Двигатель «попал-не попал»

Эта статья в значительной степени или полностью основана на одном источнике . Соответствующее обсуждение можно найти на странице обсуждения . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив ссылки на дополнительные источники . Найти источники:  "Hit-and-miss engine" – новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR ( январь 2010 г. )

Двигатель Hit-and-Miss или Hit 'N' Miss — это тип стационарного двигателя внутреннего сгорания , который управляется регулятором, чтобы он срабатывал только на заданной скорости. Обычно они 4-тактные, но также выпускались 2-тактные версии. Он был задуман в конце 19 века и производился различными компаниями с 1890-х по примерно 1940-е годы. Название происходит от управления скоростью на этих двигателях: они срабатывают («срабатывают») только при работе на заданной скорости или ниже и работают без срабатывания («промахиваются»), когда превышают заданную скорость. Это сравнивается с методом управления скоростью « дроссельной заслонкой». Звук, издаваемый при работе двигателя без нагрузки, — это характерный «Snort POP whush whush whush whush snort POP», когда двигатель срабатывает, а затем движется по инерции, пока скорость не уменьшится, и он снова срабатывает, чтобы поддерживать свою среднюю скорость. Фырканье вызывается атмосферным впускным клапаном, используемым во многих из этих двигателей.

Многие производители двигателей делали двигатели с перебоями во время их пикового использования — примерно с 1910 по начало 1930-х годов, когда более современные конструкции начали заменять их. Некоторые из крупнейших производителей двигателей были Stover, Hercules , International Harvester (McCormick Deering), John Deere (Waterloo Engine Works) , Maytag и Fairbanks Morse .

В канадских атлантических провинциях , в первую очередь в Ньюфаундленде , эти двигатели были известны в разговорной речи как двигатели «Make-and-Break». Основное применение здесь было для управления традиционными утилитарными и рыболовными судами в стиле скиф .

Двигатель hit-and-miss — это тип двигателя с маховиком . ^[1] Двигатель с маховиком — это двигатель, который имеет большой маховик или набор маховиков, соединенных с коленчатым валом . Маховики поддерживают скорость двигателя во время циклов двигателя, которые не создают движущих механических сил. Маховики запасают энергию на такте сгорания и передают запасенную энергию механической нагрузке на других трех тактах поршня. Когда проектировались эти двигатели, технологии были менее развиты, и производители делали все детали очень большими. Типичный двигатель мощностью 6 лошадиных сил (4,5 кВт) весит приблизительно 1000 фунтов (450 кг). Обычно материалом для всех значительных деталей двигателя был чугун . Небольшие функциональные детали изготавливались из стали и обрабатывались с допуском. ^[1]

Топливная система двигателя hit-and-miss состоит из топливного бака, топливопровода, обратного клапана и топливного смесителя. Топливный бак обычно содержит бензин , но многие пользователи запускали двигатели на бензине, а затем переходили на более дешевое топливо, такое как керосин или дизельное топливо . Топливная линия соединяет топливный бак со смесителем. Вдоль топливной линии обратный клапан не дает топливу течь обратно в бак между тактами сгорания. Смеситель создает правильную топливно-воздушную смесь с помощью игольчатого клапана, прикрепленного к утяжеленному или подпружиненному поршню, обычно в сочетании с масляным демпфером .

Работа смесителя проста; он содержит только одну подвижную часть — игольчатый клапан. Хотя есть исключения, смеситель не хранит топливо в какой-либо чаше. Топливо просто подается в смеситель, где из-за эффекта принципа Бернулли оно самоизмеряется в трубке Вентури, созданной под утяжеленным поршнем под действием прикрепленного игольчатого клапана, метод, используемый по сей день ^{[ когда? ]} в карбюраторе SU .

Искры для воспламенения топливной смеси создаются либо свечой зажигания , либо устройством, называемым воспламенителем . При использовании свечи зажигания искра генерируется либо магнето , либо катушкой тремблера (или «жужжащей»). Катушка зуммера использует энергию батареи для генерации серии высоковольтных импульсов, которые подаются на свечу зажигания. Для зажигания с помощью воспламенителя используются либо батарея и катушка , либо магнето «низкого напряжения». При зажигании с помощью батареи и катушки батарея подключается последовательно с проволочной катушкой и контактами воспламенителя. Когда контакты воспламенителя замкнуты (контакты находятся внутри камеры сгорания), электричество протекает по цепи. Когда контакты размыкаются механизмом синхронизации, между контактами возникает искра, которая воспламеняет смесь. При использовании магнето низкого напряжения (на самом деле низковольтного генератора высокого тока) выход магнето подается непосредственно на точки воспламенителя, и искра генерируется так же, как с помощью батареи и катушки.

