歴史的背景 [編集]
1830年代に機関車用の最も一般的なバルブドライブはイギリスでギャブモーション V-として知られていました。米国ではフックモーション [3] ギャブモーションには、各シリンダーに2セットの偏心輪とロッドが組み込まれていました。一方の偏心器はエンジンに前方への動きと他方への後方への動きを与えるように設定され、一方または他方はそれに応じてギャブによって分配弁を駆動するピンと係合することができた。バルブロッドをその位置に関係なく駆動する。それは不器用なメカニズムであり、操作が難しく、そして固定されたバルブイベントを与えるだけでした。
アメリカの機関車は、1900年頃までフレームの間に配置されていたスティーブンソン製の弁装置の内側に普遍的に採用され、すぐにウォルシャートの外の動きに転向した。ヨーロッパでは、Stephensonのギアは駆動輪の外側に配置され、偏心輪またはリターンクランクのいずれかによって駆動されるか、あるいは英国の場合のように車軸から偏心輪を介して駆動されるフレーム間に配置される。
アプリケーション [編集]
Abner Doble [4] はスティーブンソン製の弁装置を検討しました。 "（...）すべての中で最も適した弁装置です。それは非常に単純な動弁装置であり、それでも非常に正確であることができます、しかしその大きな利点はその支持点間の正確な関係のためにその正確さが自己完結的であるということです。シャフト、バルブクロスヘッド、およびリンクハンガーアームの偏心は、バルブの動きにはほとんど影響を与えませんが、すべてのシリンダーが1つの平面内にあるエンジンでの使用は、作家の考えでは、最良の選択です。 「システムに固有のスティーブンソン製ギアのもう1つの利点は可変リードです。通常はフルギアでゼロになり、カットオフが短くなるにつれて増加します。結果として生じるスティーブンソンギアの１つの欠点は、非常に短いカットオフが使用されるときにストロークの終わりに過剰圧縮する傾向があり、したがって最小カットオフがウォルシャートギアを有する機関車のように低くなることができないことである。 。より長い偏心ロッドとより短いリンクはこの影響を減らす。
Stephenson動弁装置は、後退を必要とするあらゆるエンジンにとって便利な配置であり、鉄道機関車、牽引エンジン、蒸気自動車エンジン、および転動ミルエンジンのような後退を必要とする定置エンジンに広く適用された。圧倒的多数の船舶用エンジンに使用されていました。後の4気筒エンジンがWalschaertsギアの内部で使用したが、Great Western Railwayはその機関車のほとんどにStephensonギアを使用しました。
ギアの詳細は、主に拡張リンクの配置において異なります。初期の機関車の慣習では、偏心ロッドの端部はリンクの端部で枢動されたが、船舶用エンジンでは、偏心ロッドの枢動軸はリンクスロットの後ろ（または垂直エンジンでは下方）に設定された。これらはそれぞれ「機関車リンク」と「発射リンク」として知られるようになりました。発射リンクは、フルギアでピストンロッドへのより直接的な直線駆動を可能にし、所与の移動に必要とされる偏心のサイズを減少させることによって所与の空間内でのより長いバルブ移動を可能にするので機関車タイプに取って代わった。発射式リンクは、1850年代からアメリカの機関車にはかなり普遍的でしたが、ヨーロッパでは、1846年には早くも発生しましたが、1900年頃まで普及することはありませんでした。それはより大きな磨耗面を持ちそして打ち上げリンクに固有の幾何学的妥協を最小にすることによってバルブの出来事を改善した。
イギリスでは、スティーブンソン製の動弁装置を搭載した機関車は、通常これを機関車のフレームの間に取り付けていました。 1947年、ロンドン、ミッドランド、スコットランドの鉄道は、スタニエクラス5の4-6-0機関車を製造しました。そのほとんどは、このクラスでは普通のヴァルシャートの動弁装置でしたが、そのうちの1つはありませんでした。 4767は、スティーブンソン製の動弁装置をホイールとフレームの外側に取り付けました。偏心の代わりに、ダブルリターンクランクを使用して偏心ロッドを駆動し、打ち上げタイプの拡張リンクを使用しました。これは£13,278で、Walschaertsのバルブ装置と同時に製造されたものよりも約600ポンド高かった。実験の目的は、（Walschaertsの運動の一定の進みとは対照的に）可変の進みを有するバルブギアが性能に影響を及ぼすかどうかを見出すことであった。通常のサービスでは銀行で優れたパフォーマーとしての評判を得ましたが、裁判では利点がないことが証明されました[5][6][7][8][9]
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ハーモニックバルブとして、スティーブンソンの配置が最適であると考えられるかもしれません。それにもかかわらず、リンクを逆にするために身体的に変位させる必要があるという事実は、かなりの垂直方向のクリアランスを必要とすることを意味した。その導入時には、機関車の世界では重心、したがってボイラー中心線をできるだけ低く保つことが重要であると考えられていました。イギリスの動弁装置は一般的にボイラーの下のフレーム間に配置されていたので、非常に窮屈な条件のため動弁装置は修理のためにアクセスできなくなりました。リンクの重さと偏心ロッドの端を持ち上げる必要があるため、逆転も激しい作業になる可能性があります。これらの問題に対処するために、2つの主な変種が開発されました。
グーチバルブギヤ[19659187]編集]
