Клапан Bulleid с цепным приводом

Клапан с цепным приводом Bulleid - это тип паровоза клапанный механизм, разработанный Оливер Буллейд во время Второй мировой войны для использования в своих проектах Pacific (4-6-2). Это было характерно для Южной железной дороги в Британии и было заимствовано из практики автотранспортных средств в попытке создать компактную и эффективную конструкцию с минимумом обслуживания. требования.

Решение Bulleid иметь три цилиндра, все приводящие в движение среднюю соединенную ось его Merchant Navy и West Country / Битва за Британию классов породила 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 новое миниатюрное движение Walschaerts, которое было 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. Промежуточная звездочка могла перемещаться, чтобы обеспечить правильное натяжение обеих цепей, но на практике регулировалась только вертикальная цепь.

Вспомогательный коленчатый вал приводил в действие как эксцентриковые стержни, так и комбинированные рычаги клапанной передачи. Поршневые клапаны были наружного впускного типа. 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 смещенный верхний коромысел и рычаг, и весь узел работал внутри выпускного пространства парового резервуара. Преимущество подачи пара на наружных поверхностях 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 вертикальной стальной коробки, расположенной между основными элементами рамы, содержащей 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. Ничего из этого не было особенно революционным, поскольку было заимствовано из практики двигателей внутреннего сгорания ; и 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 модифицированной форме, в классе Bulleid Leader.

На практике устройство имело ряд недостатков. Из-за неправильной процедуры сварки в корпусе масляной ванны образовались трещины. Конденсация вызвала коррозию, и масло вытекло через неподходящие уплотнения, вызвав проскальзывание колес и пожар. Выбор времени клапана был очень непредсказуемым; это объясняется растяжением цепи, хотя Bulleid утверждал, что это разрешено. Цепи были заменены как часть проверки клапана и поршня на расстоянии примерно от 30 000 до 36 000 миль (от 48 000 до 58 000 км), к тому времени они были значительно изношены. Этот износ штифтов цепи и звездочек 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 причина неэффективности шестерни, но другая причина могла быть геометрической из-за последовательных пропорций рычагов, особенно умножающих коромысел, которые передавали ограниченное движение "миниатюрной" шестерни клапана на соединительное звено, приводящее в движение поршневой клапан с большим ходом. 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 увеличили 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 одной проблемой было непредсказуемое поведение Используется реверсор 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 дымохода и подвергнется риску резкого скольжения на высокой скорости.

Сочетание этих проблем привело к возможной замене шестерни тремя отдельными наборами шестерен Walschaerts, установленными обычным способом.