Клапанный механизм Holcroft был типом сопряженного клапанного механизма разработана и запатентована компанией Harold Холкрофта и используются на три-цилиндровые паровозах в Юго - Восточный и Частут железную дорогу (SECR). Он имел много общего с сопряженным клапанным механизмом Gresley , который был создан раньше и в конечном итоге использовался во всех трехцилиндровых конструкциях Gresley. Он отличался от метода работы Гресли за счет использования узла комбинированного рычага вместо шпинделей клапана для приведения в действие среднего цилиндра трехцилиндровой конструкции. Это имело эксплуатационные преимущества по сравнению с конструкцией Гресли, а именно устранение проблем изгиба, износа втулки и влияния тепла на шпиндели клапана.
Фон [ править ]
Работая на GWR в Суиндоне, Холкрофт разработал и запатентовал (в 1909 г.) сопряженный клапанный механизм для трехцилиндровых паровозов, который позволил исключить клапанный механизм для внутреннего цилиндра путем получения движения внутреннего клапана от то из внешних клапанов. Это было сделано с помощью рычагов, расположенных за блоком цилиндров.
Несколько позже Найджел Гресли из GNR разработал и запатентовал свое собственное применение сопряженного клапанного механизма (конец 1916 г.), который потребовал доработки, чтобы его можно было применить к трем цилиндрам разного наклона. Гресли был связан с ARLE, и он и Холкрофт встретились в офисе первого в Кингс-Кросс в январе 1919 года. Холкрофт разработал практическое предложение, позволяющее клапанному механизму Гресли управлять внутренним клапаном и сохранять события клапана в их правильном соотношении, искажая цилиндр и ось клапана.
В 1917 году Холкрофт представил предложение о 3-цилиндровом двигателе 4-4-0 для SECR, который включал механизм сопряжения за цилиндрами для управления внутренним клапаном, но это не было принято. В феврале 1919 года SECR CME Maunsell попросил Холкрофта разработать 3-цилиндровую версию SECR N класса 2-6-0, которая стала N1. На этой конструкции оказалось нецелесообразным размещать механизм за цилиндрами, поскольку ведущее соединенное колесо засоряет область, необходимую для передачи. Это потребовало доработки конструкции с боковыми тягами для передачи движения вперед рычажному механизму, установленному в передней части шпангоута. Таким образом, были потеряны некоторые преимущества «аккуратности» и компактности оригинала, а также механическая жесткость, которая была одним из достоинств этой шестерни. [1] Эта передача также использовалась на подошве K1 и первой из класса U1.
В долгосрочной перспективе, однако, передача Holcroft не была сохранена на Южной железной дороге, и дальнейшие 3-цилиндровые локомотивы SR были построены с 3 наборами клапанных передач. Изгиб был одним из упомянутых недостатков.
Дизайн [ править ]
Трехцилиндровые локомотивы имеют определенные преимущества перед двухцилиндровыми, но существенным недостатком перед двухцилиндровыми локомотивами является необходимость в третьем комплекте клапанного механизма, обычно устанавливаемом между рамами, где обычное обслуживание неудобно. Механизм сопряжения устраняет необходимость в третьем комплекте клапанного механизма, заменяя его несколько более простым расположением поперечных рычагов.
Сопряженная шестерня фактически представляет собой механическую суммирующую машину, 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. См. Сопряженный клапанный механизм Gresley для более подробной информации.
Когда оказалось нецелесообразным устанавливать устройство сопряжения за цилиндрами на N1, Холкрофту пришлось пересмотреть конструкцию, чтобы установить устройство перед цилиндрами. Он не хотел использовать удлинение шпинделей клапана, как на сопряженном клапанном механизме Гресли . Вместо этого Холкрофт перенес действие узла комбинированного рычага, который управлял продольным и задним перемещением шпинделя клапана (который впускал «острый» пар в цилиндр и выбрасывал «отработанный» пар через порты) к точке поворота, соединенной к рычагу от «внутреннего» шпинделя клапана. [2]Вариант Холкрофта обладал преимуществом по сравнению с «сопряженной» конструкцией Гресли, поскольку фазы газораспределения были невосприимчивы к изменениям, вызванным тепловым расширением шпинделей клапана и изгибом узла сопряжения при интенсивном использовании. [3] Это также имело потенциальные преимущества при техническом обслуживании, поскольку большая часть механизма сопряжения располагалась за пределами рам локомотива и, таким образом, к нему можно было получить доступ без смотровой ямы. [3]
Миниатюрная четырехцилиндровая шестерня Holcroft [ править ]
Гарольд Холкрофт был близким другом LBSC , пионера в разработке небольших пассажирских тягачей с паровым двигателем . В начале 1940-х годов LBSC построила четырехцилиндровый локомотив 4-6-2 колеи 2 1/2 дюйма Tugboat Annie , намереваясь использовать клапанный механизм Бейкера . Сложность конструкции оказалась устрашающей, и Холкрофт пришел к выводу, что спасение »с четырехцилиндровым сопряженным клапанным механизмом, модификацией шестерни, используемой на трехцилиндровых шатунах Gresley с углом поворота 120 градусов, чтобы соответствовать 135-градусным кривошипам четырехцилиндровой модели. Холкрофт написал двигатель для Railway Gazette , в то время как LBSC описал двигатель, а затем его шестерню в Model Engineer . [4]
Ссылки [ править ]
Заметки [ править ]
Библиография [ править ]
- Кларк, Джереми: «Локомотивы REL Maunsell, Часть 3: Семья« Моголов »- SECR» ( Steam World , 2008 (248)), стр. 38–41
- Холкрофт, Х .: «Редукторы с сопряженными клапанами для локомотивов: их история и развитие» ( инженер : 181, 1946), 15 февраля: стр. 145–147; 22 февраля: стр. 168–170; 1 марта: 192–193
- Миддлмасс, Том: «Woolworths - предварительное вхождение Woolwich Arsenal в здание магистрального локомотива» ( Backtrack , 1990 (4)), стр. 148–54