Goochバルブ装置（1843年にDaniel Goochによって発明された）において、逆転および遮断機能は、バルブロッドを固定点を中心に旋回する「静止」リンクに接続するラジアスロッドを上下させることによって達成された。後退レバーはラジアスロッドの重量を持ち上げるためだけに必要だったので、求められる利点はギアの高さの減少とより軽い動作でした。これは、リンクが凹状ではなく凸状（偏心に対して）であることを意味します。 Goochバルブギアは、フルギアでバルブスピンドルと偏心ロッドの間に角度があるという欠点がありましたが、Stephensonギアの最良の形態では、推力は直線的でした。 Goochギアはどんなカットオフでも常にリードしていました。 GoochまたはStephensonのギアを装備した同様の機関車を使用中に比較した場合、これは不利であることが観察されました。[10] Goochギアは、1860年代までの1、2人のエンジニアを除いて英国では決して普及しませんでしたが、フランスではかなり一般的でした。
アランストレートリンクバルブギア編集
アランストレートリンクバルブギア（1855年にAlexander Allanによって発明された）は、StephensonとGoochのギアの機能を組み合わせたものです。後退機能と遮断機能は、同時に橈骨ロッドを上昇させてリンクを下降させることによって、またはその逆に達成された。 Goochのギアと同様に、これはスペースを節約しましたが、AllanのギアはStephensonのそれに近いパフォーマンスを与えました。また、ストレート拡張リンクは製造を簡単にしました。もう一度言いますが、アランの装備はイギリスではあまり使われていませんでしたが、大陸ではかなり一般的でした。英国で有名な例としては、GWR 1361および1366クラス、ジョージイングランド製の狭軌機関車（例： "Prince"＆ "Palmerston"）とFletcher-Jennings（No 1 "Tallyllyn"＆No 2 "Dolgoch）があります。 "タリリン鉄道で保存中）
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- 1844年にベルギーの鉄道機械技術者Egide Walschaertsによって発明されたWalschaertsバルブギアは、ヨーロッパと北米で最も広く使用されているバルブギアとなった
- 。 1903年にアメリカのエンジニアによって発明され、北米で広く使用されている
- Caprottiバルブギアは、イタリアの建築家でエンジニアのArturo Caprottiによって、カムシャフトとポペットバルブを使用する自動車バルブをベースに発明されました。他のどの方法よりも効率的であると考えられています [ edit ]
- ^ Snell、J B（1971）。機械工学：Railways、Longman＆Co、London
- ^ "アーカイブコピー"。 2015-11-11のオリジナルからアーカイブされた。取得 2015-11-05 。 CS1 maint：タイトルとしてのアーカイブコピー（リンク）
- ^ ホワイト、ジョン・H・ジュニア（1968）：アメリカ機関車の歴史、その発展：1830-1880; 1979年のドーバー再公開、 ISBN 0-486-23818-0、ジョンズ・ホプキンス・プレスによって最初に出版された
- ^ 。 （1965-74）二重の蒸気機関車、バス、大型トラック、そして鉄道車両。 「Light Steam Power」マン島、イギリス。 p。
- ^ Rowledge、John Westbury Peter; Reed、Brian（1984）[1977]。 LMSのスタニエ4-6-0s 。ニュートンアボット：デビッド＆チャールズ。 62-63頁。 ISBN 0-7153-7385-4。
- ^ Nock、OS。 （1989）。 LMSの大機関車。ウェリングバラ：パトリック・スティーブンス社、２５６−７頁。 ISBN 1-85260-020-9。
- ^ Hunt、David。ジェームズ、フレッド。 ； Ｅｓｓｅｒｙ、Ｒ．ジョン、ジェニソン。 Clarke、David（2004）。 LMS機関車プロファイル、no。 6 - 混合トラフィッククラス5 - 番号5225 - 5499および4658 - 4999 。ジドコット：ワイルドスワン。 ISBN 1-874103-93-3。
- ^ Jennison、John; pp。39-43、85。クラーク、ダビデ。ハント、ダビデ。ジェームズ、フレッド。エッセリー、Ｒ。 （2004）。 LMS機関車プロファイル番号の図版補足。 6 - 混合トラフィッククラス5 - パート2、nos。 5225-55499および4658-4999 。ジドコット：ワイルドスワン。 ISBN 1-874103-98-4。
- ^ Jennison、John（2015）。 The Stanier Class 5 4-6-0s Volume 2 - 45472-445499、44658-444999の詳細な歴史。 LMSの機関車メイデンヘッド：RCTS。 pp。13、92–94。 ISBN 978-0-901115-99-7。
- ^ Holcroft、Harold（1957）。 1837 - 1947年のグレートウエスタン機関車の慣行の概要。 Locomotive Publishing Co Ltd、ロンドン、イギリス
外部リンク [編集]
- ^ Snell、J B（1971）。機械工学：Railways、Longman＆Co、London
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