«Газовые двигатели и генераторы генераторного газа»

Автоматический пуск.— Когда газовый двигатель был впервые представлен, пуск осуществлялся просто вручную путем проворачивания маховика до тех пор, пока не обеспечивалась устойчивая работа. Эта процедура, в своем роде слишком грубая, сопряжена с некоторой опасностью. В нескольких странах она запрещена законами, регулирующими использование промышленного оборудования. Если двигатель довольно большого размера — к тому же работающий при высоком давлении — такой метод пуска весьма затруднителен. По этим и другим причинам производители разработали автоматические средства приведения газового двигателя в движение.

Из таких автоматических устройств первым, которое следует упомянуть, является комбинация труб, снабженных кранами, при манипуляции которыми определенное количество газа, забираемое из подающей трубы, вводится в цилиндр двигателя. Поршень сначала устанавливается в подходящее положение, и позади него образуется смесь, которая воспламеняется открытым пламенем, расположенным рядом с удобным отверстием. Когда происходит взрыв, отверстие для зажигания автоматически закрывается, и поршню сообщается его рабочий импульс. Запущенный таким образом двигатель продолжает работать в соответствии с регулярной повторяемостью циклов. В этой системе пуск осуществляется взрывом смеси без предварительного сжатия.

Некоторые конструкторы разработали систему ручных насосов, которые сжимают в цилиндре смесь воздуха и газа, воспламеняемую в надлежащий момент путем приведения ее в контакт с запальником через манипуляцию кранами (рис. 39).

Эти два метода не являются абсолютно эффективными. Они требуют определенной сноровки, которую можно приобрести только после некоторой практики. Кроме того, они нежелательны, поскольку пуск осуществляется слишком бурно, и поскольку мгновенный взрыв подвергает неподвижный поршень, кривошип и маховик столь внезапному толчку, что они могут быть серьезно деформированы и даже сломаться. Более того, малейшая утечка в одном из клапанов или обратных клапанов может привести к отказу всей системы и, особенно в случае насоса, может вызвать обратный взрыв, чрезвычайно опасный для человека, отвечающего за двигатель.

Эти системы в настоящее время почти повсеместно вытеснены системой сжатого воздуха, которая проще, менее опасна и более надежна в своем действии.

Элементы, составляющие рассматриваемую систему, включают, по существу, резервуар из толстого листового железа, способный выдерживать давление от 180 до 225 фунтов и достаточный по емкости для пуска двигателя несколько раз. Этот резервуар соединен с двигателем трубопроводом, который расположен одним из двух способов, в зависимости от того, заряжается ли резервуар самим двигателем, оперативно соединенным с компрессором, или независимым компрессором с механическим приводом.

Fig. 39.—Tangye starter.

В первом случае труба снабжена запорным краном, установленным рядом с цилиндром, и обратным клапаном. Когда двигатель запущен и подача газа перекрыта, воздух засасывается при каждом цикле и нагнетается обратно в резервуар в течение периода сжатия. Когда двигатель, работающий в этих условиях благодаря инерции маховика, начинает замедляться, обратный клапан закрывается, а клапан подачи газа открывается, чтобы произвести несколько взрывов и придать двигателю определенную скорость для продолжения зарядки резервуара сжатым воздухом. По завершении этого клапан на самом резервуаре плотно закрывается, так же как и обратный клапан, чтобы избежать любой утечки, способной вызвать падение давления в резервуаре.

Во втором случае, который относится в особенности к двигателям мощностью более 50 лошадиных сил, зарядная труба, соединенная с резервуаром, обязательно является независимой от трубы, посредством которой осуществляется пуск двигателя. После того как резервуар был наполнен, а кулачок декомпрессии введен в зацепление, пуск осуществляется:

1. Путем установки поршня в пусковое положение, которое соответствует наклону кривошипа на 10–20 градусов в направлении движения поршня от задней мертвой точки, сразу после периода сжатия;

2. Путем открытия клапана резервуара;

3. Путем быстрого впуска сжатого воздуха в цилиндр через быстрое манипулирование запорным краном, который снова закрывается, когда импульс дан, и вновь открывается в соответствующий период следующего цикла, причем эта операция повторяется несколько раз для придания двигателю достаточной скорости;

4. Путем открытия газового клапана и окончательного закрытия двух клапанов трубы сжатого воздуха.

Трубы и резервуары сжатого воздуха должны быть идеально герметичными. Резервуары должны иметь емкость в обратной пропорции к давлению, под которым они находятся, т. е. они увеличиваются в размере по мере уменьшения давления. Если, например, резервуары должны нормально работать при давлении от 105 до 120 фунтов на квадратный дюйм, их емкость должна быть по крайней мере в пять или шесть раз больше объема цилиндра двигателя. Если эти резервуары заряжаются самим двигателем, давление всегда будет на 15–20 процентов меньше, чем давление сжатия.

ГЛАВА III

THE INSTALLATION OF AN ENGINE

В предыдущей главе были обобщены различные конструктивные детали двигателя и указаны те компоновки, которые с общей точки зрения кажутся наиболее заслуживающими одобрения. Никакая конкретная система не была описана, чтобы данное руководство могло оставаться в надлежащих пределах. Более того, наиболее известные авторы, такие как Хаттон, Хискокс, Парселл и Уид в Америке; Эме Виц во Франции; Дугалд Клерк, Фредерик Гровер и покойный Брайан Донкин в Англии; Гюльднер, Шоттлер, Теринг в Германии, опубликовали весьма полные описательные работы о различных типах двигателей.

Теперь мы рассмотрим различные методы, которые кажутся предпочтительными при установке двигателя. Указания, которые будут даны, по мнению автора, до сих пор не были опубликованы ни в одной работе и сформулированы здесь после пятнадцатилетнего опыта, приобретенного при испытании более 400 двигателей всех видов и при изучении методов ведущих фирм-производителей газовых двигателей в главных промышленных центрах Европы и Америки.

Размещение.— Двигатель предпочтительно должен быть расположен в хорошо освещенном месте, доступном для осмотра и технического обслуживания, и должен быть полностью защищен от пыли. Как общее правило, помещение для двигателя должно быть закрытым. Двигатель не следует размещать в подвале, на сыром полу или в плохо освещенных и вентилируемых местах.

Газовые трубы.— Трубы, по которым топливо подводится к двигателям, работающим на уличном газе, а также газовые мешки и т. д. редко бывают полностью свободны от утечек. По этой причине машинное отделение должно быть как можно лучше вентилируемым в интересах безопасности. Следует избегать длинных линий труб между счетчиком и двигателем ради экономии, поскольку вероятность утечки увеличивается с длиной трубы. Редко случается, чтобы утечка в трубе длиной от 30 до 50 футов, питающей двигатель мощностью 30 лошадиных сил, была намного меньше 90 кубических футов в час. Благотворное влияние коротких подающих труб между счетчиком и двигателем на работу двигателя — это еще один момент, который следует иметь в виду.

