British Railways 10100 был необычным экспериментальным тепловозом, неофициально известным как Fell Diesel Locomotive (в честь подполковника Л. Ф. Р. Фелла, который был одним из конструкторов). Это было совместное производство Davey Paxman & Co , Shell Refining & Marketing Co и подполковника Л. Ф. Р. Фелла, построенное для них London , Midland and Scottish Railway в Дерби . Сэр Гарри Рикардо также принимал участие. К моменту его появления в 1950 году произошла национализация, и он носил ливрею British Railways . У локомотива было шесть дизельных двигателей, четыре из которых использовались для тяги. Было два вспомогательных двигателя, оба из которых были 150-сильными (110 кВт) 6-цилиндровыми агрегатами AEC, и они приводили в действие нагнетатели давления для главных двигателей, и цель этой компоновки состояла в том, чтобы главные двигатели могли выдавать очень высокий крутящий момент при низкой скорости вращения коленчатого вала .
Проект 10100, совместная работа Fell Developments Ltd и HG Ivatt из LMS, был направлен на устранение нескольких недостатков, которые были выявлены в дизельной железнодорожной тяге. Вес был снижен за счет использования нескольких небольших двигателей, что означало, что и двигатели, и их опорная конструкция могли быть легче. [1] Также ожидалось, что это сэкономит время на техническое обслуживание, поскольку отдельный дизельный двигатель можно было бы заменить проще и с более легким оборудованием.
Используя дифференциальную передачу для передачи мощности, он был построен как 4-8-4 с соединительными тягами, соединяющими центральные четыре пары ведущих колес. Соединительные тяги между самыми внутренними осями были позже удалены, но поскольку четыре оси приводились в движение одной коробкой передач, он оставался 4-8-4. При мощности 2000 л. с. (1500 кВт) он был самым мощным из непаровых локомотивов BR в то время. С 1951 года он работал на экспрессах из Манчестера в Лондон, оказавшись примерно на 25% мощнее, чем 5XP 4-6-0 . [2] Хотя механическая трансмиссия делала его намного легче, чем дизель-электрические локомотивы, его сложный механизм затруднял его обслуживание (рабочая модель трансмиссии выставлена в Национальном железнодорожном музее в Йорке).
Локомотив имел четыре главных 12-цилиндровых двигателя Paxman 12RPH, каждый из которых выдавал 500 лошадиных сил при 1500 об/мин. Каждый двигатель был соединен с коробкой передач через гидравлическую муфту , которая могла быть заполнена маслом для передачи мощности или слита для отсоединения этого двигателя от трансмиссии. Выходы двигателей были объединены попарно двумя наборами дифференциальных передач, а выходные валы от этих двух наборов передач затем объединялись третьим дифференциальным набором передач для приведения в действие главного выходного вала. [3] Каждый дифференциальный входной вал был снабжен механизмом для предотвращения обратного вращения, когда муфты были осушены. Поскольку это могло привести к блокировке приводного механизма, если локомотив должен был толкаться назад , в зубчатую передачу была включена вакуумная муфта . [4]
Эффектом такого расположения было то, что передаточное отношение между двигателем и выходным валом зависело от того, сколько двигателей приводили в движение трансмиссию. Выбор передаточного отношения осуществлялся не путем «переключения передач» в общепринятом смысле, а путем заполнения или слива гидравлических муфт для соединения или отсоединения двигателей от трансмиссии. При заполнении маслом только одной гидравлической муфты и отсоединении трех других двигателей, а также при блокировке их соответствующих входных валов к трансмиссии односторонними муфтами, один двигатель приводил в движение выходной вал с эффективным передаточным отношением 4:1. При двух приводных двигателях эффективное передаточное отношение составляло 2:1; при трех двигателях — 1,33:1; а при всех четырех двигателях — единица. Другими словами, эффективное передаточное отношение трансмиссии было обратно пропорционально количеству приводящих ее двигателей.
В отличие от трансмиссии автомобиля, не было никакого общего эффекта умножения крутящего момента при выборе более низкой передачи. Механическое преимущество 4:1, предоставляемое для движения с одним двигателем на первой передаче, было сведено на нет тем фактом, что работал только один двигатель, поэтому максимальный выходной крутящий момент от трансмиссии был таким же, как и на высшей передаче со всеми четырьмя работающими двигателями. Тот же аргумент применим ко второй и третьей передачам. Таким образом, трансмиссия этого локомотива, в отличие от почти всех других трансмиссий локомотивов, не обеспечивала никаких средств согласования характеристик крутящего момента двигателя(ей) с требованиями локомотива; она не обеспечивала повышенного выходного крутящего момента на низких скоростях для трогания с места и подъема на холм. [3] Она служила только для согласования выходной скорости двигателя(ей) с требованиями локомотива.
Требование высокого пускового крутящего момента было выполнено в Фелле не за счет характеристик трансмиссии, а за счет изменения характеристик крутящего момента самих двигателей. [3] Обычно дизельный двигатель всасывает заряд с массовым расходом , пропорциональным его частоте вращения; чем быстрее он вращается, тем больше заряда он может всасывать, и это приводит к кривой выходной мощности, которая растет более или менее линейно с частотой вращения, пока различные ограничивающие факторы не станут значительными.
_Fell_diesel_geograph-2390450-by-Ben-Brooksbank.jpg/1280px-Duffield_(near)_Fell_diesel_geograph-2390450-by-Ben-Brooksbank.jpg)
Однако в локомотиве Фелл четыре главных приводных двигателя получали заряд от нагнетателей Рутса, приводимых в действие двумя дополнительными вспомогательными двигателями, которые регулировались таким образом, что когда потребность в тяговой мощности была больше минимальной, они работали практически с постоянной скоростью. Поскольку нагнетатель Рутса является устройством с положительным вытеснением, это означало, что массовый расход, с которым заряд подавался к главным двигателям, зависел не от скорости главных двигателей, а от скорости вспомогательных двигателей, поэтому выходная мощность главных двигателей в основном определялась скоростью вспомогательных двигателей.
Поскольку скорость вспомогательных двигателей поддерживалась постоянной, основные двигатели имели кривую мощности , которая была постоянной с частотой вращения; поскольку мощность является произведением крутящего момента и частоты вращения, основные двигатели были наделены кривой крутящего момента, обратно пропорциональной скорости, создавая максимальный крутящий момент на низкой скорости и уменьшаясь по мере увеличения скорости. Таким образом, обеспечивался необходимый увеличенный выходной крутящий момент на низкой скорости для трогания с места и подъема на холм. [4]
В июле 1952 года коробка передач 10100 была серьезно повреждена после того, как ослабленный болт провалился сквозь зубчатую передачу, и локомотив был выведен из эксплуатации более чем на год. Впоследствии British Railways потеряли интерес к проекту, и улучшенная версия разрабатываемого локомотива была заброшена.
10100 оставался в эксплуатации до 16 октября 1958 года, когда его паровой отопительный котел загорелся на Manchester Central . Он был возвращен в Derby Works, где его медленно разбирали на части, прежде чем он был отправлен на слом в июле 1960 года. [5]
{{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь )