Как пар превращает тепло в движение
В цилиндре поршень плотно прилегает к стенкам, но может скользить вдоль них. Когда пар поступает с одной стороны, давление на его поверхности становится выше, чем давление с другой стороны, и поршень перемещается. Важно не просто нагреть воду: пар должен сохранять давление, а цилиндр — направлять его силу в нужную сторону.
Чтобы поршень не остановился у края цилиндра, подачу пара переключают: пар направляют то на одну, то на другую его сторону. Отработавший пар выпускают, освобождая место для следующего рабочего хода. Такое управление потоком превращает отдельные толчки в повторяющееся движение.
От хода поршня — к вращению колеса
Поршень движется прямо, а колёсам и многим механизмам нужно вращение. Его получают с помощью кривошипа — детали, которая преобразует движение вперёд-назад во вращение, — и соединённого с ним штока. Так каждый ход поршня поворачивает вал, а последовательные ходы поддерживают его вращение.
Цепочка преобразований выглядит так: тепло от огня нагревает воду, давление пара приводит в движение поршень, а механизм передаёт это движение дальше. При этом давление не возникает бесплатно: котёл должен получать тепло, а пар после работы — покидать цилиндр. Поэтому мощность установки зависит не только от самого поршня, но и от того, насколько непрерывно система может производить пар и управлять его подачей.
