Locomotive duplex

Une locomotive de duplex de est une locomotive à vapeur qui divise la force d'entraînement sur ses roues en utilisant deux paires de cylindres rigidement montés à une armature locomotive simple ; ce n'est pas une locomotive articulée par . Le concept a été développé au début des années 30 par les travaux locomotifs , le plus grand constructeur commercial de Baldwin de de locomotives à vapeur dans le Amérique du Nord , sous la surveillance de son ingénieur puis en chef, Ralph P.

Inconvénients de la locomotive de 2 cylindres

Tandis que les tiges (R-U de côté de : des tiges d'accouplement) d'une locomotive peuvent être complètement équilibrées par des poids sur les roues puisque leur mouvement est complètement de rotation, les mouvements d'entraînement de d'échange des pistons, les tiges principales des tiges de piston et la vitesse de valve de ne peut pas être équilibrée de cette façon. Une locomotive two-cylinder a son " de deux manivelles ; quartered" ; - placer à 90° distant - de sorte que les quatre courses de puissance des pistons à double action soient également distribuées autour du cycle et il n'y ait aucun point auquel les deux cylindres sont en haut ou le centre mort inférieur simultanément. Une locomotive à quatre cylindres peut être complètement équilibrée dans les haches longitudinales et verticales, bien qu'il y ait quelques mouvements de basculage et de vrillage qui peuvent être traités dans la suspension et le centrage de la locomotive ; une locomotive de trois-cylindre peut également être mieux équilibrée, mais une locomotive two-cylinder seulement équilibrée pour la rotation augmentera longitudinalement. Contrepoids additionnel - " ; overbalance" ; - peut être ajouté pour atténuer ceci, mais au coût d'ajouter les forces verticales, qui sont connues techniquement comme " ; augment" dynamique ; et familièrement comme " ; " du coup de marteau ;. Ceci peut être extrêmement préjudiciable à la voie, et dans des cas extrêmes peut réellement faire laisser les roues d'entraînement la voie entièrement.

Plus les machines de échange sont lourdes, plus ces forces sont grandes, et le plus grand un problème ceci devient. Les chemins de fer américains se sont avérés peu disposés à utiliser des locomotives avec les cylindres intérieurs, ainsi le problème de l'équilibre ne pourrait pas être résolu en ajoutant plus de cylindres par ensemble de roue couplé. Pendant que les locomotives devenaient plus grandes et plus puissantes, leurs machines de échange ont dû devenir plus fortes et ainsi plus lourd, et les problèmes ont posé ainsi par déséquilibre et le coup de marteau est devenu plus grave. La vitesse a également joué un facteur, puisque les forces sont devenues plus grandes et plus destructives à des vitesses plus élevées de roue. Johnson a estimé que les poussées croissantes de taille et de piston des locomotives exprès existantes de passager ne pourraient pas être soutenues avec par-alors la disposition conventionnelle de cylindre du 4-8-4 2. En outre, il est devenu convaincu qu'une seule paire de cylindres avec la valve conventionnelle embraye et des valves de piston approchait les limites en termes d'écoulement de vapeur.

La solution duplex

Les locomotives articulées auraient été une solution, mais lorsqu'il n'était pas possible cru de courir un stablement à plus grand que 50 ; Mph. L'innovation des charnières plus rigides qui ont permis seulement les mouvements de oscillation horizontaux et le vrillage ou le mouvement vertical était du ALCO , et non vu jusqu'au challengeur Pacifique des syndicats du 1936's.

Au lieu de cela est venue l'idée de avoir les groupes multiples de cylindres et de roues conduites montés dans une armature rigide. Un " ; duplex" ; la version d'un 4-8-4 serait un 4-4-4-4 , avec les huit roues d'entraînement coupées en deux groupes de quatre, chacun avec son propre ensemble de cylindres et vitesse de valve. La masse de échange des deux ensembles serait sensiblement moins que l'ensemble simple sur le 4-8-4, puisqu'ils seraient sous moins d'effort et de poussées plus douces de piston. Les cylindres ont pu être plus petits pourtant avoir de plus grandes, plus efficaces valves. La différence la plus évidente était celle dans la conception proposée de Baldwin, l'empattement rigide était plus longue puisque le deuxième ensemble de cylindres a dû être entre les deux ensembles de conducteurs. Il était suffisant pour beaucoup de routes, pour qui les locomotives courantes imposaient assez, rejeter ce l'idée duplex.

