Return connecting rod engine
एक रिटर्न कनेक्टिंग रॉड, रिटर्न पिस्टन रॉड या (समुद्री भाषा में) डबल पिस्टन रॉड इंजन या बैक-ऐक्टिंग इंजन भाप इंजन के लिए एक विशेष लेआउट है। इस लेआउट की प्रमुख विशेषता यह है कि पिस्टन रॉड सिलेंडर से क्रॉसहेड तक निकलती है, लेकिन जोड़ने वाली रॉड फिर दिशा को उलट देती है और क्रैंकशाफ्ट की ओर पीछे की ओर जाती है। यह लेआउट कॉम्पैक्ट है, लेकिन इसमें यांत्रिक नुकसान हैं। इस प्रकार रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन का उपयोग शायद ही कभी किया जाता था। रिटर्न कनेक्टिंग रॉड लेआउट के दो संभावित रूप हैंः सिलेंडर क्रॉसहेड और क्रैंकशाफ्ट के बीच होता है। इसके लिए लंबी जोड़ने वाली छड़ की आवश्यकता होती है। क्रॉसहेड पर असंतुलित बलों से बचने के लिए, इन छड़ों को आमतौर पर जोड़ा जाता है और सिलेंडर के दोनों ओर चलाया जाता है। क्रैंकशाफ्ट क्रॉसहेड और सिलेंडर के बीच होता है। इसके लिए एक जोड़ीदार पिस्टन रॉड या जूए की आवश्यकता होती है, ताकि क्रैंकशाफ्ट के चारों ओर से गुजर सके। क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों व्यवस्थाओं ने रिटर्न कनेक्टिंग रॉड लेआउट का उपयोग किया है। वर्टिकल रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन मूल 'वर्टिकल' लेआउट का उपयोग करते थे, जिसमें सिलेंडर क्रॉसहेड की ओर ऊपर की ओर होता था। टेबल और स्टीपल इंजन 'टेबल' और 'स्टीपल' इंजन ऊर्ध्वाधर स्थिर इंजन होते हैं जिनमें रिटर्न कनेक्टिंग रॉड होते हैं। टेबल इंजन टेबल इंजन सिलेंडर को क्रैंकशाफ्ट और क्रॉसहेड के ऊपर और बीच में रखते हैं। उन्होंने लगभग 1805 से मौड्सले द्वारा व्यापक उत्पादन देखा और छोटे इंजीनियरिंग कार्यशालाओं को बिजली की आपूर्ति के लिए उपयोग किया जाता था। वे विशेष रूप से ड्राइविंग लाइनशाफ्टिंग के लिए लोकप्रिय थे, क्योंकि वे बीम इंजन की तुलना में अधिक गति से काम कर सकते थे। छोटे टिड्डी बीम इंजनों की तरह, मौड्सले के टेबल इंजनों के लिए एक लाभ यह था कि उन्हें एक पूर्ण इकाई के रूप में कारखानों में बनाया जा सकता था। इसमें उनका बड़ा ढलवां लोहे का बेसप्लेट या मेज शामिल था। क्षैतिज इंजनों और घर-निर्मित बीम इंजनों के विपरीत, उन्हें इंजन के स्थान पर एक बड़ी और सावधानीपूर्वक संरेखित चिनाई नींव के निर्माण की आवश्यकता नहीं थी। इंजनों को पहले से भी बनाया जा सकता था और 'ऑफ द शेल्फ' बेचा जा सकता था। हालाँकि इसमें लागत की बचत हुई थी, लेकिन यह ज्यादातर फायदेमंद था क्योंकि यह एक इंजन और इंजन हाउस के निर्माण को चालू करने की तुलना में तेज़ था। स्टीपल इंजन क्रैंकशाफ्ट को सिलेंडर के ऊपर, उसके और क्रॉसहेड के बीच रखते हैं। क्रैंकशाफ्ट से बचने के लिए वे पिस्टन से क्रॉसहेड तक दो या चार जोड़ीदार पिस्टन छड़ का उपयोग करते हैं। एक अन्य पैटर्न में एकल पिस्टन छड़ पर एक त्रिकोणीय जूए का उपयोग किया जाता है, जिससे क्रैंकशाफ्ट इसके माध्यम से गुजरता है। स्टीपल इंजनों का उपयोग ज्यादातर समुद्री इंजनों के रूप में किया जाता था। कुछ अमेरिकी पैडलव्हील नदी नौकाओं में विशेष रूप से बड़े स्टेपल थे जो उनके डेकहाउस के ऊपर ऊंचे थे। 