蒸気機関車の仕組み ワルシャート式弁装置を解説【エンジンの仕組み】 

子供の時蒸気機関車がどうして走るのか周りの大人に聞いてもただ蒸気の力だとしか教えてもらえませんでした。あの時私が知りたかったのはまさにこの動画そのものです。

OBのおじいちゃんの言っていることの意味が、図解と役割の分解のおかげでやっと現代の若造の私に理解できました。おじいちゃんたちこんなに難しいことを齢16歳で、動画もない当時に多少のポンチ絵と構造と理論のシチ難しい書物と現場の口伝で勉強していたんだと思うと当時の膨大な苦労が偲ばれます。

シリンダピストンの動きの説明までは簡単に解説された動画はよく見かけますが、リターンクランクの角度設定のみで位相を作らず、合併テコで合成位相を作るのかまで触れられていて、しかもわかりやすく説明されていてとても良い動画だと思いました。ありがとうございます。

5:46 改めて考えるとSLの仕組みつくった人すげぇな、100年以上前なのに。

小生は当年62歳です。かつて三岐鉄道の西藤原でウィステリア鉄道の５インチゲージのライブスチームを運転するボランティアを１０年間やっていました。カマの火入れから火を落として火室と煙管、煙室のエアーガンで吹きとばし、煙管は、ワイヤーブラシで１６本の煙管を掃除します。逆に火入れ時はまず蒸気ドームの大ネジを外し給水し、水面計の水位が８０％になるまで給水しネジを締めます。次にタンク機関車ですので両側のサイドタンクに水を給水し、その後常用テンダーにも給水して満水にします。テンダーに給水することで2時間30分走行が可能です。次に火室の火格子上に火種になる焚き付けの灯油を染み込ませた薪をならべて火室の中ほどまで積み上げます。そしてチャッカマンで点火し、煙突にセットした通風器を回し通風をとります。季節によりますが平均で30分ほどでボイラー圧力が５気圧（５００パスカル)を越えると安全弁がふきます。圧力が上がるまではシリンダーに送るスチームオルを給油タンクに注油し、給湯ポンプを回してオイルをシリンダーに送ります、右左とも５０回ずつ。機関車を逆転ハンドルを前後にきりかえながら シリンダーに送ったオイルを馴染ませます。しりんだー排水弁からオイルが出たらOK,。ボイラー圧力があがったら煙突の通風器を外し自らの通風弁を開けて蒸気を蓄えます。五分ほどで準備完了。ドレンコックを開けたままバックで本線にでます一旦停車して逆転ハンドルを前進にし、汽笛吹鳴発車、ドレンコッㇰを閉じ加減弁を20%開けて 起動、加速、加減弁ハンドルは角度50で満開になり上り勾配を走行、踏切を過ぎると下り勾配で加減弁を閉じ惰性走行、力行、惰行を繰り返し停車駅の手前で加減弁をしめ、通風弁を開け足でブレーキ弁を踏んて停車位置で停車、😅エンドレス一周１１５㍍２周走行して乗客が入れ替わります。あと、足回りの点検と、クランクや、ロッド類のピンに注油も重要です。

今はなんでもサーボモーターやワイヤーで済ませてしまうが、ロッドやリンクで作動させる技術は見ていて面白い

SL,カッコいいですよね。 その中でも興味があったのが動輪まわりの複雑なリンクでした。 この動画でワルシャート式の構造がとても良く理解できました。 バルブタイミングまでコントロールしていたとは、昔の人は凄いですねー。 あの複雑な動きの理由が分かりました、ありがとうございます！

タモリさんが「ブラタモリで独自解説した奴」は鉄ちゃんでも「面白い解説だし鉄道に興味ない人でも解りやすい」と思いますね😃 押し出す力を「ジョシ!!(女子)」と表現して、引き出す力を「ダンシ!!(男子)」と表現して「男女が協力しあってSLが動く」と表現したのは面白いと思います😃 鉄道総研の人も感心していたのは面白いと思いますね😄