Двигатель должен снабжаться газом как можно более холодным, что редко достигается при использовании длинных трубопроводов, проходящих через мастерские, температура которых обычно выше, чем у подземных трубопроводов. С другой стороны, трубы не должны подвергаться воздействию температуры замерзания зимой, поскольку иней, образующийся внутри трубы, и особенно кристаллическое отложение нафталина, уменьшают поперечное сечение и иногда засоряют проход. Часто случается, что вода конденсируется в трубах; следовательно, трубопровод должен быть расположен так, чтобы исключить уклоны, в которых вода может скапливаться в карманах. Скопление воды обычно проявляется колебаниями пламени горелки. В местах, где может скапливаться вода, следует установить сливной кран. В местах, подверженных замерзанию, следует предусмотреть кран или пробку, чтобы можно было ввести жидкость для растворения нафталина. Чтобы обеспечить идеальную работу двигателя, а также избежать колебаний в близлежащих светильниках, предпочтительно использовать трубы большого диаметра. Поперечное сечение не должно быть меньше, чем у отводной трубы счетчика, выбранной в соответствии с предписаниями следующей таблицы:

GAS-METERS.

Capacity. Normal hourly flow. Height, inches. Width, inches. Depth, inches. Diameter of pipe, inches. Power of engine to be fed.

burnerscu. ft. in.in.in. in.h.-p.

3 14.726 1311913⁄16 0.5901⁄2

5 24.71018 133⁄4105⁄8 0.7873⁄4

10 49.420211⁄4 181⁄2129⁄16 0.9841-2

20 98.840233⁄16 1911⁄16155⁄16 1.1813-4

30 148.260255⁄8 2111⁄16183⁄16 1.4565-6

50 247.100291⁄2 245⁄16207⁄16 1.5927-10

60 296.520305⁄16 255⁄8255⁄8 1.67111-14

80 395.360335⁄16 305⁄16271⁄8 1.96815-19

100 494.20035 337⁄162915⁄16 1.96820-25

150 741.300403⁄16 403⁄163313⁄16 — 30-40

Записи являются точными только тогда, когда счетчики (рис. 40) установлены и эксплуатируются в нормальных условиях. Две главные причины имеют тенденцию искажать измерения в мокрых счетчиках: (1) испарение воды, (2) отсутствие горизонтального положения счетчика.

Испарение происходит непрерывно из-за протекания газа через аппарат и увеличивается с повышением температуры атмосферы, окружающей счетчик. Следовательно, эту температуру необходимо поддерживать низкой, по какой причине счетчик следует размещать как можно ближе к земле. Испарение также увеличивается с объемом подаваемого газа. Отсюда счетчик не должен подавать больше объема, чем тот, на который он был рассчитан. Чтобы облегчить возврат конденсационной воды в счетчик и предотвратить ее накопление, трубы должны быть максимально наклонены в сторону счетчика. Понижение уровня воды в счетчике выгодно потребителю за счет газовой компании.

Fig. 40.—Wet gas-meter.

Наклон от горизонтали имеет эффект, который варьируется в зависимости от направления наклона. Если счетчик наклонен вперед или слева направо, вода может вытекать через боковое отверстие на уровне, и производятся неверные измерения за счет потребителя.

В зимнее время счетчик должен быть защищен от холода. Самый простой способ сделать это — обернуть вокруг счетчика вещества, которые являются плохими проводниками тепла, такие как солома, сено, тряпки, хлопок и тому подобное. Замерзание воды также можно предотвратить добавлением спирта в пропорции 2 пинты на горелку. Таким образом, вода способна выдерживать температуру около 5 градусов по Фаренгейту ниже нуля. Вместо спирта можно использовать глицерин в тех же пропорциях, следя за тем, чтобы глицерин был нейтральным, чтобы счетчик не подвергался воздействию кислот, которые жидкость иногда содержит.

Fig. 41.—Dry gas-meter.

Сухие счетчики.— Сухие счетчики используются главным образом в холодном климате, где мокрые счетчики можно защитить только с трудом и где вода может замерзнуть. В Соединенных Штатах сухой счетчик является наиболее широко используемым типом. В Швеции и Голландии он также получил общее распространение (рис. 41).

В вопросе точности измерения существует небольшая, если вообще существует, разница между мокрыми и сухими счетчиками. Сухой счетчик имеет достоинство измерять правильно независимо от колебаний уровня воды. С другой стороны, он открыт для возражения по поводу поглощения несколько большего давления, чем мокрый счетчик, после того как он находился в эксплуатации в течение определенного периода времени. Это возражение не имеет большого веса; ибо в магистралях и трубах всегда достаточно давления для работы счетчика.

Fig. 42.—Section through a dry gas-meter.

Во многих случаях, когда необходимо использование незамерзающих жидкостей, сухой счетчик может быть использован с преимуществом, поскольку все такие жидкости оказывают более или менее коррозионное воздействие на листовой свинец и даже олово, в зависимости от состава газа.

Fig. 43.—Section through a dry gas-meter.

Сухой счетчик содержит два меха, работающих в корпусе, разделенном на два отсека центральной перегородкой. Газ распределяется на ту или другую сторону мехов золотниками B. Золотники B снабжены кривошипами E, управляемыми рычагами M, приводимыми в действие трансмиссионными валами O, приводимыми в движение мехами. Счетчик регулируется винтом, который изменяет ход кривошипов E и, следовательно, воздействует на мехи. Движение коленчатого вала D передается на показывающий аппарат. Чтобы предотвратить любую утечку, этот вал проходит через сальник G. Диаграммы (рис. 42–43) показывают конструкцию сухого счетчика, стрелки указывают путь, проходимый газом.

Fig. 44.—Rubber bag to prevent fluctuations of the ignition flame.

Fig. 45.—Rubber bags on gas-pipes.

Следует позаботиться о том, чтобы снабдить газовую трубу сливным краном в точке рядом с двигателем. С помощью этого крана можно выпустить любой воздух из трубы перед пуском; в противном случае двигатель можно привести в движение только с трудом. Если двигатель снабжен калильной трубкой, труба подачи газа к запальнику должна быть оснащена небольшим резиновым мешочком или баллоном, чтобы предотвратить колебания пламени горелки, вызванные изменениями давления (рис. 44). Как общее правило, подающая труба должна быть соединена с магистральной трубой с передней стороны мешков и газовых регуляторов. Магистральная труба и все другие трубопроводы рядом с двигателем должны проходить под землей, чтобы можно было получить свободный доступ к двигателю со всех сторон без возможности повреждения.

Антипульсаторы, мешки, регуляторы давления.— Наиболее часто используемое средство предотвращения колебаний близлежащих светильников из-за резких толчков двигателя состоит в снабжении трубы подачи газа резиновыми мешками (рис. 45), которые образуют резервуары для газа и благодаря своей эластичности противодействуют эффекту, производимому всасыванием двигателя. Тем не менее, чтобы обеспечить подачу газа при постоянном давлении, что необходимо для идеальной работы двигателя, обычно используются, в дополнение к мешкам, устройства, называемые газовыми регуляторами или антипульсаторами (рис. 46).