За исключением очень больших образцов, смазка почти всегда была ручной. Коренные подшипники коленчатого вала и шатунный подшипник на коленчатом валу обычно имеют масленку — небольшой контейнер со смазкой и привинченной крышкой.

Когда крышка закручивается сильнее, смазка выдавливается из нижней части чашки в подшипник. Некоторые ранние двигатели имеют только отверстие в крышке литого подшипника, куда оператор впрыскивает смазочное масло во время работы двигателя. Поршень смазывается капельной масленкой, которая непрерывно подает капли масла на поршень. Избыточное масло из поршня вытекает из цилиндра на двигатель и в конечном итоге на землю. Капельную масленку можно отрегулировать так, чтобы она капала быстрее или медленнее в зависимости от необходимости смазки, определяемой тем, насколько интенсивно работает двигатель. Все остальные движущиеся компоненты двигателя смазывались маслом, которое оператор двигателя должен был периодически наносить во время работы двигателя.

Практически все двигатели hit-and-miss имеют тип «открытого коленчатого вала», то есть не имеют закрытого картера . Коленчатый вал, шатун, распределительный вал , шестерни, регулятор и т. д. полностью открыты и могут быть видны в работе, когда двигатель работает. Это создает грязную среду, так как масло, а иногда и смазка выбрасываются из двигателя и стекают на землю. Другим недостатком является то, что грязь и пыль могут попадать на все движущиеся части двигателя, вызывая чрезмерный износ и неисправности. Поэтому для поддержания его в надлежащем рабочем состоянии требуется частая чистка двигателя.

Охлаждение большинства двигателей hit-and-miss осуществляется с помощью бункерного охлаждения водой в открытом резервуаре. Была небольшая часть двигателей малой и дробной мощности, которые охлаждались воздухом с помощью встроенного вентилятора. Двигатель с водяным охлаждением имеет встроенный резервуар (более крупные двигатели обычно не имеют резервуара и требуют подключения к большому внешнему резервуару для охлаждающей воды через трубные соединения на цилиндре). Резервуар для воды включает область вокруг цилиндра, а также головку цилиндра (в большинстве случаев) и резервуар, установленный или отлитый над цилиндром. Когда двигатель работает, он нагревает воду. Охлаждение достигается за счет испарения воды и отвода тепла от двигателя. Когда двигатель работает под нагрузкой в ​​течение определенного периода времени, вода в резервуаре обычно закипает. Время от времени требуется замена потерянной воды. Опасность конструкции с водяным охлаждением заключается в замерзании в холодную погоду. Многие двигатели были испорчены, когда забывчивый оператор забыл слить воду, когда двигатель не использовался, и вода замерзла и разбила чугунные детали двигателя. Однако New Holland запатентовал V-образный резервуар, так что расширяющийся лед выталкивал вверх и в большее пространство, а не разрушал резервуар. Ремонт водяной рубашки является обычным делом для многих двигателей, которые все еще существуют.

Это были простые двигатели по сравнению с современными конструкциями двигателей. Однако они включают в себя некоторые инновационные разработки в нескольких областях, часто в попытке обойти нарушение патентных прав на определенный компонент. Это особенно верно в отношении регулятора. Регуляторы бывают центробежными , качающимися, поворотными и многими другими. Механизм привода для управления скоростью также различается в зависимости от существующих патентов и используемого регулятора. См., например, патент США 543,157 ^[2] от 1895 года или 980,658 ^[3] от 1911 года. Как бы он ни был выполнен, регулятор выполняет одну задачу: контролирует скорость двигателя. В современных двигателях выходная мощность регулируется путем дросселирования потока воздуха через впуск с помощью дроссельной заслонки , единственным исключением являются дизельные и бензиновые двигатели Valvetronic .

Впускной клапан в двигателях hit-and-miss не имеет привода; вместо этого легкая пружина удерживает впускной клапан закрытым, если только вакуум в цилиндре не откроет его. Этот вакуум возникает только в том случае, если выпускной клапан закрыт во время хода поршня вниз. Когда двигатель hit-and-miss работает выше своей установленной скорости, регулятор удерживает выпускной клапан открытым, предотвращая вакуум в цилиндре и заставляя впускной клапан оставаться закрытым, тем самым прерывая механизм зажигания цикла Отто . Когда двигатель работает на или ниже своей установленной скорости, регулятор позволяет выпускному клапану закрыться. На следующем ходе вниз вакуум в цилиндре открывает впускной клапан и впускает топливно-воздушную смесь. Этот механизм предотвращает расход топлива во время такта впуска циклов «miss».

Видео-объяснение работы двигателя с ошибками можно найти здесь.

