Silnik na chybił trafił


Zachowany silnik na chybił trafił: 1917 Amanco 2 + 1 ⁄ 4 KM (1,7 kW) „Hired Man”

Silnik typu hit-and-miss lub Hit 'N' Miss to rodzaj stacjonarnego silnika spalinowego , który jest kontrolowany przez regulator , aby strzelał tylko z określoną prędkością. Zwykle są to 4-suwowe, ale powstały wersje 2-suwowe. Został wymyślony pod koniec XIX wieku i produkowany przez różne firmy od lat 90. XIX wieku do około lat czterdziestych XX wieku. Nazwa pochodzi od kontroli prędkości w tych silnikach: odpalają („uderzają”) tylko wtedy, gdy działają z ustawioną prędkością lub poniżej niej, i pracują bez odpalania („chybienie”), gdy przekraczają ustawioną prędkość. To w porównaniu z " przepustnica ” metoda kontroli prędkości. Dźwięk wydawany, gdy silnik pracuje bez obciążenia, to charakterystyczny „Pryśnięcie POP łouuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuuu parsknięcie POP”, gdy silnik uruchamia się, a następnie wybiegiem, aż prędkość spadnie i ponownie zapali się, aby utrzymać swoją przy średniej prędkości Parskanie jest spowodowane przez atmosferyczny zawór wlotowy stosowany w wielu z tych silników.

Wielu producentów silników produkowało silniki chybione podczas ich szczytowego wykorzystania - od około 1910 do wczesnych lat 30. XX wieku, kiedy zaczęto je zastępować bardziej nowoczesnymi konstrukcjami. Jednymi z największych producentów silników byli Stover, Hercules , International Harvester (McCormick Deering), John Deere (Waterloo Engine Works) , Maytag i Fairbanks Morse .

W kanadyjskich prowincjach atlantyckich , głównie w Nowej Fundlandii , silniki te były znane w potocznej rozmowie jako silniki typu „make and break”. Głównym zastosowaniem było tutaj napędzanie tradycyjnych łodzi użytkowych i rybackich w stylu skiff .

Budowa

To jest montaż wideo silników Otto pracujących na zjeździe młocarni parowych w zachodniej Minnesocie ( WMSTR ) w Rollag w stanie Minnesota. Jest to rodzaj silnika typu trafienie i chybienie. (2min 16sek, 320x240, 340kbit/s wideo)

Silnik typu hit-and-miss to rodzaj silnika z kołem zamachowym . Silnik z kołem zamachowym to silnik, który ma duże koło zamachowe lub zestaw kół zamachowych połączonych z wałem korbowym . Koła zamachowe utrzymują prędkość obrotową silnika podczas cykli pracy silnika, które nie wytwarzają napędzających sił mechanicznych. Koła zamachowe magazynują energię podczas suwu spalania i dostarczają zmagazynowaną energię do obciążenia mechanicznego podczas pozostałych trzech suwów tłoka. Kiedy projektowano te silniki, technologia była mniej zaawansowana, a producenci wytwarzali wszystkie części bardzo duże. Typowy silnik o mocy 6 koni mechanicznych (4,5 kW) waży około 1000 funtów (454 kg). Zazwyczaj materiał na wszystkie istotne części silnika był żeliwo . Małe elementy funkcjonalne zostały wykonane ze stali i obrobione z dokładnością.

Układ paliwowy silnika awaryjnego składa się ze zbiornika paliwa, przewodu paliwowego, zaworu zwrotnego i mieszalnika paliwa. Zbiornik paliwa najczęściej zawiera benzynę , ale wielu użytkowników uruchamiało silniki z benzyną, a następnie przechodziło na tańsze paliwo, takie jak nafta lub olej napędowy . Przewód paliwowy łączy zbiornik paliwa z mikserem. Wzdłuż przewodu paliwowego zawór zwrotny zapobiega cofaniu się paliwa do zbiornika pomiędzy skokami spalania. Mikser tworzy odpowiednią mieszankę paliwowo-powietrzną za pomocą zaworu iglicowego przymocowany do obciążonego lub sprężynowego tłoka, zwykle w połączeniu z amortyzatorem olejowym .