Хотя эти устройства сконструированы по-разному, лежащий в их основе принцип один и тот же. Они содержат металлический корпус, содержащий гибкую диафрагму из резины или какой-либо ткани, непроницаемой для газа. Всасывание двигателя создает вакуум в корпусе. Диафрагма изгибается, тем самым приводя в действие клапан, который перекрывает подачу газа. В течение трех последующих периодов (сжатие, взрыв и выпуск) газ, благодаря своему давлению на диафрагму, открывает клапан и заполняет корпус, готовый к следующему такту всасывания.

Fig. 46.—An anti-pulsator.

Другие устройства, которые никогда не продаются с двигателем, но становятся необходимыми из-за условий, налагаемых подачей газа, продаются под названием «регуляторы давления» (рис. 47). Они состоят из колокола, плавающего в резервуаре, содержащем воду и глицерин (или ртуть), и также приводят в действие клапан, который частично контролирует поток газа. Поскольку этот клапан сбалансирован, его механическое действие является более надежным. Такие устройства весьма эффективны в поддержании устойчивости светильников. С другой стороны, они часто являются препятствием для работы двигателя, потому что они слишком сильно уменьшают поток и давление газа. Чтобы избежать этой трудности, регулятор давления следует выбирать с разбором и достаточно большого размера, чтобы обеспечить поддержание адекватной подачи газа к двигателю. Следует проводить частые проверки, чтобы убедиться, что колокол регулятора погружен в жидкость. В случае антипульсаторов следует позаботиться о том, чтобы они не были забрызганы маслом, которое оказывает катастрофическое воздействие на резину. Антипульсаторы обычно монтируются на расстоянии около 4 дюймов от стены, чтобы диафрагма могла приводиться в действие вручную, если потребуется.

Fig. 47.—A pressure-regulator.

Меры предосторожности.— Чтобы не деформировать резину мешков или антипульсаторов, целесообразно поместить запорный кран перед этими устройствами, чтобы они не могли быть заполнены, пока двигатель находится в покое.

Поскольку емкость резиновых мешков, которые можно купить на рынке, ограничена, необходимо поместить один, два или три дополнительных мешка последовательно (рис. 48 и 49) для больших труб; но следует помнить, что общее сечение ответвлений должно быть по крайней мере равно сечению магистральной трубы. Также целесообразно пропустить трубку полностью через мешок, как показано на рис. 48 и 49.

Figs. 48-49.—Arrangement of rubber bags.

Если имеются две ответвленные трубы, минимальный диаметр, который удовлетворяет этому требованию, определяется следующим образом: начертите в любом масштабе полукруг, имеющий диаметр, равный или пропорциональный диаметру магистральной трубы (рис. 50). Стороны равнобедренного треугольника, вписанного в этот полукруг, дают минимальный диаметр каждой из ответвленных труб.

Иногда двигатели снабжаются краном, имеющим приспособление, с помощью которого подача газа постоянно регулируется в соответствии с качеством и давлением газа и в соответствии с нагрузкой, при которой двигатель должен работать. Это дает возможность открывать кран всегда до одной и той же точки (рис. 51).

Fig. 50.

Fig. 51.

Всасывание воздуха.— В специальной главе будут рассмотрены меры предосторожности, которые необходимо принять для противодействия влиянию всасывания двигателя, вызывающего вибрацию. Способ, которым осуществляется всасывание воздуха, обязательно оказывает столь же заметное влияние на работу двигателя, как и подача газа, поскольку воздух и газ составляют взрывчатую смесь.

Следует тщательно избегать сопротивления всасыванию воздуха, по какой причине длину трубы следует свести к минимуму, а ее поперечное сечение поддерживать по крайней мере равным сечению воздухозаборника двигателя. Поскольку качество уличного газа варьируется в каждом городе, надлежащие пропорции газа и воздуха не являются постоянными. Чтобы эти пропорции можно было регулировать, имеет некоторое значение установить на трубе какое-либо подходящее устройство. Хорошие двигатели снабжены пробкой или клапаном-заслонкой. Обычно воздушная труба заканчивается либо в полой части рамы, либо в независимом горшке или воздушном ящике. Первая компоновка не рекомендуется для двигателей мощностью более 20–25 лошадиных сил. Могут возникнуть аварии, такие как поломка рамы из-за обратных вспышек, о чем будет сказано позже. Если используется независимый ящик, его близость к земле делает возможным легкое прохождение пыли через воздушные отверстия в стенках в момент всасывания и даже попадание в цилиндр, где ее присутствие особенно вредно, приводя, как это происходит, к быстрому износу трущихся поверхностей. Это зло можно в значительной степени исправить, заполнив воздушный ящик кокосовым волокном или даже древесным волокном, при условии, что последнее не уплотняется настолько, чтобы препятствовать свободному прохождению воздуха. Такие волокна действуют как воздушные фильтры. Регулярная очистка или обновление волокна защищает цилиндр от износа. В общем порядке следует позаботиться перед установкой как газовых, так и воздушных труб, слегка постучать по трубам, коленам и соединениям молотком снаружи, чтобы разрыхлить любую ржавчину или песок, которые могут прилипнуть к внутренней части; в противном случае это инородное вещество может попасть в цилиндр и вызвать нарушения в работе двигателя. При любых обстоятельствах следует позаботиться о том, чтобы не размещать конец воздушной трубы под полом или в закрытом пространстве, потому что может произойти утечка из-за плохой посадки воздушного клапана, тем самым создавая смесь, которая может взорваться, если пламя отскочит назад, как мы увидим в обсуждении всасывания трубами, заканчивающимися в полости рамы. С другой стороны, песок или опилки не следует рассыпать по полу.

Выхлоп.— Для выхлопа следует использовать чугунные или тянутые трубы, как можно более короткие. Не только мощность двигателя, но и его экономичное потребление могут быть заметно затронуты использованием длинных и изогнутых труб. Сопротивление выхлопу продуктов сгорания не только вызывает вредное противодавление, но и препятствует очистке цилиндра от сгоревших газов, которые загрязняют всасываемую смесь и лишают ее значительной части взрывчатости. Необходимость максимально полного опорожнения цилиндра, тем не менее, не всегда совместима с местными условиями. В некоторой степени возражения против длинных выхлопных труб преодолеваются строгим избеганием использования колен. Предпочтительны плавные кривые. В случае очень длинных труб целесообразно увеличивать их диаметр каждые 16 футов от выхлопа. Выхлопной ящик следует размещать как можно ближе к двигателю; его никогда не следует закапывать; ибо соединения впускных и выпускных труб выхлопного ящика должны быть легко доступны, чтобы их можно было обновлять при необходимости. Автор рекомендует размещение выхлопного ящика в кирпичной яме, которую можно закрыть крышкой из листового металла. Для двигателей мощностью 20 лошадиных сил и выше эти соединения должны быть полностью из асбеста. Трубы, ввинченные непосредственно в отливку, подвержены ржавчине. Подвергаясь воздействию пара или воды выхлопа, они не могут быть отсоединены.

