Reversing gear
વરાળ એન્જિન પર, રિવર્સિંગ ગિયરનો ઉપયોગ એન્જિનની મુસાફરીની દિશાને નિયંત્રિત કરવા માટે થાય છે. તે વરાળ એન્જિનના કટઓફને પણ વ્યવસ્થિત કરે છે. રિવર્સિંગ લીવર આ રિવર્સરનું સૌથી સામાન્ય સ્વરૂપ છે. તે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં જ્હોનસન બાર તરીકે પણ ઓળખાય છે. તેમાં મુસાફરીની દિશાને સમાંતર, કેબની ડ્રાઇવરની બાજુએ એક લાંબુ લીવર હોય છે. તેમાં ટોચ પર હેન્ડલ અને સ્પ્રંગ ટ્રિગર હોય છે અને બે નોચવાળી સેક્ટર પ્લેટ વચ્ચેથી પસાર થવા માટે તેને તળિયે પિવોટ કરવામાં આવે છે. રિવર્સિંગ લાકડી, જે વાલ્વ ગિયર સાથે જોડાય છે, તે આ લિવર સાથે જોડાયેલી હોય છે, કાં તો ધરીની ઉપર અથવા નીચે, એવી સ્થિતિમાં કે જેથી સારો લાભ મળે. એક ચોરસ પિન પ્લેટમાં નોચ સાથે જોડાવા માટે ગોઠવવામાં આવે છે અને જ્યારે ટ્રિગર છોડવામાં આવે ત્યારે લિવરને ઇચ્છિત સ્થિતિમાં પકડી રાખે છે. આ ડિઝાઇનના ફાયદા એ છે કે ફોરવર્ડ અને રિવર્સ ગિયર વચ્ચેનો ફેરફાર ખૂબ જ ઝડપથી કરી શકાય છે (જેમ કે, ઉદાહરણ તરીકે, શંટિંગ એન્જિનમાં જરૂરી છે). મર્યાદાઓ અને ખામીઓ રિવર્સિંગ લિવરમાં કેચ મિકેનિઝમ હોય છે જે ઇચ્છિત કટ-ઓફ પોઝિશન પર લિવરને પકડી રાખવા માટે શ્રેણીબદ્ધ નોચ સાથે જોડાય છે. આનો અર્થ એ છે કે ઓપરેટર પાસે મહત્તમ અને મધ્ય-ગિયર વચ્ચે કટ-ઓફ પોઝિશનની સંપૂર્ણ પસંદગી નથી, પરંતુ માત્ર તે જ છે જે નોચને અનુરૂપ છે. નોચની સ્થિતિ લોકોમોટિવ ડિઝાઇનર અથવા કન્સ્ટ્રક્ટર દ્વારા લોકોમોટિવના હેતુપૂર્વકના હેતુને ધ્યાનમાં રાખીને પસંદ કરવામાં આવે છે. સામાન્ય રીતે નૂર માટે રચાયેલ એન્જિનમાં 'લાંબા' લઘુતમ કટ-ઓફ (ઓછી ઝડપે ઉચ્ચ ટ્રેક્ટિવ પ્રયાસ પૂરો પાડે છે પરંતુ ઉચ્ચ ઝડપે નબળી કાર્યક્ષમતા પૂરી પાડે છે) સાથે ઓછા નોચ હશે જ્યારે પેસેન્જર એન્જિનમાં વધુ નોચ અને ટૂંકા લઘુતમ કટ-ઓફ (ટ્રેક્ટિવ પ્રયાસના ભોગે ઉચ્ચ ઝડપે કાર્યક્ષમતાને મંજૂરી આપે છે) હશે. જો નોચ દ્વારા પૂરી પાડવામાં આવેલ લઘુતમ કટ-ઓફ ખૂબ વધારે હોત, તો ઉપર વર્ણવેલ કાર્યક્ષમ રીતે (સંપૂર્ણપણે ખુલ્લા રેગ્યુલેટર સાથે) એન્જિન ચલાવવું શક્ય ન હોત, જેથી વરાળનો બગાડ થાય અથવા વરાળના માર્ગો 'ગૂંગળામણ' થાય, તેથી રેગ્યુલેટર બંધ કરવું પડશે. તે કાર્યક્ષમતાને મર્યાદિત