Obsługa miksera jest prosta, zawiera tylko jedną ruchomą część, jaką jest zawór iglicowy. Chociaż są wyjątki, mikser nie przechowuje paliwa w żadnej misce. Paliwo jest po prostu podawane do mieszalnika, gdzie dzięki działaniu zasady Bernoulliego jest samoczynnie odmierzane w zwężce Venturiego utworzonej pod dociążonym tłokiem przez działanie dołączonego zaworu iglicowego, metodą stosowaną do dziś w gaźniku SU .

Iskry potrzebne do zapłonu mieszanki paliwowej są wytwarzane przez świecę zapłonową lub urządzenie zwane zapalnikiem . Gdy używana jest świeca zapłonowa, iskra była generowana przez magneto lub cewkę drżącą (lub „brzęczącą”). Cewka brzęcząca wykorzystuje energię akumulatora do generowania ciągłej serii impulsów wysokiego napięcia, które są podawane do świecy zapłonowej. Do zapłonu zapalnikiem albo bateria i cewka jest używany lub używany jest magneto „niskiego napięcia”. W przypadku zapłonu z akumulatora i cewki akumulator jest połączony szeregowo z cewką z drutu i stykami zapalnika. Gdy styki zapalnika są zwarte (styki znajdują się wewnątrz komory spalania), prąd elektryczny przepływa przez obwód. Kiedy styki są otwierane przez mechanizm rozrządu, na stykach generowana jest iskra, która zapala mieszankę. Gdy używany jest magneto niskiego napięcia (w rzeczywistości niskonapięciowy generator wysokoprądowy), moc wyjściowa magneto jest podawana bezpośrednio do punktów zapłonu i generowana jest iskra, tak jak w przypadku akumulatora i cewki.

Z wyjątkiem bardzo dużych przykładów, smarowanie było prawie zawsze ręczne. Łożyska główne wału korbowego i łożysko korbowodu na wale korbowym mają na ogół miskę smaru — mały pojemnik (miskę) wypełniony smarem i przykręcaną pokrywę.


Typowa olejarka silnikowa. To jest jeden wykonany przez Lunkenheimera

Mocniejsze dokręcenie pokrywy powoduje wypchnięcie smaru z dna miseczki do łożyska. Niektóre wczesne silniki mają tylko otwór w pokrywie odlewu łożyska, przez który operator wtryskuje olej smarowy podczas pracy silnika. Tłok jest smarowany przez olejarkę kroplową, która w sposób ciągły podaje krople oleju na tłok. Nadmiar oleju z tłoka wypływa z cylindra do silnika i ostatecznie na ziemię. Olejarkę kroplową można ustawić tak, aby kapała szybciej lub wolniej, w zależności od potrzeby smarowania, podyktowanej tym, jak ciężko pracuje silnik. Pozostałe ruchome elementy silnika były smarowane olejem, który operator silnika musiał okresowo smarować podczas pracy silnika.

Praktycznie wszystkie silniki typu „hit-and-miss” mają „otwartą korbę”, to znaczy nie mają zamkniętej skrzyni korbowej . Wał korbowy, korbowód, wałek rozrządu zębate , regulator itp. są całkowicie odsłonięte i można je oglądać podczas pracy silnika. Powoduje to bałagan w środowisku, ponieważ olej i czasami smar są wyrzucane z silnika, a olej spływa na ziemię. Inną wadą jest to, że brud i kurz mogą dostać się na wszystkie ruchome części silnika, powodując nadmierne zużycie i awarie silnika. Częste czyszczenie silnika jest zatem wymagane, aby utrzymać go w dobrym stanie technicznym.

