स्टीम लोकोमोटिव ने cogwheels द्वारा बिजली स्थानांतरित क्यों नहीं की?

Question

आधुनिक कारें इंजन से पहियों तक बिजली स्थानांतरित करने के लिए कोग्व्हील का उपयोग करती हैं। स्टीम लोकोमोटिव्स ने पहियों को शक्ति हस्तांतरित करने के लिए कुछ प्रकार की सलाखों (क्षमा करें, मैं एक देशी वक्ता नहीं हूं) का उपयोग किया।

इंजीनियरों ने कॉगवेल का उपयोग क्यों नहीं किया? क्या स्टीम लोकोमोटिव तेजी से होता अगर वे कॉगवेल का इस्तेमाल करते?

Comments

जब तक मैं गलत नहीं हूँ, एक शा लोकोमोटिव क्रैंकशाफ्ट से पहियों तक बिजली स्थानांतरित करने के लिए कॉग का उपयोग करता है। केवल "बार" मूल रूप से साधारण पिस्टन रॉड हैं।

— हॉट लिक्स

यह डीजल इंजनों के लिए भी सही है। केवल बहुत कम (और बहुत छोटे ) डीजल लोकोमोटिव cogwheels का उपयोग करते हैं।

— vsz

गियर ड्राइव के साथ स्टीम लोकोमोटिव का उपयोग विशेष स्थितियों में किया जाता था, जिसमें ज्यादातर खड़ी ग्रेड पर धीमी गति से भारी भार शामिल होता था। कई प्रकार विकसित किए गए, जिनमें Shay (मूल पेटेंट धारक, एप्रैम शाय के नाम पर), क्लाइमेक्स (Russ बैटल द्वारा पेटेंट किए गए), और हेइस्लर (चार्ल्स हेस्लर पेटेंट) शामिल हैं। देखें en.wikipedia.org/wiki/Geared_steam_locomotive

— को पुनः स्थापित मोनिका - बॉब जार्विस

@HughMurphy का टिप्पणी-उत्तर: "यदि आप कोलोराडो स्प्रिंग्स में जाते हैं, तो आप शायद Peak Pog Cog Railway। Cograilway.com की जांच कर सकते हैं "

— मोनिका

Answer 1

मैं यह बताना चाहता हूं कि आधुनिक कारें ट्रांसमिशन के लिए कॉगवेल का उपयोग नहीं करती हैं, वे शाफ्ट का उपयोग करती हैं। Cogwheels का उपयोग गियरिंग और अंतर के लिए किया जाता है।

लेकिन बार मेकेनिज्म का इस्तेमाल ज्यादातर इसलिए किया जाता था क्योंकि उनके पास उस तरह की मैन्युफैक्चरिंग फैसिलिटीज नहीं थीं जैसा आज हम करते हैं। बार तंत्र बनाने में आसान हैं, वे लचीले हैं और क्षेत्र को बनाए रखने योग्य हैं। किसी भी मामले में इस विशेष डिजाइन में भी, क्योंकि पूरे तंत्र को 2 बार पावर ट्रांसमिशन दिशा को चालू करना होगा। देखें कि पिस्टन सीधे सामने के पहिये से जुड़ा हुआ है और बाद के पहिये में स्थानांतरण एक पट्टी के साथ बहुत सरल है, जबकि एक शाफ्ट युग्मन को अधिक भागों की आवश्यकता होगी, जो फिर से निर्माण के लिए कठिन थे।

Comments

दाएं-जब तक स्टीम पिस्टन साइकिल की दर से अलग एक आरपीएम पर पहियों को चलाने की आवश्यकता नहीं होती, गियरिंग व्यर्थ होगा।

— कार्ल विट्ठॉफ्ट

यह इसके अधिकांश बिंदुओं में गलत है। सबसे पहले, गियर काटने लंबे समय तक भाप इंजन से पहले। और फिर वहाँ तथ्य यह है कि गियर वाले रेलवे स्टीम इंजन कुछ ऐसे थे जो अस्तित्व में थे। साधारण मेनलाइन लोकोमोटिव में गियर्स की जरूरत नहीं थी, लेकिन वे संभव थे और जहां आवश्यक थे, उनका उपयोग किया गया था।

