ノート:集煙装置

第1動輪の空転？

現在の記事に「第1動輪の空転」という記述があるのですが、蒸気機関車の動輪はロッドでつながれているので、動輪がひとつだけ空転することはないように思うのですがどうでしょうか？--MetaNest 2010年8月23日 (月) 07:26 (UTC)

空転をするかどうかは軸重が大きく関わってきます。レールと動輪が粘着している状態では、動輪とレールの間に静止摩擦力が働いています。この静止摩擦力が最大静止摩擦力を超えない範囲で動輪に対して回転エネルギーを与えると粘着状態で走行させることが可能となります。また、最大静止摩擦力を超えたエネルギーを与えると、摩擦の状態は静止摩擦から動摩擦に変化し空転状態となります。

軸重が重ければ重いほど動輪を回転させるために必要なエネルギーが大きくなりますが、反面、空転しにくくなります。また、反対に軸重が軽ければ軽いほど少ないエネルギーで簡単に回転させることができますが、反面、空転しやすくなります。

蒸気機関車の場合、動輪がロッドにつながれているためすべての動輪に与えられる回転エネルギーは等値となります。すべての動輪の車重が同値であれば問題は発生しませんが、動輪の軸重がバラバラの場合、問題が発生します。走行する場合には一番重い軸重の動輪にあわせて回転エネルギーを与えなければならないため、軸重の軽い動輪を無視するしかないためです。

D51の重量バランスが極端に後よりであり、また、本文の内容のように上り勾配だと、さらに重量のバランスが後よりになります。結果、第1動輪＜第2動輪＜第3動輪＜第4動輪という軸重のバランスになってしまいます。そのため、否応なしに一番回転させることが困難な第4動輪にあわせた回転エネルギーを与えることになります。その結果、第1動輪に与えられた回転エネルギーは静止摩擦力を超えてしまい、空転状態となってしまいます。

わかりにくいところもあると思いますが、ざっと説明するとこんな感じです。ご理解いただけたでしょうか。空転/粘着については粘着式鉄道を読んでいただけると幸いです。--Kazusan^会話_投稿記録 2010年8月23日 (月) 14:43 (UTC)

第1動輪が、見た目にはレールと一致して回転しているように見えるが、推進力が発生していない（正確には軸重×動摩擦係数しか発生していない）状態になり、この状態を「空転」と言っている、ということでしょうか？　--MetaNest 2010年8月23日 (月) 23:31 (UTC)

そういうことです。--Kazusan^会話_投稿記録 2010年8月24日 (火) 01:55 (UTC)

そのような状態は発生しません。連結棒、あるいは歯車で複数の動輪が同一回転する場合は、動輪間に軸重の移動が発生しても、全軸が空転しない限り、各軸の軸重に応じて粘着力が配分されることになります。もし、上記のようなことが発生するなら、粘着式鉄道#軸重移動補償に書かれている「蒸気機関車のように各車輪をロッドで連結する対策」は意味がないことになってしまいます。--rs1421 2010年8月25日 (水) 11:50 (UTC)

（インデント戻します）質問にある記事の部分がD51を対象にしているので特記はしませんでしたが、上にあげたのは、あくまで急勾配区間におけるD51の挙動です。平坦線では、対策は効力を発揮しますが、D51が元々持つ重量特性と急勾配という2つの条件が重なることによって設計時点での想定を上回り、対策が効力を発揮を発揮しなかったというのは有名な話だと思います。初期型ではこの症状が顕著に表れたため重心変更を施した標準型を急遽試作・テストし、設計変更を行い重心位置を改良したり、急勾配区間では前部に死重を搭載するなどの対策をとっていました。実際、運用面でもこの空転のしやすさを嫌い勾配線が多い線区ではD51を一度導入したにもかかわらず、D50を再導入するなどの対策をとっているところもあります。--Kazusan^会話_投稿記録 2010年8月25日 (水) 12:59 (UTC)

現在（本日の私の編集前）の記事では、「第1動輪の空転」という文はなくなっていますが、輪重の偏りにより、空転が発生する、というのが主眼と判断し編集してみます。こちらでどうでしょうか？

それと、Kazuさんには「第1動輪だけ空転する」ことはない、と認めていただきたいと思うのですがどうでしょうか。それとも話題をそらし続けますか？　--MetaNest 2010年9月9日 (木) 10:29 (UTC)

話題をそらしているつもりはないわけですが。空転することが・・・という風に書かれていたので、それに答えたまでです。あと、「認める」「認めない」と記事の内容とは関係ないどうでもいい方向に話が行ってしまっています。自分の主義主張と異なるからといって、差し戻しをするという馬鹿げたことをするわけはないので、「認める」「認めない」という点についてはまったく不要です。（さっさと差し戻しをする方もおられるようですが、少数派でしょう）

第一動輪の空転という記述は鉄道ピクトリアル誌（号数は忘れましたが）に実際に記載されています。実際、最終的には完全な軸重抜けを起こしてしまい、動輪すべてが空転してしまうので主眼としてはそれでいいと思います。ただ、現状の記述だとうまくまとめられているので、そのままでもいいような気もしますが。--Kazusan^会話_投稿記録 2010年9月9日 (木) 14:49 (UTC)--Kazusan^会話_投稿記録 2010年9月9日 (木) 15:06 (UTC)

ひとの話をつごうよく一部だけひっぱりださないでください。「動輪がひとつだけ空転することはないように思うのですが」と私は書いてますよ。--MetaNest 2010年9月9日 (木) 22:29 (UTC)

何となく原因がわかったような・・・

1. 明らかにスリップをしていてホイールスピンと似たような状態になっているのを空転としている
2. 見かけ上はきちんと仕事をしていても実際は全く仕事をしていない状態を空転としている

たぶん、MetaNestさんは1の場合のことを言っているのだと思われますが、私は2の場合のことを言ってます。 ロッドでつながれているため単独の動輪のみの回転はありえないので1の状態はありません。そもそも空転の定義としてみると1、2どちらでも正しいことは正しいのですが、よくよく考えてみれば、一般的には1の状態を指すとが多いですね。こちらの説明不足でした。--Kazusan^会話_投稿記録 2010年9月11日 (土) 01:20 (UTC)