Компаунд Vauclain был типом составного паровоза, который был недолго популярен около 1900 года. Разработанный на Baldwin Locomotive Works, он имел два поршня, движущихся параллельно, приводя в движение общую крейцкопф и управляемых общим клапанным механизмом с помощью одного сложного поршневой клапан.
Заявленным преимуществом этого устройства, как и других устройств компаундирования, была большая экономия за счет меньшего расхода топлива и воды. На практике неравномерное усилие на траверсе приводило к чрезмерному износу с повышенными затратами на техническое обслуживание, что компенсировало любую экономию топлива. Интеграция системы компаундирования в седло дымовой коробки упростила переход на обычные двигатели, поэтому большинство компаундов Vauclain были преобразованы таким образом и с тех пор жили нормальной жизнью. Единственный известный действующий пример - это железная дорога Маниту и Пайкс-Пик No. 4, который сохранился на месте вместе со статическим дисплеем его сестры № 5.
Ключом к компаунду Vauclain является его система клапанов. По сути, имеется дополнительная система клапанов, концентрическая с обычным средним паропроводом в обычных одинарных расширительных поршневых клапанах. Этот канал соединяет выпуск цилиндра высокого давления с впуском цилиндра низкого давления. Приводные поршни жестко соединены с обеих сторон крейцкопфа, поэтому они движутся согласованно. Поскольку пар высокого давления попадает в одну сторону цилиндра высокого давления, пар низкого давления, выпускаемый с другой стороны, проходит через клапаны на противоположную сторону двигателя и в цилиндр низкого давления; наконец, отработанный пар с противоположной стороны цилиндра низкого давления выходит через центральную часть клапана в дымовую трубу.
Цилиндры высокого и низкого давления были установлены вертикально друг к другу, с поршневые штоки параллельно. Обычно цилиндр низкого давления располагался снизу, но иногда из-за проблем с зазором его ставили сверху. В первом случае цилиндр клапана устанавливался непосредственно внутри цилиндра высокого давления; в последнем случае клапаны также находились внутри, но на уровне между двумя силовыми цилиндрами. Размещение клапанов потребовало наличия клапанного механизма с внутренним соединением, и был использован образец Стефенсона (в любом случае являющийся доминирующим типом эпохи). Требовалось еще одно дополнительное устройство - пусковой клапан с ручным управлением, который позволял впускать пар котла высокого давления непосредственно в заборник низкого давления. Без этого цилиндры низкого давления фактически должны были бы работать против атмосферного давления.
Каждая сторона локомотива имела свой собственный отдельный двигатель, как и в обычных локомотивах. Это устранило связи между сторонами, характерные для двигателей с поперечным соединением, где цилиндры низкого и высокого давления находились на противоположных сторонах. Прямой поток пара между цилиндрами высокого и низкого давления с каждой стороны локомотива устраняет необходимость в приемной камере для хранения пара. Это также позволило избежать воздействия на раму локомотива неравных сил с отдельных сторон высокого и низкого давления. Вся установка была компактной и занимала немного больше места, чем обычное оборудование. Действительно, на первый взгляд со стороны соединение Воклена можно принять за обычный простой локомотив; Единственными недостатками являются необычное расположение крейцкопфа и (если смотреть спереди) дополнительный цилиндр.
Более мощного локомотива по схеме не производилось; максимальная практическая сила тяги зависела от веса водителей, и это не изменилось. Преимущество заключалась в эффективности: смешивание уменьшало количество пара, необходимого для той же производительности. Согласно стандартным таблицам размеров Baldwin, цилиндр высокого давления на компаунде составлял примерно 70% диаметра одного цилиндра обычного двигателя; следовательно, расход пара для того же хода и степени отключения был примерно вдвое меньше, чем у обычного двигателя. На практике обычно были достигнуты меньшие результаты: Болдуин в 1900 году сообщил об испытаниях на различных железных дорогах, показавших экономию топлива от 17% до 45%. Для создания симметричных сил цилиндры низкого давления должны были быть примерно на 66% больше в диаметре, чем цилиндры высокого, или примерно на 20% больше, чем у обычных цилиндров; для небольших драйверов это могло привести к проблемам с зазором, упомянутым ранее, в результате чего цилиндры низкого давления должны были быть наверху.
