.jpg/1280px-Steam_lokomobile_2_(aka).jpg)
Переносной двигатель — это двигатель , либо паровой двигатель , либо двигатель внутреннего сгорания , [1] , который во время работы находится на одном месте (обеспечивая энергией машины), но (в отличие от стационарного двигателя ) является переносным и, таким образом, может легко перемещаться с одного рабочего места на другое. Установленный на колесах или салазках, он либо буксируется к рабочему месту, либо перемещается туда с помощью собственного хода.
Переносные двигатели были широко распространены в промышленно развитых странах с начала 19-го по начало 20-го века, в эпоху, когда механическая передача энергии была широко распространена. До этого большая часть генерации и передачи электроэнергии 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 переносных двигателей. В развивающихся странах сегодня переносные двигатели все еще имеют некоторое применение (обычно в виде современных небольших двигателей, установленных на бортах), 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, управляющих соответствующим оборудованием в демонстрационных целях.
Переносные двигатели в период их расцвета обычно буксировались к месту работы тягловыми лошадьми или волами , или, в конце той эпохи, движущей силой, включая самоходную установку 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 заводских линейных валов (для станков , молотов , прессов и других машин).
Как и во многих других областях паровой техники, первоначальное проектирование и разработка переносных двигателей происходили в Англии , при этом многие другие страны изначально импортировали оборудование британского производства, а не разрабатывали свое собственное.
Ранние паровые двигатели были слишком большими и дорогими для использования на средней ферме; однако, первое положительное свидетельство использования энергии пара для приведения в действие молотильной машины было в 1799 году в северном Йоркшире . [2] Следующее зарегистрированное применение было в 1812 году, когда Ричард Тревитик спроектировал первый «полупереносной» стационарный паровой двигатель для сельскохозяйственного использования, известный как «амбарный двигатель». [2] Это был ротационный двигатель высокого давления с корнуольским котлом для сэра Кристофера Хокинса из Пробуса, Корнуолл . Он использовался для приведения в действие молотильной машины для кукурузы и был намного дешевле в эксплуатации, чем лошади, которых он заменил. Действительно, он был настолько успешным, что оставался в использовании в течение почти 70 лет и был сохранен в Музее науки в Лондоне. [3] Хотя эти двигатели назывались «полупереносными», поскольку их можно было транспортировать и устанавливать без разборки, по сути, эти двигатели были стационарными. Они использовались для приведения в действие таких сельскохозяйственных машин, как насосы и молотковые мельницы, костедробилки, измельчители мякины и репы, а также стационарные и передвижные молотильные барабаны.
Только около 1839 года появился по-настоящему портативный двигатель, позволяющий применять паровую энергию за пределами фермы. Уильям Таксфорд из Бостона, Линкольншир, начал производство двигателя, построенного на основе котла локомотивного типа с горизонтальными дымогаровыми трубами. Один цилиндр и коленчатый вал были установлены наверху котла, и вся сборка была установлена на четырех колесах: передняя пара была управляемой и снабжена валами для конной перевозки между работами. Большой маховик был установлен на коленчатом валу, а для передачи привода на приводимое в действие оборудование использовался прочный кожаный ремень. [2]
Рансомс построил ранний переносной двигатель в 1841 году и выставил его на выставке Королевского сельскохозяйственного общества в том же году. В следующем году Рансомс переделал паровой двигатель в самоходный, сделав таким образом промежуточный шаг 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, использовавшие базовую конструкцию двигателя Tuxford в качестве образца для большинства переносных двигателей, выпускавшихся впоследствии.
Первыми производителями в Великобритании были:
Этот последний производитель здесь особенно примечателен. Первый переносной двигатель Clayton & Shuttleworth был построен в 1845 году, это был двухцилиндровый двигатель. В 1852 году компания выиграла золотую медаль за переносной двигатель на выставке Королевского сельскохозяйственного общества в Глостере, и после этого бизнес быстро расширился: они основали второй завод в Вене в 1857 году, чтобы нацелиться на европейский рынок, и к 1890 году компания произвела более 26 000 переносных двигателей, многие из которых экспортировались по всему миру. [2]
В 1850-х годах Джон Фаулер использовал переносной двигатель Клейтона и Шаттлворта для привода аппаратов во время первых публичных демонстраций применения канатной тяги для обработки почвы.
