Г. Пар из правой половины цилиндра вылетает через конус и трубу «на волю», между тем как поршень, замедляя ход, достигает крайнего положения, отмеченного на рисунке 9 цифрою четыре. В это время паровпускное отверстие правой части цилиндра открыто. Поставив так, как следует, золотник на нашем подвижном чертеже, мы заметим, что раз открыт выхлоп из правой части цилиндра, то золотник внутренней кромкой своего левого поршенька приоткрыл уже впуск пара через левый впускной канал в левую на рисунке половину цилиндра, отчего поршень, достигнув крайнего положения влево, начинает двигаться возвратно вправо.
Надо в этом месте хорошенько заметить, что все, что мы говорили, наблюдая движение поршня справа налево, теперь мы можем повторить о левой стороне цилиндра. А то, что мы будем говорить сейчас о возвратном движении поршня в правое крайнее положение, можно было сказать ранее о левой части цилиндра. В ней, при движении поршня влево, происходило уже то, что теперь будет сказано о правой части цилиндра.
Д. Итак, поршень нашей машины под давлением пара, наполняющего левую часть цилиндра, движется вправо, вытесняя через правую камеру золотниковой коробки пар на волю. Выпуск продолжается не до конца движения поршня, а до положения, примерно около отмеченного на рисунке 9-м цифрой V. Около этого положения золотник закрывает выпуск пара внешней кромкой своего правого поршенька, двигаясь вправо. Лишенный теперь выхода пар в правой части цилиндра сжимается под давлением поршня. При сжатии пара давление его в правой части цилиндра увеличивается, и к концу хода поршня «вредное» пространство цилиндра оказывается наполненным паром более высокого давления, чем было бы, если б мы выпускали пар на волю до конца. От этого получается выгода: в период впуска, который затем последует, потребуется меньше свежего перегретого пара. Надо сказать, что при сжатии пара попутно с повышением его давления он нагревается и согревает стенки цилиндра, поршень и шток, охлажденные выпуском пара.
Если бы этого не делать, не прекращать загодя выпуск пара, то происходила бы, как говорят, «вступительная конденсация» пара.
Конденсация — значит сгущение. Вступая в охлажденный цилиндр, пар так сильно охлаждается, что сгущается в сырой туман. Это вредно не только в смысле потери тепла. Когда паровозы работали до изобретения пароперегревателя сухим по названию, а на деле всегда несколько влажным паром, он, вступая в охлажденный цилиндр, сгущался в воду — и бывали случаи, что воды скоплялось в цилиндре по обе стороны поршня довольно много. Вода почти не сжимаема. И если «вредное» пространство заполнялось водой, то получались сильные гидравлические удары, которые разбивали или выбивали крышки цилиндров. Перегретый пар и в этом отношении выгоднее, так как он дальше по своей температуре от сгущения. Для предупреждения скопления воды в цилиндрах, по концам их внизу устроены краны, которые машинист открывает из своей будки — это так называемые продувные (продувательные) краны. Хотя наш паровоз работает перегретым паром, но продувные краны поставлены и на его цилиндрах. Когда паровоз долго стоит без движения, особенно зимою, цилиндры сильно охлаждаются, и вступительная конденсация пара дает себя чувствовать и при перегретом паре. Вот почему после начала движения паровоза вы всегда видите, что из-под его цилиндров вырываются с шипением клубы пара: это машинист открыл краны, чтобы продуть цилиндры, — удалить из них воду, если случилась вступительная конденсация. Нам остается еще сказать о периоде сжатия, что повышение давления в конце хода поршня влияет на плавный переход поршня через крайнее его положение — образуется упругая «паровая подушка».
Е. Поршень почти достиг своего крайнего положения; когда он находится в месте, изображенном на рисунке 9 под цифрой VI, золотник, двигаясь вслед поршню, чуть-чуть приоткрывает внутренней кромкой правого поршенька отверстие паровпускного канала. Это называется предварительным впуском, а также опережением впуска. Делается это для того: 1) чтобы окончательно затормозить поршень перед его обратным ходом; 2) заполнить вредное пространство еще до начала хода поршня свежим паром; 3) чтобы к этому началу золотник успел достаточно открыть правый впускной канал, — иначе пар, проникая в цилиндр через узкую кольцевую щель, будет «мяться» с неприятными для действия машины последствиями — давление его и температура понизятся и произойдет вступительная конденсация. Дальше то, что мы описывали, повторится в том же самом порядке, при чем одно и то же, чередуясь, происходит то в левой, то в правой части цилиндра. Такое парораспределение мы назовем симметричным. Если поставить на вертикальную черту, разделяющую наш рисунок 9 на две равные части, краем маленькое зеркало, то вы увидите, что в нем отразится и очень будет похожа на скрытую за зеркалом часть рисунка, которая находится перед ним: вот это и показывает симметрию парораспределительного устройства нашей машины внутри. Все, что нами сказано об одной машине паровоза, можно сказать и о другой — они должны быть совершенно одинаковы. Подобного рода машины, в которых рабочий пар, после расширения в одном цилиндре, выпускается на волю, (в атмосферу), называют машинами однократного расширения, или простого действия. И паровозы с такими машинами именуют обыкновенными, или паровозами простого действия.