Двигатель на попадание и промах - Hit-and-miss engine

Сохранившийся движок на попадание и промах:
1917 Amanco 2 1⁄4 л.с. (1,7 кВт) 'Наемный работник'

А случайный двигатель или Hit 'N' Miss это тип двигатель внутреннего сгорания что контролируется губернатор стрелять только с установленной скоростью. Обычно они 4-тактные, но выпускались и 2-тактные версии. Он был задуман в конце 19 века и производился различными компаниями с 1890-х по 1940-е годы. Название происходит от регулятора скорости на этих двигателях: они срабатывают («попадают») только при работе на установленной скорости или ниже и работают без запуска («промах»), когда они превышают установленную скорость. Это по сравнению с "дроссель управляемый "метод управления скоростью. Звук, издаваемый, когда двигатель работает без нагрузки, является характерным" Snort POP whoosh whoosh whoosh snort POP ", когда двигатель запускается, а затем движется по инерции, пока скорость не снизится, и он снова сработает, чтобы поддерживать свою среднюю скорость. Фырканье вызвано атмосферным клапан используется на многих из этих двигателей.

Многие производители двигателей производили двигатели с ошибками во время их пикового использования - примерно с 1910 по начало 1930-х годов, когда их начали заменять более современные конструкции. Одними из крупнейших производителей двигателей были Stover, Геркулес, Международный комбайн (Маккормик Диринг ), John Deere (Завод двигателей Ватерлоо), Maytag и Фэрбенкс Морс.

строительство

Это видеомонтаж Двигатели Отто работает в Западной Миннесоте Steam Threshers Reunion (WMSTR ), в Роллаге, Миннесота. Это своего рода движок на случай попадания и промахи. (2 мин 16 сек, 320x240, видео 340 кбит / с)

Двигатель на случай попадания - это разновидность маховик.[1] Маховик - это двигатель, имеющий большую маховик или набор маховиков, подключенных к коленчатый вал. Маховики поддерживают частоту вращения двигателя во время тактов двигателя, которые не создают движущих механических сил. Маховики накапливают энергию во время такта сгорания и передают накопленную энергию механической нагрузке на другие три хода поршня. Когда разрабатывались эти двигатели, технология была менее развита, и производители делали все детали очень большими. Типичный двигатель мощностью 6 лошадиных сил (4,5 кВт) весит примерно 1000 фунтов (454 кг). Обычно материал для всех важных деталей двигателя был чугун. Небольшие функциональные детали были сделаны из стали и обработанный к терпимости.[1]

Топливная система аварийного двигателя состоит из топливного бака, топливопровода, обратный клапан и топливный смеситель. Топливный бак обычно вмещает бензин но многие пользователи запускали двигатели на бензине, а затем перешли на более дешевое топливо, такое как керосин или дизель. Топливопровод соединяет топливный бак со смесителем. Вдоль топливопровода установлен обратный клапан, предотвращающий возврат топлива в бак между тактами сгорания. Смеситель создает правильную топливно-воздушную смесь с помощью игольчатый вентиль прикреплен к утяжеленному или подпружиненному поршню, обычно в сочетании с масляным демпфером приборная панель.

Работа смесителя проста, он содержит только одну подвижную часть - игольчатый клапан. Хотя есть исключения, миксер не хранит топливо в какой-либо емкости. Топливо просто подается в смеситель, где за счет воздействия Принцип Бернулли, он самодозируется в трубке Вентури, созданной под утяжеленным поршнем под действием прикрепленного игольчатого клапана, метод, используемый до сих пор в Карбюратор СУ.

Искры для воспламенения топливной смеси создаются либо свеча зажигания или устройство, называемое воспламенитель. Когда используется свеча зажигания, искра генерировалась либо магнето или иначе трепещущий (или "гудение") катушка. Жужжащая катушка использует питание от батареи для генерации непрерывной серии импульсов высокого напряжения, которые подаются на свечу зажигания. Для розжига запальника либо аккумулятор, либо катушка или используется магнето «низкого напряжения». При использовании батареи и катушки зажигания батарея подключается последовательно с проволочной катушкой и контактами воспламенителя. Когда контакты воспламенителя замкнуты (контакты находятся внутри камеры сгорания), электричество течет по цепи. Когда контакты размыкаются механизмом синхронизации, на контактах возникает искра, которая воспламеняет смесь. Когда используется магнето низкого напряжения (на самом деле низковольтный сильноточный генератор), выходной сигнал магнето подается непосредственно на точки воспламенителя, и генерируется искра, как в случае батареи и катушки.

