Глава ix. Конструктивная оценка типов парораспределения

Описание устройства и основные принципы работы паровозов, фотографии паровозов

Чрезвычайно важному разделу дисциплины «Паровоз»-парораспределению- посвящена одноименная особая часть всего курса; здесь вкратце остановимся на чисто конструктивной оценке различных механизмов.

Наиболее совершенными органами, управляющими впуском и выпуском пара из цилиндров, являются безусловно клапаны. Основными достоинствами клапанного распределения является значительное уменьшение мятия пара при впуске и большая полнота индикаторной диаграммы. Быстрое открытие и быстрое же закрытие канала позволяет работать достаточно экономно и с малыми наполнениями. Другим достоинством является возможность приближения сравнительно простыми средствами к принципу прямоточности-путем устройства отдельных впускных и выпускных клапанов. Третьим достоинством является значительное уменьшение количества и размеров трущихся поверхностей и связанные с этем значительная экономия смазки, а также и некоторое увеличение механического кпд паровоза. Наконец, четвертым достоинством является значительное уменьшение потерь на пропуски пара по сравнению с золотниковым парораспределением.

Нужно указать, что до самого последнего времени не было вполне удовлетворительных конструкций клапанного парораспределения. Клапан являлся самым больным местом устройства. Быстроходные паровозные машины требовали очень быстрого подъема и посадки клапанов на седло. Посадка сопровождалась ударами, приводившими в негодность клапаны и седла. Поэтому оказались жизненными исключительно штампованные стальные двухсе-дельные почти уравновешенные клапаны, изготовленные из тонкой листовой прокатной стали (толщина не больше 3-3,5 мм), лучше-легированной.

Подъем и закрытие клапанов может производиться как от кулисного механизма, так и от распределительного вала.

Клапанное парораспределение может иметь распространение на паровозах, в частности и после перехода на работу паром повышенного и высокого давления.

Наиболее жизненным по своему устройству и эксплуатационным данным считаются клапанные парораспределения Лентца, Рено и Капротти, о которых говорится в особой части «Курса паровозов». Клапанное распределение Рено уже принято для серийного проведения в жизнь на железных дорогах Франции.

Недавно Лентц (Германия) разработал измененную и оказавшуюся относительно жизненной конструкцию своего клапанного распределения. В целяхиспытания этой системы в наших условиях Коломенский завод оборудовал два паровоза сер. «Су» выписанными из Германии деталями такого клапанного распределения. В применении к этому паровозу клапанное распределение Лентца показано на фиг. 367. Прямоточность здесь не осуществлена. Все четыре клапана (два для впуска и два для выпуска) расположены горизонтально и приводятся в движение от обычного парораспределительного механизма Вальс-херта-Гейзингера. Спереди и сзади клапанной коробки расположены два поперечных распределительных вала, приводимых в качательное движение от маятника. Средняя часть каждого вала выфрезерована таким образом, что упирающиеся в нее ножки клапанов при повертывании вала открывают клапаны в нужные моменты. Ножка выпускного клапана выполнена полой, внутри которой проходит ножка впускного клапана.

Заметим, что для уменьшения мятия пара при впуске его в цилиндр здесь имеется простое устройство, увеличивающее подъем впускного клапана: между ножкой впускного клапана и фрезерованной частью вала расположен «ходоуве-личитель», выполненный в виде свободной вертикально расположенной подвески,, как это видно из рассмотрения фиг. 367.

Испытания клапанного распределения Лентца на паровозах «Су» дали в общем положительный результат, хотя и обнаружили ряд второстепенных конструктивных недостатков, лишь после устранения которых можно будет судить о целесообразности распространения этой системы распределения на наших паровозах х.

Еще целый ряд лет почти исключительно распространенным будет золотниковое распределение - простое, надежное, дешевое, проверенное в эксплуатации и тщательно проработанное конструктивно. В дальнейшем изложе-жении мы будем иметь в виду только золотниковое парораспределение.

