Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

LNER Class V2 4771 Зеленая стрелка . Обратите внимание на сопряженную клапанную шестерню Гресли, расположенную перед поршневыми клапанами, приводимую от шпинделей клапана.

Гресли , конъюгированный клапанный механизм представляет собой клапанный механизм для паровозов , спроектированных сэр Найджел Гресли , главный инженер - механик в LNER , при содействии Harold Холкрофт . Это позволяет трехцилиндровому локомотиву работать только с двумя наборами клапанного механизма для внешних цилиндров и получать от них движение клапана для внутреннего цилиндра с помощью рычагов («рычаг 2 к 1» и «рычаг равного управления». ). [1] Снаряжение иногда называют снаряжением Гресли-Холкрофта , в знак признания большого вклада Холкрофта в его развитие.

Операция [ править ]

Государственные железные дороги Нового Южного Уэльса D57, класс 4-8-2, с сопряженной шестерней Gresley, видимой спереди под дымовой камерой. Более длинный рычаг «2 к 1» расположен с правой стороны локомотива, а более короткий рычаг равноправия - с левой стороны.

Сопряженная шестерня Гресли фактически является суммирующей машиной, в которой положение клапана для внутреннего цилиндра является суммой положений двух внешних цилиндров, но в обратном направлении. Его также можно рассматривать как качающийся рычаг между одним внешним цилиндром и внутренним цилиндром, как это обычно бывает на 4-цилиндровых паровозах, но с точкой поворота, перемещаемой вперед и назад рычагом от другого внешнего цилиндра.

Если мы аппроксимируем движение каждого клапана синусоидой - если мы скажем, что положение клапана в его возвратно-поступательном движении точно пропорционально синусу «угла привода», как только мы установим нулевую точку угол привода в том положении, в котором он должен быть для этого клапана - тогда математика проста. Положение клапана, прикрепленного к длинному концу рычага 2-к-1, составляет , в то время как положения двух других клапанов должны быть и . Положение короткого конца рычага 2 к 1 - что, как оказалось, находится посередине между и для любого значения . Таким образом, рычаг 1 к 1, повернутый на коротком плече рычага 2 к 1, сделает свое дело. 

Углы поворота [ править ]

Локомотивы с клапанной передачей Гресли должны иметь три поршня, работающие точно с интервалом в 120 градусов. (Разные расстояния можно было бы разместить с помощью различных пропорций рычага, если бы было какое-либо преимущество для расстояния, отличного от 120-120-120.) Для того, чтобы внутренний кривошип очищал ведущую соединенную ось, внутренний цилиндр локомотива с клапаном Гресли шестерня обычно располагается выше внешних цилиндров и наклонена вниз. [2] Чтобы поддерживать плавный поток крутящего момента, углы кривошипа смещены от равных 120 градусов, чтобы компенсировать угол внутреннего цилиндра (например, 120/113/127 градусов). Результирующая синхронизация потока пара, выходящего из цилиндров, по-прежнему обеспечивает этим трехцилиндровым локомотивам регулярный выхлоп.

Проблемы [ править ]

С оборудованием Gresley было несколько проблем. Поскольку устройство сопряжения было установлено на противоположном конце шпинделей клапана от зубчатого колеса клапана, поскольку шпиндели клапана удлинялись из-за тепла пара в цилиндрах, это повлияло бы на синхронизацию клапана, и шестерню необходимо было бы снять, прежде чем она будет можно снять клапаны для обслуживания. [3] Тем не менее, модели 4-6-0 класса B17 "Footballer" / "Sandringham" избежали этой конкретной проблемы, поскольку были спроектированы с сопряженной шестерней позади, а не перед цилиндрами. [4] Основная трудность этой клапанной передачи заключалась в том, что на высоких скоростях инерционные силы заставляли длинный сопрягающий рычаг изгибаться или «хлестать». [5]Это привело к тому, что средний цилиндр работал с более длительной отсечкой, чем внешние цилиндры, что привело к непропорциональной доле общей выходной мощности, что привело к повышенному износу среднего большого конца. Продолжительная работа на высокой скорости иногда могла привести к достаточно быстрому износу головки шатуна, так что увеличенного хода, обеспечиваемого среднему поршню из-за увеличенного люфта в подшипнике, было достаточно, чтобы выбить концы среднего цилиндра. Это произошло во время пробега «Серебряного лиса» со скоростью 113 миль в час (200 км / ч). [6] Хотя проблема могла быть решена в мирное время с помощью регулярного технического обслуживания и проверок, она оказалась плохо приспособленной для тяжелых условий эксплуатации и низких уровней технического обслуживания времен Второй мировой войны.. Это привело к возникновению проблем с шатуном на шатуне центрального цилиндра на знаменитых обтекаемых Pacifics класса A4, и многие из этих локомотивов были оснащены поршнем уменьшенного диаметра, а внутренний цилиндр в качестве временной меры был опущен. LNER Class A4 4468 Mallard получил повреждение шатуна центрального цилиндра (на что указывает водителю перелом прикрепленной к подшипнику "вонючей бомбы", которая ломается при перегреве белого металла) во время своего мирового рекорда и была вынуждена хромать. обратно на склад для последующего ремонта. Преемник Гресли в LNER, Эдвард Томпсон , критически относился к этому конкретному клапанному механизму . [7]Помимо внедрения новых двухцилиндровых конструкций, он приступил к восстановлению локомотивов Gresley с отдельными наборами клапанных механизмов Walschaerts для каждого цилиндра. [8] При более позднем владении компанией British Railways использование бывшей мастерской Great Western Railway для точной центровки клапанного механизма, а также при производстве и смазке внутреннего подшипника шатуна эффективно решило проблемы.

