वाल्व गियर

भाप इंजन का वाल्व गियर वह तंत्र है जो सिलेंडर में भाप को प्रवेश करने के लिए इनलेट और निकास वाल्व को संचालित करता है और चक्र में सही बिंदुओं पर निकास भाप को क्रमशः बाहर निकलने की अनुमति देता है। यह एक रिवर्सिंग गियर के रूप में भी काम कर सकता है। इसे कभी-कभी "गति" के रूप में जाना जाता है

उद्देश्य
साधारण स्थिति में यह एक अपेक्षाकृत सरल कार्य के रूप में हो सकता है जैसे आंतरिक दहन इंजन में वाल्व अधिकांशतःएक ही बिंदु पर खुलते और बंद होते हैं। यह एक भाप इंजन के लिए आदर्श व्यवस्था नहीं होती, क्योंकि पूरे पावर स्ट्रोक के दौरान इनलेट वाल्व को खुला रखने से सबसे बड़ी शक्ति प्राप्त होती है, इस प्रकार पूरे बॉयलर में दबाव माइनस हस्तांतरण क्षति पूरे स्ट्रोक में पिस्टन के विरुद्ध होती है, जबकि चरम दक्षता है केवल थोड़े समय के लिए इनलेट वाल्व को खोलकर और फिर सिलेंडर में भाप का विस्तार द्वारा प्राप्त किया जाता है।

जिस बिंदु पर भाप सिलेंडर में प्रवेश करना बंद कर देती है उसे कटऑफ (भाप इंजन) के रूप में जाना जाता है और इसके लिए सबसे उपयुक्त स्थिति उसके काम और क्षमता के बीच वांछित व्यापार के आधार पर भिन्न -भिन्न होती है। भाप के प्रवाह पर प्रतिबंध लगाने के लिए स्टीम इंजन नियामकों के अमेरिकी भाषा में थ्रोटलेस परलैस के साथ फिट होते हैं, लेकिन कटऑफ सेटिंग के माध्यम से बिजली को नियंत्रित करना सामान्यतः अच्छा होता हैं क्योंकि बॉयलर भाप के अत्यधिक उपयोग करने के लिए जाना जाता है।

इस भाप को आगे या पीछे के मृत केंद्र (इंजीनियरिंग) से पहले सिलेंडर में भाप को प्रवेश करके एक और लाभ प्राप्त किया जा सकता है। इस आधुनिक प्रवेश को जिसे लीड स्टीम भी कहा जाता है जो उच्च गति पर गति के जड़त्व को कम करने में सहायता रूप में होते है।

आंतरिक दहन इंजन में, यह कार्य एक कैंषफ़्ट ड्राइविंग पॉपट वॉल्व पर सांचा द्वारा किया जाता है, लेकिन यह व्यवस्था सामान्यतया स्टीम इंजन के साथ प्रयोग नहीं की जाती है, इस व्यवस्था का आंशिक रूप से उपयोग किया जाता है क्योंकि कैम उपयोग के लिए परिवर्तनीय इंजन का समय प्राप्त करना जटिल होता है। इसके अतिरिक्त, गति से डी स्लाइड वाल्व या पिस्टन वाल्व (भाप इंजन) को नियंत्रित करने के लिए सामान्यतः विलक्षणता (तंत्र) , क्रैंक और लीवर की एक प्रणाली का उपयोग किया जाता है। सामान्यतया दो साधारण हार्मोनिक गति, विभिन्न नियत प्रावस्था कोणों के साथ दो साधारण हार्मोनिक गति को भिन्न-भिन्न अनुपात में जोड़ा जाता है जिससे की आउटपुट गति प्रदान की जा सके जो चरण और आयाम में परिवर्तनीय होती है। और यह कई वर्ष से चली आ रही है और इसमें सफलता भी मिली है।

