Қол сорабы –автомобиль қозғалтқышының арғы атасы?
Саяжайда құдықтан су шығаруға арналған құрылғыны қарастырайық. Соның кең таралғаны кәдімгі қол сорабы. Шүмегі бар цилиндр (сурет 2, 6 нөмірлі), поршень, шток, клапандар және иінтіректен тұрады. Иінтірек диаметрі 15-20 мм темір шыбық, ұзындығының төрттен бір бөлігіндегі тірек осі өтеді. Поршеньді қозғауға жіберілген қолдың күшін иінтірек үш есе арттырады.
1-сурет. Көрсетілген қол сорабы. 1-иінтірек, 2 –шток, 3 –тірек осі. Қарама-қарсы бағытта жұмыс істейтін клапандар, жасыл түспен көрсетілген. Клапанның біріншісі поршень үстінде 4 (ашық), екіншісі 5 цилиндр түбінде орналасқан (жабық).
Мұндай сораптар вакуумдық сораптарға жатады. Поршень астындағы қысыммен атмосфералық қысым айырмашылығының негізінде жұмыс істейді. Иінтіректі төмен басқанда ғана пайдалы жұмыс атқарылады. Поршень үстіндегі суды шүмектен ағызады және құдықтан су сорылады. Яғни, поршень үстіндегі клапан жабық күйде болады (2 суретте ашық тұрғаны көрсетілген) цилиндр түбіндегісі ашылады. Иінтірек төмен түскенде, цилиндр түбіндегі клапан жабылып, сорылған судың төмен қарай ағып кетпеу үшін жабылып қалады. Поршень үстіндегі клапан ашылып, цилиндр үстінде судың ағып шығуына жағдай жасалады (сурет 2 осы жағдай көрсетілген). Поршень жоғары көтерілгенде, бір такт, төмен түскенде, екінші такт орындалады. Осылайша екі такт алма — кезек орындалып, су құдықтан сорылып сыртқа шығарылады. Сораптың жұмысы осылайша сипатталады. Сорап ішіндегі судың қозғалысы үзік –үзік, шағын көлеммен астыңғы жағынан үстіңгі жаққа қарай қозғалыста болады. Оны байқау қиын емес.
Ең бастысы осы жерде. Су қозғалысы поршеньнің қозғалысымен үйлеседі.
Қол сорабына жұмысын керісінше ұйымдастырса, және сұйық суды газбен алмастырса, онда қозғалтқыш аламыз!
Әрине, ол үшін қол сорабымызды жетілдіреміз. Қол сорабынан қозғалтқышты алу үшін сораптың бөліктері туралы түсініктерімізді нақтылау қажет. Жаңа түсініктеме сөздерді енгіземіз. Кіріс және шығыс құбырлары: Сорылған суды шығаратын жерін шығыс құбыры деп атайық. Құбыр ұзындығы қысқа болса, келте құбыр дейік. Кіріс құбыры деп сорылатын сұйықтық жүретін құбырды атайық. Кіріс құбыр цилиндрге жалғанған
Қол сорабының жетілдіруіне кірісейік. Сорап ішінде сұйықтық орнына газ қозғалатынын естен шығармайық. Кіріс және шығыс құбырларындағы газдың қозғалу бағыты керісінше және оның қысымы жоғары болғандықтан, клапанды механикалық әдіспен ашып — жабу қажет. Поршенге (2 суретке қараңыз, тоқсары түспен көрсетілген) қосымша темір шыбық бекітеміз, оның қызметі клапанды төмен қарай итеріп ашу (2а). Қызметіне қарай оны «клапанды итергіш» дейміз. Шығыс құбыры жоқ, оның орнына цилиндрде ойық. Цилиндр ішіндегі газдың қысымынан поршень жоғары көтеріліп жұмыс жасайды (2ә). Поршень қайтадан төмен жаққа қайтар жолында газдың қысымының кедергісін көрмейді. Өйткені, газдың қысымы цилиндрдегі ойық арқылы сыртқа шығып, қоршаған атмосфералық қысыммен теңесіп үлгереді. Поршеннің ілгері — кейінді қозғалысын біліктің айналуына айналдыру үшін және поршеньді өз инерциясымен төмен түсіру үшін салмақты темір дөңгелек қолданады. Дөңгелек центрінен білік өтеді. Біліктен қозғалтқыш өндірген қуат -айналдырғыш күшті алуға болады.
