimenty s lokomotivami poháněnými parní turbínou místo pístového stroje, ale příliš se nerozšířily.

🧑‍🏫 Pro laiky

Parní kotel: Představte si ho jako obrovský "tlakový hrnec na kolech". Spalováním uhlí se v něm vaří voda, čímž vzniká pára pod velkým tlakem, která je hlavní hybnou silou.
Parní stroj: Je to "srdce a svaly" lokomotivy. Tlak páry z kotle v něm tlačí na písty (podobně jako nohy šlapou na pedály u kola) a tím roztáčí kola.
Ventilový rozvod: Dá se přirovnat k "mozku" parního stroje. Je to složitý systém pák, který přesně řídí, kdy a kolik páry se pustí do válců, aby se kola točila správným směrem a požadovanou rychlostí.
Tendr: Je to v podstatě "batoh" lokomotivy. Velký vůz připojený za lokomotivou, ve kterém si veze zásoby paliva (uhlí) a vody na dlouhou cestu.
Uspořádání pojezdu (např. 4-6-2): Je to něco jako "rodné číslo" lokomotivy, které popisuje počet a typ jejích kol. Čísla znamenají: 4 malá vodicí kola vpředu, 6 velkých hnacích kol uprostřed a 2 malá podpůrná kola vzadu pod kabinou strojvedoucího.

Šablona:Aktualizováno