Paxman Hi-Dyne engine
પેક્સમેન હાઈ-ડાયન એન્જિન એ કોલચેસ્ટરના બ્રિટિશ એન્જિન ઉત્પાદકો પેક્સમેન દ્વારા રેલ પરિવહનના ઉપયોગ માટે વિકસાવવામાં આવેલા પ્રાયોગિક ડીઝલ એન્જિનનું એક સ્વરૂપ હતું. તેઓ તેમની ઝડપ શ્રેણીમાં સતત પાવર આઉટપુટ આપવા માટે ચલ સુપરચાર્જિંગનો ઉપયોગ કરતા હતા. "હાઈ-ડાઇન" નામ ડાઇનનો સંદર્ભ છે, જે બળનું સી. જી. એસ. એકમ છે, અને પરોક્ષ રીતે ટોર્ક છે. ડીઝલ-યાંત્રિક એન્જિનમોટિવ્સ ડીઝલ એન્જિનમોટિવ્સ 1930ના દાયકામાં વિશ્વસનીય, સઘન ડીઝલ એન્જિનની ઉપલબ્ધતા પછી દેખાયા હતા. પ્રથમ યાંત્રિક પ્રસારણ સાથે ઓછી ઝડપના શંટર્સ હતા. આ પછી ડીઝલ-ઇલેક્ટ્રિક ટ્રાન્સમિશન સાથે વધુ શક્તિશાળી હાઇ-સ્પીડ એક્સપ્રેસ એન્જિનોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. આ વિદ્યુત પ્રસારણ અને તેમની ટ્રેક્શન મોટર ખર્ચાળ અને જટિલ હતી, જોકે ઘણીવાર તેમના જાળવણી સ્ટાફ માટે સંપૂર્ણપણે નવી કુશળતાની જરૂર પડતી હતી. હળવા ડીઝલ રેલકારોમાં ફોટિંગરના ટોર્ક કન્વર્ટરનો ઉપયોગ થતો હોવા છતાં, હજી સુધી કોઈ ઉચ્ચ-શક્તિ ડીઝલ-હાઇડ્રોલિક ટ્રાન્સમિશન વિકસાવવામાં આવ્યું ન હતું. યાંત્રિક પ્રસારણ પર આધારિત શક્તિશાળી અને વિશ્વસનીય ડીઝલ એન્જિનની સ્પષ્ટ માંગ હતી. ટ્રાન્સમિશન માટેની મુખ્ય જરૂરિયાતોમાંની એક એ છે કે એન્જિનની ઝડપને લોકોમોટિવની ઝડપ સાથે સરખાવવી, જેથી એન્જિન તેની ઉપયોગી ઓપરેટિંગ સ્પીડ રેન્જમાં કામ કરી શકે. તમામ એન્જિનમોટિવ્સને સ્ટાર્ટઅપ માટે શૂન્ય રેલ ગતિથી ઉચ્ચ ટોર્ક પહોંચાડવાની જરૂર છે. ટ્રાન્સમિશનથી જરૂરી ગિયર રેશિયોની એકંદર શ્રેણી આમ ટ્રેનની મહત્તમ ઝડપ પર આધાર રાખે છે. એન્જિનની પાવર બેન્ડ જેટલી સાંકડી હોય છે, ગિયરબોક્સ ગુણોત્તરનું વધુ ચોક્કસ નિયંત્રણ જરૂરી છે, કાં તો સતત પરિવર્તનશીલ ટ્રાન્સમિશન અથવા વધુ ગુણોત્તર સાથે અલગ ગુણોત્તર ટ્રાન્સમિશનનો ઉપયોગ કરીને. વધુને વધુ જટિલ પ્રસારણ બનાવવાને બદલે, પેક્સમેને વધુ લવચીક એન્જિન વિકસાવવાનું પસંદ કર્યું. હાય-ડાયન સિદ્ધાંત એન્જિનની ઉત્પાદન શક્તિ તેના ટોર્ક અને ગતિનું ઉત્પાદન છે. ટોર્ક ઝડપ સાથે બદલાય છે, મહત્તમ મૂલ્ય સુધી વધે છે અને આની ઉપર અને નીચે બંને તરફ પડે છે. જે શ્રેણી માટે ટોર્ક મહત્તમનું ઉપયોગી પ્રમાણ છે તેને 'પાવર બેન્ડ' તરીકે વર્ણવવામાં આવે છે. ડીઝલ એન્જિન સામાન્ય રીતે પેટ્રોલ એન્જિન કરતાં વધુ વ્યાપક બેન્ડ ધરાવે છે અને તેઓ આંશિક થ્રોટલ સેટિંગ્સમાં ઓછી બળતણ-કાર્યક્ષમતા પણ ગુમાવે છે. હાઈ-ડાઇન સિદ્ધાંત એવા એન્જિનનું ઉત્પાદન કરવાનો હતો જ્યાં ટોર્ક વળાંક સામાન્યની વિરુદ્ધ હોયઃ નીચા પરિભ્રમણ પર મહત્તમ અને વધતી ઝડપ સાથે ધીમે ધીમે ઘટતું જાય, જેથી એકંદર શક્તિ (ટોર્ક અને શક્તિનું ઉત્પાદન) સ્થિર રહે, ગમે તે ગતિ હોય. આવા એન્જિનને સામાન્ય રીતે મહત્વાકાંક્ષી એન્જિન ડિઝાઇન દ્વારા જ પ્રાપ્ત કરી શકાતું નથી. 