Паровоз - [15]

Установив, как сказано, золотник на нашем подвижном рисунке, наколем теперь полоску бумаги на острие кнопки, торчащее из-под конца золотникового штока, на расстоянии 20 миллиметров от верхнего конца, а конец полоски приколем к чертежной доске или к столу, на котором лист рисунка лежит, кнопкой или булавкой. Теперь осторожно начнем двигать поршень так, как бы он двигался в натуре, и не давая золотнику сдвигаться в стороны, будто он движется в своей камере. Наблюдая взаимные перемещения поршня и золотника, мы увидим, что они в точности соответствуют тому, что должно происходить при работе машины паровоза: золотник своевременно впускает и выпускает пар, и под его давлением поршень должен притти в возвратно-поступательное движение. Подобное парораспределение и устраивается в паровых насосах Вортингтона, где не надо ни менять скорости движения, ни его направления. Для паровоза ограничиться таким устройством нельзя. Поэтому в кулиссном приводе Гейзингера движение золотника от рычага, присоединенного к концу поршневого штока, применяется единственно для предварения впуска и выпуска, почему верхнее плечо рычага делается очень коротким, т.-е. шарнирное соединение золотникового штока с рычагом очень близко к его неподвижному на нашем рисунке концу; рычаг этот, следуя за движением кривошипа, если смотреть со стороны, качается, подобно маятнику, почему его и называют иногда маятником кулиссного механизма (на рисунке 11 маятник обозначен буквой L). Посмотрев на паровоз, вы после сказанного легко отыщете маятник; при этом вы, конечно, обратите внимание на то, что нижним своим концом маятник соединен шарниром не прямо с крейцкопфом, а посредством серьги к отростку, протянутому вниз от крейцкопфа. Сделано это для избежания подергиваний привода, искажающих его работу. Эти подергивания и вас, наверное, неприятно удивят, когда вы будете работать с своим подвижным рисунком. Дело в том, что крейцкопф движется по прямой линии (эта линия — ось цилиндра), а нижний конец маятника, качаясь, движется по дуге круга и, если он не особенно длинен, от этого подергивает золотниковый шток, раскачиваясь слегка вверх и вниз. Присоединяя маятник к отростку крейцкопфа, мы можем его сделать более длинным, и тогда его нижний конец будет двигаться по окружности большего радиуса, и поэтому путь его будет более похож на прямолинейный, отчего подергивания вверх и вниз станут меньше, а если сделать еще промежуточную серьгу (Г на рис. 11), то она и совсем устранит подергивание маятника; выгода устройства серьги еще та, что благодаря ей мы можем укоротить золотниковый шток и, подвинув привод ближе к цилиндру, дать простор другим частям кулиссного механизма. Именно так и устроено «опережение» впуска в парораспределении нашего паровоза. На рис. 12 даны в миллиметрах размеры маятника, отростка и серьги, подходящие к модели цилиндра с золотником, изображенных на рисунке 9.

Пользуясь этими размерами и общим видом кулиссы Гейзингера (нижняя часть рис. 11), не трудно построить из картона модель описанной части парораспределения нашего паровоза, — она называется «эксцентриком опережения». Теперь посмотрим, как достигается кулиссой Гейзингера увеличение впуска пара, т.-е. увеличение «отсечки», и перемена хода машины. Для достижения этого мы занимаем движение от ведущего колеса, устанавливая на нем особый, кроме ведущего, кривошип. Если вы приобрели некоторый навык в делании подвижных рисунков, то для вас, я думаю, не трудно будет изготовить еще один чертеж паровозной машины, при чем цилиндр и поршень, золотниковая коробка и золотник пусть останутся прежние, а маятник сделайте с серьгой и присоедините его к отростку крейцкопфа, приклеив к концу штока под прямым углом вниз кусочек бумаги. Лучше, если вы вырежете движущиеся части вашей модели из картона. Затем на линии цилиндра отметим положение центра колеса. Чем дальше будет колесо от цилиндра, тем правильнее будет работать модель. Достаточно поместить центр колеса на расстоянии от левого крайнего положения поршня равном четырем или пяти ходам поршня. Самого колеса и ведущего кривошипа пока не стоит делать, но будем, не забывая, думать, что они есть. Пусть кружок бумаги поперечным размером в 160 миллиметров будет изображать среднюю часть колеса; мы его приколем в центре кнопкой к рисунку в месте, намеченном для оси колеса. Вслед за тем нам надо задаться наибольшим размахом золотника или его наибольшим ходом, — чтобы обеспечить полное открытие золотником впускных и выпускных каналов. Допустим, что на нашем чертеже для этого золотник должен иметь наибольший ход в 70 миллиметров.

Для вас, после знакомства с кривошипным механизмом, должно быть ясно, что перемещение в 70 миллиметров в обе стороны мы можем сообщить золотнику от кривошипа длиною в 35 миллиметров. Отмерим на кружке, который мы утвердили на месте паровозного колеса, от центра 35 миллиметров, проколем в конечной точке отмеренной длины кружок кнопкой острием вверх, это и будет необходимый нам золотниковый кривошип. Мы можем его соединить с золотниковым штоком длинной штангой, но она была бы при своей длине или тяжелой, если мы захотим ее сделать прочной и несгибаемой, или зыбкой, если мы ее сделаем легкой и тонкой. Кроме того, такое прямое соединение из-за того, что золотник находится высоко над цилиндром, причинит неравномощность движений золотника, или