Балочный двигатель Grasshopper - Grasshopper beam engine

Немецкий стационарный паровозик 1847 г.

Двигатели Grasshopper Beam находятся балочные двигатели которые повернуты на одном конце, а не в центре.

Обычно шатун к коленчатому валу ставится между поршень и стержень балки.[1] То есть они используют рычаг второго класса, а не обычный первоклассный рычаг.

Происхождение

Уильям Мердок Модель паровоза 1784 г.

Первый зарегистрированный пример луча кузнечика был Уильям Мердок Модель парового экипажа 1784 года.[2] Луч предложил ничтожно малый механическое преимущество и, похоже, использовался в основном вместо крейцкопф, за то, что было фактически возвратный шатун двигателя. Американский инженер Оливер Эванс нарисовал в 1801 году судовой двигатель с кузнечиком высокого давления,[примечание 1] а в 1805 г. построил Оруктор Амфиболос, амфибия земснаряд.[2]

Почти все двигатели кузнечиков помещали коленчатый вал между поршнем и стержнем балки. Это позволяет иметь больший ход поршня и более короткий ход кривошипа, хотя и с большей силой. Это было выгодно для первых паровых двигателей низкого давления.[заметка 2] которые имели ограниченное усилие цилиндра, но могли увеличить свою мощность, используя более длинный цилиндр. За некоторыми исключениями, лодки американцев Оливера Эванса и Финеас Дэвис Локомотивы Grasshopper изменили это положение и поместили цилиндр между осью и кривошипом: рычаг третьего класса.

Многие двигатели кузнечиков были построены как стационарные двигатели. Несколько заметных ранних паровозы использовали лучевые двигатели, все они были по образцу кузнечика. Скорее больше двигателей кузнечиков было построено как судовые двигатели.

Судовые двигатели

Двигатель морской кузнечик

Одним из наиболее важных применений кузнечикового двигателя был судовой двигатель для пароходы. После неудачных экспериментов Эванса с Оруктор Амфиболос, первый успешный двигатель кузнечика был первым коммерчески успешным пароход, то PSКомета 1812 г.[3] В морской эксплуатации двигатель кузнечика получил название полурычажный двигатель[заметка 3] и использовал пару низко установленных рычагов, по одному с каждой стороны цилиндра. Это дало низкий центр тяжести за устойчивость и высокий коленчатый вал, подходит для привода гребных колес. Конструктор двигателя Кометы, Генри Белл, разработал образец двигателя, который будет широко использоваться для пароходов в течение следующих полувека.[3]

Стационарные двигатели

В отличие от тяжелой кладки машинный зал Используемая для поддержки балки и оси обычного балочного двигателя, балка с кузнечиком поворачивалась на качающемся звене. В шатун переносился непосредственно на балке и перемещался по прямой вертикально, а стержень балки слегка перемещался вбок на своем звене, чтобы обеспечить это.[примечание 4] Это упростило потребность в параллельное движение на штоке поршня. Таким образом, двигатели Grasshopper были легче, чем обычные балочные двигатели, и их можно было строить полностью на заводах, вместо того, чтобы требовать значительных монтажных работ на месте. Это стимулировало использование двигателей типа «кузнечик» для двигателей меньшего размера. Некоторые производители, в частности Истон и Амос из Southwark, специализирующаяся на таких двигателях. Многие использовались для откачки, но не для питание больших мельниц.

Выжившие стационарные двигатели

Паровозы Grasshopper

Пыхтеть Билли
Балтимор и Огайо кузнечик Атлантический

Примечания

  1. ^ Концепция, похожая на Trevithick Локомотив высокого давления того же периода.
  2. ^ Хотя в свое время их называли двигателями высокого давления, по сравнению с более ранними атмосферные двигатели, эти низкие давления вскоре были заменены после развития цилиндрических дымовой котел.
  3. ^ Морской аналог лучевого двигателя, называемый «рычажным двигателем».
  4. ^ Когда шатунная шейка движется по дуге относительно оси шарнира, их горизонтальное расстояние неизбежно изменяется. В двигателе Watt движение параллельных звеньев позволяет это сделать, позволяя цилиндру и оси поворота оставаться на месте. В кузнечике качающееся звено позволяет балке немного перемещаться вокруг цилиндра и шатунной шейки, которые остаются в той же вертикальной плоскости.

Рекомендации

  1. ^ Кроули, Т. (1982). Лучевой двигатель. Издательство Senecio. С. 95–96. ISBN  0-906831-02-4.
  2. ^ а б Semmens, P.W.B .; Голдфинч, А.Дж. (2003) [2000]. Как на самом деле работают паровозы. Оксфорд: Oxford University Press. п. 97. ISBN  978-0-19-860782-3.
  3. ^ а б Риппон, командир П.М., Р.Н. (1998). Эволюция инженерии в Королевском флоте. Том 1: 1827-1939. Spellmount. С. 19–20. ISBN  0-946771-55-3.
  4. ^ Кроули 1982, стр. 64–65
  5. ^ Кроули 1982, стр.67
  6. ^ Кроули 1982, стр.75
  7. ^ Кроули 1982, стр. 95–96
  8. ^ Кроули 1982, стр.99
  9. ^ Кроули 1982, стр.102
  10. ^ Кроули 1982, стр.109
  11. ^ Снелл, Дж. Б. (1964). Ранние железные дороги. Вайденфельд и Николсон. п. 38.
  12. ^ Кинерт, Рид (1962). "VI: У" кузнечиков "свой день". Ранние американские паровозы. Superior Publishing. стр.53, 56.