.jpg/1280px-Baldwin_Works_high-speed_locomotive_(Howden,_Boys'_Book_of_Locomotives,_1907).jpg)
Состав Воклена представлял собой тип составного паровоза , который некоторое время был популярен с начала 1890-х до середины 1900-х годов. Разработанный Baldwin Locomotive Works , он имел два поршня, движущихся параллельно, приводящих в движение общую траверсу и управляемых общим клапанным механизмом с использованием одного сложного поршневого клапана .
Заявленным преимуществом этой схемы, как и других компаундов, была большая экономия благодаря меньшему расходу топлива и воды. [1] На практике неравномерные усилия на крейцкопфе приводят к чрезмерному износу, что приводит к увеличению затрат на техническое обслуживание, что нивелирует экономию топлива. Интеграция системы компаундирования в седло дымовой камеры упростила переход на обычные двигатели, поэтому большинство компаундов Vauclain были преобразованы таким образом и после этого жили нормальной жизнью. Последним известным действующим примером была железная дорога № 4 Маниту и Пайкс-Пик , которая сейчас сохранилась на месте как статическая экспозиция вместе со своей сестринской № 5. [2]
Ключом к составу Vauclain является его система клапанов. По сути, это дополнительная система клапанов, концентричная с обычным средним паровым каналом в обычных однорасширительных поршневых клапанах . [3] Этот канал соединяет выпускной канал цилиндра высокого давления с впускным каналом цилиндра низкого давления. Ведущие поршни жестко соединены с обеих сторон траверсы, поэтому они движутся согласованно. Поскольку пар высокого давления подается на 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, выхлопной пар с противоположной стороны цилиндра низкого давления выходит через центральную часть клапана в дымовую трубу. [4]
Цилиндры высокого и низкого давления были установлены вертикально друг к другу, штоки поршней - параллельно. Обычно цилиндр низкого давления располагался внизу, но из-за проблем с зазором иногда его ставили вверх. В первом случае цилиндр клапана устанавливался непосредственно внутри цилиндра высокого давления; в последнем случае клапаны также размещались внутри борта, но на уровне между двумя силовыми цилиндрами. [5] Размещение клапанов потребовало клапанного механизма с внутренним соединением, и была использована модель Стивенсона (в любом случае она была доминирующим типом той эпохи). Одним из дополнительных устройств был пусковой клапан с ручным управлением, который позволял подавать пар котла высокого давления непосредственно на вход низкого давления. Без этого цилиндрам низкого давления фактически пришлось бы работать против атмосферного давления. [6]
У каждой стороны локомотива был свой отдельный двигатель, как и у обычных локомотивов. Это устранило соединения между сторонами, характерные для двигателей с перекрестной компоновкой, где цилиндры низкого и высокого давления находились на противоположных сторонах. Прямой поток пара между цилиндрами высокого и низкого давления на каждой стороне локомотива устранил необходимость в приемной камере для хранения пара. [7] Это также позволило избежать воздействия на раму локомотива неравных сил со стороны отдельных сторон высокого и низкого давления. Весь пакет был компактным и занимал немного больше места, чем обычное оборудование. Действительно, на первый взгляд сбоку соединение Воклена можно принять за обычный простой паровоз; Единственное, что бросается в глаза, — это необычное расположение траверсы и (если смотреть спереди) дополнительный цилиндр.
Схема не позволила создать более мощный локомотив; Максимальная практическая сила тяги зависела от веса водителей, и это не менялось. [8] Преимуществом была эффективность: рецептура уменьшала количество пара, необходимого для той же производительности. Согласно стандартным таблицам размеров Болдуина, диаметр цилиндра высокого давления компаунда составлял около 70% диаметра единственного цилиндра обычного двигателя; следовательно, расход пара при том же ходе и степени отсечки был примерно вдвое меньше, чем у обычного двигателя. [9] На практике, как правило, были достигнуты меньшие результаты: Болдуин в 1900 году сообщил об испытаниях на различных железных дорогах, показавших экономию топлива от 17% до 45%. [10] Для создания симметричных сил цилиндры низкого давления должны были быть примерно на 66% больше в диаметре, чем высокие, или примерно на 20% больше, чем обычные цилиндры; для небольших водителей это может привести к проблемам с зазором, упомянутым ранее, поэтому цилиндры низкого давления должны быть расположены сверху. [9]
.jpg/1280px-Philadelphia_and_Reading_Railroad,_4-4-2_Vauclain_compound_locomotive,_4002_(Howden,_Boys'_Book_of_Locomotives,_1907).jpg)