Екінші суретте сағат тілінің бағытымен айналатыны көрсетілген. Поршень жоғары көтерілгенде, дөңгелек айналуына қуат алады да, әрі қарай инерциясымен қозғалады да, поршенді төмен түсіріп, итергішке клапанды ашқанға жағдай жасайды. Дөңгелектің айналуындағы мәнін көрсету үшін оны серме дейміз.
Поршень және серме өзара штокпен қосылған. Штоктың бір басы серменің центріне қатысты шеңбер бойымен қозғалады. Штоктың екінші ұшы поршенге бекітілген соң вертикаль бағытта жоғары –төмен қозғалады. Шток деп екі басы бір бағытта қозғалатын бөлшекті айтады. Біздің қозғалтқышымызда бір басы вертикаль сызық бойымен қозғалса, екінші ұшы солға не оңға қарай жылжып ауысып отырады. Сондықтан оны бұлғақ дейді.
2 –сурет. Екі тактілі газ қысымымен жүретін қозғалтқыш.
Қозғалтқышымыз жүру үшін сығылған ауа жеткілікті. Тарихта қалған бу қозғалтқышы шын мәнінде газбен жүретін қозғалтқыш болып табылады. Судан бу қазандықта өндіріліп, қозғалтқышқа жоғарғы қысыммен беріледі.
Осылайша кәдімгі саяжайдағы қол сорабы қазіргі (пневматикалық, іштен жану) қозғалтқыштардың атасы болып табылады.
Көңілге тоқыр деректер:
1) Қол сорабы көмегімен 7-8 метр (максимум 10 м) тереңдіктен ғана су шығаруға болады.
2) 1 атмосфералық қысым, яғни 101325 Па! Адамның қалыпты өмір сүру ортасының қысымы.
3) Сығылған ауамен жүретін көліктер 19 ғасырдың басында жасалған, солардың қатарында поезд локомотиві де болған деседі!
4) Жаңа гибридті автокөліктердің қозғалтқышы бензин және пневмо қозғалтқыш болмақшы.
1-сурет. Көрсетілген қол сорабы. 1-иінтірек, 2 –шток, 3 –тірек осі. Қарама-қарсы бағытта жұмыс істейтін клапандар, жасыл түспен көрсетілген. Клапанның біріншісі поршень үстінде 4 (ашық), екіншісі 5 цилиндр түбінде орналасқан (жабық).
Мұндай сораптар вакуумдық сораптарға жатады. Поршень астындағы қысыммен атмосфералық қысым айырмашылығының негізінде жұмыс істейді. Иінтіректі төмен басқанда ғана пайдалы жұмыс атқарылады. Поршень үстіндегі суды шүмектен ағызады және құдықтан су сорылады. Яғни, поршень үстіндегі клапан жабық күйде болады (2 суретте ашық тұрғаны көрсетілген) цилиндр түбіндегісі ашылады. Иінтірек төмен түскенде, цилиндр түбіндегі клапан жабылып, сорылған судың төмен қарай ағып кетпеу үшін жабылып қалады. Поршень үстіндегі клапан ашылып, цилиндр үстінде судың ағып шығуына жағдай жасалады (сурет 2 осы жағдай көрсетілген). Поршень жоғары көтерілгенде, бір такт, төмен түскенде, екінші такт орындалады. Осылайша екі такт алма — кезек орындалып, су құдықтан сорылып сыртқа шығарылады. Сораптың жұмысы осылайша сипатталады. Сорап ішіндегі судың қозғалысы үзік –үзік, шағын көлеммен астыңғы жағынан үстіңгі жаққа қарай қозғалыста болады. Оны байқау қиын емес.
Ең бастысы осы жерде. Су қозғалысы поршеньнің қозғалысымен үйлеседі.
