«Газовые двигатели и генераторы генераторного газа»

Fig. 102.—Kiderlen producer.

Вышеупомянутое пространство снабжено дверцей для очистки, через которую можно удалять шлак и золу.

В других аппаратах решетка опирается либо на опору огнеупорной футеровки, как в старом типе, изобретенном

Виденфельдом (рис. 95), либо на выступ, встроенный в футеровку, как, например, в генераторах Кидерлена (рис. 102) и Пинча (рис. 96).

В аппарате Рише (рис. 103) есть, помимо обычной решетки, решетка с ярусами, на которых распределяется топливо. Эта решетка состоит из широких полых прутьев, содержащих воду. Следует отметить, что аппарат относится к типу воздуходувок.

Fig. 103.—Riché combustion-producer.

Интересное устройство встречается в генераторе Бенье (рис. 104). Он состоит из решетки, образованной выступами, отлитыми вокруг цилиндра, который может поворачиваться вокруг своей оси. Мелко разделенная зола, которая удерживается в пространствах между этими выступами, таким образом переносится в зольник, а та, которая прилипает к металлу, соскабливается металлической гребенкой, прикрепленной к нижней части аппарата. Генератор «Феникс» (рис. 105) оснащен решеткой, имеющей механическое устройство для очистки, работающее от рычага снаружи.

Fig. 104.—Bénier producer.

Fig. 105.—Phœnix producer.

Зольник. — Зольники подвергаются разрушительному воздействию тепла и влаги, поэтому их предпочтительно изготавливать из чугуна, так как листовая сталь склонна к быстрой коррозии.

Fig. 106.—Otto Deutz producer.

В большинстве аппаратов зольник герметично закрыт, а воздух для поддержания горения поступает под колосниковую решетку через трубу, ведущую от подогревателя или испарителя. Такое устройство представляется наиболее подходящим для предотвращения утечки газа, которая имеет тенденцию происходить вследствие реакции после каждого такта всасывания двигателя.

Зольники, выполненные в виде водяных чаш, как у аппаратов Deutz (рис. 106), Wiedenfeld (рис. 95) и Bollinckx (рис. 98), питаются переливом из испарителя. Сами эти зольники снабжены переливным устройством, состоящим из сифонной трубки, образующей водяной затвор.

Помимо обеспечения защиты колосниковой решетки и других частей этим слоем воды, большая часть тепла, излучаемого топкой, используется для получения пара, который способствует обогащению газа. Дверцы зольников и их фурнитура также подвержены быстрому износу.

По этой причине данные детали должны быть изготовлены очень прочно, из чугуна или литой стали. Кроме того, в местах сопряжения они должны быть соединены герметично, что может быть достигнуто путем тщательной обработки прилегающих поверхностей рамы и самой дверцы или путем прорезания паза типа «ласточкин хвост» в одной из сторон рамы, который заполняется асбестом и приспособлен для приема острого ребра на другой детали.

Цапфы петель также должны быть тщательно отрегулированы, чтобы сопрягаемые элементы дверцы оставались точно подогнанными. Петли с горизонтальными осями в этом отношении кажутся предпочтительнее тех, что имеют вертикальные оси. В качестве средства закрывания дверцы показанное здесь устройство (рис. 107) представляется обеспечивающим надлежащее прилегание сопрягаемых поверхностей. Оно состоит из хомута, который охватывает дверцу и, с одной стороны, поворачивается на петле, а с другой — входит в зацепление с подвижной скобой. Винт, закрепленный на хомуте, служит для прижатия дверцы путем давления на ее центр. Этот винт также может быть закреплен на конце хомута (рис. 108).

Figs. 107-108.—Fire-box doors.

Очень выгодно предусмотреть в каждой дверце отверстие, закрываемое герметичной пробкой, чтобы в случае необходимости можно было ввести инструмент для очистки колосниковой решетки. Таким образом, решетку можно очищать, не открывая дверцы и не допуская вредного притока воздуха.

Дверца топки, в частности, должна быть снабжена железной контрпластиной, удерживаемой откидными болтами (рис. 109); или, что еще лучше, эта дверца должна быть сконструирована так, чтобы ее можно было футеровать огнеупорным материалом для защиты от лучистого тепла огня.

Загрузочный бункер. — Как и другие части генератора, конструкция которых была рассмотрена выше, загрузочный бункер должен быть абсолютно герметичным.

Ввиду их большей надежности предпочтение следует отдавать устройствам с двойным затвором, которые образуют своего рода предварительную камеру, благодаря чему заполнение генератора производится в две операции. Первая операция заключается в заполнении предварительной камеры после открытия внешней дверцы. После закрытия этой внешней дверцы выполняется вторая операция, состоящая в перемещении внутренней дверцы таким образом, чтобы топливо из предварительной камеры попало в генератор. Особое внимание было уделено большей безопасности этого типа загрузочного бункера по той причине, что в устройствах с одной загрузочной дверцей внезапный порыв воздуха может ворваться в момент загрузки топки и вызвать взрыв, очень опасный для рабочего, которому поручено обслуживание топки.

Fig. 109.—Door with refractory lining.

Затвор обычно представляет собой просто съемную крышку или может быть крышкой, поворачивающейся на петле с горизонтальной или вертикальной осью.

Что касается внутренней дверцы, которая имеет большое значение, то для обеспечения герметичности соединения существуют три основных типа затворов:

1. Подъемный клапан.

2. Задвижка.

3. Кран.

Подъемный клапан. — Подъемный клапан образован диском конической или сферической формы, перемещаемым вверх и вниз с помощью рычага с противовесом для регулировки. Клапан используется в генераторах Winterthur (рис. 92) и Bollinckx (рис. 98).

Это устройство служит автоматическим затвором и обеспечивает плотное соединение независимо от износа. Более того, оно обладает тем преимуществом, что в момент открытия равномерно распределяет топливо в генераторе; но, с другой стороны, имеет недостаток, не позволяющий осматривать или встряхивать топливо через загрузочный бункер. В аппаратах, снабженных таким клапаном, поэтому рекомендуется предусмотреть в верхней части генератора отверстия для шуровки, закрываемые герметичной заслонкой.

Задвижка. — Затвор в виде задвижки состоит из гладко обработанной металлической пластины, перемещаемой под собственно загрузочным бункером. Поскольку управление осуществляется снаружи, очевидно, что малейший люфт, износ оси или вес загрузки приведут к образованию зазоров между пластиной и ее седлом, через которые может ворваться воздух.

Кроме того, манипуляциям с задвижкой может помешать слишком большое количество топлива, загруженного в генератор.

Клапан или заслонка могут перемещаться параллельно самим себе или поворачиваться вокруг оси управления. Аппараты Taylor (рис. 94) и Bénier (рис. 104) снабжены такими клапанами.