Соединение Воклена было представлено в 1889 году благодаря патенту США № 406,011 [11] его тезкой и тогдашним генеральным суперинтендантом Болдуина, а затем и президентом компании Сэмюэлем М. Вокленом . Вскоре большинство клиентов Baldwin уже использовали несколько экземпляров. В брошюре 1900 года перечислены продажи 140 клиентам, включая большие автопарки таких железных дорог класса I , как железная дорога Балтимора и Огайо , железная дорога Чикаго, Милуоки и Сент-Пола , железная дорога Эри , железная дорога Лихай-Вэлли , Норфолкская и Западная железная дорога . и Филадельфийско-Ридингская железная дорога . [12] Многие другие линии приобрели один или два экземпляра в качестве образцов. Воклен был награжден медалью Эллиота Крессона Института Франклина в 1891 году за конструкцию локомотива; [13] рекомендуя награду, наблюдательный комитет написал:
«В заключение ваш комитет приходит к выводу, что с учетом современного уровня техники составной локомотив Воклена представляет собой совершенно новый и оригинальный тип локомотива. Это наиболее заметное отклонение от обычной конструкции двигателей, которое вызывало всеобщее удовлетворение везде, где введен, и с учетом надежности и удовлетворительной работы в эксплуатации при самых больших изменениях условий, устойчивости к полной потере работоспособности, легкой адаптируемости в пределах пространства, неспособного разместить другие составные двигатели, а также общей применимости и полезности в железнодорожном сообщении, он , по мнению вашего комитета, заслуживает признания в виде награждения медалью Эллиота Крессона Института Франклина, которую они настоящим рекомендуют». [7]
Эта популярность была недолгой. Появились значительные трудности в обслуживании, особенно из-за неравномерности сил износа направляющих крейцкопфа. [14] Предполагалось, что два цилиндра должны быть подобраны таким образом, чтобы выполнять равную работу (при этом низкое давление в три раза превышало высокое). 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 пароперегревателя еще больше повысило эффективность и значительно облегчило его обслуживание. [15]
Все оборудование для компаундирования находилось в клапанной коробке, которая в американских локомотивах (до того времени, когда были цельнолитые рамы) была неотъемлемой частью седла дымовой камеры. Весь блок можно было открутить и заменить обычными цилиндрами одинарного расширения. Такова была типичная судьба соединений Vauclain: когда пришло время капитального ремонта, составной механизм и клапанный механизм Стивенсона были сняты, а двигатель был перестроен с перегревом, клапанным механизмом Walscharts и обычными цилиндрами. [16]
Два из четырех уцелевших локомотивов Manitou и Pike's Peak Railway были переоборудованы для компаундирования после опыта работы с M&PP № 4, построенным в 1893 году и в настоящее время единственным действующим составом в Воклене. [17] (Сам Воклен ездил на линию, чтобы решить эксплуатационные проблемы с оригинальными двигателями в состоянии до компаундирования.) Все шесть паровозов линии были этого типа. [2] [17]
Система Воклена использовалась в Европе, а датский образец ( DSB 996) сохранился в Railworld , Питерборо , Англия . [18]
88 локомотивов постройки Болдуина, с 1912 года обозначавшихся как V класс (от Vauclain, В по-русски), использовались в России с 1896 по 1920-е годы на нескольких железных дорогах. [19]
Семь составов Vauclain были поставлены железнодорожной компании Веллингтона и Манавату (WMR), которая эксплуатировала линию Веллингтон-Манавату в Новой Зеландии. WMR № 13, построенный в 1894 году, был первым составом в Новой Зеландии и первым узкоколейным составом в мире. В 1908 году № 13 был классифицирован как класс NZR Oa , когда WMR была национализирована. Позже WMR приобрела соединения Vauclain класса NZR Na (№ 14 от 1894 г. и № 15 от 1896 г.); НЗР Nc класса (№ 5 (1901 г.) и № 18 1904 г.); НЗР Ок класса (№ 16 от 1896 г.); и НЗР класса Bc (№ 17 от 1901 г.). У них был цилиндр более низкого давления сверху для большего зазора с платформами.
Железная дорога Кёнбу, одна из предшественниц Избранной государственной железной дороги в Корее , купила в 1906 году шесть железных дорог, которые были обозначены как класс Техой в классификационной схеме CGR 1938 года. [20]
Компания Victorian Railways (Австралия) эксплуатировала 16 локомотивов Vauclain Compound, получивших обозначение V класса , первый из которых был импортирован с Baldwin Locomotive Works и поступил на вооружение в 1900 году. Остальные 15 локомотивов были построены на месте по той же конструкции и поступили в эксплуатацию в течение следующих двух лет. Все они были перестроены как простые локомотивы расширения между 1912 и 1913 годами. Викторианская паровозная компания, [21] базирующаяся в Малдоне , реализует проект по созданию и эксплуатации точной копии локомотивов Vauclain Compound V Class.
Описание, метод эксплуатации и техническое обслуживание системы составных локомотивов Vauclain ISBN 978-1-935700-15-9
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )