Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Переносной двигатель, хранящийся в музее в замке Бланкенхайн , Германия . Труба была сложена вниз, готовый для транспортировки двигателя на новое место. Оси под дымовой камерой (на левой стороне ) поворачивается , чтобы позволить двигателю управляться. На той же оси имеются буксировочные проушины, позволяющие тянуть двигатель за собой.
Чехословацкий переносной двигатель.

Портативный двигатель представляет собой двигатель , либо паровой двигатель или двигатель внутреннего сгорания , [1] , который сидит в одном месте во время работы ( при условии , питание машин), но ( в отличие от стационарного двигателя ) является портативным , и , таким образом , может быть легко перемещен из с одного рабочего сайта на другой. Установленный на колесах или салазках, он либо буксируется на рабочую площадку, либо перемещается туда самодвижением.

Переносные двигатели широко использовались в промышленно развитых странах с начала 19-го до начала 20-го веков, в то время, когда механическая передача энергии была широко распространена. До этого большая часть выработки и передачи электроэнергии осуществлялась животными , водой , ветром или человеком ; после этого сочетание электрификации (включая электрификацию сельской местности ) и современных транспортных средств и оборудования (например, тракторов , грузовиков , автомобилей , двигателей-генераторов и машин со встроенными двигателями) вытеснило большую часть использования переносных двигателей. В развивающихся странахсегодня портативные двигатели все еще находят свое применение (как правило, в виде современных небольших двигателей, установленных на борту), хотя упомянутые выше технологии все больше ограничивают их спрос и там. В промышленно развитых странах они больше не используются в коммерческих целях, но сохранившиеся образцы часто можно увидеть на паровых ярмарках, использующих соответствующее оборудование для демонстрационных целей.

Переносные двигатели во время своего расцвета обычно буксировались на рабочие места тягловыми лошадьми или волами , а во второй половине той эпохи - движущей силой, включая самодвижение или буксировку тяговыми двигателями , паровыми тракторами , другими тракторами или грузовиками. Они использовались для привода сельскохозяйственной техники (например, молотилки ), фрезерного оборудования (например, мельниц , лесопилок и рудных мельниц), насосов и вентиляторов (например, в шахтах и нефтяных скважинах ), а также валов заводских линий (для станков)., перфораторы , прессы и др. станки).

История [ править ]

Как и во многих других областях паровой техники, первоначальное проектирование и разработка портативных двигателей происходило в Англии , при этом многие другие страны изначально импортировали оборудование британского производства, а не разрабатывали собственное.

Ранние паровые машины были слишком большими и дорогими для использования на средней ферме; однако первое положительное свидетельство использования энергии пара для привода молотилки было в 1799 году в северном Йоркшире . [2] Следующее зарегистрированное применение было в 1812 году, когда Ричард Тревитик сконструировал первый «полупортативный» стационарный паровой двигатель для сельскохозяйственного использования, известный как «амбарная машина». [2] Это был роторный двигатель высокого давления с корнуолльским котлом для сэра Кристофера Хокинса из Пробуса, Корнуолл.. Он использовался для управления молотилкой кукурузы и был намного дешевле в эксплуатации, чем лошади, которых он заменял. Действительно, он был настолько успешным, что использовался почти 70 лет и был сохранен в Музее науки в Лондоне. [3] Хотя эти двигатели назывались «полупортативными», поскольку их можно было транспортировать и устанавливать без демонтажа, эти двигатели были по существу стационарными. Они использовались для привода таких сельскохозяйственных машин, как насосы и молотковые мельницы, костоломы, измельчители соломы и репы, а также стационарные и мобильные молотильные барабаны.

Только в 1839 году появился действительно портативный двигатель, позволяющий использовать энергию пара за пределами фермы. Уильям Таксфорд из Бостона, Линкольншир, начал производство двигателя, построенного на основе паровозного котла с горизонтальными дымовыми трубами. Одиночный цилиндр и коленчатый вал были установлены наверху котла, и весь узел был установлен на четырех колесах: передняя пара была управляемой и снабжена валами для перевозки лошадей между рабочими местами. На коленчатом валу был установлен большой маховик , а для передачи привода на приводимое оборудование использовался прочный кожаный ремень. [2]

Рэнсомс построил ранний портативный компьютер в 1841 году и выставил его на выставке Королевского сельскохозяйственного общества в том же году. В следующем году Рэнсомс преобразовал паровой двигатель в автономный, создав таким образом первый тяговый двигатель.

Несколько двигателей Таксфорда были представлены на выставке Королевского сельскохозяйственного общества в Бристоле в 1842 году, и вскоре к ним присоединились другие производители, которые использовали базовую конструкцию двигателя Таксфорда в качестве образца для большинства переносных двигателей, производимых впоследствии.

Ранние производители в Великобритании включали:

  • Александр Дин Бирмингема
  • Ransomes из Ипсвич
  • Уильям Таксфорд и сыновья Бостона, Линкольншир
  • Хауден из Бостона, Линкольншир
  • Клейтон и Шаттлворт из Линкольна

Последний производитель здесь особо примечателен. Первый портативный Clayton & Shuttleworth был построен в 1845 году с двухцилиндровым двигателем. В 1852 году компания выиграла золотую медаль за портативный двигатель на выставке Королевского сельскохозяйственного общества в Глостере, после чего бизнес быстро расширился: в 1857 году они открыли второй завод в Вене для выхода на европейский рынок, а к 1890 году компания произвела более 26 000 переносных двигателей, многие из которых были экспортированы по всему миру. [2]

В 1850-х годах Джон Фаулер использовал переносной двигатель Clayton & Shuttleworth для привода устройства в первых публичных демонстрациях применения кабельной тяги в земледелии.

Параллельно с разработкой первых переносных двигателей многие инженеры пытались сделать их самоходными - предшественниками тягового двигателя . В большинстве случаев это достигалось установкой звездочки на конце коленчатого вала и пропусканием цепи от нее к более крупной звездочке на задней оси. Эти эксперименты имели переменный успех.

Как ранее отмечал Томас Эвелинг (позже прославившийся Aveling & Porter ), было абсурдно использовать четырех лошадей, чтобы тянуть паровой двигатель с работы на работу, когда двигатель обладал в десять раз большей силой, чем лошади. [4] Поэтому неизбежно, что когда самоходные тяговые двигатели станут достаточно надежными, они возьмут на себя роль многих переносных двигателей, и это действительно стало происходить с конца 1860-х годов.

Другие строители производили двигатели по всему миру. Небольшие механические мастерские могли собирать агрегаты с малым двигателем и вертикальным котлом и ставить на колеса. В Северной Америке на рынок вышли десятки строителей - например, Case, Sawyer Massey и Gaar Scott. Местные строители устанавливали двигатели во Франции, Италии, Швеции и Германии.

Однако переносной двигатель так и не был полностью заменен тяговым. Во-первых, портативное устройство без зубчатой ​​передачи было заметно дешевле, а во-вторых, во многих случаях использовался простой паровой двигатель, который можно было перемещать, но не требовал дополнительных сложностей, связанных с паровым двигателем, который мог двигаться самостоятельно.

Небольшие количества портативных машин продолжали строиться даже после прекращения производства тяговых двигателей. Роби и компания Линкольна все еще предлагали портативные компьютеры на продажу в 1960-е годы. Английские строители произвели порядка 100 000 переносных паровых машин за столетний период как для внутреннего использования, так и для экспорта за границу.

Приблизительно с 1900 года потребность в небольшом дешевом источнике энергии на фермах все больше перенималась двигателями внутреннего сгорания, такими как двигатели на случай попадания и промахи, а позже - стационарные и переносные промышленные версии двигателей легковых и грузовых автомобилей, либо для ременной передачи или встроенной в двигатели-генераторы .

Использование [ править ]

Приводной ремень: используется для передачи мощности от маховика двигателя. Здесь показано движение молотилки .

Помимо обмолота, переносные двигатели использовались для привода кукурузных мельниц, центробежных насосов , камнедробилок, динамо-машин , соломорезок , пресс-подборщиков сена и лесопильных станков . Они даже были использованы для выработки электроэнергии для Floodlighting на футбольных матчах, первый экземпляр будучи в Bramall Lane , Sheffield в 1878. [5]

Как правило, переносной двигатель доставляется на рабочую площадку, часто на ферму или в поле, и между маховиком двигателя и ведущим колесом приводимого в действие оборудования устанавливается длинный приводной ремень.

В ряде случаев переносной двигатель вместо того, чтобы буксировать с места на место, был полупостоянно установлен в здании в качестве стационарного парового двигателя , хотя колеса не обязательно снимались.

Более экстремальное использование происходит, когда двигатель снимают с котла и повторно используют в качестве стационарного двигателя. Часто котел также используется повторно (без колес) для подачи пара. По состоянию на 2007 год все еще существуют примеры таких демонтированных переносных двигателей, работающих на коммерческой основе на небольших рисовых заводах в Бирме [6] (и, без сомнения, в других местах). Такие примеры легко узнать по изогнутой опоре под блоком цилиндров, которая использовалась для крепления двигателя к котлу. Тысячи портативных двигателей мощностью 1 л.с. были построены в Китае во время « большого скачка вперед» в 1958 году. Каждой деревне и крестьянину было предложено построить небольшой завод по выплавке чугуна и производить чугун.. Чтобы заставить воздуходувки поддерживать температуру реторты, были построены небольшие двигатели, работающие на сжигании соломы. Все это было безрезультатно, поскольку конечный чугун был очень плохого качества для любого использования.

Строительство [ править ]

Генеральный план [ править ]

Сохранившийся одноцилиндровый переносной двигатель Marshall мощностью 6 л.с., № 87866, постройки 1936 года. В этой конструкции «колониальный» котел и длинная топка для сжигания поленьев.
Сохранившийся двигатель Robey 3nhp с деталями дымохода. Верхний рычаг управляет заслонкой, а нижняя ручка управляет необычным червячно-квадрантным механизмом для подъема и опускания дымохода при транспортировке.

Наиболее распространенное расположение соответствует оригинальному дизайну Туксфорда. Хотя это очень похоже на обычную компоновку тягового двигателя, переносной двигатель обычно перевернут, с цилиндрами на конце топки и коленчатым валом на конце дымовой камеры . Эта компоновка была разработана таким образом, чтобы регулятор располагался близко к топке, что облегчало машинисту ведение огня и управление частотой вращения двигателя из одного места. Дополнительным бонусом является то, что маховик находится вне задних опорных катков, поэтому последние можно установить на более узкую колею, что упрощает маневрирование двигателя через ворота поля.

Некоторые производители (например, Fowler ) сделали свои портативные двигатели в том же стиле, что и тяговые двигатели, с цилиндром на конце дымовой камеры. Вероятно, это было сделано для снижения производственных затрат, поскольку других очевидных преимуществ от этого нет. (Томас Авелинг понял, что для тягового двигателя было бы лучше расположить маховик в пределах досягаемости водителя на случай, если он по неосторожности позволил кривошипу остановиться в верхней мертвой точке [7] (где он не мог запускаться самостоятельно) и большинство других производителей тяговых двигателей последовали этой же идее.)

Котел [ править ]

Обычно это жаротрубный котел с топкой тепловозного типа . Однако некоторые конструкции (например, Marshall "Britannia" (на фото) [8] ) имеют круглые топки морского типа . Этот последний тип также был известен британскими производителями как «колониальные» котлы, поскольку они в основном предназначались для экспорта в «Колонии» и имели большой клиренс для передвижения по неровным дорогам. [8]

Топливом обычно является уголь, но двигатель может быть рассчитан на использование вместо него древесного топлива , соломы или жмыха (остатки сахарного тростника). Более длинная круглая топка особенно подходит для сжигания поленьев, а не более коротких деревянных заготовок. [8] Машины, предназначенные для сжигания древесины, могут быть оснащены искрогасителями .

Двигатель [ править ]

Большинство переносных двигателей - одноцилиндровые, но были также построены двухцилиндровые двигатели. Золотниковый клапан , как правило , приводятся в действие одним эксцентриком и не обращая передач не установлен. Обычно используется регулятор с ременным приводом, чтобы двигатель работал с постоянной скоростью, даже если нагрузка колеблется.

Двигатель может иметь один или два маховика, установленных на одном коленчатом валу. Если предусмотрено два, они устанавливаются с обеих сторон двигателя и могут иметь разный диаметр. Маховик меньшего размера обеспечивает меньшую скорость при работе на дворе (например, при измельчении кормов), чем требуется для привода молотилки (например).

Вспомогательное оборудование [ править ]

Коленчатый вал приводит в действие насос питательной воды котла, который забирает воду из бочки, расположенной рядом с двигателем. Многие двигатели имеют простой, но эффективный подогреватель питательной воды, который работает, нагнетая небольшую часть отработанного пара в бочку с водой. Бочка также действует как маслоотделитель. Масло в выхлопном паре поднимается к верхней части ствола и может быть удалено.

Дымоход [ править ]

Для обеспечения хорошей тяги для огня предусмотрена высокая труба. Для преодоления препятствий над головой дымоход шарнирно закреплен у основания и складывается для транспортировки и хранения. К концу топки обычно прилагается кронштейн подходящей формы для поддержки дымохода в сложенном состоянии.

Колеса [ править ]

Основная статья: колесо

Большинство моделей оснащены четырьмя колесами и не имеют какой-либо подвески. У первых портативных машин были деревянные колеса, но по мере того, как двигатели становились более мощными (и тяжелыми), вместо них были установлены сборные стальные колеса.

