Паровоз - [14]

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.

Из золотниковых коробок пар пропускается в цилиндры золотниками то с одной стороны, то с другой. Посмотрим теперь, как и чем движутся золотники. Так как золотники распределяют пар, то приводы для их движения называют «парораспределительными механизмами». Есть несколько устройств-парораспределения для паровозов.

Кулисса Гейзингера.

На нашем паровозе парораспределение Гейзингера или, как иногда короче говорят, «кулисса Гейзингера» по названию существенной части этого привода. Кулисса Гейзингера состоит из нескольких связанных между собою тяг и рычагов, игрой которых вы любовались со стороны во время хода паровоза. Они то скрещиваются, то расходятся, движутся то в одну, то в разные стороны, одни скользят, другие качаются и хотя глаз сразу ловит многократное повторение движений, но общую картину его усваивает с трудом — глядя со стороны кажется, что движение кулиссного механизма мудрено и непостижимо. Чтобы показать, что это не так, что, напротив, парораспределительный механизм паровоза прост и доступен пониманию, мы расчленим его движение на части, чтобы затем вернуться ко всей картине движения в целом.

Парораспределительный механизм, или коротко «кулисса Гейзингера», представляет собою сочетание нескольких тяг (штанг) и рычагов, получающих свое движение от поршня и от связанного с ним посредством шатуна и кривошипа ведущего колеса. Движение кривошипа нам достаточно знакомо: центр его пальца, а стало-быть и конец надетого на палец шатуна, совершают круговые движения вокруг центра колеса, конец же шатуна, соединенный шарниром с крейцкопфом, движется прямолинейно взад и вперед от одного мертвого положения до другого. Прежде чем приступить к разбору «кулиссы Гейзингера», нам нужно ознакомиться с некоторыми простыми свойствами рычага. У двуплечего рычага точка опоры, или ось вращения в шарнирном соединении, помещается между концами, а у одноплечего на конце его. При движении рычага вокруг его оси концы его движутся по окружности, как и любая из отмеченных на рычаге точек, и чем дальше возьмем от оси рычага на нем точку, тем бо́льший путь они описывают, и наоборот. В рычаге первого рода точки, отмеченные на разных его концах, движутся при вращении рычага в разные стороны, а в рычаге второго рода — в одну сторону. Само собой понятно, что в рычаге первого рода, т.-е. двуплечем, точки любого его плеча, лежащие по одну сторону от точки опоры (оси), можно считать точками рычага второго рода: они движутся в ту же сторону, как и конец рычага. Эти известные из курса физики свойства рычагов дают нам способ приложить их для перемены направления движения и для уменьшения его размаха. Если рычаг при движении какой-нибудь машины качается между двумя крайними положениями, то мы можем занимать движение в разных расстояниях от оси качания и с той, или иной стороны ее; вот почему мы можем, пользуясь рычагом, перемещать золотник помощью тяги, укрепленной шарниром в избранной точке рычага, в желательном для нас направлении и на заданную величину.

Рис. 12. Схема для модели эксцентрика опережения кулиссного механизма Гейзингера. Точка С неподвижна.

Реверсивность.

Менять направление движения золотника для нас необходимо потому, что машина паровоза должна быть реверсивна (обратима), т.-е. иметь прямой (вперед) и обратный (назад) ход. Если бы речь шла только об одном ходе, то мы могли бы устроить очень простой парораспределительный механизм. Вспомним подвижной рисунок, которым мы пользовались, рассматривая различные положения поршня в цилиндре при впуске и выпуске пара. Сделаем такой рисунок, прикрепим его к чертежной доске или к доске стола, вырежем из бумаги, как и прежде, поршень и золотник с их штоками, согласно размерам в миллиметрах, написанных на рисунке 9; наложим их на рисунок так, чтобы поршень был в правом мертвом (крайнем) положении. Затем возьмем полоску бумаги длиною в 200 миллиметров и сколем один ее конец с концом поршневого штока (крейцкопф) кнопкой так, чтобы кнопка лежала своим кружком на рисунке, а острием вверх; другую кнопку так же снизу воткнем в конец золотникового штока. Припомним, что, когда поршень находится в правом крайнем положении (обозначенном цифрой I), золотник должен быть сдвинут со своего среднего места и открывать внутренней кромкой правого своего поршенька впуск пара в правый впускной канал цилиндра; в то же время в левой стороне должен быть открыт выпуск пара. Расстояние, на которое сдвинута кромка поршенька от края впускного канала, называют линейным опережением выпуска. В нашем паровозе «С» это очень небольшая величина, — всего 4 миллиметра! Прикиньте глазом это смещение, и вы поймете, насколько точно конструируются (строятся) современные паровозы. Как ни огромен паровоз, но в его машине излишек или нехватка в размере одного миллиметра, то, что металлисты называют «допуском», имеет очень большое значение.