Для приведения золотника в движение и для возможности работать с различным наполнением (отсечками) и для реверсивности машины-на паровозе ставится парораспределительный механизм. Механизмы Гейзингера (Вальсхерта) на современных паровозах вытеснили совершенно старые системы механизмов Стефенсона, Гука, Аллана и Джоя. Эти механизмы имеются только на некоторых наших старых паровозах.

Лишь в Англии на некоторых современных курьерских паровозах поставлен механизм Стефенсона, благодаря известной зависимости между величиной линейного опережения и отсечкой. Последнее обеспечивает более спокойный ход паровоза на больших скоростях.

Кулисный механизм имеет много недостатков, из которых надо отметить:

1) игру камня и износ его, влекущий за собой искажение парораспределения;

2) дороговизну изготовления и ремонта кулисы. Поэтому давно уже делались и делаются попытки освободиться вовсе от кулисы. Наиболее характерным бескулисным механизмом является шарнирный парораспределительный механизм Беккера. Этот механизм дает удовлетворительное парораспределение, устройство механизма простое, но серьезным конструктивным дефектом является наличие многочисленных шарниров. В США имеется несколько десятков паровозов с шарнирными механизмами Беккера. При отсутствии износа на раб чих поверхностях валиков и втулок шарниров механизм работает хорошо. При износе же многочисленных трущихся частей механизм начинает значительно искажать парораспределение. Большое количество шарниров уже при незначительном износе каждого обусловливает значительное ухудшение работы механизма в целом.

Итак, в настоящее время наиболее простым и рациональным является парораспределение простыми цилиндрическими золотниками, получающими нужное движение от кулисного механизма Гейзингера.

Напомним, что органы парораспределения состоят из двух частей: внутренние органы-золотник со штоком и наружные-кулисный парораспределительный механизм.

К рассмотрению конструкции деталей такого парораспределения мы и переходим.

1 Волге поягообные сведения о клапанном распределении Лентца паровозов сер. «С' » сл.. сборник «Локомотивостроение» за 1935 г., М» 2.

Глава ix. Конструктивная оценка типов парораспределения

Вначале заметим, что для уменьшения мятия пара при проходе его из золотниковой коробки в цилиндр у мощных паровозов, как известно, пока применяются золотники с удлиненным ходом. Удлинение хода золотника вызывает необходимость иметь увеличенные размеры кулисы (для получения тех же отсечек, что и при обычном «коротком» ходе золотника). Невозможность постановки на паровозы огромных кулис вызывает необходимость ограничения наибольшей величины отсечки, возможной для данного механизма. Такое ограничение отсечки должно все же предусматривать возможность надежного и быстрого трогания паровоза с места. Величина такой «ограниченной отсечки» не должна быть меньше 0,62-0,65. При ограничении отсечки до величины 0,6 необходимо было предусматривать рассмотренные раньше дополнительные щели в золотниковых втулках для добавочного впуска пара. Вообще говоря, чем меньше должно быть мятие пара, тем больше должна быть ограничена отсечка. Стремление конструкторов паровоза сер. «ФД» уменьшить мя ие пара было проведено ими в настолько резкой форме, ч о наибольшей отсечкой, которую авторы паровоза сер. «ФД» реализовали, была величина только 0,6. Это-совершенно недостаточная для машиниста-кривоносовца отсечка, являющаяся как бы тормозом в деле наиболее полного использования мощности паровоза. Парораспределение паровоза сер. «ФД» теперь перепроектировано таким образом, чтобы можно было дать наибольшую отсечку 0,75. Несколько увеличивающееся при этом мятие пара не имеет сколько-нибудь заметного практического значения.

ГЛАВАХ

КОНСТРУКЦИЯ ДЕТАЛЕЙ ПАРОРАСПРЕДЕЛЕНИЯ

⇐ | Расчет дышел || Конструкции паровозов || Золотник со штоком | ⇒