Золотник с перекрышами и работа машины с расширением

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Недостатком простого золотника (см. рис. 99-102), у которого толщина дисков равна ширине окон, является то, что впуск пара в цилиндр производится на протяжении всего хода поршня. Впуск пара начинается с выхода поршня из одного крайнего положения и кончается с приходом его в другое крайнее положение.

Выпуск пара из цилиндра также будет происходить на протяжении всего хода поршня, и пар будет выпускаться в атмосферу почти с таким же давлением, с каким он поступил в цилиндр. При таком золотнике очень большой расход пара, а работа паровой машины неэкономична. Поэтому в паровой машине стараются использовать свойство пара производить работу за счет расширения. Для этого применяют золотники, у которых диски шире паровпускных окон. Такой золотник (рис. 103) при установке его в среднее положение своими дисками перекрывает паровпускные окна внутри на величину е, а снаружи - на величину г. Эти величины называются перекрышами. Внутренняя перекрыша е называется перекрышей впуска, а наружная г - перекрышей выпуска.

Золотник с перекрышами впуска прекращает впуск свежего пара в цилиндр, когда поршень пройдет лишь часть своего полного хода; происходит так называемая

Как устроен и работает паровоз

Рис. 103. Золотник с перекрышами:

е - перекрыша впуска; I - перекрыша выпуска

отсечка пара, после чего оставшуюся часть пути поршень проходит под действием расширяющегося пара в цилиндре.

Наличие в золотнике перекрыши выпуска несколько задержит выпуск пара, и окно для выпуска пара откроется позже. Замедление выпуска пара вместе с тем удлинит предшествующий ему период расширения пара. Но перекрышу выпуска принимают обычно меньше перекрыши впуска (иногда отрицательной), чтобы отработавший пар начал выходить несколько раньше, чем свежий пар поступит в цилиндр с другой стороны поршня. Это делают для того, чтобы уменьшить противодавление отработавшего пара на нерабочую сторону поршня.

Рассмотрим работу паровой машины с золотником, имеющим перекрыши. Для того чтобы при нахождении поршня в заднем крайнем положении заднее окно было открыто на величину линейного предварения впуска, золотник должен быть сдвинут из своего среднего положения назад на величину, равную перекрыше впуска плюс линейное предварение впуска (рис. 104). При движении поршня вперед золотник будет двигаться к своему крайнему заднему положению. Когда эксцентрик расположится горизонтально, золотник придет в свое крайнее заднее положение и полностью откроет окно для впуска (рис. 105). Свежий пар поступает в заднюю полость цилиндра, поршень двигается вперед, а из передней полости отработавший пар уходит в конус и атмосферу.

Когда кривошип и эксцентрик расположатся так, как показано на рис. 106, задний диск золотника, двигаясь вперед, закроет окно для впуска пара в заднюю полость цилиндра; произойдет отсечка пара. Дальнейшее движение поршня будет совершаться за счет расширения пара. Затем диск золотника закроет окно для выпуска, и в передней полости цилиндра будет происходить сжатие пара. При переднем крайнем положении поршня золотник сдвинут вперед на величину перекрыши впуска плюс линейное предварение впуска (рис. 107). Ввиду того что перекрыша выпуска меньше перекрыши впуска, окно для выпуска пара из задней полости цилиндра открывается раньше окна для впуска пара.

Как устроен и работает паровоз

Рис. 104. Положенне золотника с перекрншами при заднем крайнем положений поршия

Как устроен и работает паровоз

Рис 105 Положение золотника с перекрышами при заднем крайнем положении

эксцентрика

Когда поршень станет двигаться назад, золотник сдвинется в свое крайнее переднее положение, полностью открыв окна для впуска в переднюю полость и выпуска отработавшего пара из задней полости. На обратном пути поршня после прохода им части своего хода золотник закроет переднее паровпускное окно, снова произойдет отсечка пара и оставшийся путь поршень пройдет за счет расширяющегося пара.

Отсечка выражает степень наполнения цилиндра свежим паром в процентах от хода поршня. Если, например, отсечка произошла после прохода поршнем половины всего хода, то говорят, что наполнение цилиндра равно 50%. Отсечки обозначаются десятичными дробями: 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 и т. д., что соответствует 10, 20, 30, 40 , 50% наполнения цилиндра свежим паром. Чем меньше наполнение цилиндра свежим паром (меньше отсечка), тем с большим расширением будет работать пар в цилиндре, тем экономичнее работа паровой машины.

Если рассмотреть характер движения поршня в цилиндре, то окажется, что поршень движется не с одинаковой скоростью на протяжении всего хода от одного крайнего положения к другому. Наибольшую скорость поршень имеет в средней части цилиндра, когда палец кривоши-

Как устроен и работает паровозКак устроен и работает паровоз

Рис. 107. Положение золотника с перекрышами при переднем крайнем положении поршня

па находится в верхнем или нижнем положении. По мере продвижения поршня к одному из своих крайних положений скорость его движения снижается, и, когда поршень придет в крайнее положение, на какое-то мгновение он остановится, после чего начинает двигаться в противоположную сторону. То же самое имеет место и в движении золотника: наибольшая скорость в средней части его хода постепенно снижается при приближении золотника к крайним положениям.

⇐ | Распределение пара простым золотником || Как устроен и работает паровоз || Полярная и эллиптическая золотниковые диаграммы | ⇒