Клапанный механизм Холкрофта
Клапанный механизм Холкрофта представлял собой тип сопряженного клапанного механизма, разработанный и запатентованный Гарольдом Холкрофтом и использовавшийся на трехцилиндровых паровозах Юго -Восточной и Чатемской железной дороги (SECR). Он имел много общего с сопряженным клапанным механизмом Гресли , который существовал до него и который в конечном итоге использовался во всех трехцилиндровых конструкциях Гресли. Он отличался от метода работы Гресли тем, что вместо шпинделей клапанов использовался узел комбинированного рычага для привода среднего цилиндра трехцилиндровой конструкции. Это имело эксплуатационные преимущества по сравнению с конструкцией Гресли, а именно устраняло проблемы изгиба, износа втулки и влияния тепла на шпиндели клапанов.
Фон
[ редактировать ]Работая на Great Western Railway на Суиндонском заводе , Холкрофт разработал и запатентовал (в 1909 году) сопряженный клапанный механизм для трехцилиндровых паровозов, который позволил отказаться от клапанного механизма для внутреннего цилиндра, создав движение для внутренний клапан отличается от внешнего клапана. Это осуществлялось с помощью узла рычагов, расположенного за блоком цилиндров.
Несколько позже Найджел Гресли из Великой Северной железной дороги разработал и запатентовал свое собственное применение сопряженного клапанного механизма (конец 1916 г.), что потребовало дальнейшей разработки, чтобы можно было применять его к трем цилиндрам с разным наклоном. 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 правильное соотношение событий клапана, искажая ось цилиндра и клапана.
В 1917 году Холкрофт предложил трехцилиндровый двигатель 4-4-0 для SECR, который включал в себя механизм сопряжения за цилиндрами для привода внутреннего клапана, но это предложение не было принято. попросил Холкрофта В феврале 1919 года главный инженер-механик SECR Ричард Маунселл разработать 3-цилиндровую версию SECR N класса 2-6-0, которая стала N1. Размещать механизм за цилиндрами в этой конструкции оказалось непрактично из-за того, что ведущее спаренное колесо засоряло площадь, необходимую для шестерни. Это вызвало необходимость пересмотреть конструкцию с боковыми тягами для передачи движения вперед рычажному механизму, установленному вблизи передней части рамок. Таким образом, были потеряны некоторые преимущества «аккуратности» и компактности оригинала, а также механическая жесткость, которая была одним из преимуществ этой передачи. [ 1 ] Шестерня также использовалась на подошве К1 и первой модели класса U1.
Однако в долгосрочной перспективе передача Холкрофта не получила дальнейшего распространения на Южной железной дороге , и в дальнейшем были построены трехцилиндровые локомотивы SR с тремя комплектами клапанных механизмов. Изгиб был одним из упомянутых недостатков.
Дизайн
[ редактировать ]Трехцилиндровые локомотивы имеют определенные преимущества перед двухцилиндровыми, но существенным недостатком по сравнению с двухцилиндровым локомотивом является необходимость третьего комплекта клапанного механизма, обычно монтируемого между рамами, где текущее обслуживание затруднительно. Механизм сопряжения устраняет необходимость в третьем наборе клапанного механизма, заменяя его несколько более простым расположением поперечных рычагов.
Сопряженная передача по сути представляет собой механическую счетную машину, в которой положение клапана внутреннего цилиндра представляет собой сумму положений двух внешних цилиндров, но в обратном направлении. Его также можно рассматривать как рычаг-качалку между одним внешним цилиндром и внутренним цилиндром, как это часто бывает на 4-цилиндровых паровозах, но при этом точка поворота перемещается вперед и назад с помощью рычага от другого внешнего цилиндра. см. в разделе Сопряженный клапанный механизм Gresley Более подробную информацию .
Когда оказалось непрактичным устанавливать устройство сопряжения за цилиндрами на N1, Холкрофту пришлось пересмотреть конструкцию, чтобы устройство располагалось перед цилиндрами. Он не хотел использовать удлинитель шпинделей клапанов, как на сопряженном клапанном механизме Гресли . Вместо этого Холкрофт перенес действие узла комбинированного рычага, который контролировал перемещение шпинделя клапана вперед и назад (который впускал «живой» пар в цилиндр и выбрасывал «израсходованный» пар через отверстия) к шарнирной точке, соединенной с к рычагу от «внутреннего» шпинделя клапана. [ 2 ] Вариант Холкрофта имел преимущество перед «сопряженной» конструкцией Гресли, поскольку фазы газораспределения были невосприимчивы к изменениям, вызванным тепловым расширением шпинделей клапанов и изгибом узла сопряжения при интенсивном использовании. [ 3 ] Это также имело потенциальные преимущества в обслуживании, поскольку большая часть механизма сопряжения располагалась за пределами рамы локомотива и, таким образом, к ней можно было получить доступ без смотровой ямы. [ 3 ]
Миниатюрный четырехцилиндровый двигатель Holcroft Gear
[ редактировать ]Гарольд Холкрофт был близким другом Керли Лоуренса , пионера, создавшего небольшие с живым паром модели пассажирских локомотивов . В начале 1940-х годов Лоуренс сконструировал четырехцилиндровый локомотив 4-6-2 с колеей 2 1/2 дюйма Tugboat Annie , намереваясь использовать клапанный механизм Бейкера . Сложность конструкции оказалась устрашающей, и Холкрофт пришел на помощь. с четырехцилиндровым сопряженным клапанным механизмом, модификацией механизма, используемого на 120-градусных кривошипах Gresley для трех цилиндров. чтобы соответствовать 135-градусным кривошипам четырехцилиндровой модели, Холкрофт описал двигатель для « Железнодорожной газеты» , а Лоуренс описал двигатель, а затем и его механизм в «Инженере моделей» . [ 4 ]
Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ "Локомотивное приключение" Гарольд Холкрофт, издательство Ian Allan Publishing, Лондон
- ^ Миддлмасс, ( Backtrack : 4), стр. 148–154.
- ^ Jump up to: а б Холкрофт, ( Инженер : 181, 1946), стр. 145–147.
- ^ LBSC (Инженер-модель, Том 115, Выпуск 2883, 1956), стр. 282-284, «Факты о буксире Энни»
Библиография
[ редактировать ]- Кларк, Джереми: «Локомотивы REL Maunsell, Часть 3: Семья «Могул» - SECR» ( Steam World , 2008 (248)), стр. 38–41.
- Холкрофт, Х.: «Сопряженные клапанные механизмы 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: «Вулвортс» - предварительное вступление Вулиджского Арсенала в строительство магистральных локомотивов» ( Backtrack , 1990 (4)), стр. 148–54.