1930ના દાયકાથી સુપરચાર્જિંગ ડીઝલ એન્જિનના પ્રયોગો, શરૂઆતમાં સુલ્ઝર અને સૌરર દ્વારા, દર્શાવવામાં આવ્યા હતા કે મજબૂત રીતે બાંધવામાં આવેલા ડીઝલ એન્જિનને ભારે રીતે સુપરચાર્જ કરી શકાય છે, જેથી તેનું આઉટપુટ ટોર્ક ઘણી ગણી વધી શકે છે. આ પ્રક્રિયા પરની અંતિમ મર્યાદા વિસ્તરી રહેલા વાયુઓ દ્વારા પિસ્ટન પર કરવામાં આવેલા કાર્ય દ્વારા શક્તિ કાઢવાની એન્જિનની ક્ષમતા બની હતી. ટર્બોચાર્જર લાગુ કરીને, ઓછી ઝડપે ટોર્ક (અને આમ શક્તિ) વધારવું શક્ય છે, જેથી ટોર્ક ટોચ પર કુદરતી રીતે મહત્વાકાંક્ષી મહત્તમ શક્તિ સાથે મેળ ખાય. જો ટર્બોચાર્જર અને તેના ઇનલેટ મેનીફોલ્ડને નીચા દબાણ પર જરૂરી બુસ્ટ પ્રદાન કરવા માટે કાળજીપૂર્વક માપવામાં આવે, પરંતુ તેનાથી ઉપર પ્રમાણમાં સ્થિર રહેવા માટે વિતરિત વોલ્યુમ માટે, આરપીએમ સાથે ઇન્વર્સ ટોર્ક લાક્ષણિકતા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. એન્જિન ફેલ લોકોમોટિવ ચલ સુપરચાર્જિંગ દ્વારા સ્થિર-શક્તિ ડીઝલ એન્જિનની સમાન વિભાવનાનો ઉપયોગ અગાઉ મલ્ટી-એન્જિન 2,000 બીએચપી યાંત્રિક ટ્રાન્સમિશન ફેલ લોકોમોટિવ (બ્રિટિશ રેલ 10100) માં કરવામાં આવ્યો હતો. આમાં કુલ છ એન્જિનનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતોઃ ચાર પેક્સમેન 12આરપીએચ પાવર એન્જિન અને બે એઇસી એ210ડી એન્જિન માત્ર હોમ્સ-કોનરસવિલે રૂટ્સ સુપરચાર્જરને ચલાવવા માટે હતા. ઓછી ઝડપે, 24 માઇલ પ્રતિ કલાકની ઝડપે, ચાર એન્જિનને એક પછી એક ગિયરમાં લાવવામાં આવ્યા હતા. આ ઝડપથી ઉપર, અને લોકોમોટિવની મહત્તમ 84 માઇલ પ્રતિ કલાકની ઝડપે, સુપરચાર્જર એન્જિનની ઝડપને ગવર્નર દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવી હતી જેથી સુપરચાર્જ્ડ માસ-ફ્લો જાળવી શકાય અને આમ આઉટપુટ પાવરને સતત જાળવી શકાય. સંપૂર્ણ ઝડપે, સુપરચાર્જિંગની અસર લગભગ શૂન્ય થઈ ગઈ હતી, કારણ કે સુપરચાર્જરમાંથી પસાર થતો પ્રવાહ હવે આ ઝડપે મુખ્ય એન્જિનની સામાન્ય માંગની સમકક્ષ હતો. જો કે આ સિસ્ટમ સરળ ડ્રાઈવ પ્રદાન કરવામાં લવચીક સાબિત થઈ હતી અને સેવામાં વિશ્વસનીય હતી, તેમાં જટિલતાની ખામીઓ હતી અને એ પણ કે જ્યારે લોકોમોટિવ પરની માંગ મહત્તમ હતી ત્યારે સંભવિત વધુ શક્તિશાળી એન્જિન તેમના મહત્તમ પર કામ કરી રહ્યા ન હતા. હાય-ડાયને ટર્બોચાર્જર લાક્ષણિકતા વળાંકનો ઉપયોગ કર્યો હતો જે નીચા આર. પી. એમ. પર સંપૂર્ણ બુસ્ટ પ્રદાન કરવા માટે પૂરતો હતો, પરંતુ એન્જિનની ગતિમાં વધારો થતાં આની ઉપર ગૂંગળામણ થઈ હતી, જેથી બુસ્ટમાં ઘટાડો થયો અને આમ આઉટપુટ ટોર્ક પણ. ઈન્જેક્શન પંપ દ્વારા એન્જિન ઇંધણ પુરવઠો ગવર્નર દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવતો હતો. સામાન્ય વ્યવસ્થાને બદલે જ્યાં ડ્રાઇવરના લીવરમાંથી નિયંત્રણ ઇનપુટ એન્જિનની ઝડપ નક્કી કરે છે જે ગવર્નર દ્વારા જાળવવામાં આવે છે, હાઈ-ડાયને એન્જિનમાં નિયંત્રણ ઇનપુટ આઉટપુટ પાવર સ્તર પસંદ કરે છે, જે ગવર્નર દ્વારા જાળવવામાં આવતું હતું. 