Генератор Pintsch (рис. 96) снабжен устройством, которое, строго говоря, не является заслонкой, а состоит из двух коробов, перемещаемых вокруг вертикальной оси и расположенных так, чтобы поочередно смещаться над шахтой для осуществления загрузки. Эта система обеспечивает только один затвор, но взрывы в аппарате такого типа вряд ли возможны благодаря значительной высоте слоя топлива, находящегося между загрузочным отверстием и зоной газообразования.

Кран. — Кран применяется, в частности, в современных аппаратах компании Otto Deutz (рис. 106) и в генераторе Pierson (рис. 101). Он состоит из большого чугунного конуса, имеющего рукоятку управления и отверстие. Конус перемещается во втулке, образованной загрузочным бункером.

Это устройство представляется предпочтительнее других из-за своей простоты и легкости, с которой его можно разобрать для очистки. Более того, топливо можно шуровать непосредственно через загрузочную воронку. В аппаратах, снабженных краном, рекомендуется поместить на внешней крышке слюдяное окошко, через которое можно без опасности наблюдать за состоянием топлива.

Загрузочная воронка. — Под загрузочным бункером, как правило, располагается воронка, сужающаяся конически книзу. Эта часть генератора должна служить только в качестве накопительной камеры для топлива. Поэтому она может быть изготовлена из чугуна и обладает тем преимуществом, что является съемной, легко заменяемой и обеспечивает легкий доступ к реторте для целей осмотра и ремонта.

Кольцевое пространство, окружающее эту загрузочную воронку, обычно образует камеру для приема вырабатываемого газа, как в аппаратах Winterthur (рис. 92), Bollinckx (рис. 98) и Taylor (рис. 99).

В генераторах, имеющих внутренний испарительный бак, этот бак сам служит загрузочной воронкой, что имеет место в аппарате Deutz (рис. 106) и генераторе Wiedenfeld (рис. 95).

Соединение частей. — Для облегчения тщательной очистки реторты предпочтение отдается съемным загрузочным бункерам и воронкам. Это характерные особенности аппаратов типа Bollinckx (рис. 98), в которых загрузочный бункер крепится к генератору с помощью хомута и защелок, снабженных головками, а также аппаратов типа Winterthur (рис. 92), имеющих загрузочный бункер, поворачивающийся вокруг вертикальной оси, или аппаратов типа Duplex (рис. 110), в которых загрузочный бункер может поворачиваться на горизонтальной петле.

Подача воздуха. — Мы видели, что при запуске генератора газ вырабатывается с помощью вентилятора. Этот вентилятор может приводиться в действие механически, но обычно приводится вручную.

Обычно воздушный поток подается через трубу, ведущую в зольник, как в аппарате Winterthur (рис. 92). Часто, однако, труба подачи воздуха непосредственно ответвляется от той, которая ведет от испарителя к зольнику, как в аппарате Deutz (рис. 106). В этом случае комплект клапанов или заслонок позволяет отключать вентилятор или соединять его с зольником.

Fig. 110.—Duplex charging-hopper.

В некоторых аппаратах впуск воздуха предусмотрен непосредственно рядом с зольником. Это устройство является ошибочным по той причине, что оно приводит к выделению газов, которое происходит вследствие реакции после каждого такта всасывания двигателя. Кроме того, желательно, чтобы воздух, подаваемый под зольник, был как можно более горячим. По этой причине желательно использование подогревателей. Сухой воздух, нагнетаемый вентилятором, стимулирует горение, а горячий газ, образующийся и смешанный с дымом, выходит через отдельный дымоход, обычно расположенный за испарителем и служащий дымовой трубой. Эта дымовая труба должна во всех случаях выводиться наружу здания и никогда не должна заканчиваться в кирпичном дымоходе или подобном дымовом канале. Прямой отвод такого газа и дыма через телескопическую дымовую трубу над загрузочным бункером в современных конструкциях, как правило, не применяется.

Fig. 111.—Bollinckx flue and scrubber.

Fig. 112.—Winterthur flue and air-reheater.

Упомянутая отводная труба, будучи ответвленной от газопровода, ведущего к двигателю, должна при необходимости отключаться с помощью абсолютно герметичной системы затвора. Для этой цели некоторые используют простой кран (Bollinckx, рис. 111), трехходовой кран, комплект кранов или, что еще лучше, двойной клапан, как в аппарате Winterthur (рис. 112) и аппарате Deutz (рис. 113). Также используется двухседельный клапан, как в генераторе Benz (рис. 114).

Fig. 113.—Otto Deutz flue.

Fig. 114.—Benz flue.

Испарители-подогреватели. — Как было сказано ранее, существуют испарители, внутренние или внешние по отношению к генератору.

Внутренние испарители. — Аппарат Deutz (рис. 106), например, состоит из кольцевого чугунного бака, установленного над ретортой генератора.

Горячие газы, выделяемые горящим топливом, проходят вокруг этого бака и испаряют содержащуюся в нем воду. Воздух, засасываемый двигателем, входит через отверстие, расположенное над баком, проходит над поверхностью испаряющейся воды и, таким образом, насыщенный паром, поступает в зольник.

Рассматриваемый бак снабжается водой с помощью крана с визуальным контролем подачи, расположенного снаружи, а уровень поддерживается постоянным с помощью переливной трубки, ведущей в зольник. Хорошо изогнуть эту трубку и поместить воронку на ее нижний конец. Таким образом можно регулировать количество перелива.

Эти испарители просты и занимают мало места; но они вызывают, по-видимому, обоснованное возражение, что они медленно нагреваются и требуют значительного времени для выработки пара, необходимого для обогащения газа, что объясняется относительно большой массой чугуна и количеством содержащейся в нем воды.

Испаритель Pierson (рис. 101) и испаритель Chavanon (рис. 115) состоят из кольцевого бака, образующего основание генератора. Пар образуется вблизи выхода золы, который, как было описано выше, ведет в наружный воздух. Выработка пара регулируется механическими средствами, управляемыми всасыванием двигателя.

Fig. 115.—Chavanon producer.

Внешние испарители. — Внешние испарители обычно формируются цилиндром с перегородками, образующими две серии камер. В одних из них проходят горячие газы из генератора, а в других содержится вода, подлежащая испарению.

Fig. 116.—Taylor vaporizer.

Fig. 117.—Deutz vaporizer.

Трубчатые испарители. — Производятся различные типы трубчатых испарителей. Испаритель с серией труб, как в аппарате Тейлора (рис. 116), старой модели Deutz (рис. 117), или с одной трубой, как в генераторе Pintsch (рис. 118), образован тремя отсеками, разделенными двумя трубными досками или пластинами, которые соединены трубами.