バックする仕組みを考えた人、すごい！

すごい技術だったんですね。この先も動態保存が続くと良いですね。

蒸気機関車の仕組みくらい知ってる。･･･ と思ってたけど、知らないことだらけだった。　ありがとうございました！

いつも楽しく拝見しています。 　動輪に付いている重りがレシプロエンジンでいうとカウンターウェイトになりますが動輪が増えると動輪の重りのバランス管理もシビアになります。 話は逸れましたが当時の工作機械であれだけの精密機械作成出来たのですから凄い技術ですね。

ありがとうございます。最後の部分、クロスヘッドとリターンクランクの動きを合成している理由がやっと理解できました。あの部分で位相を調整していたんですね。

蒸気機関車に、ハマっています。 なんでこんなにメカが、面白いんだろうってなります。 本の「蒸気機関車メカニズム図鑑」や、蒸気機関車の形式集の付録も持ってます。 蒸気機関車って、凄いなぁと思うことが多く、興味深いメカが入っていたり(C53)などや、また妄想でこういう蒸気機関車を設計してみたいな(例：直径1600mmの動輪を4つ)と思うことがある。 ロッドの動きが、とても面白く、参考になりました。 かくいう私は、Ｆ１エンジンの構造をしっかりと本を読んで行きました。 その知識が、蒸気機関車のロッド周りの解説に追いつけたような感じになりました。 説明は難しいけど、なんとなく分かりました。 面白かったです。蒸気機関車は好きだな。

この解説を待っていました！ありがとうございます！コンビネーションレバーが何をしてるのかがさっぱりわからなかったけど、やっとわかりました。この動画はなんべんも見返して腑に落ちるようにしようっと。

外燃機関の仕組み自体よく分かってなかったんですが、リンクを使ってバルタイを作る仕組みとか驚きながら見させていただきました。 いつも楽しい動画ありがとうございます。

SLってこんなにも複雑な構造してたのですね。ロッドで位相を変えて燃費とトルクの調整が出来るって凄いです。100年前の技術レベルって侮れ無いですね。

詳しい解説で自分の中の謎が解けました ありがとうございます

バックできる理屈がようやくわかりました。クラッチが無いのにどうやっているのか長年の謎でした。

えっと・・・・・ 複雑すぎて理解できない（涙） 繰り返し視聴します（泣）

わかりやすかったです。知らないことがたくさんありました。 自分はバルブステムがコンビネーションレバーの上端より少し下の位置についている「効果」を知ったのは、 最初にワルシャート式を理解したと思ってから40年も後でした。それはSLのキャブに添乗して絶気で平地を走っていた時です。 そういえばこの仕組みのせいで、逆転器が中立なのにレギュレーターを少し開けておいてしまっていたために、機関庫で停止中の機関車が 勝手に動いたっていう事故があったそうですね。家に国鉄大井工場勤務だった義父の蒸気機関車の工学の教科書があるので、見直してみようと思いました。

幾何学的なしくみ、勉強になります。あまり馴染みがなく、たぶん文献を読んでも理解難しかったと思います。この動画も何度か見返さねばなりません🧐 改めて考えると、蒸気機関のトルクは凄いとおもいました。出力を減速ではなく増速して重い車両を動かしてるんですね🚂BMEP は内燃とは桁違いなのでしょう。これを支えるピストンリングや潤滑構造など調べてみたいと思いました。

小樽の総合博物館で無料で乗れるYo!!(入場料は必要)

私は造詣が浅い所謂の見た目ファンです、 日本の蒸気機関車と云えばＤ５１やＣ６２程度しか知りませんが、 他の動画で拝見した英国のフライング・スコッツマンの妖艶とも謂えそうな麗華さや、 米国のマレー式ビッグ・ボーイの圧倒的なパワー感には得も云えぬ魅了を感じました。 蒸気機関の工科的解説は私にはいささか敷居が高いですが、 畏敬の念だけは浮かびました。

複雑過ぎてよく分からないけどカッコイイ、とだけで終わっていた部分の説明ありがとうございます。 ただ、6:50の 「絵で観る右側が前だとすると、反時計回りに、、、」のところが分からないんです。

