[Allana]  [Bagnalla]  [Baguleya]  [Bakera]  [Browna]  [Bulleida]  [Caprottiego]  [Carmichaela]  [Gresleya]  [Goocha]  [Heusingera]  [Jamesa]  [jarzmowe]  [Joya]  [Kuhna]  [kulisowe]  [Lenza]  [łękowe]  [Price'a]  [promieniowe]  [Rocket]  [Stephensona]  [sprzężone]  [Tricka]  [Walschaertsa]  [Winterthur]  [wentylowe]  [widełkowe]  [wewnętrzne]  [zewnętrzne] 

Dwucylindrowy parowóz badeński serii IIc produkcji SACM. Cylindry i stawidła są wewnątrz ostoi. Foto ca 1895. Dwucylindrowy parowóz szwajcarski Rhein. Cylindry zewnętrzne, stawidła wewnętrzne. Foto ca 1867, Zurich. Dwucylindrowy parowóz kolei Palatynatu Pfalz typu Crampton produkcji Maffei z 1853r. Cylindry i stawidła zewnętrzne. Skrzynie zaworowe ukośnie od strony kotła. Dwucylindrowy parowóz francuski typu Crampton produkcji J.F.Cail & Cie., z 1852r. Cylindry i stawidła zewnętrzne. Skrzynie zaworowe ukośnie nad cylindrami (detal). Foto autora, 2010, Muzeum w Miluzie.

Stawidło parowozu Rocket (1829)
Jeden z najprostszych rodzajów stawidła, analogiczny do używanego wówczas w silnikach okrętowych zastosowali Jerzy i Robert Stephenson w roku 1829 do rozrządu pary w parowozie Rocket. Było wyposażone w bieg wsteczny, ale nie umożliwiało regulacji stopnia napełnienia cylindrów parą.

Zasada działania napędu. Na osi napędowej umieszczony jest luźno mimośrod (jeden dla każdego z cylindrów), który poprzez drążek mimośrodowy napędza trzon suwaka. Mimośród nie jest na stałe związany z osią, natomiast obok niego umieszczony jest związany z osią kołnierz napędowy, tak wycięty, aby przesunięcie napędu mimośrodu przy ruchu wstecz wynosiło połowę obrotu. Kołnierz napędza mimośród za pomocą osadzonego w nim kołka napędowego, nie wiem czemu w języku angielskim nazywanego psem (dog).

Wykonanie. Stawidło wykonane przez Stephensonów trochę się różniło od opisanej zasady, ze względu na to, że cały mechanizm umieszczono wewnątrz ostoi (z lewej strony kotła, rysunek), więc mimośrody dla suwaków obu cylindrów były blisko siebie i zostały ze sobą związane na sztywno poprzez przykręcenie ich po obu stronach tulei ślizgowej umieszczonej na osi napędowej tworząc zespół mimośrodów (rysunek). Tuleja ta mogła poruszać się na boki, wzdłuż obracającej się wewnątrz niej osi napędowej parowozu. Do każdego z mimośrodów przytwierdzono na stałe płytkę z wyciętym otworem na kołek (w kształcie litery D), a tuż obok niej, na osi napędowej, znajdował się na stałe z nią związany mały kołnierz napędowy z kołkiem (oczywiście również w kształcie litery D), który pasował do otworu w płytce. Jeden kołnierz napędzał zespół mimośrodów podczas jazdy do przodu, drugi podczas jazdy do tyłu. Od każdego mimośrodu odchodził drążek mimośrodowy, który przez wałek pośredni poruszał drążkiem bocznym, który z kolei poruszał uchwytem zaworu, a ten przesuwał trzon zaworu.

Bieg wsteczny. Od tulei łączącej mimośrody odchodziły widełki, które poprzez wałek i drąg stawidłowy były połączone z pedałem (rysunek). Naciśnięcie przez maszynistę tego pedału powodowało przesunięcie widełek, a wraz z nimi tulei i całego zespołu mimośrodów w kierunku kołnierza napędowego do jazdy w tył, kołek wchodził w otwór w płytce i można było jechać do tyłu. Pedał miał blokadę w położeniu wciśniętym, inaczej maszynista musiałby go cały czas naciskać podczas jazdy do tyłu. Po zwolnieniu pedału widełki przestawiały tuleję i cały zespół mimośrodów zazębiając go kołkiem z kołnierzem napędowym do jazdy naprzód.