В некоторых случаях газы проходят внутри труб, в то время как вода, подлежащая испарению, окружает их; как в аппарате Pintsch (рис. 118), аппарате Тейлора (рис. 116), генераторах Benz (рис. 119) и Koerting (рис. 120).

Fig. 118.—Pintsch vaporizer and scrubber.

В других случаях вода находится внутри, а газ снаружи. В последнем случае используется продольная перегородка, чтобы заставить газы нагревать трубы по всей их длине, как в генераторе Deutz (рис. 117). В общем можно сказать, что такая серия труб имеет недостаток быстрого засорения отложениями солей извести, содержащихся в воде.

Fig. 119.—Benz vaporizer.

Fig. 120.—Koerting vaporizer.

Если комплект труб состоит из жаровых труб, отложения будут образовываться на внешней поверхности, то есть на части, недоступной для очистки. С этой точки зрения предпочтительнее водотрубные системы, так как они позволяют удалять отложения или накипь через трубные головки или доски. С другой стороны, такие водотрубные системы имеют тот недостаток, что их внешние поверхности легко покрываются смолой и сажей. Трубчатые испарители типа Field (Bollinckx, рис. 98) состоят из одной листовой железной трубы или корпуса, в котором расположены трубы, погруженные в камеру, через которую проходят горячие газы. Это устройство обеспечивает быструю выработку пара, но трубы Field еще более склонны к образованию отложений, чем другие.

Видно, что все эти типы испарителей должны обладать следующими характеристиками: легкий доступ, небольшое количество испаряемой воды и большая поверхность нагрева при малом объеме.

Следует строго избегать использования медных или латунных труб, так как они быстро подвергаются коррозии под действием аммиака и сероводорода, содержащихся в газе.

Перегородочные испарители. — Перегородочные испарители включают цилиндрический корпус, обычно изготовленный из чугуна и имеющий двойную стенку, в которой циркулирует испаряемая вода. Газ, поступающий из генератора, проходит в центральную часть, где соприкасается с полой перегородкой, также содержащей воду (Wiedenfeld, рис. 121). Испарители такого рода прочны, просты и легко очищаются.

Работа испарителей. — Общая цель испарителей, независимо от их конструкции, заключается в получении пара при атмосферном давлении путем использования тепла генераторных газов непосредственно после их получения или, как в системе Chavanon, путем использования тепла, излучаемого топкой.

Воздух, засасываемый двигателем через генератор, обычно проходит через испарители и насыщается определенным количеством пара, который он уносит с собой. Количество, поглощаемое таким образом, зависит главным образом от температуры и количества газов, поступающих из генератора, так что чем больше количество, засасываемое в двигатель, тем энергичнее будет испарение и тем богаче будет газ. Понятно, что когда генератор работает на максимальной производительности, внутренняя температура наиболее высока и наиболее благоприятна для разложения наибольшего количества пара.

Fig. 121.—Wiedenfeld vaporizer.

Из этого следует, что с рассмотренными очень простыми испарителями достигается практически автоматическое регулирование. Однако некоторые производители сочли целесообразным регулировать количество пара более точно и делать его точно пропорциональным мощности, развиваемой двигателем. Так, в газогенераторе Winterthur (рис. 92 и 112) производители отказались от собственно испарителя, используя вместо него подогреватель воздуха и пароперегреватель для воздуха и пара.

Подогреватель образован чугунной коробкой с двумя отсеками, через один из которых проходят горячие газы из генератора, в то время как в другом движется воздух, предназначенный для поддержания горения. На входе в пароперегреватель заканчивается труба, которая подает по каплям воду, поставляемую питающим устройством, которое будет описано далее. Эта вода испаряется сразу при контакте со стенкой пароперегревателя и уносится вместе с содержащимся в нем воздухом.

Пароперегреватель включает полую кольцеобразную чугунную деталь, расположенную в камере генератора, в которой вырабатываются газы, и, таким образом, нагревается до высокой температуры. Смесь воздуха и пара циркулирует в этом пароперегревателе перед тем, как направиться в зольник.

Питатель газогенератора Winterthur (рис. 122) состоит из резервуара, имеющего форму бака или бассейна, содержащего воду и расположенного под закрытой цилиндрической коробкой. В этой коробке движется поршень, снабженный на нижнем конце игольчатым клапаном. Верхняя часть коробки сообщается с трубой всасывания газа через небольшую трубку. При каждом такте всасывания двигателя, в зависимости от силы всасывания, поршень игольчатого клапана поднимается в большей или меньшей степени и тем самым позволяет проходить переменному количеству воды.

Fig. 122.—Winterthur feeders.

Этот аппарат — и все те, что основаны на том же принципе — обладает преимуществом дозирования количества воды в соответствии с работой двигателя; но ввиду его довольно чувствительной работы его необходимо содержать в идеальном состоянии и тщательно следить за ним. Очевидно, что если вода содержит примеси, игольчатый клапан заклинит или отверстия будут засорены, и таким образом подача воды будет прервана. Это приведет не только к получению более бедного газа, но и к большему износу колосниковых решеток, которые в этом случае недостаточно охлаждаются введением пара.

Fig. 123.—Hille producer.

Подогреватели воздуха. — Предварительный нагрев воздуха представляется весьма полезным для поддержания хорошего горения. Этот нагрев осуществляется очень легко и обычно достигается путем использования части отходящего тепла газов, процедура, которая также имеет преимущество охлаждения газов перед их прохождением через промывочное устройство.

Нагрев воздуха для поддержания горения происходит либо до добавления пара (генератор Hille, рис. 123), либо после смешивания, как в аппарате Wiedenfeld (рис. 95). В первом случае воздух проходит через листовой железный кожух, концентричный бассейну генератора, там нагревается лучистым теплом и подается в зольник по трубе, в которую ведет труба подачи пара, идущая от испарителя. Во втором типе подогревателя смесь воздуха и пара перегревается во время прохождения через кольцевую деталь, расположенную в зольнике генератора.

Fig. 124.—Benz dust-collector.

Пылеуловители. — Пылеуловители обычно размещаются между генератором и скруббером или промывателем. Они могут быть образованы перегородочными устройствами, о которые ударяются газы, нагруженные пылью, что заставляет пыль оседать в коробку, снабженную отверстием для очистки (Benz, рис. 124, и Pintsch, рис. 118).

Некоторые уловители образованы либо самим испарителем, заканчивающимся у основания трубой, которая погружается в воду и образует водяной затвор, как в генераторе Wiedenfeld (рис. 121), либо водяной камерой, в которую слегка погружается труба подачи газа (Bollinckx, рис. 111). При таком устройстве газ будет барботировать через воду и частично освобождаться от взвешенной в нем пыли. Эти водяные камеры обычно питаются переливом от распылителя скруббера. Таким образом создается непрерывная циркуляция, при которой пыль в виде шлама уносится к сточной трубе или канализации.