ひえー🤣 熱効率メチャクチャ悪いのにレシプロエンジンよりややこしいですな😅

5:25 今回ワルシャート式弁装置はピストンバルブが前提で話が進んでいたと思います。 スライドバルブだと機構がどう変わるのか。 何故ピストンバルブより劣位になったのかイマイチわからなかったので、別途解説動画ができたら嬉しいです。 ※今回省略されたボイラーの動画なども期待しております。

この機構を考えた人すげえな

余裕があったら是非C53のグリズリー式弁装置も解説して欲しい。

音に迫力有りましたね❗エンジンの原点ですね❗

ＳＬに３気筒があるとは知らなかった。奇数目の動力は一体どこの動輪につながるのだろう。 Ｃー157やＤー51のＣ・Ｄは動輪軸数だとばかり思っていたんだがなぁ。

機関士が発進時に逆転機を細かく操作している理由がわかった気がする。前進後進を切り替えるわけでもないのになぜだろうと長年疑問だった。

これはいまの電車の比にならないほど、運転士の技量が運行に影響しそうですね。

素晴らしい動画です。ありがとうございました。 改装前の鉄道博物館にワルシャート式の説明模型があったのですが、回転方向が逆になっていました。 博物館ですらロクに理解していないような代物ですのでマトモに理解できていた人はほぼ皆無だったのではないでしょうか。 一般公開の動画で日本語で詳しく説明して下さったのはめかのさんが初めてだと思います。 貴重な資料をご作成頂きありがとうございました。

いつもここで知識欲を補充している者です。 リクエストなのですが、Gas Produce Combustion SystemとPorta Treatmentについての解説を希望します。 よろしくお願いします。

近所に展示されてるD51を見るたび、蒸気で動いていたのは分かるけど、どの様に回転させているのか謎でした。 まさかタービンを回してる訳ないしｗ この解説で仕組みがよく理解できました。ありがとうございます!(≧∇≦)b

なるほど、それで運転台のリバー（逆転器）を操作して効率よく走らせていたんですね。

日本でワルシャート式が普及したのは優れてるよりも特許料払う必要ないとかだろうね。

SLの解説ありがとうございます！ 素人の自分にも理解出来て面白かったです！（丸々2回見て理解できた） 動画のリクエストです。車のキャブとバイクのキャブが何故あれほど違うのか教えて頂きたいです。 ウェーバーやソレックスは固定ベンチュリーでジェットニードルを使わないのに対して、バイク用は何かしらの力でベンチュリーを可変させますよね。自分なりに調べてみたのですが、答えに辿り着かなかったので、動画で取り上げて欲しいです！

6:51 画面右方向に進むなら車輪は時計回りでは無いでしょうか？

一応ね現代の自動車やｵｰﾄﾊﾞｲのエンジンの動作原理は理解できるので馬鹿じゃないんだけどね🤣もう最初の方で挫折😭１回見ただけじゃ分からんかった😆複数回見て理解するだけの気力が湧くかどうかなんだけど自信なし🤣ＳＬの動力機関って複雑すぎ、コレが100年以上前に作られてるのには敬服ものです。

鉄道博物館のD51シミュレーターが更に楽しくなりそうな動画だぁ…（恍惚）

蒸気機関車ってボイラーの最初の火入れから十分な蒸気の圧力になるまで４時間くらい掛かるって言ってたかなあ。 これじゃあ手間掛かるわねえ。 蒸気機関車やったら今度は船舶使われていた蒸気タービンエンジンやったらどうか。

カットしたボイラの解説もみたいです. お願いします.

かっこいいなぁ蒸気機関車が引く列車に一度でいいから乗ってみたい

蒸気機関車は人類史上初めての機械仕掛けで動く乗り物でありますね。

ロッドで動輪を結ぶより、動輪毎にシリンダーが有った方が…とか素人が考えたんですが動画を拝見すると、そんな簡単なことじゃないですねぇ（笑）。 まぁ、私なんぞより頭の良い方々が開発されたんですしね。 「梅小路蒸気機関車館」（旧）へ行って乗った時に実際に動く動輪を見て、空転するのも見れましたが迫力ですねぇ…空気を振るわせて耳をつんざく汽笛と。

