Паровозыжелезнодорожный транспорт

До сих пор мы рассматривали такой случай, когда плоский золотник впускал пар в цилиндр наружными кромками бортов и выпускал пар из цилиндра внутренними кромками. Такой золотник носит название золотника с наружным впуском пара; он имеет ряд недостатков. При наружном впуске свежий пар попадает в пространство между золотником и крышками золотниковой камеры, которые непосредственно омываются холодным наружным воздухом. Это ускоряет охлаждение свежего пара, а значит способствует потере его энергии. Самое же главное в том, что увеличивается возможность утечки свежего пара между штоком золотника и уплотняющим его сальником. При большом давлении и высокой температуре пар становится более текучим и вследствие этого пропуск пара сальниками (утечка) ещё более увеличится. От указанных недостатков можно легко избавиться. Для этого достаточно заменить плоский золотник более совершенным цилиндрическим (см. фиг. 84). При таком золотнике свежий пар поступает в полость между дисками, а отработавший пар, имеющий низкое давление и меньшую температуру, выходит через полость между дисками и крышками золотниковой коробки. Иными словами, цилиндрический золотник отсекает свежий пар при впуске не наружными кромками, а внутренними. Такой золотник называется золотником с внутренним впуском. Плоский золотник в начале хода поршня двигается вместе с ним в одну сторону. А цилиндрический золотник с внутренним впуском пара, чтобы сохранить направление движения поршня, например вправо, должен двигаться влево, так как пар теперь впускается внутренними кромками золотника. Перекрыша впуска и перекрыша выпуска как бы меняются своими местами. Другими словами, золотник с внутренним впуском должен перемещаться в направлении, противоположном золотнику с наружным впуском. Для этого надо контркривошип расположить не впереди кривошипа, а позади него. В этом случае золотник при крайнем положении поршня будет сдвинут от своего среднего положения в обратную сторону на ту же величину, равную величине линейного предварения плюс величина перекрыши впуска. Итак, при золотнике с внутренним впуском пара контркривошип закрепляется, или, как говорят, заклинивается, со сдвигом на угол 180° против положения при золотнике с наружным впуском пара. Следовательно, теперь контркривошип отстаёт от кривошипа, а не опережает его, как это было при наружном впуске. Процесс же распределения пара у золотников с внутренним впуском такой же, как и у золотников с наружным впуском.

Ценным качеством пара является его способность расширяться, т. е. стремление занять как можно больший объём. Расширяясь, пар может производить работу. Чтобы полнее использовать энергию пара, нужно сделать такой золотник, который впускал бы пар в цилиндр не на всём протяжении хода поршня, а лишь на некоторой части. Тогда после прекращения впуска пара или, как говорят паровозники, после отсечки, поршень будет продолжать движение уже за счёт энергии расширяющегося пара. Рассмотренный нами простой золотник не позволяет использовать способность пара расширяться, так как он (золотник) не перекрывает, т. е. не держит закрытыми, паровые окна на протяжении некоторой части хода поршня; даже при незначительном смещении золотника от среднего положения паровые окна тотчас открываются., Увеличим борта золотника так, чтобы их ширина была больше ширины паровых окон (фиг. 90).

Фиг. 90. Плоский золотник с перекрышами впуска н выпуска Такой золотник в отличие от простого (см. фиг. 85) закроет паровпускное окно ещё задолго до того, как поршень придёт в крайнее положение. Значит, поршень будет продолжать свой ход при закрытых паровых окнах за счёт расширения пара, заключённого в цилиндре. Чем раньше золотник перекроет паровые окна, тем скорее произойдёт отсечка пара и начнётся его расширение. А чем раньше произойдёт отсечка, тем меньшее количество пара поступит в цилиндр, тем меньше будет его расход на один ход поршня. И, наоборот, чем дольше будет открыто окно, тем позже начнётся расширение пара, тем больше будет его расход на каждый ход поршня. Как мы увидим дальше, отсечку пара машинист устанавливает по своему усмотрению. В зависимости от условий работы он может прекратить доступ свежего пара в цилиндр, когда поршень пройдёт 0,5 своего пути, 0,4, 0,3 или 0,2. В первом случае отсечка показывает, что наполнение цилиндра свежим паром осуществляется на протяжении половины хода поршня, а на протяжении остальной половины поршень движется под давлением расширяющегося пара; во втором случае отсечка показывает, что пар в цилиндр впускается только в продолжении четырёх десятых хода поршня, и т. д. Расстояние, на которое золотник при среднем положении перекрывает окна со стороны впуска пара, называется п е р е к р ы-шей впуска, которую принято обозначать буквой е (фиг. 90), а со стороны выпуска пара — перекрышей выпуска, обозначаемой буквой /. Итак, при золотнике с перекрышами, т. е. при работе пара с расширением, отработавший пар выбрасывается в атмосферу с давлением в несколько раз меньшим по сравнению с тем, которое’ он-имел при поступлении в цилиндр. Устройство перекрыш у золотника позволяет, таким образом, более полно использовать энергию пара.