ЕСБЕ-Зубчасті залізниці
| ← Зубчастокринниця | Зубчасті залізниці Енциклопедичний словник Брокгауза та Єфрона | Зубчасті колеса → |
| Словник: Земпер - Імідокислоти.Джерело:т. XIIa (1894): Земпер - Імідокислоти, с. 708-710 (скан · індекс) |
Зубчасті залізниці— відрізняються від звичайних тим, що на їх шляху, посередині між гладкими рейками, укладена зубчаста смуга, з якої зчепляється зубчасте колесо локомотива. Виникнення З. залізниць відноситься до початку цього століття і пов'язане з іменами Треветіка та Бленкінсона. Перший, винахідник парового екіпажу (див. Залізниці), вбивав по колу коліс своєї машини цвяхи, капелюшки яких вдавлювалися під час руху в дерев'яні бруси, що підтримували залізні смуги колії. Це було 1803 р., а 1811 р. Бленкінсон побудував поблизу Лідса першу дійсну З. залізницю. Але як тільки переконалися, що в пологих місцях достатньо одного зчеплення гладких коліс з рейками для пересування вельми значних тягарів, досліди цього роду були залишені, і для тяги залізничних поїздів на крутих підйомах стали користуватися більш важкими паровозами, постановкою за потягом другого паровоза тощо. Ці заходи, однак, мають природні межі, за якими припиняється їхня вигідність, оскільки зі збільшенням підйому шляху швидко зростає відношення ваги паровоза, як двигуна, до корисної ваги вантажу, що переміщується. Крайнім підйомом, який може бути допущений звичайною залізницею з гладкими рейками, вважається 1:40. Для уникнення надмірного подовження лінії та величезних витрат, що викликаються необхідністю дотримання граничних ухилів у гірських краях, вдаються до системи З. залізниць. Через півстоліття після спробиБленкінсона, Сільвестр Марш, в Америці, і за його слідами Ріггенбах, у Європі, стали знову переслідувати цю справу. У 1869 р. Марш був присутній під час відкриття проектованої ним З. залізниці на гору Вашингтон, з ухилами 1:2,7; в 1870 р. Ріггенбах отримав дозвіл на будівництво З. залізниці на гору Риги. Успіх її виявився блискучим, і незабаром була споруда за цією системою залізниць у різних місцях. У наступній таблиці наводиться перелік деяких З. залізниць у системі Марша-Риггенбаха.
Зірочкою позначені ті З. залізниці, на яких є ділянки без З. смуги (змішана система)
| Маунт Вашингтон, у Нью-Гемпширі (Півн. Ам.) | 5,3 | 37 | 1,435 |
| Каленберг, Австрія | 5 | 11 | 1,435 |
| Арт-Ріги, у Швейцарії | 9 | 21 | 1,435 |
| Рютлі, у Швейцарії* | 0,5 | 10 | 1,435 |
| Фрідріхсзеген, у Німеччині* | 2,5 | 10 | 1,000 |
| Грін-Маунт, в Мене (Півн. Ам.) | 6 | 25 | 1,435 |
| Петрополіс, у Бразилії | 7 | 15 | 1,000 |
| Корковадо, у Бразилії | 3,5 | 30 | 1,000 |
| Рюдесгейм, у Німеччині | 2,4 | 20 | 1,000 |
| Дегерлох, у Німеччині | 2 | 17,2 | 1,000 |
| Закароць, в Угорщині* | 5,5 | 8 | 1,000 |
| Гайсберг, Австрія | 5,5 | 25 | 1,000 |
| Ланжер, у Франції* | 1,5 | 17 | 1,000 |
| Суматра, на о-ві Суматрі* | 30 | 12 | 1,000 |
| Брюніг, у Швейцарії* | 16 | 12 | 1,000 |
| Гелленталь, у Німеччині* | 35 | 5,3 | 1,435 |
На всіх перелічених у цій таблиці залізницях З. смуга розташована по осі колії та складена з двох металевих тятив коробчастого або кутового перерізу, між якими закріплені зубці у вигляді поперечних брусків. Зубці паровозного колеса захоплюють ці бруски і, при обертанні колеса машиною, пересувають паровоз разом із поїздом. З. сходи складаються з окремих шматків довжиною 3 м і вагою близько 50 кг. На Геллентальській З. залізниці складові частини З. смуги важать по 101 кг. Останнім часом будівництво залізниць З. системи одержало значний поштовх вперед, завдяки вдосконаленню в їхньому пристрої, введеному швейцарським інженером Романом Абтом; це важливе поліпшення дало можливість укладати зубчатку як на коротких, виняткових лініях, мають порівняно слабкий і переважно пасажирський рух, але й більш значних залізницях, що грають роль транзитних колій з порядним товарним рухом. З. смуга в системі Абта складається з декількох, поруч покладених, плоских З. рейок, міцно між собою зболчених і укріплених на тих самих поперечках, на яких лежать колійні рейки. Впадини і піднесення цих пилкоподібних рейок між собою не збігаються, а взаємно пересунуті, так що, напр., в системі, складеній з трьох зубчастих рейок, кожна рейка зсунута відносно сусідньої на одну третину кроку. Відповідно до цього і зубчасте колесо паровоза складено з кількох міцно скріплених зубчастих дисків, зубці яких вирізані по профілі рейок. При русі паровоза на підйомі ці три системи діють таким чином, щочас, коли зубець одного диска, займаючи нижче положення, повністю заповнює западину рейки, передній зубець другої системи зчепився вже з рейкою на одній третині своєї довжини, а найближчий задній зубець третьої системи, розгортаючись нагору, виходить на одну третину з западини. Очевидно, що, внаслідок цього, при різних фазах зчеплення, колесо знаходить у рейці міцну опору, і рух відбувається плавно і без поштовхів. Такий пристрій дуже вигідно також із погляду безпеки. У паровозі системи Абта механізм для руху зубчастого колеса повністю відокремлений від механізму, що приводить в рух бічні колеса ведучі паровоза. Тому при проходженні поїзда на ділянках, де немає З. смуги, паровоз працює у звичайних умовах, як на інших залізницях, і зубчасте колесо пускається в дію тільки на сильних підйомах, де укладена зубчатка, на допомогу звичайній рушійній машині. Багатосторонні переваги системи Абта мали наслідком, що в короткий час у різних частинах світу побудовано залізничні лінії, на важких ділянках яких укладено зубчатку Абта. Наступна таблиця містить найважливіші дані про деякі залізниці системи Абта, а також рік їх побудови.
