ブリードチェーン駆動動弁装置

ブレイドチェーン駆動バルブ ギアは、第二次世界大戦中にオリバー ブレイドがパシフィック (4-6-2)設計で使用するために設計した蒸気機関車 バルブ ギアの一種です。 イギリス南部鉄道特有のもので、サービス要件を最小限に抑えたコンパクトで効率的な設計を実現するために、 自動車の慣例を借用しました。

ブレイドがマーチャント ネイビー級およびウェスト カントリー級 / バトル オブ ブリテン級の中央連結車軸を駆動する 3 つのシリンダーを採用するという決定は、いくつかの問題を引き起こしました。シリンダーごとに独立したバルブ ギアが備わっていたため、従来の内部機構のためのスペースがほとんどありませんでした。^[1]この結果、ブレイドは、システム全体をケースに収められるほどコンパクトな、 新しい小型のワルシャートモーションを設計しました。3 つのバルブ ギア セットはすべて、補助の 3 スロー クランクシャフトから作動しました。^[2]モールス逆歯駆動チェーンは、駆動車軸の 3 連スプロケットからアイドラー スプロケットまで水平に伸び、そこから 2 番目のチェーンが下向きにクランクシャフトまで伸びていました。^[3] 2 つのチェーンを使用することで、バルブ ギアはスプリング上の駆動車軸の動きから分離されました。アイドラー スプロケットを動かして両方のチェーンに適切な張力を与えることができましたが、実際には垂直チェーンのみが調整されました。^[4]

補助クランクシャフトは、偏心ロッドとバルブ装置のコンビネーションレバーの両方を駆動しました。ピストンバルブは外部吸入タイプでした。^[5]バルブヘッドは二重ガーダー配置で接続されており、各バルブヘッドは、2つのガーダーの間、2つのヘッドの中間にある垂直ロッキングシャフトによって作動し、さらに接続リンクがバルブヘッドのすぐ後ろの最も前面に回転しました。密閉された振動シャフトがオフセットされた上部ロッカーアームとリンクを駆動し、アセンブリ全体が蒸気室の排気空間内で動作しました。吸入蒸気がバルブの外側の面で機能する利点は、最大圧力下の容積が両端で完全に密閉され、漏れやすいグランドがないことです。

バルブ機構と内部のコネクティングロッドは、メインフレームメンバーの間にある垂直のスチールボックスで構成されるオイルバスに収められており、40英ガロン（182リットル、48米ガロン）のオイルが入っていた。 ^[6]約2インチ（51 mm）の深さのオイルがバス内にあり、内部の大端部は飛沫潤滑され、2つのポンプが穴あきパイプを通してさまざまなバルブ機構ピンにオイルを噴霧した。^{[6] [7]}これらはいずれも特に革新的なものではなく、内燃機関の慣習から借用したもので、蒸気で使用する場合は、センチネル貨車工場の蒸気モーターで確立された慣習であった。この配置により、すべての可動部分に毎日オイルを注ぐ必要がなくなり、また、可動部分が風雨から保護されるため、メンテナンスなしで10万マイル（16万km）走行できると考えられた。この考慮により、ブレイドのリーダー級では、改良された形ではあるものの、このシステムが継続して使用されることになった。

実際には、この配置にはいくつかの欠点があった。不適切な溶接手順により、オイルバスケーシングに亀裂が発生した。^[7] 結露により腐​​食が発生し、不適切なシールからオイルが漏れてホイールスリップや火災の危険が発生した。^[8]バルブタイミングは非常に予測不可能であった。これはチェーンの伸びによるものとされてきたが、ブレイドはそれを考慮に入れていると主張した。チェーンは、約30,000～36,000マイル（48,000～58,000 km）でバルブとピストンの検査の一環として交換されたが、その時点でチェーンはかなり摩耗していた。^[4]チェーンピンとスプロケットのこの摩耗により、チェーンが最大6インチ（15.2 cm）伸びる可能性がある。ブレイドは、3インチ（76.2 mm）のたるみはチェーンに負荷がかかったときに吸収され、残りのバルブの不規則性はカットオフを調整することで修正されると主張した。^[6]

ギアの非効率の原因はチェーンの伸びだと広く考えられているが、別の原因はレバーの連続的な比率、特に「小型化された」バルブギアの限られた動きを長いストロークのピストンバルブを駆動するユニオンリンクに伝える倍増ロッカーによる幾何学的なものである可能性がある。これらのロッカーだけでは、正確なバルブタイミングを達成することが困難になり、駆動機構にストレスが生じ、その症状としてチェーンの伸びの可能性が増加する。拡張リンクの最大ストロークは2.25インチ（5.7 cm）であった。最大バルブストローク6インチ（15.2 cm）を提供するために、ロッカーアームは補助クランクシャフトの動きを8：3の比率で倍増した。^[6]ピンジョイントの摩耗の影響も同じ比率で倍増し、ドライバーが同じカットオフを維持した場合でも、シリンダー間でバルブの開きが変化する原因となった。^[9]

さらに複雑なのは、採用されたイーストリー型の蒸気逆転装置の予測不可能な動作であった。^[7]この逆転装置が蒸気室の圧力変動下で誤動作した場合、機関車はまるで意志を持っているかのように思われた。^[10]たとえば、逆転装置がフルギアに入ると、動きの緩みによりバルブが設計上の最大移動距離を超えてしまう。その結果、機関車は解き放たれた競走馬のように急発進し、石炭の消費量が増え、煙突から火が消え、激しい高速スリップの危険にさらされる。

これらの問題が重なり、最終的にギアは従来の方法で取り付けられた 3 つの別々の Walschaerts ギア セットに置き換えられました。