Взаимосвязь в движении золотника и поршня

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Распределение пара рассмотрим на отдельных положениях плоского золотника в зависимости от местонахождения поршня.

На фиг. 86 изображена простейшая схема паровой машины с золотниковым парораспределением. Как видно из схемы, золотник и поршень связаны с колесом, имеющим два кривошипа — поршневой и золотниковый (контркривошип).

При движении поршня вместе с ним придут в движение ползун и шатун; последний посредством кривошипа заставит колесо вращаться. Вращаясь, оно в свою очередь с помощью контркривошипа и золотниковой тяги заставит двигаться золотник. При такой связи каждому перемещению поршня будет соответствоватьопределённое перемещение золотника. В этом и состоит автоматичность его движения.

В цилиндре при наличии поршня различают две полости: заднюю (левую) и переднюю (правую). Проследим, как золотник распределяет пар в каждую из полостей за один оборот колеса.

3. Взаимосвязь в движении золотника и поршня

Фиг. 86. Схема паровой машины с золотниковым парораспределением

Для простоты будем считать, что контркривошип размещён относительно кривошипа под углом 90° (см.'фиг. 86). Ширина опорных поверхностей бортов золотника равна ширине паровых окон (см. фиг. 85).

Установим всю систему в исходное положение (фиг. 87): поршень занимает крайнее левое (заднее) положение, кривошип рас-

3. Взаимосвязь в движении золотника и поршня

Фиг. 87. Поршень в левом крайнем положении. Золотник в среднем положенииположен горизонтально, контркривошип — вертикально, при этом золотник займёт среднее положение. В таком положении он не пропустит пара в цилиндр и не выпустит его из цилиндра.

Приведём в движение шатунно-кривошипный механизм. Передвигаясь вправо, золотник наружной кромкой левого борта будет постепенно открывать левое окно, давая таким образом доступ пара в левую полость (фиг. 88), и в то же время внутренней кромкой правого борта открывать правое окно, выпуская пар из правой полости цилиндра.

Заметим, что в начале хода поршня и поршень и золотник двигаются в одну сторону. После того как колесо сделает четверть оборота, золотник начнёт двигаться обратно, а поршень будет продолжать движение в том же направлении. К этому моменту

3. Взаимосвязь в движении золотника и поршня

Фиг. 88. Поршень в среднем положении. Золотник в крайнем положении. Наибольшее открытие оконпоршень пройдёт приблизительно половину своего пути, и открытие паровых окон будет наибольшим (см. фиг. 88).

Ещё через четверть оборота золотник полностью закроет паровые окна, заняв снова среднее положение, а поршень придёт в крайнее правое положение (фиг. 89).

Перемещение поршня от одного крайнего положения до другого называется ходом поршня. Каждому ходу поршня со-

3. Взаимосвязь в движении золотника и поршня

Фиг. 89. Поршень в крайнем правом положении. Золотник в среднем положенииответствует полуоборот колеса (поворот кривошипа на 180°). Таким образом, ход поршня равен удвоенному радиусу кривошипа.

Мы рассмотрели работу золотника при ходе поршня в одну сторону (слева направо) за полуоборот колеса.

При движении поршня в обратную сторону золотник опять отклонится от среднего положения, но теперь уже в противоположную сторону. Через четверть оборота колеса он полностью откроетпаровые окна: правые для впуска и левые для выпуска пара (см. фиг. 86). Поршень в этот момент снова займёт приблизительно среднее положение.

Ещё через четверть оборота золотник и поршень займут исходное положение, золотник — среднее, поршень крайнее левое (см. фиг. 87). Это будет соответствовать началу второго хода поршня, или началу второго оборота колеса.

Когда поршень находится в крайних положениях, то между ним и одной из крышек цилиндра образуется некоторое пространство. Заполняя это пространство, пар полезной работы по перемещению поршня произвести не может. Поэтому пространство, образующееся между крышкой цилиндра и поршнем, когда поршень находится в крайнем положении, называют «вредным».

Вредным является также пространство паровпускных каналов цилиндров.

Дальше мы узнаем, что вредное пространство является одновременно и полезным.

Характерной особенностью рассмотренной схемы парораспределения является то, что паровые окна остаются открытыми на протяжении всего хода поршня, а впуск пара осуществляют наружные кромки золотника.

Так как пар впускается в цилиндр непрерывно, то давление отработавшего пара будет почти равно давлению свежего пара, т. е. отработавший пар будет уносить с собой в атмосферу большое количество тепла.

Разумеется, что такая паровая машина, в которой за один ход поршня совершаются только два процесса (впуск и выпуск пара) в высшей степени неэкономична.

⇐ | 2. Золотник | | Как устроен и работает паровоз | | 4. Работа пара при его расширении. Отсечка | ⇒