Для регулирования впуска пара в переднюю и заднюю полости цилиндра, а также выпуска его каждая паровая машина имеет парораспределительный золотник. На паровозах старой постройки золотники были коробчатой конструкции (плоские), а на современных — цилиндрические.постройки золотники были коробчатой конструкции (плоские), а на современных — цилиндрические.
На рис. 101 изображен паровой цилиндр с цилиндрическим золотником 3, который имеет два диска и располагается в золотниковой камере А, отлитой вместе с цилиндром. В золотниковой камере имеется два окна: левое окно каналом а соединено с задней полостью цилиндра, правое каналом б — с передней полостью; каналами в концы камеры соединены с паровыпускными трубами и конусом. В золотниковую камеру по паровпускной трубе г подводится пар из котла. При помощи специального механизма золотник может перемещаться в камере, открывая или закрывая своими дисками окна для впуска пара в цилиндр. Если, например, золотник сдвинут в крайнее переднее положение (см. рис. 101), то пар, находящийся в золотниковой камере А, через окно и канал б поступит в переднюю полость цилиндра и будет сдвигать поршень назад. Одновременно своим задним диском золотник соединит каналы а и в и даст отработавшему пару из задней полости цилиндра выйти в атмосферу.
Не трудно представить, что при перемещении золотника в заднее крайнее положение открывается впуск пара из золотниковой камеры А по каналу а в заднюю полость цилиндра, а передняя полость каналами б и в соединяется с паровыпускной трубой. Двигаясь таким образом в камере, золотник попеременно впускает и выпускает пар из полостей цилиндра.
Перемещение золотника производится при помощи внешнего парораспределительного механизма, в основе которого заложен эксцентрик. Простейший парораспределительный механизм состоит из эксцентрика 2 (рис. 102), насаженного на ведущей оси под некоторым углом к кривошипу 1, и тяги 3. Такой механизм в настоящее время на паровозах не применяется, но рассмотрение его дает возможность усвоить работу современного кулисного парораспределительного механизма, в котором сохранен принцип действия эксцентрика.
Перемещение золотника производится при помощи внешнего парораспределительного механизма, в основе которого заложен эксцентрик. Простейший парораспределительный механизм состоит из эксцентрика 2 (рис. 102), насаженного на ведущей оси под некоторым углом к кривошипу 1, и тяги 3. Такой механизм в настоящее время на паровозах не применяется, но рассмотрение его дает возможность усвоить работу современного кулисного парораспределительного механизма, в котором сохранен принцип действия эксцентрика.
Расстояние между центром колеса и центром эксцентрика, равное ОА, называется эксцентриситетом эксцентр ик а. При вращении колеса центр А эксцентрика будет описывать вокруг центра О окружность радиусом ОА. При помощи тяги 3 вращательное движение эксцентрика превращается в поступательное движение золотника.к а. При вращении колеса центр А эксцентрика будет описывать вокруг центра О окружность радиусом ОА. При помощи тяги 3 вращательное движение эксцентрика превращается в поступательное движение золотника.Необходимо определить, как нужно расположить эксцентрик на оси колеса по отношению к кривошипу, чтобы положение золотника соответствовало определенному положению поршня в цилиндре и чтобы золотник правильно регулировал впуск пара в цилиндр и выпуск из цилиндра. Для этого рассмотрим схему простейшей паровой машины с цилиндрическим золотником у которого толщина дисков равна ширине паровпускных окон.этого рассмотрим схему простейшей паровой машины с цилиндрическим золотником у которого толщина дисков равна ширине паровпускных окон.
Когда поршень и кривошип находятся в заднем крайнем положении (см. рис. 102), золотник расположен в среднем положении и закрывает паровпускные окна. При таком положении поршня для сдвига его должен начаться впуск пара в заднюю полость цилиндра. Для этого нужно, чтобы золотник начал двигаться назад и открыл заднее окно для впуска пара. Эксцентрик, соединенный тягой с золотником и сообщающий ему движение, должен располагаться сзади кривошипа так, чтобы линия эксцентриситета составляла с ним угол 90°.