За исключением очень крупных примеров, смазка почти всегда выполнялась вручную. Коренные подшипники коленчатого вала и шатун подшипник коленчатого вала обычно имеет масленку - небольшую емкость (чашку), заполненную смазывать и привинчивающаяся крышка.

Типичная моторная масленка.
Это сделано Lunkenheimer

Когда крышка завинчивается плотнее, смазка выталкивается из нижней части чашки в подшипник. Некоторые ранние двигатели имеют только отверстие в литой крышке подшипника, через которое оператор брызгает смазочное масло во время работы двигателя. Поршень смазывается капельной масленкой, которая непрерывно подает капли масла на поршень. Излишки масла из поршня стекают из цилиндра на двигатель и в конечном итоге на землю. Масленку можно настроить так, чтобы она капала быстрее или медленнее, в зависимости от потребности в смазке, в зависимости от того, насколько интенсивно работает двигатель. Остальные движущиеся компоненты двигателя были смазаны маслом, которое оператор двигателя должен был периодически применять во время работы двигателя.

Практически все быстродействующие двигатели относятся к типу «открытого кривошипа», то есть нет закрытых картер. Коленчатый вал, шатун, распредвал, шестерни, регулятор и т. д. полностью открыты и могут просматриваться в работе при работающем двигателе. Это создает беспорядок в окружающей среде, так как масло, а иногда и смазка выбрасываются из двигателя, а также масло стекает на землю. Еще одним недостатком является то, что грязь и пыль могут попасть на все движущиеся части двигателя, вызывая чрезмерный износ и выход из строя двигателя. Поэтому требуется частая чистка двигателя, чтобы поддерживать его в надлежащем рабочем состоянии.

Охлаждение большинства аварийных двигателей осуществляется бункерное охлаждение, с водой в открытом резервуаре. Небольшая часть двигателей малой и малой мощности охлаждалась воздухом с помощью встроенного вентилятора. Двигатель с водяным охлаждением имеет встроенный резервуар (более крупные двигатели обычно не имеют резервуара и требуют подключения к большому внешнему резервуару для охлаждающей воды через патрубки на цилиндре). Резервуар для воды включает область вокруг цилиндра, а также крышка цилиндра (в большинстве случаев) и резервуар, установленный или отлитый над цилиндром. Когда двигатель работает, он нагревает воду. Охлаждение осуществляется водяным паром и отводом тепла от двигателя. Когда двигатель работает под нагрузкой в ​​течение определенного периода времени, вода в резервуаре обычно закипает. Время от времени требуется замена потерянной воды. Опасность водоохлаждаемой конструкции - замерзание в холодную погоду. Многие двигатели вышли из строя, когда забывчивый оператор не слил воду, когда двигатель не использовался, и вода замерзла и сломала чугунные детали двигателя. Тем не менее, New Holland запатентовала V-образный резервуар, так что расширяющийся лед выталкивает вверх и в большее пространство, а не разрушает резервуар. Ремонт водяной рубашки обычен для многих двигателей, которые все еще существуют.

Дизайн

Это были простые двигатели по сравнению с современной конструкцией двигателей. Однако они включают в себя некоторые инновационные разработки в нескольких областях, часто в попытке обойти нарушение патентных прав на конкретный компонент. Особенно это касается губернатора. Губернаторы находятся центробежный, поворотный рычаг, поворотный рычаг и многие другие. Механизм привода для управления скоростью также меняется в зависимости от существующих патентов и используемого регулятора. См., Например, патенты США 543,157.[2] с 1895 или 980 658[3] с 1911. Как бы ни был совершенен, у губернатора есть одна задача - контролировать обороты двигателя. В современных двигателях выходная мощность регулируется удушение поток воздуха через воздухозаборник с помощью двустворчатый клапан; единственное исключение - дизели и Бензиновые двигатели Valvetronic.

Как работают двигатели на случай попадания и промахи

Впускной клапан на неповоротных двигателях не имеет привода; вместо этого легкая пружина удерживает впускной клапан закрытым, если только вакуум в цилиндре не открывает его. Этот вакуум возникает только в том случае, если выпускной клапан закрыт во время хода поршня вниз. Когда быстродействующий двигатель работает выше заданной скорости, регулятор удерживает выпускной клапан открытым, предотвращая возникновение вакуума в цилиндре и заставляя впускной клапан оставаться закрытым, тем самым прерывая Цикл Отто ударно-спусковой механизм. Когда двигатель работает на заданной скорости или ниже ее, регулятор позволяет закрывать выпускной клапан. Во время следующего хода вниз вакуум в цилиндре открывает впускной клапан и впускает топливно-воздушную смесь. Этот механизм предотвращает расход топлива во время такта впуска "промахов".

