Портрет паровоза. "Живые" прототипы моделей немецких паровозов.

[Gematogen]

6/8

6/6?

[VSergN]

6/8

6/6?

 
Не, Миш, это не опечатка!
(Я не музыкант, но в школе на уроках пения нам сумели "вдолбить" основы нотной грамоты.)

В нотной записи размер обозначается дробью. Первая цифра указывает количество долей в такте, цифра после дроби - длительность каждой доли. В большинстве случаев длительность будет или "четверть" (х/4), или "восьмая" (х/8). Восьмая, соответственно, вдвое короче четверти. То есть:
При размере 2/4 - считаем: раз - два - раз - два...
4/4 - раз - два - три - четыре - раз - два...
6/8 - раз - два - три - четыре - пять - шесть - раз - два... (восьмые отсчитываем вдвое быстрее, чем четверти)
Можно заметить, как многие музыканты во время исполнения слегка отстукивают ногой ритм. Это как раз и есть вот эти четверти или восьмые.

Вот и получается, что 3-цилиндровый паровоз за один оборот ведущей пары издаёт "чУх" 6 раз, что соответствует размеру такта в 6/8 (шесть восьмых).

... и добавил:Интересно послушать "живой" звук отсечки у "Овечки"! Теоретически она должна издавать всего два "чУха" на каждый оборот, т.к. у неё 2-цилиндровый Копаунд и в атмосферу пар выбрасывается только из одного (кажется, левого) цилиндра.

[Сергеевич]

3-цилиндровый паровоз за один оборот ведущей пары издаёт "чУх" 6 раз

это верно, однако:

такта в 6/8 (шесть восьмых).

на видео выхлопы идут равномерно, при 6/8 были бы явно слышны два пропуска, но их нет.
У трёх-цилиндровых паровозов, фазы работы каждого цилиндра сдвинуты на 120 гр., а не на 90 гр. (-270 гр.), как у двухцилиндровых.
то есть деление на три, а значит один пых 1/6 оборота.

[Сергеевич]

Овечки"! Теоретически она должна издавать всего два "чУха" на каждый оборот, т.к. у неё 2-цилиндровый Копаунд и в атмосферу пар выбрасывается только из одного (кажется, левого) цилиндра

так и есть

[Gematogen]

Вот и получается, что 3-цилиндровый паровоз за один оборот ведущей пары издаёт "чУх" 6 раз

Шесть раз с равными промежутками. Сергеевич подробно пояснил уже. Так что 6/6.

Это ощущается просто как слишком высокая частота чухов.

[gidra]

У трёх-цилиндровых паровозов, фазы работы каждого цилиндра сдвинуты на 120 гр.

Не совсем так. У трёхцилиндровых, как правило (в т.ч. у ВR58),  средний цилиндр расположен под хорошо заметным углом к горизонтали, тогда как крайние горизонтальны или почти горизонтальны. Соответственно, угол между кривошипом одного из боковых цилиндров и кривошипом среднего цилиндра, а так же фазы парораспределения этих цилиндров во времени сдвинуты на 120 гр. минус угол установки среднего цилиндра, а аналогичные угол и фаза среднего и второго крайнего цилиндров - на 120 гр. плюс угол установки среднего.
Как следствие, промежутки между звуками выхлопа не совсем равномерны.
А музыкальная грамота в данном случае совсем отдыхает.

[VSergN]

Похоже, нотными терминами только всех запутал. 

Спойлер (кликните для показа/скрытия)

на видео выхлопы идут равномерно, при 6/8 были бы явно слышны два пропуска, но их нет.

Шесть раз с равными промежутками. Сергеевич подробно пояснил уже. Так что 6/6.

Цифра "8" после дроби обозначает не 1/8-ю оборота, а 1/8-ю от условной длительности целой ноты, например, 1/8-я секунды. Размер 6/8, действительно, обозначает равномерный ритм, кратный 6-ти (без каких-либо) пропусков.

А музыкальная грамота в данном случае совсем отдыхает.

Академик Келдыш в подобных случаях говорил: "Нужно стремиться знать всё о чём-то и кое-что обо всём".   

...фазы парораспределения этих цилиндров во времени сдвинуты на 120 гр. минус угол установки среднего цилиндра, а аналогичные угол и фаза среднего и второго крайнего цилиндров - на 120 гр. плюс угол установки среднего.

