Johnson Bar (lokomotif) - Johnson Bar (locomotive)

Bir Johnson Bar bir kontrol kolu buharlı lokomotif, kabul zamanlamasını kontrol etmek için kullanılır buhar lokomotifin içine silindirler. Bu zamanlamayı kontrol ederek, tekerleklere iletilen güç miktarı, tekerleklerin dönme yönü gibi düzenlenir ve kola aracın alternatif adını verir. geri vites kolu. Bu, içinde kullanılan terimdir ingiliz ingilizcesi 'Johnson Bar' terimi, Amerika Birleşik Devletleri.

Tarih

Tarihçiler, mühendislerin geri vites kolunu Johnson Bar olarak adlandırmasının nedenlerini tespit edememişlerdir, ancak tersine çevirme kolu, dönemin hem İngiliz hem de Amerikan demiryolu dergilerinde anlatılmıştır.^[1] Buluşun en iyi akreditasyonu aşağıdaki belgelerde belgelenmiştir: Walschaerts valf dişlisi.

Ters çevirme

Lokomotif tarihindeki ters çevirme kolu, yaklaşık 1842'den beri belgelenmiştir. Amerikan Demiryolu Usta Tamircileri Derneği'nin illüstrasyonlar yayınlayan üyeleri vardı. Geri vites kolu parçaları George Little Fowler tarafından 1. baskı (1906) "Lokomotif Sözlüğü" nde çizilmiştir. Kol, yüksek basınçlı buhar portunun içindeki valf dişli pistonuna bağlıdır. Buhar basıncı musluğu, gücü kesmek için kapatılır ve durduktan sonra, valf dişli pistonu, kolun içindeki pistona bağlı bir dayanak noktası olarak kullanılarak kısa bir mesafe güvenli bir şekilde hareket ettirilebilir. Bağlantı, kaldıraç sağlamak için tasarlanmış olsa da, Johnson Bar hareket etmek ve yerine kilitlemek için sert bir atış yapacaktı. Bazı lokomotiflerin bunun yerine vidalı bir ters çevirme dişlisi vardı.

Buhar kesme

Kolun diğer kullanımı, buhar kesme. Bu, canlı kazan buharının hala silindire alındığı piston strokunun yüzdesi olarak ölçülür. Lokomotifi başlatmak için (maksimum tork gerektiğinde), "tam" kesme% 85'e kadar yüksek olabilir, bu da pistonun strokunun çoğu boyunca neredeyse tam kazan basıncına maruz kaldığı anlamına gelir. Tersine, yüksek hızda koşarken ve bir eğimde hızlanmadığında veya tırmanmadığında, kesme% 10 kadar düşük bir değere ayarlanabilir. Bu, torku azaltır ancak yakıttan büyük ölçüde tasarruf sağlar, çünkü silindire çok daha az buhar verilir ve daha verimli kullanılır, daha fazla genleşir ve böylece tam kesmede çalışmaya kıyasla çok daha düşük bir sıcaklıkta tükenir. Çoğu lokomotifin sabit durumda çalışması için, yakıt ve su açısından en verimli olanı gaz kelebeği geniş açık ve kısa bir kesik.

Sınırlamalar

Ters çevirme kolu, kolu istenen kesme konumunda tutmak için bir dizi çentik ile birleşen bir yakalama mekanizmasına sahiptir. Bu, operatörün maksimum ve orta vites arasında tam bir kesme konumu seçeneğine sahip olmadığı, yalnızca çentiklere karşılık gelenlere sahip olduğu anlamına gelir. Çentiklerin konumu lokomotif tasarımcısı veya inşaatçısı tarafından lokomotifin amaçlanan amacına göre seçilir - genel olarak yük için tasarlanmış motorlar daha az çentiğe sahip olacak ve 'daha uzun' minimum kesmeye sahip olacaktır (düşük hızlarda yüksek çekiş gücü sağlar, ancak yüksek hızlarda düşük verimlilik), bir yolcu lokomotifinin daha fazla çentiğe ve daha kısa bir minimum kesmeye sahip olması (yüksek hızlarda çekiş gücü pahasına verimlilik sağlar). Çentiklerin sağladığı minimum kesinti çok yüksek olsaydı, lokomotifi buhar israfına veya buhar kanallarının 'tıkanmasına' yol açmadan yukarıda tarif edilen verimli şekilde (tamamen açık bir regülatör ile) çalıştırmak mümkün olmayacaktır, bu nedenle regülatörün kapatılması ve verimliliği sınırlaması gerekir.