Oczywiście położenie otworów w płytkach do jazdy naprzód i w tył było dokładnie przeciwne, więc nie dało się przestawić pedałem widełek dopóki silnik nie wykonał pół obrotu po rozłączeniu z poprzedniego położenia. Z tego powodu drążki boczne nie były na stałe połączone z uchwytami zaworów, tylko zaczepione na haczyk, który maszynista mógł unieść za pomocą uchwytu na końcu drążka (rysunek). Aby włączyć wsteczny bieg maszynista musiał nacisnąć pedał do połowy, odłączyć uchwytami zawory od drążków bocznych, drugimi uchwytami przestawić zawory i dopiero jak silnik zaczął poruszać się w tył, wcisnąć do końca pedał. Co prawda uniesione haczyki drążków bocznych same wskakiwały z powrotem na miejsce, ale mimo wszystko był to bardzo skomplikowany sposób nawracania.

Stephensonowie używali tego typu stawidła we wszystkich swoich parowozach budowanych w Newcastle w latach 1830-1835, łącznie z tymi na eksport do Ameryki (John Bull, 1931), stąd było ono używane także w początkowej fazie rozwoju kolei w Ameryce.

Źródła: Wilhelm Mozer Budowa parowozów, Lwów-Warszawa 1924. Michael R. Bailey, John P. Glithero The engineering and history of Rocket, NMSI Trading Ltd 2000. John H. White, A History of the American Locomotive: Its Development, 1830-1880, 1979. Herbert T. Walker The Evolution of the American Locomotive, 1897.

Zasada działania napędu stawidła. Schemat budowy stawidła parowozu Rocket. Przekrój cylindra i skrzyni zaworowej repliki parowozu Rocket.

Stawidło Carmichaela (1832)
W 1818 roku bracia Carmichaelowie z Dundee w Szkocji, na potrzeby budowanych w ich fabryce silników parowych do łodzi skonstruowali stawidło, którego potem użyli w swoich parowozach w 1832 roku. Miało ono tylko jeden mimośród napędzający zawory zarówno przy ruchu silnika naprzód jak wstecz. Było to możliwe dzięki temu, że drążek mimośrodowy nie poruszał wprost trzpieniem zaworów, tylko poprzez kołyskę zaopatrzoną w dwa trzpienie, górny do jazdy naprzód, dolny do jazdy wstecz. Na końcu drążka mimośrodowego znajdowały się widełki, które można było zazębić z górnym lub dolnym trzpieniem kołyski unosząc lub opuszczając drążek mimośrodowy za pomocą dźwigni umieszczonej na stanowisku maszynisty, która przez drąg stawidłowy, nastawnik i łącznik poruszała drążkiem.

Było to najlepsze rozwiązanie biegu wstecznego, ale nie dawało możliwości regulacji wypełnienia cylindrów. Co gorsza, nie można było nawet ustawić wyprzedzenia otwarcia zaworów, jeśli bowiem przesunąć ustawienie mimośrodu o odpowiedni kąt wprzód, to podczas pracy przez kołyskę da to efekt przesunięcia w tył. Stawidło mogło więc pracować jedynie przy ustawieniu mimośrodu pod kątem dokładnie 90° w stosunku do czopu korbowego. Dlatego, mimo swej prostoty, nie weszło do powszechnego użytku, choć było używane przez amerykańską fabrykę Baldwina do 1838 roku.

Źródła: Steam Index Dundee locomotive manufacturers. John H. White, A History of the American Locomotive: Its Development, 1830-1880, 1979.

Budowa stawidła Carmichaela.

Stawidło widełkowe (~1833)
Stawidła poruszane jednym mimośrodem stosowne przez Stephensona i Carmichaela nie dawały możliwości regulacji kąta wyprzedzenia otwarcia zaworów, ani stopnia wypełnienia cylindrów parą. W połowie lat trzydziestych IXXw. zaczęto więc konstruować stawidła poruszane dwoma mimośrodami, z których jeden wykorzystywany był do poruszania zaworami podczas ruchu naprzód, a drugi podczas ruchu wstecz. Każdy z nich mógł być dowolnie ustawiony na osi napędowej i zablokowany w tym położeniu i w ten sposób można było ustawić żądany moment odcięcia dopływu pary. Mógł on być inny dla ruchu naprzód, a inny dla ruchu wstecz. Oczywiście nie dawało to możliwości zmiany tego ustawienia w czasie jazdy, gdyż zmiana wymagała przestawienia mimośrodu na osi napędowej. Stawidła widełkowe umożliwiały jedynie jazdę wstecz i dawały możliwość ustawienia stałego momentu odcięcia pary. W Anglii nazywane były gab motion gear, a w Ameryce V-hook motion gear.