કરે છે. જ્હોનસન બાર અસરકારક રીતે સમગ્ર વાલ્વ ગિયરનો એક ભાગ છે, જે વિવિધ જોડાણો અને હથિયારો સાથે જોડાયેલ છે જેથી તેમને સમાયોજિત કરવામાં તેનું કાર્ય કરી શકાય. આનો અર્થ એ છે કે વાલ્વ ગિયરમાંના બળોને લીવરમાં પ્રસારિત કરી શકાય છે. આ ખાસ કરીને ત્યારે થાય છે જ્યારે એન્જિનમાં અસંતુલિત સ્લાઇડ વાલ્વ હોય, જેમાં ઉચ્ચ કાર્યકારી ઘર્ષણ હોય અને જે વાલ્વની બંને બાજુએ વરાળ બળોને આધિન હોય. આ ઘર્ષણનો અર્થ એ હતો કે જો એન્જિન ઊંચા વરાળ દબાણ (વિશાળ નિયમનકારી મુખ અને ઉચ્ચ કટ-ઓફ) હેઠળ અથવા ઊંચી ઝડપે કાર્યરત હોય ત્યારે જ્હોનસન બાર બંધ હોય, તો જે બળો સ્લાઇડ વાલ્વ પર કાર્ય કરે છે તે તેના બદલે હવે મુક્ત રિવર્સિંગ લિવર સાથે જોડાણ દ્વારા પાછા પ્રસારિત થઈ શકે છે. આ અચાનક અને હિંસક રીતે લિવરને સંપૂર્ણ કટ-ઓફ સ્થિતિમાં ફેંકી દેશે, તેની સાથે ડ્રાઇવરને ઈજા થવાનું વાસ્તવિક જોખમ, વાલ્વ ગિયરને નુકસાન અને લોકોમોટિવમાં વ્હીલ સ્લિપને ટ્રિગર કરશે. આને અટકાવવાનો એકમાત્ર રસ્તો એ છે કે રેગ્યુલેટરને બંધ કરવું અને વાલ્વની છાતીમાં વરાળનું દબાણ ઓછું થવા દેવું. રિવર્સિંગ લિવરને પછી ખોલી શકાય છે અને નવી કટ-ઓફ સ્થિતિ પર સેટ કરી શકાય છે અને પછી રેગ્યુલેટરને ફરીથી ખોલી શકાય છે. આ પ્રક્રિયા દરમિયાન લોકોમોટિવ પાવર હેઠળ નથી. ચડતા ઢાળ પર સિલિન્ડર પર વરાળનું પૂરતું દબાણ જાળવી રાખીને જ્હોનસન બારને સુરક્ષિત રીતે ખોલવા માટે રેગ્યુલેટર ઓપનિંગને પૂરતું ઘટાડવું એ ખૂબ કુશળતાની બાબત હતી. દરેક વખતે રેગ્યુલેટરને ફરીથી ખોલવામાં આવે ત્યારે વ્હીલ સ્લિપનો સામનો કરવાની તક હતી અને છૂટક જોડીવાળી ટ્રેનોમાં દરેક બંધ અને રેગ્યુલેટરના ખોલવાથી ટ્રેનની સમગ્ર લંબાઈમાં ગતિશીલ દળો સ્થાપિત થાય છે જે તૂટેલા જોડાણોને જોખમમાં મૂકે છે. સ્ક્રૂ રિવર્સરે આ તમામ સમસ્યાઓ પર કાબુ મેળવ્યો હતો. યુ. એસ. માં પ્રતિબંધ પરંપરાગત જ્હોનસન બારના જોખમો (જે 20મી સદીના પૂર્વાર્ધમાં લોકોમોટિવ પાવર, વજન અને ઓપરેટિંગ વરાળના દબાણમાં વધારો થયો હતો) ને કારણે ઇન્ટરસ્ટેટ કોમર્સ કમિશન દ્વારા યુએસએમાં તેના પર પ્રતિબંધ મૂકવામાં આવ્યો હતો. 