«Передние» колеса обычно меньше задних. Это связано с тем, что они установлены на поворотной носовой тележке под дымовой коробкой, и большие колеса могут удариться о котел при повороте двигателя на угол. Дополнительным преимуществом является возможность установки маховика большего диаметра , обеспечивающего более стабильную выходную мощность.

Сохранение [ править ]

Большой портативный двигатель на дровах Фостера в музее Саммерли в Коатбридже.

Многие переносные двигатели до сих пор сохранились, поскольку они были построены в больших количествах и отправлены во многие отдаленные уголки Земли. Значительное количество из них было сохранено, многие были восстановлены до полного рабочего состояния: их относительно небольшой размер и более простая конструкция, по сравнению с тяговым двигателем , делают их гораздо более жизнеспособными для восстановления обычным энтузиастом. (То есть при условии, что котел находится в удовлетворительном состоянии: ремонт котла может быть очень дорогим, замена котла тем более.)

Обычно портативные двигатели можно увидеть на митингах тягачей и паровых фестивалях. В Большом Dorset Steam Fair , например, портативные двигатели могут быть найдены в соответствующих демонстрационных зонах вождения пилорамы, молотилки, рок дробилки и другое современное оборудование.

Многочисленные сельскохозяйственные и промышленные музеи включают портативные двигатели в свои коллекции.

То, что считается самым старым из сохранившихся продуктов Marshall , не работает. 415, портативный 2,5- сильный портативный двигатель 1866 года, можно увидеть в Технологическом музее Turon (Музей энергетики) в Новом Южном Уэльсе . Этот двигатель также является самым старым зарегистрированным портативным двигателем в Австралии. [9]

См. Также [ править ]

  • Сельхозтехника
  • Список производителей тяговых двигателей - многие производители тяговых двигателей также производили переносные двигатели
  • Полупортативный двигатель

Ссылки [ править ]

  1. ^ Примеры нефтяных и газовых двигателейкак портативные двигатели видели, например, в « " колонке Бензин машинного отделения» , Threshermen по обзору , 13 (4): 16-17, август 1904.
  2. ^ a b c d Лейн, Майкл Р. (1976). Гордость дороги (Иллюстрированная история тяговых двигателей) . Новая английская библиотека. п. 29. ISBN 0-450-03277-9.
  3. ^ Ходж, Джеймс (1973). Ричард Тревитик (Линии жизни 6) . Публикации Шира. п. 30. ISBN 0-85263-177-4.
  4. ^ Лейн, Майкл Р. Гордость дороги . п. 56.
  5. ^ Симкин, Джон. «Футбол с освещением» . Энциклопедия британского футбола . Спартак Образовательный. Архивировано из оригинала на 2008-01-11 . Проверено 4 января 2008 .
  6. ^ "Портативный рай" . (Примеры переносных двигателей, переоборудованных для стационарного использования, в Бирме) . 2007 . Проверено 2 января 2008 .
  7. ^ Лейн, Майкл Р. Гордость дороги . п. 58.
  8. ^ a b c "Переносная паровая машина Маршалла Британии, 1914 год" . Музей электростанции, Сидней, Австралия . Проверено 3 января 2008 .
  9. ^ «Галерея 1 - Паровозы» . Технологический музей Турон (Музей энергетики) . Проверено 4 января 2008 .

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Портативные паровые двигатели (альбом Shire 163) Линдона Р. Ширмана, опубликовано Shire Publications Ltd, ISBN 0-85263-783-7 
  • Портативный паровой двигатель: его конструкция и управление - Практическое руководство для владельцев и пользователей паровых двигателей в целом , WD Wansbrough, 168 страниц, опубликовано TEE Publishing Ltd (1994), ISBN 1-85761-067-9 (Это современный переиздание книги, первоначально опубликованной в 1887 или 1911 году, в зависимости от того, к какому книжному онлайн-магазину вы обращаетесь!) 

Внешние ссылки [ править ]

  • Steam Scenes - обширная библиотека фотографий с возможностью поиска - сохраненные портативные движки в Великобритании, Европе, Австралии и Новой Зеландии.
  • Список (и детали) уцелевших переносных двигателей Paxman
  • Масштабная модель, построенная из Meccano , с крупными планами , показывающими компоненты типичного портативного двигателя.
  • Восстановление изгоя 1904 Ruston Proctor портативный (в Австралии) - Занятые необычные решения, в том числе проект нового сосуда высокого давления , чтобы соответствовать внутри оригинальной, нерепарируемых, котельного корпуса.