स्लाइड और पिस्टन वाल्व दोनों में यह सीमा होती है कि अन्तर्ग्रहण और निकास घटना एक दूसरे के साथ जुड़े होते हैं और स्वतंत्र रूप से अनुकूलित नहीं की जा सकतीं है । गोद वाल्व भाप के किनारों पर प्रदान की जाती है, जिससे की वाल्व स्ट्रोक कटऑफ़ के अग्रिम रूप से कम हो जाती है, फिर भी वाल्व हमेशा पूरी तरह से निकास के लिए खोला जाता है।बहरहाल, जैसे-जैसे कटऑफ छोटा होता जाता है, एग्जॉस्ट इवेंट्स भी आगे बढ़ने लगता है । एग्जॉस्ट रिलीज प्वाइंट पावर स्ट्रोक में पहले से होता है और एग्जॉस्ट स्ट्रोक में पहले कंप्रेशन होता है। जल्दी निकलने से भाप में कुछ ऊर्जा बर्बाद होती है, और जल्दी बंद होने से भाप की अन्यथा अनावश्यक रूप से बड़ी मात्रा को संपीड़ित करने में भी ऊर्जा बर्बाद होती है। शुरुआती कटऑफ का एक और प्रभाव यह है कि वाल्व कटऑफ पॉइंट पर धीरे-धीरे चलता रहता है और इससे एक संकुचन बिंदु उत्पन्न होता है जिसके कारण भाप पूरी बॉयलर दबाव से कम स्तर पर सिलेंडर में प्रवेश करती है (जिसे स्टीम का 'वायर ड्राइंग' भी कहा जाता है, इसके नाम पर रखा गया है । एक छेद के माध्यम से इसे खींचकर धातु के तार बनाने की प्रक्रिया की जाती है ), एक संकेतक आरेख पर दिखाई देने वाला एक अन्य न्यूकयकष्मिक थर्मोडायनामिक प्रभाव पड़ता है।

इंजन के उपयोग के लिए पोपेट वाल्व में इन कमियों ने व्यापक प्रयोगों को प्रेरित किया। चक्र के उत्तम नियंत्रण की अनुमति के लिए सेवन और निकास पॉपपेट वाल्व को एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से स्थानांतरित और नियंत्रित किया जाता है। अंत में, बड़ी संख्या में इंजनों को पॉपपेट वाल्व के साथ नहीं लगाते थे, लेकिन वे भाप कारों और लारियों में पाए जाते थे, जैसे कि लगभग सभी प्रहरी वैगन वर्क्स लारियों, इंजनों और रेलगाड़ियों ने पोपाट वाल्व का उपयोग करते थे। इन्होने बहुत देर से ब्रिटिश डिजाइन, एसआर नेता वर्ग आंतरिक दहन इंजनों से अनुकूलित स्लीव वाल्व का उपयोग किया, परंतु उन्हें सफलता नहीं मिली।

स्थिर भाप इंजन, कर्षण इंजन और समुद्री भाप इंजन अभ्यास में, वाल्व और वाल्व गियर की कमियां उन कारकों में से थीं,जो यौगिक विस्तार की ओर ले जाती हैं। स्थिर इंजनों में ट्रिप वाल्व का भी बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाता था।

वाल्व गियर डिजाइन
वाल्व गियर आविष्कार का उर्वर क्षेत्र था, शायद वर्षों में कई सौ विविधताएं तैयार की गईं। चूंकि, इनमें से बहुत कम संख्या में कोई व्यापक उपयोग देखा गया। उन्हें उन लोगों में विभाजित किया जा सकता है जो मानक प्रत्यागामी वाल्व अर्थात पिस्टन वाल्व या स्लाइड वाल्व के रूप में होते है और जिन्हें पॉपप वाल्व के साथ प्रयोग किया जाता है और ऐसे स्थिर इंजन ट्रिप गियर्स जिनका उपयोग अर्ध-रोटरी कॉर्लिस वाल्व या डबल बीट वाल्व के साथ किया जाता है।

प्रारंभिक प्रकार

 * स्लिप विलक्षण-यह गियर मॉडल स्टीम इंजन और निम्न पावर हॉबी इंजन जैसे कि स्टीम लांच इंजन के उपयोग तक सीमित होते है। जिसमें कुछ हॉर्सपावर सम्मलित होते है उत्केंद्री क्रैंकशाफ्ट पर बंधनमुक्त होता है लेकिन क्रैंकशाफ्ट के सापेक्ष इसके घूर्णन को सीमित करने के लिएरुक जाता है। उत्केंद्र को आगे चलाने और रिवर्स दौड़ने की स्थिति में स्थानांतरित करने के लिए उत्केंद्री को घुमाकर या कई इंजनों के लिए वांछित घूर्णन दिशा में इंजन को घुमाकर मैन्युअल रूप से पूरा किया जा सकता है जहां उत्केंद्री तब स्वचालित रूप से स्थित हो जाता है। विलक्षण को आगे के गियर की स्थिति में रखने के लिए इंजन को आगे की ओर धकेला जाता है और इसे पीछे की गियर की स्थिति में रखने के लिए पीछे की ओर धकेला जाता है। कटऑफ का कोई परिवर्तनशील नियंत्रण नहीं होता है। लंदन और उत्तर पश्चिमी रेलवे में 1889 से फ्रांसिस विलियम वेबब द्वारा डिजाइन किए गए तीन सिलिंडर के यौगिकों में एक कम दबाव वाले सिलिंडर के वाल्व को चलाने के लिए एक विलक्षण स्लिप उत्केंद्री का उपयोग किया जाता है। इनमें ट्यूटोनिक, ग्रेटर ब्रिटेन और जॉन हिक से संबंधित श्रेणियां सम्मलित थीं।
 * गैब वाल्व गियर - शुरुआती लोकोमोटिव में उपयोग किया जाता है। उलटने की अनुमति होती है लेकिन कटऑफ पर कोई नियंत्रण नहीं होता है।

