Стационарный двигатель — это двигатель , каркас которого не движется. Они используются для приведения в действие неподвижного оборудования, такого как насосы , генераторы , мельницы или заводские машины, или канатные дороги . Термин обычно относится к большим неподвижным поршневым двигателям , в основном стационарным паровым двигателям и, в некоторой степени, стационарным двигателям внутреннего сгорания . Другие большие неподвижные источники энергии, такие как паровые турбины , газовые турбины и большие электродвигатели , классифицируются отдельно.
Стационарные двигатели были широко распространены в эпоху, когда каждая фабрика или завод вырабатывали собственную электроэнергию, а передача энергии была механической (через линейные валы , ремни , зубчатые передачи и сцепления ). Применение стационарных двигателей сократилось с тех пор, как электрификация стала широко распространенной; большинство промышленных применений сегодня получают электроэнергию из электросети и распределяют ее между различными отдельными электродвигателями.
Двигатели, которые работают в одном месте, но могут быть перемещены в другое место для дальнейшей эксплуатации, называются переносными двигателями . Хотя стационарные и переносные двигатели являются «стационарными» (не двигаются) во время работы, предпочтительное использование (для ясности) сохраняет термин «стационарный двигатель» для постоянно неподвижного типа, а «переносной двигатель» — для мобильного типа.
Плоский ремень можно использовать для соединения двигателя с мельницей или кукурузной мельницей. Эти машины популярны на выставках старых двигателей. Кукурузные мельницы снимают кукурузу с початка и перемалывают ее в корм для животных. Мукомольные мельницы производят муку.
До появления электричества и формирования общенациональных электросетей стационарные двигатели широко использовались для маломасштабной выработки электроэнергии . В то время как крупные электростанции в городах использовали паровые турбины или высокоскоростные поршневые паровые двигатели , в сельской местности двигатели внутреннего сгорания на бензине/газе , парафине/керосине и мазуте были дешевле в покупке, установке и эксплуатации, поскольку их можно было быстро запускать и останавливать для удовлетворения спроса, оставлять работающими без присмотра в течение длительных периодов времени и не требовали большого количества специального инженерного персонала для эксплуатации и обслуживания. Благодаря своей простоте и экономичности двигатели с горячим шариком были популярны для высокомощных применений, пока дизельный двигатель не занял их место с 1920-х годов. Меньшие агрегаты, как правило, работали на двигателях с искровым зажиганием, которые были дешевле в покупке и требовали меньше места для установки.
Большинство двигателей конца 19-го и начала 20-го веков работали на слишком низких скоростях, чтобы напрямую приводить в действие динамо-машину или генератор переменного тока . Как и другое оборудование, генератор приводился в движение маховиком двигателя с помощью широкого плоского ремня. Шкив генератора был намного меньше маховика, что обеспечивало требуемый эффект «передачи». Более поздние двигатели с искровым зажиганием, разработанные в 1920-х годах, могли напрямую соединяться.
До 1930-х годов большинство сельских домов в Европе и Северной Америке нуждались в собственном генерирующем оборудовании, если было установлено электрическое освещение . Двигатели часто устанавливались в специальном «машинном отделении», которое обычно представляло собой пристройку, отдельную от главного дома, чтобы уменьшить помехи от шума двигателя. В машинном отделении размещались двигатель, генератор, необходимые распределительные устройства и предохранители , а также запас топлива для двигателя и обычно специальное помещение для мастерской с оборудованием для обслуживания и ремонта двигателя. Богатые домохозяйства могли позволить себе нанять специального инженера для обслуживания оборудования, но по мере того, как спрос на электроэнергию распространялся на небольшие дома, производители выпускали двигатели, которые требовали меньшего обслуживания и не требовали специальной подготовки для работы.
Подобные генераторные установки также использовались в промышленных комплексах и общественных зданиях — везде, где требовалось электричество, но не было доступа к электросети.
