Лучевые двигатели Grasshopper — это лучевые двигатели , которые вращаются на одном конце, а не в центре.
Обычно шатун коленчатого вала располагается между поршнем и осью балки. [1] То есть, они используют рычаг второго рода , а не обычный рычаг первого рода.
Первым зарегистрированным примером балки-кузнечика была модель паровой повозки Уильяма Мердока 1784 года. [2] Балка давала незначительное механическое преимущество и, по-видимому, использовалась в основном вместо траверсы , для того, что фактически было двигателем с возвратным шатуном . Американский инженер Оливер Эванс спроектировал высоконапорный морской двигатель-кузнечик в 1801 году, [примечание 1] и в 1805 году построил Oruktor Amphibolos , земснаряд -амфибию . [2]
Почти все двигатели Grasshopper размещали коленчатый вал между поршнем и осью балки. Это позволяло использовать длинный ход поршня и более короткий ход кривошипа, хотя и с большей силой. Это было выгодно для ранних паровых двигателей низкого давления [примечание 2] , которые имели ограниченную силу цилиндра, но могли увеличить свою мощность, используя более длинный цилиндр. Несколько исключений, такие как лодки американцев Оливера Эванса и локомотивы Grasshopper Финеаса Дэвиса , изменили это и разместили цилиндр между осью и кривошипом: рычаг третьего рода.
Многие двигатели «Кузнечик» были построены как стационарные двигатели . Несколько известных ранних паровозов использовали балочные двигатели, все из которых были по образцу «Кузнечик». Гораздо больше двигателей «Кузнечик» были построены как морские двигатели .
Одним из наиболее важных применений двигателя кузнечика было его использование в качестве морского двигателя для колесных пароходов . После неудачных экспериментов Эванса с Oruktor Amphibolos первым успешным двигателем кузнечика стал двигатель первого коммерчески успешного парохода PS Comet 1812 года. [3] В морском использовании двигатель кузнечика назывался двигателем «полурычага» [примечание 3] и использовал пару низко расположенных рычагов, по одному с каждой стороны цилиндра. Это обеспечивало низкий центр тяжести для устойчивости и высокий коленчатый вал, подходящий для приведения в действие гребных колес. Конструктор двигателя Comet Генри Белл создал образец для двигателя, который будет широко использоваться для колесных пароходов в течение следующего полувека. [3]
В отличие от тяжелого каменного корпуса двигателя, используемого для поддержки балки и шарнира обычного балочного двигателя, балка Grasshopper вращалась на качающемся звене. Шатунный палец переносился непосредственно балкой и перемещался по прямой линии вертикально, шарнир балки слегка перемещался вбок на своем звене, чтобы обеспечить это. [примечание 4] Это упростило необходимость в параллельном движении звена на поршневом штоке. Таким образом, двигатели Grasshopper были легче обычных балочных двигателей и могли быть полностью построены на заводах, а не требовали значительных монтажных работ, выполняемых на месте. Это способствовало использованию двигателей Grasshopper для двигателей меньшего размера. Некоторые производители, в частности Easton & Amos из Southwark , специализировались на таких двигателях. Многие из них использовались для перекачивания, но не для питания больших мельниц .