लगातार लीड गियर (वाल्सचर्ट्स-टाइप गियर)
गति का एक घटक क्रैंक या उत्केंद्री से आता है। अन्य घटक एक भिन्न स्रोत से आता है, सामान्यतः क्रॉसहेड के रूप में होता है।
 * वाल्शार्ट्स या ह्यूसिंगर वाल्व गियर - बाद के लोकोमोटिव पर सबसे सामान्य वाल्व गियर अधिकांशतः बाहरी रूप से लगाए जाते हैं।
 * रिचर्ड डीले वाल्व गियर - मिडलैंड रेलवे पर कई एक्सप्रेस लोकोमोटिव के लिए लगाया गया। संयोजन लीवरों को हमेशा की तरह क्रॉसहेड्स से चलाया जाता है। प्रत्येक विस्तार लिंक को इंजन के विपरीत दिशा में क्रॉसहेड से संचालित किया जाता है।
 * युवा वाल्व गियर - दूसरी तरफ वाल्व गियर को चलाने के लिए लोकोमोटिव के एक तरफ पिस्टन रॉड गति का उपयोग किया जाता है। डेले गियर के समान है लेकिन विस्तार अंतर के साथ होते है।
 * बगुले वाल्व गियर - डब्ल्यूजी बगनॉल द्वारा उपयोग किया जाता है।
 * बैगनॉल- मूल्य वाल्व गियर- डब्ल्यू जी. बैगनॉल द्वारा उपयोग किए जाने वाले वल्सचरट्स वाल्व गियर का एक रूपांतर होता है। यह गियर बैगनॉल 3023 और 3050 में फिट होते है दोनों वेल्श हाईलैंड रेलवे पर संरक्षित होते है।
 * लगता है कि जेम्स थॉम्पसन मार्शल ने वाल्शार्ट्स गियर के कम से कम दो भिन्न -भिन्न संशोधनों को डिजाइन किया है।
 * एक अपेक्षाकृत पारंपरिक रूप में था।
 * दूसरा बहुत जटिल था और सिलेंडर के ऊपर प्रवेश के लिए और सिलेंडर के नीचे निकास के लिए भिन्न -भिन्न वाल्व के रूप में होता है। आविष्कारक की मृत्यु के बाद, इस गियर को प्रयोगात्मक रूप से दक्षिणी रेलवे एन क्लास लोकोमोटिव नंबर 1850 में फिट किया गया था यह काम 16 अक्टूबर 1933 से 3 फरवरी 1934 तक चला लेकिन यह 22 मार्च 1934 को विफल हो गया। चूंकि आविष्कारक डिजाइन को संशोधित करने में असमर्थ था बगुली वाल्व गियर को 24 मार्च और 11 अप्रैल 1934 के बीच मानक वाल्शार्ट्स गियर से बदल दिया गया था।
 * इसाकसन का पेटेंट वाल्व गियर - एक संशोधित वॉल्सचर्ट्स गियर है जिसे रूपर्ट जॉन इसाकसन और अन्य द्वारा 1907 में पेटेंट कराया गया था, पेटेंट संख्या GB190727899, 13 अगस्त 1908 को प्रकाशित की गई थी। इसे गारस्टैंग और नॉट-एंड रेलवे के 2-6-0T ब्लैकपूल 1909 में निर्मित और 1910-11 के समय मिडलैंड रेलवे नंबर 382 में फिट किया गया था। इसाकसन के पास एक उत्तम साइट-फीड लुब्रिकेटर के लिए एक पेटेंट GB126203, 8 मई 1919 को प्रकाशित की गई थी। यह उनके प्रतिनिधि यसबेल हार्ट कॉक्स के साथ संयुक्त रूप से पेटेंट कराया गया था।
 * किंगन-रिपकेन वाल्व गियर। यह एक वाल्शार्ट्स-प्रकार का गियर है जिसमें संयोजन लीवर को क्रॉसहेड के अतिरिक्त इसके छोटे सिरे के पास कनेक्टिंग रॉड पर एक हाथ से जोड़ा जाता है। जेम्स बी. किंगन और ह्यूगो एफ. रिपकेन द्वारा कनाडा में पेटेंट किया गया था पेटेंट सीए 204805, 12 अक्टूबर 1920 को जारी किया गया। यह गियर मिनियापोलिस, सेंट पॉल और सॉल्ट स्टे के कुछ इंजनों में लगाया गया था। मैरी रेलवे (सू लाइन); ह्यूगो रिपकेन मिनियापोलिस में सू लाइन के शोरम शॉप्स में एक फोरमैन के रूप में काम करते थे। Soo Line 0-6-0 No. 346 Running Gear.jpg

