Paxman Hi-Dyne engine
पैक्समैन हाई-डायने इंजन प्रायोगिक डीजल इंजन का एक रूप था जिसे कोलचेस्टर के ब्रिटिश इंजन निर्माता पैक्समैन द्वारा रेल परिवहन उपयोग के लिए विकसित किया गया था। उन्होंने अपनी गति सीमा में निरंतर बिजली उत्पादन देने के लिए परिवर्तनीय सुपरचार्जिंग का उपयोग किया। "हाई-डाइन" नाम डाइन के लिए एक संदर्भ है, जो बल की एक सी. जी. एस. इकाई है, और निहित रूप से टॉर्क के लिए है। डीजल-मैकेनिकल इंजन 1930 के दशक में विश्वसनीय, कॉम्पैक्ट डीजल इंजनों की उपलब्धता के बाद दिखाई दिए। पहले यांत्रिक संचरण के साथ कम गति वाले शंटर्स थे। इनके बाद डीजल-विद्युत संचरण के साथ अधिक शक्तिशाली उच्च गति वाले एक्सप्रेस इंजन आए। ये विद्युत संचरण और उनके कर्षण मोटर महंगे और जटिल थे, हालांकि अक्सर उनके रखरखाव कर्मचारियों के लिए पूरी तरह से नए कौशल की आवश्यकता होती थी। हालांकि फॉटिंगर का टॉर्क कनवर्टर हल्के डीजल रेलकारों में उपयोग में था, लेकिन अभी तक कोई उच्च-शक्ति डीजल-हाइड्रोलिक संचरण विकसित नहीं किया गया था। यांत्रिक संचरण पर आधारित एक शक्तिशाली और विश्वसनीय डीजल इंजन की स्पष्ट मांग थी। संचरण के लिए मुख्य आवश्यकताओं में से एक इंजन की गति को लोकोमोटिव की गति से जोड़ना है, ताकि इंजन अपनी उपयोगी परिचालन गति सीमा में काम कर सके। स्टार्टअप के लिए सभी इंजनों को शून्य रेल गति से उच्च टॉर्क देने की आवश्यकता होती है। इस प्रकार संचरण से आवश्यक गियर अनुपात की समग्र सीमा ट्रेन की अधिकतम गति पर निर्भर करती है। इंजन का पावर बैंड जितना संकीर्ण होता है, गियरबॉक्स अनुपात के अधिक सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है, या तो लगातार परिवर्तनशील संचरण या अधिक अनुपात के साथ एक असतत अनुपात संचरण का उपयोग करके। तेजी से जटिल संचरण बनाने के बजाय, पैक्समैन ने एक अधिक लचीला इंजन विकसित करने का विकल्प चुना। हाई-डायने सिद्धांत एक इंजन की उत्पादन शक्ति उसके टोक़ और गति का उत्पाद है। टॉर्क गति के साथ बदलता है, एक चरम मूल्य तक बढ़ता है और इसके ऊपर और नीचे दोनों ओर गिरता है। जिस सीमा के लिए टॉर्क अधिकतम का एक उपयोगी अनुपात है, उसे 'पावर बैंड' के रूप में वर्णित किया जाता है। डीजल इंजनों में आम तौर पर पेट्रोल इंजनों की तुलना में एक व्यापक बैंड होता है और वे आंशिक थ्रॉटल सेटिंग्स पर कम ईंधन-दक्षता भी खो देते हैं। हाई-डायने सिद्धांत एक ऐसे इंजन का उत्पादन करना था जहां टॉर्क वक्र सामान्य का व्युत्क्रम होः कम क्रांतियों पर अधिकतम और बढ़ती गति के साथ धीरे-धीरे कम हो जाता है, ताकि समग्र शक्ति (टॉर्क और शक्ति का उत्पाद) स्थिर रहे, चाहे गति कुछ भी हो। इस तरह के इंजन को केवल सामान्य रूप से आकांक्षी इंजन डिजाइन द्वारा प्राप्त नहीं किया जा सकता है। 