20-06-2023
Паровоз с зубчатой передачей - это тип паровоза, использующий зубчатую передачу в трансмиссии, что отличает его от схем с прямым приводом. Эти локомотивы используют обычное сцепление с рельсами за счет сил трения, их не следует путать с локомотивами, использующими зубчатую железную дорогу.
В самых распространенных типах паровозов поршни непосредственно воздействовали на кривошип, расположенный прямо на ведущих колесах, следовательно, один оборот ведущего колеса соответствовал одному обороту кривошипа и двум рабочим ходам поршня (паровые машины паровозов как правило машины двойного действия в отличие от привычных в настоящее время ДВС). Максимальная скорость вращения явным образом зависит от типа паровой машины. Не имея возможности изменить передаточное соотношение в трансмиссии между паровой машиной и колесами, конструктор вынужден искать компромисс между желаемым крутящим моментом и максимальной скоростью. Это определяет радиус ведущего колеса. Радиус кривошипа привязан к радиусу колеса и естественно меньше его. Этот радиус определяет ход поршня. Он не может быть слишком большим, так как котел может не дать требуемого количества пара для наполнения такого цилиндра на больших оборотах; он не может быть слишком маленьким, так как начальный крутящий момент и , как следствие, начальное тяговое усилие будет недостаточным для трогания поезда. Часто требуются локомотивы медленные и с большой силой тяги – в промышленности, на шахтах и рудниках, лесозаготовках, путях с крутым профилем и тому подобное, особенно если пути проложены плохим, максимально дешевым способом и не приспособлены для больших скоростей. Проблема состоит в том, что, хотя выбор между скоростью и крутящим моментом может быть сделан в пользу крутящего момента путем уменьшения диаметра ведущего колеса, существует обусловленный практикой предел, ниже которого ход поршня получается слишком коротким для паровоза с прямым приводом. Решение является отделение кривошипа от колеса, что позволяет, во-первых, выбрать разумный ход поршня, не привязанный к радиусу колеса, и , во-вторых, уменьшить скорость вращения, используя редуктор. Большинство таких локомотивов используют одно передаточное отношение, но есть и использующие переменное передаточное отношение при помощи коробки передач.
Большинство локомотивов подобного типа в мире,по лицензии или клоны по истечению срока патента, были построены по одной из трех основных схем. Самые известные и многочисленные – это, вероятно, паровозы Шея. Подавляющее большинство из них применялось на североамериканском континенте, хотя некоторые немногочисленные экземпляры применялись в Южной Америке, Австралии и новой Зеландии, включяя собственные доморощенные разработки.
Паровоз Климакс класс B имел два наклонных цилиндра, приводящих в движение поперечный коленчатый вал, размещенный по центру локомотива. Вал приводил в движение ведущие колёсные тележки через зубчатую передачу с внутренним зацеплением. Существовал также ранний Климакс класс А с вертикальной паровой машиной судового типа, оснащенные схожей карданной передачей и двухскоростной коробкой передач.
Паровоз Гейслера имел V-образный паровой двигатель, цилиндры которого располагались по обе стороны от котла и приводили в движение продольно расположенный коленчатый вал, который в свою очередь, приводил в движение ведущие колёсные тележки.
[1] История техники паровозы шея климакс
Паровоз с зубчатой передачей.