Парораспределительный механизм Бейкера

Парораспределительный механизм Бейкера с 1910 года стал основным конкурентом механизма Вальсхарта на паровозах США. Строго говоря, это не собственно парораспределительный механизм, а механизм переменного хода, приспособленный к механизму Вальсхарта вместо кулисы и кулисного камня. В механизме Бейкера больше качающихся шарниров, зато нет скользящего сопряжения кулисы с камнем, что уменьшает износ механизма и увеличивает межремонтный пробег. Также механизм Бейкера способен обеспечить больший ход золотника.

Механизм Бейкера

История

В самом начале XX века предпринимались многочисленные попытки заменить стандартный к тому времени механизм Вальсхарта. В США на нескольких типах паровозов применялись механизм Янга^[англ.], Южный^[англ.], механизм Капротти^[англ.] и механизм Франклина^[англ.], но только вариант Бейкера получил широкое распространение.

Он был разработан фирмой A.D. Baker Company (Суонтон, Огайо), производившей паровые тракторы и локомобили. Идею сотрудника фирмы Гиффорда разработали и запатентовали в 1903 году инженеры фирмы^[1].

Под маркой Baker Locomotive Valve Gear механизм производила компания Pilliod Co. (Суонтон, Огайо), совершенствование его продолжалось до конца века паровой тяги на железных дорогах. С момента изобретения он был установлен на почти всех паровозах Норфолкской и Западной железной дороги^[англ.]. Также широко механизм применялся на железной дороге Чесапика и Огайо^[англ.], Никелированной дороге^[англ.], Нью-Йоркской центральной железной дороге^[англ.] и железной дороге Балтимора и Огайо. Преимущества механизма Бейкера постоянно оспаривались. Противники указывали на большое число шарниров и значительный мёртвый ход. Механизм был популярен на востоке США, но западные железные дороги продолжали пользоваться механизмом Вальсхарта. В Британии механизм Бейкера был распространён в железнодорожном моделизме, но на настоящих паровозах размеры его плохо вписывались в габарит.

Механизм Бейкера использовали паровозы Новозеландских железных дорог^[англ.] J class^[англ.], Ja class^[англ.], Jb class^[англ.], некоторые Ka class^[англ.], и южноавстралийские South Australian Railways 620 class^[англ.].

Устройство и действие

Механизм Бейкера заменяет кулису механизма Вальсхарта рычажным механизмом аналогичного действия с непрерывной регулировкой хода золотника. Контркривошип и маятниковый рычаг аналогичны механизму Вальсхарта, но обычно других размеров. Pilliod Co. продавали механизм как готовый продукт непосредственно для монтажа на паровоз вместо кулисы Вальсхарта.

Механизм Бейкера состоит из следующих частей:

• рама заменяет кронштейн кулисы. Существует два типа рамы в зависимости от способа крепления к раме паровоза: с обеих сторон или только спереди. В любом случае на раме расположены два шарнира — передний верхний и нижний задний.
• U-образная реверсирующая вилка, которая качается вперёд-назад, управляет реверсом и отсечкой. Концы рычагов вилки вращаются вокруг заднего рамного шарнира, а второй шарнир расположен у основания рычага. Верхний конец вилки присоединяется к тяге от реверсора в кабине машиниста.
• пара качающихся рычагов свисает с верхнего шарнира вилки.
• J-образный главный рычаг висит на нижнем шарнире качающихся рычагов. К нижнему концу главного рычага прикреплена тяга от контркривошипа Вальсхартовой системы.
• квадрантный рычаг качается вокруг переднего верхнего шарнира рамы и концами соединяется с верхушкой главного рычага и золотниковой тягой Вальсхартовой системы.

Механизм рассчитан так, что при центральном положении реверсирующей вилки шарнир между квадрантным и главным рычагами находится на одной линии с обоими шарнирами вилки. В этом положении движение нижнего конца главного рычага вперёд-назад не вызывает значительного движения верхнего конца.

В положении «вперёд» вилка наклоняется вперёд, её верхний шарнир оказывается впереди сочленения квадрантного рычага с главным, движение тяги от контркривошипа вызывает подъём и опускание верхнего конца главного рычага. Это движение передаётся квадрантным рычагом в возвратно-поступательное движение золотниковой тяги вперёд-назад. Угол наклона вилки управляет ходом золотниковой тяги и, соответственно, отсечкой. Отклонение вилки назад вызывает движение золотниковой тяги с обратным сдвигом фазы для заднего хода машины.