Było kilka konstrukcji opartych na jednej zasadzie. Oba mimośrody były przy ich końcu połączone ze sobą, a każdy miał na końcu drążka widełki, które można było zazębić z trzpieniem znajdującym się na końcu trzona zaworów. Na stanowisku maszynisty znajdowała się dźwignia, która przez drąg stawidłowy i nastawnik poruszała zestawem mimośrodów w górę lub w dół, zazębiając odpowiednie widełki na trzpieniu trzona zaworów. Konstrukcje samych widełek bywały różne, ale wszystkie działały zgodnie z opisaną zasadą.

Najdoskonalszą i zarazem najprostszą formą tego rozwiązania była konstrukcja z podwójnymi widełkami w kształcie litery X przymocowanymi do trzona zaworów, podczas gdy drążki mimośrodów były połączone łącznikiem na samym końcu.

Stawidła tego typu były używane do lat czterdziestych IXXw., kiedy zostały wyparte przez stawidła jarzmowe, umożliwiające zmianę napełnienia cylindrów podczas jazdy.

Źródła: Wikipedia-en Valve gear. Llewellyn V. Ludy Steam Engine Indicators and Valve Gears, American Technical Society 1918.

Budowa stawidła widełkowego. Budowa stawidła z podwójnymi widełkami.

Stawidło jarzmowe (1832) (ang. link gear)
Zwane też stawidłem kulisowym (nm. Kulissensteuerung) lub łękowym (ang. link). Jest naturalnym rozwinięciem stawidła widełkowego, w którym widełki górne i dolne połączono tworząc krzywoliniowe (czasem prostoliniowe) jarzmo (zwane też kulisą lub łękiem). Jarzmo łączy dwa mimośrody zamocowane na stałe jeden nad drugim na osi napędowej, jeden dla ruchu naprzód, drugi dla ruchu wstecz i wykonuje ruch wahliwy dookoła zmiennego punktu obrotu. W jarzmie porusza się kamień, do którego zamocowany jest trzon zaworów. Jarzmo można opuszczać lub unosić w czasie jazdy, co powoduje skracanie i wydłużanie ruchu trzona zaworów i daje możliwość płynnej regulacji stopnia napełnienia cylindrów parą.

Prawdopodobnie jako pierwszy skonstruował je w roku 1832 Wilhelm T. James z Nowego Jorku, ale istnieją co do tego wątpliwości spowodowane niedostatecznymi dowodami. Nie ma bowiem żadnych rysunków ani projektów, a jedynie świadectwo jednego z pracowników i krótka wzmianka w gazecie American Railroad Journal z 20.X.1832, opisująca pokaz małego parowozu konstrukcji Jamesa, przeznaczonego dla kolei Baltimore & Ohio Railroad. Nie ma w nim jednak opisu stawidła, a tylko stwierdzenie, że "parowóz przejechał dystans 50 stóp (ca 150m) osiem razy, tam i z powrotem, w 63 sekundy, łącznie z przystankami", co dowodzi, że parowóz miał stawidło umożliwiające bardzo szybkie nawracanie. Oprócz wzmiankowanego przypadku w Ameryce przed rokiem 1841 nie było używane.

Pierwszą konstrukcją stawidła jarzmowego, która się rozpowszechniła na świecie było stawidło Stephensona z 1841 roku. Z różnymi odmianami (Goocha, Allana-Tricka) stawidła tego typu były szeroko stosowane w Anglii, na kontynencie i w Ameryce do końca IXXw. Wyparły je z użycia stawidła typu Walschaertsa-Heusingera, gdyż nadawały się lepiej do dużych prędkości i do dużych parowozów, głównie ze względu na mniejszą masę. W zasadzie można by zaliczyć stawidła typu Walschaertsa również do stawideł jarzmowych (są tak klasyfikownne głównie w literaturze niemieckojęzycznej), gdyż jarzmo w nich występuje, nie powinno się tego jednak robić ze względu na to, że jednym z elementów poruszających jarzmo nie jest mimośród tylko krzyżulec, jest więc ono stawidłem promieniowym.