Охладитель, промыватель, скруббер. — Некоторые производители охлаждают газ в башне с циркуляцией воды. Большинство производителей, однако, просто охлаждают газ в промывателе или скруббере. Этот аппарат включает цилиндрический корпус из листового железа или чугуна, состоящий из двух отсеков, разделенных деревянной или железной решеткой или перфорированной перегородкой. Верхний отсек до определенного уровня содержит кокс, стеклянные шарики, камни, куски дерева и тому подобное. Верхняя часть отсека снабжена подачей воды в виде разбрызгивателя или распылительной форсунки. Нижний отсек скруббера служит для сбора промывочной воды, прошедшей через вещество, заполняющее башню. Перелив в форме сифона, снабженный водяным затвором, отводит воду в сточную трубу либо напрямую, либо после того, как она сначала прошла через пылеуловитель.

Засасываемый газ входит в промыватель в нижний отсек либо выше уровня воды (Deutz, рис. 125; Winterthur, рис. 126), либо через колено, которое слегка погружается в воду (Benz, рис. 127; генератор Fichet и Heurtey, рис. 128).

Газ проходит через решетку или перегородку, которая поддерживает материал, заполняющий башню, и движется через промежутки в направлении, противоположном направлению воды, падающей сверху. В этих условиях газ охлаждается, отдает аммиак и пыль, которые могут еще находиться во взвешенном состоянии, и подается к двигателю либо напрямую, либо после прохождения через определенные очистители. Следует позаботиться о том, чтобы разместить куски наиболее правильной формы вдоль стенок, чтобы неровности их поверхностей не образовали восходящие каналы вдоль корпуса, через которые газ мог бы пройти, не встречаясь с промывочной водой.

Fig. 125.—Otto Deutz scrubber.

Fig. 126.—Winterthur scrubber.

Fig. 127.—Benz scrubber.

Материалом, наиболее часто используемым в промывателях, является кокс кусками размером от 2 1/2 до 3 1/2 дюймов. Этот материал дешев и очень хорошо подходит для удержания примесей газа. Самые крупные куски кокса следует помещать на дно промывателя, а более мелкие куски должны образовывать сверху слой глубиной от 6 до 8 дюймов. Таким образом, вода распределяется более равномерно, а газ промывается более тщательно. Доменный кокс лучше всего подходит для этой промывки, так как он более пористый и менее хрупкий, чем кокс газовых заводов. Рекомендуется поставить перегородку перед выходом газа, чтобы уменьшить унос воды в трубопроводы.

Fig. 128.—Fichet-Heurtey scrubber.

Fig. 129.—Scrubber-doors.

Башня промывателя должна быть снабжена тремя отверстиями с герметичными затворами, легко закрепляемыми винтами (рис. 129). Одно из отверстий расположено в нижнем отсеке, чуть выше уровня воды, чтобы позволить удалять отложения и очищать отверстие трубы подачи газа, которое особенно подвержено засорению. Второе отверстие расположено над решеткой, которая поддерживает фильтрующий материал. Третье отверстие предусмотрено в верхней части аппарата, чтобы позволить осматривать и очищать устройство подачи воды и выход газа без необходимости разборки крышки промывателя, соединение которой трудно поддерживать герметичным. Два последних упомянутых отверстия также служат для загрузки и выгрузки фильтрующего материала.

Очистительные аппараты. — В некоторых случаях, когда необходимо иметь очень чистый газ или когда используется уголь, который мягче антрацита и поэтому производит заметное количество смолы, необходимо применять дополнительные средства очистки. Аппараты для этой цели могут, подобно промывателям, основываться на физическом или химическом действии. Физическое действие имеет целью главным образом удержание смолы и пыли, которые могли пройти через промыватель.

Это достигается с помощью опилок или древесной стружки, расположенных тонким слоем и способных фильтровать газ, не оказывая слишком большого сопротивления его прохождению. Эти материалы распределяются на одной или нескольких полках, расположенных друг над другом для образования последовательных отсеков в коробке, закрытой герметично обычной крышкой или крышкой с водяным затвором (Pintsch, рис. 130; Fichet и Heurtey, рис. 131). Может быть полезно указать, что присутствие уносимой воды в конечном итоге разрушит эффективность осажденных материалов, потому что они разбухают и перестают быть проницаемыми для газа. Поэтому эти материалы должны довольно часто обновляться. Чтобы устранить этот недостаток, можно использовать растительный мох, который гораздо меньше подвержен воздействию влаги, чем большинство фильтров, и долго сохраняет свое губчатое состояние.

Fig. 130.—Pintsch purifier.

Химическое действие имеет своей главной целью избавление газа от углекислого газа и сероводорода, которые некоторые виды топлива выделяют в заметных количествах. Очищающий материал в этом случае образован либо смесью гидрата извести и природного оксида железа, либо так называемой массой Ламинга, которая состоит из сульфида железа, гашеной извести и опилок, причем последние служат цели придания материалу большей рыхлости и проницаемости для газа. Масса Ламинга, как и другие очищающие материалы, истощается в ходе химических реакций. Ее можно регенерировать просто путем воздействия воздуха.

Fig. 131.—Fichet-Heurtey purifier.

Газгольдеры. — Очистители сами по себе представляют, в некоторой степени, накопительные камеры для газа перед его подачей в двигатель; но в установках для генерации газа без очистителей рекомендуется предусмотреть газгольдер на всасывающем трубопроводе рядом с двигателем.

Fig. 132.—Pintsch regulating-bell.

Чтобы сэкономить место на полу, газгольдер можно разместить в подвале. Желательно, чтобы емкость газгольдера составляла не менее 3–4 объемов цилиндра двигателя. Газгольдер также должен быть снабжен сливным краном и люком, расположенным в доступном месте, чтобы можно было удалять шлам и смолу, которые имеют тенденцию скапливаться в газгольдере. В некоторых случаях газгольдер образован небольшим регулирующим колоколом, функция которого заключается в обеспечении равномерного давления. Этот колокол опорожняется во время периода всасывания и заполняется в течение трех последующих периодов: сжатия, взрыва и выпуска (Pintsch, рис. 132).

Fig. 133.—Types of gas-driers.

Осушитель. — Иногда в конце трубы генераторного газа размещается осушитель с целью задержки уносимой воды, причем осушитель аналогичен тому, что используется в паропроводах. Разумеется, понятно, что такие осушители полезны только в установках, не имеющих очистителей (рис. 133). Использование осушителя рекомендуется для предотвращения попадания влажного газа в цилиндр и конденсации влаги на электрическом запальнике.

Fig. 134.—Elbow with closure.

