Rotační ventily

Poslední dobu se zabývám rotačními ventily. Rozhodl jsem se modul z posledního příspěvku předělat. Také jsem dostal některé náměty od čtenářů a tak je dávám na blog.

Tento je od pana Mráčka. Jedná se o velmi kompaktní parní motor, který má ventil umístěn přímo ve válci. Rotační osa není vrtaná, nýbrž z plného materiálu. Přepouštěcí kanály jsou vytvořeny frézováním. Stroj má ojnice po obou stranách pístu.

Autor tohoto výkresu je profesí řidič kamionu. O to víc hodnotím jeho zájem o techniku. Provozuje internetové stránky http://paromanie.webnode.cz/ Někdy mám problém jím navržené funkce pochopit. Tentokrát je to však jasné. Šroub plnění posouvá segment ve vodorovném směru a modrý šroub(patrně šnek) nastavuje předstih. Evidentně je to hodně náročné na výrobu.

Toto je předělaný modul. Na první pohled vypadá jako předešlý, ale není stejný. Rotační osa má pouze jednu štěrbinu. Vstup páry a výfuk jsou v jedné rovině, pod sebou. Myslím, že to takhle bude lepší.Ventil je kratší a lépe se dosáhne souososti Snáze se to vyrábí a je to jednodušší. To jsou hlavní přednosti našich parních motorů. Aktivní průřez, kterým se dávkuje pára je opět obdélníkový. Velká délka obdélníku zajišťuje snadný výplach a rychlý náběh páry. Šířkou obdélníku je pak možné zajistit expanzi. Tu jsem konzultoval s panem Lubošem. Dle jeho zkušenosti kratší expanze ( plněni na 50-70%) má sice větší krouták a nižší otáčky, ale účinnost klesá. S plněním kolem 30% a tlakem kolem 6 bar je parní motor daleko živější. Pára odchází studenější a je ji daleko méně. Taky s kratším plněním a vysokýma otáčkama lze dosáhnout učinnost i přes 22%. Já bych základní nastavení viděl v plnotlakém režimu. Modul je určený pro dvojčinný píst. Může však obsluhovat i jednočinný dvojválec. V minulém příspěvku jsem uvedl, že nepůjde nastavit předstih otáčením. Mýlil jsem se. Nastavení předstihu pomocí unašecího kola na ose setrvačníků je možné a to i v případě víceválcových dvojčinných strojů. Představit si, jak všechny ty otvory a štěrbiny spolupracují je těžké. Já jsem dříve narozený. Tak občas napíšu nějakou blbost. Obtížné je také nastavení souososti ventilů. Vrtání má přesnost H7. Drobné nepřesnosti lze srovnat přihýbáním úhelníku. Je-li to špatně svrtané, tak to nepomůže.

Modul rotačních ventilů

Modul na obrázku je určený pro dvojčinný jednoválec jehož průměr je 50 až 60 mm. Vrtání ventilu je 12 mm. U dvojválce může být modul stejný, jen vrtání bude 15, lépe 16 mm. Z každého ventilu budou ale odcházet 2 hadice do válců. Ono vlastně nezáleží na počtu válců. I dvojčinný čtyřválec vystačí s dvěma ventily. Vrtání by muselo být alespoň 20 mm.  Jeden takový stroj by mohl mít výkon jako 8 jednoduchých. Myslím ale, že výroba takové mašiny u mne zatím nehrozí. Modul může být umístěn rovnoběžně s osou setrvačníků. Pak bych volil náhon ozubeným řemenem.  Nebo rovnoběžně s písty, náhon osičkou a šikmými ozubenými koly. Osička by měla kuličková ložiska o průměru 8 mm. Výhodou tohoto modulu je, že lze napínat řemen nebo měnit záběr ozubených kol, aniž by se porušila souosost ventilů.. Ta se nastavuje dost pracně. Také je snadné připevnění na základní desku. Tělo ventilu je dlouhé 75 mm a průměr je 40 mm. K provrtání je nutný výstružník, lépe i výhrubník. Přesnost otvoru je H7. Horní výfuky páry jsou realizovány fitinkou 15. V ostatních otvorech je fitinka 12. Vnější otvory těla ventilu jsou kruhové, vrtané (pro nasazení fitinky), vnitřní otvory pak obdélníkové, frézované. Délka obdélníku je dána průměrem fitinky. Je tak zajištěna větší propustnost a rychlejší náběh páry. Jaký to bude mít vliv na výkon zatím nevím. Otvor, který odvádí páru do válce je jen vrtaný průměrem 12. Vzhledem k nemožnosti nastavení předstihu otáčením musí být úhlové posunutí vstupní tlakové páry a výfuku přesné. Drobné korekce jsou možné připilováním štěrbin. Vhodná je kontrola foukáním.  Na časování hodně záleží.  Je to náročné na 3D představivost a vhodné pro studenty strojařiny. Šroub M14 z boku ventil nepřidržuje, ale jen uzavírá. To umožní velmi snadnou výměnu osy. Může být ocelová nebo bronzová. Závity šroubu M14 je dobré utěsnit trochou koudele. Ženě se modul líbil. Prý to mám barevně sladěné. Jen to vždy prý pokecám při letování. Fitinky jsou zatím jen nasazené.