Паровоз

Около крышек внутри цилиндра мы видим узкие прорезы — это паровпускные и выпускные окна — от них начинаются каналы в теле цилиндра, которые выводятся вверх в золотниковую или «шиберную» коробку. В старинных паровозах золотниковая коробка и оправдывала свое название, напоминая коробку, опрокинутую над цилиндром. В нашем паровозе золотниковая коробка круглой цилиндрической формы. На рис. 9 она, как и цилиндр, изображена в разрезе по оси. Чтобы понять, что в чертежах называется «разрезом по оси», лучше всего произвести такой опыт: вырежьте из толстой бумаги прямоугольную рамку, подобную разрезу золотникового цилиндра, проденьте посредине коротких сторон иглой тонкую веревочку; натяните ее, держа за концы, в руках, и быстро крутите веревочку пальцами — тогда вы будете видеть и вырезанный из бумаги разрез и цилиндр, который получается от вращения «разреза по оси» — веревочка тут и служит осью. В цилиндрической золотниковой коробке движется цилиндрический же золотник (или «шибер» по-немецки). Он изображен на рисунке 9 в разрезе и состоит из двух поршеньков (дисков), надетых на шток. Поршеньки золотника своим устройством похожи на поршень парового цилиндра, а шток (скалка) золотника выходит из золотниковой коробки через втулку и сальник, подобный сальнику парового цилиндра. Так устроенный золотник может двигаться в своей коробке взад и вперед. В движение он приводится тягой от кулиссного механизма; как, именно — мы потом узнаем подробно. В пространстве между поршеньками (их называют еще дисками) золотника вводится перегретый пар через окно (В), отверстие, к которому присоединена паровая труба; так что между дисками золотника всегда полно́ перегретым паром. По сторонам от поршеньков золотника сделаны в золотниковой коробке паровыпускные окна (С, С). От них идут две широкие трубы, соединяясь в одну, которая в дымовой коробке, в свою очередь, соединяется с такою же трубой, идущей с другой стороны от золотниковой коробки второго парового цилиндра, в месте соединения трубы оканчиваются направленным вверх в трубу соплом, которое называют «форсовым конусом», потому что он служит для «форсирования», т.-е. усиления тяги в топке. Золотниковая коробка сообщается с паровым цилиндром каналами в его теле, о которых мы упоминали раньше. Эти каналы (D, D) видны в разрезе на нашем рисунке; там, где эти каналы открываются в золотниковую коробку, в ее теле проточены кольцевые углубления. Таково в общих чертах устройство паровой машины паровоза. И на нашем рисунке 9 она показана в общих чертах, в упрощенном виде. Теперь можно объяснить, как действует паровозная машина.

Рис. 9.

При своем движении золотник попеременно впускает пар каналами D, D то в правую, то в левую половину цилиндра. Размеры золотника так подогнаны, что если впускается пар в правую (переднюю) сторону цилиндра, то левая (задняя) сторона цилиндра сообщается с выпускным окном и, наоборот, если пар впускается в левую сторону цилиндра, то правая сообщается с выпускным окном.

Работа пара.

Рабочая сила пара, или, правильнее говоря, «запас энергии», заключенный в нем, зависит от его объема и давления. Пар, обладающий давлением, стремится расшириться и расширяясь, производит работу. Расширение пара происходит в паровом цилиндре. Чтобы лучше проследить то, что происходит в паровом цилиндре и золотниковой коробке при работе машины паровоза, я советую вам сделать следующее. Перечертите на лист бумаги, размером 30–25 сантиметров, рисунок 9 разреза машины и соблюдите указанные на нем размеры в миллиметрах. Особенно важно при этом, чтобы расстояние средин паровых каналов D, D от средней линии, делящей рисунок на левую и правую половину, было точно такое, как указано на рисунке, т.-е. 47 миллиметров. Затем отдельно из листка плотной бумаги вырежьте силуэт золотника на золотниковом штоке, соблюдая размеры в миллиметрах, указанные на рисунке 10, и также силуэт поршня парового цилиндра размерами 110 миллиметров в высоту и 25 миллиметров в ширину. Чтобы понять отношение этих силуэтов поршня и золотника к их виду в натуре, можно при помощи веревочки, продернутой по их оси, покрутить каждый из этих силуэтов, — и вы увидите легкий очерк тела и поршня, и золотника. А самые силуэты рисуют их «в разрезе». Эти два силуэта мы можем накладывать на рисунок «разреза» паровой машины в разных местах так, как будто золотник и поршень движутся на самом деле. Теперь у нас в руках подвижный рисунок или, как говорят, «модель»; с помощью ее мы можем проследить взаимные положения поршня и золотника при их рабочем движении. Мы будем различать в работе машины такие части (или, как говорят, «периоды») действия пара в цилиндре.