Fig. 52.—Method of mounting pipes.

Вода, которая образуется в результате соединения водорода газа с кислородом воздуха, в большинстве случаев откладывается на дне выхлопного ящика. Целесообразно установить пробку или железный кран в основании ящика. Щелочная или кислая вода всегда будет разъедать бронзовый кран. Чтобы трубы также не подвергались воздействию, они располагаются не горизонтально, а с небольшим уклоном в сторону точки, где вода сливается. Если используются трубы некоторой длины, они должны иметь возможность свободно расширяться, не деформируя соединения, как показано на прилагаемой диаграмме (рис. 52), в которой выхлопной ящик опирается на железные ролики, допускающие небольшое смещение.

Ради безопасности, по крайней мере та часть трубопровода, которая находится рядом с двигателем, должна быть расположена на надлежащем расстоянии от деревянных конструкций и других горючих материалов. Ни в коем случае выхлоп не должен сбрасываться в канализацию или дымоход, даже если канализация или дымоход не используются; ибо несгоревшие газы могут быть захвачены, и могут последовать опасные взрывы в момент сброса.

Соединения или резьбовые муфты, используемые при сборке выхлопной трубы, должны быть проверены на герметичность. Совместное действие влаги и тепла заставляет металл ржаветь и разрушаться очень быстро в местах утечек.

Когда несколько двигателей установлены рядом друг с другом, каждый должен быть снабжен специальной выхлопной трубой; в противном случае может случиться, когда двигатели работают все одновременно, что продукты сгорания, выбрасываемые одним, могут вызвать противодавление, вредное для выхлопа следующего.

Возможно использование трубы, общей для всех выхлопов, если труба начинается от точки за выхлопными ящиками, в каком случае следует использовать Y-образные соединения, а не T-образные.

Способ крепления труб к стенам с помощью съемных подвесок, облицованных асбестом, показан в общем виде на прилагаемом рис. 53. Цель этой компоновки — сделать отсоединение легким и предотвратить передачу толчков на кладку.

Меры предосторожности, которые необходимо принять для глушения шума выхлопа, будут обсуждены позже.

Конец выхлопной трубы должен быть слегка изогнут вниз, чтобы предотвратить попадание дождя. Выхлопные трубы подвергаются значительной вибрации из-за внезапного выброса газов. Чтобы защитить соединения, трубы должны быть жестко закреплены на месте.

Fig. 53.—Method of securing pipes to walls.

Юридическое разрешение.— В большинстве стран газовые двигатели могут быть установлены только в соответствии с положениями общих или местных законов, которые налагают определенные условия. Эти законы варьируются в зависимости от местности, по какой причине они здесь не обсуждаются.

ГЛАВА IV

FOUNDATION AND EXHAUST

Читатель вспомнит из того, что уже было сказано, что газовый двигатель — это мотор, который больше, чем любой другой, подвергается силам, внезапно и многократно приложенным, производящим сильные реакции на фундамент. Из этого следует, что фундамент должен быть сделан особенно прочным путем правильного определения его формы и размера и тщательного выбора материала, из которого он должен быть построен.

Материалы фундамента.— Следует использовать хорошо обожженный кирпич. Верхний ряд кирпичей должен быть уложен на ребро. Целесообразно увеличить устойчивость фундамента путем продольного удлинения его к основанию, как показано на прилагаемой диаграмме (рис. 54).

В качестве связующего материала следует использовать только раствор, состоящий из крупного песка или речного песка и хорошего цемента. Вместо крупного песка можно использовать дробленый шлак, хорошо просеянный. Раствор должен состоять из 2/3 шлака и 1/3 цемента. Масло ни в коем случае не должно вступать в контакт с раствором; оно может просочиться через цемент и изменить его прочностные качества.

Как и при строительстве всех фундаментов, следует позаботиться о том, чтобы выкопать котлован до хорошего грунта и выложить дно бетоном, чтобы сформировать единую массу искусственного камня. Следует дать день или два кладке просохнуть, прежде чем засыпать ее вокруг.

Когда двигатель устанавливается на первом этаже над сводчатым подвалом, фундамент не должен опираться непосредственно на свод внизу или на балки, а должен быть построен на самом полу подвала, так чтобы он проходил через настил первого этажа без контакта.

Fig. 54.—Method of building the foundation.

Когда двигатель должен быть установлен на подмостях, следует принять метод его закрепления на месте, проиллюстрированный на рис. 55.

Хотя фундамент, построенный описанным способом, будет выполнять обычные условия промышленной установки, он будет неадекватным для особых случаев, в которых следует ожидать трепетания. Таков случай, когда двигатели должны быть установлены в местах, где из-за отсутствия фабрик необходимо избегать всех неудобств, таких как шум, трепетания, запахи и тому подобное.

Fig. 55.—Elevated foundation.

Вибрация.— Чтобы предотвратить передачу вибрации, фундамент должен быть тщательно изолирован от всех соседних стен. Для этой цели рекомендуются различные изолирующие вещества, называемые «антивибрационными». Среди них можно упомянуть конский волос, войлочную прокладку, пробку и тому подобное. Эффективность этих веществ во многом зависит от способа их применения. Всегда целесообразно проложить слой одного из этих веществ толщиной от одного до четырех дюймов между фундаментом и окружающим грунтом, причем толщина варьируется в зависимости от природы используемого материала и эффекта, который должен быть получен. Между слоем бетона, упомянутым ранее, и кладкой фундамента, а также между фундаментом и рамой двигателя вполне может быть помещен слой изолирующего материала. Предпочтение следует отдавать веществам, которые вряд ли сгниют или, по крайней мере, вряд ли потеряют свое изолирующее свойство при воздействии тепла, влаги или давления.

Здесь может быть нелишним предостеречь против использования пробки для дна фундамента; ибо вода может заставить пробку разбухнуть и сместить фундамент или разрушить его уровень.

Использование различных упомянутых веществ не влечет за собой больших расходов, когда фундаменты невелики, а двигатели легкие. Но стоимость становится значительной, когда изолирующий материал должен быть использован для фундамента двигателя мощностью от 30 до 50 лошадиных сил и выше. Для двигателя такого размера автор рекомендует компоновку, столь же простую, сколь и эффективную, которая состоит в размещении фундамента двигателя в настоящем кирпичном бассейне, дном которого является слой бетона соответствующей толщины. Фундамент расположен так, что боковые поверхности абсолютно независимы от несущих стен образованного таким образом бассейна. Следует позаботиться о том, чтобы покрыть дно слоем сухого песка, хорошо утрамбованного, варьирующегося по толщине в каждом случае. Этот слой песка составляет антивибрационный материал и ограничивает трепетания двигателя фундаментом.

