Войти
Поздняя генераторная установка, установленная в 1988 году 
Ранний горизонтальный двигатель с динамо-машиной с прямым соединением Высокоскоростной паровые машины были одной из последних разработок стационарной паровой машины. Они работали с высокой скоростью, несколько сотен оборотов в минуту, что требовалось для таких задач, как выработка электроэнергии.
Двигатель Питера Братства около 1900 года, поставленный на Королевский флот для бортового поколения У них есть две основные характеристики:
Это также приводило к ряду вторичных характеристик. Хотя они не соответствовали типу или всегда имели место, они были широко распространены:
Высокая скорость не требовалась для выработки электроэнергии на крупнейших заводах в городе. Поскольку эти установки обязательно были большими, они также могли использовать динамо большого диаметра с множеством полюсов. Это дало необходимую линейную скорость (в проходящих полюсах / время) для более низкой скорости вращения вала.
Эти двигатели производились с простыми или составными рабочими циклами. Примеры меньшего размера обычно были простыми, поскольку трудности достижения хорошего регулирования перевешивали эффективность компаундирования. Высокоскоростные двигатели заработали репутацию расточительных. Для более мощных двигателей экономия топлива была оправданной, и были использованы сложные конструкции, такие как двигатель Willans.
Они также использовали широкий ассортимент клапанов. Примеры с золотниковыми или поршневыми клапанами были обычными. Многоцилиндровые двигатели одностороннего действия обычно имеют один поршневой клапан между двумя цилиндрами, либо между цилиндрами, либо по горизонтали над ними.
Клапан, приводящий в действие эти клапаны, обычно был простым, предназначенным только для работы на одной скорости, в в одном направлении, при достаточно постоянной нагрузке. Хотя эти двигатели были современниками сложных и эффективных клапанных механизмов, таких как Corliss, эти управляющие клапаны не могли работать достаточно быстро.
Типичный горизонтальный двигатель с компактной рамой 
Belliss Morcom одноцилиндровый двигатель 
Автоматический регулятор Эймса с центробежным грузом и листовой пружиной Ключевым требованием для высокоскоростного парового двигателя было точное управление постоянной скоростью даже при быстро меняющаяся нагрузка. Хотя управление паровыми двигателями с помощью центробежного регулятора восходит к Ватту, этого управления было недостаточно. Эти ранние регуляторы управляли дроссельной заслонкой для управления потоком пара в двигатель. Это дает неадекватно чувствительный контроль постоянной скорости, необходимой для выработки электроэнергии.
Решением, разработанным для высокоскоростных паровых машин, был «автоматический» регулятор. Вместо того, чтобы контролировать расход пара, он управлял синхронизацией или «отсечкой » впускных клапанов. Этот регулятор находился между коленчатым валом и эксцентриком, приводящим в действие шестерню клапана. Его часто делали как часть маховика двигателя. Центробежный грузик в регуляторе двигался против пружины с возрастающей скоростью. Это привело к смещению эксцентрика по отношению к кривошипу, изменению фаз газораспределения и преждевременному отключению. Поскольку этот элемент управления действовал непосредственно на порт цилиндра, а не через длинную трубу от дроссельной заслонки, он мог быть очень быстродействующим.
Секция закрытого двигателя со смазкой разбрызгиванием Смазка разбрызгиванием : Смазка первых высокоскоростных двигателей, таких как Ideal ( Горизонтальный двигатель с открытым коленчатым валом) смазывались в результате развития систем, ранее широко распространенных на среднеоборотных стационарных двигателях. Масляные колпачки и многоточечные лубрикаторы могли достаточно хорошо смазывать подшипники вала, и даже самый неосторожный водитель двигателя или маслёнок мог увидеть одно смотровое стекло. Сложность заключалась в том, что на высокоскоростных двигателях масленки больше нельзя было устанавливать на движущиеся части, такие как крейцкопф или шатун. Любой масляный резервуар здесь будет взбалтываться движением, и такой обязательно небольшой запас также может быть недостаточной для двигателя, выполняющего столько работы в небольшом пространстве. Таким образом, больше внимания уделялось тщательности смазки, и движущиеся части, такие как шатунный шатун, подавались через отверстия через коленчатый вал из маслоснабжения, которые вращались, но не двигались, таких как основные подшипники. Центробежная сила также использовалась для распределения масла. Обычно высокоскоростные двигатели имели только один или два лубрикатора, так что обслуживание двигателя было более простой задачей и менее склонным к поломкам из-за простой небрежности и работы лубрикатора всухую.
Двухцилиндровые вертикальные двигатели одностороннего действия с закрытым картером. Регулятор можно увидеть внутри картера. С увеличением частоты вращения высокоскоростной двигатель эволюционировал в сторону своей развитой формы многоцилиндрового вертикального двигателя с закрытым картером. Также была тенденция к использованию поршней одностороннего действия. Это имело два преимущества: смазка могла обеспечиваться за счет обширной системы «разбрызгивания» внутри картера, которая также способствовала охлаждению, и, во-вторых, силы в двигателе одностороннего действия всегда действуют таким же образом, как сила сжатия вдоль картера. поршневой шток и шатун. Это означало, что даже если зазоры подшипника были относительно небольшими, подшипник всегда удерживался плотно. Подшипники с провисанием и, следовательно, свободным ходом допускаются. Примером такого двигателя могут быть двухцилиндровые двигатели Westinghouse. В этих двигателях использовался ствольный поршень , который используется сегодня в двигателях внутреннего сгорания, где нет отдельной траверсы, а поршневой палец шатуна перемещается вверх внутри самого поршня. Это обеспечивает очень компактную конструкцию, но, очевидно, требует поршня одностороннего действия. Основные подшипники коленчатого вала этого двигателя были снабжены отдельными масленками, которые стекали в поддон картера. Было обнаружено, что масло картера будет загрязнено водой из-за конденсированного пара и прорыва поршней. Был предусмотрен клапан для слива накопившегося конденсата из-под масла на дне глубокого отстойника.
Важная концепция подшипников двигателя началась с высокоскоростных паровых двигателей и теперь является важной частью двигателей внутреннего сгорания. Это одновременно надежная система смазки, а также позволяет использовать гидродинамические подшипники («масляный клин»), которые могут выдерживать более высокие нагрузки. Первые патенты на это были выданы Belliss Morcom в 1890 году на работу их рисовальщика Альберта Чарльза Пейна. Belliss Morcom предпочитала цилиндры двустороннего действия, чтобы производить двигатели наименьшего размера для заданной мощности; один из их основных рынков, как Peter Brotherhood, заключался в поставке генераторных установок Королевскому флоту для использования в машинном отделении военного корабля. Сложность двигателя двойного действия заключалась в том, что теперь направление сил в шатуне меняет направление между сжатием и растяжением, так что зазоры подшипников необходимо сделать более жесткими, чтобы избежать дребезжания. Беллисс и Морком разработали двухцилиндровый двигатель мощностью 20 л.с. при 625 об / мин, в котором использовался небольшой отдельный масляный насос для подачи масла под давлением в подшипники коленчатого вала через длинные просверленные отверстия в коленчатом валу. Это обеспечивало надежную смазку и охлаждение, а давление масляной пленки было достаточным для использования двигателей двойного действия с достаточным зазором для обеспечения свободного хода.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Высокоскоростные паровые машины. |