1954માં પ્રથમ પ્રોટોટાઇપ હાઈ-ડાઇન એન્ટરપ્રાઇઝમાં સ્થાપિત કરવામાં આવ્યું હતું, જે 48 ટનનું હડ્સવેલ ક્લાર્ક ઔદ્યોગિક એન્જિન હતું. આનું પરીક્ષણ વિવિધ ઔદ્યોગિક ઉપયોગો માટે કરવામાં આવ્યું હતું, ખાસ કરીને સ્ટોકટનથી ડાર્લિંગ્ટન લાઇન પર કોલિયરી ટ્રાફિક માટે. નાના લોકોમોટિવના પરીક્ષણ માટે અસામાન્ય રીતે, પરીક્ષણ ટ્રેનોમાં ડાયનેમોમીટર કારનો પણ સમાવેશ થતો હતો. આ એન્જિન 6-સિલિન્ડર RPHXL V એન્જિન હતું જે બ્રાઉન બોવેરી VTR 160 ટર્બોચાર્જરથી સજ્જ હતું. રાજ્યપાલ 735 અને 1,250 આર. પી. એમ. વચ્ચે 210 બી. એચ. પી. નું સતત વીજ ઉત્પાદન આપવા માટે તૈયાર હતા. ફીટ કરેલ ટ્રાન્સમિશન પ્રવાહી કપ્લિંગ્સની જોડી સાથે ત્રણ સ્પીડ ડ્યુઅલ ફ્લુઇડ્રાઇવ ગિયરબોક્સ (ડ્યુઅલ ક્લચ ટ્રાન્સમિશનનું એક સ્વરૂપ) હતું. આ ગિયરબોક્સનો ફાયદો એ હતો કે તે ગિયર બદલતી વખતે ક્ષણિક શક્તિ ગુમાવવાનું ટાળે છે. જ્યારે હળવા લોકોમોટિવ્સ ઢોળાવ પર ભારે ટ્રેનો શરૂ કરી રહ્યા હતા ત્યારે આ એક મૂલ્યવાન લક્ષણ હતું, કારણ કે તેનાથી ટ્રેનને નિયંત્રણથી દૂર જતા ટાળવામાં મદદ મળી હતી. આ લોકોમોટિવનો વધુ ટકાઉ, જોકે અસ્પષ્ટ, વારસો તેના નામને કારણે હતો. આ લોકોમોટિવ સૌપ્રથમ 1954 માં ડી. પી. 1, પ્રોટોટાઇપ ક્લાસ 55 ડેલ્ટિકના નિર્માણ દરમિયાન દેખાયું હતું. ડી. પી. 1 પાસે પહેલેથી જ આંતરિક પ્રોજેક્ટનું નામ એન્ટરપ્રાઇઝ હતું અને તેનો હેતુ તેની ડિલિવરી પર લોકોમોટિવને સમાન નામ આપવાનો હતો. હડ્સવેલ ક્લાર્ક સાથે મૂંઝવણ ટાળવા માટે, અને આવા નાના અને નાના લોકોમોટિવ સાથે આ પ્રતિષ્ઠિત પ્રોજેક્ટના જોડાણને બદલે, DP1 એ તેના ડેલ્ટિક પ્રાઇમ મૂવરના નામ પરથી DELTIC નામ મેળવ્યું. ત્યારબાદ પેક્સમેને સિએરા લિયોન સરકારી રેલવે માટે એન્જિન માટે હડ્સવેલ ક્લાર્કને 6 સિલિન્ડર આરપીએચએક્સએલ (કરાર 55096-103 અને 55721-8) પર આધારિત સોળ હાઈ-ડાઇન એન્જિન પૂરા પાડ્યા હતા. સમાન એન્જિન પેક્સમેન ડીઝલ એન્જિન વિકસાવવાના પ્રયાસમાં એકલા ન હતા જે ઓછી ઝડપે ઉચ્ચ ટોર્ક આપે છે. ઈટાલિયન શોધકો એનરિકો હોક અને ફૌસ્ટો ઝરલાટ્ટીએ 1938માં "ડાયરેક્ટ ટ્રાન્સમિશન સાથે અને વેગ ઘટાડતી વખતે આપમેળે સુપરચાર્જ્ડ મોટર સાથે ડીઝલ પ્રકારના લોકોમોટિવ" ની પેટન્ટ મેળવી હતી, પેટન્ટ US2115525. સંદર્ભો ડીઝલ લોકોમોટિવ એન્જિન ડીઝલ એન્જિન ટેકનોલોજી સુપરચાર્જિંગ હાઈ-ડાયને