Źródła: Wikipedia-en Valve gear. Llewellyn V. Ludy Steam Engine Indicators and Valve Gears, American Technical Society 1918. John H. White, A History of the American Locomotive: Its Development, 1830-1880, 1979. Herbert T. Walker The Evolution of the American Locomotive, 1897.

Animacja ruchu stawidła jarzmowego. Parowóz Wilhelma T. Jamesa z 1831 roku z pierwszym stawidłem jarzmowym.

Stawidło Stephensona (1841) (nm. Stephenson-Steuerung)
Typowe stawidło jarzmowe, w którym jarzmo łączy końce dwóch mimośrodów, które są zamocowane sztywno na osi napędowej, jeden dla ruchu naprzód, drugi dla ruchu wstecz. W jarzmie porusza się kamień, do którego zamocowany jest trzon zaworów. Na stanowisku maszynisty znajduje się dźwignia, która przez drąg stawidłowy i nastawnik porusza wieszakiem, ten zaś unosi i opuszcza jarzmo, wydłużając lub skracając drogę jaką przebywa zawór w czasie jednego suwu.

Zostało skonstruowane w Anglii, niezależnie od amerykańskiej konstrukcji Wilhelma T. Jamesa, ale mimo to powinno się nazywać stawidłem Wilhelma. Na pomysł tego stawidła wpadł bowiem w 1840 roku pracownik fabryki Hawks, Crawshay & Co. w Newcastle Wilhelm Williams i pokazał rysunek wielu kolegom. Widział go także młody inżynier Wilhelm Howe, który stwierdził, że co prawda pomysł Williamsa nie będzie działał z powodu złączenia ze sobą dwóch mimośrodów na stałe, to jednak, jeśliby użyć połączenia mobilnego, efekt zostanie osiągnięty. Howe zatrudnił się kilka miesięcy potem w fabryce Roberta Stephensona w Newcastle. Sporządził rysunek i drewniany model, które przedstawił kierownikowi warsztatów Hutchinsonowi, a ten, zdając sobie sprawę z doniosłości wynalazku, przesłał ów rysunek do Londynu Robertowi Stephensonowi. Stephenson, którego fabryka była wówczas w trakcie produkcji parowozów nr 70 i 71, zdecydował, żeby przerwać prace nad jednym z nich, zbudować stalowy model nowego stawidła i wyposażyć w nie ów parowóz.

Pierwszym parowozem wyposażonym w to stawidło został zatem No. 71 z IX.1842, (No. 359 kolei North Midland Railway). Stephenson świetnie zdawał sobie sprawę z użyteczności tego rozwiązania i kazał je montować we wszystkich produkowanych przez jego fabrykę parowozach, łącznie z maszynami eksportowanymi. Stąd przylgnęła do niego nazwa stawidło Stephensona, choć sam Stephenson nigdy tego rozwiązania nie opatentował. Mogło więc być, i było, powszechnie stosowane. Niektórzy nawet twierdzą, że Stephenson nie do końca rozumiał jak przełomowy był to wynalazek i dlatego go nie opatentował.

Był to pierwszy rozrząd, który dawał możliwość regulacji wypełnienia cylindrów parą podczas jazdy, poprzez wcześniejsze odcinanie dopływu pary, zanim tłok osiągnął maksymalne położenie na końcu cylindra. W praktyce stosowano to w ten sposób, że podczas ruszania czy podjazdów na wzniesienia maszynista ustawiał wypełnienie na 70-80% maksymalnego, a gdy już lokomotywa rozpędziła skład redukował je, co dawało znaczne oszczędności zużycia pary. W USA i Anglii umieszczano je zazwyczaj wewnątrz ostoji, podczas gdy w Europie kontynentalnej różnie - raz na zewnątrz, raz wewnątrz.

Źródła: Wikipedia-en Stephenson valve gear. Steam Index Howe. William L. Howe A Short Biography of William Howe (1814-1879), Liverpool 1963. John H. White, A History of the American Locomotive: Its Development, 1830-1880, 1979. Herbert T. Walker The Evolution of the American Locomotive, 1897.

Budowa stawidła Stephensona.

