Паровые двигатели
Всегда помним – вначале топим, а потом едем!
Ни один паровой двигатель не начнёт работать пока как следует не прогреется, так как чтобы поддать пару, источником которого являются парогенераторы.
Парогенераторы, они же источники пара можно разделить на два типа:
Котлы, в которых вода непосредственно подогревается и закипает;
Испарители, которые разогреваются сами и испаряют воду, которая на них попадает;
Котёл обеспечивает постоянный ток пара в больших количествах и соответственно его недостаток - большой расход воды. Испарители могут обеспечить как постоянный ток пара, так и выдавать пар дозированными порциями, что снижает расход воды, но износ такой конструкции из-за постоянных перепадов температуры намного выше.
Так чтоб всё вокруг вертелось и двигалось, было разработано несколько типов двигателей работающих на пару. Дабы никого не мучить, здесь в основном будут представлены принципы работы паровых двигателей и их основные конструкционные особенности.
На каждый двигатель устанавливается как минимум один манометр. На него стоит поглядывать почаще - раз шестьдесят в минуту. Если стрелка попадёт в синюю зону - двигатель остановится, а если в красную - может взорваться в любой миг.
Для большей безопасности на парогенератор может устанавливаться автоматический выпускной клапан, который выбрасывает лишний пар при опасно высоком давлении.
Паровые двигатели могут вместо пара использовать воздух под давлением, и вместо парогенератора к двигателю будет прилагаться баллон со сжатым воздухом.
Реактивный паровой двигатель
Самая первая паровая машина, «Мать пара».
Парогенератор (топка с водяным котлом) с помощью специальных устройств (было создано множество вариаций, и по сей день некоторые создают свои творения) направляют струю пара назад, тем самым заставляя двигаться транспортное средство вперёд.
Преимущества: простота конструкции, которую может воплотить в реальность даже дилетант.
Недостатки: низкий КПД, можно использовать только на средствах передвижения, большой расход воды (поэтому до сих пор остаётся популярен для использования на водном транспорте)
Внешние особенности: при работе довольно громко свистит или шипит. Струя пара, попав в человека, собьёт его и может довольно сильно обжечь.
Область применения Наибольшее распространение получил на небольшом водном транспорте.
Простой паровой двигатель
Самая простая и распространённая модель.
Простой паровой двигатель – пар под давлением поступает в цилиндр, тем самым, выталкивая поршень, заставляя его двигаться. Однако чтобы вернуть поршень в исходное положение, требуется приложить силу (обычно это либо второй паровой двигатель работающий в паре с первым, либо это довольно таки тяжёлый маховик, который используется если этот двигатель работает циклически)
Паровой двигатель с активным обратным ходом. – особенность двигателя в том, что пар подаётся попеременно в переднюю и в заднюю камеры разделённые поршнем. В результате поршень самостоятельно и активно двигается в обоих направлениях (первым изобретением, основанным на данном принципе, был паровой отбойный паровой молоток).
Достоинства: довольно простые по своей конструкции, при работе совершает жёсткие и чёткие движения, в результате механизм на его основе быстро выходит на полную мощность работы.
Недостатки: Ограничение скорости в работе двигателя, именно по этому транспорт на его основе медлительный, но при этом обладает достаточно высокой проходимостью.
Внешние особенности: Двигатель при работе глухо шипит, может скрипеть. При выпускании пара посвистывает.
Область применения Самая распространённая модель, используемая на конвейерах и транспорте.
Коловратный двигатель и Ротационный пневматический двигатель
Следующее поколение двигателей, в которых поршень движется по кругу. Если в коловратном двигателе движется по кругу поршень, который сдвигает перемычки, контролирующие подачу и выпуск пара, то в ротационном двигателе вал вращается, за счёт смещения перемычек, контролирующих объём рабочей камеры.
Достоинства: не сложные конструкции, при работе сила передаётся сразу на вал из-за чего КПД значительно выше, механизм на его основе быстро выходит на полную мощность работы.
Недостатки: Много деталей требующих точной подгонки и при этом быстро изнашивающихся.
Внешние особенности: Двигатель при работе глухо шипит, может равномерно пощёлкивать.
Область применения Оптимальный вариант для большинства видов транспорта.
Роторно-лопастной двигатель
Принцип работы сходен с предыдущими моделями, но в этой два поршня создают четыре рабочих камеры. Смежное взаимодействие при компрессии делает работу двигателя очень ровным и тихим.
Достоинства: при работе сила передаётся сразу на вал из-за чего КПД значительно выше, механизм на его основе быстро выходит на полную мощность работы.
Недостатки: Детали требуют ювелирно-точной подгонки.
Внешние особенности: Двигатель работает очень плавно и тихо.
Область применения Двигатель для механизмов требующих ровного и точного хода. Например, автоматы сборки на конвейерах, часы.
Безлопостной турбинный паровой двигатель
Тоже довольно не замысловатая модель. Струя пара из парогенератора падает под определённым углом на стопку круглых дисков, заключённых в сплошной корпус, тем самым, заставляя диски вращаться.
Достоинства: простота конструкции, по сути, имеет определённую рабочую скорость, преодолеть которую не может. На более низких оборотах сильно теряет КПД.
Недостатки: КПД неплохое, да и мощность маловата, поэтому для выхода на полную мощность требуется время.
Внешние особенности: громко свистит. Накопление конденсата в рабочей камере приводит к значительной потере в мощности.
Область применения Двигатель для насосов, скоростного транспорта.
Турбинный паровой двигатель
Тоже довольно не замысловатая модель. Струя пара из парогенератора падает на лопатки лопастного винта, тем самым, заставляя его вращаться.
Достоинства: простота конструкции, по сути, не имеет предела скорости, если мощность позволяет, то будет набирать и набирать обороты.
Недостатки: КПД низковато, да и мощность маловата, поэтому для выхода на полную мощность требуется время.
Внешние особенности: довольно громко свистит, на большинстве моделей слышно, как винт равномерно потрескивает, рассекая своими краями струю пара.
Область применения Двигатель самого скоростного транспорта.
Разработки механика-инженера Юкки