При движении поршня вперед колесо будет вращаться по часовой стрелке. В этом же направлении будет двигаться эксцентрик, смещая золотник назад и открывая заднее окно для впуска пара, а переднее — для выпуска. Когда поршень пройдет примерно половину своего хода, а кривошип повернется на угол 90° и перейдет из точки 1 в точку 2 (рис. 103), золотник переместится в свое крайнее заднее положение. При этом он полностью откроет заднее окно для впуска, а переднее для выпуска пара.
Эксцентрик (эксцентриситет) в это время займет горизонтальное положение. При дальнейшем движении поршень придет в свое крайнее переднее положение, а кривошип переместится в точку 3 и расположится горизонтально (см. рис. 103). Эксцентрик в это время переместится вверх, а золотник сдвинется вперед и закроет оба окна, как показано на рис. 102.
Затем поршень начнет двигаться назад и когда он дойдет приблизительно до середины цилиндра, кривошип переместится в точку 4 (рис. 104) и расположится вертикально. Эксцентрик уйдет в крайнее переднее положение и сдвинет золотник вперед таким образом, что переднее окно полностью откроется для впуска пара в переднюю полость цилиндра, а заднее соединится с паровыпускным каналом для выпуска пара из задней полости цилиндра. Далее поршень и кривошип придут в заднее крайнее положение, а золотник при помощи эксцентрика сдвинется вперед и закроет окна. Таким образом машина придет в первоначальное положение, представленное на рис. 102.
В рассмотренной схеме машины, когда эксцентрик расположен под прямым углом к кривошипу, при крайних положениях поршня золотник закрывает окна и пар не может поступить в цилиндр. Окна открываются золотником лишь с началом движеимя поршня.
Для того чтобы дать доступ пару в цилиндр и заполнить вредное пространство свежим паром до начала хода поршня в момент, когда он находится в крайнем положении, а также избежать излишнего мятия пара в узких проходах окон, необходимо, чтобы движение золотника несколько опережало движение поршня. Для этого эксцентрик насаживают на ось колеса так, что при крайнем положении кривошипа он отклоняется вперед (по часовой стрелке) от вертикальной линии, прохидя-щей через центр оси, на некоторый добавочный угол δ (рис. 105).
Между линией кривошипа и линией эксцентрика (эксцентриситетом) образуется угол, равный 270о+δ. При этом эксцентрик будет отставать от кривошипа.имя поршня. Для того чтобы дать доступ пару в цилиндр и заполнить вредное пространство свежим паром до начала хода поршня в момент, когда он находится в крайнем положении, а также избежать излишнего мятия пара в узких проходах окон, необходимо, чтобы движение золотника несколько опережало движение поршня. Для этого эксцентрик насаживают на ось колеса так, что при крайнем положении кривошипа он отклоняется вперед (по часовой стрелке) от вертикальной линии, прохидя-щей через центр оси, на некоторый добавочный угол δ (рис. 105). Между линией кривошипа и линией эксцентрика (эксцентриситетом) образуется угол, равный 270о+δ. При этом эксцентрик будет отставать от кривошипа.
Тогда при нахождении поршня в заднем мертвом положении эксцентрик сдвинет золотник из среднего положения назад и немного откроет заднее окно для впуска пара, а переднее для выпуска. При переднем мертвом положении поршня золотник будет сдвинут вперед от своего среднего положения и откроет на небольшую величину переднее окно для впуска пара, а заднее — для выпуска. Угол δ, на который отклоняется эксцентрик от вертикальной линии при крайнем мертвом положении кривошипа, называется углом опережения; величина, на которую при крайнем мертвом положении кривошипа будет открыто окно для впуска пара, называется линейным предварением впуска, а величина, на которую при этом положении кривошипа будет открыто окно для выпуска пара, — линейным предварением выпуска.