Stawidło Goocha (1843) (nm. Steuerung von Gooch)
Stawidło jarzmowe skonstruowane w roku 1843 przez angielskiego inżyniera Sir Daniela Goocha (w latach 1837-1889 pracował w Great Western Railway, a wcześniej u Roberta Stephensona). Jest modyfikacją stawidła Stephensona w ten sposób, że jarzmo jest stacjonarne (podtrzymywane przez wieszak) i skierowane w odwrotną stronę, tj. wypukłością w kierunku mimośrodów. Zamiast unosić i opuszczać drążki mimośrodowe, unoszony i opuszczany jest drążek zaworu, łączący trzon zaworu z kamieniem w jarzmie. Cała konstrukcja było niższa i charakteryzowała się lżejszą pracą. Nie było popularne w Anglii, za to często stosowane we Francji i innych krajach Europy kontynentalnej.

Źródła: Wikipedia-en Stephenson valve gear. Llewellyn V. Ludy Steam Engine Indicators and Valve Gears, American Technical Society 1918.

Budowa stawidła Goocha.

Stawidło Allana-Tricka (1855) (nm. Trick-Steuerung, Allan-Steuerung)
Stawidło jarzmowe skonstruowane w roku 1855 przez szkockiego inżyniera Aleksandra Allana i (niezależnie) przez niemieckiego inżyniera Józefa Tricka. Jest modyfikacją stawidła Stephensona. Łączy zalety stawideł Stephensona i Goocha będąc przy tym łatwiejszym w produkcji, gdyż zastosowane w nim jarzmo jest proste. Jarzmo jest podtrzymywane przez ruchomy wieszak i podobnie jak w stawidle Goocha zamiast opuszczać drążki mimośrodowe, opuszczany jest drążek zaworu, łączący trzon zaworu z kamieniem w jarzmie, a jednocześnie unoszony jest wieszak jarzma. Było rzadko używane w Wielkiej Brytanii, znacznie częściej w Europie kontynentalnej.

Źródła: Steam Index locomotive history. Wikipedia-en Stephenson valve gear.

Budowa stawidła Allana-Tricka.

Stawidło promieniowe (1844) (ang. radial gear)
Jest to stawidło, w którym ruch zaworu pochodzi z jakiegoś punktu na korbowodzie. Powodem ich konstruowania była wada stawideł jarzmowych, polegająca na tym, że jeżeli zmieniamy moment odcięcia pary, tym samym zmieniając wypełnienie cylindra parą, wówczas zwiększa się automatycznie wyprzedzenie otwarcia zaworu. W stawidłach promieniowych zmiana momentu odcięcia nie ma wpływu na pozostałe parametry ruchu zaworu.

Było kilka konstrukcji takich rozrządów, większość jednak stosowano w silnikach stacjonarnych, głównie okrętowych, a w parowozach znalazły zastosowanie tylko dwa rozwiązania: Walschaertsa-Heusingera, które było pierwszą konstrukcją tego typu i najczęściej używanym stawidłem w parowozach oraz stawidło Joya, które oprócz licznych zastosowań w silnikach okrętowych było montowane w parowozach angielskich linii Lancashire and Yorkshire Railway i London and North Western Railway.

Źródła: Wikipedia-en Valve gear. Llewellyn V. Ludy Steam Engine Indicators and Valve Gears, American Technical Society 1918.

Stawidło Walschaertsa-Heusingera (1844) (ang. Walschaerts gear, nm. Heusinger-Steuerung)
Pierwsze stawidło promieniowe, skonstruowane w roku 1844 przez belgijskiego inżyniera Egidiusza Walschaertsa i niezależnie od niego przez niemieckiego inżyniera Edmunda Heusingera w 1849 roku. Najpowszechniej stosowane.

W tej konstrukcji trzon zaworów poruszany jest z dwóch źródeł. Jednym jest korba mimośrodu umieszczona na jednym końcu korbowodu, drugim ramię przedłużające krzyżulec (o takiej samej długości jak korba), na drugim końcu korbowodu. Połączenie od krzyżulca poprzez łącznik i wahacz przesuwa zawór o odległość równą sumie wyprzedzenia i przysłonięcia na końcu suwu, kiedy korba mimośrodu jest w położeniu środkowym.

Korba mimośrodu zawsze wyprzedza korbę osi napędowej dokładnie o 90°. Oznacza to, że gdyby nie było połączenia od krzyżulca, to kiedy silnik byłby w położeniu martwym (korba osi napędowej w położeniu poziomym), wówczas zawór byłby w położeniu środkowym. Aby osiągnąć przesunięcie zaworu równe sumie jego wyprzedzenia i przysłonięcia należy połączyć trzon zaworu do wahacza w punkcie, który dzieli wahacz w stosunku takim jak skok tłoka do skoku zaworu.