Параллельно с разработкой ранних переносных двигателей многие инженеры пытались сделать их самоходными — предшественниками тяговых двигателей . В большинстве случаев это достигалось установкой звездочки на конец коленчатого вала и протягиванием цепи от нее к большей звездочке на задней оси. Эти эксперименты имели переменный успех.
Как заметил Томас Эвелинг (позже ставший знаменитым благодаря Эвелингу и Портеру ), было абсурдно использовать четырех лошадей для перемещения парового двигателя с одного места на другое, когда двигатель обладал в десять раз большей силой, чем лошади. [4] Поэтому было неизбежно, что как только самоходные тяговые двигатели стали достаточно надежными, они взяли 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 актами парламента, которые ограничивали использование паровых транспортных средств на дорогах. [5] Переносные двигатели, будучи запряженными лошадьми, сталкивались с гораздо меньшим количеством ограничений. [5]
Другие производители производили двигатели по всему миру. Небольшие механические мастерские могли собирать агрегаты с небольшим двигателем и вертикальным котлом и ставить их на колеса. В Северной Америке на рынок вышли десятки производителей — например, Case, Sawyer Massey и Gaar Scott. Местные производители устанавливали двигатели во Франции, Италии, Швеции и Германии.
Однако переносной двигатель так и не был полностью заменен тяговым двигателем. Во-первых, переносной двигатель, не имеющий зубчатой передачи , был заметно дешевле, а во-вторых, многочисленные приложения извлекли выгоду из простого парового двигателя, который можно было перемещать, но не требовал дополнительной сложности того, который мог двигаться сам по себе.
Небольшое количество переносных машин продолжало выпускаться даже после прекращения производства тяговых двигателей. Robey and Company of Lincoln все еще предлагали переносные машины для продажи в 1960-х годах. Английские строители произвели порядка 100 000 переносных паровых машин за столетний период как для домашнего использования, так и для экспорта за границу.
Начиная примерно с 1900 года потребность в небольшом дешевом источнике энергии на фермах все больше удовлетворялась двигателями внутреннего сгорания, такими как двигатели с непостоянным ходом , а позднее — стационарными и переносными промышленными версиями двигателей легковых и грузовых автомобилей, либо для использования с ременным приводом , либо для встраивания в двигатели-генераторы .
Помимо молотильных работ, переносные двигатели использовались для привода кукурузных мельниц, центробежных насосов , камнедробилок, динамо-машин , соломорезок , сеноуборочных прессов и пилорам . Их даже использовали для выработки электроэнергии для прожекторного освещения на футбольных матчах, первый случай произошел на стадионе Брэмолл-Лейн в Шеффилде в 1878 году. [6]
Как правило, переносной двигатель доставляют на рабочую площадку, часто на ферму или поле, и между маховиком двигателя и ведущим колесом приводимого в действие оборудования устанавливается длинный приводной ремень .
В ряде случаев, вместо того, чтобы буксировать с места на место, переносной двигатель был полупостоянно установлен в здании как стационарный паровой двигатель , хотя колеса не обязательно снимались. В такой конфигурации их обычно называют полупереносными двигателями .
Более экстремальное использование происходит, когда двигатель снимается с котла и повторно используется как стационарный двигатель. Часто котел также повторно используется (без колес) для обеспечения пара. По состоянию на 2007 год все еще существуют примеры таких разобранных переносных двигателей, работающих в коммерческих целях на небольших рисовых мельницах в Бирме [7] (и, несомненно, в других местах тоже). Такие примеры легко идентифицировать по изогнутому седлу под блоком цилиндров, которое использовалось для крепления двигателя к котлу.
