밸브 기어란 무엇인가요?

밸브 기어 이해: 공학의 경이로움

밸브 기어증기 기관의 필수 장치로, 엔진 실린더 내 증기 흡입 및 배출의 타이밍과 이동을 조절합니다. 밸브 기어의 기능은 증기 동력 기계의 효율, 출력, 그리고 원활한 작동을 최적화하는 데 매우 중요합니다. 기관차부터 고정식 엔진에 이르기까지, 밸브 기어는 기계적 정밀성과 엔지니어링 혁신이 만나는 매혹적인 교차점입니다.

밸브 기어의 기본

밸브 기어의 주요 목적은 엔진 실린더 안팎으로 증기가 흐르는 것을 제어하는 ​​것입니다. 여기에는 두 가지 핵심 작업이 포함됩니다.

1. 증기 유입: 밸브를 열어 고압 증기가 실린더로 유입되어 피스톤을 구동합니다.
2. 증기 배출: 사용된 증기를 방출하기 위해 밸브를 열어 실린더를 다음 사이클에 준비합니다.

이러한 과정을 동기화함으로써 밸브 기어는 엔진이 효율적으로 작동하고 최대 출력을 전달하도록 보장합니다.

밸브 기어의 종류

수년에 걸쳐 다양한 밸브 기어 디자인이 개발되었으며, 각 디자인은 고유한 장점을 제공합니다. 가장 주목할 만한 유형은 다음과 같습니다.

• 스티븐슨 밸브 기어:가장 오래되고 가장 널리 사용된 유형 중 하나로, 단순성과 신뢰성으로 유명합니다.
• 발샤르트 밸브 기어:기관차에 널리 사용되며 정밀한 제어와 부품 마모 감소 효과를 제공합니다.
• 베이커 밸브 기어:이후의 설계에서는 미끄러지는 부분을 제거하여 더욱 내구성 있고 효율적인 시스템을 제공합니다.
• 카프로티 밸브 기어:일부 현대 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 엔진의 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 더 간단한 밸브 기어 메커니즘에서 일반적입니다.
밸브 메커니즘에서 평행한 샤프트 사이의 운동을 전달하는 데 사용됩니다.
제조가 쉽고 동작 전달이 정밀해서 선호됩니다.
2. 베벨 기어
베벨기어운동이 일반적으로 90도 각도로 샤프트 사이에 전달되어야 할 때 사용됩니다.
특정 밸브 기어 설계에서 발견되며, 특히 엔진 레이아웃에 각도 운동의 방향 전환이 필요할 때 사용됩니다.

3. 헬리컬 기어(밸브 기어 시스템에서는 드물게 사용됨)

가끔 더 부드럽고 조용한 작동을 위해 사용되지만 복잡성과 비용 때문에 덜 일반적입니다.
대부분의 경우, 밸브 기어 시스템의 기어는 증기 기관의 작동 요구 사항을 고려하여 속도보다 내구성과 신뢰성을 우선시합니다.

구성 요소 및 작동

일반적인 밸브 기어 시스템은 편심 로드, 링크, 레버, 그리고 밸브 자체 등 여러 구성 요소로 구성됩니다. 이러한 부품의 운동은 엔진의 크랭크샤프트 또는 구동 휠에서 발생하여 피스톤의 움직임과 정밀하게 동기화됩니다. 또한, 다양한 부하나 작동 조건에 맞춰 밸브 타이밍을 조정할 수 있는데, 이 과정을 "노칭 업(notching up)" 또는 "링킹(linking)"이라고 합니다.

효율성과 성과에서의 역할

판막기어 엔진의 열효율에 상당한 영향을 미칩니다. 적절한 타이밍은 증기 낭비를 최소화하고 엔진이 최적의 매개변수 내에서 작동하도록 보장합니다. 엔지니어들은 연료와 물 소비를 줄이면서 출력을 극대화하기 위해 다양한 밸브 설정을 실험하는 경우가 많습니다.

유산과 현대적 관련성

증기 기관은 내연 기관과 전기 모터로 대체되었지만, 밸브 기어는 여전히 역사 보존 및 공학 연구의 주요 관심사입니다. 많은 유서 깊은 철도와 애호가들은 다양한 밸브 기어 설계를 갖춘 증기 기관차를 유지 관리하고 복원함으로써 그 유산을 되살리고 있습니다.