Cutoff (máquina de vapor)

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En una máquina de vapor , el corte es el punto en la carrera del pistón en el que se cierra la válvula de entrada. En una locomotora de vapor , el corte es controlado por la marcha atrás .

El punto en el que la válvula de entrada se cierra y detiene la entrada de vapor en el cilindro desde la caldera juega un papel crucial en el control de una máquina de vapor. Una vez que la válvula se ha cerrado, el vapor atrapado en el cilindro se expande adiabáticamente . La presión del vapor cae a medida que se expande. Un corte tardío proporciona la máxima presión de vapor para mover el pistón a lo largo de toda su carrera y obtener las máximas fuerzas de arranque. Pero, dado que todavía habrá presión sin explotar en el cilindro al final de la carrera, esto se logra a expensas de la eficiencia del motor. En esta situación, al vapor aún le quedará una presión considerable cuando se agote, lo que producirá el característico sonido de "chuff chuff" de una máquina de vapor. Un corte temprano tiene una mayor eficiencia termodinámica pero da como resultado una menorLa presión efectiva media reduce la fuerza media sobre el pistón y se utiliza para hacer funcionar el motor a velocidades más altas.

Explicación

Diagrama esquemático del indicador de presión en un cilindro de locomotora de vapor. La presión en el cilindro disminuye después del corte a medida que el vapor empuja el pistón hacia abajo por su orificio.

El corte es uno de los cuatro eventos de válvulas . El corte temprano se usa para aumentar la eficiencia del motor al permitir que el vapor se expanda durante el resto de la carrera de potencia, produciendo más energía y conservando el vapor. Esto se conoce como trabajo expansivo. El corte tardío se usa para proporcionar el par máximo al eje a expensas de la eficiencia y se usa para arrancar el motor bajo carga.

El corte se expresa convencionalmente como porcentaje de la carrera de potencia del pistón; si el pistón está en un cuarto de su carrera en el punto de corte, el corte se establece como 25%.

Las máquinas de vapor estacionarias más pequeñas generalmente tienen un punto de corte fijo, mientras que, en las grandes, la velocidad y la salida de potencia generalmente se rigen alterando el corte, frecuentemente bajo el control del gobernador usando una válvula de expansión o un mecanismo de disparo.. En las máquinas de vapor para el transporte, es deseable poder alterar el corte en un rango amplio. En las locomotoras de vapor, para el arranque y a baja velocidad y carga pesada, los cilindros necesitan un suministro de vapor moderado (estrangulando la presión de suministro de vapor) durante la mayor parte de la carrera del pistón. La presión más baja se usa para evitar el "giro de las ruedas" que ocurre con frecuencia cuando un tren se pone en movimiento. Después de establecer la velocidad moderada del tren, el corte se reduce y se admite una presión de caldera más alta en los cilindros, lo que da como resultado una eficiencia mucho mejor del motor. En una locomotora de dos cilindros, por ejemplo, el corte máximo o de 'velocidad completa' es típicamente de alrededor del 85%. A altas velocidades, el corte puede reducirse significativamente. Los motores de vapor utilizados en barcos y barcos también suelen utilizar engranajes de válvula de corte variable,mientras que algunos operan con un corte fijo, con la velocidad controlada a través del regulador.

Proporcionar un corte variable es una función importante del engranaje de la válvula .

Ver también

• Válvula de expansión
• Old Bess (motor de viga) : el primer motor de vapor en utilizar un corte anticipado

Referencias

Fuentes

• Allen, Cecil J. (1949). Práctica y actuación de locomotoras en el siglo XX . Cambridge: W. Heffer and Sons Ltd.
• Bell, A. Morton (1950). Locomotoras . Vol. 1 (Séptima ed.). Londres: Virtue and Company Ltd.
• Hills, Richard L. (1989). Energía de Steam . Prensa de la Universidad de Cambridge . ISBN 0-521-45834-X.
• Semmens, PWB; Goldfinch, AJ (2003) [2000]. Cómo funcionan realmente las locomotoras de vapor . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford . ISBN 978-0-19-860782-3.