В результате этой компоновки следует заметить, что, будучи не поддержанным латерально, фундамент должен быть тем более прочным, по какой причине площадь основания и вес должны быть увеличены на 30–40 процентов. Понесенные расходы будут в значительной степени компенсированы экономией на стоимости специальных антивибрационных веществ. В местах, подверженных затоплению водой, бассейн должен быть цементирован или асфальтирован.

Когда двигатель имеет некоторый размер и предназначен для привода одной или нескольких динамо-машин, которые сами по себе могут вызывать вибрации, динамо-машины закрепляются непосредственно на фундаменте двигателя, который для этой цели расширяется, так что обе машины прочно опираются на единое основание.

Приведенный выше очерк не должен побуждать владельца завода отказываться от услуг экспертов, чей долгий опыт довел до них трудности, которые необходимо преодолеть в особых случаях.

Здесь следует заявить, как общее правило, что кирпичи должны быть тщательно увлажнены перед укладкой, чтобы они могли схватиться с раствором.

После того как двигатель был помещен на фундамент и грубо выровнен по отношению к трансмиссионным устройствам, он тщательно выравнивается с помощью клиньев из твердой древесины, забиваемых под основание. По завершении этого болты герметизируются путем очень постепенного вливания цементного молока в отверстия и предоставления ему возможности схватиться. Когда отверстия полностью заполнены, а болты надежно закреплены на месте, вокруг литого основания прокладывается невысокий ободок или край из глины или песка, чтобы сформировать небольшой ящик или желоб, в который также заливается цемент с целью прочного связывания рамы двигателя и фундамента. Когда, как в случае двигателей электрического освещения, используются одинарные особо тяжелые маховики, снабженные подшипниками, удерживаемыми в независимых литых опорах, следует соблюдать следующее правило, чтобы предотвратить перегрев из-за неровности, который обычно происходит в буксах этих подшипников: та часть фундамента, которая должна принять такую опору, должна опираться непосредственно на бетонный слой и быть жестко соединена внизу с основным фундаментом. Когда фундамент полностью заблокирован, подшипник маховика с его опорой подвешивается к коленчатому валу; и не раньше, чем это будет осуществлено, кладка у основания опоры завершается и жестко фиксируется в своем надлежащем положении.

Для очень больших двигателей фундаментные болты должны быть особенно хорошо загерметизированы в фундаменте. Чтобы достичь этой цели, кирпичи укладываются вокруг отверстий для болтов, попеременно выступая и отступая, как показано на рис. 54. Затем вокруг фиксированного болта утрамбовывается щебень; в промежутки заливается цементное молоко.

Воздушная вибрация и т. д.— Вибрацию, вызванную главным образом передачей шумов и вытеснением воздуха поршнем, не следует путать с трепетаниями, упомянутыми ранее.

Шум двигателя вызван двумя различными явлениями. Одно из них обусловлено передающими свойствами всей твердой массы, составляющей раму, фундамент и грунт. Другое обусловлено вибрациями, передаваемыми воздуху. В обоих случаях, чтобы свести шум к минимуму, движущиеся части должны быть хорошо отрегулированы и, прежде всего, следует избегать толчков, наиболее вредные из которых вызваны зазором между соединением в основании шатуна и поршневым пальцем, а также между головкой шатуна и коленчатым валом.

Хотя плавная работа двигателя может быть обеспечена, всегда существует неотъемлемый недостаток в быстром возвратно-поступательном движении поршня. В больших газовых двигателях простого действия таким образом производится значительное вытеснение воздуха. В случае двигателя мощностью сорок лошадиных сил, имеющего диаметр цилиндра и ход поршня соответственно 13 3/4 дюйма и 21 3/5 дюйма, очевидно, что при каждом ходе поршень будет вытеснять около 2 кубических футов воздуха, эффект чего удвоится, если учесть, что при прямом ходе создается противодавление, а при обратном ходе производится всасывание.

Движение воздуха, вызванное двигателем, тем легче ощущается, чем меньше машинное отделение. Если помещение, например, имеет размеры 9 футов на 15 футов на 8 футов, объем составит 1080 кубических футов. Из этого следует, что 2 кубических фута воздуха в предполагаемом случае будут попеременно вытесняться шесть раз каждую секунду, что означает вытеснение 12 кубических футов через короткие интервалы со средней скоростью 550 футов в минуту. Такие вибрации, передаваемые в залы или соседние комнаты, обусловлены целиком вытеснением воздуха.

В установках, где воздухозаборник двигателя расположен в машинном отделении, достигается определенная компенсация в период всасывания между количеством воздуха, вытесняемого при прямом ходе поршня, и количеством воздуха, засасываемого в цилиндр. Из этого следует, что вибрация, вызванная движением воздуха, ощущается меньше и происходит лишь один раз за два оборота двигателя.

Это явление очень заметно в узких помещениях, в которых двигатель оказывается установленным рядом со стеклянными окнами. По причине эластичности стекла окна приобретают вибрационное движение, соответствующее по периоду половине числа оборотов двигателя. Из предыдущего следует, что для того, чтобы покончить с воздушной вибрацией, вызванной поршнем при всасывании и выталкивании воздуха в закрытом пространстве, должны быть предусмотрены отверстия для входа больших количеств воздуха, или достаточное количество воздуха должно нагнетаться с помощью вентилятора.

Автор заканчивает этот раздел советом, чтобы все трубы в целом и выхлопная труба в частности были изолированы от фундамента и от стен, через которые они проходят, а также от грунта, так как металлические трубы являются хорошими проводниками звука и способны переносить на некоторое расстояние от двигателя звуки движущихся частей.

Шумы выхлопа.— Среди наиболее трудных для глушения шумов — шум выхлопа. Действительно, именно выхлоп прежде всего выдает газовый двигатель своим выбросом наружу через выхлопную трубу. Наиболее часто используемое средство для того, чтобы сделать выхлоп менее заметным, состоит в продлении трубы вверх как можно дальше, даже до высоты крыши. Это легкий выход из трудности; но он оказывает плохое влияние на работу двигателя. Он уменьшает генерируемую мощность и увеличивает потребление, как будет объяснено в специальном параграфе.

Расширительные коробки, чаще называемые выхлопными глушителями, значительно приглушают шум взрыва за счет использования двух или трех последовательных емкостей. Но это средство сопровождается теми же недостатками, которые отмечают использование чрезвычайно длинных труб. Лучший план — установить один выхлопной глушитель рядом с выхлопом двигателя в самом машинном отделении, где он послужит по крайней мере цели локализации звука.

Fig. 56.—Exhaust-muffler.