1930 के दशक के बाद से सुपरचार्जिंग डीजल इंजनों में प्रयोग, शुरू में सल्जर और सौरर द्वारा, दिखाया गया था कि एक मजबूत रूप से निर्मित डीजल इंजन को भारी रूप से सुपरचार्ज किया जा सकता है, जैसे कि इसका उत्पादन टोक़ कई गुना अधिक हो सकता है। इस प्रक्रिया पर अंतिम सीमा विस्तारित गैसों द्वारा पिस्टन पर किए गए काम के माध्यम से शक्ति निकालने की इंजन की क्षमता बन गई। एक टर्बोचार्जर लगाने से, कम गति पर टॉर्क (और इस प्रकार शक्ति) को बढ़ाना संभव है, ताकि टॉर्क शिखर पर प्राकृतिक रूप से आकांक्षी अधिकतम शक्ति का मिलान किया जा सके। यदि टर्बोचार्जर और उसके इनलेट मैनिफोल्ड को कम दबाव पर आवश्यक बढ़ावा प्रदान करने के लिए सावधानीपूर्वक आकार दिया जाता है, लेकिन इसके ऊपर अपेक्षाकृत स्थिर रहने के लिए वितरित मात्रा के लिए, आरपीएम के साथ एक व्युत्क्रम टोक़ विशेषता प्राप्त की जा सकती है। इंजन फेल लोकोमोटिव परिवर्तनीय सुपरचार्जिंग द्वारा एक स्थिर-शक्ति डीजल इंजन की एक ही अवधारणा का उपयोग पहले बहु-इंजन 2,000 बीएचपी यांत्रिक संचरण फेल लोकोमोटिव (ब्रिटिश रेल 10100) में किया गया था। इसमें कुल छह इंजनों का उपयोग किया गयाः चार पैक्समैन 12आरपीएच पावर इंजन और दो एईसी ए210डी इंजन केवल होम्स-कॉनर्सविले रूट्स सुपरचार्जर को चलाने के लिए। कम गति पर, 24 मील प्रति घंटे तक, चार इंजनों को एक-एक करके गियर में लाया गया था। इस गति से ऊपर, और लोकोमोटिव की अधिकतम 84 मील प्रति घंटे तक, सुपरचार्जर इंजन की गति को एक गवर्नर द्वारा नियंत्रित किया जाता था ताकि सुपरचार्ज किए गए द्रव्यमान-प्रवाह को बनाए रखा जा सके और इस प्रकार उत्पादन शक्ति को एक स्थिर के रूप में बनाए रखा जा सके। पूर्ण गति पर, सुपरचार्जिंग प्रभाव लगभग शून्य हो गया था, क्योंकि सुपरचार्जर के माध्यम से प्रवाह अब इस गति पर मुख्य इंजनों की सामान्य मांग के बराबर था। हालाँकि यह प्रणाली एक सुचारू ड्राइव प्रदान करने में लचीली साबित हुई और सेवा में विश्वसनीय थी, लेकिन इसमें जटिलता की कमियाँ थीं और यह भी कि जब लोकोमोटिव पर मांग अधिकतम थी तो संभावित रूप से अधिक शक्तिशाली इंजन अपने अधिकतम पर काम नहीं कर रहे थे। हाई-डाइन ने एक टर्बोचार्जर विशेषता वक्र का उपयोग किया जो कम आर. पी. एम. पर पूर्ण बढ़ावा प्रदान करने के लिए पर्याप्त था, लेकिन इंजन की गति बढ़ने के साथ इसके ऊपर घुट गया था, ताकि बढ़ावा कम हो जाए और इस प्रकार उत्पादन टोक़ भी। इंजेक्शन पंप के माध्यम से इंजन ईंधन की आपूर्ति एक राज्यपाल द्वारा नियंत्रित की