Трубы. — Трубы, соединяющие различные части газогенераторной установки, должны быть расположены с особой тщательностью для обеспечения герметичности и чистоты. Следует помнить, что газ находится под давлением ниже атмосферного, и что малейшая утечка вызовет приток воздуха, который ухудшит качество газа. Поэтому при подгонке соединений следует проявлять величайшую осторожность. Эти соединения многочисленны, потому что стыки есть везде, где трубы соединены друг с другом и с аппаратами. Кроме того, все колена должны быть снабжены крышками, удерживаемыми на месте хомутом и прижимным винтом, что делается с целью обеспечения возможности введения щетки или другого инструмента для удаления пыли и смолы (рис. 134).

Для трубопроводов малого диаметра колена с крышками могут быть заменены тройниковыми соединениями или соединениями, снабженными пробками.

Газопровод в непосредственной близости от крана для впуска газа в двигатель должен быть снабжен трубопроводом соответствующего диаметра, ведущим в открытый воздух и служащим для очистки аппаратов и заполнения их во время работы вентилятора газом, пригодным для горения. Этот трубопровод должен быть снабжен запорным краном. Контрольные краны для газа должны быть размещены на трубопроводе непосредственно за испарителями, скруббером и рядом с двигателем.

Также будет хорошо предусмотреть водяные манометры до и после скруббера, чтобы позволить обслуживающему персоналу определять вакуум в трубопроводах и регулировать работу аппаратов.

Очистительная щетка. — В качестве дополнительной меры предосторожности против уноса смолы в двигатель часто используются металлические щетки, имеющие спиральную форму и заключенные в чугунную коробку, установленную в трубе подачи газа непосредственно после двигателя. Газ будет разбиваться на потоки препятствиями, образованными этими щетками, и освобождаться от взвешенной смолы (рис. 135). Эти щетки следует тщательно очищать через регулярные промежутки времени. Лучший способ сделать это — погрузить их в керосин или другой подходящий растворитель.

Fig. 135.—Metal purifying-brush.

УСЛОВИЯ ИДЕАЛЬНОЙ РАБОТЫ ГАЗОГЕНЕРАТОРОВ

Эти условия зависят от качества изготовления или от системы установки, от тщательности, с которой она была смонтирована, от природы топлива, от состояния сохранности аппаратов и от того, как работали генераторы.

Качество изготовления и система. — Само качество изготовления, под которым понимается выбор материалов и способ их обработки, не представляет трудности. Генераторы, которые мы обсуждали, очень просты и не представляют абсолютно никаких трудностей в их механическом исполнении. Что касается системы, однако, особенно в отношении относительных размеров элементов, то пока не представляется возможным указать какой-либо принцип или правило, способное к жесткому общему применению. Необходимо учитывать, что использование всасывающих газогенераторов стало общим только в последние три или четыре года; поэтому проблема едва ли была адекватно решена. Однако некоторые советы по этому вопросу могут быть даны.

Генератор. — Что касается генератора, то можно вывести из лучших существующих установок размеры, которые следует придать генератору относительно размеров двигателя, который должен снабжаться, исходя из предположения, что двигатель является однодействующим и работает при нормальной скорости от 160 до 230 оборотов в минуту. Существенной частью генератора, которая способствует производству надлежащего газа, является та, которая соответствует зоне горения. Этой части придается поперечное сечение, размер которого варьируется от одной второй до одной четвертой поверхности поршня двигателя, иногда от одной второй до девяти десятых этой поверхности, в зависимости от природы и размера используемого топлива. Однако в небольших аппаратах, мощностью от 5 до 15 лошадиных сил, размер основания не может быть уменьшен ниже определенного предела, так как в противном случае будет предотвращено оседание топлива. Эта опасность всегда существует в небольших генераторах и делает их работу довольно неопределенной, причем такая неопределенность также обусловлена влиянием стенок. Следует отметить, что большинство современных генераторов скорее слишком велики, чем наоборот.

Многие производители, не имеющие большого опыта, были вынуждены делать свои аппараты довольно большими, чтобы обеспечить более обильное производство газа. На самом деле, огонь в таких аппаратах склонен гаснуть, когда горение не очень активное. Если помнить принципы образования газа во всасывающих генераторах, очевидно, что вырабатываемый газ тем богаче, чем «горячее» работа аппарата. Такая работа также позволяет разлагать водород и монооксид углерода.

«Горячая» работа генератора лучше всего достигается при активном горении; и поскольку это функция быстроты, с которой подается воздух, очевидно, выгодно уменьшить площадь прохода воздуха до минимума, насколько это позволяет количество обрабатываемого топлива. Что касается высоты топлива, используемого в аппарате, то она, как правило, варьируется от 4 до 5 диаметров основания.

Испаритель. — Размер испарителя существенно варьируется в зависимости от его типа. Поэтому нельзя принять жесткое правило для определения его поверхности нагрева; но эта поверхность должна во всех случаях быть достаточной для испарения при атмосферном давлении от 0,66 до 0,83 фунта воды на фунт антрацита, потребляемого в генераторе.

Скруббер. — Для скрубберов следующие размеры могут быть выведены из конструкций, используемых в настоящее время стандартными производителями.

Объем скруббера обычно составляет от шести до восьми раз больше антрацитовой емкости генератора. Высота от трех до четырех диаметров считается достаточной в большинстве случаев. Следует понимать, что в эту высоту включена камера водяного поддона, расположенная под перегородкой или решеткой, и верхняя камера, через которую выходит газ. Высота этих двух камер обязательно зависит от устройства, используемого для подвода газа к нижней части промывателя и для распределения промывочной воды сверху.

Сборка установки. — Автор настоятельно настаивал на необходимости того, чтобы все аппараты и трубные соединения были идеально герметичными. Чтобы установить, есть ли какая-либо утечка, можно принять следующую процедуру:

При разжигании огня с помощью дров, соломы или другого топлива, производящего дым, вместо того чтобы позволить этому дыму выходить через дымоход во время работы вентилятора, его можно заставить выходить через кран, который обычно подает газ в двигатель, причем кран для этой цели открывается. Заслонка в отводном дымоходе закрыта. Таким образом, дым заполнит все аппараты и соединительные трубы под определенным давлением и выйдет через любые трещины, наличие которых будет таким образом выявлено.

Другой тест, который проводится во время обычной работы генератора, состоит в проведении зажженной свечой вдоль соединений; если есть какая-либо утечка, это будет показано отклонением пламени от вертикального положения.

Топливо. — Мы обсуждали тему топлива в предыдущей главе (Глава XIII) и указали условия, которым должен соответствовать низкосортный уголь или антрацит, наиболее подходящий для использования во всасывающих газогенераторах. Можно добавить, что уголь, используемый в генераторе, должен быть как можно более сухим и кусками от 1/2 дюйма до 1 дюйма. Очень мелкие куски, и особенно угольная пыль, вредны и должны быть удалены предварительным просеиванием, насколько это возможно. Просеянный уголь забрасывается обычной угольной лопатой.

