Ce este o roată dințată de supapă?

Înțelegerea angrenajului supapelor: o minune inginerească

Angrenaj de supapăeste un mecanism esențial în motoarele cu abur, responsabil pentru reglarea sincronizării și mișcării admisiei și evacuării aburului în cilindrii motorului. Funcția sa este esențială pentru optimizarea eficienței, puterii și fluidității funcționării mașinilor cu abur. De la locomotive la motoarele staționare, angrenajul de supape reprezintă o intersecție fascinantă între precizia mecanică și inovația inginerească.

Noțiuni de bază despre angrenajul supapelor

Scopul principal al angrenajului de supape este de a controla fluxul de abur care intră și iese din cilindrii motorului. Aceasta implică două operațiuni cheie:

1. Admisia aburului: Deschiderea supapelor pentru a permite aburului de înaltă presiune să intre în cilindru, acționând pistonul.
2. Evacuarea aburului: Deschiderea supapelor pentru a elibera aburul consumat, pregătind cilindrul pentru următorul ciclu.

Prin sincronizarea acestor procese, angrenajul supapelor asigură funcționarea eficientă a motorului și furnizarea puterii maxime.

Tipuri de angrenaje de supape

De-a lungul anilor, au fost dezvoltate mai multe modele de angrenaje de supape, fiecare oferind avantaje unice. Printre cele mai notabile tipuri se numără:

• Angrenaj supapă Stephenson:Unul dintre cele mai vechi și mai utilizate tipuri, cunoscut pentru simplitatea și fiabilitatea sa.
• Angrenaj de supape Walschaerts:Utilizat pe scară largă în locomotive, oferind un control precis și o uzură redusă a componentelor.
• Angrenaj supapă Baker:Un design mai recent care elimină piesele glisante, oferind un sistem mai durabil și mai eficient.
• Angrenaj supapă Caprotti:Un sistem de supape cu șurub utilizat în unele motoare cu abur moderne, care pune accent pe eficiență și întreținere redusă. supape de conducte angrenaj

Unelte personalizate Producător de unelte Belon - Shanghai Belon Machinery Co., Ltd.

Sistemele de angrenaje cu supape din motoarele cu abur utilizează de obicei angrenaje cilindrice sau angrenaje conice, în funcție de designul și scopul specific:

1. Angrenaje cilindrice

Angrenaj pinion comun în mecanismele mai simple ale angrenajelor de supape, unde dinții angrenajului sunt paraleli cu axa angrenajului.
Folosit pentru transmiterea mișcării între arbori paraleli în mecanismele de supape.
Preferate pentru ușurința de fabricație și transmiterea precisă a mișcării.
2. Angrenaje conice
Angrenaj conicutilizat atunci când mișcarea trebuie transmisă între arbori la un unghi, de obicei de 90 de grade.
Se găsește în anumite modele de angrenaje de supape, în special atunci când configurația motorului necesită redirecționarea mișcării unghiulare.

3. Angrenaje elicoidale(Rar în sistemele de angrenaje cu supape)

Ocazional folosit pentru o funcționare mai lină și mai silențioasă, dar mai puțin frecvent din cauza complexității și costului.
În majoritatea cazurilor, angrenajele din sistemele de angrenaje cu supape prioritizează durabilitatea și fiabilitatea în detrimentul vitezei, având în vedere cerințele operaționale ale motoarelor cu abur.

Componente și funcționare

Un sistem tipic de angrenaje de supape include mai multe componente: tije excentrice, legături, pârghii și supapele în sine. Mișcarea acestor piese este derivată de la arborele cotit sau de la roțile motoare ale motorului, asigurând o sincronizare precisă cu mișcarea pistonului. De asemenea, se pot face ajustări ale sincronizării supapelor pentru a se adapta la sarcini variabile sau condiții de funcționare, un proces cunoscut sub numele de „crestare” sau „conectare”.

Rolul în eficiență și performanță

Supapăechipament are un impact semnificativ asupra eficienței termice a unui motor. O sincronizare corectă minimizează risipa de abur și asigură funcționarea motorului în parametrii optimi. Inginerii experimentează adesea diferite setări ale supapelor pentru a maximiza puterea, reducând în același timp consumul de combustibil și apă.

Moștenire și relevanță modernă

Deși motoarele cu aburi au fost în mare parte înlocuite de motoare cu ardere internă și motoare electrice, angrenajul supapelor rămâne un subiect de interes în conservarea istorică și studiile inginerești. Multe companii feroviare de patrimoniu și entuziaști mențin moștenirea vie prin întreținerea și restaurarea locomotivelor cu aburi cu diverse modele de angrenaje ale supapelor.