컷오프(증기 엔진)

Cutoff (steam engine)

증기 엔진에서 컷오프란 피스톤 스트로크에서 흡기 밸브가 닫히는 지점입니다.증기기관차에서 컷오프는 후진기어로 제어된다.

흡기 밸브가 닫혀 보일러에서 실린더로 유입되는 증기가 멈추는 지점은 증기 엔진의 제어에 중요한 역할을 합니다.밸브가 닫히면 실린더에 갇힌 증기가 단열로 팽창합니다.증기의 압력은 팽창하면서 감소한다.늦은 컷오프는 최대 시동력을 위해 전체 스트로크를 통해 피스톤을 이동시키기 위한 최대 증기 압력을 제공합니다.그러나 스트로크 종료 시 실린더에 여전히 미사용 압력이 존재하기 때문에 엔진 효율을 희생하면서 이를 달성할 수 있습니다.이러한 상황에서 증기는 배기 시에도 상당한 압력이 남아 증기 엔진 특유의 "차프 처프" 소리를 발생시킵니다.조기 컷오프는 열역학 효율이 높지만 평균 유효 압력이 낮아져 피스톤에 가해지는 평균 힘이 감소하며 엔진을 고속으로 구동하는 데 사용됩니다.

설명.

증기 기관차 실린더 내 압력의 개략도.컷오프 후 증기가 피스톤을 보어 아래로 밀면서 실린더 내 압력이 감소합니다.

차단은 4개의 밸브 이벤트 중 하나입니다.조기 컷오프는 파워 스트로크의 나머지 시간 동안 증기가 팽창하여 더 많은 에너지를 생성하고 증기를 절약함으로써 엔진의 효율을 높이기 위해 사용됩니다.이것은 확장 작업이라고 알려져 있습니다.레이트 컷오프 기능은 효율을 희생하면서 축에 최대 토크를 제공하기 위해 사용되며 부하가 걸린 상태에서 엔진을 시동하는 데 사용됩니다.

컷오프(cutoff)는 일반적으로 피스톤 파워 스트로크의 백분율로 표현됩니다. 피스톤이 컷오프 지점에서 스트로크의 1/4에 있는 경우 컷오프(cutoff)는 25%로 명시됩니다.

소형 정지식 증기 엔진은 일반적으로 일정한 차단 지점을 가지지만, 대형 증기 엔진의 경우 속도와 출력은 일반적으로 차단 지점을 변경하여 제어되며, 팽창 밸브 또는 트립 기어를 사용하여 가바나 제어 하에 있는 경우가 많다.수송용 증기기관에서는 넓은 범위에 걸쳐 컷오프를 변경할 수 있는 것이 바람직하다.증기 기관차에서는 시동 및 저속 및 고부하 시 대부분의 피스톤 스트로크에 걸쳐 실린더에 적당한 증기 공급(증기 공급 압력을 조절하여)이 필요합니다.낮은 압력은 열차 출발 시 자주 발생하는 "휠 스핀"을 방지하기 위해 사용됩니다.열차의 중간 속도를 설정한 후, 컷오프가 감소하고, 실린더에 높은 보일러 압력이 받아들여져 엔진 효율이 훨씬 향상됩니다.예를 들어, 2기통 기관차의 경우, 최대 또는 '풀 기어' 컷오프는 일반적으로 약 85%입니다.고속에서는 컷오프를 대폭 삭감할 수 있습니다.보트 및 선박에 사용되는 증기 엔진도 일반적으로 가변 차단 밸브 기어를 사용하는 반면, 일부는 조정기를 통해 속도를 제어하면서 고정 차단으로 작동한다.

가변 컷오프 제공은 밸브 기어의 중요한 기능입니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

원천

  • Allen, Cecil J. (1949). Locomotive Practice and Performance in the Twentieth Century. Cambridge: W. Heffer and Sons Ltd.
  • Bell, A. Morton (1950). Locomotives. Vol. 1 (Seventh ed.). London: Virtue and Company Ltd.
  • Hills, Richard L. (1989). Power from Steam. Cambridge University Press. ISBN 0-521-45834-X.
  • Semmens, P.W.B.; Goldfinch, A.J. (2003) [2000]. How Steam Locomotives Really Work. Oxford: Oxford University Press. ISBN 978-0-19-860782-3.