जाती थी। सामान्य व्यवस्था के बजाय जहां चालक के लीवर से एक नियंत्रण इनपुट एक इंजन की गति निर्धारित करता है जिसे एक गवर्नर द्वारा बनाए रखा जाता है, हाई-डायने इंजन में नियंत्रण इनपुट ने एक उत्पादन शक्ति स्तर का चयन किया, जिसे गवर्नर द्वारा बनाए रखा गया था। अनुप्रयोग 1954 में पहला प्रोटोटाइप हाई-डाइन एंटरप्राइज में स्थापित किया गया था, एक 48-टन हड्सवेल क्लार्क औद्योगिक लोकोमोटिव। इसका परीक्षण कई औद्योगिक उपयोगों के लिए किया गया था, विशेष रूप से स्टॉकटन से डार्लिंगटन लाइन पर कोयला खानों के यातायात के लिए। असामान्य रूप से एक छोटे लोकोमोटिव के परीक्षण के लिए, परीक्षण ट्रेनों में एक डायनेमोमीटर कार भी शामिल थी। इंजन एक 6-सिलेंडर आर. पी. एच. एक्स. एल. वी. इंजन था जो ब्राउन बोवेरी वी. टी. आर. 160 टर्बोचार्जर से सुसज्जित था। राज्यपाल 735 और 1,250 आर. पी. एम. के बीच 210 बी. एच. पी. का निरंतर बिजली उत्पादन देने के लिए तैयार थे। संचरण में एक जोड़ी द्रव कपलिंग के साथ तीन-गति दोहरी द्रव चालन गियरबॉक्स (दोहरी क्लच संचरण का एक रूप) लगाया गया था। इस गियरबॉक्स का लाभ यह था कि यह गियर बदलते समय बिजली के क्षणिक नुकसान से बचाता था। यह एक मूल्यवान विशेषता थी जब हल्के इंजन ढलान पर भारी ट्रेनें शुरू कर रहे थे, क्योंकि इससे ट्रेन को नियंत्रण से दूर भागने से बचने में मदद मिली। इस लोकोमोटिव की एक अधिक स्थायी, हालांकि अस्पष्ट, विरासत इसके नाम के कारण थी। यह लोकोमोटिव पहली बार 1954 में डी. पी. 1, प्रोटोटाइप क्लास 55 डेल्टिक के निर्माण के दौरान दिखाई दिया। डी. पी. 1 के पास पहले से ही आंतरिक परियोजना का नाम एंटरप्राइज था और इसकी डिलीवरी पर लोकोमोटिव का नाम इसी तरह रखने का इरादा था। हड्सवेल क्लार्क के साथ भ्रम से बचने के लिए, और इतने छोटे और छोटे लोकोमोटिव के साथ इस प्रतिष्ठित परियोजना के जुड़ाव के लिए, DP1 ने इसके बजाय अपने डेल्टिक प्राइम मूवर के नाम पर DELTIC नाम का अधिग्रहण किया। पैक्समैन ने बाद में सिएरा लियोन सरकारी रेलवे के लिए इंजनों के लिए हड्सवेल क्लार्क को 6 सिलेंडर आरपीएचएक्सएल (अनुबंध 55096-103 और 55721-8) के आधार पर सोलह हाई-डायने इंजनों की आपूर्ति की। इसी तरह के इंजन पैक्समैन डीजल इंजन विकसित करने की कोशिश में अकेले नहीं थे जो कम गति पर उच्च टोक़ देते थे। इतालवी आविष्कारक एनरिको हॉक और फॉस्टो जरलाटी ने 1938 में "सीधे संचरण के साथ और वेग को कम करते समय स्वचालित रूप से सुपरचार्ज्ड मोटर के साथ डीजल प्रकार के लोकोमोटिव" का पेटेंट कराया, पेटेंट US2115525। संदर्भ डीजल लोकोमोटिव इंजन डीजल इंजन प्रौद्योगिकी सुपरचार्जिंग हाई-डायने