Использование труб достаточно большого поперечного сечения, чтобы составлять расширительные коробки сами по себе, также будет глушить выхлоп. Более полное решение проблемы достигается путем направления выхлопной трубы после выхода из глушителя в кирпичный желоб, имеющий объем, равный двенадцатикратному объему цилиндра двигателя (рис. 56). Этот желоб должен быть разделен на две части, отделенные горизонтальной железной решеткой. В нижнюю часть, которая пуста, выхлопная труба осуществляет сброс; в верхней части помещаются брусчатка или твердые камни, не склонные крошиться от тепла. Между этим слоем камней и крышкой целесообразно оставить пространство, равное первому. Здесь газы могут расширяться после того, как были разделены на многие части при прохождении через пространства, оставленные между соседними камнями. Желоб не следует закрывать жесткой крышкой; ибо, хотя эффективное глушение может быть достигнуто, тем не менее встречаются определенные недостатки. Может случиться, что в плохо отрегулированном двигателе несгоревшие газы могут быть выброшены в этот желоб, образуя взрывчатую смесь, которая будет воспламенена следующим взрывом, вызывая значительный ущерб. Все же взрыв будет менее опасным, чем шумным. Можно упомянуть мимоходом, что этот недостаток встречается редко.

Вторая компоновка состоит в наложении конца выхлопной трубы на корпус соответствующего размера, который разделен несколькими перфорированными перегородками. Этот корпус предпочтительно сделан из дерева, облицованного металлом, чтобы он не был резонирующим. Размер корпуса, количество перегородок и их перфораций, а также способ расположения перегородок имеют большое значение для результата, который должен быть получен. Здесь снова опыт эксперта оказывается полезным.

Используются различные другие системы, в зависимости от конкретных обстоятельств каждого случая. Среди этих систем можно упомянуть те, в которых труба раздвоена на конце, чтобы образовать либо хомут (рис. 57), либо двойную кривую, каждая ветвь которой заканчивается глушителем (рис. 58).

Fig. 57.

Fig. 58.—Two types of exhaust-mufflers.

Следует заметить, что в обычных условиях шумы, слышимые как шипящие звуки, часто обусловлены наличием выступов или искажением труб рядом с выпускным отверстием. Следовательно, при соединении труб следует позаботиться о том, чтобы соединения или швы не имели внутренних выступов. Иногда вода может впрыскиваться в выхлопной глушитель, чтобы конденсировать пары выхлопа, результатом чего является приглушение шумов; но чтобы быть по-настоящему эффективным, этот метод следует использовать с осторожностью, по какой причине совет эксперта является ценным.

ГЛАВА V

WATER CIRCULATION

Циркуляция воды в двигателях внутреннего сгорания является одной из основ их идеальной работы. Встречаются два особых случая. В одном рубашка двигателя снабжается проточной водой; в другом используются резервуары, причем циркуляция осуществляется просто разницей в удельном весе в термосифонном аппарате. Также используются охладители.

Проточная вода.— Водяная рубашка, питаемая из постоянного источника проточной воды, такого как водопровод города, безусловно, дает наилучшие результаты, причем подача, к тому же, легко регулируется; но система не получила широкого распространения, потому что вода убегает и полностью теряется. Если используется проточная вода, выход рубашки располагается так, чтобы вода вырывалась наружу сразу по выходе из цилиндра, и чтобы поток был виден и доступен, чтобы температуру можно было проверить рукой. Помимо относительно большой стоимости воды в городах, использование проточной воды нежелательно из-за ее химического состава. Хотя она может быть чистой и прозрачной, она часто содержит соли извести, карбонаты, сульфаты и силикаты, которые выпадают в осадок из-за внезапного изменения температуры, которой подвергается вода при вступлении в контакт со стенками цилиндра. Та часть водяной рубашки, окружающая головку или камеру взрыва, где температура обязательно является самой высокой, становится буквально покрытой известковыми отложениями, которые тем более вредны, что они являются плохими проводниками тепла и что они уменьшают и даже препятствуют проходу именно в той точке, где вода должна циркулировать наиболее свободно, чтобы принести какую-либо пользу. Если циркулирующая вода закачивается в рубашку, предпочтительно, где это возможно, использовать цистерную воду, которая вряд ли содержит соли извести во взвешенном состоянии. Если используется речная вода, она должна быть свободна от уже упомянутых возражений, которые тем более серьезны, если вода мутная, как иногда случается. Водяную рубашку можно легко освободить от всех неадгезирующих отложений путем периодической промывки через посредство удобно расположенного крана. Всегда предпочтительнее пропускать воду через резервуар, где ее примеси могут осесть, прежде чем она потечет к цилиндру. В рассматриваемом случае вода обычно имеет среднюю температуру от 54 до 60 градусов по Фаренгейту, при каком условии часовой поток должен составлять по крайней мере 5 1/2 галлонов на лошадиную силу в час, причем температура поднимается на выходной трубе цилиндра до 140 и 158 градусов по Фаренгейту, которые не следует превышать. Однако в двигателях, работающих с высоким сжатием, не следует превышать 104–122 градуса по Фаренгейту.

Если водяная рубашка питается от резервуара, необходимо, чтобы резервуар соответствовал следующим условиям:

В горизонтальных двигателях впуск воды всегда расположен в основании цилиндра, а выпуск — в верхней части. Установка крана на впускной трубе, идущей к цилиндру, позволяет регулировать циркуляцию воды в соответствии с нагрузкой, выполняемой двигателем. Другой кран на конце выпускной трубы рядом с резервуаром служит, совместно с первым, для перекрытия циркуляции воды. В очень холодную погоду или при необходимости ремонта цилиндра эти два крана можно закрыть, а трубу и водяную рубашку цилиндра опорожнить с помощью спускного крана (рис. 59), установленного на впуске водяной рубашки двигателя. Чтобы атмосферное давление не препятствовало вытеканию воды, самая высокая часть трубы снабжена небольшой трубкой T, сообщающейся с атмосферой.

Fig. 59.—Thermo-siphon cooling system.

Ввиду важности предотвращения потерь заряда в трубопроводах автор рекомендует использовать задвижки типа, показанного на рис. 60, вместо обычных конусных или пробковых кранов.

Fig. 60.—Vanne sluice-cock.

Водяные баки. — Резервуар устанавливается таким образом, чтобы его основание находилось на одном уровне с верхней частью цилиндра; он должен располагаться как можно ближе к цилиндру, чтобы избежать использования длинных впускных и возвратных труб. Однако этот факт не обязательно делает целесообразным размещение резервуара в машинном отделении; такое расположение вдвойне невыгодно, поскольку оно не обеспечивает достаточно быстрого охлаждения циркулирующей воды из-за высокой температуры окружающего воздуха и может привести к образованию паров, вредно воздействующих на двигатель. Следовательно, резервуар следует размещать в как можно более прохладном месте, предпочтительно даже на открытом воздухе; вода вряд ли замерзнет, если только она не будет оставаться неподвижной в течение значительного времени. Резервуар следует оставлять открытым, чтобы облегчить охлаждение за счет испарения паров, образующихся на поверхности воды.