Chłodzenie większości silników typu „hit-and-miss” odbywa się poprzez chłodzenie leja z wodą w otwartym zbiorniku. Istniała niewielka część silników o małej i ułamkowej mocy, które były chłodzone powietrzem za pomocą wbudowanego wentylatora. Silnik chłodzony wodą ma wbudowany zbiornik (większe silniki zwykle nie mają zbiornika i wymagają podłączenia do dużego zewnętrznego zbiornika wody chłodzącej za pomocą połączeń rurowych na cylindrze). Zbiornik wody obejmuje obszar wokół cylindra oraz głowicę cylindra (w większości przypadków) oraz zbiornik zamontowany lub odlany nad cylindrem. Gdy silnik pracuje, podgrzewa wodę. Chłodzenie odbywa się poprzez parowanie wody i odprowadzanie ciepła z silnika. Kiedy silnik pracuje pod obciążeniem przez pewien czas, często zdarza się, że woda w zbiorniku się gotuje. Od czasu do czasu konieczna jest wymiana utraconej wody. Zagrożeniem związanym z konstrukcją chłodzoną wodą jest zamarzanie w niskich temperaturach. Wiele silników zostało zniszczonych, gdy zapominalski operator zaniedbał spuszczenie wody, gdy silnik nie był używany, a woda zamarzła i złamała żeliwne części silnika. Jednak firma New Holland opatentowała zbiornik w kształcie litery V, dzięki czemu rozszerzający się lód wypychał go do większej przestrzeni, zamiast rozbijać zbiornik. Naprawy płaszcza wodnego są powszechne w wielu nadal istniejących silnikach.

Projekt

Były to proste silniki w porównaniu z nowoczesną konstrukcją silnika. Jednak zawierają innowacyjne projekty w kilku obszarach, często w celu obejścia naruszenia patentu na określony komponent. Dotyczy to zwłaszcza wojewody. Gubernatory są odśrodkowe , wahadłowe, obrotowe i wiele innych. Mechanizm siłownika regulujący prędkość jest również różny w zależności od istniejących patentów i zastosowanego regulatora. Patrz, na przykład, patenty USA 543 157 z 1895 r. lub 980 658 z 1911 r. Niezależnie od tego, jak to się udało, regulator ma jedno zadanie - kontrolować prędkość obrotową silnika. W nowoczesnych silnikach moc wyjściowa jest kontrolowana przez dławienie przepływu powietrza przez wlot za pomocą przepustnicy ; jedynym wyjątkiem są diesle i silniki benzynowe Valvetronic .

Jak działają silniki na chybił trafił

Zawór dolotowy w silnikach typu hit-and-miss nie ma siłownika; zamiast tego lekka sprężyna utrzymuje zawór wlotowy w pozycji zamkniętej, chyba że podciśnienie w cylindrze go otworzy. To podciśnienie występuje tylko wtedy, gdy zawór wydechowy jest zamknięty podczas ruchu tłoka w dół. Kiedy silnik typu „hit-and-miss” pracuje powyżej ustawionej prędkości, regulator utrzymuje otwarty zawór wydechowy, zapobiegając podciśnieniu w cylindrze i powodując, że zawór dolotowy pozostaje zamknięty, przerywając w ten sposób cykl Otto mechanizm spustowy. Kiedy silnik pracuje z ustawioną prędkością lub poniżej, regulator pozwala na zamknięcie zaworu wydechowego. Podczas następnego suwu w dół podciśnienie w cylindrze otwiera zawór dolotowy i pozwala na przedostanie się mieszanki paliwowo-powietrznej. Mechanizm ten zapobiega zużyciu paliwa podczas suwu ssania w cyklach „chybionych”.

Objaśnienie wideo na temat działania silnika trafienia i chybienia można znaleźć tutaj

Stosowanie

Pompa do śmieci Jaeger używana do pompowania brudnej (śmieciowej) wody. Posiada silnik Hercules o mocy 2,5 KM (1,9 kW). To jest przykład zintegrowanej funkcji silników typu „hit-and-miss” (tj. bez paska)

Silniki typu „hit-and-miss” wytwarzały moc wyjściową od 1 do około 100 koni mechanicznych (0,75–75 kW). Silniki te pracują wolno — zazwyczaj od 250 obrotów na minutę (obr/min) w przypadku silników o dużej mocy do 600 obr./min w przypadku silników o małej mocy. Napędzały pompy do uprawy, piły do ​​cięcia drewna, generatory do elektryczności na obszarach wiejskich, sprzętu rolniczego i wielu innych zastosowań stacjonarnych. Niektóre były montowane na betoniarkach. Silniki te napędzały również niektóre wczesne pralki. Były narzędziem oszczędzającym siłę roboczą w gospodarstwach rolnych i pomagały rolnikom osiągnąć znacznie więcej niż mogli wcześniej.

