В машине простого действия отработавший, или, как его иногда
называют, мятый пар выпускается из цилиндра через паровпускные трубы и
конус в атмосферу. При большом давлении пара в котле и при работе с
большой степенью наполнения выпуск пара из цилиндров начинается при
значительном давлении. При этом часть энергии не используется, что
снижает коэффициент возможного полезного действия паровой машины.
Поэтому были сконструированы паровые машины, У которых пар расширяется
последовательно в двух цилиндрах.
Фиг. 131. Устройство паровой машины паровоза
серии О : 1 - паровпускная труба; 2 - перепускная труба; 3 - выпускная
труба; 4 - конус; 5 - цилиндр высокого давления; 6 - цилиндр низкого
давления.
Паровозы с машинами двукратного расширения строились в России с 1882
г. Паровозы, работающие по принципу двукратного расширения пара (Оц Ов,
Щ, Нв ), имеют два цилиндра, из которых один меньшего диаметра
установлен с правой стороны, а другой большего диаметра - елевой стороны
(фиг. 131). Пар из котла по паровпускной трубе 1 поступает в малый
цилиндр 5, называемый цилиндром высокого давления (Ц. В. Д.), где
совершает некоторую работу, и по перепускной трубе 2 поступает во второй
большой цилиндр 6У называемый цилиндром низкого давления (Ц. Н. Д.), где
и продолжает работу. Произведя работу в большом цилиндре, пар выходит
через паровыпускную трубу 5 и конус 4 в атмосферу.
С целью выравнивания усилий правой и левой сторон, на паровозах серии Ов
площадь левого поршня больше правого в 2,13 раза, на паровозах серии Щ -
приблизительно в 2,25 раза.
При остановке паровоза могут быть случаи, когда движущий и кулисный
механизмы паровоза встанут в такое положение, что оба паровпускные окна
в одном цилиндре окажутся закрытыми золотником. На паровозах с простой
машиной при насадке ведущих кривошипов правой и левой сторон под углом
90° друг к другу, в другом цилиндре одно из паровпускных окон остается
открытым и паровоз легко трогается с места. В паровозах двукратного
расширения пара левый цилиндр начинает работать только тогда, когда
отработавший пар в правом цилиндре перейдет в левый. Следовательно,
трогание такого паровоза с места возможно только при помощи правого
цилиндра и, если золотник правого цилиндра закроет оба паровпускных
окна, то пар из котла в правый цилиндр не попадет и паровоз не тронется
с места. Во избежание этого на паровозах двукратного расширения пара
устанавливаются дополнительные приборы, позволяющие впускать свежий пар
непосредственно в большой цилиндр и приводить паровоз в движение
давлением пара на поршень левого цилиндра.
Такое приспособление используется не только при трогании паровоза с
места, но и при следовании его по крутому подъему. В этом случае сила
тяги паровоза увеличивается впуском свежего паpa в большой цилиндр.
Приборов для трогания таких паровозов с места имеется несколько типов,
но в последнее время они заменяются простым краном-добавителем.
При работе насыщенным паром паровозы с машинами двукратного расширения
пара более экономичны, чем паровозы с простыми машинами, работающими с
однократным расширением пара, так как значительно уменьшаются потери
тепла от конденсации пара. При работе перегретым паром экономия от
применения двойного расширения получается незначительной, так как
давление пара на паровозах невелико (не превышает 15 ат). В то же время
машины двойного расширения имеют ряд существенных недостатков,
заключающихся в неспокойном ходе, необходимости установки цилиндров
низкого давления большего диаметра с большим наклоном, затруднении при
трогании с места.
Поэтому на современных паровозах, работающих перегретым паром, машины с
двойным расширением пара не применяются.
