Vauclain compauction был типом составного паровоза , который 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 крейцкопф и управляемых общей клапанной передачей с использованием одного сложного поршневого клапана .
Заявленное преимущество этой компоновки, как и других компаундных компаундных компаундных компаундных установок, заключалось в большей экономичности за счет меньшего расхода топлива и воды. [1] На практике неравномерные силы на крейцкопфе приводили к избыточному износу, что приводило к увеличению расходов на техническое обслуживание, что сводило на нет любую экономию топлива. Интеграция компаундной системы в седло дымовой коробки сделала переход на обычные двигатели простым, поэтому большинство компаундов Vauclain были преобразованы таким образом и впоследствии жили нормальной жизнью. Последним известным действующим примером была железная дорога Manitou и Pikes Peak Railway № 4, которая теперь хранится на месте в качестве статической экспозиции вместе со своей сестрой № 5. [2]
Ключом к соединению Vauclain является его клапанная система. По сути, существует дополнительная система клапанов, концентрическая с обычным средним паровым проходом в обычных поршневых клапанах с одним расширением . [3] Этот проход соединяет выпуск цилиндра высокого давления с впуском цилиндра низкого давления. Ведущие поршни жестко соединены с обеими сторонами крейцкопфа, так что они движутся согласованно. Когда пар высокого давления впускается 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 выхлопную трубу. [4]
Цилиндры высокого и низкого давления монтировались вертикально друг относительно друга, с поршневыми штоками параллельно. Обычно цилиндр низкого давления находился внизу, но проблемы с зазором иногда заставляли его размещаться сверху. В первом случае цилиндр клапана монтировался непосредственно внутри цилиндра высокого давления; во втором случае клапаны также размещались внутри, но на уровне между двумя силовыми цилиндрами. [5] Размещение клапанов требовало внутреннего клапанного механизма, и использовался шаблон Стефенсона (который в любом случае был доминирующим типом той эпохи). Одним из дополнительных требуемых устройств был пусковой клапан с ручным управлением, который позволял впускать пар котла высокого давления непосредственно во впускное отверстие низкого давления. Без этого цилиндрам низкого давления пришлось бы фактически работать против атмосферного давления. [6]
Каждая сторона локомотива имела свой собственный отдельный двигатель, как и у обычных локомотивов. Это устранило соединения между сторонами, характерные для двигателей с кросс-компаундом, 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 с отдельных сторон высокого и низкого давления. Весь комплект был компактным и занимал немного больше места, чем обычное оборудование. Действительно, на первый взгляд сбоку компаунд Vauclain можно ошибочно принять за обычный простой локомотив; единственными выдачами являются необычное расположение крейцкопфа и (при взгляде спереди) дополнительный цилиндр.
Схема не производила более мощный локомотив; максимальная практическая сила тяги регулировалась весом машинистов, и это не менялось. [8] Преимуществом была эффективность: компаундирование уменьшало пар, необходимый для той же производительности. Согласно таблицам стандартных размеров Болдуина, цилиндр высокого давления на компаунде составлял около 70% диаметра одного цилиндра обычного двигателя; поэтому расход пара для того же хода и степени отсечки был примерно вдвое меньше, чем у обычного двигателя. [9] На практике, как правило, достигались меньшие результаты, и 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 маленьких машинистов это могло привести к проблемам с зазорами, упомянутым ранее, поэтому требовалось, чтобы цилиндры низкого давления были сверху. [9]
