При трогании с места и вообще при движении с небольшими скоростями (на подъеме) сила тяги паровоза ограничивается по машине и сцеплению; у котла в этих случаях имеется избыток мощности (паропроизводительности): малое число оборотов колеса в единицу времени обусловливает и меньший абсолютный расход пара котлом, как бы мы ни увеличивали отсечку.
Между тем именно при разгоне поезда или при движении на подъеме от паровоза требуется максимальная работоспособность. Учитывая это, а также и горочную маневровую работу, когда от паровоза требуется наивысшая сила тяги, американцы часть своих паровозов оборудуют бустерами.

фиг. 492

Бустер, или так называемый «вспомогательный локомотив», представляет собой очень компактную двухцилиндровую паровую машину, устанавливаемую обычно на одной из тендерных тележек, а иногда на задней тележке паровоза.
Бустер должен быть очень надежной машиной, безотказно работающей при всяких условиях. Затрудненный доступ к машине бустера требует больших подготовительных работ в депо для ее осмотра и тем более ремонта. Поэтому для получения наивысшей надежности бустерная машина имеет самое простое устройство — с постоянным, близким к единице, наполнением цилиндров. Здесь вопросы экономичности уже отходят на второй план. Бустерная машина расходует до 20 кг пара на л. с/час, т. е. примерно в три раза больше, чем расходует на л. с./час основная паровозная машина.
По достижении скорости движения 15—17 км/час бустер должен быть выключен, так как добавочный абсолютный расход пара здесь становится настолько ощутительным, что дальнейшее увеличение скорости движения поезда будет лимитироваться уже по котлу. Обычные системы бустеров, а их несколько (в США—Бетлехем, Франклин и др., в Чехо-Словакии — Шкода), рассчитаны на работу при движении паровоза со скоростями не свыше 15—17 км/час.
По выключении бустера его паровая машина и весь передаточный механизм к тендерным колесам останавливается и таким образом вхолостую не работает.

На фиг. 492 показана бустерная тележка тендеров паровозов сер. «Т^а» и «Т^б. Рама тележки — цельнолитая жесткая, без всякого бокового перемещения. Заметим, что и конструктивное выполнение такой «тяговой» тележки, имеющей боковые перемещения, было бы затруднительным.
Рассматривая бустерную тележку, мы видим, что за габарит самой тележки выступают только спарники, соединяющие две движущих колесных пары тележки.

фиг. 493

На фиг. 493 показано фото другой Оустерной тележки — двухосной; здесь обе колесных пары тележки являются движущими. Фото внутреннего устройства тележки показано на фиг. 494. Машина расположена вдоль тележки и размещается между осями колесных пар.

Характерной чертой распространенных систем бустеров является нереверсивность их, необходимая, как мы дальше увидим, для получения наиболее простой и наиболее безопасно включающейся на ходу поезда машины.

За последнее время сконструированы более сложные реверсивные бустеры; это дальнейшее усовершенствование оказалось наиболее полезным для горочной работы. Появились также более быстроходные бустеры (Бетлехем), поставленные на тележки с колесами диаметром не 915 мм, как показано на фиг. 492, а 1067 мм (42"), при чем для сохранения прежней силы тяги и даже для ее увеличения поставлена значительно более мощная машина и число движущих осей тележки увеличено до трех.

фиг. 494

Сила тяги обычных бустеров при трогании с места колеблется в пределах 5—6,5 т, новых трехосных—до 8 т; если при обычных системах бустеров и нормальных по размеру колесах бустер должен выключаться уже при скорости 15—17 км/час, то новые типы бустеров могут работать и при скоростях 30—35 км/чае, развивая и при такой большой скорости силу тяги около 3 т. Конечно котел при этом должен иметь значительно большую мощность.
Большая сила тяги бустера при компактных размерах машины объясняется ее быстроходностью. Передача движения тендерным колесным парам осуществляется посредством зубчатого редуктора.  

 

фиг. 495

Рассмотрим устройство бустерной паровой машины системы Бетлехем, показанной на фиг. 495..
Рама машины — картерная, одним концом навешивается на ведущую ось тендерной колесной пары, другим—подвешивается к раме тележки при помощи болта, показанного слева на разрезе по В—В.

Цилиндровый блок изолирован от картера.
Машина в общем напоминает собой стокерную, но выполненную в увеличенном масштабе (диаметр цилиндров—305 мм, ход поршня—272 мм, диаметр золотников—115 мм).

