Джонсон Бар является рычагом управления на паровой локомотив , используемый для контроля сроков приема пара в локомотива цилиндров . Контролируя это время, количество мощности, передаваемой на колеса, регулируется, как и направление вращения колес, давая рычагу альтернативное название рычага реверсирования . Это термин, используемый в британском английском , в то время как термин «Johnson Bar» является нормой в Соединенных Штатах .
История
Историки не определили причины, по которым инженеры назвали реверсивный рычаг стержнем Джонсона, но реверсивный рычаг описан как в британских, так и в американских железнодорожных журналах того времени. [1] Наилучшая аккредитация изобретения подтверждена документально для клапанного механизма Walschaerts .
Реверсивный
Реверсивный рычаг в истории локомотивов задокументирован примерно с 1842 года. В Американской ассоциации мастеров железных дорог были члены, которые публиковали иллюстрации. Детали реверсивного рычага приведены в "Локомотивном словаре", 1-е издание (1906 г.), Джорджем Литтл Фаулером. Рычаг соединен с поршнем клапанной шестерни внутри парового порта высокого давления. Кран давления пара закрыт, чтобы отключить питание, и после остановки поршень клапанной шестерни можно безопасно переместить на небольшое расстояние, используя рычаг в качестве точки опоры, связанной с поршнем внутри. Несмотря на то, что рычажный механизм был спроектирован таким образом, чтобы давать рычаги, штанга Джонсона могла бы уверенно переместиться и зафиксироваться в нужном положении. У некоторых локомотивов вместо них был винтовой реверс.
Отключение пара
Другое использование рычага - установка точки отключения подачи пара . Это измеряется как процент хода поршня, в течение которого в цилиндр все еще поступает свежий пар из котла. Для запуска локомотива (когда требуется максимальный крутящий момент) «полное» отключение может достигать 85%, что означает, что поршень подвергается почти полному давлению котла на протяжении большей части своего хода. И наоборот, при беге на высокой скорости без ускорения или подъема по уклону отсечка может быть установлена на уровне 10%. Это снижает крутящий момент, но значительно экономит топливо, поскольку в цилиндр подается гораздо меньше пара и он используется более эффективно, поскольку он более широко расширяется и, таким образом, истощается при гораздо более низкой температуре, чем при работе с полным отключением. Для большинства локомотивов в установившемся режиме наиболее эффективно с точки зрения топлива и воды работать с полностью открытой дроссельной заслонкой и с коротким выключением.
Ограничения
Реверсивный рычаг имеет фиксирующий механизм, который входит в зацепление с рядом выемок, чтобы удерживать рычаг в желаемом положении отключения. Это означает, что у оператора нет полного выбора положений отключения между максимальной и средней передачей, а только те, которые соответствуют отметкам. Расположение выемок выбирается проектировщиком или конструктором локомотива с учетом предполагаемого назначения локомотива - как правило, двигатели, предназначенные для грузовых перевозок, будут иметь меньше выемок с `` более длинной '' минимальной отсечкой (обеспечивающей высокое тяговое усилие на низких скоростях, но низкая эффективность на высоких скоростях), в то время как пассажирский локомотив будет иметь больше выемок и более короткую минимальную отсечку (что обеспечивает эффективность на высоких скоростях за счет тягового усилия). Если бы минимальная отсечка, предусмотренная зазубринами, была бы слишком высокой, было бы невозможно запустить локомотив эффективным способом, описанным выше (с полностью открытым регулятором), без потери пара или «закупорки» проходов для пара. поэтому регулятор должен быть закрыт, что ограничивает эффективность.
Штанга Джонсона фактически является частью всего клапанного механизма , соединенного с различными рычагами и рычагами, чтобы выполнять свою функцию по их регулировке. Это означает, что силы в клапанной передаче могут передаваться на рычаг. Это особенно актуально, если двигатель имеет неуравновешенные золотниковые клапаны , которые имеют высокое рабочее трение и подвергаются воздействию пара с обеих сторон клапана. Это трение означало, что если штанга Джонсона разблокирована, когда двигатель работает под высоким давлением пара (широкие отверстия регулятора и высокая отсечка) или на высоких скоростях, силы, которые должны действовать на золотниковые клапаны, могут вместо этого передаваться обратно. через соединение с теперь свободным рычагом реверса. Это внезапно и резко переведет рычаг в положение полного отключения, что несет в себе реальную опасность травмирования машиниста, повреждения клапана и пробуксовки колес локомотива.
Единственный способ предотвратить это - закрыть регулятор и дать возможность давлению пара в клапанной коробке упасть. После этого реверсивный рычаг можно разблокировать и установить в новое положение отключения, а затем снова открыть регулятор. Во время этого процесса локомотив не находится под напряжением. При подъеме градиента требовалось большое умение уменьшить отверстие регулятора настолько, чтобы можно было безопасно разблокировать штангу Джонсона, поддерживая при этом достаточное давление пара в цилиндрах. Каждый раз , когда был вновь открыт регулятор был шансом встречи wheelslip и в свободно соединенных поездах друг закрытие и открытие регулятора установить динамические нагрузки по всей длине поезда , который рисковал сломанные муфты.
Винт реверс преодолел все эти вопросы. Он обеспечивает бесконечный выбор отсечки между максимальной и средней передачей редуктора, и, поскольку он работает за счет регулировки резьбы винта для тяжелых условий эксплуатации , он никогда не отключается даже при изменении отсечки и, таким образом, не передает силу на рукоятка управления при нормальном использовании (в условиях заливки или пробуксовки колеса чрезмерное усилие может создать достаточное усилие для вращения колеса). Отсечка может быть изменена, когда цилиндры получают полное давление пара, что позволяет регулятору открываться как можно чаще. Реверсирования мощности является дальнейшим совершенствованием этой идеи, будучи сервомеханизм , который дистанционно приводит в действие механизма клапана с помощью пара или сжатого воздуха, без физического соединения между реверсивной ручкой водителя и клапанным механизмом, и , таким образом , составляет от каких - либо сил в-шестерни бесплатно .
Опасности традиционного стержня Джонсона (который рос по мере увеличения мощности, веса и рабочего давления пара в первой половине 20-го века) привели к тому, что он был запрещен в США Комиссией по торговле между штатами . С 1939 года все новые паровозы должны были быть оснащены реверсорами мощности, а с 1942 года двигатели, оборудованные Джонсон-Баром, подвергавшиеся капитальному ремонту или переоборудованию, должны были быть оснащены реверсом мощности. Исключения составляли легкие маломощные локомотивы и стрелочные переводы . Для переключения, которое требовало частой смены направления с полной передней на полностью заднюю передачу, штанга Джонсона была предпочтительна, потому что переключение могло быть выполнено быстро одним движением вместо нескольких оборотов рукоятки винтового реверсора с низким редуктором. .
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Локомотивный словарь, 1-е издание, стр.209 . Проверено 15 августа 2009 .
Гринли, Х., "Клапанный механизм Walschaerts",
Железнодорожный музей Маршалла Дэнбери - Данбери, Коннектикут.
Джордж Л. Фаулер, "Словарь локомотивов", 1-е издание (1906 г.), Рычаг заднего хода библиотеки Висконсинского университета.