| Гарцька, у Німеччині | 1884-85 | 1,435 | 30,5 | 7,5 | 6,0% | 2,5% | 200 |
| Пуерто-Кабелло, у Венесуелі | 1886 | 1,067 | 3,8 | 3,8 | 8,0 | - | 125 |
| Монте-Дженерозо, Швейцарія | 1889-90 | 0,800 | 9,0 | 9,0 | 22,0 | - | 60 |
| Рама-Сераєво, у Боснії | 1890 | 0,760 | 68,0 | 19,5 | 6,0 | 1,5 | 125 |
| Ейзенерц-Фордернберг, Австрія | 1890 | 1,435 | 21,0 | 14,5 | 7,1 | 2,5 | 180 |
| Манітоу, Пайкс-Пік, в Колорадо (Півн. Ам.) | 1890-92 | 1,435 | 14,2 | 14,2 | 25,0 | - | 100 |
| Трансандійська, в Чилі та Аргентинській респ. | 1890-91 | 1,000 | 50,0 | 28,0 | 8,0 | 2,5 | 200 |
| Діакофто-Калаврита, у Греції | 1890-91 | 0,750 | 23,0 | 3,6 | 14,5 | 3,5 | 50 |
| Ротгорн, у Швейцарії | 1891 | 0,800 | 7,5 | 7,5 | 25,0 | - | 60 |
| Сан-Домінго, у Вест-Індії | 1891 | 0,765 | 36,0 | 6,4 | 9,0 | 4,0 | 100 |
| Мон-Салев, у Франції | 1891-92 | 1,000 | 9,0 | 9,0 | 25,0 | - | 35 |
| Вами-тоге, в Японії | 1891-92 | 1,067 | 20,0 | 8,5 | 6,7 | 2,5 | 260 |
| Монсерра, Іспанія | 1891-92 | 1,000 | 8,0 | 8,0 | 15,0 | - | 80 |
Як видно з цієї таблиці, З. залізниці будуються в даний час з підйомами до 25%, проте, для доріг з великим пасажирським і вантажним рухом, не слід застосовувати підйоми крутіше 6-7%. На таких дорогах швидкість руху може сягати 25 км на годину, а найбільша вага поїзда досягти (на Гарцской жел. дор.) 148 тонн, при вазі паровоза, що підштовхує поїзд ззаду, 61 тонну. В Україні покинемає З. залізниць. Проекти застосування системи Абта для будівництва залізниці у зв'язку з кліматичною лікувальною станцією на горі Магабі в Криму, а також для проведення рейкової колії через Кавказький хребет не знайшли співчуття. З погляду майбутньої споруди З. залізниць у гірських місцевостях Укаїни представляється цікавим питання експлуатації їх у зимовий час. Гарцька залізниця працює вже десятий рік, влітку та взимку, без жодної перерви. На Боснійській залізниці через гору Іван взимку 1893—94 р. були замети снігом заввишки до 1 м, причому рух підтримувалося попередньою розчищенням шляхом паровоза зі снігоочисником. Взагалі як на Гарцькій, так і на Боснійській залізницях помічено, що на З. дільницях відбувався регулярний рух у той час, коли на залізницях у долині, через замети, доводилося припиняти рух на кілька днів. Тільки падіння лавин та завали, як і взагалі на всіх гірських залізницях, можуть часом викликати серйозні затримки у русі З. залізницею.
Література про З. залізниці розкидана в періодичних технічних виданнях; найбільше статей можна знайти в англійських «Engineer» та «Engineering», франц. "Génie Civil", німецьких "Organ für die Fortschritte des Eisenbahnwesens" та "Zeitschrift für Bauwesen" та ін. Останні результати експлуатації З. залізниць зібрані в мемуарі: «Experiences in the Operation of Rack Railways. Будучи Albert Schneider Presented в Chicago Meeting (Juli, 1893) of American Society of Mechanical Engineers». також «Зубчасті дороги системи Абта» («Журнал Мін. Шляхів Повідомлення», 1891), де наведено і літературу.