Поскольку циркуляция осуществляется исключительно за счет разности удельных весов или плотности между более теплой водой, выходящей из цилиндра, и более холодной водой, поступающей из резервуара, малейшее препятствие будет затруднять поток. Следовательно, сечение труб должно быть не меньше сечения впускных и выпускных отверстий цилиндра двигателя. Хорошая циркуляция не может быть достигнута, если воде приходится преодолевать уклоны или препятствия в самих трубах. Вместо колен следует использовать длинные изгибы большого радиуса, количество которых должно быть минимальным. Это особенно верно для возвратной трубы, идущей от цилиндра обратно к резервуару. Для этой трубы следует предусмотреть минимальный уклон от 10 до 15 процентов, чтобы вода могла подниматься в резервуар. Уровень воды в резервуаре должен быть на 2–4 дюйма выше места выхода возвратной трубы. Для поддержания этого уровня целесообразно использовать какое-либо автоматическое устройство, например поплавковый клапан, при этом не следует допускать переполнения резервуара.

Fig. 61.—Correct arrangement of tanks and piping.

Размер резервуара определяется двигателем; он должен быть достаточно большим, чтобы двигатель мог плавно работать при максимальной нагрузке в течение нескольких часов подряд. При таких условиях резервуар должен иметь емкость от 45 до 55 галлонов на лошадиную силу для двигателей с системой «работа-пропуск» и от 55 до 65 галлонов для двигателей с регулируемым впуском. Не рекомендуется использовать резервуары емкостью более 330–440 галлонов, при этом обычный диаметр составляет около 3 футов.

Fig. 62.—Incorrect arrangement of tanks and piping.

Если мощность двигателя такова, что требуется несколько резервуаров, то они должны быть соединены таким образом, чтобы верх первого сообщался с низом следующего и так далее, при этом первый резервуар принимает воду, поступающую из цилиндра (рис. 61).

Соединение резервуаров с помощью общей верхней трубы (a) является нежелательным; а одновременное соединение сверху и снизу (a и b) неэффективно в отношении одного из резервуаров (рис. 62).

Fig. 63.—Tanks connected by inclined pipes.

Резервуары представляют собой настоящие термосифоны. Следовательно, вода должна циркулировать методично; иными словами, самая горячая вода, вытекающая из двигателя в верхнюю часть первого резервуара и имеющая, например, температуру 104 градуса по Фаренгейту, охлаждается до 86 градусов по Фаренгейту и опускается на дно резервуара, откуда она направляется при температуре, заметно равной 86 градусам по Фаренгейту, во второй резервуар, где происходит дальнейшее охлаждение на 18 градусов по Фаренгейту. При переходе к следующим резервуарам температура еще больше понижается, пока вода наконец не достигнет своей минимальной температуры, после чего она возвращается в цилиндр двигателя.

Fig. 64.—Circulating pump with by-pass.

Для осуществления этого охлаждения резервуары можно соединять несколькими способами. Наиболее распространенный метод, показанный на рис. 63, заключается в соединении резервуаров наклонными трубами. Однако это вызывает критику, поскольку возникают утечки, вызванные использованием колен, которые замедляют циркуляцию. Менее громоздкий и более эффективный метод соединения заключается в соединении резервуаров одной трубой сверху, как показано на рис. 61; но необходимо позаботиться о том, чтобы продлить эту трубу в точке ее входа в соседний резервуар с помощью направленного вниз удлинителя или оснастить ее выходной конец коробкой, закрытой одной перегородкой, открытой снизу.

Чтобы предотвратить образование накипи в водяной рубашке, окружающей цилиндр, ежемесячно добавляют фунт соды на 17 кубических футов емкости резервуара, а рубашку еженедельно промывают через кран, удобно расположенный рядом с цилиндром (рис. 59). Таким образом, рубашка очищается от известковых отложений, которым сода не дает прилипать к металлу. Упомянутый промывочный кран также служит для слива воды из водяной рубашки цилиндра в случае сильных или продолжительных морозов, которые наверняка привели бы к замерзанию воды в рубашке, что вызвало бы растрескивание цилиндра или открытых труб.

Для регулирования циркуляции воды в соответствии с работой, выполняемой двигателем, на трубе подачи воды в удобном месте следует установить кран.

В двигателях большого размера, работающих при полной нагрузке в течение длительных периодов, охлаждение за счет естественной циркуляции часто бывает недостаточным. В таких случаях циркуляция ускоряется небольшим роторным или поршневым насосом, приводимым в действие от самого двигателя и оснащенным байпасом с краном. Такое устройство позволяет восстановить естественную термосифонную циркуляцию в случае аварии насоса (рис. 64).

Fig. 65.—Water-cooler in which tree branches are employed.

Охладители. — Устройство, проиллюстрированное на рис. 65, которое обладает преимуществом простоты, окажется полезным для охлаждения воды. Оно состоит из бака B, увенчанного набором лотков E, образованных рамами, к которым прикреплены железные стержни, расположенные на расстоянии 1–2 футов друг от друга, так чтобы образовывать наложенные друг на друга серии, разделенные промежутками в 1 1/2 – 2 1/3 фута. На этих лотках размещаются пучки древесных ветвей. Холодная вода со дна бака нагнетается насосом Pi в водяную рубашку, из которой она выходит горячей и течет по трубе T, заканчивающейся разбрызгивателем G, образованным сообщающимися трубками и перфорированным достаточным количеством отверстий, чтобы вода падала на лотки множеством капель. Таким образом, мелко разделенная вода падает с одного лотка на другой, замедляясь при спуске пучками древесных ветвей. Наконец, она попадает в бак в очень холодном состоянии и затем готова к перекачке в двигатель. Березовые ветви предпочтительнее из-за их тонкости.

Следует проявлять большую осторожность, чтобы накрыть бак листовым металлом, чтобы предотвратить попадание веток и посторонних предметов внутрь и их затягивание в насос.

Fig. 66.—Fan-cooler.

В следующей таблице приведены размеры действующего аппарата такого типа — аппарата, который, кроме того, может быть изготовлен из дерева или железа:

Horse-power. Volume in cubic ft. Tank Base. Tank Height. Height of tray-base. Pump—Capacity in gals. per min.

30 105 4.9' x 4.9' 4.4' 6.6' 16.71

40 154 5.2' x 5.2' 5.6' 7.4' 18.69

50 190 5.7' x 5.7' 6.4' 8.1' 21.99

75 350 6.6' x 6.6' 8.1' 9.1' 35.18

100 490 7.4' x 7.4' 9.1' 9.1' 43.98

Чтобы вода не стекала в одну сторону, основание аппарата должно быть сделано на 10–12 дюймов уже бака.

Размер этих аппаратов может быть значительно уменьшен путем их изготовления в форме закрытых ящиков, в нижнюю часть которых с помощью вентиляторов может нагнетаться воздух для ускорения охлаждения (рис. 66).

ГЛАВА VI

LUBRICATION

Смазка — это предмет, который должен изучить каждый пользователь газового двигателя. Что касается поршня, то это вопрос первостепенной важности. Поршень выполняет свою работу в очень специфических условиях. Он движется с большими линейными скоростями; кроме того, он подвергается воздействию высоких температур, которые не имеют ничего общего с хорошей смазкой, если не проявлять осторожности.