'स्टीपल इंजन' शब्द का उपयोग बाद में उल्टे-ऊर्ध्वाधर टेंडम-यौगिक इंजनों को संदर्भित करने के लिए भी किया गया था, उनकी महान ऊंचाई के कारण। ये रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन नहीं थे। 1801 के बाद से लोकोमोटिव ट्रेविथिक के पहले उच्च दबाव वाले इंजनों ने, उनके इंजनों सहित, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर दोनों व्यवस्थाओं में रिटर्न कनेक्टिंग रॉड लेआउट का उपयोग किया। गर्मी के नुकसान से बचने के लिए सिलेंडरों को बॉयलर के भीतर एम्बेड किया गया था, और छोटे बॉयलर ने इंजन का ढांचा भी बनाया था। इसने रिटर्न कनेक्टिंग रॉड को एक प्राकृतिक लेआउट बना दिया, जिसमें क्रॉसहेड से बॉयलर के विपरीत छोर पर क्रैंकशाफ्ट होता है। जोड़ीदार जोड़ने वाली छड़ें अपेक्षाकृत सरल घटक थीं, भले ही दो की आवश्यकता थी। चूंकि उन्होंने क्रैंकशाफ्ट को आंतरिक क्रैंक के साथ एक जटिल जालीदार क्रैंकशाफ्ट के बजाय शाफ्ट के सिरों पर दो सरल ओवरहंग क्रैंक का उपयोग करने की अनुमति दी, यह भी एक मूल्यवान सरलीकरण था। मर्रे के सलामांका (1812) और जॉर्ज स्टीफेंसन के ब्लूचर (1815) और लोकोमोशन (1825) जैसे अन्य प्रारंभिक भाप इंजनों ने भी वापस जोड़ने वाले रॉड इंजनों का उपयोग किया। इन सभी में बॉयलर बैरल के भीतर भारी ऊर्ध्वाधर सिलेंडर सेट किए गए थे, जो लोकोमोटिव के ऊपर अनुप्रस्थ क्रॉसहेड के माध्यम से चल रहे थे, जो झूलते लिंक द्वारा समर्थित थे। इस गति की जटिलता के कारण इसे चालकों द्वारा 'बुनाई' नाम दिया गया। स्विंगिंग लिंक वाट की पहले की समानांतर गति की तुलना में सरल था और इस तरह की सटीक सीधी रेखा में आगे बढ़ने के लिए क्रॉसहेड को बाधित नहीं करता था। हालांकि, पिस्टन स्ट्रोक के सापेक्ष, एक वापसी जोड़ने वाले रॉड इंजन के लिए जोड़ने वाली छड़ की अतिरिक्त लंबाई ने इस कोणीय प्रभाव को कम गंभीर बना दिया। भाप हाथी ने इसके बजाय क्रॉसहेड को सहारा देने के लिए स्लाइडबार के एक अल्पविकसित समूह का उपयोग किया। बायलर के नीचे एक शाफ्ट से वापस जोड़ने वाली छड़ का उपयोग ओवरहंग क्रैंक के साथ भी एक आंतरिक क्रैंक की आवश्यकता से बचा। स्टीफेंसन के डिजाइनों के लिए, इस क्रैंक एक्सल ने लोकोमोटिव का वजन भी उठाया होगा, न कि केवल एक क्रैंकशाफ्ट होने के कारण, और इसलिए यह जाली बनाने के काम के एक विशेष रूप से कठिन टुकड़े से बच गया। रिटर्न कनेक्टिंग रॉड का उपयोग करने वाले अंतिम इंजनों में से एक रेनहिल परीक्षणों में एरिक्सन और ब्रेथवेट का नॉवेल्टी था। ब्लूचर के समकालीन हेडली के पफिंग बिली के रिटर्न कनेक्टिंग रॉड डिजाइन को छोड़ना, टिड्डी बीम के पक्ष में रिटर्न कनेक्टिंग रॉड से बचा। सिलेंडर अब साथ-साथ लगाए जाते थे, लेकिन फिर भी बड़े, भारी और बॉयलर के एक अभिन्न अंग के रूप में लगाए जाते