.JPG/1280px-Marshall_Portable_Engine_87866_(GDSF_2007).JPG)
(GDSF_2007).JPG/1280px-Robey_3nhp_Portable_Engine_(chimney_detail)(GDSF_2007).JPG)
Наиболее распространенная компоновка следует оригинальной конструкции Tuxford. Хотя это очень напоминает обычную компоновку тягового двигателя, двигатель переносного обычно имеет обратную компоновку, с цилиндрами на конце топки и коленчатым валом на конце дымовой коробки . Такая компоновка была разработана для размещения регулятора близко к топке, что позволяет машинисту поддерживать огонь и контролировать скорость двигателя из одного места. Дополнительным бонусом является то, что маховик свободен от задних колес, поэтому последние можно установить на более узкой колее, что облегчает маневрирование двигателя через полевые ворота.
Некоторые производители (например, Fowler ) изготавливали свои переносные двигатели в том же стиле, что и тяговые двигатели, с цилиндром в конце дымовой коробки. 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 сможет запуститься сам), и большинство других производителей тяговых двигателей последовали этой же идее.)
Обычно это жаротрубный котел с топкой локомотивного типа . Однако некоторые конструкции (например, Marshall "Britannia" (на фото) [9] ) имеют круглые топки морского типа . Этот последний тип котлов также был известен британским производителям как "колониальные" котлы, поскольку они в основном предназначались для экспорта в "Колонии" и имели высокий дорожный просвет для передвижения по неровным дорогам. [9]
Топливом обычно служит уголь , но двигатель может быть спроектирован для использования древесного топлива , соломы или жома (остатков сахарного тростника). Более длинная круглая топка особенно подходит для сжигания поленьев, а не коротких деревянных поленьев. [9] Машины, предназначенные для сжигания древесины, могут быть оснащены искрогасителями .
Большинство переносных двигателей одноцилиндровые, но также были построены двухцилиндровые двигатели. Золотниковый клапан обычно приводится в действие одним эксцентриком , а реверсивная передача не устанавливается. Обычно имеется ременной привод регулятора, чтобы поддерживать 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 по обе стороны двигателя и могут иметь разный диаметр. Меньший маховик обеспечивает более медленную скорость для работы на ферме (например, измельчение кормов), чем требуется для приведения в действие молотилки ( например).
Коленчатый вал приводит в действие насос подачи воды котла , который забирает воду из бочки, расположенной рядом с двигателем. Многие двигатели имеют простой, но эффективный нагреватель питательной воды , который работает, вдувая небольшую часть отработанного пара в бочку с водой. Бочка также действует как маслоотделитель. Масло в отработанном паре поднимается в верхнюю часть бочки и может быть снято.
Высокий дымоход обеспечивает хорошую тягу для огня. Чтобы преодолеть препятствия наверху, дымоход подвешен на петлях у основания и складывается для транспортировки и хранения. Обычно в конце топки предусмотрен кронштейн подходящей формы для поддержки дымохода в сложенном состоянии.
Большинство конструкций оснащены четырьмя колесами и не имеют никакой подвески. Первые переносные модели имели деревянные колеса, но по мере того, как двигатели становились мощнее (и тяжелее), вместо них устанавливались изготовленные из стали колеса.
«Передние» колеса обычно меньше задних. Это связано с тем, что они установлены на поворотной передней каретке под дымовой коробкой, и большие колеса могли бы ударить по котлу, когда двигатель поворачивал за угол. Дополнительным бонусом является возможность установки маховика большего диаметра , что обеспечивает более стабильную выходную мощность.
Многие переносные двигатели сохранились до сих пор, поскольку они были построены в больших количествах и отправлены во многие отдаленные уголки Земли. Значительное их количество было сохранено, и многие 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 приемлемом состоянии: ремонт котла может быть очень дорогим; замена котла тем более.)
Обычно можно увидеть работающие переносные двигатели на тяговых локомотивных ралли и паровых фестивалях. Например, на Большой Дорсетской паровой ярмарке переносные двигатели можно найти в соответствующих демонстрационных зонах, приводящих в движение пилорамы, молотилки, камнедробилки и другое современное оборудование.
Многочисленные сельскохозяйственные и промышленные музеи включают в свои коллекции переносные двигатели.
То, что считается старейшим сохранившимся продуктом Marshall , заводской номер 415, 2,5- сильный переносной двигатель 1866 года, можно увидеть в Музее технологий Турона (Музей электроэнергетики) в Новом Южном Уэльсе . Этот двигатель также является старейшим задокументированным переносным двигателем в Австралии. [10]