— क्रिस स्ट्रैटन

@ChrisStratton सिर्फ इसलिए कि एक अवधारणा का दूसरे से पहले आविष्कार किया गया है, इसका मतलब यह नहीं है कि पहला इस बिंदु पर पूरा होता है कि यह संभवतया आवश्यक परिशुद्धता और शक्ति के लिए निर्मित किया जा सकता है। इसके अलावा, स्पष्ट रूप से इसका निर्माण संभव था - यह सवाल का बिंदु नहीं है।

— पाइप

पश्चिम वर्जीनिया में एक सुंदर रेलमार्ग है ( पर्वतीय रेलगाड़ी / दलदली सड़क ) जो एक हिसलर लोकोमोटिव का संचालन करती है । इसमें 90 डिग्री वी-ट्विन इंजन है जो ड्राइव शाफ्ट को घुमाता है जो लोकोमोटिव और टेंडर की पूरी लंबाई को चलाता है । लोकोमोटिव और निविदा के सभी पहिये संचालित हैं। यह बहुत तेज नहीं है, लेकिन यह खड़ी ग्रेड पर चढ़ सकता है।

— सोलोमन स्लो

@ जजेजा - आप सभी साबित कर रहे हैं कि, भले ही दूसरों द्वारा पोस्ट किए गए सटीक उत्तर पढ़ने के बाद भी, आप अभी भी यहां शामिल वास्तविक डिजाइन मुद्दों को नहीं समझते हैं। यह आधुनिक विनिर्माण (फिर से, सटीक गियर पूर्ववर्ती भाप इंजन) का मुद्दा नहीं है, लेकिन लोड के लिए ऑपरेशन इंजन के सर्वोत्तम शासन से मेल खाता है। तब और अब, जरूरत पड़ने पर गियर का उपयोग किया जाता था, और तब नहीं जब

— क्रिस स्ट्रैटन ने

Answer 2

स्टीम पिस्टन इंजन स्थिर से बहुत सारे टॉर्क उत्पन्न कर सकते हैं और पिस्टन बॉयलर से भौतिक रूप से रिमोट हो सकते हैं, इसलिए ज्यादातर मामलों में पिस्टन को क्रैंक के माध्यम से पहियों को सीधे चलाना सबसे सुविधाजनक होता है। समान रूप से ट्रेनों में स्टीयरिंग मैकेनिज्म नहीं होता है और शंक्वाकार सेक्शन के पहिए होते हैं, आपको अंतर की भी आवश्यकता नहीं होती है।

इसके विपरीत, आंतरिक दहन इंजनों को उपयोगी टॉर्क उत्पन्न करने के लिए काफी संयमित आरपीएम में बदलना पड़ता है और अपने टॉर्क और पॉवर को काफी संकरी रेव रेंज में उत्पन्न करना होता है, इसलिए उन्हें डिसेंगिंग ड्राइव (क्लच या चिपचिपा टॉर्क कनवर्टर) और साधन दोनों की आवश्यकता होती है सड़क की गति की एक विस्तृत श्रृंखला में उपयोगी टोक़ प्रदान करने के लिए एक चयन करने योग्य अनुपात गियरबॉक्स।

इसके अलावा, आईसी इंजन कई सिलेंडर के साथ बेहतर काम करते हैं क्योंकि यह काम के चक्र के विभिन्न विभिन्न चरणों में बिजली वितरण को सुचारू करता है और इसलिए एक सामान्य आउटपुट शाफ्ट के साथ एक क्रैंकशाफ्ट की आवश्यकता होती है। स्टीम इंजन अनिवार्य रूप से वायवीय एक्ट्यूएटर होते हैं ताकि आप कार्यशील स्ट्रोक को तब तक कर सकें जब तक सुविधाजनक हो और यथोचित सुसंगत रैखिक बल प्राप्त कर सकें।

स्टीम लोकोमोटिव पर बाहरी कनेक्टिंग रॉड्स कनेक्टिंग रॉड्स का एक सीधा एनालॉग है जो आईसी इंजन के पिस्टन को क्रैंकशाफ्ट से जोड़ता है।

संक्षिप्त उत्तर यह है कि भाप इंजन की टॉर्क विशेषता का सीधा सा मतलब है कि गियरबॉक्स अनावश्यक है, क्योंकि टॉर्क आरपीएम से कम या ज्यादा अपनी सामान्य गति की सीमा के लिए स्वतंत्र है।

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मैं यह नहीं देखता कि घुमावदार रेल की वजह से स्टीयरिंग बनाम मोड़ की वजह से कितना अंतर पड़ता है।