1939 થી તમામ નવા બનેલા વરાળ એન્જિનમોટિવ્સને પાવર રિવર્સર્સથી ફીટ કરવા પડ્યા હતા અને 1942 થી ભારે ઓવરહોલ અથવા પુનઃનિર્માણમાંથી પસાર થતા જ્હોનસન બાર-ફીટ એન્જિનને પાવર રિવર્સ સાથે રેટ્રો-ફીટ કરવા પડ્યા હતા. હળવા, ઓછા પાવરવાળા લોકોમોટિવ્સ અને સ્વિચર્સ માટે અપવાદો અસ્તિત્વમાં હતા. સ્વિચિંગ માટે, જેમાં ફુલ-ફોરવર્ડથી ફુલ-રિવર્સ ગિયરની દિશામાં વારંવાર ફેરફારની જરૂર પડતી હતી, જ્હોનસન બારની તરફેણ કરવામાં આવી હતી કારણ કે લો-ગિયર્ડ સ્ક્રૂ રિવર્સરના હેન્ડલના બહુવિધ વળાંકને બદલે એક જ ગતિમાં ઝડપથી ફેરફાર કરી શકાય છે. સ્ક્રૂ રિવર્સર સ્ક્રૂ રિવર્સર મિકેનિઝમમાં (કેટલીકવાર યુકેમાં બેકન સ્લાઇસર તરીકે ઓળખાય છે), રિવર્સિંગ સળિયાને સ્ક્રૂ અને નટ દ્વારા નિયંત્રિત કરવામાં આવે છે, જે કેબમાં વ્હીલ દ્વારા કામ કરે છે. અખરોટ કાં તો ઉપરની જેમ સીધી રીવર્સિંગ લાકડી પર અથવા લીવર દ્વારા કામ કરે છે. સ્ક્રૂ અને નટને ડબલ થ્રેડ અને બરછટ પિચથી કાપી શકાય છે જેથી મિકેનિઝમને શક્ય તેટલી ઝડપથી ખસેડી શકાય. સળવળાટને રોકવા માટે ચક્રને લોકિંગ લીવરથી સજ્જ કરવામાં આવે છે અને ઉપયોગમાં રહેલા કટઓફની ટકાવારી દર્શાવવા માટે એક સૂચક હોય છે. કટઓફમાં ફેરફાર કરવાની આ પદ્ધતિ સેક્ટર લીવર કરતાં વધુ સારું નિયંત્રણ પ્રદાન કરે છે, પરંતુ તેમાં ધીમી કામગીરીનો ગેરલાભ છે. તે લાંબા અંતરના પેસેન્જર એન્જિન માટે સૌથી યોગ્ય છે જ્યાં કટઓફના વારંવાર ફેરફારોની જરૂર નથી અને જ્યાં દંડ ગોઠવણો સૌથી વધુ લાભ આપે છે. વેસ્ટિંગહાઉસ એર બ્રેક સાધનો અને સ્ટીફનસન વાલ્વ ગિયરથી સજ્જ લોકોમોટિવ્સ પર, સ્ક્રૂ હાઉસિંગનો ઉપયોગ એર સિલિન્ડર તરીકે કરવો સામાન્ય હતો, જેમાં અખરોટનું વિસ્તરણ પિસ્ટન બનાવવા માટે કરવામાં આવતું હતું. ભારે વિસ્તરણ કડી ઉપાડવા માટે જરૂરી પ્રયત્નોને ઘટાડવા માટે બ્રેક જળાશયોમાંથી સંકુચિત હવા પિસ્ટનની એક બાજુ પર લાગુ કરવામાં આવી હતી, જેમાં ગુરુત્વાકર્ષણ વિરુદ્ધ દિશામાં મદદ કરે છે. પાવર રિવર્સ ગિયર મોટા એન્જિન સાથે, કટઓફ અને દિશાને નિયંત્રિત કરવામાં સામેલ જોડાણો ક્રમશઃ ભારે થતા ગયા અને તેમને સમાયોજિત કરવા માટે પાવર સહાયની જરૂર હતી. વરાળ (પાછળથી, કોમ્પ્રેસ્ડ એર) સંચાલિત રિવર્સિંગ ગિયર 19મી સદીના અંતમાં અને 20મી સદીની શરૂઆતમાં વિકસાવવામાં આવ્યા હતા. લાક્ષણિક રીતે, સંચાલક એક એવા વાલ્વ પર કામ કરતો હતો જે રિવર્સિંગ મિકેનિઝમ સાથે