Bielele locomotivelor cu aburi

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 August 2007
3.413
117
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Am inceput sa scriu aici despre functionarea locomotivei cu aburi reala, iar despre problemele reproducerii corecte a bielelor mini-aburoaselor. Dupa un studiu mai atent cu privire la aburoasele reale cuprinse in cartulia mea cu seriile 61 - 96 (parca), rudimentele mele de germana mi-au permis sa ajung la niste concluzii pe care le voi expune aici. Fac mentiunea ca nici acum (si nici...odata, de altfel :D) nu am pretentia ca materialele mele sunt 100% complete si fara greseli de logica/inginerie/fenomenologie etc., asa ca va rog sa completati / corectati unde este cazul, aducand si argumentele adecvate, pentru care va multumesc anticipat.
 
Ultima editare:

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 August 2007
3.413
117
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Dupa cate cred eu ca stiu, la marea majoritate a aburoaselor reale se comanda mersul inainte prin rotirea spre dreapta a rotii de mana ("Handrad") din cabina, ceea ce determina impingerea spre inainte a barei de comanda. Pentru mers inapoi, roata de mana se roteste spre stanga, astfel bara respectiva fiind trasa spre inapoi.
Pentru transformarea miscarii orizontale a barei de comanda intr-o miscare verticala a bielei sertarului, bara de comanda este articulata la o piesa in forma de "L", de obicei in varful laturii verticale. Piesa respectiva are o articulatie la cot, prin intermediul careia este montata pe sasiu. Latura orizontala a acestei piese duce la bara de ridicare (aka "Haengeeisen", "lifting rod" etc) sau la glisiera Kuhn (aka "Kuenscher Schleifer", "Kuhn slide" etc), iar aceste piese ridica sau coboara biela sertarului fatza de punctul fix al culisei.
Conform teoriei pe care o stiu eu, pentru ambele versiuni ale distributiei, mersul inainte este comandat de coborarea bielei sertarului sub punctul fix, iar mersul inapoi prin ridicarea ei deasupra punctului fix, daca simpaticele contramanivele se afla in pozitiile cunoscute, adica inclinate inainte pentru admisie interioara, respectiv inclinate inapoi pentru admisie exterioara.
In marea majoritate a cazurilor, piesa "L" este pozitionata pe partea dreapta si are latura verticala orientata in sus. Daca latura orizontala este orientata spre inainte, atunci impingerea inainte a barei de comanda duce la coborarea bielei sertarului sub punctul fix, caz in care locomotiva porneste inainte, respectiv tragerea inapoi a barei de comanda duce la ridicarea bielei sertarului deasupra punctului fix, caz in care locomotiva porneste inapoi. Daca latura orizontala a piesei "L" actioneaza glisiera Kuhn de pe capatul bielei sertarului, atunci aceasta latura orizontala nu poate fi orientata decat spre inainte, deci mecanismele distributiei sunt asa cum le-am descris de atatea si atatea ori.
Daca, din diverse motive, latura orizontala a piesei "L" este orientata spre inapoi, atunci impingerea inainte a barei de comanda duce la ridicarea bielei sertarului, ceea ce ar insemna mers inapoi, respectiv tragerea inapoi a barei de comanda duce la coborarea bielei sertarului, ceea ce ar insemna mers inainte. Pentru a se evita aceasta "inversare" a efectului actionarii rotii de mana, contramanivelele sunt orientate invers fata de pozitiile cunoscute, adica inclinate inapoi pentru admisie interioara, respectiv inclinate inainte pentru admisie exterioara.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 August 2007
3.413
117
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Cu verde am incercuit bara de comanda a sensului de mers, cu galben piesa "L" (care este denumirea ei corecta? :D) si cu albastru bara de ridicare ("Haengeeisen"). Deocamdata am gasit poze ale unor miniaburoase, dar voi cauta si poze ale aburoaselor reale. Iata aici BR50 Roco, BR41 Fleischmann si BR78 Fleischmann, toate fiind cu admisie interioara, fapt ilustrat de faptul ca tija sertarului se afla articulata pe biela de avans sub articulatia bielei sertarului. Aburoasele 50 si 41 au piesa "L" cu latura orizontala spre inainte, dar aburoasa 78 are piesa "L" cu latura orizontala spre inapoi.

Aburoasele 50 si 41 au contramanivelele inclinate inainte, iar aburoasa 78 le are inclinate inapoi, desi, asa cum spuneam, toate trei au distributie Heusinger cu admisie interioara. Din pacate, mini-aburoasa 50 are pe partea stanga... celebra greseala :(
 

catalin

Mecanic locomotiva
Trenulist
24 Aprilie 2007
2.885
80
Bucuresti
YAHOO
[email protected]
LOCATION
Bucuresti
Piesa "L" se numeste arbore de comanda .
Roata de mana cum ii zici tu se numeste schimbator de mers si din ea se regleaza directia si gradul de admisie.
 