Silnik był zwykle przymocowany do urządzenia za pomocą szerokiego płaskiego paska, zwykle o szerokości od 2 do 6 cali (5 do 15 cm). Płaski pasek był napędzany przez koło pasowe silnika, które było przymocowane do koła zamachowego lub do wału korbowego. Koło pasowe zostało specjalnie wykonane, aby mieć obwód lekko zwężający się od środka do każdej krawędzi (jak w nadmiernie napompowanej oponie samochodowej), tak aby środek koła pasowego miał nieco większą średnicę. Dzięki temu płaski pas znajdował się pośrodku koła pasowego.

Zastąpienie silnikami sterowanymi przepustnicą

W latach trzydziestych XX wieku powszechne stały się bardziej zaawansowane silniki. Silniki z kołem zamachowym są niezwykle ciężkie w stosunku do wytwarzanej mocy i pracują z bardzo małymi prędkościami. Starsze silniki wymagały wielu czynności konserwacyjnych i nie można ich było łatwo zintegrować z aplikacjami mobilnymi.

Pod koniec lat dwudziestych International Harvester miał już silnik model M, który był zamkniętą wersją silnika z kołem zamachowym. Następnym krokiem był model LA, który był całkowicie zamkniętym silnikiem (z wyjątkiem układu zaworowego) wyposażonym w samosmarowanie (olej w skrzyni korbowej), niezawodny zapłon świecą zapłonową, szybsze działanie (do około 750-800 obr./min) a przede wszystkim lekki w porównaniu z poprzednimi generacjami. Podczas gdy model LA o mocy 1½ KM (1,1 kW) nadal ważył około 150 funtów (68 kg), był znacznie lżejszy niż silnik modelu M 1½ KM, który mieści się w zakresie 300-350 funtów (136–159 kg). Później wyprodukowano nieco ulepszony LA, LB. Modele M, LA i LB są sterowane przepustnicą. Z biegiem czasu coraz więcej producentów silników przeniosło się na silnik z zamkniętą skrzynią korbową. Firmy lubią Briggs and Stratton produkowali również lekkie silniki chłodzone powietrzem w zakresie od 1/2 do 2 KM (0,37 - 1,5 kW) i używali znacznie lżejszych materiałów. Silniki te pracują również przy znacznie wyższych prędkościach (do około 2000-4000 obr./min), a zatem wytwarzają więcej mocy dla danego rozmiaru niż silniki z wolnym kołem zamachowym.

Większość produkcji silników z kołem zamachowym zaprzestano w latach czterdziestych XX wieku, ale nowoczesne silniki tego typu są nadal używane w zastosowaniach, w których pożądana jest niska prędkość, głównie w zastosowaniach na polach naftowych , takich jak podnośniki pompowe . Konserwacja jest mniejszym problemem w przypadku nowoczesnych silników z kołem zamachowym niż starszych ze względu na ich zamknięte skrzynie korbowe i bardziej zaawansowane materiały.

Ochrona

Tysiące nieużywanych silników z kołem zamachowym zostało złomowanych w żelaznych i stalowych napędach podczas II wojny światowej — ale wiele z nich przetrwało i zostało przywróconych do stanu używalności przez entuzjastów. Liczne zachowane losowe lokomotywy można zobaczyć w akcji na pokazach zabytkowych lokomotyw (które często posiadają również zabytkowe traktory), a także w stacjonarnej części parowozowej jarmarków parowych , zlotów pojazdów zabytkowych i jarmarków powiatowych.

Zobacz też

Kontrola bang-bang

  •   Wendel, CH (1983). Amerykańskie silniki benzynowe od 1872 roku . grzebień. ISBN 0-912612-22-3 .

Linki zewnętrzne

Pobrano z „ https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hit-and-miss_engine&oldid=1112436306 ”