ピストンテイルロッドは必須機構では無くドイツとそれを盲信していた日本が金科玉条で廃止しなかった だけでアメリカ等では装備していません。ピストンを軽量化すれば往復質量の増大、摩擦箇所が増える だけの要らない部分となります。

6:55 「絵で言う右側が前とする機関車があったとすると、前進しているならば車輪つまりクランクは反時計回り」で挫折したorz。右に進むなら頭の中で時計回りに回る想像しかできなかった。 その後のラップとかバルブの制御タイミングの話はなんとなく理解したつもりだけど、これ、現代の技術でリンクを廃した「完全電子制御バルブ」とか作ったら面白いものができそう。

もし仮に今SL作ったら電子制御で電磁サーボバルブかなとか妄想します。

エンジンとは少し異なりますが 翼面冷却機構について解説してくれませんか 蒸気を吹いて走るのってかっこいいですよね

ヘリコプタのローターも蒸気機関車のピストンも90°ぐらい位相早く動かすものなのか。 三角関数の一階微分とか二階微分とかの話なんだろうなあ。

日本の蒸気機関車の馬力何れくらい出ていたんだろう？今まで、馬力表示しているのは見たこと無いのですが。又、米国大陸横断鉄道で使用されていたビッグボーイ等の馬力は車輌の大きさから想像すると7000~8000馬力くらいと推測していますが実際は？

ヨーロッパにはカプロッティ式というポペットバルブを使った弁装置もあるらしい

映像中に出てきたC57の写真、もしかして熊谷駅の秩父鉄道でしょうか？後ろに見える駐車場がよく似ています。

자세한 설명.. 감사합니다.

これは、電子制御にしたら面白い事になりそう　現在の技術を取り入れて ＳＬも有りかと思う 化石燃料を憎むなら燃料を選ばない 外燃機関は、バイオマスと相性が良いだろう　位相が0-90度可変でしかも ストロークも、変えられる　 それを機械リンクだけで行う 調整は人間、燃費計やトルク計が無く 感覚だけで最適化させる 運転士て高い技術を要する

奥深い…。

おおおうぜんぜん分からん！　ちゃんと読まないと理解がおっつかんです。　説明は良いのだけど、俺の理解力が不足してるって意味ね。 僕の希望としては除煙板の役割を教えてもらえたら嬉しいデス^^

蒸気機関車のサスペンションについて、連接棒でガチガチに繋がっているので、それぞれの動輪はどう動くのかわからないので、説明してください

0:23 動態保存されていても一般人が乗るのはかなり難しいと思うぞ　それに引かれる客車に比べれば

蒸気機関車の大まかな仕組みならやっぱりグランプリ出版の蒸気機関車メカニズム図鑑だよなあ。 機種ごとの詳細な説明はないけど大まかな仕組みなら事細かく載ってる。

6:30 この図のピストンやバルブから回転に変えるために繋がっているピンクや緑のロッドの長さも厳密には決まってたりするんですか？

質問というか確認なのですが、バルブが吸排気を行っていない状態からの始動はラジアスロッドの位置を変えて行うのですかね？ そもそもそんな位置で停止している確率自体低いですし、始動トルク調整のために動かしながら操作しているでしょうから問題にはならないのでしょうが…

技術は好きだけど数学嫌いだから目そむけてたけど、技術って数学のオンパレードなんだよな……中学、高校数学しっかりやっとけばもっと面白かったんだろなぁ…… でもこの動画はすごくわかりやすくて面白かった。是非入り切らなかったボイラーの仕組みも待ってます(◜◡◝)

ガソリンエンジンよりも難しいのでは？🤔

詳しい解説ありがとうございます　まだまだよく理解はできませんがいろいろ考えられているというのは分かりました ちょっとした疑問とわがままな要望を 蒸気機関と言うと復水器を用いて熱効率を上げるのが一般的だと思いますが（ジェームズワットから今の原子力発電まで同じですね）蒸気機関車にも復水器はあるのでしょうか ここで説明されている機構は人々の英知の塊だと思いますが　初期　例えばリチャードトレビシックのキャッチミーフーキャン号のときはどうだったんだろうか 蒸気機関車の進歩を簡単にでも分かるように解説していただければありがたいです

蒸気機関のバイクの動画があったなw

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