Opis części (50 kB). Animacja ruchu podczas jazdy do przodu (261 kB). Animacja ruchu podczas zmiany kierunku ruchu (562 kB).

Źródła: Wikipedia-en Walschaerts valve gear. Llewellyn V. Ludy Steam Engine Indicators and Valve Gears, American Technical Society 1918. C.W. MacCord Slide Valves, Chapman & Hall, London 1897.

Stawidło Walscheartsa-Heusingera.

Stawidło Kuhna (Winterthur) (1883) (ang. Kuhn slide, nm. Kuhnsche Schleife)
Skonstruowane w 1883 roku przez niemieckiego inżyniera Michała Kuhna (1851-1903), głównego konstruktora w fabryce Henschel w Kassel. Jest modyfikacją stawidła Walschaertsa w taki sposób, by uzyskać identyczne parametry ruchu zaworów podczas jazdy w obu kierunkach. W klasycznym stawidle Walschaertsa wodzidło jest unoszone i opuszczane za pomocą nastawnika połączonego z jednej strony z wodzidłem (za pomocą łącznika), a z drugiej strony z drągiem stawidłowym. Ponieważ nastawnik znajduje się powyżej osi obrotu jarzma, to w położeniu do jazdy w tył kamień jarzma nie może się przesuwać w jarzmie aż do końca, co daje efekt innego ruchu zaworów podczas jazdy w tył.

Problem ten rozwiązuje zastosowanie nastawnika umieszczonego na wysokości osi obrotu jarzma. Ramię unoszące nastawnika jest zakończone suwakiem (zwanym suwakiem Kuhna) w postaci kamienia poruszającego się w prostym jarzmie, które jest zakończeniem wodzidła (połączenie bezpośrednie, bez użycia łącznika). Takie umiejscowienie nastawnika pozwala na swobodne przesuwanie się kamienia wodzidła w jarzmie aż do jego obu końców, niezależnie od ustawienia nastawnika w górę czy w dół (do jazdy w przód czy w tył). Animacja ruchu podczas jazdy do przodu.

Ponieważ jednak konstrukcja ta była droższa w produkcji od rozwiązania klasycznego, więc nie była powszechnie stosowana, a jedynie w przypadkach, kiedy konstruktorom parowozu zależało szczególnie na poprawie parametrów jazdy do tyłu, czyli głównie w przypadku tendrzaków przeznaczonych do pracy na liniach nie wyposażonych w obrotnice.

Stawidło Walschaertsa z suwakiem Kuhna stosowała często szwajcarska fabryka SLM Schweizerische Lokomotiv- und Maschinenfabrik w Winterthur, również w wersji podwójnej, dla parowozów czterocylindrowych, stąd w Polsce nazywano je czasem stawidem typu Winterthur.

Źródła: Wikipedia-en Kuhn slide.

Suwak Kuhna we wschodnioniemieckim parowozie serii 65.10. Suwak Kuhna w indyjskim czterocylindrowym parowozie produkcji SLM Winterthur.

Stawidło sprzężone (1880) (ang. conjugated gear)
Jest to stawidło, w którym ruch zaworu jednego cylindra jest sprzężony z ruchem zaworu drugiego cylindra. Jedno z pierwszych tego typu stawideł skonstruował w 1880r. August von Borries dla swojego dwucylindrowego parowozu z silnikiem sprzężonym, aby wyrównać bieg silnika poprzez dostosowanie mocy obu cylindrów dzięki odpowiedniemu automatycznemu opóźnieniu momentu odcięcia dopływu pary do cylindra niskociśnieniowego.

Konstrukcje stawideł sprzężonych stosowano głównie w silnikach sprzężonych czterocylindrowych. Aby obniżyć wagę i koszt produkcji parowozu zamiast stosować cztery niezależne stawidła dla każdego cylindra po jednym, sprzęgano ruch zaworów trzeciego i czwartego cylindra z ruchem zaworów pierwszego i drugiego cylindra, które sterowane były za pomocą zwykłych stawideł (z reguły Walschaertsa).

W parowozach trzycylindrowych z silnikami o dwustopniowym rozprężaniu pary (sprzężonymi) stosowano wyłącznie trzy oddzielne stawidła, dla każdego cylindra po jednym. Jednakowoż dla silnika trzycylindrowego z pojedynczym rozprężaniem pary (który od biedy można by nazwać "trojaczkowym" - przez analogię do silnika bliźniaczego) Sir Nigel Gresley skonstruował stawidło nazwane od jego nazwiska stawidłem Gresleya, w którym ruch zaworów trzeciego cylindra był sprzężony z ruchem zaworów dwóch pozostałych cylindrów za pomocą prostego układu dwóch dźwigni.