Большинство стран Запада завершили масштабную электрификацию сельской местности в годы после Второй мировой войны , сделав индивидуальные электростанции устаревшими для использования на передовой. Однако даже в странах с надежным сетевым электроснабжением многие здания по-прежнему оснащены современными дизельными генераторами для аварийного использования, например, в больницах и насосных станциях . Эта сеть генераторов часто является важной частью стратегии национальной электроэнергетической системы для преодоления периодов высокого спроса.
Развитие систем водоснабжения и удаления сточных вод потребовало создания множества насосных станций . В них для привода одного или нескольких насосов используется некоторая форма стационарного двигателя (парового для более ранних установок) , хотя в настоящее время более традиционно используются электродвигатели .
Для каналов особая область применения касалась питания судоподъемников и наклонных плоскостей . Где это было возможно, они были организованы для использования воды и гравитации в сбалансированной системе, но в некоторых случаях для работы системы требовался дополнительный ввод мощности от стационарного двигателя. Подавляющее большинство из них было построено (и во многих случаях снова снесено) до того, как паровые двигатели были вытеснены альтернативами внутреннего сгорания.
Промышленные железные дороги в карьерах и шахтах использовали канатные дороги, основанные на идее наклонной плоскости , а некоторые ранние пассажирские железные дороги в Великобритании были спроектированы с использованием длинных канатных путей для преодоления крутых уклонов.
Для первой настоящей железной дороги, Ливерпуль и Манчестер 1830 года, было неясно, будет ли работать локомотивная тяга, и железная дорога была спроектирована с крутыми уклонами 1 из 100, сосредоточенными по обе стороны Рейнхилла , на всякий случай. Если бы была необходима протяжка кабеля, то потребовались бы неудобные и трудоемкие маневровые работы для присоединения и отсоединения кабелей. Градиенты Рейнхилла не оказались проблемой, и в этом случае локомотивная тяга была определена как новая технология с большим потенциалом для дальнейшего развития.
Более крутые 1 из 50 уклонов от Ливерпуля до доков обслуживались канатной тягой в течение нескольких десятилетий, пока локомотивы не были усовершенствованы. Канатная тяга продолжала использоваться там, где уклоны были еще круче.
Канатная тяга оказалась жизнеспособной там, где уклоны были исключительно крутыми, например, 1 из 8 уклонов железной дороги Кромфорд и Хай-Пик, открытой в 1830 году. Канатные дороги обычно имеют два пути с загруженными вагонами на одном пути, частично уравновешенными пустыми вагонами на другом, чтобы минимизировать затраты топлива для стационарного двигателя. Были разработаны различные виды зубчатых железных дорог , чтобы преодолеть недостаток трения обычных локомотивов на крутых уклонах.
Первоначально все эти ранние установки стационарных двигателей работали на паре.
Многие паровые ралли , такие как Great Dorset Steam Fair , включают в себя выставочную секцию для стационарных двигателей внутреннего сгорания, для чего определение обычно расширяется, чтобы включить любой двигатель, который не был предназначен в первую очередь для движения транспортного средства. Таким образом, многие из них на самом деле являются переносными двигателями , либо новыми, либо переоборудованными путем установки на колесную тележку для удобства транспортировки, и могут также включать такие вещи, как морские или бортовые вспомогательные силовые установки и двигатели, снятые с оборудования, такого как газонокосилки. Эти двигатели были восстановлены частными лицами и часто выставляются в работе, приводя в действие водяные насосы, электрогенераторы, ручные инструменты и тому подобное.
В Великобритании мало музеев, где посетители могут увидеть стационарные двигатели в работе. Во многих музеях есть один или несколько двигателей, но лишь немногие специализируются на стационарных двигателях внутреннего сгорания. Среди них — Музей внутреннего огня в Уэльсе и Музей двигателей Энсона в Чешире. В Рабочем музее Эмберли в Западном Суссексе также есть несколько двигателей, как и в Музее паровых двигателей Кью-Бридж в Лондоне.