Неравномерность силы тяги свойственна любой кривошипно-шатунной группе, в т.ч. и в паровой машине. Думаю, конструкторы всячески стараются эту неравномерность свести к возможному минимуму. Для этого логично будет положение мёртвых точек всех поршней распределить равномерно по ходу вращения ведущей пары.  Поэтому, смею предположить, что угол (к горизонтали), под которым установлен средний цилиндр, уже учтён при проектировании коленчатой оси ведущей пары, т.е. "фазы" кривошипов уже скорректированы на этот угол. "На слух" мы, действительно, слышим равномерный 6-тактовый выхлоп, что подтверждает мою догадку.
Тот призвук в отсечке, который я назвал "прихрамыванием", на мой взгляд объясняется разной длиной и формой труб, которые отводят пар в дымовую камеру из боковых и среднего цилиндров, что и создаёт разницу в характере звуков.

Во-вторых, цифра "120 град." вызывает сомнение. Полный цикл 3-цилиндровой машины (двойного действия) за один оборот ведущей пары состоит из 6-ти рабочих ходов поршней (по два на каждый цилиндр: один раб. ход "туда", дугой - "обратно"). Если расположить кривошипы через 120 град., то получается, что каждый раз в дух разных цилиндрах будет происходить рабочий ход одновременно. Это с точки зрения равномерности тяги не лучший вариант. Поэтому, скорее всего, кривошипы "сдвинуты" относительно друг друга на 60 град (с соответствующей поправкой на угол установки среднего цилиндра). В результате машина за один оборот даёт не 3 "удвоенных" (по силе) толчка, а 6 "одинарных". А слышим мы именно 6 "чУхов" за один оборот колёс!

И ещё интересный момент. Если присмотреться к спаренным колёсам неподвижного 3-цилиндрового паровоза (58-го, 85-го...), а именно, к расположению противовесов на колёсах, можно заметить, что на всех пАрах, кроме ведущей (средней), противовесы расположены строго противоположно осям кривошипов. Они уравновешивают только спарник. На ведущей оси (в отличие от 2-цилиндровых машин) противовес расположен со "сдвигом по фазе" ("на глаз" приблизительно на 30 градусов). Противовес на этой оси уравновешивает не только спарник и "свой" шатун, но также и "половину" массы шатуна 3-го цилиндра.

Константин (Сергеевич), спасибо за ролик с "Овечкой"! 
Хоть и не очень чётко, но всё-таки слышно 2 "чУха" на 1 оборот колеса.

[gidra]

По поводу 120 градусов напрасно сомневаетесь.

Взято отсюда http://dlok.dgeg.de/306.htm
"Криво" расположенные противовесы находятся на той паре, на которую работает внутренний цилиндр.
Например, на BR44, BR85 коленчатая ось- вторая сцепная, а привод от наружных цилиндров- на третью.
У BR84, BR58.10  от всех трёх цилиндров привод на третью сцепную колёсную пару.
По звуку трёхцилиндровый паровоз очень хорошо на слух определяется, мне кажется неравномерность ( хоть и не очень большая) в фазах цилиндров на это всё-таки сильно сказывается.

Ещё: вторая сцепная пара ВR44 (аналогичная у BR85) с коленчатой осью для привода от внутреннего цилиндра

[VSergN]

По поводу 120 градусов напрасно сомневаетесь.

Сомнения никогда не бывают напрасны! Любую информацию прежде, чем принять "на веру", весьма полезно понять и осмыслить. (Что я и пытаюсь.)

Схема, приведённая Вами, вполне наглядно убедила меня, что при 120 градусном "смещении" можно получить 6 тактов "выхлопа" за 1 оборот. Схема - штука наглядная. Благодарю!

На той же схеме видно, что кривошип среднего цилиндра (точка "М") смещён-таки относительно положения "120 град." против часовой стрелки на угол, обозначенный на схеме как "w", равный углу наклона штока среднего цилиндра. Таким образом получается, что все 3 цилиндра машины, выполненной по данной схеме, будут работать через строго равные промежутки в 1/6 оборота ведущей пары.

"Криво" расположенные противовесы находятся на той паре, на которую работает внутренний цилиндр.

Да. Согласен. Это очевидно!

...мне кажется неравномерность ( хоть и не очень большая) в фазах цилиндров на это всё-таки сильно сказывается.

