Портативный двигатель

— Переносной двигатель это двигатель , паровой двигатель или двигатель внутреннего сгорания . ^[1] который во время работы находится на одном месте (обеспечивает питание оборудования), но (в отличие от стационарного двигателя ) является портативным и, следовательно, может легко перемещаться с одного рабочего места на другое. Установленный на колесах или полозьях, он либо буксируется к месту работы, либо перемещается туда самоходом.

Портативные двигатели широко использовались в промышленно развитых странах с начала 19 по начало 20 веков, в эпоху, когда механическая передача энергии была широко распространена. До этого большая часть генерации и передачи энергии осуществлялась животными , водой , ветром или человеком ; после этого сочетание электрификации (включая электрификацию сельской местности ) и современных транспортных средств и оборудования (таких как тракторы , грузовики , автомобили , двигатели-генераторы и машины со встроенными двигателями) вытеснило большую часть использования портативных двигателей. Сегодня в развивающихся странах портативные двигатели все еще имеют некоторое применение (обычно в виде современных небольших двигателей, установленных на борту), хотя упомянутые выше технологии также 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, управляя соответствующим оборудованием в демонстрационных целях.

Переносные двигатели в период своего расцвета обычно буксировались к месту работы 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 сельскохозяйственных машин (таких как молотилки ), фрезерных машин (таких как мельницы , лесопилки и рудные мельницы), насосов и вентиляторов (например, в шахтах и нефтяных скважинах ) и валов заводских линий (для станков , электрические молоты , прессы и другие машины).

История

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

Ранние паровые машины были слишком большими и дорогими для использования на средней ферме; однако первые положительные свидетельства использования энергии пара для привода молотилки были 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 «сарайный двигатель». ^[2] Это был ротационный двигатель высокого давления с корнуоллским котлом для сэра Кристофера Хокинса из Пробуса, Корнуолл . Его использовали для привода кукурузной молотилки, и его эксплуатация была намного дешевле, чем лошадей, которых он заменил. Действительно, он оказался настолько успешным, что использовался почти 70 лет и хранился в Музее науки в Лондоне. ^[3] Хотя эти двигатели и назывались «полупортативными», поскольку их можно было транспортировать и устанавливать без демонтажа, по сути они были стационарными. Они использовались для привода таких амбарных машин, как насосы и молотковые мельницы, костедробилки, измельчители соломы и репы, а также стационарные и передвижные молотильные барабаны.

Лишь примерно в 1839 году появился по-настоящему портативный двигатель, позволяющий применять энергию пара за пределами фермы. Уильям Таксфорд из Бостона, Линкольншир, начал производство двигателя, построенного на основе котла локомотивного типа с горизонтальными дымовыми трубами. Один цилиндр и коленчатый вал устанавливались сверху котла, а весь агрегат устанавливался на четырех колесах: передняя пара была управляемой и снабжена валами для перевозки лошадей между работами. На коленчатом валу устанавливался большой маховик , а для передачи привода приводимому оборудованию использовался прочный кожаный ремень. ^[2]

Рэнсомс построил первый портативный компьютер в 1841 году и в том же году представил его на выставке Королевского сельскохозяйственного общества. В следующем году Рэнсомс переоборудовал паровой двигатель в беспилотный, сделав таким образом промежуточный шаг на пути к тяговому двигателю .

Несколько двигателей Tuxford были представлены на выставке Королевского сельскохозяйственного общества в Бристоле в 1842 году, и вскоре к ним присоединились другие производители, используя базовую конструкцию двигателя Tuxford в качестве образца для большинства портативных двигателей, производимых после этого.

Ранние производители в Великобритании включали:

Александр Дин из Бирмингема
Рэнсомы из Ипсвича
Уильям Таксфорд и сыновья Бостона, Линкольншир
Хауден из Бостона, Линкольншир
Клейтон и Шаттлворт из Линкольна

Последний производитель здесь особенно примечателен. Первый портативный автомобиль Clayton & Shuttleworth был построен в 1845 году и имел двухцилиндровый двигатель. был открыт второй завод 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 в Вене , ориентированный на европейский рынок, а к 1890 году компания произвела более 26 000 портативных двигателей, многие из которых экспортировались по всему миру. ^[2]

В 1850-х годах Джон Фаулер использовал портативный двигатель Clayton & Shuttleworth для привода оборудования во время первых публичных демонстраций применения канатной транспортировки в земледелии.

