밸브 기어란 무엇인가요?

밸브 기어 이해하기: 경이로운 공학 기술의 결정체

밸브 기어밸브 기어는 증기 기관에서 필수적인 메커니즘으로, 엔진 실린더 내부로 증기가 유입되고 배출되는 타이밍과 움직임을 조절하는 역할을 합니다. 이 기능은 증기 동력 기계의 효율, 출력 및 작동의 원활성을 최적화하는 데 매우 중요합니다. 기관차에서 고정식 엔진에 이르기까지, 밸브 기어는 기계적 정밀성과 엔지니어링 혁신이 만나는 매력적인 지점입니다.

밸브 기어의 기본 원리

밸브 장치의 주된 목적은 엔진 실린더 안팎으로 증기의 흐름을 제어하는 ​​것입니다. 이는 두 가지 핵심 작동을 포함합니다.

1. 증기 유입: 밸브를 열어 고압 증기가 실린더 내부로 유입되도록 하여 피스톤을 구동합니다.
2. 증기 배출: 밸브를 열어 사용된 증기를 배출하고 다음 사이클을 위해 실린더를 준비합니다.

밸브 장치는 이러한 과정을 동기화함으로써 엔진이 효율적으로 작동하고 최대 출력을 제공하도록 합니다.

밸브 기어의 종류

수년에 걸쳐 다양한 밸브 장치 설계가 개발되었으며, 각 설계는 고유한 장점을 제공합니다. 가장 주목할 만한 유형으로는 다음과 같은 것들이 있습니다.

• 스티븐슨 밸브 기어:가장 초기에 등장했으며 가장 흔하게 사용되는 유형 중 하나로, 단순함과 신뢰성으로 잘 알려져 있습니다.
• 왈샤르츠 밸브 기어:기관차에 널리 사용되며, 정밀한 제어와 부품 마모 감소 효과를 제공합니다.
• 베이커 밸브 기어:이후 설계된 이 시스템은 슬라이딩 부품을 제거하여 더욱 내구성이 뛰어나고 효율적인 시스템을 제공합니다.
• 카프로티 밸브 기어:일부 현대식 증기 기관에 사용되는 포펫 밸브 시스템으로, 효율성과 유지 보수 감소를 강조합니다. 파이프라인 밸브 기어

맞춤형 기어 Belon 기어 제조업체 - Shanghai Belon Machinery Co., Ltd.

증기 기관의 밸브 기어 시스템은 일반적으로 특정 설계 및 목적에 따라 스퍼 기어 또는 베벨 기어를 사용합니다.

1. 스퍼 기어

스퍼 기어 기어 톱니가 기어 축과 평행한 간단한 밸브 기어 메커니즘에서 흔히 볼 수 있습니다.
밸브 메커니즘에서 평행축 사이의 동력을 전달하는 데 사용됩니다.
제조 용이성과 정밀한 동작 전달 덕분에 선호됩니다.
2. 베벨 기어
베벨 기어축 사이에서 각도(일반적으로 90도)로 동력을 전달해야 할 때 사용됩니다.
특정 밸브 기어 설계, 특히 엔진 구조상 각도 운동 방향 전환이 필요한 경우에 발견됩니다.

3. 헬리컬 기어(밸브 기어 시스템에서는 드문 경우)

보다 원활하고 조용한 작동을 위해 간혹 사용되지만, 복잡성과 비용 때문에 흔하지는 않습니다.
대부분의 경우, 증기 엔진의 작동 요구 사항을 고려할 때 밸브 기어 시스템의 기어는 속도보다는 내구성과 신뢰성을 우선시합니다.

구성 요소 및 작동 방식

일반적인 밸브 기어 시스템은 편심 로드, 링크, 레버 및 밸브 자체를 포함한 여러 구성 요소로 이루어져 있습니다. 이러한 부품의 움직임은 엔진의 크랭크축 또는 구동 휠에서 전달되어 피스톤의 움직임과 정확하게 동기화됩니다. 또한 다양한 부하 또는 작동 조건에 맞춰 밸브 타이밍을 조정할 수 있는데, 이 과정을 "노칭 업(notching up)" 또는 "링크(linking)"라고 합니다.

효율성과 성과에서의 역할

판막기어 밸브 타이밍은 엔진의 열효율에 상당한 영향을 미칩니다. 적절한 타이밍은 증기 낭비를 최소화하고 엔진이 최적의 작동 범위 내에서 작동하도록 보장합니다. 엔지니어들은 연료 및 물 소비량을 줄이면서 출력량을 극대화하기 위해 다양한 밸브 설정을 실험합니다.

유산과 현대적 관련성

증기 기관은 내연 기관과 전기 모터로 대부분 대체되었지만, 밸브 기어는 역사 보존 및 공학 연구에서 여전히 관심의 대상입니다. 많은 유산 철도와 애호가들은 다양한 밸브 기어 설계를 가진 증기 기관차를 유지 및 복원함으로써 그 유산을 이어가고 있습니다.