डुअल विलक्षण गियर (स्टीफेंसन-टाइप गियर्स)
दो विलक्षणताएं जो वक्र या सीधे लिंक से जुड़ी होती हैं एक साधारण व्यवस्था जो धीमी गति से अच्छी तरह चलती है। उच्च गति पर, वाल्शार्ट्स प्रकार के गियर को उत्तम भाप वितरण और उच्च दक्षता देने के प्राप्त होती है।
 * स्टीफेंसन वाल्व गियर - 19वीं सदी में सबसे सामान्य वाल्व गियर लोकोमोटिव फ्रेम के अंदर होते है।
 * विलियम टी. जेम्स वाल्व गियर 1832, बाल्टीमोर और ओहियो रेलमार्ग, संयुक्त राज्य अमेरिका द्वारा पहली बार उपयोग किया गया।
 * एलन वाल्व गियर, एक सीधा-लिंक वाल्व गियर। इसे 0-4-0डब्ल्यूटी डोलगोच में फिट किया गया है, जिसे तालिलिन रेलवे पर संरक्षित किया गया है।
 * गूच वाल्व गियर

लीवर और लिंक गियर (बेकर-प्रकार)
* बेकर वाल्व गियर - संयुक्त राज्य अमेरिका में काफी सामान्य है, इसमें कोई फिसलने वाला भाग नहीं होता है ।

रेडियल गियर्स
गति के दोनों घटक एक उत्केंद्री या विलक्षण से आते हैं इस व्यवस्था में एक समस्या जब लोकोमोटिव पर लागू किया जाता है तो यह गति के घटकों में से एक लोकोमोटिव के स्प्रिंग्स पर इंजन के उठने और गिरने से प्रभावित होता है। इससे शायद यह पता चलता है कि क्यों रेडियल गियर्स रेलवे के व्यवहार में वॉल्सचर्ट्स प्रकार के गियर्स किस प्रकार अधिक्रमण करते थे लेकिन कर्षण और समुद्री इंजनों में इसका उपयोग चालू रखा गया था।
 * हैकवर्थ वाल्व गियर का आविष्कार जॉन वेस्ली हैकवर्थ ने 1859 में किया था।
 * जॉय वाल्व गियर - लंकाशायर और यॉर्कशायर रेलवे एल एंड वाईआर और लंदन और इंग्लैंड में उत्तर पश्चिमी रेलवे और अन्य जगहों पर बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाने वाला डिज़ाइन। एक संरक्षित उदाहरण एलएनडब्ल्यूआर जी क्लास नंबर 49395 के रूप में होता है।
 * मार्शल, संस एंड कंपनी - एक संशोधित हैकवर्थ गियर, 1879 में मार्शल, संस एंड कंपनी द्वारा पेटेंट कराया गया। लघु लोकोमोटिव बेजर के लिए एक आधुनिक अनुप्रयोग के रूप में है।
 * ब्राउन वाल्व गियर - चार्ल्स ब्राउन (1827-1905) द्वारा खोजा गया था जो चार्ल्स यूजीन लेंसलॉट ब्राउन के पिता थे। इस गियर का उपयोग कॉर्पेट लौवेट और डफिल्ड बैंक रेलवे द्वारा किया गया था।
 * दक्षिणी वाल्व गियर - संयुक्त राज्य अमेरिका में 1920 के आसपास संक्षिप्त रूप से लोकप्रिय था। इसमें बेकर पैटर्न के तत्व थे, लेकिन वाल्शार्ट्स के संयोजन लीवर से दूर था।

पॉपपेट वाल्व गियर

 * कैप्रोटी वाल्व गियर, ब्रिटिश कैप्रोटी वाल्व गियर के रूप में होते है
 * ह्यूगो लेंटेज़, ऑसिलेटिंग- कैम वाल्व गियर, रोटरी-कैम वाल्व गियर के रूप में होते है
 * फ्रैंकलिन ऑसिलेटिंग- कैम वाल्व गियर के रूप में होते है
 * फ्रैंकलिन रोटरी- कैम वाल्व गियर के रूप में होते है
 * रिइडिंगर वाल्व गियर के रूप में होते है

