振動シリンダー蒸気エンジン

揺動シリンダー蒸気エンジン（米国ではウォブラーとも呼ばれる） ^{[要出典]は、}バルブギアを必要としないシンプルな蒸気エンジン設計（18世紀末にウィリアム・マードックが提案）です。代わりに、クランクがピストンを動かすとシリンダーが揺れ、取り付けトラニオン内で回転し、シリンダーのポートが固定ポート面のポートと交互に並び、蒸気をシリンダーに出入りさせます。

振動シリンダー蒸気エンジンは現在、主に玩具や模型に使用されていますが、過去には主に船舶や小型の定置エンジンなどの実物大の実用エンジンに使用されていました。振動シリンダー蒸気エンジンには、単純であるため製造コストが低いという利点があります。また、同じ容量の他のタイプのシリンダーよりもコンパクトになる傾向があるため、船舶での使用に有利です。

ピストンを正しい方向に押すには、サイクルのちょうどよいタイミングで蒸気をシリンダーの端に送り込む必要があります。反対方向には、蒸気をシリンダーから逃がす必要があります。クランクシャフトが回転すると、ピストンロッドは上下(垂直シリンダーの場合は左右) および内外に動きます。ピストンロッドは剛性があり、ピストン自体は直径に対して長いため、シリンダーは特殊な取り付け部 (トラニオン) 上で揺れ、または「振動」します。おもちゃや模型のエンジンによく見られる設計では、シリンダーの側面の穴 (複動シリンダーの場合は両端に 1 つずつ) とポートブロックの 2 つの穴が、この揺れ運動によって正しいタイミングで穴が一列に並ぶように配置されており、蒸気が一方向にシリンダーに入り、反対方向に大気またはコンデンサーに逃げることができます。 ^[1]

フルサイズのエンジンでは、蒸気ポートと排気ポートは通常、ピボット（トラニオン）マウントに組み込まれています。ただし、振動運動によって制御される別々のバルブが提供される場合があります。これにより、カットオフタイミングを変更して膨張作業が可能になります。^{[説明が必要]または、}ウルフ複合によって膨張作業を提供することもできます。2つの膨張ステージが1つのシリンダー内の1つのピストンの両側に提供され、すべてがトランクエンジンとして配置されている場合、同様にコンパクトです（ただし、振動シリンダーエンジンは、トランクエンジンが提供するコンパクトさの利点を享受しません。これは、独自の設計機能によってすでに備わっているためです）。膨張作業への各アプローチは、シンプルさの利点を犠牲にしますが、コンパクトさの利点は依然として保持します。^[2]

振動シリンダー エンジンは、バルブ リンク機構 (通常の固定シリンダーの場合のように) がないため、バルブ リンク機構によって逆転させることはできません。エンジンを逆転させるには、入口と出口の間の蒸気接続を逆にするか、小型エンジンの場合は、トラニオンのピボット ポイントを移動して、シリンダー内のポートがポート面の別のペアのポートと一列になるようにします。後者の場合、固定ポート面には通常 3 つのポートが設けられており、中央のポートが蒸気供給用で、外側の 2 つが排気用です。必要な運転方向に応じて、常にそのうちの 1 つだけが使用されています。

18世紀後半には、すでに振動式蒸気機関の海洋利用の提案がなされていた。1822年、80馬力の振動式エンジンを搭載した最初の鉄製蒸気船、アーロン・マンビー号が完成した。1827年、ジョセフ・モーズレーは、改良されたバルブギアを備えた独自開発の海洋振動式エンジンの特許を取得した。イギリスの技術者ジョン・ペンによってさらなる改良が行われ、続いて1853年にスコットランドのジョン・スコット・ラッセルによって3気筒バージョンが導入された。^[3]

初期の造船業者は、船の狭い空間内では振動エンジンの可動部品が危険であると考えていました。しかし、後にこのエンジンの人気が高まり、このタイプのエンジンを搭載した外輪船は1860年代まで建造され、中には1,600馬力を超える出力のものもありました。^[3]

ウィキメディア・コモンズには、振動シリンダー蒸気エンジンに関連するメディアがあります。

• エルボーエンジン- 追加のバルブギアを必要としない、シリンダーポートを備えた別のエンジン
• カーペット鉄道- 「バーミンガム・ドリブラー」のおもちゃの機関車はこのタイプのエンジンを使用していました