— Acccumulation

क्योंकि आंतरिक और बाहरी पहियों के बीच गति में अंतर को पहियों द्वारा स्वयं शंक्वाकार होने के रूप में नियंत्रित किया जाता है अर्थात वे प्रभावी रूप से व्यास को बदल सकते हैं इसलिए पहिया की गति एक स्थिर धुरी गति के बावजूद भिन्न हो सकती है।

— क्रिस जॉन्स

हां, यह मुझे लगता है कि "शंक्वाकार" भाग ही प्रासंगिक हिस्सा है। मैं यह नहीं देखता कि स्टीयरिंग की कमी का उल्लेख कैसे प्रासंगिक है। (हालांकि नाइटपिक होने के लिए मेरा मानना ​​है कि वे शंकु के बजाय कुंठित हैं।)

— संचय

ट्रैक पर केंद्रित रखने के लिए @Accumulation रेल पहियों को ठोस कनेक्टिंग एक्सल (कोई अंतर नहीं) की आवश्यकता होती है। यहाँ एक स्पष्टीकरण है: en.wikipedia.org/wiki/…

— एंथनी एक्स

@AnthonyX आपकी टिप्पणी मेरे उपयोगकर्ता नाम से शुरू होती है, लेकिन मैं यह नहीं देखता कि यह मेरी प्रतिक्रिया कैसे है।

— संक्रांति

Answer 3

यहाँ आधुनिक आंतरिक दहन इंजन के अंदर क्रैंकशाफ्ट की एक तस्वीर है:

इनका उद्देश्य पिस्टन के बैक-एंड-मोशन को घूर्णी गति में परिवर्तित करना है। यह पुराने स्टीम इंजनों की तरह ही बहुत अधिक तंत्र है:

अंतर यह है कि आंतरिक दहन इंजन में बिजली सीधे पहियों पर स्थानांतरित नहीं होती है, लेकिन एक शाफ्ट तक पहुंच जाती है। इस अंतर के कारणों पर अन्य उत्तरों में चर्चा की गई है --- मैं केवल यह बताना चाहता था कि अंतर्निहित तंत्र समान है।

Answer 4

थोड़ी देर के लिए, भाप इंजनों ने वास्तव में गियर और सिलेंडर / पिस्टन सेट का उपयोग किया था जो क्रैंकशाफ्ट को हटा देता था। इन्हें गियरेड लोकोमोटिव कहा जाता था और इनका उपयोग कम गति पर विशेष रूप से खड़ी इनलाइनों पर भारी भार डालने के लिए किया जाता था। इसने उन्हें वाष्प शक्ति के दिनों के दौरान पश्चिमी अमेरिका में लकड़ी के लॉगिंग कार्यों के लिए लोकप्रिय बना दिया।

अधिक क्रमिक ढलानों पर उच्च गति के उपयोग के लिए, डायरेक्ट-ड्राइव विधि (जिसमें कनेक्टिंग रॉड संचालित व्हील (एस) को संलग्न करता है) सरल है और लोड और इंजन के प्रतिबाधा के बीच एक पर्याप्त मेल खाता है।

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ये अब तक के इतालवी फनीक्यूला पर आधारित थे, जहां तक ​​मुझे पता है क्या आप सुनिश्चित हैं कि इंजन ने पिनियन रैक के साथ दांतेदार पहिया को चलाने के अलावा कहीं और गियर का इस्तेमाल किया है?

— कार्ल विट्ठॉफ्ट

हां, आम लोगों को लाइन में तीन सिलेंडर थे और बड़े पहियों को गियर के माध्यम से बाहर निकाल दिया। मुझे लगता है कि बाल्डविन एक ऐसा ब्रांड था जिसने इन्हें बनाया था। मैं देखूंगा कि क्या मुझे आपके लिए एक संदर्भ मिल सकता है- एनएन

— नील्स नील्सन

अच्छा उदाहरण 3-सिलेंडर "शे" था, वेब पर इन पर बहुत सारी जानकारी।

— नील्स नील्सन

यह सवाल का जवाब नहीं देता है, वास्तव में इसके विपरीत है। उपयोग के एक संकीर्ण उदाहरण को बताते हुए, आप एक अपवाद का वर्णन करते हैं जो नियम को साबित करता है। सवाल यह है कि ऑपरेशन के सबसे सामान्य तरीके cogwheels क्यों नहीं थे।

