실린더(기전력)

Cylinder (locomotive)
60163 토네이도의 좌측에 있는 '모션'이다.좌측의 검은색 주물에는 실린더가 들어 있으며, 실린더에는 피스톤이 미끄러진다. 피스톤 로드는 휠 바로 위에 있다.

실린더는 증기 기관차에 동력을 공급하는 증기 엔진의 동력 생성 요소다.실린더는 엔드 커버와 피스톤으로 압력 조임된다. 밸브는 증기를 실린더의 끝까지 분배한다.실린더는 철로 주조되었고 후에 강철로 만들어졌다.실린더 주물에는 (초기 로켓 기관차의 경우) 밸브 포트 및 장착 피트와 같은 다른 기능이 포함된다.[1]마지막 미국 대형 기관차는 이 실린더를 기관차의 주요 뼈대였던 거대한 원피스의 강철 주조물의 일부로 통합했다.[2]재생 가능한 마모 표면은 실린더 내부에 필요하며 주철 부싱으로 제공되었다.

밸브가 실린더로 들어오고 나가는 증기를 제어하는 방법은 증기 분배라고 알려졌으며 표시기 도표의 형상으로 나타났다.실린더 내부의 증기에 일어난 일은 보일러에서 일어난 일과 움직이는 기계가 얼마나 많은 마찰에 대처해야 하는지를 별도로 평가하였다.이 평가는 "엔진 성능" 또는 "실린더 성능"으로 알려져 있었다.실린더 성능은 보일러 및 기계 성능과 함께 완전한 기관차의 효율을 확립했다.실린더 내 증기 압력은 피스톤이 움직이고 피스톤을 움직이는 동력을 계산하여 실린더 출력이라고 한다.실린더에서 생성되는 힘은 열차를 이동시켰지만 실린더를 제자리에 고정시키는 구조에도 손상을 주고 있었다.볼트 체결된 이음매가 헐거워지고 실린더 주물과 프레임에 균열이 생겨 기관차의 가용성이 저하되었다.

실린더는 여러 가지 다른 방법으로 배열될 수 있다.

초기 기관차

퍼핑 빌리 같은 초기 기관차에서는 실린더가 수직으로 세워지고 빔 엔진에서처럼 빔을 통해 움직임이 전달되는 경우가 많았다.

다이렉트 드라이브

예를 들어 스티븐슨의 로켓과 같은 다음 단계는 기관차 뒤쪽에 위치한 가파른 경사 실린더에서 직접 바퀴를 구동하는 것이었다.직접 구동이 표준 배치가 되었지만 실린더를 전면으로 이동하여 수평 또는 거의 수평으로 배치했다.

실린더 내부 또는 외부

전면에 장착된 실린더는 내부(프레임 사이) 또는 외부에 배치할 수 있다.예:

19세기와 20세기 초에는 영국에서 내부 실린더가 널리 사용되었지만, 외부 실린더는 대륙 유럽과 미국에서 더 흔했다.이 차이가 나는 이유는 명확하지 않다.[citation needed]1920년경부터 외부 실린더는 영국에서 더 흔해졌지만 많은 내부 실린더 엔진은 계속해서 제작되었다.

실린더 내부에서는 요(Yaw)나 "노싱(nossing)"이 적고 보다 안정적인 승차감을 제공하지만, 유지보수를 위한 접근은 더 어렵다.몇몇 디자이너들은 심미적인 이유로 실린더 안을 사용했다.

실린더 서너 개

더 많은 전력 수요는 3개의 실린더(외부 2개, 내부 1개) 또는 4개의 실린더(외부 2개, 내부 2개)를 갖춘 엔진의 개발로 이어졌다.예:

크랭크 각도

2기통 엔진에서 크랭크는 내부든 외부든 90도로 설정된다.실린더가 이중 작용을 할 때(즉, 각 끝에서 번갈아 증기를 공급받음) 이것은 회전당 4회 임펄스를 주며 정지된 중심이 없음을 보장한다.

3기통 엔진에서는 다음과 같은 두 가지 배치가 가능하다.

  • 크랭크는 회전당 동일한 간격으로 6개의 자극을 주기 위해 설정된다. – 통상적인 배열.3기통 축이 평행하면 크랭크는 120도 차이가 나지만, 중심 실린더가 선두의 구동축을 구동하지 않으면 아마 기울어질 것이다(대부분의 미국 3기통 기관차와 일부 영국의 그레슬리의 3기통 기관차에서 그러함). 그리고 내부 크랭크는 이에 상응하여 12기에서 이동한다.0도.일정한 견인 노력과 접착 인자의 경우, 이 설계의 3기통 기관차는 2기통 기관차보다 출발할 때 바퀴가 미끄러지는 경향이 덜할 것이다.
  • 크랭크 외부는 90도로 설정되고 크랭크 내부는 135도로 설정되며, 회전당 6개의 일정한 간격으로 충격을 준다.이 배치는 외부(저압) 실린더를 시동에 사용한 3기통 복합 기관차에 사용되기도 했다.이렇게 하면 엔진이 작동 중일 때 배기구가 균일하게 간격을 유지하게 된다.