संयुग्मन गियर
ये वाल्व गियर के केवल दो सेट के साथ 3-सिलेंडर या 4-सिलेंडर लोकोमोटिव बनाने में सक्षम होते हैं। सबसे प्रसिद्ध ग्रेसली संयुग्मित वाल्व गियर है, जो 3-सिलेंडर लोकोमोटिव पर उपयोग किया जाता है। वल्सचरट्स गियर सामान्यतः दो बाहरी सिलेंडरों के लिए उपयोग किया जाता है। दो लीवर जो बाहर सिलिंडर वॉल्व रॉड्स से जुड़े होते हैं वे अंदर के सिलिंडर के लिए वाल्व चलाते हैं। हेरोल्ड होलक्रॉफ्ट ने मध्य सिलेंडर को एक बाहरी सिलेंडर के संयोजन लीवर असेंबली से जोड़कर वाल्व गियर को संयुग्मित करने के लिए एक भिन्न विधि तैयार की जिससे होलक्रॉफ्ट वाल्व गियर व्युत्पन्न हुआ। 4-सिलेंडर लोकोमोटिव पर व्यवस्था सरल है। वाल्व का गियर अंदर या बाहर हो सकता है तथा वाल्व को अंदर और बाहर सिलेंडर से जोड़ने के लिए केवल शॉर्ट रिंगिंग-शाफ्ट की आवश्यकता होती है।

बुलीड चेन चालित वाल्व गियर

 * बुलेड चेन चालित वाल्व गियर देखें

कॉर्लिस वाल्व गियर

 * कॉर्लिस स्टीम इंजन देखें

बड़े स्थिर इंजन अधिकांशतः जॉर्ज हेनरी कॉर्लिस द्वारा विकसित वाल्व गियर के एक उन्नत रूप का उपयोग करते थे, जिसे सामान्यतः कॉर्लिस वाल्व गियर कहा जाता था। इस गियर में इनलेट और एग्जॉस्ट के लिए भिन्न -भिन्न वाल्व का उपयोग किया गया था जिससे की इनलेट कट-ऑफ को ठीक से नियंत्रित किया जा सके। भाप के प्रवेश और निकास के लिए भिन्न -भिन्न वाल्व और पोर्ट पैसेज के उपयोग ने भी सिलेंडर संघनन और पुनर्वाष्पीकरण से जुड़े नुकसान को काफी कम कर दिया। इन सुविधाओं के परिणामस्वरूप बहुत बहुत अच्छी दक्षता प्राप्त हुई।

वाल्व गियर के लिए नियंत्रण
वाल्व गियर के लिए नियंत्रण एक लोकोमोटिव की यात्रा और कट-ऑफ की दिशा कैब से रिवर्सिंग लीवर या स्क्रू रिवर्सर का उपयोग करके वाल्व गियर तक पहुंचने वाली रॉड को सक्रिय करके सेट की जाती है। कुछ बड़े भाप इंजन एक पावर रिवर्स को नियोजित करते हैं, जो एक सर्वोमैकेनिज़्म # पोजीशन कंट्रोल मैकेनिज्म है, जो सामान्यतः स्टीम द्वारा संचालित होता है। इससे ड्राइवर के लिए रिवर्सिंग गियर को नियंत्रित करना आसान हो जाता है।

एक लोकोमोटिव की यात्रा और कट-ऑफ की दिशा कैब से रिवर्सिंग लीवर या स्क्रू रिवर्सर का उपयोग करके वाल्व गियर तक पहुंचने वाली रॉड को सक्रिय करके सेट की जाती है। कुछ बड़े स्टीम इंजन पावर रिवर्स को नियोजित करते हैं, जो एक सर्वो मैकेनिज्म के रूप में होते है, जो सामान्यतः स्टीम द्वारा संचालित होता है। इससे ड्राइवर के लिए रिवर्सिंग गियर को नियंत्रित करना आसान हो जाता है।

यह भी देखें

 * कटऑफ (भाप इंजन)
 * रिवर्सिंग_गियर
 * स्टीम लोकोमोटिव नामकरण
 * ट्रोफिमॉफ़ वाल्व

बाहरी कड़ियाँ

 * Berry accelerator valve gear.
 * Diagrams of Walschaerts valve gear and Stephenson valve gear, as supplied on working steam model locomotives.
 * Animations of 5 Stephenson, Walschaert, Baker, Southern, and Young valve gears.