Коренной вал машины—простой "прямой"; по концам насажены кривошипы с противовесами, по средине между подшипниками расположена ведущая (малая) шестерня.
Вращение от коренного вала машины посредством промежуточной шестерни передается шестерне, сидящей на ведущей оси тележки (см. тот же разрез по В—В). Промежуточная шестерня автоматически включается при пуске пара в машину и автоматически же выключается при закрытии пара. Во все время хода паровоза шестерня, сидящая на коренном валу машины, находится в зацеплении с промежуточной шестерней, закрепленной в поворотной обойме. Сама обойма имеет вращение вокруг коренного вала машины и пружиной, видной на чертеже (см. нижний разрез, по С—С), оттягивается влево. При этом зубья промежуточной шестерни задевают защелку, закрепленную сверху катера на оси, так что оди из зубов защелки входит в промежуток между зубьями шестерни. Как только пар открыт и бустер начинает работать, шестерня коренного вала стремится повернуть промежуточную, но этому препятствует упомянутая защелка. Благодаря этому промежуточная шестерня, упираясь в зуб защелки, уходит вправо и тянет за собой обойму, преодолевая сопротивление пружины.

фиг. 496

При небольшом отклонении обоймы промежуточная шестерня войдет в зацепление с ведомой на оси тележки, и бустер начнет работать нормально. Шестерня (промежуточная) удерживается в зацеплении с ведомой до тех пор, пока имеется вращающий момент со стороны машины и давление между зубьями шестерен. Как только подача пара в бустер будет прекращена, ведущая шестерня начнет останавливаться и ведомая шестерня как бы оттолкнет промежуточную влево, чему, конечно, поможет и пружина обоймы. Отклонение обоймы влево будет продолжаться до тех пор, пока промежуточная шестерня не дойдет до защелки.

Для устранения опасности поломки зубья большой ведомой шестерни, насаженной по средине оси тендерной колесной пары, имеют несимметричное очертание профиля, как показано на фиг. 496.

 

На этом же чертеже даны и главные размеры этой ответственной детали бустера. Несимметричная форма профиля зубьев обусловливает недопустимость включения бустера на задний ход: шестерни будут расклиниваться, стремнться выйти из зацепления.
Коренной вал машины отковывается из твердой (за последнее время — легированной) стали за одно целое с кривошипами, противовесами и ведущей шестерней. Передаточное число зубчатого редуктора — 2,25/1; оно обеспечивает получение еще при малой скорости движения тендера относительно большого числа оборотов машины бустера и в результате—значительной силы тяги.
Картер машины закрывается крышкой, предохраняющей машину от попадания пыли к ее трущимся частям. Смазка внешних частей машины—разбрызгиванием масла, налитого в картер.

Пар к машине подводится по паропроводу с шарнирными сферическими соединениями между паровозом и тендером и между тендерной рамой и бустерной тележкой. Заметим, что, если бустер устанавливается на тележке паровоза шарниры паропровода все же оказываются необходимыми, правда, во вдвое меньшем количестве.

фиг. 497

На фиг. 497 показано пользующееся большим распространением в США сферическое соединение «Барко», состоящее из двух основных частей, вкладывающихся одна в другую; уплотнение достигается постановкой двух прокладных бронзовых колец. Весь шарнир слегка прижимается крышкой укрепленной болтами. Сильное нажатие, конечно, недопустимо из-за неизбежного заклинивании при этом частей шарнира. Соединение это—типовое; наносным пунктиром показаны различные конструктивные изменении патрубков шарнира в зависимости от их укрепления к тем или иным неподвижным деталям паровоза и тендера. Один из патрубков укрепляется, другой, естественно, остается на-весу. Диаметр паропровода к бустеру—относительно велик (70 мм в свету). Пар — перегретый, отбирается от камеры перегретого пара коллектора. Отработавший пар выбрасывается в атмосферу по большой, наклонно расположенной трубе, проходящей через водяной бак.

Пуск в ход бустера в США осуществляется тремя различными способами: 1) вручную, 2) при постановке рычага реверса на наибольшую отсечку и 3) при постановке рычага реверса на определенную (и любую больше этой) отсечку.
Для паровозов сер. Т^А и Т^Б нами был обусловлен ручной привод, наиболее приемлемый по условиям эксплуатации новых в то время для нас паровозов сер. Т^А и Т^Б  с их значительной силой тяги.