— पाइप

Answer 5

स्टीम शून्य गति पर पूर्ण टोक़ उत्पन्न करता है जैसा कि कहीं और उल्लेख किया गया है, इसलिए एक इलेक्ट्रिक कार की तरह (जिसकी विशेषता बहुत समान है), गियरबॉक्स से प्राप्त करने के लिए बहुत कम है, साथ ही पहियों को सीधे ड्राइव कर सकते हैं।

यही कारण है कि बहुत छोटे से ऊपर डीजल इंजनों के विशाल बहुमत, वास्तव में डीजल-इलेक्ट्रिक हैं, यह प्रदर्शन के लगभग शून्य गति को कम कष्टप्रद बनाता है, और बहुत उच्च शक्ति क्लच को ठंडा करने की कोशिश करने की आवश्यकता को हटा देता है।

संयोग से एक स्टीम लोको "गियरिंग" की तरह होता है, जिसमें चालक वाल्व टाइमिंग को नियंत्रित कर सकता है ताकि प्रति स्ट्रोक में भर्ती स्टीम की मात्रा को अलग किया जा सके और इस प्रकार उपलब्ध टॉर्क, यह सूक्ष्म रूप से अलग-अलग (लेकिन परस्पर क्रिया करता है) स्टीम प्रेशर को अलग करता है। .... आप इसे तब देखते हैं जब एक स्टीम ट्रेन खींचती है क्योंकि शुरू में स्टैक से भाप के शक्तिशाली विस्फोट होते हैं क्योंकि ड्राइवर में वाल्व गियर सेट होता है जैसे कि सिलेंडर में अभी भी महत्वपूर्ण दबाव है क्योंकि निकास वाल्व खुलता है ( अधिकतम टोक़), जैसे ही गति एक चक्र के अंश से ऊपर आती है सेवन वाल्व खुला है दक्षता में सुधार के लिए कम किया जाता है और निकास नोट बाहर निकलता है क्योंकि निकास वायुमंडलीय दबाव के करीब हो जाता है। ये वैरिएबल वाल्व लिंकेज तब और अधिक पेटेंट किए गए जल में से एक थे जो सभी बड़े खिलाड़ियों के बीच लड़ाई के साथ थे।

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ठीक है, एक भाप इंजन वास्तव में एक आईसी इंजन की तरह बिल्कुल नहीं है, इसकी एक वायवीय प्रणाली की तरह है इसलिए स्टीम इंजन में पिस्टन इस खुदाईकर्ता के कहने पर पिस्टन की तरह अधिक है , हालांकि यह हाइड्रोलिक है।

— जूजा

परिवर्तनीय वाल्व समय न केवल टोक़ नियंत्रण प्रदान करता है (और "शुरुआती कटऑफ़" में बहुत सुधार हुआ है), लेकिन इसके विपरीत भी।

— ब्रायन ड्रमंड बाद

@BrianDrummond वास्तव में, कम से कम वाल्व गियर वेरिएंट में, एक चाल है कि कुछ बड़े डीजल इंजन भी सक्षम हैं। मैं ध्यान दूंगा कि भाप और हाइड्रोलिक पॉवर सिस्टम की तुलना में देखभाल की जानी चाहिए क्योंकि उनमें से केवल एक में कार्यशील तरल पदार्थ का एक महत्वपूर्ण विस्तार होता है (इसी तापमान परिवर्तन के साथ) जो चक्र को थर्मोडायनामिक रूप से दिलचस्प बनाता है (और वह है जहां शुरुआती कटऑफ में दक्षता से आता है (इसलिए भी संघनक में वैक्यूम के साथ मिश्रित पौधे समुद्री अनुप्रयोगों में ऐसी जीत हैं)।

— दान मिल्स

Answer 6

स्टीम लोकोमोटिव स्टीम पिस्टन का उपयोग करते हैं , न कि स्टीम टर्बाइन का ।

स्टीम लोकोमोटिव पर बिजली का कोई रोटरी स्रोत नहीं होने से गियर्स / कोग बेकार हो जाएंगे। वे स्टीम पिस्टन का उपयोग करते हैं, जो आगे और पीछे जाते हैं।

जैसा कि भौतिकी ने काम किया, प्रत्यक्ष-ड्राइव ने पिस्टन व्यास, स्ट्रोक / सनकी और पहिया आकार के प्राप्त मूल्यों के साथ वास्तव में अच्छी तरह से काम किया। जब तक यह नहीं किया। और उन्हें जो मिला वह घटता था।