Baltimore et l'Ohio classent le George H. Emerson de N-1 #5600

La première route pour employer l'idée était le Baltimore et le chemin de fer de l'Ohio, qui ont rejeté une proposition de Baldwin en 1932-33 mais a d'autre part construit le simple Baltimore et la classe N-1 , #5600 le George H. Emerson de l'Ohio dans les propres magasins du chemin de fer sans aide de Baldwin. La locomotive a été accomplie en mai 1937 et parvenu à maintenir la même chose a couplé l'empattement comme courant 4-8-2s de la route en ayant le deuxième ensemble de cylindres renversés, monté à côté du foyer , et l'entraînement du deuxième ensemble de roues couplées expédie. Ceci s'est avéré être moins que l'idéal, la taille des cylindres et du foyer tous les deux contraint par cet endroit, long s'avérer de passages de vapeur problématique, et les cylindres souffrant de la poussière et de la chaleur du foyer voisin.

La locomotive était dans le service léger et a été examinée jusqu'au retrait en 1943. Elle n'était pas assez réussie pour que le B&O montre un tout autre intérêt.

Classe S1 de PRR

La prochaine utilisation du type duplex était le le simple S1 de s de chemin de fer Pennsylvanie le ', conçu pour répondre à une exigence d'exploiter un train de 1.000 kilogrammes) à 100 ; M/H sur la voie de niveau et capable accélérer à cette vitesse facilement. Au-dessus de 4,000 ; la puissance en chevaux (3.0 MW) était nécessaire pour cette condition, et pour la rencontrer Baldwin et le PRR a créé probablement la plus grande locomotive à vapeur de passager jamais construite, une locomotive du 6-4-4-6 140 pieds 2 pouces de ½ (42.73 m) longs et pesants 1,060,000 ; livre (481,000 ; kilogramme) avec l'offre. C'était, en fait, trop grand pour travailler au-dessus de la majorité du système du PRR et a été placé en service seulement entre le Chicago, Illinois et Crestline, Ohio . En service après le décembre 1940, il a prouvé à wheelslip puissant et capable mais enclin et à augmentation, présageant les problèmes avec des conceptions duplex postérieures. Généralement, ses pailles ont été amorties comme simplement maux de dents d'un tôt, premier-ont coupé le prototype. Il a été pris hors service en 1944.

T1 de classe de PRR

Le S1 n'a pas représenté les désirs vrais de Baldwin pour le type, mais dans la conception du T1 , dont deux prototypes ont été commandés en juillet 1940, Baldwin a été donné beaucoup plus de liberté. Les conditions Du PRR étaient l'utilisation du foyer de Belpaire de et la vitesse de reniflard d'osciller-came de Franklin de . Les deux, #6110 et #6111, ont été livrés en avril et mai 1942. L'essai s'est encore avéré les être puissants et capables mais non sure-footed.

Dès que des restrictions de temps de guerre à produire des locomotives de passager ont été soulagées en février 1945, le PRR a passé une commande de 50 exemples de production. C'était une étape fatidique, puisque les problèmes produits avec les prototypes n'avaient pas été repassés dehors ni ils avaient été examinés avec l'intensité exigée pour être sûrs de la fiabilité de production. Les locomotives de production ont différé en détail dans leurs enveloppes profilées, et dans la suspension afin d'essayer d'augmenter l'adhérence.

Les problèmes sont devenus évidents très bientôt. Les locomotives étaient incroyablement susceptibles du wheelslip violent, pas simplement à démarrer mais également à la vitesse. La division de la commande en deux groupes a signifié que chaque groupe était beaucoup pour glisser. On a avancé une théorie qui plus le plus rapide, " ; sharper" ; l'ouverture des valves avec la vitesse de reniflard a aggravé le problème. Plus mauvais, un tel glissement à grande vitesse violent a pu endommager les composants de vitesse de valve. C'était problème majeur sur une locomotive avec la vitesse de reniflard parce que, à la différence des valves de piston et de la vitesse familières de valve de Walschaerts de d'extérieur d'autres locomotives, plusieurs des composants étaient presque inaccessibles dans l'armature. Leur complexité a signifié que la disponibilité et la fiabilité ont prouvé des pauvres, et tandis qu'un mécanicien de locomotive très capable (conducteur) pourrait extraire la grande exécution à partir d'un T1, elles ont prouvé plutôt non réussi en service.

