0-4-0蒸汽模型机车

阿斯as

蒸汽机车 (图1) 是靠蒸汽的膨胀做功前进的，它主要包括锅炉、 蒸汽机和走行机构三个基本部分。



其工作过程是：锅炉中的燃料燃烧， 产生的热能把锅炉中的水加热、 汽化， 形成400℃以上的过热蒸汽；

过热蒸汽进入蒸汽机膨胀做功，推动活塞做往复直线运动；然后通过连杆、 摇杆等机构， 将活塞的往复运动转变为圆周运动， 带动机车动轮等走行机构运动， 牵引列车前进。  


         锅炉主要由前部的烟室和后部的燃烧室组成。 蒸汽机 (将蒸汽的热能转变为机械能) 由汽室、 汽缸、 传动机构和配汽机构组成。 汽室与汽缸是两个相叠的圆筒，在机车前端两侧各有一组。

上部的汽室与下部的汽缸组合， 通过进、排汽推动活塞做往复运动。

配汽机构带动汽阀做往复运动， 按一  定规律进汽和排汽。 传动机构则是通过活塞杆、摇杆、连杆等， 把活塞的往复运动变成动轮的圆周运动。 蒸汽机车的走行部分包括轮对、 轴箱等部件。

轮对分导轮、 动轮、从轮三种：导向轮对安装在机车前转向架上， 引导机车顺利通过曲线；机车中部能产生牵引力的大轮对叫动轮；从轮在机车后转向架上，除担负一部分重量外，机车倒行时

还能起导轮作用。 轴箱主要起润滑作用，防止车轴在高速运行时过热。


        如今蒸汽火车已退出历史舞台，它拖着长长烟雾在旷野上飞奔的场景也成了回忆， 而蒸汽模型机车的爱好者却在一些欧美国家兴起。 这些爱好者数量众多， 常以俱乐部形式组织活动。 每到周末各式各样的模型机车

汇集于各个俱乐部，琳琅满目、 热闹非凡， 简直就像机车博物馆。



       偶然在网上看到国外爱好者制作的相当精美的蒸汽模型机车，而且还能在微型铁轨上飞奔，立刻被深深吸引住了， 暗自打算也制作一台。之后一 直搜集模型机车制作方面的资料， 查看别人的制作心得。


后来找到一份 0—4—0蒸汽模型机车的图纸， 虽不是很全， 但关键部件都有， 且无太多复杂的外围零件， 制作难度不太大。

   
      模型机车的燃料通常有三种：煤、酒精和丁烷。 煤不易购买， 且燃烧产生的煤灰不好清理；而酒精点火不如丁烷方便， 因此选丁烷作燃料最好。

   
      图中的模型机车即是以丁烷为锅炉燃料。







目前模型机车的常用比例及相应轨距有以下几种：


                比例1／87， 轨距16.5mm ；


                比例 1／32， 轨 距32mm 或 45mm ；


                可坐人的大比例模型机车，轨距多为89mm 和127mm。  
  

                这里制作模型机车轨距为45mm ， 比例适中。   



下面介绍这架蒸汽机车的制作过程：


          第一步加工汽缸、汽室和活塞，以铜为材料。


      这部分很关键，因为气缸和活塞间配合不紧密，产生漏气，降低输出功率。


      先制作汽缸：在铣床上加工好汽缸外形；打螺丝孔和进／出气口；钻出汽缸内腔后， 再用绞精加工；最后拿研磨棒把缸体打磨光滑


汽室的制作相对简单：先钻出内腔， 再用镗刀镗孔。 活塞和活塞环在车床上制成。 因活塞做往复运动时靠活塞环与汽缸接触，故活塞环与汽缸为紧密配合， 而活塞直径则比汽小。  


   

         第二步制作车架 (又称底盘，用来固定轮子和锅炉)。


因车架常与油水接触，故选不锈钢作材料。




      第三步制作锅炉 (图4、图5)。

      锅炉要承受高温高压，易漏气或爆炸，必须细心制作。   


先将一空心铜棒车制成锅炉体 (也可用成品管材代替)，再加工燃烧室(图1)、烟室 和锅炉两头的挡板 (图6)。



      开好挡板上的燃烧室口。 注意锅炉要配合紧密， 以方便后续焊接。在铣床上钻好锅炉注水口、 安全阀和注水口的安装孔 (图4、 图5)，





并加工连接件， 然后采用银焊，注意填满锅炉和挡板间的所有缝隙。焊好冷却后，将锅炉内充人压缩空气， 放到水中检查气密性。 若漏气， 再进行补焊。

        

      第四步做丁烷气罐 (图5)。




需自己设计。4片1mm厚的铜片在锅炉旁锡焊接成体气罐；拆下打火机充气口，自制接套， 焊到气罐上；再焊好出气阀，气罐即制作完毕。


接下来检查气罐密性：把气罐清洗干净， 向内充气如果发现有漏气现象， 且气罐中间鼓包则要在气罐中间焊一长螺丝加强， 并把所有焊缝重新加强。


      第五步制作烟筒 (图4)、 汽包、轮对 (图7)、 驾驶室 (图8)、 底板等套部件， 难度都不大。 若想做得漂亮， 需多花时间打磨和抛光。





      第六步装配车架。 把汽缸装到车架上 (图9)；套好汽室连动偏心轮；装轮对和动轮连杆。 组装好后的模型机车如图lO、图11所示。


接下来调整动轮和活塞的连动部分， 使左右两活塞运动位置相差90°， 这样就不会因它们同时到达死点而导致模型机车无法起动。   









      第七步调整汽室和锅炉。


打开汽室上盖，转动汽室连动偏心轮，使活塞到达止点时， 配汽阀才打开给汽缸供气；装上汽室盖， 充入压缩空气试运行， 轮对转动应灵活自如。

   

然后调整锅炉：先把安全阀调到最松， 然后逐步旋紧， 最终达到锅炉内蒸汽压强升至5kPa 时，


安全阀即打开放 出部分蒸汽。 注意要确保安全阀无故障 (为此很多锅炉使用双安全阀)。




      第八步试车。 加水、 气、润 滑油 ( 图 12。14)；









关闭蒸汽输出阀，将气罐气阀稍开一点， 点火(图15， 若长时间没点着则关掉气阀， 等燃烧室里的丁烷散发后再点火，否则气体太多易爆燃，可向燃烧室内吹气以加速丁烷散发)；


火点着后再开大气阀， 调大火焰；等十分钟水烧开， 气压上到2-3  kPa  后，打开蒸汽输出阀向汽缸送汽。


因汽缸无放水装置， 开始时会有水进入汽缸，导致运转不顺畅，扳动轮子辅助运转几次即可。

Nick

厉害学习了！

qjx001

大师向您学习，厉害

1728483835

大师向您学习，厉害了。

农夫

点火流程学习了

winning

气罐不好弄啊，这里厉害

老芋头

非常好的介绍，值得收藏学习！谢谢。

李振

向大师学习

yzy821

楼主好手艺！

sax_yang

哇，又学到很多知识！感谢您的分享！