Как содержать установку в хорошем состоянии. — Что касается генератора, помимо очистки колосниковой решетки и зольника, которую можно производить во время работы, необходимо полностью опорожнять аппарат раз в неделю, если это возможно, чтобы отбить шлак, прилипший к реторте. Этот шлак разрушает огнеупорную футеровку, образует грубые выступы, мешающие движению топлива вниз, приводит к образованию сводов и уменьшает эффективную площадь реторты. Во время этой очистки также проводятся испытания на герметичность дверец камеры сгорания, загрузочных бункеров и т. д.

Испаритель следует очищать каждую неделю или через неделю, в зависимости от более или менее битуминозного характера топлива и большего или меньшего содержания извести в используемой воде. Известковые отложения можно устранить, или соли можно осадить в виде неадгезивного шлама, регулярно вводя небольшое количество едкого кали или соды в питательную воду. Если отложения или накипь очень стойкие, можно прибегнуть к использованию слабого раствора соляной кислоты. Смолу, которая может прилипать к трубопроводам, трубам или газовым каналам, лучше всего удалять, пока аппарат еще горячий, или можно использовать растворитель, такой как керосин, скипидар и т. д. Соединения между испарителем и скруббером особенно подвержены засорению из-за накопления смолы или пыли, уносимой газом.

Рекомендуется осматривать различные части установки один или два раза в неделю, открывая крышки или пробки для очистки.

Нижний отсек промывателя задерживает большую часть пыли, которая не была удержана в уловителях или коробках, предусмотренных специально для этой цели. Пыль принимает форму шлама и в некоторых конструкциях аппаратов имеет тенденцию засорять переливную трубу, тем самым останавливая проход газа и вызывая остановку двигателя. Эту часть промывателя следует тщательно очищать один или два раза в месяц.

Если в промывателе используется очень твердый доменный кокс, его можно использовать более года без необходимости замены. Чтобы освободить очищающие материалы от пыли и известковых осадков, уносимых промывочной водой, хорошо дать промывочной воде течь как можно обильнее в течение получаса не реже одного раза в месяц. Во время обновления очищающего материала следует соблюдать меры предосторожности, указанные в разделе, посвященном этим вопросам, и позаботиться о том, чтобы полки или решетки, на которых поддерживается материал, были в слоях не слишком толстых, чтобы избежать какого-либо сопротивления прохождению газа.

В общем, рекомендуется ежедневно проверять сливные краны на различных аппаратах и содержать их в идеальном состоянии. Если при открытии один из этих кранов не выпускает газ, воду или пар, следует ввести проволоку в отверстие, чтобы убедиться, что оно не засорено.

Уход за аппаратами. — Каждая газогенераторная установка потребует специальных инструкций по ее эксплуатации в зависимости от системы, конструкции и размера установки. Такие инструкции обычно предоставляются производителем. Однако существуют некоторые общие правила, которые являются общими для большинства всасывающих газогенераторов, и они будут здесь перечислены.

Разжигание огня для газогенератора. — Эта операция требует присутствия инженера установки и помощника. Правильная процедура следующая:

Первое: Откройте дверцы топки и зольника. Затем откройте отводной дымоход и убедитесь, что колосниковая решетка генератора очищена от золы и шлака. Также следует убедиться, что части загрузочного бункера работают хорошо и что соединения герметичны.

Второе: Убедитесь, что в испарителе, скруббере и т. д. имеется надлежащее количество воды и что подача работает правильно.

Третье: Через дверцу камеры сгорания введите солому, древесную стружку, хлопчатобумажные отходы и т. д.; подожгите их и заполните генератор сухими дровами на одну четверть или половину его высоты; затем добавьте несколько ведер угля.

Четвертое: Закройте дверцы зольника и камеры сгорания и начните тягу с помощью вентилятора. Как только тяга начата, ее необходимо поддерживать без перерыва до тех пор, пока двигатель не начнет работать, что может произойти через десять или двадцать минут после разжигания огня.

Пятое: После того как тяга продолжалась несколько минут, уголь становится достаточно раскаленным, чтобы начать производство газа, что можно проверить, попытавшись зажечь газ у контрольного крана рядом с генератором. Затем отверстие в отводном дымоходе наполовину закрывается с целью создания давления в аппарате.

Шестое: Откройте отводной дымоход рядом с двигателем с целью продувки аппарата и трубопроводов от воздуха, который они содержат, до тех пор, пока газ не можно будет зажечь у контрольного крана, расположенного рядом с двигателем.

Седьмое: Отрегулируйте нормальный отток промывочной воды для скруббера.

Восьмое: Как только газ горит непрерывно у контрольного крана оранжевым пламенем, двигатель можно запускать.

Газ сначала горит синим пламенем; этот цвет указывает на то, что он содержит определенное количество воздуха. Открытие контрольного крана следует регулировать так, чтобы снизить выходное давление газа достаточно для предотвращения погасания пламени. Во время создания тяги, а также во время обычной работы установки, заполнение аппарата топливом должно производиться осторожно, чтобы предотвратить взрывы газа из-за притока воздуха. Особую осторожность следует проявлять, чтобы никогда не открывать одновременно крышку загрузочного бункера и устройство, будь то кран, клапан или заслонка, которое управляет соединением загрузочного бункера с генератором. Все операции, которые были упомянуты выше, должны выполняться как можно быстрее.

ЗАПУСК ДВИГАТЕЛЯ

Способ запуска двигателя зависит от типа двигателя и от пускового устройства, которым он снабжен, как мы уже объяснили в связи с двигателями, работающими на газе из городских сетей.

Однако для получения хорошей взрывчатой смеси важно регулировать количество воздуха, подаваемого в двигатель, в соответствии с качеством используемого газа. Рекомендуется продолжать работу вентилятора до тех пор, пока в цилиндре не произойдет несколько взрывов и двигатель не наберет определенную скорость, чтобы быть в состоянии засасывать нормальное количество газа.

Естественно, труба выхода газа рядом с впускным краном должна быть закрыта после запуска двигателя, так же как и отверстие в отводном дымоходе генератора. Когда двигатель работает нормально, количество воды, подаваемой в испаритель и переливающейся в зольник, должным образом отрегулировано. Затем генератор заполняется до уровня, указанного производителем.

Уход за генератором во время работы. — Как только аппарат работает в нормальных условиях, он обладает преимуществом, требуя лишь очень незначительного надзора и очень небольшого ручного обслуживания. Надзор состоит:

Первое: В регулировании и поддержании надлежащей подачи воды в испаритель.

Второе: В обеспечении того, чтобы в аппаратах, снабженных переливом, ведущим в зольник, вода текла постоянно, но не превышая надлежащего количества.