જોડાયેલા સિલિન્ડરની એક બાજુ અથવા બીજી બાજુ વરાળ દાખલ કરતો હતો જ્યાં સુધી સૂચક ઇચ્છિત સ્થિતિ દર્શાવતો ન હતો. બીજી પદ્ધતિ-સામાન્ય રીતે નિયંત્રણ મરઘાને બંધ કરીને તેલથી ભરેલા સિલિન્ડરમાં રાખવામાં આવેલ પિસ્ટન-જોડાણોને સ્થાને રાખવા માટે જરૂરી હતું. સ્ટર્લિંગ ગિયર આવા ઉપકરણને ફીટ કરનાર પ્રથમ લોકોમોટિવ એન્જિનિયર 1873માં ગ્લાસગો અને દક્ષિણ પશ્ચિમ રેલવેના જેમ્સ સ્ટર્લિંગ હતા. ત્યારબાદ કેટલાક ઇજનેરોએ તેમનો પ્રયાસ કર્યો, જેમાં જી. ડબલ્યુ. આર. ના વિલિયમ ડીન અને ઉત્તર પૂર્વીય રેલવેના વિન્સેન્ટ રેવેનનો સમાવેશ થાય છે, પરંતુ મુખ્યત્વે જાળવણીની મુશ્કેલીઓને કારણે તેમને તેમની પસંદગી ઓછી લાગીઃ લોકિંગ સિલિન્ડરમાંથી કોઈ પણ તેલનું લિકેજ, કાં તો પિસ્ટન ગ્રંથિ અથવા મરઘી દ્વારા, દોડતી વખતે મિકેનિઝમને સંપૂર્ણ ફોરવર્ડ ગિયરમાં સળવળવા દે છે, અથવા વધુ ખરાબ "નોઝ-ડાઇવ" કરે છે. સ્ટર્લિંગ સાઉથ ઇસ્ટર્ન રેલવેમાં ગયા અને તે કંપનીમાં તેમના અનુગામી હેરી સ્મિથ વેઇનરાઇટે તેમને તેમની મોટાભાગની ડિઝાઇનમાં સામેલ કરી, જે સ્ટર્લિંગની નવીનતાના લગભગ ત્રીસ વર્ષ પછી ઉત્પાદનમાં હતી. પાછળથી હજુ પણ આગળ દેખાતા દક્ષિણ રેલ્વેના ઇજનેર ઓલિવર બુલેઇડે તેમને તેમના પ્રખ્યાત મર્ચન્ટ નેવી વર્ગના એન્જિનમાં ફીટ કર્યા હતા, પરંતુ તેમને મોટાભાગે પુનઃનિર્માણ સમયે દૂર કરવામાં આવ્યા હતા. 1882માં પેટન્ટ કરાયેલ હેન્ઝીનું રિવર્સિંગ ગિયર, હેન્ઝીનું રિવર્સિંગ ગિયર એક લાક્ષણિક પ્રારંભિક ઉકેલ દર્શાવે છે. હેન્ઝીના ઉપકરણમાં એક જ પિસ્ટન લાકડી પર બે પિસ્ટન લગાવેલા હોય છે. બંને પિસ્ટન ડબલ-એન્ડેડ છે. એક છે જરૂર મુજબ લાકડી ખસેડવા માટે વરાળ પિસ્ટન. જ્યારે વરાળ બંધ કરવામાં આવે ત્યારે તેલ ધરાવતી બીજી લાકડી નિશ્ચિત સ્થિતિમાં હોય છે. નિયંત્રણ એક નાના ત્રણ-માર્ગીય વરાળ વાલ્વ ("આગળ", "બંધ કરો", "પાછળ") દ્વારા કરવામાં આવે છે અને એક અલગ સૂચક છે જે લાકડીની સ્થિતિ દર્શાવે છે અને આમ ઉપયોગમાં રહેલા કટઓફની ટકાવારી દર્શાવે છે. જ્યારે વરાળનો વાલ્વ "સ્ટોપ" પર હોય છે, ત્યારે લોકિંગ પિસ્ટનના બે છેડાઓને જોડતો તેલનો મરઘો પણ બંધ કરવામાં આવે છે, આમ તંત્રને સ્થિતિમાં રાખવામાં આવે છે. પિસ્ટન લાકડી લિવર દ્વારા રિવર્સિંગ ગિયર સાથે જોડાય છે, જે