Johnson Bar (lokomotiva) - Johnson Bar (locomotive)

A Johnson Bar je ovládací páka na a parní lokomotiva, který se používá k řízení načasování přijetí pára do lokomotivy válce. Ovládáním tohoto časování se reguluje množství energie dodávané na kola, stejně jako směr, kterým se kola otáčejí, což dává páce alternativní název páka pro couvání. Toto je termín používaný v Britská angličtina, zatímco pojem „Johnson Bar“ je v EU standardem Spojené státy.

Dějiny

Historici nezjistili důvody, proč inženýři nazývali páku pro couvání Johnson Bar, ale páka pro couvání je popsána v britských i amerických železničních časopisech té doby.^[1] Nejlepší akreditace vynálezu je dokumentována pod Ventilové soukolí Walschaerts.

Couvání

Reverzní páka v historii lokomotiv je dokumentována asi z roku 1842. Sdružení amerických mechaniků železnic mělo členy, kteří publikovali ilustrace. Díly páky pro couvání jsou nakresleny v „Slovníku lokomotivy“, 1. vydání (1906), autorem George Little Fowler. Páka je spojena s pístem ventilového převodu uvnitř vysokotlakého parního portu. Parní tlakový faucet je uzavřen, aby se přerušila síla, a po zastavení se mohl píst ventilového převodu bezpečně posunout na krátkou vzdálenost pomocí páky jako otočného bodu spojeného s vnitřním pístem. Ačkoli spojení bylo navrženo tak, aby poskytlo pákový efekt, Johnson Bar by se pevně odhodil, aby se pohyboval a zajistil pozici. Některé lokomotivy měly místo toho šroubový zpětný chod.

Odpojení páry

Druhým použitím páky je nastavení bodu uzavření páry. To se měří jako procento zdvihu pístu, během kterého je do válce stále přiváděna živá pára z kotle. Pro nastartování lokomotivy (je-li požadován maximální točivý moment) může být „plné“ vypnutí až 85%, což znamená, že píst je po většinu svého zdvihu vystaven téměř plnému tlaku kotle. Naopak, při běhu vysokou rychlostí a nezrychlování nebo stoupání ve svahu lze cut-off nastavit na pouhých 10%. To snižuje točivý moment, ale značně šetří palivo, protože do válce se přivádí mnohem méně páry a ta se využívá efektivněji, protože se mnohem více rozpíná a tím i vyčerpává při mnohem nižší teplotě než při práci na plný výkon. Pro jízdu většiny lokomotiv v ustáleném stavu je nejúčinnější provoz s palivem a vodou plyn dokořán a krátký výřez.

Omezení

Reverzní páka má západkový mechanismus, který zabírá s řadou zářezů, aby držel páku v požadované mezní poloze. To znamená, že operátor nemá plný výběr mezních poloh mezi maximálním a středním převodovým stupněm, ale pouze ty, které odpovídají zářezům. Poloha zářezů je zvolena konstruktérem nebo konstruktérem lokomotivy s ohledem na zamýšlený účel lokomotivy - obecně motory určené pro nákladní dopravu budou mít méně zářezů s „delším“ minimálním omezením (poskytujícím vysokou tažnou sílu při nízkých rychlostech, ale špatná účinnost při vysokých rychlostech), zatímco lokomotiva pro cestující bude mít více zářezů a kratší minimální mezní hodnotu (což umožňuje účinnost při vysokých rychlostech na úkor tažné síly). Pokud by minimální omezení stanovené zářezy bylo příliš vysoké, nebylo by možné provozovat lokomotivu výše popsaným efektivním způsobem (s plně otevřeným regulátorem), aniž by došlo k plýtvání párou nebo k „udušení“ průchodů páry, regulátor by tedy musel být uzavřen, což by omezovalo účinnost.

Johnson Bar je účinnou součástí celku ventilové soukolí, který je spojen s různými spojovacími rameny a rameny, aby sloužil své funkci při jejich seřizování. To znamená, že síly ve ventilovém převodu lze přenášet na páku. To platí zejména v případě, že motor má nevyvážené šoupátka, které mají vysoké provozní tření a jsou vystaveny parním silám na obou stranách ventilu. Toto tření znamenalo, že pokud je Johnson Bar odblokován, zatímco motor pracuje pod vysokým tlakem páry (široké otvory regulátoru a vysoké uzavření) nebo při vysokých rychlostech, mohou být síly, které mají působit na šoupátka, přeneseny zpět přes spojovací zařízení k nyní volné reverzační páce. To náhle a násilně vrhne páku do polohy úplného vypnutí, což s sebou nese skutečné nebezpečí zranění řidiče, poškození převodového ústrojí ventilu a spuštění prokluzu kola v lokomotivě.

Jediným způsobem, jak tomu zabránit, je zavřít regulátor a umožnit pokles tlaku páry v hrudníku ventilu. Reverzní páku lze poté odblokovat a nastavit do nové mezní polohy a poté lze regulátor znovu otevřít. Během tohoto procesu není lokomotiva pod proudem. Při stoupajících stoupáních bylo otázkou velké dovednosti omezit otevření regulátoru natolik, aby bylo bezpečné uvolnit Johnson Bar při zachování dostatečného tlaku páry na válce. Pokaždé, když byl regulátor znovu otevřen, byla šance narazit na zasunutí kola a dovnitř volně spojený vlaky každý uzávěr a otevření regulátoru nastavují dynamické síly po celé délce vlaku, které riskovaly rozbití spojek.

The obraceč šroubů překonal všechny tyto problémy. Poskytuje nekonečný výběr mezní hodnoty mezi maximálním a středním rychlostním stupněm ventilového převodu a protože funguje úpravou těžkého provozu závit, není nikdy „odblokováno“, i když je změněno odpojení, a proto při běžném používání (v podmínkách priming nebo nadměrná síla otáčení kola může generovat dostatečnou sílu k otáčení kola). Mezní hodnotu lze změnit, zatímco válce dostávají plný tlak páry, což umožňuje, aby byl regulátor co nejčastěji otevřený. The reverzátor výkonu je dalším zdokonalením myšlenky tím, že je servomechanismus která dálkově ovládá ventilové převody parou nebo stlačeným vzduchem bez fyzického spojení mezi reverzní rukojetí řidiče a ventilovým převodem, a je tak zbavena všech sil působících na převodový stupeň.

Nebezpečí tradičního Johnson Baru (který rostl, jak se v první polovině 20. století zvyšoval výkon, hmotnost a provozní tlaky páry) vedly k tomu, že byl v USA zakázán Mezistátní obchodní komise. Od roku 1939 musely být všechny nově postavené parní lokomotivy vybaveny reverzátory a od roku 1942 motory vybavené motorem Johnson Bar, které prošly rozsáhlou generální opravou nebo přestavbou, musely být dodatečně vybaveny reverzací. Výjimky existovaly pro lehké lokomotivy s nízkým výkonem a přepínače. Pro přepínání, které vyžadovalo časté změny směru z plně dopředu na plný zpátečku, byla upřednostňována Johnson Bar, protože změnu bylo možné provést rychle jediným pohybem namísto několika otáček rukojeti reverzátoru s nízkým převodem .

Viz také

• Páka
• Ventilové soukolí Walschaerts

Reference

Greenly, H., "Walschaerts Valve Gear", Marshall
Danbury Railway Museum - Danbury, CT
George L. Fowler, „Slovník lokomotiv“, 1. vydání (1906), Knihovna University of Wisconsin
páka pro couvání