Третье: В поддержании низкой температуры в скруббере путем надлежащего регулирования подачи промывочной воды. Этот аппарат может быть слегка теплым в своей нижней части, но должен быть совершенно холодным сверху.

Ручное обслуживание ограничивается регулярным заполнением генератора топливом и удалением золы и шлака. Загрузка производится через регулярные интервалы, которые, в зависимости от различных типов антрацитовых генераторов, варьируются от одного до шести часов. Загрузка аппарата через короткие интервалы влечет за собой ненужный труд, в то время как загрузка через слишком длинные интервалы часто мешает равномерному производству газа.

Очевидно, что количество введенного топлива будет тем больше, чем больше интервалы между двумя заполнениями. Это топливо холодное и содержит между своими частицами определенное количество воздуха; кроме того, слой угля, который покрывает раскаленную зону, стал относительно тонким. Избыток воздуха обедняет газ, а свежее топливо понижает температуру массы, подвергающейся горению, так что снова газ в процессе образования ослабляется. Опыт, по-видимому, показывает, что, как правило, лучше всего заполнять генератор через интервалы от двух до трех часов, в зависимости от работы, выполняемой двигателем. Следует отметить, что уровень топлива в генераторе не должен опускаться ниже дна загрузочной воронки.

Автор вновь хочет подчеркнуть, что во избежание вредного проникновения воздуха операции по загрузке топлива должны выполняться как можно быстрее; по этой причине топливо следует подавать не лопатой, а с помощью ведра, совка или другого подходящего приспособления.

Следует позаботиться о том, чтобы заполнить загрузочный ящик до верхнего края и точно отрегулировать его крышку перед приведением в действие устройства, закрывающего загрузочную воронку (клапан, кран).

Удаление золы и шлака должно производиться как можно реже, поскольку открывание дверец зольника и камеры сгорания неизбежно вызывает вредный подсос холодного воздуха.

Как правило, при использовании антрацита достаточно опорожнять зольник дважды в день; предпочтительно делать это во время остановок. Однако очистку колосниковой решетки с помощью кочерги, просовываемой между колосниками или поверх них для сброса золы, следует проводить каждые два-четыре часа, в зависимости от типа генератора и вида топлива. Чтобы эту очистку можно было выполнять без открывания дверец, последние должны быть снабжены отверстиями с закрывающими устройствами.

Основная цель этой очистки — обеспечить свободный проход воздуха для поддержания горения и поддерживать зону накаливания в аппарате на надлежащем уровне. Скопление золы и шлака в нижней части реторты смещает эту зону вверх и ухудшает качество газа.

Остановки и очистка. — После закрытия впускного газового клапана двигателя следует открыть заслонку в отводящем газоходе генератора и закрыть краны, регулирующие подачу воды в скруббер и испаритель.

Если желательно поддерживать огонь в генераторе во время остановки, чтобы иметь возможность быстро запустить его снова, следует открыть дверцу зольника для создания естественной тяги, которая будет поддерживать горение. Пока дверца открыта, можно удалить шлак, скопившийся над колосниковой решеткой, так как в горячем состоянии он гораздо легче отделяется от решетки.

Не реже одного раза в неделю огонь в генераторе должен быть погашен, а сам генератор полностью очищен — это относится к случаям использования обычного топлива. Для этого, как только аппарат остановлен, часть раскаленного топлива извлекается через дверцы камеры сгорания, а реторте дают остыть перед полным опорожнением. Слишком резкое охлаждение реторты может повредить ее огнеупорную футеровку. Во избежание взрывов, вызванных проникновением воздуха, загрузочная воронка должна оставаться герметично закрытой во время удаления раскаленного топлива через дверцы камеры сгорания.

Если аппарат установлен в плохо проветриваемом помещении, очистку должны выполнять два человека, чтобы один мог помочь другому в случае отравления газом. Во всех случаях должен действовать строгий запрет на использование любого источника света с открытым пламенем, способного воспламенить взрывоопасные смеси, которые могут образоваться.

Когда генератор после охлаждения полностью открыт, разбирается загрузочный ящик и, при необходимости, загрузочная воронка; если нужно, вынимаются колосники, и с помощью кочерги, вводимой сверху, скалываются шлак и зола, прилипшие к реторте.

В предыдущих параграфах автор указал, как следует обслуживать и поддерживать в исправном состоянии различные аппараты, такие как испаритель, промыватель, трубопроводы и т. д.

ГЛАВА XIV

OIL AND VOLATILE HYDROCARBON ENGINES

Хотя эта книга посвящена прежде всего обсуждению двигателей на светильном и генераторном газе, используемых в различных отраслях промышленности, несколько слов о двигателях на нефти и летучих углеводородах будут вполне уместны.

Нефтяные двигатели — это двигатели, использующие в качестве топлива обычную нефть или осветительное масло желтоватого цвета с удельным весом от 0,800 до 0,820 при температуре 15 градусов Цельсия (59 градусов Фаренгейта) и температурой кипения от 140 до 145 градусов Цельсия (от 284 до 297 градусов Фаренгейта). Двигатели на летучих углеводородах — это двигатели, использующие легкие масла, полученные путем перегонки нефти. Эти масла бесцветны, имеют удельный вес от 0,680 до 0,720 и кипят при температуре от 80 до 115 градусов Цельсия (от 176 до 257 градусов Фаренгейта). Среди этих «эссенций», как их называют в Европе, можно упомянуть бензин и спирт.

По внешнему виду и способу управления нефтяные двигатели мало чем отличаются от газовых. Однако их обычная скорость вращения на 20–30 процентов выше, чем у газовых двигателей. За исключением некоторых двигателей типов Дизеля и Банки, степень сжатия не превышает 43–71 фунта на квадратный дюйм. В двигателях на летучих углеводородах, напротив, скорость вращения очень высока, часто достигая 500–2000 оборотов в минуту, в то время как скорость газовых или нефтяных двигателей редко превышает 250–300 оборотов в минуту.

Нефтяные двигатели. — Нефтяные двигатели используются главным образом в России и Америке. Из-за высокой цены на нефть в других странах они встречаются только в небольших установках в сельской местности и используются в основном для привода локомобилей и катеров. Усовершенствования, сделанные за последние годы в конструкции газовых двигателей, работающих на всасывающих газогенераторах, как для малых, так и для больших мощностей, препятствовали широкому внедрению нефтяных двигателей.

Характерная особенность конструкции многих используемых в настоящее время нефтяных двигателей четырехтактного типа (на котором мы ограничимся в данном обсуждении) заключается в применяемом механизме управления. Основной принцип этого механизма состоит не в воздействии на впускной клапан, а в том, что регулятор управляет выпускным клапаном таким образом, что он остается открытым всякий раз, когда двигатель стремится превысить свою нормальную скорость. Некоторые двигатели, однако, построены по принципу газового двигателя, с впускным клапаном, управляемым регулятором так, что он открыт во время нормальной работы и закрывается, когда скорость становится чрезмерной.