Қол сорабына жұмысын керісінше ұйымдастырса, және сұйық суды газбен алмастырса, онда қозғалтқыш аламыз!
Әрине, ол үшін қол сорабымызды жетілдіреміз. Қол сорабынан қозғалтқышты алу үшін сораптың бөліктері туралы түсініктерімізді нақтылау қажет. Жаңа түсініктеме сөздерді енгіземіз. Кіріс және шығыс құбырлары: Сорылған суды шығаратын жерін шығыс құбыры деп атайық. Құбыр ұзындығы қысқа болса, келте құбыр дейік. Кіріс құбыры деп сорылатын сұйықтық жүретін құбырды атайық. Кіріс құбыр цилиндрге жалғанған
Қол сорабының жетілдіруіне кірісейік. Сорап ішінде сұйықтық орнына газ қозғалатынын естен шығармайық. Кіріс және шығыс құбырларындағы газдың қозғалу бағыты керісінше және оның қысымы жоғары болғандықтан, клапанды механикалық әдіспен ашып — жабу қажет. Поршенге (2 суретке қараңыз, тоқсары түспен көрсетілген) қосымша темір шыбық бекітеміз, оның қызметі клапанды төмен қарай итеріп ашу (2а). Қызметіне қарай оны «клапанды итергіш» дейміз. Шығыс құбыры жоқ, оның орнына цилиндрде ойық. Цилиндр ішіндегі газдың қысымынан поршень жоғары көтеріліп жұмыс жасайды (2ә). Поршень қайтадан төмен жаққа қайтар жолында газдың қысымының кедергісін көрмейді. Өйткені, газдың қысымы цилиндрдегі ойық арқылы сыртқа шығып, қоршаған атмосфералық қысыммен теңесіп үлгереді. Поршеннің ілгері — кейінді қозғалысын біліктің айналуына айналдыру үшін және поршеньді өз инерциясымен төмен түсіру үшін салмақты темір дөңгелек қолданады. Дөңгелек центрінен білік өтеді. Біліктен қозғалтқыш өндірген қуат -айналдырғыш күшті алуға болады.
Екінші суретте сағат тілінің бағытымен айналатыны көрсетілген. Поршень жоғары көтерілгенде, дөңгелек айналуына қуат алады да, әрі қарай инерциясымен қозғалады да, поршенді төмен түсіріп, итергішке клапанды ашқанға жағдай жасайды. Дөңгелектің айналуындағы мәнін көрсету үшін оны серме дейміз.
Поршень және серме өзара штокпен қосылған. Штоктың бір басы серменің центріне қатысты шеңбер бойымен қозғалады. Штоктың екінші ұшы поршенге бекітілген соң вертикаль бағытта жоғары –төмен қозғалады. Шток деп екі басы бір бағытта қозғалатын бөлшекті айтады. Біздің қозғалтқышымызда бір басы вертикаль сызық бойымен қозғалса, екінші ұшы солға не оңға қарай жылжып ауысып отырады. Сондықтан оны бұлғақ дейді.
2 –сурет. Екі тактілі газ қысымымен жүретін қозғалтқыш.
Қозғалтқышымыз жүру үшін сығылған ауа жеткілікті. Тарихта қалған бу қозғалтқышы шын мәнінде газбен жүретін қозғалтқыш болып табылады. Судан бу қазандықта өндіріліп, қозғалтқышқа жоғарғы қысыммен беріледі.
Осылайша кәдімгі саяжайдағы қол сорабы қазіргі (пневматикалық, іштен жану) қозғалтқыштардың атасы болып табылады.
Көңілге тоқыр деректер:
1) Қол сорабы көмегімен 7-8 метр (максимум 10 м) тереңдіктен ғана су шығаруға болады.
2) 1 атмосфералық қысым, яғни 101325 Па! Адамның қалыпты өмір сүру ортасының қысымы.
3) Сығылған ауамен жүретін көліктер 19 ғасырдың басында жасалған, солардың қатарында поезд локомотиві де болған деседі!
4) Жаңа гибридті автокөліктердің қозғалтқышы бензин және пневмо қозғалтқыш болмақшы.
14 пікір