Состав Vauclain был представлен в 1889 году через патент США 406,011 [11] его тезкой и тогдашним генеральным суперинтендантом Болдуина и в конечном итоге президентом компании Сэмюэлем М. Воклейном . Вскоре большинство клиентов Болдуина эксплуатировали некоторые образцы. В брошюре 1900 года перечислены продажи 140 клиентам, включая крупные парки таких железных дорог I класса , как Baltimore and Ohio Railroad , Chicago, Milwaukee and St. Paul Railway , Erie Railroad , Lehigh Valley Railroad , Norfolk and Western Railway и Philadelphia and Reading Railroad . [12] Многие другие линии приобрели один или два в качестве образцов. В 1891 году Vauclain был награжден медалью Эллиотта Крессона Института Франклина за конструкцию локомотива; [13] рекомендуя награду, рецензирующий комитет написал:
«Ваш комитет в заключение приходит к выводу, что, учитывая современное состояние дел, паровоз Vauclain является совершенно новым и оригинальным типом локомотива. Это наиболее заметное отклонение от обычной конструкции двигателей, которое вызвало всеобщее удовлетворение везде, где оно было представлено, и, учитывая надежную и удовлетворительную работу в самых разных условиях, устойчивость к полному выходу из строя, легкую приспособляемость в пределах пространства, не пригодного для размещения других паровозов, и общую применимость и полезность на железнодорожном транспорте, он, по мнению вашего комитета, заслуживает признания в виде награждения медалью Эллиотта Крессона Института Франклина, которую они настоящим рекомендуют». [7]
Эта популярность была недолгой. Возникли значительные трудности с обслуживанием, особенно из-за неравномерных сил, изнашивающих направляющие крейцкопфа. [14] Два цилиндра должны были быть пропорциональны так, чтобы выполнять одинаковую работу (при этом низкое давление было в три раза больше высокого). Поскольку пар, проходящий между цилиндром низкого и высокого давления, всегда расширяется, даже до отключения, сила, создаваемая в цилиндре низкого давления, отличается от силы в цилиндре высокого давления. Сложная сборка клапана и пусковой клапан также привели к увеличению расходов на обслуживание. Внедрение пароперегревателя еще больше повысило эффективность и значительно облегчило обслуживание. [15]
Все компаундирующие механизмы находились в клапанной коробке, которая в американских локомотивах (до появления цельнолитых рам) была неотъемлемой частью седла дымовой коробки. Весь блок можно было открутить и заменить обычными цилиндрами одинарного расширения. Это была типичная судьба компаундов Vauclain: когда пришло время капитального ремонта, компаундирующие механизмы и клапанный механизм Stephenson были сняты, а двигатель был перестроен с перегревом, клапанным механизмом Walschaerts и обычными цилиндрами. [16]
Два из четырех сохранившихся локомотивов Manitou и Pike's Peak Railway были переоборудованы в паровозы смешанного состава после опыта работы с M&PP № 4, построенным в 1893 году и в настоящее время единственным действующим паровозом Vauclain. [17] (Сам Vauclain ездил на линию, чтобы разобраться с эксплуатационными проблемами с оригинальными двигателями в их докомпаундном состоянии.) 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, построенных компанией Baldwin, 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 компании Wellington and Manawatu Railway Company (WMR), которая управляла линией Wellington - Manawatu 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. Позднее составы Vauclain, купленные WMR, были класса NZR Na (№ 14 от 1894 года и № 15 от 1896 года); класса NZR Nc (№ 5 (1901) и № 18 от 1904 года); класса NZR Oc (№ 16 от 1896 года); и класса NZR Bc (№ 17 от 1901 года). Они имели нижний цилиндр давления сверху для большего зазора с платформами.
Железная дорога Кёнбу, одна из предшественниц Выборной правительственной железной дороги в Корее , приобрела шесть поездов в 1906 году, которые были обозначены как класс Tehoi в схеме классификации CGR 1938 года. [20]
Victorian Railways (Australia) эксплуатировала 16 паровозов Vauclain Compound, обозначенных как V Class , первый из которых, импортированный из Baldwin Locomotive Works , поступил в эксплуатацию 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. Victorian Steam Locomotive Company, [21] базирующаяся в Малдоне , осуществляет проект по строительству и эксплуатации копии локомотивов Vauclain Compound V Class.
Описание, метод эксплуатации и обслуживания паровозов системы Vauclain ISBN 978-1-935700-15-9
{{cite journal}}
: Цитировать журнал требует |journal=
( помощь )