фиг. 498

Для пуска в ход бустера имеется серво-мотор, открывающий регуляторный клапан; последний установлен на паропроводе к машине. Регуляторный клапан и серво-мотор имеют устройство, показанное на фиг. 498.

 

Впущенный в верхний горизонтальный цилиндр сжатый воздух перемещает поршенек вправо и, повертывая коленчатый рычажок, поднимает клапан регулятора и открывает проход пара и машине бустера.

Такое пневматическое устройство является необходимым из-за наличия особого контрольного блокировочного клапана, не позволяющего машинисту по рассеянности, небрежности или неопытности пустить бустер, не открыв предварительно продувательные клапаны цилиндров бустерной паровой машины.

 На фиг. 499 показан этот чрезвычайно характерный для современного американского паровозостроения аппарат, показывающий, что американцы часто идут на значительное конструктивное усложнение различных автоматов, чтобы только избежать повреждения дорогих и ответственных деталей паровоза и тендера.

Справа показан рычаг воздушного реверса главной машины паровоза (внизу видна тяга к цилиндру серво-мотора воздушного реверса паровоза), слева-двойной контрольный аппарат. Этот аппарат имеет две рукоятки: верхнюю—для продувки цилиндров и нижнюю — для пуска бустера в ход.
На осях обеих рукояток сидят обычные круглые золотннчки¹ первый управляет впуском сжатого воздуха к продувательным клапанам "Окэди" цилиндров бустерной машины (клапаны имеют однотипное устройство с одноименными клапанами основной паровозной машины), второй—впуском воздуха в цилиндр серво-мотора регулятора. Устройство золотиичков—обычное; на фиг. 499 оно опущено вовсе.

фиг. 499

Верхняя рукоятка (продувка цилиндров) при выключенном бустере находится в показанном на фиг. 499 положении — будем называть его «правое» положение. Перед пуском бустера в ход нужно поставить верхнюю рукоятку в среднее положение, когда продувательные клапаны бустерной паровой машины открываются силой сжатого воздуха. Сжатый воздух пойдет как к цилиндрам (трубка не показана на фиг. 499), так и по трубке В к небольшому  вертикальному цилиндру, установленному возле рычага реверса главной паровозной машины. Поршенек этого цилиндрика пойдет вверх, повертывая при этом собачку Г. Если рычаг реверса находится на левой половине зубчатой дуги (сегмента), с о ответствую шей переднему ходу, то выступ Б собачки Г беспрепятственно переместится вверх, и поршенек, сжимая пружину, займет верхнее положение, открыв тем самым проход сжатого воздуха в трубку Д. Если же рычаг реверса стоит на правой половине дуги (ход паровоза назад, или на центре, как показано на фиг. 499, то привернутая болтом к рычагу реверса планка Л не позволит выступу Б собачки подняться, и тем самым сжатый воздух не проникнет в трубку.

Итак, при ходе паровоза вперед поршенек поднялся, и сжатый воздух, заполнив трубку Д и далее канал Е, просверленный в нижней плите контрольного аппарата, поступает в полость вспомогательного цилиндра Ж  и переместив его поршенек вверх, повернет против часовой стрелки рычажок 3. Последний своим верхним концом разомкнет запертую до этого момента пусковую рукоятку бустера, управляющую впуском воздуха в серво-мотор регулятора. Машинист сможет ее повернуть и тем самым пустить бустер в ход.

Если машинист не откроет предварительно продувательных клапанов цилиндров машины бустера, или если паровоз идет тендером вперед, или если реверс стоит «на центре».—бустер не может быть включен.
После пуска бустера в ход и прогрева цилиндров верхняя рукоятка перебрасывается в левое (нижнее на фиг. 499) положение, цилиндровые продувательные клапаны бустера закрываются, но сжатый воздух из трубок В и Д при этом положении не выходит, и машинист при работающем бустере не может перевести рычаг реверса на обратный ход паровоза: планка А рычага реверса 

упрется в боковую часть зуба Б поднятой собачки и не позволит машинисту перевести рычаг реверса на другую половину сегмента, т. е. на обратный ход.
Рассмотренная блоки ровна оказывается чрезвычайно эффективной и безусловно сохранила работающие бустеры от крупнейших повреждений. Несмотря па некоторую общую сложность аппарата, в работе он надежен; это объясняется высокой точностью обработки и сборки всех его деталей.

¹По типу золотника крана машиниста тормоза Вестингауза

Источник [1]