Сергей Григорьев - Паровоз

Е. Поршень почти достиг своего крайнего положения; когда он находится в месте, изображенном на рисунке 9 под цифрой VI, золотник, двигаясь вслед поршню, чуть-чуть приоткрывает внутренней кромкой правого поршенька отверстие паровпускного канала. Это называется предварительным впуском , а также опережением впуска. Делается это для того: 1) чтобы окончательно затормозить поршень перед его обратным ходом; 2) заполнить вредное пространство еще до начала хода поршня свежим паром; 3) чтобы к этому началу золотник успел достаточно открыть правый впускной канал, — иначе пар, проникая в цилиндр через узкую кольцевую щель, будет «мяться» с неприятными для действия машины последствиями — давление его и температура понизятся и произойдет вступительная конденсация. Дальше то, что мы описывали, повторится в том же самом порядке, при чем одно и то же, чередуясь, происходит то в левой, то в правой части цилиндра. Такое парораспределение мы назовем симметричным . Если поставить на вертикальную черту, разделяющую наш рисунок 9 на две равные части, краем маленькое зеркало, то вы увидите, что в нем отразится и очень будет похожа на скрытую за зеркалом часть рисунка, которая находится перед ним: вот это и показывает симметрию парораспределительного устройства нашей машины внутри. Все, что нами сказано об одной машине паровоза, можно сказать и о другой — они должны быть совершенно одинаковы. Подобного рода машины, в которых рабочий пар, после расширения в одном цилиндре, выпускается на волю, (в атмосферу), называют машинами однократного расширения, или простого действия. И паровозы с такими машинами именуют обыкновенными, или паровозами простого действия.

Но существуют и паровозы двукратного расширения, или «компаунд-паровозы», как их чаще называют. В этих паровозах один из цилиндров, чаще всего правый, — меньшего размера, чем второй. В первом (правом) цилиндре высокого давления пар впускается на большом протяжении хода поршня, или, можно сказать, работает с большим наполнением ; поэтому в конце хода поршня пар хотя и расширяется, но обладает еще высоким давлением; при обратном ходе его не выпускают на волю, а через широкую трубу (ресивер), расположенную в дымовой коробке, перепускают в левый большой цилиндр, где пар, мятый в первом цилиндре, работает расширением; давление его здесь сильно понижается; этот цилиндр называют цилиндром низкого давления. Видя паровоз спереди, вы чаще всего можете отличить паровоз-компаунд от простого — именно по разному размеру цилиндров. Впрочем, иногда делают еще и так: по сторонам паровоза ставят по одинаковой машине высокого давления, а внутри под котлом третью машину с цилиндром низкого давления. До 1925 г. большинство курьерских паровозов, как и наш «С», строились с машинами простого действия. В названном году Путиловским заводом выпущен более сильный паровоз серии «Л», именно с тремя машинами: двумя высокого давления и третьей внутри между ними низкого давления. Выгода компаундажа, т.-е. применение машины двойного действия, та, что в них мы полнее можем использовать расширение пара, чем в одном цилиндре. [1] Паровоз Гос. Луганского завода выпуска 1925 г. (1–3–1 «Прери») серии «Су», т.-е. серии «С усиленной», имеет машины две, простого действия и назначенный для угля, отличается очень большими размерами топки. Повидимому, серия «Су» будет успешно конкурировать с серией «Л».

Возвратно-поступательное давление поршней в паровых машинах паровоза превращается при помощи кривошипного привода во вращательное движение его колес. Кривошипный механизм вам должен быть знаком; когда вы вертите рукою мясорубку, кофейную мельницу или веялку, то ваша рука исполняет движение, похожее на движение паровозного шатуна, рукоятка подобных машинок — палец кривошипа; педали велосипеда, вращаемые ногами ездока, тоже кривошипы; ножная швейная машинка приводится от подножки в движение также шатуном кривошипного механизма. У паровоза кривошипный механизм устроен так. Шток поршня соединен (рис. 11) с крейцкопфом : литою из стали частью, с которой шарниром соединен шатун ( М), длинный, прочный рычаг, другой конец которого круглым своим отверстием надет на кривошипный палец, наглухо вставленный в ступицу ведущего колеса паровоза на некотором расстоянии от его оси. Крейцкопф сверху имеет гладкую поверхность и плотно прилегает к длинному прямому брусу ( Р), называемому параллелью , охватывая ее закрайками; при движении поршня взад и вперед крейцкопф скользит по параллели, которая направляет движение штока, удерживая его от колебаний, неизбежных при толчках во время работы паровоза; пар, двигая в цилиндре поршень взад и вперед, то тянет, то толкает шатун за конец, укрепленный в крейцкопфе, и вращает шатуном колесо. Не трудно понять, что при полном ходе поршня взад и вперед колесо сделает один оборот. Расстояние от одного крайнего положения поршня до другого называется ходом поршня. В нашем паровозе ход поршня — 700 миллиметров. Расстояние от средины оси ведущего колеса до середины пальца кривошипа, как ясно из рисунка, равно половине хода поршня (в нашем паровозе, следовательно, 350 мм) и называется длиною кривошипа.

Рис. 11. Общий вид кулиссного парораспределительного механизма Гейзингера. Для экономии места рисунок разделен на две части: вверху изображено ведущее колесо, кулисса, внизу — крейцкопф, эксцентрик опережений.

У кривошипа и связанного с ним шатуном поршня есть два положения, которые необходимо отметить, именно, когда поршень занимает переднее или заднее крайнее положение в цилиндре, а палец кривошипа и шатун находятся на линии штока, соединяющей центр оси колеса с центром поршня; при таком положении кривошипа, называемом мертвой точкой , пар не может привести в движение колеса, так как шатун только прижимает в этом положении ось колеса к подшипнику , в котором она должна вращаться; надо сдвинуть хоть чуть-чуть колесо с мертвой точки, чтобы кривошипный механизм мог снова действовать. В паровозе это достигается тем, что обе его машины и правая и левая действуют на одну пару колес, т.-е. на одну ось; колеса паровоза, наглухо надетые на оси, вращаются вместе с ними; ось, на которую действуют посредством кривошипного привода машины паровоза, называется ведущей осью, и два колеса ее тоже называются ведущими, потому что они «ведут» паровоз; для избежания остановок поршней машин в «мертвых» точках, кривошипы ведущих колес установлены в разных положениях — под прямым углом один к другому: когда кривошип правой машины приходит в переднюю или заднюю мертвую точку, кривошип левой машины занимает в первом случае верхнее положение, во втором нижнее положение, а в обоих этих положениях поршень действует на плечо кривошипа с наибольшим эффектом и сдвигает правый кривошип с мертвой точки; не трудно понять, что в то время как левый кривошип попадет в «мертвое» положение, правый окажется в наиболее деятельной точке и сдвинет левый с мертвой точки; благодаря этой взаимной связи машин паровоза, нет такого положения поршней и кривошипов, при котором машина не могла бы стронуться, раз только машинист открыл регулятор и пустил тем самым пар в золотниковые коробки обеих машин.