Поршень является существенным, жизненно важным элементом двигателя. От его герметичности зависит поддержание надлежащего сжатия и, следовательно, выработка мощности и экономичный расход. При движении вперед и при отходе от камеры взрыва он открывает все большую часть поверхности трения, составляющей внутреннюю стенку цилиндра. В результате эта поверхность после каждого взрыва регулярно приводится в контакт с воспламененными расширяющимися газами. По этой причине масло, покрывающее стенку, постоянно подвергается воздействию высоких температур, из-за чего оно может испаряться и сгорать. Поэтому первым условием, которое должно быть выполнено для надлежащей смазки поршня, является постоянная и регулярная подача масла.

Качество масел. — Для смазки цилиндров следует использовать только самые лучшие масла; идеальная смазка настолько важна, что стоимость не должна приниматься во внимание. Кроме того, излишки масла, которые обычно собираются в поддоне, отнюдь не пропадают. После фильтрации его можно использовать для смазки подшипников кривошипа, распределительного вала и подобных деталей.

Цилиндровое масло должно быть чрезвычайно чистым, свободным от кислот и состоять из углеводородов, не оставляющих остатка после сгорания. Поэтому для этой цели подходят только минеральные масла. Следует выбирать те масла, которые при максимальной вязкости способны выдерживать сильный нагрев, не испаряясь и не сгорая. Температура, при которой хорошее цилиндровое масло воспламеняется, должна быть не ниже 535 градусов по Фаренгейту.

Обладает ли масло этим важным качеством, достаточно легко установить на практике, не прибегая к лабораторным испытаниям. Все, что необходимо, — это нагреть масло в металлическом сосуде или фарфоровой чашке. Чтобы температура была равномерной, сосуд защищают от прямого пламени, прокладывая кусок листового металла или слой сухого песка. Как только начинают выделяться газы, над маслом держат зажженную спичку. Когда газы воспламеняются, снимают показания термометра, погруженного в масло. Записанная температура соответствует точке воспламенения.

Для смазки цилиндров американское минеральное масло предпочтительнее русского. Удельный вес должен находиться в пределах от 0,886 до 0,889 при 70 градусах по Фаренгейту. Масло такого качества начинает испаряться при температуре около 365 градусов по Фаренгейту. Воспламенение происходит при 535 градусах по Фаренгейту. Точка полного сгорания лежит между 625 и 645 градусами по Фаренгейту. Масло такого качества затвердевает при 39 или 41 градусе по Фаренгейту. Его цвет красновато-желтый с зеленоватой флуоресценцией. По сравнению с водой степень его вязкости лежит между 11,5 и 12,5 при температуре 140 градусов по Фаренгейту.

Перед смазкой других частей двигателя маслом, которое использовалось для поршня, тяжелые частицы и посторонние вещества, такие как пыль, накипь подшипников и тому подобное, следует отфильтровать. Поршневой палец и головку шатуна предпочтительно смазывать свежим маслом, поскольку их постоянное движение затрудняет осмотр, а контроль смазки делает утомительным. Хорошее промышленное минеральное масло обычного рыночного качества окажется удовлетворительным. Чтобы подчеркнуть важность использования хорошего цилиндрового масла и надлежащей смазки, автор может лишь заявить, что по своему личному опыту он часто обнаруживал потери от 10 до 15 процентов мощности, развиваемой плохо смазанными двигателями.

Типы лубрикаторов. — Среди наиболее распространенных аппаратов, используемых для автоматической смазки цилиндра, автор упоминает английскую масленку типа, изображенного на рис. 67, которая приводится в действие просто ремнем от промежуточного вала и вращает шкив P, закрепленный на валу a аппарата, с очень низкой скоростью. Вал a снабжен на конце небольшим кривошипом, с которого подвешен небольшой железный рычаг f, погружающийся в масло, содержащееся в чашке G масленки. Когда вал a поворачивается, этот рычаг, проходя через масляную ванну, собирает определенное количество масла, которое он откладывает на коллектор b. С этого шпинделя масло проходит через выпускную трубу, открывающуюся в дно масленки, и оттуда в цилиндр. Весь аппарат закрыт крышкой D, которую можно легко снять, чтобы определить количество масла, оставшегося в аппарате. Используются многие другие системы, которые, подобно описанной, позволяют контролировать подачу. Часто в качестве лубрикаторов цилиндров используются небольшие нагнетательные насосы. Какой бы тип ни был выбран, предпочтение следует отдавать тому, в котором подача видна (рис. 68).

Fig. 67.—An automatic English oiler.

Если масло подается под давлением, цилиндр смазывается более постоянно. Лубрикаторы под давлением в настоящее время широко используются на больших двигателях. В масленки с видимой подачей в воду, содержащуюся в них, целесообразно добавить немного соли, чтобы капля масла легко отделялась.

Эти масляные насосы снабжены небольшими обратными клапанами на своих выходах, а также на входах цилиндров. Чтобы лубрикаторы под давлением работали идеально, их следует регулярно осматривать, а обратные клапаны время от времени притирать.

Смазке коленчатого вала и двух головок шатуна следует уделять самое пристальное внимание.

Fig. 68.—Sight-feed lubricating-pump.

Fig. 69.—Method of oiling the piston and end of the connecting-rod.

Следует использовать смазочные устройства, которые, помимо эффективности, не требуют остановки двигателя для смазки подшипников. Нижняя часть шатуна в месте его шарнирного соединения с поршнем обычно смазывается цилиндровым маслом, которое подается по трубке, установленной в соответствующем месте через стенку поршня (рис. 69). Это устройство может быть достаточно адекватным для небольших двигателей; но оно недостаточно надежно для двигателей значительного размера. Следует использовать независимую систему смазки, при этом смазка осуществляется либо разбрызгивателем, установленным перед цилиндром, либо лубрикатором, закрепленным на шатуне, с помощью которого палец смазывается через посредство небольшой трубки, подающей специальное масло (рис. 21). Головка шатуна в месте его соединения с кривошипом также должна тщательно смазываться из-за важного характера работы, которую она должна выполнять, и из-за ударов, которым она подвергается при каждом взрыве. Для двигателей высокой мощности система, которая, по-видимому, дает наиболее удовлетворительные результаты, — это та, что проиллюстрирована на рис. 70. Показанное там устройство состоит из кольцевого сосуда, закрепленного с одной стороны кривошипа и вращающегося концентрично на своей оси; сосуд соединен с длинной трубкой, проходящей в канал, выполненный в кривошипе и выходящий на поверхность шатунной шейки внутри подшипника в головке шатуна. Регулируемый лубрикатор с видимой подачей направляет масло по трубе к сосуду. Вращаясь вместе с валом, сосуд удерживает масло на периферии, так что подача в ранее упомянутый канал в головке шатуна является постоянной.