Володарь железного града - Яр Серебров

клапанов парораспределения. Такие клапана будут то открывать дорогу пару высокого давления из котла в цилиндр, то закрывать магистраль пара высокого давления и открывать путь из цилиндра в выпускную магистраль для отработавшего (мятого) пара. В паровозах обычно ставился плоский золотник в коробчатом корпусе. Это самая простая, но и самая архаичная конструкция со многими недостатками. Самое интересное, что даже на продвинутых паровых автомобилях американцев братьев Добль в 20-х годах прошлого века, так же стояли плоские золотники парораспределения, как на парохода Liberty.

Справшивается, почему вместо примитивных плоских золотников, не поставить тарельчатые клапана? Как в автомоторах. А дело в том, что сии клапана, помимо сложной конструкции, в паровой машине будут иметь еще больше недостатков, чем плоский золотник. Во- первых, в цилиндре паровой машины и в цилиндре бензомотора прямо противоположно расположены зоны высокого и низкого давления, то бишьв ДВС зона высокого давления- это пространство внутри цилиндра в момент вспышки топливо-воздушной смеси, А в паровой машине зона высокого давления- это поток пара из котла, а клапана должны работать в прямо противоположном режиме. Давайте посчитаем.

Например, диаметр диска головки тарельчатого клапана (или клапанной тарелки) среднего автомотора составляет 40 мм. Толщина ножки стержня клапана 7–8 мм. Считаем площадь головки- 12,5 кв. см. Площадь толщины ножки- 0,5 см. Итак, площадь запорного клапана, на которую давит пар из трубопровода от котла, составляет 12 кв. см.

И смотрим на силу, с которое будет давить пар на головку клапана. При давлении пара из котла Р = 6 кг/см2, на головку давит 75 кг. При давлении из котла Р = 12 кг/см2 на головку клапана давит 150 кг. При Р = 25 кг/см2 уже давит сила в 300 кг. А вот жесткость средней пружины клапана мотора легкового авто составляет — от 60 кг до 90 кг. то бишь пружина сможет держать только давление пара не более 6 кг/см2..

Паровозы 19 века ходили на давлении пара (в среднем 12 атмосфер), на пароходах времён Первой мировой давление пара достигало 15 и далее оно только повышались, вплоть до 225 в паровозах выского давления. Вывод такой: стандартный тарельчатый клапан с его пружинами для серьезных паровых машин не годится. Однако в 30-х годах 20 века создавались специальные схемы тарельчатых клапанов. Но все они были крайне сложной формы и дороги. Ниже самая распространённая конструкция клапана итальянского инженера Капротти, он серьезно усовершенствовал и усложнил конструкцию стандартного тарельчатого клапана, чтобы приспособить его для работы с паром высокого давления.

https://www.youtube.com/watch?v=ikO9Iln1urc

тип клапанов близкий к ГГ https://alphapedia.ru/w/Bash_valve

Тарельчатый клапан с приводом от «качающегося» кулачка на одном из локомотивов Chapelon колесной формулы 4−6–2.

Про паровозы http://steamtrain.ru/category/podacha-para-iz-kotla-v-parovuyu-mashinu/

Клапанные паровозы вещь с одной стороны ценная, а с другой технически сложная, дорогая и капризная отчего в том же СССР их не выпускали дальше НИОКР дело не зашло. По принципу взаимосвязи фаз клапанные механизмы можно разбить на три класса

Механизмы с зависимыми, переменными фазами парораспределения: Лейтца с кулисным

механизмом; Лептод со специальным приводом

Механизмы с независимыми постоянными фазами парораспределения для наиболее ходового диапазона: Капротти, Новара‚ Рено

Механизмы с независимыми универсальными фазами пароспределния (т е. с переменными или постоянными)

RС, Дабега, Азарова И Краснобаева (последние и взял за основу ГГ исползовав советские наработки частью в тракторных паровиках, а частью в электромагнитных клапанных механизмах)

Плюсы клапанов тоже велики. В первую очередь более полная индикаторная диаграмма благодаря меньшему мятию пара при впуске (за счёт большего сечения) и независимости фаз парораопределениж, отсюда более высокий КПД (до 15 % +) а для ГГ соответвенно, меньший расход ценного пара.