थे। हालांकि एक बीम इंजन में रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन के समान लेआउट होता है, जिसमें पिस्टन रॉड एक दिशा में इंगित करता है और कनेक्टिंग रॉड इससे पीछे की ओर चलता है, बीम इंजन को रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन के रूप में नहीं माना जाता है। स्टीफेंसन के प्रबंधक हैकवर्थ के लोकोमोटिव रॉयल जॉर्ज ने डिजाइन को उल्टा कर दिया ताकि सिलेंडर अभी भी ऊर्ध्वाधर हों, सीधे क्रैंकशाफ्ट पर नीचे की ओर हों। स्टीफेंसन के रॉकेट के समय तक, विशेष रूप से नए फायर-ट्यूब बॉयलर इंजन हल्के और तेज हो गए थे, यह माना गया था कि ऊर्ध्वाधर सिलेंडर उस समय के कमजोर फिशबेली रेल पर हथौड़े का प्रहार करते थे। रॉकेट को 45° पर झुके हुए सिलेंडरों के साथ बनाया गया था, लेकिन जल्द ही उन्हें क्षैतिज रूप से रखने के लिए फिर से बनाया गया। तब से, लगभग सभी भाप इंजनों के सिलेंडर क्षैतिज के करीब रखे गए हैं। समुद्री भाप इंजन पैडल जहाज पहले समुद्री भाप इंजन पैडलव्हील चलाते थे। पैडल के लिए अपेक्षाकृत उच्च धुरी की आवश्यकता होती है, जो अक्सर क्रैंकशाफ्ट भी बनाता है। स्थिरता के लिए इंजन का मुख्य वजन, अर्थात। इसका सिलेंडर, नीचे लगाया गया है। बाद के इंजन एकल पेंच प्रणोदक चलाते थे। इन्हें अब एक लो-माउंटेड ड्राइव की आवश्यकता थी, लेकिन फिर भी एक लो-सेट इंजन के स्थिरता प्रभाव से लाभान्वित हुए। इस तरह के शुरुआती इंजन, जो उस समय की तकनीक से बाधित थे, कम बॉयलर दबाव और धीमी पिस्टन गति पर काम करते थे। इंजन के लिए जगह की कमी के कारण छोटे पिस्टन स्ट्रोक के साथ, इन शुरुआती इंजनों को पर्याप्त शक्ति विकसित करने के लिए बड़े व्यास वाले पिस्टन की आवश्यकता होती थी। क्रॉसहेड इंजन क्रॉसहेड, 'डबल क्रॉसहेड' या 'स्क्वायर' इंजन टेबल इंजन के लेआउट के अनुरूप ऊर्ध्वाधर इंजन थे, जिनका सिलेंडर क्रैंकशाफ्ट के ऊपर होता था। क्रॉसहेड को बहुत चौड़ा होने की आवश्यकता थी, ताकि जुड़ने वाली छड़ें बड़े सिलेंडर के दोनों ओर से गुजर सकें, जिसके लिए स्लाइडबार के लिए एक बड़े सहायक फ्रेम की आवश्यकता होती थी। वे प्रारंभिक अमेरिकी नदी नौकाओं के लिए लोकप्रिय थे और उनके बड़े लकड़ी के ए फ्रेम क्रॉसहेड समर्थन एक विशिष्ट विशेषता थी। बड़े इंजन शीर्ष-भारी हो गए और इसलिए डिजाइन को स्टीपल या वॉकिंग बीम इंजन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया। स्टीपल इंजन यूरोपीय अभ्यास, विशेष रूप से क्लाइड पर, स्क्वायर इंजन के बजाय नेपियर के स्टीपल इंजन का पक्ष लिया। इनका निर्माण अधिक जटिल था और अधिक लोहे के काम का उपयोग किया जाता था, लेकिन उन्होंने सिलेंडर को क्रैंकशाफ्ट के नीचे रखा और इसलिए एक संकीर्ण पतवार में अधिक स्थिर थे। समुद्र में जाने वाले जहाजों के लिए कोई भी रूप लोकप्रिय नहीं था। स्क्रू प्रणोदन समुद्री अभ्यास में, स्क्रू प्रणोदन के लिए रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन को बैक-एक्टिंग (यूएस