Johnson Bar, etkin bir şekilde tüm valf dişlisi, onları ayarlama işlevine hizmet etmek için çeşitli bağlantılara ve kollara bağlanmıştır. Bu, valf dişlisindeki kuvvetlerin kola iletilebileceği anlamına gelir. Bu, özellikle motorda dengesiz sürgülü vanalar yüksek çalışma sürtünmesine sahip olan ve vananın her iki tarafında buhar kuvvetlerine maruz kalan. Bu sürtünme, Johnson Bar, motor yüksek buhar basıncı altında (geniş regülatör açıklıkları ve yüksek kesme) veya yüksek hızlarda çalışırken açıldığında, sürgülü valfler üzerinde etkili olması beklenen kuvvetlerin yerine geri iletilebileceği anlamına gelir. bağlantı yoluyla artık serbest olan ters çevirme koluna. Bu, aniden ve şiddetli bir şekilde kolu tam kesme konumuna getirerek, sürücünün gerçek yaralanma tehlikesini, valf dişlisinin hasar görmesini ve lokomotifte tekerlek kaymasını tetikler.

Bunu önlemenin tek yolu regülatörü kapatmak ve valf göbeğindeki buhar basıncının düşmesine izin vermektir. Ters çevirme kolu daha sonra kilidi açılabilir ve yeni bir kesme konumuna getirilebilir ve ardından regülatör tekrar açılabilir. Bu süreçte lokomotif iktidarda değildir. Yükselen eğimlerde, silindirlere yeterli buhar basıncını korurken, Johnson Bar'ı güvenli bir şekilde açmak için regülatör açıklığını yeterince azaltmak büyük bir beceri meselesiydi. Regülatör her yeniden açıldığında, tekerlek kaymasıyla karşılaşma şansı vardı. gevşek bağlı regülatörün her kapanışını ve açılmasını eğitir, koplinlerin kırılması riskini taşıyan trenin uzunluğu boyunca dinamik kuvvetler kurar.

vidalı ters çevirici tüm bu sorunları aştı. Valf dişlisinin maksimum ve orta dişli arasında sonsuz kesme seçimi sağlar ve ağır hizmet tipi ayarlayarak çalıştığı için vida dişi, kesme değiştirildiğinde bile asla 'kilitlenmez' ve bu nedenle normal kullanımda kontrol koluna hiçbir kuvvet iletilmez ( hazırlama veya tekerlek pimi aşırı kuvvet tekerleği döndürmek için yeterli kuvvet oluşturabilir). Kesme, silindirler tam buhar basıncı alırken değiştirilebilir, bu da regülatörün olabildiğince sık aralıklarla açık olmasını sağlar. güç çevirici fikrin daha da iyileştirilmesidir. servomekanizma valf dişlisini buhar veya basınçlı hava ile uzaktan çalıştıran, sürücünün ters çevirme kolu ile valf dişlisi arasında fiziksel bir bağlantı olmadan ve böylece herhangi bir dişli içi kuvvetlerden arındırılmış.

20. yüzyılın ilk yarısında lokomotif gücü, ağırlığı ve işletme buhar basınçlarının artmasıyla artan geleneksel Johnson Bar'ın tehlikeleri, ABD'de Eyaletlerarası Ticaret Komisyonu. 1939'dan itibaren tüm yeni inşa edilmiş buharlı lokomotiflere güç ters çeviriciler takılması gerekiyordu ve 1942'den itibaren, ağır revizyon veya yeniden yapılanma geçiren Johnson Bar takılı motorlar, ters güçle donatılmak zorunda kaldı. Hafif, düşük güçlü lokomotifler için istisnalar vardı ve değiştiriciler. Tam önden tam geri vitese sık sık yön değişikliği gerektiren anahtarlama için Johnson Bar tercih edildi çünkü değişiklik, düşük vitesli bir vidalı ters çeviricinin kolunun çoklu dönüşleri yerine tek bir hareketle hızlı bir şekilde yapılabiliyordu. .

Ayrıca bakınız

• Kaldıraç
• Walschaerts valf dişlisi

Referanslar

Greenly, H., "Walschaerts Valf Dişlisi", Marshall
Danbury Demiryolu Müzesi - Danbury, CT
George L. Fowler, "Lokomotif Sözlüğü", 1. baskı (1906), Wisconsin Üniversitesi Kütüphanesi
geri vites kolu