मेनलाइन खींचने वाले छड़ से चिपक जाते हैं: जिस तरह से गियर के लिए बहुत बड़ा है

पूरी तरह से सुपरहीटेड बॉयलर बहुत शक्तिशाली हो गए, तेज यात्री इंजनों ने उच्च गति पर इस शक्ति का उपयोग किया। उनके लिए, साइड-रॉड डिज़ाइन एकदम सही था। लेकिन धीमी गति से चलने वाले माल ढुलाई इंजनों को कम गति पर बिजली स्थानांतरित करने के लिए रेल पर अधिक भार की आवश्यकता होती है। वजन बढ़ाने के लिए इसे अधिक ड्राइविंग एक्सल की आवश्यकता थी। इसने ड्राइविंग एक्सल के एकल कठोर समूह को घटता के लिए बहुत लंबा कर दिया। इसलिए वे ड्राइविंग एक्सल के दो (शायद ही कभी, तीन) समूहों में विभाजित हो जाते हैं। पावर ट्रांसफर प्रत्येक समूह पर एक इंजन के साथ किया जाता था, आमतौर पर सरल, कभी-कभी यौगिक। यूनियन पैसिफिक के बिग बॉय के दो समूहों में 8 ड्राइव एक्सल थे (प्रत्येक एक साधारण इंजन के साथ, फिर भी गियर से बचना), 4-ड्राइव-एक्सल लोकोमोटिव जैसे घटता को संभालना।

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गैरबराबरी की तरफ ले जाया गया। वर्जिनिया रेलवे ने आखिरकार हार मान ली और विद्युतीकरण कर दिया।

इन बिजली स्तरों पर, 4000-6000 हॉर्स पावर, गियर ड्राइव सवाल से बाहर था: यह गियर के लिए बहुत अधिक शक्ति का एक आदेश था। यहां तक ​​कि युग के इलेक्ट्रिक GG1 ने छह एक्सल को समान मात्रा में बिजली स्थानांतरित करने के लिए बारह बड़े पैमाने पर पिनियन का उपयोग किया ।

बहुत छोटे इंजनों को तैयार किया जा सकता है

पर्वतीय रेलमार्गों में कम शक्ति, हल्के इंजनों का उपयोग किया गया था, जो कि काफी तंग घटता था। यहां तक ​​कि बहुत मामूली साइड-रॉड स्टीम इंजन भी घटता के लिए बहुत कठोर था। उन्होंने नॉन-ड्राइव व्हील्स, जैसे पायलट ट्रक और टेंडर पर बहुत कीमती वजन बर्बाद किया। एप्रैम शा ने इस समस्या को हल किया, वास्तव में, गियर किए गए इंजनों के साथ। ध्यान रखें कि ये छोटे इंजन हैं: सबसे बड़ी, पश्चिमी मैरीलैंड # 6, में 200 साई का बॉयलर दबाव और 23 मील प्रति घंटे की शीर्ष गति है।

एप्रैम शा ने लोकोमोटिव के एक तरफ एक ड्राइव शाफ्ट लगाया, प्रत्येक पहिया के लिए गियरिंग। पिस्टन ने सीधे ड्राइव शाफ्ट को क्रैंक किया। विशेष रूप से महत्वपूर्ण अपने दूर के स्थान के कारण टेलीस्कोपिंग ड्राइव शाफ्ट को नोट करें।

गियर्स पर ध्यान दें। सूत्रों का कहना है

चार्ल्स हेइस्लर ने लोकोमोटिव सेंटरलाइन पर ड्राइव शाफ्ट को नीचे रखा, और "वी-ट्विन" पिस्टन की व्यवस्था की। साइड रॉड्स पर ध्यान दें: इसका मतलब है कि ड्राइव एक्सल में केवल दो एक्सल में से एक गियर है, साइड रॉड अन्य एक्सल को पावर ट्रांसफर करता है। साइड रॉड जैसे कि शायद 100 अश्वशक्ति प्रति एक्सल है।

क्लाइमेक्स मैन्युफैक्चरिंग कंपनी ने हीसलर के सेंटरलाइन-शाफ्ट की व्यवस्था की और स्टीम पिस्टन को लगभग पारंपरिक स्थान पर रखने के लिए क्रॉस-शाफ्ट और अधिक गियरिंग को जोड़ा ।

इन गियर-लोकोमोटिव व्यवस्थाओं को देखने के बाद, आप देख सकते हैं कि वे मल्टीथौस हॉर्सपावर आउटपुट के लिए "स्केल" नहीं करेंगे।