पार्लेन्स) या डबल पिस्टन रॉड इंजन कहा जाता था। ट्रंक इंजन जॉन पेन ने 1848 में ट्रंक इंजन का पेटेंट कराया। यह एक विशेष रूप से छोटे इंजन (इसकी पिस्टन छड़ की दिशा में मापा गया) की अनुमति देने के लिए एक डिजाइन था, जो एक बड़े व्यास वाले पिस्टन का समर्थन करने में भी सक्षम था। इन्हें अनुप्रस्थ रूप से लगाया जाता था, आमतौर पर दो सिलेंडर इंजन के रूप में, और अपेक्षाकृत उच्च स्थापित शक्ति वाले नौसैनिक जहाजों के लिए उपयोग किया जाता था। एक ट्रंक इंजन एक बड़े व्यास, खोखले पिस्टन रॉड या 'ट्रंक' के साथ अपनी छोटी लंबाई प्राप्त करता है। कनेक्टिंग रॉड के गुड़जन पिन को इस ट्रंक के अंदर लगाया जाता है, जिससे दो मैन घटकों, पिस्टन रॉड और कनेक्टिंग रॉड की समग्र लंबाई को एक साथ दूरबीन किया जा सकता है। चूंकि ट्रंक इतना बड़ा होना चाहिए कि जब क्रैंक घूमता है तो कनेक्टिंग रॉड के एंगुलेशन की अनुमति दी जा सके, यह डिज़ाइन बड़े व्यास वाले इंजनों तक सीमित है। यह भी पाया गया कि जैसे-जैसे बॉयलर का दबाव बढ़ता गया, ट्रंक के चारों ओर बड़े व्यास की सील के रिसने की संभावना बढ़ती गई। डबल पिस्टन रॉड इंजन ट्रंक इंजन को काफी हद तक डबल पिस्टन-रॉड इंजन द्वारा प्रतिस्थापित किया गया था। यह एक रिटर्न कनेक्टिंग रॉड इंजन था, जिसमें क्रॉसहेड और सिलेंडर के बीच क्रैंकशाफ्ट था। क्रैंकशाफ्ट के ऊपर और नीचे दोनों ओर से गुजरने के लिए चार पिस्टन छड़ का उपयोग किया जाता था, और क्रैंक के प्रत्येक तरफ भी, क्योंकि क्रैंक थ्रो पिस्टन छड़ के ऊर्ध्वाधर अंतराल की तुलना में चौड़ा था। चूंकि इनमें से अधिकांश इंजन समानांतर यौगिक थे, इसलिए एचपी और एलपी पिस्टन में से प्रत्येक से दो पिस्टन छड़ें ली जाती थीं। कुछ इंजनों में, बड़े एल. पी. सिलेंडर से दोहरी छड़ और एच. पी. सिलेंडर से एक एकल छड़ का उपयोग किया जाता था, जिसमें क्रैंकशाफ्ट के चारों ओर से गुजरने के लिए एक जूआ होता था। डबल पिस्टन रॉड का उपयोग एक साधारण इंजन से भी किया जा सकता था, लेकिन इनके लिए क्रॉसहेड पर एक ओवरहेंग गजन पिन की आवश्यकता होती थी, इसलिए यह छोटे इंजनों तक ही सीमित था। ट्रंक पर डबल पिस्टन रॉड इंजन का एक लाभ यह था कि जोड़ने वाली रॉड के दोनों छोर रखरखाव के लिए सुलभ थे। क्षैतिज सिलेंडरों के नौसैनिक उपयोग से सीखा गया एक कारक यह था कि, पिछली आशंकाओं के बावजूद, सिलेंडर पर पिस्टन के वजन के कारण थोड़ा अतिरिक्त घिसाव था। 1858 की एक नौसेना समिति ने दृढ़ता से सिफारिश की कि पुराने इंजन डिजाइनों को केवल तीन डिजाइनों पर तर्कसंगत बनाने के पक्ष में छोड़ दिया जाएः एकल पिस्टन रॉड इंजन (आज का सबसे पहचानने योग्य प्रकार), ट्रंक इंजन और डबल पिस्टन रॉड। ट्रंक इंजन के एक बाद के संस्करण ने रिटर्न कनेक्टिंग रॉड लेआउट को वाइब्रेटिंग लीवर या हाफ-ट्रंक इंजन के रूप में फिर से देखा। यह एक युग्मित इंजन था जिसमें दो लघु-स्ट्रोक ट्रंक इंजन बाहर की ओर थे। पिस्टन से उनकी जुड़ने वाली छड़ें सीधे 'कंपन करने