Соединение двигатель является двигателем , который имеет более чем одну стадии для извлечения энергии из одной и той же рабочей жидкости , с выхлопом из первой стадии , проходящей через вторую стадию, а в некоторых случаях затем на другую последующую стадию или даже стадию. Первоначально изобретенное как средство повышения эффективности паровых двигателей , составление двигателей путем использования нескольких ступеней также использовалось в двигателях внутреннего сгорания и по-прежнему занимает там нишевые рынки.
Ступени составного двигателя могут быть как из разных, так и схожих технологий, например:
- В турбо-соединении двигателя , то отходящий газ из баллонов проходит через турбин, две ступени отличной друг.
- В составном паровозе пар проходит из цилиндра или цилиндров высокого давления в цилиндр или цилиндры низкого давления, причем две ступени аналогичны.
- В паровой машине тройного расширения пар проходит через три последовательно расположенных цилиндра увеличивающегося размера и уменьшающегося давления. Такие двигатели были наиболее распространенными морскими двигателями в золотой век пара.
Эти примеры и составные турбины являются основным, но не единственным применением компаундирования в двигателях, см. Ниже.
Терминология [ править ]
Составной двигатель использует несколько стадий для производства своей продукции.
Не все двигатели, в которых используется несколько ступеней, называются составными двигателями . В частности, если двигатель использует более позднюю ступень исключительно для извлечения энергии из выхлопных газов для других целей, особенно для турбонаддува , это не называется составным двигателем . Точно так же предлагаемые двигатели, в которых для привода турбины используется двигатель со свободным поршнем, нельзя называть составными двигателями , поскольку только вторая ступень производит выходную мощность.
Однако, если турбо-составной двигатель также нагнетается за счет передачи некоторой части мощности на валу обратно нагнетателю, как в некоторых авиационных двигателях, это все равно составной двигатель. Использование терминов « наддувный» и « турбонаддув » менялось со временем, например, создатели комбинированного двигателя Wright R-3350 Duplex-Cyclone описывали его в то время как турбонаддув . Однако это составной двигатель, и аналогичный двигатель, производимый сегодня, будет описан как двигатель с наддувом, а не с турбонаддувом .
Термин « компаундирование» немного менее строг, чем составной двигатель . Большие составные турбины - это применение компаундирования, как и несколько рядов лопастей, используемых во многих газовых турбинах , но ни один из них обычно не называют составным двигателем. Несколько наборов лопастей в одной турбине, возможно, лучше думать как о принципах сходных с прямоточным паровым двигателем, чем с компаундированием. В отличие от однопоточного парового двигателя, который нашел только нишевое применение, многорядные турбины нашли огромное практическое применение.
Двигатель, который не использует компаундирование, называется простым двигателем , особенно в случае паровоза , или, точнее, простым расширительным двигателем , особенно в случае морского парового двигателя .
Однако обратите внимание, что в случае любого парового двигателя простой двигатель также может использоваться для обозначения двигателя , в котором не используется конденсатор для создания отрицательного давления и, таким образом, повышения эффективности. Использование для этой цели отдельных конденсаторов - одна из ключевых особенностей, которая отличает паровую машину Ватта 1765 года от паровой машины Ньюкомена 1712 года.
В случае паровоза не возникает двусмысленности, так как в паровозе с конденсатором конденсатор не предназначен для повышения эффективности и может даже снизить эффективность для экономии воды и сокращения выбросов. Так, например, Metropolitan Railway A Class - это во всех смыслах простой локомотив, несмотря на его конденсаторы, а термин простой двигатель, применяемый к паровозам, всегда на практике означает тот, который не использует компаундирование, опять же, независимо от использования конденсаторов. Термины простой локомотив расширения и простой двигатель расширения иногда применяются к локомотивам, чтобы устранить любую возможную путаницу.
История [ править ]
Steam [ править ]
Самыми старыми примерами составных двигателей являются составные паровые машины . В 1805 году Артур Вульф запатентовал составной двигатель высокого давления Woolf, в котором использовался этот принцип.
Компаундирование особенно использовалось в стационарных паровых двигателях , морских паровых двигателях и на некоторых, но далеко не на всех паровозах, начиная с 1850-х годов, особенно, но не только в континентальной Европе. [1]
Трехступенчатые или тройные поршневые паровые машины с тремя цилиндрами увеличивающегося диаметра в линию были особенно популярны для движения пароходов . «Доктор» Александр Карнеги Кирк в 1874 году экспериментально установил свой первый двигатель тройного расширения на корабль под названием Propontis . В 1881 году Кирк установил усовершенствованную версию своего двигателя в SS Aberdeen на Clydeside , Шотландия . [2] Этот корабль доказал преимущества мощности и экономичности нового двигателя на коммерческой службе между Великобританией и Дальним Востоком . [3] Первый военный корабльТаким образом был оборудован испанский военный корабль « Деструктор» , который также был построен на Клайдесайде, а первый двигатель этого типа, использовавшийся на кораблях Королевского флота, был разработан Дж. У. Ридом, который также создал водотрубный котел Reed . [4] [5] Вскоре последовали другие военно-морские силы и коммерческие судовладельцы. Также использовались четырехступенчатые или четырехступенчатые двигатели расширения.
Несколько классов Паровоза существовали в простой и форме соединения, чаще всего , когда локомотивы первоначально построенные в качестве соединения были преобразованы в простой для того , чтобы получить власть за счет эффективности, например , большинство класса NZR X . Другие преобразования включали переработку деталей компаундирования, например, многие составные локомотивы, разработанные Альфредом де Гленом и современные в свое время, были модифицированы Андре Чапелоном, чтобы использовать его более позднюю схему.