Źródła: J.F. Gairns Locomotive Compounding and Superheating, Londyn 1907.

Stawidło sprzężone Gresleya.

Stawidło Baguleya (1893)
Skonstruowane w roku 1893 przez angielskiego inżyniera Ernesta E. Baguleya (pracował w fabryce lokomotyw W.G. Bagnall Ltd. w Stafford). Jest modyfikacją stawidła Walschaertsa. W roli jarzma użyto kołyszącego się sektora.

Źródła: Wikipedia-en Baguley valve gear.

Stawidło Bakera (1903)
Produkowane w USA przez Pilliod Co. w Swanton (Ohio) od roku 1903. Jest modyfikacją stawidła Walschaertsa w taki sposób, by wyeliminować elementy ślizgowe. Zamiast nich użyto czopów i sworzni, gdyż one zużywają się o wiele wolniej i rozrząd ten wymaga przeglądów i napraw znacznie rzadziej niż typowe stawidło Walschaertsa. W Ameryce było niemal równie popularne jak standardowe stawidło Walschaertsa. Fabryka Pillod Co. dostarczyła tego typu stawidło do róznych fabryk dla ponad 2200 parowozów w latach 1911-1914 i dawała na nie 2 lata gwarancji.

Źródła: Wikipedia-en Baker valve gear. Richard Leonard Baker Locomotive Valve Gear, Historic Pilliod Co Booklets.

Budowa stawidła Bakera. Amerykański parowóz linii New York Central z 1912r. ze stawidłem Bakera.

Stawidło Bagnalla-Price'a (1903)
Skonstruowane w roku 1903 przez anglików W.G. Bagnalla i T.S. Price'a (z fabryki lokomotyw W.G. Bagnall Ltd. w Stafford). Jest modyfikacją stawidła Walschaertsa, w której zamiast korby na osi napędowej parowozu zastosowano krzywkę napędzającą rozrząd. Zostało skonstruowane po tym jak Ernest E. Baguley opuścił firmę Bagnalla, która dotąd stosowała stawidło Baguleya.

Źródła: Wikipedia-en Bagnall-Price valve gear.

Stawidło Bagnalla-Price'a.

Stawidło Gresleya (1915)
Skonstruowane w roku 1915 przez angielskiego inżyniera Sir Nigela Gresleya (z London and North Eastern Railways). Jest to odmiana stawidła Walschaertsa dla silników trzycylindrowych, gdzie ruch zaworów trzeciego cylindra jest sprzężony z ruchem zaworów dwóch pozostałych cylindrów, które sterowane są za pomocą stawidła Walschaertsa. Animacja zasady działania (628 kB, wymaga shockwave flash).

Źródła: Wikipedia-en Gresley conjugated valve gear.

Stawidło sprzężone Gresleya.

Stawidło Bulleida (~1942)
Skonstruowane podczas II wojny Światowej przez angielskiego inżyniera Oliwera Bulleida (wówczas w Southern Railways, wcześniej był asystentem Sir Nigela Gresleya w London and North Eastern Railways) dla trzycylindrowych lokomotyw w układzie osi Pacific (2'C1'). Napęd stawidła jest przenoszony za pomocą łańcuchów.

Źródła:

Stawidło Bulleida.

Stawidło Joya (1870) (ang. Joy gear, nm. Joysteuerung)
Stawidło promieniowe skonstruowane w roku 1870 przez angielskiego inżyniera Dawida Joya dla London and North Western Railway. Używały go też linie Lancashire and Yorkshire Railway, a także firma John Fowler & Co.. Proste w konstrukcji. Miało jednak tę wadę, że ruch jednego z elementów był zaburzany przez drgania resorów. Ponieważ wada ta nie występowała na statkach, było znacznie częściej używane w silnikach okrętowych.

Źródła: Wikipedia-en Joy valve gear.

Stawidło Joya.