Si les problèmes étaient solubles a été controversable depuis. Ce qui est indéniable est que le PRR très bientôt ne s'est pas inquiété ; la solution beaucoup plus facile de la locomotive diesel a été prise dans les mois des locomotives de production étant livrées, et dans un délai de 2 ans tous les principaux trains de voyageurs diesel-ont été transportés. Le T-1s a passé quelques plus d'années dans peu de service avant d'être retiré en 1949.

PRR Q1

Le PRR a également désiré s'appliquer le principe duplex au transport de fret, et le Q1 était la première expérience dans cette direction. C'était une locomotive rapide de fret du 4-6-4-4 livrée en mai 1942. Emerson du B&O il a eu les deuxièmes paires de cylindres faisant face vers l'arrière, et tous ont été équipés de la vitesse standard de valve de Walschaerts. Les roues étaient de 77 pouces (m) 1.96 le diamètre (mal assorti pour le fret transportant) et le moteur étaient profilés plutôt un moteur de passager.

PRR Q2

Les locomotives de production suivies de la fin de 1944, mais c'étaient plutôt différentes, la leçon que les cylindres de vers l'arrière-revêtement à côté du foyer étaient une mauvaise idée ayant été réapprise. Les locomotives du Q2 de production étaient d'arrangement du 4-4-6-4 ; elles étaient les plus grandes locomotives non-articulated jamais construites et la charge statique de locomotives la plus puissante jamais examinée, produisant 7,987 ; puissances en chevaux sur l'usine de l'essai statique du PRR. 26 d'entre elles ont été construits et ils étaient de loin le type duplex le plus réussi. La propension duplex de glisser a été combattue par un mécanisme de commande automatique de glissade qui a ramené la puissance à l'unité de glissement.

En dépit du succès global, les Q2s étaient tous hors service d'ici 1951. Avec le dieselization, ils étaient les premières cibles évidentes à retirer puisqu'ils étaient seulement un peu plus capables que le conventionnel de classe du J1 2-10-4s mais avec des coûts de fonctionnement et des charges bien plus élevés d'entretien.

Un duplex français réussi

En France, le type duplex a été fabriqué célèbre en les dix 2-4-6-2 (151A) locomotives composées construites en 1932 pour la compagnie de Paris-Lyon-Marseille (P.) pour transporter les trains de fret lourds sur la 0.8% catégorie entre Les Laumes et Dijon. L'exécution avait lieu si bon, la compagnie a voulu commander plus de moteurs, mais la nationalisation des chemins de fer dans 1938 a arrêté tous les projets. Ces moteurs duplex ont été équipés avec le mouvement de valve rotatoire de came de Lenz-Dabeg et bientôt ensuite du double échappement. Les cylindres à basse pression ont conduit le premier axe couplé. Les roues d'entraînement ont eu un diamètre de 1. La plus élevée vitesse permise était 53 Mph. Dans un essai le le 19 décembre , le 1933 , le moteur a développé légèrement plus de 3000 puissances en chevaux à la barre extensible au-dessus d'une distance de 37 milles et d'une vitesse au moins de 46 M/H, sans être surchargé. Dans le service ordinaire ces moteurs ont pu transporter 1375 tonnes des États-Unis, soutenant 31mph au sommet de la 0.8% catégorie de Blaisy. Après électrification de la ligne, les 151A ont été envoyés pour le service en France du nord-est. Ils ont été retirés du service en 1956 et ferraillés.

Fin

Locomotive duplex n'a pas survécu au scrapyard. Même aujourd'hui, leur succès et si elle pourrait avoir été faite fonctionner temps suffisant et effort bien donnés est un sujet controversé. Une conclusion commune est que les problèmes conventionnels de la locomotive à vapeur n'étaient pas aussi insolubles que Baldwin a cru, et que l'arrangement duplex a présenté autant de problèmes pendant qu'il résolvait.

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