damplokomotiv

Et damplokomotivs kedel består af tre hoveddele: en bagkedel med fyrkasse, en rundkedel med kedelrør og dom samt et røgkammer med skorsten. I fyrkassen forbrændes brændslet, og de derved opståede forbrændingsgasser afgiver i fyrkassen og i rundkedlens kedelrør på vej til røgkammeret varme til vandet, som fordamper og samles som mættet damp i øverste del af bag- og rundkedlen.

Fra domen på rundkedlen ledes dampen til dampmaskinens cylinder, hvis stempelstang via krydshoved og drivstang overfører kræfterne til damplokomotivets drivhjul. Når dampen i cylinderen har afgivet sit arbejde, ledes den, for at skabe bedst muligt træk i fyret, gennem en konisk hætte til røgkammeret, hvor den sammen med forbrændingsgasserne føres ud gennem skorstenen. Forrest på kedlen ses ofte placeret plader, som kan have forskellig form. Disse røgplader sikrer, at spilddamp og røg under kørslen ledes væk fra kedlen og ikke generer udsynet fra førerhuset.

For at undgå kondensering i dampmaskinen skal dampen, inden den ledes dertil, være så tør som muligt. Dette sikres ved, at dampen i kedlen opsamles så langt fra vandets overflade som muligt. Reguleringen af damptilførslen til cylindrene foregår derfor ved hjælp af en ventil, som er anbragt i domen øverst på kedlen. For at forbedre udnyttelsen af det indfyrede brændsel og den producerede damp benyttes på alle større damplokomotiver, som er fremstillet gennem de sidste hundrede år, en overheder.

I overhederen, der består af et større antal overhederrør placeret inden i røgrørene, overhedes den mættede damp på vejen fra domen til cylindrene. I denne proces forøges dampens temperatur, uden at trykket stiger, samtidig med at dampens volumen udvides. Overhedet damp har endvidere en ringere varmeledningsevne end mættet damp. Disse egenskaber medfører, at der skal mindre damp til at udføre det samme arbejde, og at risikoen for kondensering i cylindrene nedsættes betydeligt.

Omsætningen af dampens varmeenergi til mekanisk arbejde sker i dampmaskinens cylindre. Disse arbejder dobbeltvirkende, idet dampen ekspanderer og dermed afgiver sin kraft skiftevis på begge sider af cylindrenes stempler. For at dette skal kunne fungere i praksis, er hver cylinder sammenbygget med en glider, som regulerer dampens ind- og udstrømning i forhold til stemplets stilling. Gliderne kan være konstrueret som fladglidere eller som rundglidere (stempelglidere). Rundglideren er den bedst egnede i forbindelse med overhedet damp, hvorfor fladglideren ofte ses på mindre og ældre damplokomotiver.

Glideren styres af drivakslens og evt. også af krydshovedets bevægelse ved hjælp af en mekanisme, styringen. Denne kan ændre damplokomotivets køreretning og cylinderens fyldningsgrad, dvs. den periode af stemplets arbejdsslag, hvor glideren har åbnet for damptilførslen. Dette har betydning for damplokomotivets evne til ved lave hastigheder at yde høj trækkraft og til, når toget er kommet op i hastighed, at kunne udnytte dampens energi fuldt ud ved at lade ekspansionen blive så lang som mulig.

Der har i tidens løb været anvendt flere principper for styringer; med Heusingers (Walschaerts) princip opnås, at dampindstrømningen uanset fyldningsgraden begynder, når stemplet er i en bestemt stilling. Dette forhold har betydning for såvel regulering som virkningsgrad og kunne ikke opnås med Allans (Tricks) styring, som var det andet fremherskende princip på danske damplokomotiver.

Antallet af cylindre på et damplokomotiv er normalt 2-4, som kan være anbragt inden for og uden for lokomotivrammen. Der skelnes i denne forbindelse mellem højtrykslokomotiver og kompoundlokomotiver.

Et højtrykslokomotiv er oftest bygget som to- eller trecylindret og er karakteriseret ved, at dampen kun anvendes til at udføre ét arbejdsslag i cylinderne.

I et kompoundlokomotiv, der som regel er firecylindret (to højtryks- og to lavtrykscylindre), udnyttes dampen derimod til at udføre et arbejdsslag i såvel højtryks- som i lavtrykscylinderen. Dette medfører en bedre virkningsgrad, men også en mere kompliceret konstruktion og styring. Af DSB's lokomotiver var fx typerne litra E og P kompoundlokomotiver.

Som brændsel anvendes oftest kul, men såvel træ som brunkul, kulstøv og olie har gennem tiderne været benyttet. Fast brændsel anbringes manuelt i fyrkassen af en fyrbøder eller på store damplokomotiver ved hjælp af mekaniske påfyldningssystemer (stoker). Det er ligeledes fyrbøderens arbejde at fylde vand på kedlen. Damplokomotivets brændsels- og vandforråd er enten anbragt i en separat vogn, tenderen, som er fast koblet til selve damplokomotivet, eller i særlige kasser på siden af kedlen og bag førerhuset.

Damplokomotiver af sidstnævnte type benævnes tenderlokomotiver (fx DSB's litra S). Tenderlokomotiver kørte, da de havde begrænset plads til kul og vand, fortrinsvis på korte strækninger som på kystbanen København-Helsingør, og nordbanen København-Hillerød. Da de kørte lige godt i begge retninger, sparedes der megen tid, fordi de ikke som lokomotiver med separat tender (i daglig tale kulvogn), skulle vendes på en drejeskive ved den ene endestation.

De ældste damplokomotiver havde kun ét sæt drivhjul. Efterhånden som der opstod behov for større trækkraft, blev der konstrueret damplokomotiver, hvor flere hjulsæt blev gjort trækkende ved hjælp af kobbelstænger fra drivhjulsættet til de øvrige hjulsæt. Antallet af trækkende hjulsæt på ikke-leddelte damplokomotiver kan være op til seks. For at fordele vægten er større damplokomotiver ofte forsynet med løbehjul på en eller begge sider af de trækkende hjul. Det samlede hjularrangement er karakteristisk for et damplokomotiv og ligger til grund for typebetegnelser som fx 2-C-1 for damplokomotiver med 2 løbehjulsæt forrest, 3 trækkende hjulsæt og 1 løbehjulsæt bagest (fx DSB's litra E).