Джонсон Бар (локомотив) - Johnson Bar (locomotive)

А Джонсон Бар рычаг управления на паровоз, используется для контроля сроков приема пар в локомотив цилиндры. Контролируя это время, регулируется количество мощности, передаваемой на колеса, а также направление вращения колес, давая рычагу альтернативное название реверсивный рычаг. Это термин, используемый в Британский английский, а термин «Бар Джонсона» является нормой в Соединенные Штаты.

История

Историки не определили причины, по которым инженеры назвали реверсивный рычаг стержнем Джонсона, но реверсивный рычаг описан как в британских, так и в американских железнодорожных журналах того времени.^[1] Лучшая аккредитация изобретения документируется под Клапан Walschaerts.

Реверсивный

Реверсивный рычаг в истории локомотивов задокументирован примерно с 1842 года. В Американской ассоциации мастеров железных дорог были члены, которые публиковали иллюстрации. Детали реверсивного рычага приведены в "Локомотивном словаре", 1-е издание (1906 г.) Джорджа Литтла Фаулера. Рычаг соединен с поршнем клапанной шестерни внутри парового порта высокого давления. Кран давления пара закрыт для отключения питания, и после остановки поршень клапанной шестерни можно безопасно переместить на небольшое расстояние, используя рычаг в качестве точки опоры, связанной с поршнем внутри. Несмотря на то, что рычажный механизм был спроектирован таким образом, чтобы давать рычаги, штанга Джонсона могла бы уверенно переместиться и зафиксироваться в нужном положении. У некоторых локомотивов вместо них был винтовой реверс.

Отключение пара

Другой способ использования рычага - установить точку отключение пара. Это измеряется как процент хода поршня, во время которого в цилиндр все еще поступает свежий пар из котла. Для запуска локомотива (когда требуется максимальный крутящий момент) «полное» отключение может достигать 85%, что означает, что поршень подвергается почти полному давлению котла на протяжении большей части своего хода. И наоборот, при беге на высокой скорости без ускорения или подъема по градиенту отсечка может быть установлена ​​на уровне 10%. Это снижает крутящий момент, но значительно экономит топливо, поскольку в цилиндр подается гораздо меньше пара и он используется более эффективно, поскольку он значительно расширяется и, таким образом, истощается при гораздо более низкой температуре, чем при работе с полным отключением. Для большинства локомотивов в установившемся режиме наиболее эффективно с точки зрения расхода топлива и воды использовать дроссель широко открытый и короткий отрез.

Ограничения

Реверсивный рычаг имеет фиксирующий механизм, который зацепляется за ряд выемок, чтобы удерживать рычаг в желаемом положении отключения. Это означает, что у оператора нет полного выбора положений отключения между максимальной и средней передачами, а только те, которые соответствуют отметкам. Расположение выемок выбирается проектировщиком или конструктором локомотива с учетом предполагаемого назначения локомотива - как правило, двигатели, предназначенные для грузовых перевозок, будут иметь меньше выемок с `` более длинной '' минимальной отсечкой (обеспечивая высокое тяговое усилие на низких скоростях, но низкая эффективность на высоких скоростях), в то время как пассажирский локомотив будет иметь больше выемок и более короткую минимальную отсечку (что обеспечивает эффективность на высоких скоростях за счет тягового усилия). Если бы минимальная отсечка, предусмотренная зазубринами, была слишком высокой, было бы невозможно запустить локомотив эффективным способом, описанным выше (с полностью открытым регулятором), без потери пара или `` закупорки '' проходов для пара. поэтому регулятор должен быть закрыт, что ограничивает эффективность.

Бар Johnson Bar фактически является частью всего клапанная передача, будучи соединенным с различными рычагами и рычагами, чтобы выполнять свою функцию по их регулировке. Это означает, что силы в клапанной передаче могут передаваться на рычаг. Это особенно актуально, если двигатель несбалансированные золотниковые клапаны, которые имеют высокое рабочее трение и подвергаются воздействию пара с обеих сторон клапана. Это трение означало, что если штанга Джонсона разблокирована, когда двигатель работает под высоким давлением пара (широкие отверстия регулятора и высокая отсечка) или на высоких скоростях, силы, которые должны действовать на золотниковые клапаны, могут вместо этого передаваться обратно. через связь с теперь свободным рычагом заднего хода. Это внезапно и резко переведет рычаг в положение полного отключения, что несет в себе реальную опасность травмирования машиниста, повреждения клапана и пробуксовки колес локомотива.

Единственный способ предотвратить это - закрыть регулятор и позволить давлению пара в клапанной коробке упасть. После этого реверсивный рычаг можно разблокировать и установить в новое положение отключения, а затем снова открыть регулятор. Во время этого процесса локомотив не находится под напряжением. При подъеме градиента требовалось большое мастерство уменьшить отверстие регулятора настолько, чтобы безопасно разблокировать стержень Джонсона, поддерживая при этом достаточное давление пара в цилиндрах. Каждый раз, когда регулятор открывался повторно, возникала возможность столкнуться с пробуксовкой и свободная муфта тренирует каждое закрытие и открытие регулятора, создавая динамические силы по всей длине поезда, что может привести к поломке муфт.

В винт реверсивный преодолел все эти проблемы. Он обеспечивает бесконечный выбор отсечки между максимальной и средней передачей клапанного механизма, и потому что он работает, регулируя тяжелый резьба, никогда не отключается даже при изменении точки отсечки и, таким образом, не передает силу на ручку управления при нормальном использовании (в условиях грунтовка или из-за чрезмерной силы пробуксовки колеса может возникнуть сила, достаточная для вращения колеса). Отсечка может быть изменена, когда цилиндры получают полное давление пара, что позволяет регулятору максимально часто открываться. В реверсор мощности является дальнейшим уточнением идеи, будучи сервомеханизм который дистанционно управляет клапанной передачей с помощью пара или сжатого воздуха, без физического соединения между реверсивной рукояткой водителя и клапанной передачей и, таким образом, свободным от любых действующих сил.

Опасности традиционного стержня Джонсона (который рос по мере увеличения мощности, веса и рабочего давления пара локомотива в первой половине 20 века) привели к тому, что он был запрещен в США властями США. Межгосударственная торговая комиссия. С 1939 года все новые паровозы должны были быть оснащены реверсорами мощности, а с 1942 года двигатели Johnson Bar, подвергавшиеся капитальному ремонту или восстановлению, должны были быть оснащены реверсом мощности. Исключения существовали для легких локомотивов малой мощности и переключатели. Для переключения, которое требовало частой смены направления с полностью вперед на полностью заднюю передачу, штанга Джонсона была предпочтительна, потому что переключение могло быть выполнено быстро одним движением вместо нескольких оборотов ручки винтового реверсора с низким редуктором. .

Смотрите также

• Рычаг
• Клапан Walschaerts

Рекомендации

Гринли, Х., "Walschaerts Valve Gear", Маршалл
Железнодорожный музей Данбери - Данбери, Коннектикут
Джордж Л. Фаулер, "Локомотивный словарь", 1-е издание (1906 г.), Библиотека Висконсинского университета.
реверсивный рычаг