Параллельно с разработкой портативных двигателей многие инженеры пытались сделать их самоходными — предшественниками тяговых двигателей . В большинстве случаев это достигалось путем установки звездочки на конец коленчатого вала и пропускания цепи от нее к звездочке большего размера на задней оси. Эти эксперименты имели неоднозначный успех.

Как ранее заметил Томас Эвелинг (позже ставший известным как «Эвелинг и Портер» ), было абсурдно использовать четырех лошадей, чтобы перетаскивать паровую машину с работы на работу, когда машина обладала в десять раз большей силой, чем лошади. ^[4] Поэтому было неизбежно, что, как только самоходные тяговые двигатели станут достаточно надежными, они возьмут на себя роль многих переносных двигателей, и это действительно начало происходить с конца 1860-х годов. В Великобритании это развитие, возможно, было несколько задержано различными парламентскими актами, которые ограничивали использование паровых транспортных средств на дорогах. ^[5] Переносные двигатели, запряженные лошадьми, сталкивались с гораздо меньшими ограничениями. ^[5]

Другие производители производили двигатели по всему миру. Маленький механические цеха могли собирать агрегаты с небольшим двигателем и вертикальным котел и поставил его на колеса. В Северной Америке десятки строителей вышли на рынок — например, Кейс, Сойер Мэсси и Гаар Скотт. Местные строители монтировали двигатели во Франции, Италии, Швеции и Германии.

Однако переносной двигатель так и не был полностью заменен тяговым двигателем. Во-первых, портативный двигатель, не имеющий зубчатой передачи , был заметно дешевле, а во-вторых, во многих приложениях использовался простой паровой двигатель, который можно было перемещать, но не требовали дополнительных сложностей, которые могли бы двигаться сами.

Небольшое количество портативных автомобилей продолжало производиться даже после прекращения производства тяговых двигателей. Роби и компания Линкольна все еще предлагали на продажу портативные компьютеры вплоть до 1960-х годов. Английские строители за столетний период произвели порядка 100 000 переносных паровых машин как для внутреннего использования, так и для экспорта за границу.

Примерно с 1900 года потребность в небольшом дешевом источнике энергии на фермах все больше заменялась двигателями внутреннего сгорания, такими как двигатели наездов , а позже и стационарными и портативными промышленными версиями двигателей легковых и грузовых автомобилей, либо для использование ремня или встроенное в двигатель-генераторы .

Использование

Приводной ремень: используется для передачи мощности от маховика двигателя. Здесь показано управление молотилкой .

Помимо молотьбы, переносные двигатели использовались для привода кукурузных мельниц, центробежных насосов , камнедробилок, динамо-машин , соломорезок , пресс-подборщиков сена и пилорам . Их даже использовали для выработки электроэнергии для освещения футбольных Брэмолл матчей, первый раз это произошло на -лейн в Шеффилде в 1878 году. ^[6]

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

В ряде случаев переносной двигатель не буксировали с места на место, а полустационарно устанавливали в здании как стационарную паровую машину , хотя колеса не обязательно снимались. В такой конфигурации их обычно называют полупортативными двигателями .

Более экстремальное использование происходит, когда двигатель вынимают из котла и повторно используют в качестве стационарного двигателя. Часто котел также используется повторно (без колес) для производства пара. По состоянию на 2007 год все еще существуют примеры таких демонтированных портативных двигателей, работающих в коммерческих целях на небольших рисовых заводах в Бирме. ^[7] (и, без сомнения, и в других местах тоже). Такие примеры легко узнать по изогнутому седлу под блоком цилиндров, которое использовалось для крепления двигателя к котлу.

Строительство

Генеральный план

Наиболее распространенная компоновка соответствует оригинальному дизайну Таксфорда. Хотя это очень похоже на обычную компоновку тягового двигателя, двигатель портативного двигателя обычно реверсирован: цилиндры находятся на конце топки , а коленчатый вал - на конце дымовой камеры . Такая компоновка была разработана таким образом, чтобы регулятор располагался рядом с топкой, что облегчало машинисту поддержание 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 облегчает маневрирование двигателя через ворота поля.