वाले लीवर' की ओर ले जाती थीं जो आगे-पीछे चल सकते थे। इन लीवरों ने एक छोटे एक्सल शाफ्ट को घुमाया जिस पर आगे के लीवर थे जो बदले में एक और जोड़ी जोड़ने वाली छड़ और एक साझा केंद्रीय क्रैंकशाफ्ट को चलाते थे। ये जटिल इंजन स्वीडिश-अमेरिकी इंजीनियर जॉन एरिक्सन के आविष्कार थे और इन दोनों देशों के बाहर इनका बहुत कम उपयोग किया गया था। मौड्सले का सियामी इंजन रिटर्न कनेक्टिंग रॉड या ट्रंक इंजन के अन्य कॉम्पैक्ट विकल्प मौड्सले का सियामी इंजन और दुर्लभ कुंडलाकार पिस्टन इंजन थे। ट्रंक इंजन की तरह, ये पिस्टन की एक जोड़ी और एक टी-आकार के क्रॉसहेड के साथ पिस्टन स्ट्रोक की लंबाई के भीतर गुड़जन पिन को रखते हैं जो गुड़जन पिन को उसकी सामान्य स्थिति के पीछे स्थानांतरित कर सकते हैं। बिल्डर्स हम्फ्रीज़, टेनेंट एंड डाइक्स (बाद में हम्फ्रीज़, टेनेंट एंड कंपनी नाम दिया गया) मौड्सले पेन डायरेक्टली कपल्ड पंप और ब्लोइंग इंजन एक ब्लोइंग इंजन एक बड़ा स्थिर भाप इंजन है जो सीधे एयर पंपिंग सिलेंडरों से जुड़ा होता है। इनका उपयोग ब्लास्ट फर्नेस और स्मेल्टर के अन्य रूपों के लिए वायु विस्फोट प्रदान करने के लिए किया जाता है। चूँकि कार्यशील सिलेंडर और संचालित भार दोनों पारस्परिक पिस्टन हैं, इसलिए उन्हें सीधे उनके पिस्टन रॉड द्वारा जोड़ा जा सकता है। कनेक्टिंग रॉड का उपयोग केवल एक फ्लाईव्हील को चलाने के लिए किया जाता है जिसकी जड़ता इंजन के चक्र के माध्यम से भार को संतुलित करती है, न कि आउटपुट शाफ्ट के रूप में। ये इंजन अंतिम नए रिटर्न कनेक्टिंग रॉड डिजाइनों में से कुछ थे जिन्हें बनाया जाना था। सचित्र बड़े ऊर्ध्वाधर उड़ाने वाले इंजन का निर्माण 1890 के दशक में मिल्वौकी के ई. पी. एलिस कंपनी (बाद में एलिस-चाल्मर्स का हिस्सा बनने के लिए) द्वारा किया गया था। एयर पंपिंग सिलेंडर भाप शक्ति सिलेंडर और क्रॉसहेड के ऊपर होता है। पिस्टन का मुख्य बल विशुद्ध रूप से पारस्परिक क्रिया द्वारा वायु सिलेंडर में प्रेषित किया जाता है और फ्लाईव्हील केवल इंजन की क्रिया को सुचारू बनाने के लिए होते हैं। फ्लाईव्हील शाफ्ट भाप पिस्टन के नीचे लगाया जाता है, जोड़ीदार जोड़ने वाली छड़ें नीचे और पीछे की ओर चलती हैं। इसी तरह के पम्पिंग इंजनों का उपयोग वाटरवर्क्स में भी किया जाता था। उल्टे ऊर्ध्वाधर इंजनों में उनके सिलेंडर शीर्ष पर होते थे और पानी के राम पंप उनके आधार पर या उनके नीचे एक बोरहोल में होते थे। रोटरी पावर आउटपुट के बजाय सुचारू रूप से चलने के लिए इनके बीच की जगह में एक क्रैंकशाफ्ट और फ्लाईव्हील प्रदान किए गए थे। इन्हें निचले (पंप) जूए से छोटे रिटर्न कनेक्टिंग रॉड द्वारा चलाया जाता था। इस प्रकार के दो वर्थ मैकेंजी इंजन; 1895 में एक ट्रिपल-एक्सपेंशन इंजन और 1906 का एक डुप्लेक्स सिंपल वाटरवर्क्स म्यूजियम, हेयरफोर्ड, हेयरफोर्ड में स्थापित किए गए थे और वहां भाप में संरक्षित हैं। टिप्पणियाँ संदर्भ स्टीम इंजनों के लेआउट के अनुसार स्टीम इंजन