лого

§ 35. Парораспределительный механизм

Внешний парораспределительный механизм служит для приведения в движение золотника, изменения степени наполнения цилиндров паром, т. е. изменения режима работы паровоза, и перемены направления его движения. 

Возможность заставить паровоз работать по желанию передним или задним ходом достигается тем, что на оси паровоза насаживают не один эксцентрик, а два, из которых один служит для переднего хода, а другой для заднего. Соединяя по своему желанию золотник с тем или другим эксцентриком, машинист может давать паровозу передний или задний ход.

35 01Рис. 35-1Эксцентрик заднего хода насаживается на оси подобно эксцентрику переднего хода, т. е. так, чтобы его эксцентриситет по направлению вращения оси опережал кривошип на тупой угол, равный углу опережения + 90°. Таким образом расположение эксцентриситета эксцентрика заднего хода должно быть обратно эксцентрику переднего хода, т. е. должно быть таково, как указано на рис. 35-1, где ОА - кривошип, ОБ - эксцентрик переднего хода и ОВ -  эксцентрик заднего хода, угол Ц1ОБ - угол опережения эксцентрика переднего хода и угол Ц2ОВ — угол опережения эксцентрика заднего хода.

Для того, чтобы удобнее было производить соединение золотника, то с эксцентриком переднего, то с эксцентриком заднего хода на паровозах устраиваются особые механизмы, называемые кулиссные механизмы или кулиссы. Простейший кулиссный механизм (рис. 35-2) состоит из эксцентриков переднего и заднего хода ОБ и ОВ, соединенных при помощи эксцентриковых тяг БГ и ВД с кулиссой ГД представляющей собою железный брусок с продольным прорезом внутри его, в котором может передвигаться „кулиссный камень". Кулиссный камень при помощи „золотниковой тяги" КА соединен с штоком золотника ЛЗ. Поднимая или опуская или саму кулиссу или кулиссный камень так, чтобы он располагался либо в одном конце кулиссы Г либо в другом конце ее Д, можно заставить кулиссный камень работать либо от эксцентрика переднего хода, либо от эксцентрика заднего хода.

Но, кроме возможности изменять направление движения паровоза, устройство кулиссы дает еще другое весьма важное преимущество, именно — дает возможность изменять по желанию и величину работы машины, в соответствии с потребностью, т. е. в соответствии с составом поезда, профилем пути, погодой и проч. Для того, чтобы получить от машины большую или меньшую работу, надо пускать в цилиндр или большее или меньшее количество свежего пара, т. е. изменять степень отсечки пара и работать с меньшим или большим расширением.

35 2рис. 35-2

Но, чтобы заставить машину работать с большим расширением, нужно как либо ускорить момент прекращения впуска пара в цилиндр или, как говорят, ускорить момент отсечки. Ускорение момента отсечки пара, как мы видели, достигается устройством наружной перекрыши. Но, кроме устройства перекрыши, ускорить отсечку пара можно и уменьшением хода золотника: действительно, если ход золотника был, например, равен 180 мм. и при этом окна открывались для впуска на 30 мм. каждое, то, если мы уменьшим ход золотника до 140 мм., т.е. всего на 40 мм., или на 20 мм. на каждую сторону его хода от центра, то каждое окно будет открываться уже не на 30 мм., а только на 10 мм., и золотник, открыв окно на 10 мм., не пойдет далее вперед, а пойдет назад и потому скорее закроет окно для впуска пара.

35 3Рис. 35-3

Такое произвольное сокращение или увеличение хода золотника достигается тем, что эксцентрик соединяют с золотником не только при посредстве концов кулиссы, но и при помощи промежуточных точек ее. В самом деле, предположим, что эксцентриситет соединен со штоком золотника не прямой золотниковой тягой, как мы предполагали до сих пор, а ломаной золотниковой тягой БГКД (рис. 35-3). Так как при положении, указанном на чертеже, эксцентриситет находится в своей передней мертвой точке, то золотник должен находиться в своем крайнем переднем положении. Но, если часть ГД ломаной золотниковой тяги БГКД мы заменим подвижной кулиссой и опустим эту кулиссу вниз, то конец эксцентриковой тяги Г опишет окружность из центра Б радиусом ВГ и точка Г перейдет в положение Г1, передвинув и точку К в точку К1От такого перемещения точки К золотник З также передвинется дальше вперед на величину н.

Таким образом, при одном и том же положении кривошипа и эксцентрика с помощью кулиссы можно заставить золотник удаляться от своего среднего положения либо меньше, либо больше. Если золотник будет уходить дольше ог своего среднего положения, то он будет больше открывать паровпускное окно и, следовательно, будет позже его закрывать, от этого впуск пара в цилиндр будет продолжаться дальше и расширение пара будет меньше. Наоборот, если золотник будет уходить от своего среднего положения на меньшую величину, то он и вернется обратно в свое среднее положение раньше и, следовательно, раньше произойдет и отсечка, а вследствие этого получится большее расширение пара.

Таким образом, соединяя один конец кулиссы с эксцентриком переднего хода, а другой — с эксцентриком заднего хода и опуская или поднимая кулиссу так, чтобы ее камень располагался в конце кулиссы, соединенном с тем или другим эксцентриком, мы можем по желанию заставить работать машину от эксцентрика переднего, либо от эксцентрика заднего хода. Передвигая же камень от конца кулиссы к ее середине, мы достигаем уменьшения хода золотника и получаем меньшее наполнение цилиндра паром, т. е. уменьшаем отсечку и увеличиваем степень расширения. Иначе говоря, ш ремещая камень кулиссы от ее конца к ее центру, мы как бы изменяем величину эксцентриситета эксцентрика именно как бы уменьшаем его.

Вообще, каждое положение кулиссного механизма можно вменить простым механизмом с одним определенным эксцентриком, заменяющим или результирующим работу обоих эксцентриков и кулиссы и дающим то же перемещение золотнику. При этом, для каждого из положений камня в кулисce размер эксцентриситета, результирующего эксцентрика, будет различный и, таким образом, переводом камня в кулиссе, мы как бы производим замену одного эксцентрика другим.

Регулирование степени отсечки и расширения пара производится машинистом при помощи помещенного в будке машиниста переводною вишни, от перевода которого в ту или другую сторону поднимается или опускается кулисса или ее камень. Близ переводного винта укрепляется указательная рейка или планка с делениями, которая показывает—какому положению винта соответствует какая отсечка пара,и машинист, руководствуясь показаниями этой рейки из будки паровоза, регулирует работу паровоза, сообразуясь с профилем пути и тяжестью состава его поезда.

На указанных основаниях и устроены так называемые „эксцентриковые кулиссные механизмы" Стефенсона, Аллана и Гука. Такие кулиссные механизмы применялись на более ранних паровозах. Более поздние паровозы строились с рычажными кулиссными механизмами.