Двигатели Hit-and-miss выдавали выходную мощность от 1 до приблизительно 100 лошадиных сил (0,75–75 кВт). Эти двигатели работали медленно — обычно от 250 оборотов в минуту (об/мин) для двигателей большой мощности до 600 об/мин для двигателей малой мощности. Они приводили в действие насосы для обработки почвы, пилы для резки древесины, генераторы для электроэнергии в сельской местности, сельскохозяйственное оборудование и многие другие стационарные устройства. Некоторые из них устанавливались на бетономешалки. Эти двигатели также приводили в действие некоторые ранние стиральные машины. Они были устройством, экономящим труд на фермах, и помогали фермерам достигать гораздо большего, чем они могли раньше.

Двигатель обычно был прикреплен к устройству, приводимому в действие широким плоским ремнем, обычно шириной 2–6 дюймов (5–15 см). Плоский ремень приводился в движение шкивом на двигателе, который крепился либо к маховику, либо к коленчатому валу. Шкив был специально сделан так, чтобы его окружность слегка сужалась от середины к каждому краю (как перекачанная автомобильная шина), так что середина шкива была немного большего диаметра. Это удерживало плоский ремень в центре шкива.

К 1930-м годам стали обычным явлением более продвинутые двигатели. Двигатели с маховиком чрезвычайно тяжелы для вырабатываемой мощности и работают на очень низких скоростях. Старые двигатели требовали много обслуживания и нелегко были включены в мобильные приложения.

В конце 1920-х годов у International Harvester уже был двигатель модели M, представлявший собой закрытую версию маховикового двигателя. Следующим шагом стала модель LA, представлявшая собой полностью закрытый двигатель (за исключением клапанной системы) с самосмазкой (масло в картере), надежным зажиганием от свечи зажигания, более высокой скоростью работы (примерно до 750-800 об/мин) и небольшим весом по сравнению с предыдущими поколениями. Хотя 1,5-сильная (1,1 кВт) модель LA все еще весила около 150 фунтов (68 кг), она была намного легче, чем двигатель модели M мощностью 1½ л. с., который весил в диапазоне 300–350 фунтов (136–159 кг). Позже был выпущен немного улучшенный LA, LB. Модели M, LA и LB управляются дроссельной заслонкой. Со временем все больше производителей двигателей перешли на двигатели с закрытым картером. Такие компании, как Briggs и Stratton, также производили легкие двигатели с воздушным охлаждением в диапазоне 0,5–2 л. с. (0,37–1,5 кВт) и использовали гораздо более легкие материалы. Эти двигатели также работают на гораздо более высоких скоростях (примерно до 2000–4000 об/мин) и, следовательно, вырабатывают больше мощности для данного размера, чем двигатели с медленным маховиком.

Производство большинства маховиковых двигателей было прекращено в 1940-х годах, но современные двигатели такого типа продолжают использоваться в тех случаях, когда желательна низкая скорость, в основном в нефтяных месторождениях, таких как насосные станки . Техническое обслуживание современных маховиковых двигателей представляет меньшую проблему, чем у старых, благодаря закрытым картерам и более современным материалам.

Тысячи вышедших из употребления маховиковых двигателей были списаны в железных и стальных приводах Второй мировой войны , но многие из них сохранились и были восстановлены до рабочего состояния энтузиастами. Многочисленные сохранившиеся двигатели hit-and-miss можно увидеть в действии на выставках, посвященных старинным двигателям (где часто также представлены старинные тракторы), а также в секции стационарных двигателей на паровых ярмарках , ралли старинных транспортных средств и ярмарках округов.

• Банг-бах контроль

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Двигатели с ошибками» .

• Harry's Old Engine «Коллекция старинных газовых двигателей» – широкий выбор руководств по эксплуатации двигателей, собранных по частям (разных марок, разного назначения), каждое из которых снабжено подробной иллюстрированной страницей описания, некоторые из которых включают аудиоклипы работы двигателей.
• Видео 6-сильного двигателя Root & Vandervoort Hit & Miss
• Описание двигателя Novo 6HP (производится в Лансинге, штат Мичиган) с видео, демонстрирующим работу двигателя
• Описание универсального двигателя Фэрбенкса
• Описание двигателя Jaeger 2HP
• Описание двигателя Reid 15HP
• Видео большого двигателя с перебоями
• Видео небольшого двигателя с ошибками
• «Международный харвестерский знаменитый двигатель Hit-Miss мощностью 3 лошадиных силы» – Описание международного харвестерского знаменитого двигателя Hit-Miss мощностью 3 лошадиных силы
• Журнал Gas Engine (статьи) – Журнал для энтузиастов, посвященный истории и сохранению двигателей, вышедших из строя
• 7 л.с. Fuller & Johnson Restoration