ઉપયોગમાં લેવાતા વાલ્વ ગિયરના પ્રકાર અનુસાર સામાન્ય રીતે કાર્ય કરે છે. રેગોનનેટ પાવર રિવર્સર 1909માં પેટન્ટ કરાયેલ રેગોનનેટ પાવર રિવર્સ એ સાચો પ્રતિસાદ નિયંત્રિત સર્વોમિકેનિઝમ હતો. પાવર રિવર્સે સામાન્ય બળ સાથે લોકોમોટિવ કેબમાં બનેલા રિવર્સિંગ લીવરની નાની ગતિને રીચ સળિયાની ઘણી મોટી અને વધુ બળવાન ગતિમાં વિસ્તૃત કરી જે એન્જિનના કટઓફ અને દિશાને નિયંત્રિત કરતી હતી. તે સામાન્ય રીતે હવા સંચાલિત હતું, પરંતુ વરાળ સંચાલિત પણ હોઈ શકે છે. સર્વોમોટર શબ્દનો ઉપયોગ પાછળથી કેટલીક પાવર રિવર્સ મિકેનિઝમ્સના વિકાસકર્તાઓ દ્વારા સ્પષ્ટ રીતે કરવામાં આવ્યો હતો. આ પછીની પાવર રિવર્સ મિકેનિઝમ્સમાં પ્રતિસાદ નિયંત્રણનો ઉપયોગ હાઇડ્રોલિક લોકિંગ મિકેનિઝમ માટે બીજા સિલિન્ડરની જરૂરિયાતને દૂર કરે છે, અને તે એક જ ઓપરેટિંગ લિવરની સરળતાને પુનઃસ્થાપિત કરે છે જે બંને રિવર્સિંગ જોડાણને નિયંત્રિત કરે છે અને તેની સ્થિતિ સૂચવે છે. પાવર રિવર્સ પ્રોત્સાહન સ્પષ્ટ લોકોમોટિવ્સનો વિકાસ પાવર રિવર્સ સિસ્ટમ્સના વિકાસ માટે એક મોટી પ્રેરણા હતી, કારણ કે તેમાં સામાન્ય રીતે સરળ લોકોમોટિવ પર માત્ર એકને બદલે રિવર્સ ગિયરના બે કે ત્રણ સેટ પણ હતા. બાલ્ડવિન લોકોમોટિવ વર્ક્સએ રેગોનનેટ રિવર્સિંગ ગિયરનો ઉપયોગ કર્યો હતો અને અન્ય યુ. એસ. બિલ્ડરોએ સામાન્ય રીતે જલ્દીથી હકારાત્મક લોકીંગ સુવિધાઓનો ત્યાગ કર્યો હતો. PRR K4s, PRR N1s, PRR B6 અને PRR L1s સહિત પાવર રિવર્સર્સ સાથે ઘણા અમેરિકન લોકોમોટિવ્સ બનાવવામાં આવ્યા હતા, અથવા રેટ્રો-ફીટ કરવામાં આવ્યા હતા, પરંતુ બ્રિટનમાં લોકીંગ સિલિન્ડરનો ઉપયોગ ચાલુ રહ્યો હતો. 1950માં પેટન્ટ કરાયેલ હેડફિલ્ડ રિવર્સિંગ ગિયર, મોટાભાગની વિગતોમાં વધારાના લોકિંગ સિલિન્ડર સાથે રેગોનનેટ રિવર્સિંગ ગિયર હતું. મોટાભાગના બેયર ગેરેટ એન્જિનમોટિવ્સ હેડફિલ્ડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરતા હતા. વેહિક્યુલર જ્હોનસન બાર રેફરન્સ સોર્સ એલન, સેસિલ જે; (1949); લોકોમોટિવ પ્રેક્ટિસ એન્ડ પરફોર્મન્સ ઇન ધ ટ્વેન્ટીથ સેન્ચ્યુરી; ડબલ્યુ. હેફર એન્ડ સન્સ લિમિટેડ; કેમ્બ્રિજ બેલ, એ. મોર્ટન; (1950); લોકોમોટિવ્સઃ વોલ્યુમ વન; સેવન્થ એડિશન; લંડન, વર્ચ્યુ એન્ડ કંપની લિમિટેડ. પિસ્ટન એન્જિન