Можно найти видео-объяснение работы механизма поиска и пропуска. Вот

Применение

Насос для мусора Jaeger, используемый для перекачивания грязной (грязной) воды. Он оснащен двигателем Hercules мощностью 2½ л.с. (1,9 кВт). Это пример интегрированной функции двигателей на случай попадания и промаха (т. Е. Без ремня).

Двигатели типа "наезд и промах" производили выходную мощность от 1 до примерно 100. Лошадиные силы (0,75 - 75 кВт). Эти двигатели работают медленно - обычно от 250 число оборотов в минуту (об / мин) для двигателей большой мощности до 600 об / мин для двигателей малой мощности. Они питали насосы для выращивания, пилы для распиловки дерева, генераторы для электричества в сельской местности, сельскохозяйственного оборудования и многих других стационарных применений. Некоторые были установлены на бетономешалках. Эти двигатели также использовали некоторые ранние стиральные машины. Они экономили рабочую силу на фермах и помогали фермерам сделать гораздо больше, чем они могли раньше.

Двигатель обычно прикреплялся к устройству с помощью широкого плоского ремня шириной от 2 до 6 дюймов (5-15 см). Плоский ремень приводился в движение шкивом двигателя, который прикреплялся либо к маховику, либо к коленчатому валу. Шкив был специально сделан так, чтобы его окружность слегка сужалась от середины к каждому краю (как у чрезмерно накачанной автомобильной шины), так что середина шкива была немного большего диаметра. Это удерживало плоский ремень в центре шкива.

Замена на двигатели с дроссельной заслонкой

К 1930-м годам стали распространяться более совершенные двигатели. Двигатели с маховиком были и остаются чрезвычайно тяжелыми для производимой мощности и работают на очень малых скоростях. Старые движки требовали значительного обслуживания и не могли быть легко включены в мобильные приложения.

В конце 1920-х гг. Международный комбайн уже имел двигатель модели M, который был закрытой версией двигателя с маховиком. Следующим шагом стала модель LA, которая представляла собой полностью закрытый двигатель (за исключением системы клапанов) с самосмазкой (масло в картере), надежным зажиганием свечи зажигания и высокой скоростью (примерно до 750-800 об / мин). и, что самое главное, легкий вес по сравнению с предыдущими поколениями. Хотя модель LA мощностью 1½ л.с. (1,1 кВт) все еще весила около 150 фунтов (68 кг), она была намного легче, чем двигатель модели M мощностью 1,5 л.с., который находится в диапазоне 300–350 фунтов (136–159 кг). Позже был выпущен немного улучшенный ЛА - LB. Модели M, LA и LB регулируются дроссельной заслонкой. Со временем все больше производителей двигателей перешли на двигатель с закрытым картером. Такие компании как Бриггс и Страттон также производили легкие двигатели с воздушным охлаждением мощностью от 1/2 до 2 л.с. (0,37 - 1,5 кВт) и использовали гораздо более легкие материалы. Эти двигатели также работают на гораздо более высоких скоростях (примерно до 2000-4000 об / мин) и, следовательно, вырабатывают большую мощность для данного размера, чем двигатели с медленным маховиком.

Производство большинства двигателей с маховиком было прекращено в 1940-х годах, но современные двигатели этого типа продолжают использоваться для применений, где желательна низкая скорость, в основном в нефтяное месторождение такие приложения, как тыквы. Для современных двигателей с маховиком техническое обслуживание представляет меньшую проблему, чем для более старых, благодаря закрытым картерам и более современным материалам.

Сохранение

Тысячи вышедших из употребления двигателей с маховиком были утилизированы в чугунных и стальных приводах Вторая Мировая Война - но многие выжили и были приведены в рабочее состояние энтузиастами. Однако в последние годы двигатели с оригинальной окраской стали для многих более желанными, чем перекрашенные. Многочисленные сохранившиеся паровозики можно увидеть в действии на выставках, посвященных старинным двигателям (у которых также часто есть старинные тракторы), а также на выставках. стационарный двигатель раздел паровые ярмарки и митинги старинных автомобилей.

Рекомендации

  1. ^ а б http://www.osagcd.com/FeaturedEngine.html
  2. ^ Майкл Лоуренс Мери, «Взрывной двигатель» Патент США 543 157 (подана 7 февраля 1895 г .; выдана 23 июля 1895 г.).
  3. ^ Теодор К. Менгес, «Регулятор оборотов двигателей внутреннего сгорания». Патент США 980658 (подана 28 октября 1909 г .; выдана 3 января 1911 г.).
  • Wendel, C.H. (1983). Американские бензиновые двигатели с 1872 г.. Крестлайн. ISBN  0-912612-22-3.

внешняя ссылка