Внутреннее сгорание [ править ]
Были предприняты попытки создать составные двигатели внутреннего сгорания с цилиндрами высокого и низкого давления, но они не увенчались успехом. Примеры включают: Deutz 1879, Forest-Gallice 1888, Connelly 1888, Diesel 1897, Bales 1897, Babled 1903, Butler 1904, Eisenhuth 1904-7, Abbot 1910. [6]
Совсем недавно турбо-компаундирование было применено к двигателям внутреннего сгорания . Турбо-составные двигатели широко использовались в качестве авиационных двигателей сразу после Второй мировой войны . [7] [8]
Дизельные турбированные двигатели по-прежнему используются в грузовиках и сельскохозяйственной технике. [9]
Примеры [ править ]
- Турбокомпонентные двигатели
- Двигатели для грузовых автомобилей и техники
- Авиационные двигатели
- Napier Nomad
- Дуплекс-циклон Wright R-3350, который производился как в простой, так и в составной версиях, и который в составной конфигурации использовался для многих самолетов после Второй мировой войны, включая Lockheed Constellation [7] [8]
- ВД-4К авиационных двигателей
- Составные паровые машины
- Составные локомотивы (см. Также Категория: Составные локомотивы )
- LMS Соединение 4-4-0
- NZR A класса (1906)
- LMS 6399 Ярость
- Württemberg Tssd
- Баварский S 3/6
- Некоторые локомотивы Mallet , особенно оригинальные конструкции
- Горная железная дорога Нилгири X класс
- Комбинированный воздушный компрессор с паровым приводом, например Westinghouse 8 1/2 "150-D, [10], используемый на многих крупных американских локомотивах.
- Множество тяговых двигателей
- Большинство поршневых судовых паровых двигателей
- На каждом из трех океанских лайнеров олимпийского класса, включая RMS Titanic (1912 г.), были установлены по две паровые машины тройного расширения , приводящие в движение винты крыла. Эти двигатели были типичными для той эпохи. В олимпийском классе дальнейшее смешение было достигнуто за счет использования выхлопного пара этих двигателей для приведения в действие паровой турбины низкого давления, приводящей в движение центральный винт меньшего размера. Эта схема была впервые предложена SS Laurentic (1908) .
- Составные локомотивы (см. Также Категория: Составные локомотивы )
- Составные паровые машины
Схема в разрезе паровой машины четырехкратного расширения, показывающая четыре цилиндра двустороннего действия увеличивающегося размера
Схема, показывающая работу судового двигателя тройного расширения
Вырезанная схема установки морского парового двигателя тройного расширения, около 1918 г.
Комбинированный тяговый двигатель с одним цилиндром высокого давления и большим цилиндром низкого давления, расположенным рядом на верхней части котла. Это была обычная конфигурация.
- Составной двигатель Ванкеля Rolls Royce R6 [11]
См. Также [ править ]
Теория [ править ]
- Паровой двигатель # Количество циклов двигателя
- Судовой паровой двигатель # Двигатели, классифицированные по цилиндровой технологии
Изобретатели и дизайнеры [ править ]
- Артур Вульф
- Анатоль Малле
- Альфред де Глен
- Джозеф Антон Маффеи
- Гастон дю Буске
- Андре Шапелон
Подобная технология [ править ]
- Составная турбина
- Компаундирование паровых турбин
- Компаундирование давления в турбинах
Ссылки [ править ]
- ^ Эволюция составных локомотивов http://mikes.railhistory.railfan.net/r043.html, получено 7 декабря 2012 г.
- ^ Дэй, Лэнс и Макнил, Ян (редакторы) 2013, Биографический словарь истории технологии Routledge, ISBN 0-203-02829-5 (стр. 694)
- ^ Друзья Данди городского архива - Marine Engineering 1814-1984 Дэвид Миддлтон
- ^ Macksey, Kenneth Technology in War , ISBN 0-85368-825-7, стр.
- ^ Анон. (18 марта 1932 г.). "Покойный мистер Дж. У. Рид" (PDF) . Инженер : 303. OCLC 5743177 . Архивировано 15 февраля 2017 года (PDF) . Проверено 15 февраля 2017 года .
- ^ http://www.douglas-self.com/MUSEUM/POWER/unusualICeng/compoundIC/compoundIC.htm
- ^ a b http://www.enginehistory.org/Wright/Kuhns/CurtissWrightTC18/TurboCompounds.shtml Архивировано 8 ноября 2016 г. на Wayback Machine, получено 9 декабря 2012 г.
- ^ a b http://www.superconstellation.org/TechnicalInformation/motor/motor-en.html Архивировано 20 октября 2018 г. на Wayback Machine, получено 9 декабря 2012 г.
- ^ http://www.demanddetroit.com/pdf/engines/2007-dd15-brochure.pdf [ постоянная мертвая ссылка ] получено 7 декабря 2012 г.Брошюра для покупателей с бесплатными 50 лошадиными силами
- ^ 1941 Локомотивная циклопедия американской практики, одиннадцатое издание, издательство Simmons-Boardman Publishing Corporation, 30 Черч-стрит, Нью-Йорк, стр. 813
- ^ http://www.der-wankelmotor.de/Motoren/Rolls-Royce/rolls-royce.html (на немецком языке ), получено 7 декабря 2012 г.
