Отсечка (паровой двигатель)

В двигателе паровом отсечкой называется момент хода поршня , в котором впускной клапан закрывается. На паровозе отключение осуществляется реверсивным механизмом .

Точка, в которой впускной клапан закрывается и прекращает поступление пара в цилиндр из котла, играет решающую роль в управлении паровой машиной. После закрытия клапана пар, попавший в цилиндр, адиабатически расширяется . Давление пара падает по мере его расширения. Позднее отключение обеспечивает полное давление пара для перемещения поршня на протяжении всего его хода для достижения максимальных пусковых усилий. Но, поскольку в конце хода в цилиндре все равно будет неиспользованное давление, это достигается за счет КПД двигателя. В этой ситуации у пара все еще будет оставаться значительное давление, когда он будет исчерпан, что приводит к характерному звуку парового двигателя «чаф-чаф». Раннее отключение имеет больший термодинамический КПД, но приводит к более низкому среднему эффективному давлению, поэтому меньшая средняя сила, действующая на поршень, используется для работы двигателя на более высоких скоростях.

Объяснение

Отключение — одно из четырех событий клапана . Раннее отключение используется для повышения эффективности двигателя, позволяя пару расширяться на оставшейся части рабочего такта, отдавая больше энергии и сохраняя пар. Это известно как экспансивная работа. Позднее отключение используется для обеспечения максимального крутящего момента на валу в ущерб эффективности и используется для запуска двигателя под нагрузкой.

Отсечка обычно выражается в процентах от рабочего хода поршня; если поршень находится на четверти своего хода в точке отсечки, отсечка указывается как 25%.

Небольшие стационарные паровые двигатели обычно имеют фиксированную точку отсечки, в то время как в больших двигателях скорость и выходная мощность обычно регулируются путем изменения точки отсечки, часто под регулятора контролем с использованием расширительного клапана или отключающего механизма . В паровых транспортных машинах желательно иметь возможность изменять отсечку в широких пределах. В паровозах для пуска, а также при малой скорости и большой нагрузке в цилиндры необходима умеренная подача пара (путем дросселирования давления подачи пара) на протяжении большей части хода поршня. Более низкое давление используется, чтобы избежать «пробуксовки колес», которая часто возникает при запуске поезда в движение. После установления умеренной скорости поезда отсечка уменьшается, и в цилиндры поступает более высокое давление в котле, что приводит к значительному повышению эффективности двигателя. Например, в двухцилиндровом локомотиве максимальное или «полное» отключение передачи обычно составляет около 85%. На высоких скоростях отсечка может значительно уменьшиться. Паровые двигатели, используемые на лодках и кораблях, обычно также используют регулируемый отсечной клапан, в то время как некоторые работают с фиксированным отсечкой, а скорость регулируется с помощью регулятора.

Обеспечение переменной отсечки является важной функцией клапанного механизма .

См. также

Расширительный клапан
Old Bess (лучевой двигатель) - первый паровой двигатель, использующий раннее отключение.

Ссылки

Источники

Аллен, Сесил Дж. (1949). Практика и производительность локомотива в двадцатом веке . Кембридж: W. Heffer and Sons Ltd.
Белл, А. Мортон (1950). Локомотивы . Том. 1 (Седьмое изд.). Лондон: Virtue and Company Ltd.
Хиллз, Ричард Л. (1989). Питание от Steam . Издательство Кембриджского университета . ISBN 0-521-45834-Х .
Семменс, PWB; Щегол, Эй Джей (2003) [2000]. Как на самом деле работают паровозы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . ISBN 978-0-19-860782-3 .