Некоторые производители (например, Фаулер ) делали свои переносные 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 Эвелинг понял, что для тягового двигателя было бы лучше расположить маховик в пределах досягаемости водителя на случай, если он по неосторожности позволит кривошипу остановиться в верхней мертвой точке. ^[8] (где он не мог запуститься самостоятельно), и большинство других производителей тяговых двигателей последовали той же идее.)

Котел

Обычно это жаротрубный котел с паровозного типа топкой . Однако некоторые конструкции (например, «Британия» Маршалла (на фото) ^[9]) имеют круглые топки морского типа . Этот последний тип был также известен британским производителям как «колониальные» котлы, поскольку они предназначались в основном для экспорта в «Колонии» и имели большой дорожный просвет для передвижения по неровным дорогам. ^[9]

Топливом обычно является уголь , но двигатель может быть спроектирован для использования вместо него древесного топлива , соломы или жома (отходов сахарного тростника). Более длинная круглая топка особенно подходит для сжигания бревен, а не более коротких деревянных заготовок. ^[9] Машины, предназначенные для сжигания древесины, могут быть оснащены искрогасителями .

Двигатель

Большинство портативных двигателей одноцилиндровые, но выпускались и двухцилиндровые двигатели. Золотниковый клапан обычно приводится в движение одним эксцентриком и не имеет реверсивной передачи . Обычно имеется регулятор с ременным приводом , который поддерживает работу двигателя на постоянной скорости, 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. Меньший маховик обеспечивает более низкую скорость при работе на ферме (например, измельчении корма), чем требуется для привода молотилки (например).

Вспомогательные устройства

Коленчатый вал приводит в движение насос питательной воды котла , который забирает воду из бочки, расположенной рядом с двигателем. Многие двигатели имеют простой, но эффективный подогреватель питательной воды , который работает за счет нагнетания небольшой части выхлопного пара в бочку с водой. Ствол также действует как маслоотделитель. Масло в выхлопном паре поднимается к верху бочки и может быть снято.

Камин

Для обеспечения хорошей тяги для огня предусмотрен высокий дымоход. Чтобы обеспечить возможность преодолевать препятствия над головой, дымоход подвешивается у основания и складывается для транспортировки и хранения. Со стороны топки обычно предусмотрен кронштейн подходящей формы для поддержки дымохода в сложенном состоянии.

Колеса

Большинство моделей оснащены четырьмя колесами и не имеют какой-либо подвески. Первые портативные автомобили имели деревянные колеса, но по мере того, как двигатели становились более мощными (и более тяжелыми), вместо них стали устанавливать стальные колеса.

«Передние» колеса обычно меньше задних. Это связано с тем, что они установлены на поворотной передней балке под дымовой камерой, и большие колеса могут задеть котел при повороте двигателя за угол. Дополнительным бонусом является большего диаметра маховика возможность установки , обеспечивающего более стабильную выходную мощность.

Сохранение

Многие портативные двигатели сохранились до сих пор, поскольку их производили в больших количествах и отправляли во многие отдаленные уголки Земли. Значительное их количество сохранилось, многие из них восстановлены до полного рабочего состояния: их относительно небольшой размер и более простая конструкция по сравнению с тяговым двигателем делают их гораздо более жизнеспособным предложением для восстановления средним энтузиастом. (То есть при условии, что котел находится в нормальном состоянии: ремонт котла может обойтись очень дорого, замена котла тем более.)

Увидеть работающие переносные паровозы обычно можно на митингах тяговых двигателей и паровых фестивалях. Например, на Большой Дорсетской паровой ярмарке в соответствующих демонстрационных зонах можно встретить портативные двигатели, приводящие в движение пилорамы, молотилки, камнедробилки и другое современное оборудование.

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

То, что считается старейшим из сохранившихся продуктов Marshall , не работает. 415, портативный двигатель мощностью 2,5 л.с. 1866 года, можно увидеть в Музее технологий Турона (Музее энергетики) в Новом Южном Уэльсе . Этот двигатель также является старейшим зарегистрированным портативным двигателем в Австралии. ^[10]

См. также

Сельхозтехника
Список производителей тяговых двигателей - многие производители тяговых двигателей также производят портативные двигатели.
Полупортативный двигатель

