Лучевой двигатель «Кузнечик»
Размеры:
Голубая ссылка = а
Желтая ссылка = 2а
Зеленая ссылка = б
Расстояние по вертикали между швами грунта ≈ 2a
Горизонтальное расстояние между швами грунта ≈ b
Лучевые двигатели Grasshopper — это лучевые двигатели , которые поворачиваются на одном конце, а не в центре.
Обычно шатун коленчатого вала размещается между поршнем и шарниром балки. [1] То есть они используют рычаг второго рода , а не обычный рычаг первого рода.
Происхождение
[ редактировать ]
Первым зарегистрированным примером балки-кузнечика была Уильяма Мердока 1784 года. модель паровой кареты [2] Балка давала незначительное механическое преимущество и, судя по всему, использовалась главным образом вместо крейцкопфа , фактически являясь возвратным шатуном двигателя . Американский инженер Оливер Эванс в 1801 году нарисовал двигатель морского кузнечика высокого давления. [примечание 1] а в 1805 году построил Оруктор Амфиболос , земснаряд -амфибию . [2]
Почти во всех двигателях «Кузнечик» коленчатый вал располагался между поршнем и шарниром балки. Это обеспечивает длинный ход поршня и более короткий ход кривошипа, хотя и с большей силой. Это было выгодно для первых паровых двигателей низкого давления. [примечание 2] которые имели ограниченную силу цилиндра, но могли увеличить их мощность за счет использования более длинного цилиндра. За некоторыми исключениями, в лодках американского Оливера Эванса и локомотивах «Кузнечик» Финеаса Дэвиса , все изменилось и поместили цилиндр между шарниром и кривошипом: рычаг третьего класса.
Многие двигатели «Кузнечик» были построены как стационарные . Несколько известных ранних паровозов использовали лучевые двигатели, все из которых имели форму кузнечика. Скорее всего, двигатели «Кузнечик» были построены как морские двигатели .
Судовые двигатели
[ редактировать ]
Одним из наиболее важных применений двигателя «Кузнечик» было использование его в качестве морского двигателя для гребных пароходов . После неудачных экспериментов Эванса с Oruktor Amphibolos двигателем-кузнечиком стал двигатель первого коммерчески успешного парохода PS , первым успешным Comet 1812 года. [3] В морском использовании двигатель «Кузнечик» назывался «полурычажным» двигателем. [примечание 3] и использовал пару низко расположенных рычагов, по одному с каждой стороны цилиндра. Это обеспечило низкий центр тяжести для обеспечения устойчивости и высокий коленчатый вал, подходящий для привода гребных колес. Конструктор двигателя «Кометы» Генри Белл разработал образец двигателя, который будет широко использоваться в колесных пароходах в течение следующих полувека. [3]
Стационарные двигатели
[ редактировать ]из тяжелой каменной кладки В отличие от машинного отделения , используемого для поддержки балки и шарнира обычного балочного двигателя, балка-кузнечик поворачивалась на качающемся звене. переносилась Шатунная шейка прямо на балку и перемещалась по прямой вертикально, при этом шарнир балки слегка перемещался в сторону на своем звене, чтобы обеспечить это. [примечание 4] Это упростило необходимость параллельного перемещения штока поршня. Таким образом, двигатели Grasshopper были легче обычных балочных двигателей и могли полностью изготавливаться на заводах, не требуя выполнения значительных монтажных работ на месте. Это стимулировало использование двигателей «кузнечик» для двигателей меньшего размера. Некоторые производители, в частности Easton & Amos из Southwark , специализировались на таких двигателях. Многие из них использовались для перекачки, но не для питания больших мельниц .
Выжившие стационарные двигатели
[ редактировать ]- Стивенсон (1823) Бирмингемский музей [4]
- Пивоварня Морланд , Рединг (ок. 1830 г.), Абингдон, частное собрание. [5]
- Плесси Милл , Нортумберленд (ок. 1830 г.) [6]
- Пара двигателей Easton & Amos (1854 г.) Лаунд , Саффолк Насосная станция [7]
- Истон и Амос (1856) Ротэм-Парк , Барнет [8]
- Easton & Amos (1861) Королевское садоводческое общество , Уисли , позже Королевский Альберт-холл . Сейчас в Музее науки [9]
- Хейуордс-Хит (1865) Королевский шотландский музей , Эдинбург [10]
Паровозы «Кузнечик»
[ редактировать ]
- Пыхтящий Билли / Уайлам Дилли (1813–1815)
- Стоурбриджский лев / Агенория (1828)
- Балтимора и Огайо Локомотивы-кузнечики [11] [12] (1832)
Примечания
[ редактировать ]- ^ Концепция, аналогичная локомотиву высокого давления Тревитика того же периода.
- ^ Хотя в свое время их называли двигателями «высокого давления», по сравнению с более ранними атмосферными двигателями , эти двигатели низкого давления вскоре были вытеснены после разработки котла с цилиндрическим дымоходом .
- ^ Морской аналог лучевого двигателя, называемый «рычажным двигателем».
- ^ Поскольку шатунная шейка движется по дуге относительно оси балки, их горизонтальное расстояние неизбежно меняется. В двигателе Ватта это позволяет сделать параллельное движение звеньев, позволяя цилиндру и шарниру балки оставаться на месте. В кузнечике качающееся звено позволяет балке слегка перемещаться вокруг цилиндра и кривошипа, которые остаются в одной вертикальной плоскости.
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Кроули, TE (1982). Лучевой двигатель . Издательство Сенесио. стр. 95–96. ISBN 0-906831-02-4 .
- ^ Jump up to: а б Семменс, PWB; Щегол, Эй Джей (2003) [2000]. Как на самом деле работают паровозы . Оксфорд: Издательство Оксфордского университета . п. 97. ИСБН 978-0-19-860782-3 .
- ^ Jump up to: а б Риппон, командир ПМ (1998). Эволюция инженерного дела в Королевском флоте . Том 1: 1827–1939. Заклинание. стр. 19–20. ISBN 0-946771-55-3 .
- ^ Кроули 1982 , стр. 64–65.
- ^ Кроули 1982 , стр. 67.
- ^ Кроули 1982 , стр. 75.
- ^ Кроули 1982 , стр. 95–96.
- ^ Кроули 1982 , стр. 99.
- ^ Кроули 1982 , стр. 102.
- ^ Кроули 1982 , стр. 109.
- ^ Снелл, Дж. Б. (1964). Ранние железные дороги . Вайденфельд и Николсон. п. 38.
- ^ Кинерт, Рид (1962). «VI: У «Кузнечиков» свой день». Ранние американские паровозы . Превосходное издательство. стр. 53 , 56.