2. Возможность работы с малыми наполнениями благодаря увеличению «времени сечения» впуска и повышению давлению в цилиндрах, а также, симметричности отсечек. 3. Утечка пара через неплотности золотников составляет около 8 %.В клапанах утечек практически нет 4. Значительно большая возможность применения пара высокого и сверхвыского давления и перегрева (120 атм и выше, 450 гр. выше), нежели у золотников. 5. Легко решаем вопрос беспарного хода для мощных паровозов. 6. Увеличивается механический КПД, так как значительно уменьшаются работа трения в частях парораспределительного механизмаи 7. Клапаны почти не требуют смазки, что особенно важно для паровозов с тендерами-конденсаторами 8. Меньшие габариты цилиндров, малая металоёмкость. 9. Быстрый монтаж и модульная конструкция клапанной коробки паровоза, меняется за двадцать минут на аналогичную. 10. Впуск и выпуск разделены. 11 Полный байпас при закрытом регуляторе обеспечивает свободный ход. 12. Впускные клапаны меньше выпускных, это обеспечивает свободный поток и уменьшенное противодавление.

Тем не менее сложность кулачков коробки и тяг сводили на нет все премущества клапанов, для электромагнитного варианта парораспределения ГГ использовались следующая схема. 1. типовая клапанная коробка по 2 штуки на цилиндр. 2 солениодный двухходовый клапан впуска и выпуска пара. При нажатии кнопки пуск с пульта машиниста сигнал синхронно поступал на плату паровоза (компануд вариант паровоза с двумя цилиндрами низкого давления и двумя высокими) которая включала прерыватель — распределитель (трамблёр) фаз распределения, резисторы, кондесаторы и герконы (схема в заклёпке)

1 фаза. Сигнал поступает на соленоид постоянного тока который поднимает клапан впуская пар в цилиндр, индуктивный датчик оборотов вала при повороте на определённый угол отправляет импульс инициирующий срабатывание солениода выпускного клапана 2, одновременно прерывая питание первого клапана. Давление автоматически закрывает первый клапан.

2 фаза. Датчик, после совершения оборота (с учётом угла опережения) в начале работы цилиндра в противофазе отправляет импульс на солениод впускного клапана 3, клапан три открывается и цикл повторяется. Задний ход осуществляет машинист. Отключает кнопкой питание платы, дожидается остановки машины, далее нажимает кнопку пуска N2, запуская тем самым зеркальный ход поршня. Соленоид питается от асинхронного генератора постоянного тока, дублируется серебрянно-цинковым аккамулятором. Плата может быть перестроена под работу с плоскими золотниками, может работать с паром сверхвысокого давления 160 атмосфер при температураз 450–550 градусов, может работаь без привязки циклов распредления пара к вращению колёс. НИОКР год, срок пуска февраль-март 1341 года.

Диаметр впускного клапана 120 мм выпускного 138 мм (Для серии Добрыня)

Отказ от кулисного механизма или кулачковой коробки, передач и рычагов синхронизации колесного хода, вкупе с более гибким клапанным механизмом дал минимум 10 % КПД и примерно 50 % уменьшение стоимости по сравнению с кулисой Стефенсона или 570 % уменьшение стоимости по сравнению с тракторным кулачково-клапанным механизмом. Ресурс клапанов около 5000 часов. Внедрение эл-магнитных клапанов изначальнопланировалась для больших ПГС

Отсечку пара осуществляет регулирумый клапан с пневматическим приводом и пневматичесим же позицинером, привязан к пульту управления паровозом куда включают, систему управления тормозами вагонов и паровозов,