Ссылки

^ Примеры нефтегазовых двигателей в качестве портативных двигателей можно увидеть, например, в « Колонка отдела бензиновых двигателей» , Threshermen's Review , 13 (4): 16–17, август 1904 г.
^ Jump up to: ^а ^б ^с ^д Лейн, Майкл Р. (1976). Гордость дороги (Иллюстрированная история тяговых двигателей) . Новая английская библиотека. п. 29. ISBN 0-450-03277-9 .
^ Ходж, Джеймс (1973). Ричард Тревитик («Мини жизни 6») . Публикации Шира. п. 30. ISBN 0-85263-177-4 .
^ Лейн, Майкл Р. Гордость дороги . п. 56.
^ Jump up to: ^а ^б Кеннетт, Пэт (1978). История Фодена: от сельскохозяйственной техники до дизельных грузовиков . Патрик Стивенс Лтд., стр. 14–15. ISBN 085059300X .
^ Симкин, Джон. «Футбольный свет» . Энциклопедия британского футбола . Спартак Образовательный. Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 4 января 2008 г.
^ «Портативный рай» . (Примеры переносных двигателей, переоборудованных для стационарного использования, в Бирме) . 2007 . Проверено 2 января 2008 г.
^ Лейн, Майкл Р. Гордость дороги . п. 58.
^ Jump up to: ^а ^б ^с «Переносной паровой двигатель Marshall Britannia, 1914 год» . Музей электростанции, Сидней, Австралия . Проверено 3 января 2008 г.
^ «Галерея 1 — Паровые машины» . Туронский технологический музей (Музей энергетики) . Проверено 4 января 2008 г.

Дальнейшее чтение

Портативные паровые двигатели (Альбом Shire 163) Линдона Р. Ширмана, опубликованные Shire Publications Ltd, ISBN 0-85263-783-7
Портативный паровой двигатель: его конструкция и управление - Практическое руководство для владельцев и пользователей паровых двигателей, автор: В.Д. Уонсбро, 168 страниц, опубликовано TEE Publishing Ltd (1994), ISBN 1-85761-067-9
(Это современное переиздание книги, первоначально опубликованной в 1887 или 1911 году, в зависимости от того, о каком интернет-магазине книг вы говорите!.)

Внешние ссылки

Steam Scenes - обширная с возможностью поиска библиотека фотографий - сохранившиеся портативные двигатели в Великобритании, Европе, Австралии и Новой Зеландии.
Список (и подробности) уцелевших портативных двигателей Paxman
Масштабная модель, построенная из Meccano , с крупным планом, показывающим компоненты типичного портативного двигателя.
Реставрация заброшенного портативного компьютера Растона Проктора 1904 года выпуска (в Австралии) . Использованы некоторые необычные решения, в том числе конструкция нового сосуда под давлением, который помещается внутри оригинального, не подлежащего ремонту корпуса котла.

[1] Примеры нефтегазовых двигателей в качестве портативных двигателей можно увидеть, например, в « Колонка отдела бензиновых двигателей» , Threshermen's Review , 13 (4): 16–17, август 1904 г.

[Lane-2] Jump up to: ^а ^б ^с ^д Лейн, Майкл Р. (1976). Гордость дороги (Иллюстрированная история тяговых двигателей) . Новая английская библиотека. п. 29. ISBN 0-450-03277-9 .

[Hodge-3] Ходж, Джеймс (1973). Ричард Тревитик («Мини жизни 6») . Публикации Шира. п. 30. ISBN 0-85263-177-4 .

[Lane2-4] Лейн, Майкл Р. Гордость дороги . п. 56.

[Kennett14-5] Jump up to: ^а ^б Кеннетт, Пэт (1978). История Фодена: от сельскохозяйственной техники до дизельных грузовиков . Патрик Стивенс Лтд., стр. 14–15. ISBN 085059300X .

[6] Симкин, Джон. «Футбольный свет» . Энциклопедия британского футбола . Спартак Образовательный. Архивировано из оригинала 11 января 2008 г. Проверено 4 января 2008 г.

[7] «Портативный рай» . (Примеры переносных двигателей, переоборудованных для стационарного использования, в Бирме) . 2007 . Проверено 2 января 2008 г.

[Lane3-8] Лейн, Майкл Р. Гордость дороги . п. 58.

[Powerhouse-9] Jump up to: ^а ^б ^с «Переносной паровой двигатель Marshall Britannia, 1914 год» . Музей электростанции, Сидней, Австралия . Проверено 3 января 2008 г.

[Turon-10] «Галерея 1 — Паровые машины» . Туронский технологический музей (Музей энергетики) . Проверено 4 января 2008 г.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]