Необходимость создания смеси воздуха и нефти, способной воспламеняться в цилиндре двигателя, привела к изобретению различных приспособлений, которые нельзя использовать при работе на светильном или генераторном газе. К таким приспособлениям относятся распылитель, карбюратор, масляный насос, воздушный насос, масляный бак и масляная лампа. В некоторых нефтяных двигателях могут присутствовать все эти элементы, но для упрощения конструкции и во избежание ненужных сложностей производители разработали устройства, позволяющие отказаться от некоторых из них, особенно от тех, которые отличаются хрупкостью конструкции и сложностью в работе. Автор не ставит своей целью приводить подробное описание этих различных устройств, так как это значительно вышло бы за рамки данной книги. Читателю рекомендуется обратиться к книгам по нефтяным двигателям, изданным в Соединенных Штатах, Англии и Франции.

Большинство наблюдений, сделанных относительно конструкции и установки газовых двигателей, а также предосторожностей, рекомендованных при эксплуатации двигателя, в равной степени применимы и к нефтяным двигателям. Поэтому нет необходимости возвращаться к этой стороне вопроса в отношении нефтяных двигателей. Следует настаивать лишь на одном пункте — необходимости очень частой очистки клапанов и движущихся частей двигателя.

Осветительное масло при сгорании образует сажистые отложения, особенно если сгорание неполное; эти отложения загрязняют различные детали и вызывают преждевременное зажигание и сбои в работе.

Использование нефти в распылителях, карбюраторах и лампах сопровождается применением труб и отверстий с настолько малым сечением, что малейшая небрежность приводит к образованию частичных засоров, которые неизбежно влияют на работу двигателя.

Двигатели на летучих углеводородах. — Здесь будут рассмотрены только те двигатели, которые приобрели значение в развитии автомобиля.

Некоторые конструкторы пытались использовать двигатель на летучих углеводородах для промышленных и сельскохозяйственных целей и разработали электрогенераторные группы, гидравлические группы и так называемые «промышленные комбинации», в которых используется ременная и шкивная передача. Эти применения, в частности, будут здесь кратко рассмотрены.

Высокая скорость, с которой работают двигатели этого класса, позволяет приводить в действие центробежный насос напрямую и устанавливать двигатель и приводимую им машину на одном основании. Углеводородный двигатель имеет то преимущество, что он очень легкий и занимает мало места. Его стоимость значительно ниже, чем у нефтяного или газогенераторного двигателя соответствующей мощности. С другой стороны, его обслуживание гораздо дороже, а углеводороды, от которых он зависит как от топлива, отнюдь не дешевы. Кроме того, двигатели быстро изнашиваются из-за высокой скорости вращения. По этой причине целесообразно рассчитывать срок службы на три-четыре года, в то время как нефтяные и газовые двигатели, как правило, могут считаться пригодными к эксплуатации и по истечении тринадцати лет. На следующей странице приведено сравнение затрат на установку и обслуживание нефтяного и углеводородного двигателей мощностью десять лошадиных сил.

Сравнительные затраты. — Нефтяной двигатель мощностью 10 лошадиных сил по первоначальной стоимости установки примерно на 35 процентов дороже, чем двигатель на летучих углеводородах равной мощности. С другой стороны, эксплуатационные расходы нефтяного двигателя на 25 процентов ниже, чем у двигателя на летучих углеводородах.

Двигатели, рассматриваемые здесь, обычно имеют вертикальное расположение цилиндров, как в паровых машинах с верхним расположением цилиндра. Коленчатый вал и шатуны заключены в герметично закрытый ящик, заполненный маслом, так что движение самих деталей обеспечивает обильную смазку поршня. Впускной клапан обычно свободный, хотя в последнее время конструкторы проявляют тенденцию соединять его с распределительным валом, в результате чего стало возможным заметно снизить скорость без остановки двигателя. Карбюратор приводится в действие всасыванием двигателя. Если в качестве топлива используется спирт, его необходимо подогревать.

Испытания высокоскоростных двигателей. — Высокоскоростные двигатели представляют различные трудности, с которыми приходится сталкиваться при контроле их работы. Их высокая скорость делает невозможным снятие индикаторных диаграмм, как в случае с большинством промышленных двигателей. Более того, индикаторные диаграммы в лучшем случае дают лишь очень грубые данные, относящиеся только к каждому циклу взрыва, и поэтому недостаточны для определения точных условий работы двигателя. Двигатели на нефти, бензине и других так называемых карбюрированных смесях особенно трудно контролировать из-за множества явлений, которые невозможно зафиксировать. Для проверки работы высокоскоростных двигателей в настоящее время используются два различных типа приборов: манограф и непрерывный самописец взрывов.

Манограф. — Манограф, являющийся изобретением Оспиталье, представляет собой оптический прибор, в котором ряд замкнутых диаграмм накладывается друг на друга на полированном зеркале, по форме аналогичном диаграммам Уатта. Поскольку изображения сохраняются, воздействуя на сетчатку глаза, наблюдается абсолютно непрерывное, но временное свечение. Тем не менее, можно получить фотографию или трассировку этих диаграмм.

Непрерывный самописец взрывов для высокоскоростных двигателей. — Автор разработал самописец взрывов и давления, который устанавливается на испытуемую камеру сгорания и сообщается с ней посредством крана r (рис. 136). Прибор по форме несколько напоминает обычный индикатор. Однако его запись производится на бумажной ленте, которая непрерывно разматывается. Цилиндр c снабжен поршнем p, вокруг штока которого навита пружина s. Часовой механизм, находящийся в камере b, разматывает полоску бумаги с рулона p' и протягивает ее через барабан p'', где карандаш t оставляет свой след. Затем лента наматывается на шпиндель p'''. Маленький стилус или карандаш f чертит «атмосферную линию» на бумаге, когда она проходит через барабан p''. Чтобы предотвратить заклинивание поршня p при воздействии высокой температуры взрывов, цилиндр c снабжен кожухом e, в котором циркулирует вода с помощью небольшой резиновой трубки, надеваемой на ниппель e'. Этот самописец с абсолютной точностью анализирует работу всех двигателей, независимо от их скорости. Он дает непрерывную графическую запись, по которой можно определить количество взрывов, а также начальное давление каждого из них и порядок их следования. Следовательно, регулярность или нерегулярность изменений можно наблюдать и проследить до вторичных факторов, вызывающих их, таких как сечение впускных и выпускных клапанов и чувствительность регулятора. Он позволяет оценить сопротивление всасыванию и противодавление, возникающее при вытеснении отработавших газов, — основные причины потери эффективности в высокоскоростных двигателях. Кроме того, влияние сжатия отчетливо видно на полученной диаграмме.