Северная Америка, Австралия и Новая Зеландия [ править ]

Третий цилиндр и шестерня Гресли видны под дымовой коробкой этого 4-12-2.

Сопряженная клапанная передача Gresley использовалась Американской локомотивной компанией по лицензии для локомотивов 4-12-2, построенных для Union Pacific Railroad между 1926 и 1930 годами. Это были самые большие локомотивы, в которых использовалась эта клапанная передача. Он также использовался в Австралии для викторианских железных дорог S класса 4-6-2 1928 года [9] и государственных железных дорог Нового Южного Уэльса D57 класса 4-8-2 1929 года [10].

Как и в Великобритании, этот механизм не обошелся без проблем. Некоторые из локомотивов класса Union Pacific 9000 были преобразованы в редуктор с двойным клапаном Walschaerts, в то время как более поздние образцы были построены с роликовыми подшипниками для движущихся частей механизма Гресли. В Австралии VR S class Pacifics избежал многих проблем со средним цилиндром, которые преследовали Гресли, разместив «набор» на оси ведущих ведущих колес, что позволило всем трем цилиндрам находиться в одной и той же горизонтальной плоскости. В более поздних конструкциях трехцилиндровых локомотивов VR и NSWGR использовались механизмы, альтернативные системе Gresley, чтобы избежать высоких затрат на техническое обслуживание. [11] [12] Викторианский железные дороги Н класс 1941 был установлен с немецким Henschel унд Sohnмеханизм сопряженного клапана с редуктором, который был признан лучше системы Гресли [13], в то время как в Новом Южном Уэльсе в классе D58 1950 года использовалась система рейка и шестерня , которая, хотя теоретически была улучшением по сравнению с системой Гресли, на практике доказала свою эффективность. еще более проблематично. [11]

Клапанная передача Gresley использовалась на шестицилиндровых локомотивах Beyer-Garrett класса NZR, поставленных Новозеландским железным дорогам в 1928 году. Производитель Beyer Peacock не рекомендовал использовать трех- или шестицилиндровый вариант с шестерней Gresley, но GS Lynde требовал этого. NZR CME. Эти три сочлененных локомотива не имели успеха, и их переоборудовали в шесть локомотивов «Pacific».

См. Также [ править ]

  • Клапанный редуктор Holcroft
  • Южноафриканский класс 18 2-10-2

Ссылки [ править ]

  1. ^ Восстановление Gresley A4 # 60019 Bittern. Архивировано 12 марта 2007 г. на Wayback Machine. Схема расположения клапанного механизма Gresley и Walschaerts на локомотиве LNER A4 - извлечена 4 октября 2006 г.
  2. ↑ Public Record Office Victoria фотография отливок цилиндров для VR класса S. Архивировано 10 марта 2007 г. на Wayback Machine - получено 4 октября 2006 г. Обратите внимание на наклон центрального цилиндра.
  3. ^ "Локомотивное приключение" Гарольд Холкрофт, Ян Аллан. Лондон
  4. ^ "Последние паровозы британских железных дорог", Рэнсом-Уоллис, П., Ян Аллан, Шеппертон, 1966
  5. ^ Билл Харви 60 лет в Steam, Harvey, DW David & Charles. Ньютон Эббот, 1986
  6. ^ Аллен, CJ, "Два миллиона миль пути на поезде", ISBN  0-7110-0298-3
  7. ^ (LNER) Страница энциклопедии Эдварда Томпсона получена 1 октября 2006 г.
  8. ^ (LNER) Энциклопедия A1 / 1 страница получена 1 октября 2006 г.
  9. ^ AHRS Железнодорожный музей истории: 1900 - 1950 архивации 27 сентября 2007 в Wayback Machine извлекаться 1 октября 2006
  10. ^ australiansteam.com Страница NSW получена 1 октября 2006 г.
  11. ^ a b Сли, Дэвид Э. (январь 2000 г.). «Классы D57 и D58 - конструктивные различия и сравнение мощности». Бюллетень Австралийского исторического общества железных дорог : 3–19.
  12. ^ Оберг, Leon (2007). Локомотивы Австралии 1854-2007 гг . Розенберг Паблишинг. п. 201. ISBN 1-877058-54-8.
  13. ^ Ли, Роберт. Железные дороги Виктории 1854-2004 гг . Издательство Мельбурнского университета с. 165. ISBN 978-0-522-85134-2.

Внешние ссылки [ править ]

  • Южнокалифорнийское отделение Исторического общества железных дорог и локомотивов Информация о трехцилиндровом 4-12-2 UP9000, построенном Union Pacific ALCO, включая звукозаписи и фотографии