Stawidło Browna (ca 1875)
Jest to stawidło promieniowe skonstruowane ok. roku 1875 przez angielskiego inżyniera Karola Browna (ojca) dla szwajcarskiej fabryki lokomotyw SLM, której był założycielem. Było używane w parowozach z kołami zębatymi produkowanych przez SLM dla kolei górskich. Cechą charakterystyczną tej konstrukcji jest to, że ruch posuwisto-zwrotny tłoka przenoszony jest na koło silnikowe parowozu za pośrednictwem kołyski. Korbowodem jest drążek IK, a krzyżulcem punkt I. Ruch krzyżulca nie odbywa się po poziomej linii prostej, jak to zwykle bywa w parowozach, ale po łuku, co czyni ruch całej przekładni jeszcze bardziej skomplikowanym, niż zwykłej przekładni korbowej. Drążek DJ jest odpowiednikiem wahacza w stawidle Walschaertsa, a drążek VY odpowiednikiem wodzidła.

Źródła: William Ernest Dalby, Valves and Valve Gear Machanisms, 1906

Stawidło Browna.

Stawidła tego typu były produkowane jako oddzielne bloki w wyspecjalizowanych do ich produkcji fabrykach i dostarczane do fabryk silników parowych na zamówienie. Stosowano je w stacjonarnych silnikach parowych, często bardzo dużych mocy, w silnikach okrętowych, a także, choć na małą skalę, w parowozach. W parowozach występowały głównie dwie konstrukcje: stawidło Lenza i Caprottiego. Zaletą tych stawideł jest niska waga, małe rozmiary, mała awaryjność, a główną wadą była cena. Było jednak wiele prób ich stosowania, szczególnie w silnikach sprzężonych na parę przegrzaną, gdyż zawory grzybkowe są bardzo odporne na wysoką temperaturę. To, że stawidła tego rodzaju nie wyparły stawideł Walschaertsa spowodowane było głównie zastosowaniem zaworów tłoczkowych w tych ostatnich, co uczymiło je znacznie odporniejszymi na temperaturę, przez co mogły być z powodzeniem stosowane do silników na parę przegrzaną. Nie bez znaczenia było również to, że w parowozach nie było potrzeby stosowania więcej niż czterech cylindrów i rozwiązanie Gresleya było wystarczające i prostsze.

Źródła: Patent RP nr 3424 z 12.XI.1925 - Hugo Lentz (Berlin, Niemcy) Maszyna parowa z wentylowym rozrządem pary do parowozów.

Przykład stawidła wentylowego: rozrząd Lenza z obrotowymi krzywkami zastosowany w angielskim parowozie linii LNER No 352 Leicestershire z 1929 roku.

Stawidło Lenza (vel Lentza) (1886) (ang. Lentz gear, nm. Lenz-Ventilsteuerung)
Było to pierwsze na świecie stawidło wentylowe. Skonstruowane w roku 1886 przez inżyniera Hugona Lenza głównie z myślą o silnikach sprzężonych na parę przegrzaną, w których zawory suwakowe nie wytrzymywały temperatury. Rozrząd pary odbywa się poprzez kilka zaworów grzybkowych poruszanych wahadłowymi lub obrotowymi krzywkami zamocowanymi na wałku obracanym przez oś napędową parowozu. Całość mechanizmu zanurzona była w oleju i umieszczona w zamkniętej obudowie. Analogiczny do stosownych w zaworowych silnikach spalinowych. Stosowany głównie w Austrii i Francji (m.in. przez Andrzeja Chapelona) oraz Belgii. W Anglii się nie przyjął, choć wykonywano liczne próby jego użycia z różnym skutkiem. W Niemczech również wykonywano próby jego użycia, ale i tu się nie przyjął.

Źródła: Richard Carr A History of Lentz Valve Gear on British Steam Locomotives.

Kompletny rozrząd Lenza. Foto 1925.

Stawidło Caprottiego (1915) (ang. Caprotti gear, nm. Caprotti-Ventilsteuerung)
Stawidło wentylowe skonstruowane ok. roku 1915 przez włoskiego inżyniera i architekta Artura Caprottiego. Zasada działania jest identyczna jak rozrządu Lenza, czyli zawory grzybkowe poruszane są obrotowymi krzywkami zamocowanymi na wałku, obracanym przez oś napędową lokomotywy. Inspiracją Caprottiego był rozrząd stosowany w zaworowych spalinowych silnikach samochodowych, który pragnął przystosować do użytku w rozmaitych silnikach parowych. Był on stosowany na małą skalę w parowozach, częściej w silnikach statków parowych.

Źródła: Wikipedia-en Caprotti valve gear.