Pok

Active Member
Trenulist
28 Decembrie 2007
132
0
Brasov
LOCATION
Brasov

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 August 2007
3.413
117
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Iata aici o comparatie intre sistemul cu admisie interioara (stânga) si cel cu admisie exterioara (dreapta), la mers inainte:

In sistemul cu admisie interioara (stanga), aburii intra in cilindru (sunt admisi) trecand prin interiorul sertarului, iar in sistemul cu admisie exterioara prin exteriorul acestuia, ocolindu-l.
Aburii proaspeti sunt reprezentati cu rosu, iar cei expandati cu albastru. In aceasta pozitie a rotilor, este necesar ca aburii proaspeti sa fie admisi in dreapta pistonului pentru ca locomotiva sa avanseze. Astfel, ca urmare a diferentei de conceptie dintre cele doua sisteme, sertarul sistemului cu admisie interioara trebuie sa fie impins inainte, iar sertarul sistemului cu admisie exterioara trebuie sa fie tras inapoi. Bielele sunt astfel proiectate, executate si reglate incat sa asigure miscarile adecvate ale sertarelor.
Si acum cateva cuvinte despre ceea ce eu denumisem "piesa L", reprezentata cu verde in diagramele de mai sus :D:
Bielele sertarelor de pe ambele parti trebuie sa fie manevrate in mod identic, ceea ce se realizeaza prin intermediul arborelui de comanda - dupa cum bine spune Catalin :aplauze: - care are la capete cate un brat orizontal, pe care eu il denumisem "latura orizontala a piesei L", prin intermediul carora ambele biele ale sertarelor sunt ridicate/coborate in exact acelasi mod. Arborele de comanda este actionat de un brat vertical, pe care eu il denumisem "latura verticala a piesei L", aflat numai pe partea dreapta, la care este articulata bara de comanda, actionata de mecanic din cabina prin intermediul schimbatorului de mers.
Ceea ce eu denumisem "piesa L" reprezinta, de fapt, bratul vertical si cel orizontal de pe partea dreapta, ambele fixate pe capatul arborelui de comanda. Te rog sa ma ajuti cu denumirile corecte ale acestor piese, Catalin, si inca o data iti multumesc ca mi-ai atras atentia asupra lor 8)
 
Ultima editare:

victorian

Well-Known Member
Trenulist
21 Octombrie 2007
2.229
4
Constanta
LOCATION
Constanta
Mircea,

Multumesc frumos de desen si de lamuriri cu privire la ce inseamna "admisie interioara" si "admisie exterioara".

Totusi, da-mi voie sa-ti spun, in calitate de nespecialist, ca mi-a ramas o mare nelamurire.

Mai precis, eu cred ca modul de admisie al aburului in sertar (interior sau exterior) nu afecteaza esential modul de functionare al sertarului, care trebuie sa actioneze din punct de vedere TEMPORAL in acelasi moment precis, adica incepe sa faca admisia INAINTE de momentul in care pistonul a ajuns la cursa minima, si incepe sa faca evacuarea INAINTE de momentul in care pistonul a ajuns la cursa maxima. Indiferent daca miscarea se face spre inainte, sau spre inapoi si daca miscarea pistonului inainte e comandata de o miscare inainte a sertarului, sau invers. Daca nu exista acest avans al miscarii sertarului, practic nu poate sa existe o auto-sustinere a miscarii!

Acest avans al miscarii sertarului se realizeaza prin celebra "inclinare" a contra-manivelei, iar inclinarea ei (inainte sau inapoi) nu depind, dupa umila mea parere, de modul de admisie al aburului, ci in mod specific de modul in care sunt legate bielele.

Ca sa pot explica mai bine la ce ma gandesc, voi apela mai intai la o perspectiva istorica, incepand cu primele motoare cu aburi.

Primele motoare cu aburi aveau o mare problema in definirea sensului de rotire, pentru ca miscarea simetrica de du-te vino a pistonului poate fi "tradusa" la fel de bine printr-o rotire in sens orar, ca si printr-o rotire in sens anti-orar. Ceea ce face diferenta este exact primul impuls de pornire, de aceea distributia primelor masini cu aburi de tip Stephenson se facea folosind DOUA seturi diferite de excentrice pentru distributie, una pentru rotire orara, cealalta pentru rotire anti-orara.

