Клапан Bulleid с цепным приводом - Bulleid chain-driven valve gear
Цепным приводом клапанный механизм Bulleid представляет собой тип парового локомотива клапанного механизма разработан Оливер Буллейд во время Второй мировой войны для использования на его Тихого океана (4-6-2) конструкций. Он был характерен для Южной железной дороги в Великобритании и был заимствован из автомобильной практики в попытке создать компактную и эффективную конструкцию с минимумом требований к обслуживанию.
Принципы дизайна
Решение Буллейда иметь три цилиндра, все приводящие в движение среднюю сцепленную ось его классов Merchant Navy и West Country / Battle of Britain , породило несколько проблем. Поскольку каждый цилиндр должен был иметь свой отдельный клапанный механизм, это оставляло очень мало места для обычного внутреннего движения. Это побудило Bulleid разработать новый миниатюрный механизм Уолшартса, который был достаточно компактным, чтобы заключить всю систему в кожух. Все три комплекта клапанного механизма работали от вспомогательного трехходового коленчатого вала . Приводная цепь с перевернутыми зубьями Морзе проходила горизонтально от тройной звездочки на ведущей оси до промежуточной звездочки, от которой вторая цепь спускалась вниз к коленчатому валу. При помощи двух цепей клапанный механизм был изолирован от движения ведущего моста на его пружинах. Холостую звездочку можно было перемещать, чтобы обеспечить правильное натяжение обеих цепей, но на практике регулировалась только вертикальная цепь.
Вспомогательный коленчатый вал приводил в движение как эксцентриковые штоки, так и комбинированные рычаги клапанного механизма. В поршневых клапанах были внешнего вида допуска. Головки клапана были соединены двухбалочной конструкцией, каждая из которых приводилась в действие вертикальным качающимся валом, расположенным между двумя балками и на полпути между двумя головками, с дополнительным соединительным звеном, поворачиваемым сразу за головкой клапана, ближайшим к передней части. Герметичный качающийся вал приводил в движение смещенное верхнее коромысло и рычаг, и весь узел работал внутри выпускного пространства парового резервуара. Преимущество подачи пара на наружные поверхности клапанов означало, что объем под максимальным давлением был полностью герметизирован на концах без сальников, подверженных утечке.
Движение клапана и внутренний шатун были заключены в масляную ванну, состоящую из вертикального стального ящика, расположенного между основными элементами рамы, содержащего 40 британских галлонов (182 литра; 48 галлонов США) масла. В ванне лежало масло толщиной около 2 дюймов (51 мм); внутренний большой конец был смазан разбрызгиванием, и два насоса распыляли масло через перфорированные трубы на различные штифты движения клапана. Ничто из этого не было особенно революционным, поскольку было заимствовано из практики двигателей внутреннего сгорания ; а для использования с паром это было принято для паровых двигателей на заводе Sentinel Waggon Works . Считалось, что такое устройство избавит от необходимости ежедневно смазывать все движущиеся части, и, поскольку они были защищены от элементов, они могли бы проехать 100 000 миль (160 000 км) без внимания. Именно это соображение означало продолжение использования системы, хотя и в измененной форме, на классе Bulleid's Leader .
Проблемы
На практике устройство имело ряд недостатков. В корпусе масляной ванны возникли трещины из-за неправильной процедуры сварки. Конденсация вызвала коррозию, и масло вытекло через неподходящие уплотнения, что вызвало проскальзывание колес и опасность возгорания . Выбор времени клапана был очень непредсказуемым; это объясняется растяжением цепи, хотя Bulleid утверждал, что это разрешено. Цепи были заменены в рамках проверки клапанов и поршней на расстоянии от 48000 до 58000 км, к тому времени они были значительно изношены. Этот износ штырей и звездочек цепи может привести к удлинению цепей на целых 6 дюймов (15,2 см). Bulleid утверждал, что провисание в 3 дюйма (76,2 мм) будет поглощено цепью, находящейся под нагрузкой, а оставшаяся неровность клапана будет исправлена путем регулировки отсечки.
Растяжение цепи широко считается причиной неэффективности шестерни, но другая причина могла быть геометрической из-за последовательных пропорций рычагов, особенно умножающихся коромысел, которые передавали ограниченное движение «миниатюрной» клапанной шестерни на соединительное звено. привод длинноходного поршневого клапана. Одни только эти коромысла затрудняли бы достижение точных фаз газораспределения, вызывая напряжение в приводном механизме, признаком которого было бы увеличение вероятности растяжения цепи. Максимальный ход расширительных звеньев составлял 2,25 дюйма (5,7 см). Чтобы обеспечить максимальный ход клапана в 6 дюймов (15,2 см), коромысла умножили движение вспомогательного коленчатого вала в соотношении 8: 3. Из-за износа шарнирных соединений, также умноженного на такое же соотношение, отверстия клапанов в цилиндрах менялись, даже если привод поддерживал одинаковую отсечку.
Еще одна сложность заключалась в непредсказуемом поведении используемого реверсора пара типа Eastleigh . Если этот реверсор плохо себя ведет при колебаниях давления в паровом резервуаре, у локомотива, похоже, есть собственная воля. Например, если реверсор переключился на полную передачу, слабина в движении заставила бы клапаны выходить за свой расчетный полный ход. Это приведет к тому, что локомотив взлетит, как спущенная лошадь, потребляет большой объем угля, выбросит огонь из трубы и подвергнется риску резкого скольжения на высокой скорости.
Сочетание этих проблем привело к возможной замене шестерни тремя отдельными наборами шестерен Walschaerts, установленными обычным способом.