Què és un engranatge de vàlvules?

Comprensió de l'engranatge de les vàlvules: una meravella de l'enginyeria

Engranatge de vàlvulesés un mecanisme essencial en les màquines de vapor, responsable de regular el temps i el moviment de l'admissió i l'escapament de vapor als cilindres del motor. La seva funció és fonamental per optimitzar l'eficiència, la potència i la suavitat de funcionament en la maquinària de vapor. Des de les locomotores fins als motors estacionaris, l'engranatge de vàlvules representa una intersecció fascinant de precisió mecànica i innovació en enginyeria.

Els conceptes bàsics de l'engranatge de vàlvules

El propòsit principal de l'engranatge de vàlvules és controlar el flux de vapor que entra i surt dels cilindres del motor. Això implica dues operacions clau:

1. Admissió de vapor: Obrir les vàlvules per permetre que el vapor a alta pressió entri al cilindre, accionant el pistó.
2. Escapament de vapor: Obrir les vàlvules per alliberar el vapor gastat, preparant el cilindre per al següent cicle.

En sincronitzar aquests processos, l'engranatge de vàlvules garanteix que el motor funcioni de manera eficient i ofereixi la màxima potència.

Tipus d'engranatges de vàlvules

Al llarg dels anys, s'han desenvolupat diversos dissenys d'engranatges de vàlvules, cadascun dels quals ofereix avantatges únics. Alguns dels tipus més destacats inclouen:

• Engranatge de vàlvules Stephenson:Un dels tipus més antics i utilitzats, conegut per la seva simplicitat i fiabilitat.
• Engranatge de vàlvules Walschaerts:Àmpliament utilitzat en locomotores, oferint un control precís i un desgast reduït dels components.
• Engranatge de vàlvules Baker:Un disseny posterior que elimina les parts lliscants, proporcionant un sistema més durador i eficient.
• Engranatge de vàlvules Caprotti:Un sistema de vàlvules de seient utilitzat en algunes màquines de vapor modernes, que prioritza l'eficiència i redueix el manteniment. vàlvules de canonada engranatge

Fabricant d'engranatges personalitzats Belon - Shanghai Belon Machinery Co., Ltd.

Els sistemes d'engranatges de vàlvules de les màquines de vapor solen utilitzar engranatges rectes o engranatges cònics, depenent del disseny i la finalitat específics:

1. Engranatges rectes

Engranatge recte comú en mecanismes d'engranatges de vàlvules més simples on les dents de l'engranatge són paral·leles a l'eix de l'engranatge.
S'utilitza per transmetre el moviment entre eixos paral·lels en mecanismes de vàlvules.
Preferits per la seva facilitat de fabricació i la transmissió precisa del moviment.
2. Engranatges cònics
Engranatge cònics'utilitza quan el moviment s'ha de transmetre entre eixos en un angle, normalment de 90 graus.
Es troba en certs dissenys d'engranatges de vàlvules, especialment quan la disposició del motor requereix una redirecció del moviment angular.

3. Engranatges helicoïdals(Rar en sistemes d'engranatges de vàlvules)

Ocasionalment s'utilitza per a un funcionament més suau i silenciós, però menys comú a causa de la complexitat i el cost.
En la majoria dels casos, els engranatges dels sistemes d'engranatges de vàlvules prioritzen la durabilitat i la fiabilitat per sobre de la velocitat, ateses les exigències operatives de les màquines de vapor.

Components i funcionament

Un sistema típic d'engranatges de vàlvules inclou diversos components: varetes excèntriques, enllaços, palanques i les vàlvules mateixes. El moviment d'aquestes peces deriva del cigonyal o de les rodes motrius del motor, cosa que garanteix una sincronització precisa amb el moviment del pistó. També es poden fer ajustaments en la sincronització de les vàlvules per adaptar-se a càrregues o condicions de funcionament variables, un procés conegut com a "encaix" o "enllaç".

El paper en l'eficiència i el rendiment

Vàlvulaengranatge impacte significatiu en l'eficiència tèrmica d'un motor. La sincronització adequada minimitza el malbaratament de vapor i garanteix que el motor funcioni dins dels seus paràmetres òptims. Els enginyers sovint experimenten amb diferents ajustos de vàlvules per maximitzar la potència de sortida alhora que redueixen el consum de combustible i aigua.

Llegat i rellevància moderna

Tot i que les màquines de vapor han estat substituïdes en gran mesura per motors de combustió interna i motors elèctrics, l'engranatge de vàlvules continua sent un tema d'interès en la preservació històrica i els estudis d'enginyeria. Molts ferrocarrils històrics i entusiastes mantenen viu el llegat mantenint i restaurant locomotores de vapor amb diversos dissenys d'engranatge de vàlvules.