Неравномерность (по "фазе") устранена рассмотренным выше углом "W". А та кажущаяся "неравномерность", которую мы слышим, как я уже отмечал, обусловлена особым расположением среднего цилиндра, который издаёт звук, отличающийся от звука боковых цилиндров.

Ну вот так, совместными усилиями, можно постепенно докопаться до истины! 

[VSergN]

...вторая сцепная пара ВR44 (аналогичная у BR85)...

Большое спасибо за фото - очень наглядно! 

Вы правы, у 85-го "кривой" противовес на 2-й паре, а не на 3-й, как я написал выше.
Я бы ещё добавил, что вторая пара 85-го не просто аналогична 44-му, а идентична!
НЯЗ, при проектировании 85-го его рассчитывали под конкретную дорогу и не планировали выпускать в больших количествах. Ради удешевления (и ускорения) как проектирования, так и производства (85-го) для него просто взяли "готовую" (1:1) экипажную часть от 44-го (а котёл - от 62-го).

[gidra]

Угол w не компенсирует, а именно вносит дополнительную разность фаз. Возникает он вследствие того, что разместить средний на уровне боковых цилиндров не получилось, а геометрическая ось  цилиндра должна пересекать геометрическую ось колёсной пары, на которую она работает. Поэтому пришлось внутренний цилиндр слегка наклонить. При этом появились пара паразитных эффектов: во первых- вертикальная составляющяя силы, неблагоприятно влияющая на путь, плюс фазовый сдвиг несколько ухудшающий равномерность движения.

[Gematogen]

все 3 цилиндра машины, выполненной по данной схеме, будут работать через строго равные промежутки

Иначе вибрации начнутся. Размолотит всё.
В паровозе очень много мер принято для устранения вибраций. Было бы странно, если бы в данном случае это было не так.

Хотелось бы послушать BR-19.10, с его восемью цилиндрами. Да на максимальной скорости 186 км/ч!
... и добавил:

Угол w не компенсирует, а именно вносит дополнительную разность фаз.

Угол наклона цилиндра w вносит разность фаз, которая компенсируется углом смещения w соответствующего кривошипа.
Поэтому все три цилиндра работают с равномерными промежутками.

[VSergN]

При этом появились пара паразитных эффектов: во первых- вертикальная составляющяя силы, неблагоприятно влияющая на путь, плюс фазовый сдвиг несколько ухудшающий равномерность движения.

Причины, по которым средний цилиндр поднят и наклонён понятны.
Появление вертикальной составляющей тоже очевидно. То, что её компенсировать простыми способами невозможно - тоже понятно. А вот фазовый сдвиг устраняется очень просто, что и показано на схеме, приведённой Вами.

Приглядитесь:
На схеме показано положение, когда поршни боковых цилиндров находятся в абсолютно одинаковом положении (хорошо видно на виде сверху). Оси их кривошипов "R" и "L" находятся на одной вертикальной линии (вид сбоку) под углом 120 град. друг к другу и, соответственно 120 (60) град. к горизонтали. Поршень среднего цилиндра при этом находится в крайнем левом положении. Ось его кривошипа (точка "M") расположена НЕ на горизонтали, проходящей через центры осей (штрих-пунктирная линия), а ниже. Т.е. угол между точками "M" и "R" больше 120 град. на величину "W". Соответственно угол между "M" и "L" меньше 120 гр на ту же величину. Это и есть "компенсация по фазе" наклона 3-го цилиндра путём смещения кривошипа на соответствующий угол!
Если же расположить все три кривошипа равномерно через каждые 120 град., точка "M" была бы расположена строго на горизонтали, т.е. под углом 120 гр к "R" и "L", а поршень среднего цилиндра был бы на некотором расстоянии от крайнего положения и вот тогда бы наблюдалась неравномерность фаз работы цилиндров.
На мой взгляд Ваша схема очень наглядна! 

Ну и попутный вопрос: зачем конструкторам закладывать в машину неравномерность, очевидно ухудшающую её характеристики, если есть простой способ устранить эту неравномерность? 

[gidra]

Сергей, Вы абсолютно правы! Смещение кривошипа среднего цилиндра действительно приводит к тому, что фазы всех трёх цилиндров становятся сдвинутыми ровно на 120 градусов. Я тоже к такому выводу пришёл лёгши вчера спать и поразмышляв головой, не забитой другими делами... Всё, действительно, крайне просто- чистая геометрия.

[VSergN]

...чистая геометрия.