Intotdeauna, sensul de mers este dat de miscarea initiala a pistonului, deci pentru ca pistonul sa actioneze intr-un sens, trebuie ca MAI INTAI sertarul sa se miste in acel sens.

Fara a mai face toata teoria dezvoltarii distributiei, modul practic in care s-a ajuns sa se "comute" sensul la distributiile Stephenson avansate este prin intermediul acelei piese in forma de semiluna denumita CULISA. Culisa este actionata la un capat de un excentric pentru mersul inainte si de un al doilea excentric, pe celalt capat, pentru mers inapoi. Cand prin intermediul barei de comanda a sensului se alege sensul "inainte" practic se comuta bara radiala pe miscarea excentricului care ajunge la maximul de miscare "inainte" de miscarea pistonului.

Acest maxim de miscare "inainte", daca bine imi aduc eu aminte, este ceea ce se cheama "avans unghiular", pentru ca la un motor la care timpul este reprezentat printr-o rotire completa, o fractiune din acest timp este un sector din acea rotire, adica un unghi.

Acum, la distributiile tip Walschaerts (care este denumita Heusinger de catre germani) marea "lovitura" este disparitia unui set de excentrice. Cum se face asta? Au realizat simultan mai multe lucruri, anume:

a) miscarea pendulara se poate transmite direct de la capul de cruce la distributie prin intermediul unor parghii, fara sa mai fie nevoie de acel excentric suplimentar.

b)miscarea simetrica a culisei (care la distributiile Stephenson era obtinuta prin intermediul a doua excentrice) poate fi obtinuta pur si simplu fixand culisa pe un ax, la mijloc, moment in care ea o sa "balanseze" simetric fata de un punct median.

c)stabilitatea sistemului este obtinuta prin intermediul "punerii in opozitie" a doua functii simetrice cu ajutorul parghiei de comanda. Aceasta este miscata la un capat de o functie directa (capul de cruce) iar la capatul celalalt de o functie inversa (excentricul de comanda al contramanivelei). E o echilibrare dinamica superb executata si cred ca acei oameni minunati care au reusit sa-si imagineze toata chestia asta sunt, si astazi, niste genii.

In final, dupa parerea mea pozitia contramanivelei (inclinata spre inainte sau spre inapoi) nu depinde de modul de realizare al admisiei, ci de modul specific in care este legat sertarul de parghia de comanda. Iti atrag atentia ca parghia de comanda nu este o parghie in sensul clasic al cuvantului, adica nu are un punct fix de articulare; ea se misca cu totul si efectueaza o miscare complexa de rotire/translatie.

Chestia asta apare si in desenele tale: in primul caz, al contramanivelei aplecate spre fata, sertarul este legat INTRE cele doua biele de comanda. In al doilea caz, al contramanivelei aplecate spre spate, sertarul este legat DINCOLO de biela de comanda superioara.

E doar o parere, si inca, din pacate, una de ne-specialist. Regret in continuare ca nu am acces la Lexiconul Tehnic Roman al tatalui meu, care este ratacit undeva prin biblioteca pustilor mei la Bucuresti si nu-l gasesc pentru moment. Acolo chestiile astea erau mult mai bine explicate, de niste oameni care chiar se pricepeau!

Vezi si aici:
Distributia tip Stephenson: http://en.wikipedia.org/wiki/Stephenson_valve_gear
Distributia Walschaerts/Heusinger: http://en.wikipedia.org/wiki/Walschaerts_valve_gear

In speranta ca n-am fost complet incoerent, as vrea sa-ti amintesc ca un arhitect este prin definitie un "amestec" intre un inginer si un artist, asa ca o asemenea natura duala duce uneori la conflicte ireconciliabile, iar daca am fost incoerent, inseamna ca a prevalat latura "artistica" :D