Состав Vauclain был представлен в 1889 году по США. Патент 406 011 его тезки и тогдашнего генерального суперинтенданта Болдуина и, в конечном итоге, президента компании Сэмюэля М. Воклена. Вскоре большинство клиентов Baldwin уже использовали несколько примеров; в брошюре 1900 года перечислены продажи 140 клиентам, включая большой парк таких железных дорог класса I, как железная дорога Балтимора и Огайо, железная дорога Чикаго, Милуоки и Сент-Пол, Erie Railroad, Lehigh Valley Railroad, Norfolk and Western Railway и Philadelphia and Reading Railroad. Многие другие линии купили одну или две в качестве образцов. Воклен был награжден медалью Эллиота Крессона Института Франклина в 1891 году за конструкцию локомотива; рекомендуя награду, ревизионный комитет написал:
«В заключение ваш комитет пришел к выводу, что с учетом современного уровня техники составной локомотив Vauclain является совершенно новым и оригинальным типом локомотива. Это наиболее заметное отклонение от обычная конструкция двигателей, которая вызвала всеобщее удовлетворение, где бы она ни была представлена, и ввиду надежной и удовлетворительной работы в самых больших вариациях условий, невосприимчивости к полному отключению, быстрой адаптации в пределах пространства, неспособного разместить другие составные двигатели, и общая применимость и полезность в железнодорожном сообщении, по мнению вашего комитета, он заслуживает признания медалью Эллиота Крессона Института Франклина, которую они настоящим рекомендуют ».
Однако эта популярность, был недолгим. Возникли значительные трудности с обслуживанием, особенно из-за неравномерного износа направляющих крейцкопфа. Два цилиндра должны были быть пропорциональны таким образом, чтобы выполнять одинаковую работу (при низком давлении в три раза больше, чем при высоком); но поскольку пар, проходящий между цилиндром низкого и высокого давления, всегда расширяется, даже до отключения, сила, создаваемая в цилиндре низкого давления, изменяется иначе, чем в цилиндре высокого давления. Сложный узел клапана и пусковой клапан также привели к увеличению затрат на техническое обслуживание. Внедрение перегревателя еще больше повысило эффективность и значительно упростило его обслуживание.
локомотив WAGR L класса, созданный путем перестройки соединения класса EcВсе оборудование для компаундирования находилось в Клапанная коробка, которая в американских локомотивах (в те времена, когда была цельная литая рама) была неотъемлемой частью седла дымовой коробки. Таким образом, весь блок можно было открутить и заменить обычными цилиндрами простого расширения. Такова была типичная судьба смесей Vauclain: когда пришло время для капитального ремонта, составное оборудование и клапанный механизм Stephenson были сняты, а двигатель был восстановлен с использованием перегрева, клапанного механизма Walschaerts и обычных цилиндров.
MPP № 5, показывающая менее распространенную конфигурацию с цилиндром низкого давления сверху. Цилиндр клапана спрятан за двумя силовыми цилиндрами.По иронии судьбы, два из четырех уцелевших локомотивов Manitou и Pike's Peak Railway были преобразованы в составные после опыта с MPP № 4, построенным в 1893 году и в настоящее время единственным действующим комплексом Vauclain.. (Сам Воклен приезжал на линию, чтобы решить эксплуатационные проблемы с исходными двигателями в их состоянии до компаундирования.) Все шесть паровозов линейки были этого типа.
Система Vauclain также использовалась в Европе, и датский пример (DSB 996) сохранился в Railworld, Peterborough, England.
88 построенных Болдуином локомотивов, с 1912 года обозначенных как V класс (по-русски Vauclain, В), использовались в России с 1896 по 1920-е годы на нескольких железных дорогах.
Семь составов Vauclain были поставлены на Веллингтон энд Манавату железнодорожная компания (WMR), которая эксплуатировала линию Веллингтон - Манавату в Новой Зеландии. WMR № 13, построенный в 1894 году, был первым комплексом в Новой Зеландии и первым узкоколейным комплексом в мире. В 1908 году № 13 был классифицирован как NZR Oa class, когда WMR была национализирована. Позже WMR приобрел соединения Vauclain: NZR Na class (№ 14 от 1894 г. и № 15 от 1896 г.); NZR Nc class (№ 5 (1901 г.) и № 18 от 1904 г.); класс NZR Oc (№ 16 от 1896 г.); и NZR Bc class (№ 17 от 1901 года). У них был цилиндр нижнего давления сверху для большего зазора от платформ.
Железная дорога Кёнбу, одна из предшественниц Избранной государственной железной дороги в Корее, в 1906 году купила шесть, которые получили обозначение класса Техой в схеме классификации CGR 1938 года.
Victorian Railways (Австралия) эксплуатировала 16 локомотивов Vauclain Compound, обозначенных V класса, первый из которых был импортирован из Baldwin Locomotive Works, ввод в эксплуатацию в 1900 году. Остальные 15 локомотивов были построены на местном уровне по той же конструкции и введены в эксплуатацию в течение следующих двух лет. Все они были перестроены как простые локомотивы расширения в период с 1912 по 1913 год. Компания Victorian Steam Locomotive Company, базирующаяся в Малдоне, реализует проект по созданию и эксплуатации точной копии локомотивов Vauclain Compound V класса.
Описание, метод эксплуатации и технического обслуживания системы составных локомотивов Vauclain ISBN 978-1-935700-15-9
На Викискладе есть материалы, связанные с соединениями Воклена. |