4기통 엔진에서도 다음과 같은 두 가지 준비가 가능하다.

  • 크랭크 4개가 모두 90도로 설정되었다.이 배열로 실린더는 쌍으로 작용하므로, 2기통 엔진과 마찬가지로 회전당 4개의 임펄스가 있다.4기통 엔진은 대부분 이런 종류다.두 번째 실린더에서 요구되는 밸브 이벤트가 첫 번째 실린더의 거울 이미지이기 때문에, 기관차의 각 측면에 밸브 기어 세트를 하나만 사용하고, 첫 번째 실린더의 밸브 스핀들에서 나오는 흔들림 샤프트를 이용하여 두 번째 실린더를 작동시키는 것이 저렴하고 간단하다.
  • 크랭크 쌍은 90도로 설정되고 크랭크 쌍은 외부 쌍에 45도로 설정된다.이것은 혁명당 8개의 자극을 준다.밸브 기어 4세트를 요구해 무게와 복잡성을 증가시키지만 토크가 부드러워지고 미끄러질 위험이 줄어든다.이것은 영국의 관습에서는 비교적 흔치 않았지만 SR Lord Nelson 클래스에 사용되었다.이러한 기관차는 배기 비트에 의해 쉽게 구별되는데, 배기 비트는 일반 2기통 또는 4기통 엔진의 두 배 주파수로 발생한다.

밸브

슬라이드 밸브 또는 피스톤 밸브를 포함하는 밸브 가슴 또는 증기 가슴은 다양한 위치에 위치할 수 있다.

내부 실린더

실린더가 작을 경우 밸브 상자는 실린더 사이에 위치할 수 있다.더 큰 실린더의 경우, 밸브 상자는 보통 실린더 상단에 있지만, 초기 기관차에서는 때때로 실린더 아래에 있었다.

외부 실린더

밸브 상자는 보통 실린더 상단에 있지만, 오래된 기관차에서는 밸브 상자는 실린더 옆에 위치하여 프레임의 슬롯을 통해 삽입되기도 했다.이는 실린더가 외부에 있는 동안 밸브가 내부에 있고 밸브 기어 내부로 구동될 수 있다는 것을 의미했다.

밸브 기어

밸브 기어의 위치에는 많은 변화가 있다.영국의 관행에서 내부 밸브 기어는 보통 스티븐슨 타입이고, 외부 밸브 기어는 보통 월샤어트 타입이다.그러나 이것은 엄격한 규칙이 아니며 대부분의 유형의 밸브 기어는 내부 또는 외부에서 사용할 수 있다.조이 밸브 기어는 한때 LNWR G 클래스 등에서 인기 있었다.

내부 실린더

내부 실린더 엔진에서 밸브 기어는 거의 항상 내부(프레임 사이)에 있다(예: LMS 파울러 클래스 3F).

일부 기관차에서 밸브 기어는 예를 들어 프레임 외부에 위치한다.이탈리아 국영 철도 640호.

외부 실린더

외부 실린더가 있는 엔진에는 다음과 같은 세 가지 변형이 있을 수 있다.

  • 밸브 내부에서 구동되는 내부 밸브 기어(예: NER Class T2
  • 로킹 샤프트를 통해 밸브를 외부로 구동하는 내부 밸브 기어(예: GWR 4900 클래스)
  • 외부 밸브를 구동하는 외부 밸브 기어(예: LSWR N15 클래스)

세 개의 실린더

세 가지 일반적인 변형이 있다.

4기통

세 가지 일반적인 변형이 있다.

  • 밸브 기어 4세트(외부 2개, 내부 2개), 예: SR Lord Nelson Class
  • 내측 밸브를 직접 구동하는 내부 밸브 기어와 흔들 샤프트를 통해 외부 밸브(예: GWR 4073 클래스)
  • 외부 밸브를 직접 구동하고 흔들 샤프트를 통해 내부 밸브를 구동하는 외부 밸브 기어(예: LMS Princess Colonary Class)

기타변동

셰이 기관차의 실린더.

예를 들어, 하나의 실린더만 가지고 있을 수 있는 게자리 증기 기관차와 같은 많은 다른 변화들이 있다.기존의 증기기관차로는 유일하게 실린더가 하나 있는 것으로 알려진 닐슨 원실린더 기관차는 닐슨 원실린더 기관차다.[3]

참고 항목

참조

  1. ^ "로켓의 공학과 역사, 조사 보고서" 마이클 R 베일리, 존 P 글릿히어로, 2000년 철도박물관, ISBN1 900747 18 9, 도면 4.37
  2. ^ 1941년 미국 실습 기관차 사이클로피디아, 제11판, 시몬스-보드만 출판사, 페이지 667
  3. ^ Self, Douglas (27 May 2003). "The Nielson One-Cylinder Locomotive". Retrieved 2 December 2010.