Файл: Хмелевский А.В. Паровоз. (Устройство, работа и ремонт) учебник для техн. шк. ж.-д. трансп.pdf

Когда поршень

станет двигаться назад, золотник

сдвинется

в свое крайнее переднее положение, полностью открыв

окна для

впуска пара 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

пор­

шень пройдет

за

счет

расширяющегося

пара.

О т с е ч к а

выражает степень

наполнения

цилиндра

свежим

паром в процентах от

хода

поршня. Если,

например,

отсечка

произошла после прохода поршнем половины

всего

хода, то

го­

ворят, что наполнение

цилиндра

равно

50%.

Отсечки

обознача­

ются десятичными

дробями:

0,1;

0,2; 0,3;

0,4;

0,5

и т. д., что

со­

ответствует 10, 20, 30, 40, 50% наполнения цилиндра свежим

па­

ром. Чем меньше наполнение цилиндра свежим паром

(меньше

отсечка), тем с большим расширением будет

работать

пар в ци­

линдре, тем экономичнее работа паровой машины.

Если рассмотреть

характер движения

поршня

в

цилиндре,

то окажется,

что

поршень движется не

с одинаковой

скоростью

крайних положений скорость

его движения

снижается,

и ког­

да поршень придет в крайнее

положение, на какое-то мгновение

он остановится, после чего

начинает

двигаться в противополож­

ную сторону. То же самое

имеет место

и в движении

золотни­

ка: наибольшая скорость

в средней

части

его хода постепенно

снижается при приближении

золотника

к крайним положениям.

двойной ход поршня различают несколько

периодов действия па­

ра в цилиндрах — фаз

парораспределения.

Работа

пара в ци­

линдрах изображается

графически в

виде

и н д и к а т о р н о й

д и а г р а м м ы . На рис.

111 показана

индикаторная

диаграмма

вместе со схемой паровой машины. По

горизонтали на

диаграмме

в масштабе откладывается ход поршня, а

по

вертикали — давле­

ние пара.

Имеются следующие

периоды действия

пара в цилиндре:

б) р а с ш и р е н и е

п а р а

(линия

2—3)

протекает

с

мо­

мента

отсечки до

начала

вы­

пуска

пара

из

цилиндра.

В этот период пар производит

работу,

расширяясь

в

объеме

за

счет уменьшения

давления;

в)

п р е д в а р е н и е

выпус­

ка

(линия

3—4)

начинается с

момента

открытия

окна

для

выпуска пара и кончается при­

ходом поршня в крайнее поло­

жение.

Оно

необходимо

для

обеспечения

более

полного

• открытия

окна

для

выпуска

пара к моменту прихода порш­

Вредное

Код

поршня

ня, в крайнее

положение

(для

пространство.

(объем

цилиндра)

уменьшения

противодавления

на нерабочую сторону поршня);

Рис. 111. Индикаторная диаграмма и

г)

в ы п у с к

п а р а

(линия

схема паровой машины

4 — 5)

протекает

от

начала

обратного хода поршня до закрытия окна для выпуска

(раньше

чем поршень придет в крайнее положение);

д) с ж а т и е (линия 5-^-6) начинается с момента

закрытия

шел в крайнее положение, до момента,

когда поршень находится

в крайнем

положении

и

паро-

р

впускное окно открывается на ве­

15

личину линейного

предварения

впуска.

10

Площадь

индикаторной

диа­

граммы на рис. 111 выражает ра­

боту пара в одной полости ци­

линдра за два хода поршня или

за полный оборот колеса. Полная

-О

Атмосферная лания

работа пара в цилиндре будет оп­

ределяться

суммой

площадей

Рис.

12. Действительные индика­

диаграмм обеих полостей.

торные диаграммы

так

как она учитывает

все потери рабочего процесса

в цилиндре.

На

рис. 112 показаны

действительные индикаторные

диаграммы

зывается и н д и к а т о р о м .

Из

индикаторной

диаграммы видно,

что в различные

перио­

ды работы

пара в цилиндре давление

его не одинаково. Приго­

товленный

в котле

пар вследствие

сопротивления

при

проходе

через регуляторный

клапан, паровпускные трубы, золотники и па­

ровпускные окна теряет часть своего давления. Поэтому

давле­

ние свежего пара, поступившего в цилиндр, будет

на

10—15%

ниже

котлового.

С

прекращением

впуска, после

отсечки, происходит

расши­

рение

пара

в цилиндре

и давление

его падает, а объем

увеличи­

вается. После открытия

окна для выпуска давление

пара в ци­

мосферного

(на 0,5—1,0 кГ/см2)

ввиду

сопротивления

проходу

отработавшего пара

в паровыпускных

трубах и конусе.

Линия

выпуска

пара

на диаграмме

(см. рис.111)

проходит выше

атмос­

ферной

линии.

По индикаторным

диаграммам, снятым с

работающей

ма­

шины, можно

подсчитать мощность

машины

паровоза

и

судить

о правильности парораспределения.

Как

известно,

р а б о т а

определяется

произведением

приложенной

к телу силы на прой­

денный

путь. Действующая

на поршень

сила

будет равна

сред­

ваемому

с р е д н е м у

и н д и к а т о р н о м у

д а в л е н и ю ,

умно­

женному

на площадь

поршня.

Умножив

полученную

силу на

пройденный поршнем путь (ход поршня),

мы определим

работу,

которую совершает пар в одной

полости

цилиндра

за один ход

поршня, а умножив

на 4, получим

работу

пара в обеих

цилинд­

рах за один оборот колеса.

Допустим, что среднее индикаторное

давление

пара в цилинд­

ре равно 7,5 кГ/см2,

диаметр

поршня 65 см и ход

поршня 80 см,

или 0,8 м. Площадь

поршня

(без вычета

сечения скалки)

равна

Щ^-

= 3318

см\

4

будет 3318-7,5 == 23885 кГ.

Сила,

действующая на поршень,

Тогда работа, совершаемая паром в двух цилиндрах

паровой

машины

за один оборот колеса, выразится

23 885-0,8-4 = 76432

кГм.

Мощность машины

представляет

собой

работу,

выполненную

в единицу времени. Для подсчета

принимаем, что паровоз

дви­

жется

со скоростью

50 км/ч и имеет

диаметр

колес

1500 мм

(1,5

м).

м.

Длина окружности колеса равна 3,14-1,5 = 4,71