O zi buna!
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 August 2007
3.413
117
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Atunci cand locomotiva cu aburi sta pe loc, biela sertarului este aproximativ orizontala si trece peste punctul fix al culisei, astfel incat sertarul NU permite admisia aburilor in cilindri, chiar daca regulatorul de aburi ar fi deschis (cred ca asa se numeste piesa respectiva :D). Totusi, dupa cate cred eu ca stiu, la manevra de oprire a locomotivei, mai intai se opresc aburii si numai dupa aceea se aduc bielele sertarelor peste punctele fixe ale culisei (neutru).
Pornirea locomotivei in sensul dorit se face prin pozitionarea adecvata a bielelor sertarelor fata de punctele fixe ale culiselor (sub punctele fixe = inainte, deasupra punctelor fixe = inapoi), urmata de deschiderea regulatorului de aburi. Astfel, sertarele fiind deja pozitionate adecvat, aburii care sosesc de la cazan vor impinge pistoanele in sensurile corecte si vor pune locomotiva in miscare. Mai mult, prin ridicarea/coborarea bielelor sertarelor sub unghiuri mai mari sau mai mici, este controlata cursa sertarelor, care vor deschide mai mult sau mai putin canalele prin care aburii sunt admisi in cilindri. Aici este o intreaga teorie si, de fapt, o intreaga arta de manevrare adecvata a schimbatorului de mers (ceea ce eu denumisem "roata de mana"), in functie de ceea ce mecanicul doreste ca locomotiva sa execute.
Sincronizarea miscarilor sertarelor cu miscarile pistoanelor este realizata de mecanismele de distributie, avand ca element de reglaj unghiul de ridicare/coborare a bielelor sertarelor fatza de punctele fixe ale culiselor. Bielele sunt astfel concepute incat sa asigure aceasta sincronizare, tinand cont de tipul de admisie, interioara sau exterioara.
 

victorian

Well-Known Member
Trenulist
21 Octombrie 2007
2.229
4
Constanta
LOCATION
Constanta
Mircea,

Ca un aparte la discutia asta, ai cumva cunostinta de un joc pe computer care se cheama "Train Driver"?

E un joculet foarte fain, in care esti pus in postura unui mecanic de tren care conduce o locomotiva cu aburi, si o conduci exact prin intermediul celor parametrilor pe care ii ai la dispozitie si in cazul unei locomotive cu aburi reale, respectiv mecanismul de schimbare a avansului distributiei, regulatorul de abur si frana (mecanica).

Mai e de precizat ca, asa cum in mod corect ai amintit mai sus, mecanismul de schimbare a avansului (si a sensului) permite nu numai schimbarea stricta a sensului de mers, ci si o larga paleta de unghiuri de avans ale distributiei, de la "zero" la "maxim".

Ce-mi pare mie rau este ca arta de a conduce o locomotiva cu aburi reala este una deja aproape uitata, e doar o chestie de timp pana cand ultimii mecanici de locomotiva din Romania vor disparea din lumea aceasta si fiindca nu exista vreo modalitate practica prin care ei sa poata transmite cunostintele lor mai departe, ea va deveni pur si simplu o arta uitata, la fel ca si constructia de catedrale gotice, prepararea focului grecesc sau a albastrului de Voronet.
 

mpursu

Well-Known Member
Trenulist
25 August 2007
3.413
117
Oradea
railcrisana.wordpress.com
WEBSITE
https://railcrisana.wordpress.com/
LOCATION
Oradea
YOUTUBE
mpursu
Desi nu sunt un "fan" al jocurilor pe computer, imi amintesc vag de un joc de acest fel, in care aveam la indemana regulatorul de aburi, schimbatorul de sens, frana, fluierul, luminile si alte minuni de acest fel. Ba chiar aveam posibilitatea sa "ies" din locomotiva si sa admir trenul din diferite unghiuri, trecand pe linia pe care tot eu o alesesem in prealabil. Era si nu_stiu_ce traseu elvetian pe acolo 8). Sunetele erau destul de realiste, ceea ce nu pot spune si despre... (evident :D)... bielele aburoaselor si despre miscarea trenului pe sine.
Revenind la subiect, conducerea unei locomotive cu aburi este intr-adevar o arta, bazata exclusiv pe indemanarea si experienta mecanicului sau, mai bine zis, a echipei din cabina :aplauze:. Intr-un documentar de pe Discovery, realizatorul emisiunii a chiar condus o minunata aburoasa si a spus ca sentimentul de a controla aceasta imensa masina si fortele enorme din interiorul ei este inegalabil. Stiu ca ma repet, dar nu pot sa nu (re-re-re-) amintesc o alta zicere tot de pe Discovery: "sa mergi cu un tren tras de o locomotiva cu aburi, este o aventura, pe cand sa mergi cu un tren tras de o locomotiva diesel, este doar o calatorie". Bineinteles ca NU subapreciez ultra-modernele locomotive electrice sau diesel (enumerate in ordinea preferintei, dupa aburoase :D), care au de partea lor randamentele mult superioare, vitezele mult mai mari si conducerea asistata de computer, insa... locomotivele cu aburi au un farmec aparte si un je_ne_sais_quoi care, pe mine cel putin, ma captiveaza totdeauna. Recunosc ca nu stapanesc chiar TOATE aspectele care tin de functionarea acestei bijuterii a tehnicii din alte vremuri, insa prefer sa expun ceea ce stiu si, ajutat & corectat de voi ceilalti, sa-i redau toata stralucirea pe care o merita.