Transcriber's Note: The original publication has been replicated faithfully except as listed here.

Газовые двигатели и генераторные газовые установки

A PRACTICE TREATISE SETTING FORTH THE PRINCIPLES OF GAS-ENGINES AND PRODUCER DESIGN, THE SELECTION AND INSTALLATION OF AN ENGINE, CONDITIONS OF PERFECT OPERATION, PRODUCER-GAS ENGINES AND THEIR POSSIBILITIES, THE CARE OF GAS-ENGINES AND PRODUCER-GAS PLANTS, WITH A CHAPTER ON VOLATILE HYDROCARBON AND OIL ENGINES

BY

R. E. MATHOT, M.E.

Member of the Société des Ingénieurs Civils de France, Institution of Mechanical Engineers, Association des Ingénieurs de l'Ecole des Mines du Hainaut of Brussels

TRANSLATED FROM ORIGINAL FRENCH MANUSCRIPT BY

WALDEMAR B. KAEMPFFERT

WITH A PREFACE BY

DUGALD CLERK, M. Inst. C.E., F.C.S.

ILLUSTRATED

NEW YORK

MUNN & COMPANY

OFFICE OF THE SCIENTIFIC AMERICAN

361 BROADWAY

1905

ПРЕДИСЛОВИЕ

TO

"MATHOT'S GAS-ENGINES AND PRODUCER-GAS PLANTS"

BY

Dugald Clerk, M. Inst.C.E., F.C.S.

Г-н Мато, автор этого интересного труда, является известным бельгийским инженером, который на протяжении многих лет посвятил себя испытаниям и составлению отчетов о газовых и нефтяных двигателях, газогенераторах и газовых установках в целом. Я имею удовольствие знать г-на Мато много лет и вместе с ним осматривал газовые двигатели. Я был весьма впечатлен способностями и тщательностью, с которыми он подходит к этому предмету. Я не знаю другого инженера, более компетентного в решении множества мелких вопросов, возникающих при установке и эксплуатации газовых и нефтяных двигателей. Я прочитал эту книгу с большим интересом и удовольствием и считаю, что в ней эффективно и полно освещены все основные детали установки, эксплуатации и испытаний этих двигателей. Я не знаю другой работы, в которой так подробно рассматривались бы детали установки и обслуживания газовых двигателей. В работе четко указаны все вопросы, на которые необходимо обратить внимание для получения наилучшей производительности любого газового двигателя в различных условиях эксплуатации. На мой взгляд, эта книга является весьма полезной, заслуживает и, несомненно, получит широкое общественное признание.

Dugald Clerk.

Март 1905 г.

ВВЕДЕНИЕ

Постоянно растущее использование газовых двигателей в последнее десятилетие привело к изобретению большого количества типов, эксплуатация и обслуживание которых требуют специальных практических знаний, не предъявляемых другими двигателями, такими как паровые машины.

Двигатели внутреннего сгорания, работающие на светильном газе, генераторном газе, нефти, бензине, спирте и тому подобном, требуют гораздо большего ухода при эксплуатации и регулировке, чем паровые машины. Действительно, паровые машины регулярно подвергаются воздействию сравнительно низких давлений. Кроме того, температура в цилиндрах умеренная.

С другой стороны, двигатель внутреннего сгорания нерегулярно подвергается воздействию высоких и низких давлений. Температура газов в момент взрыва чрезвычайно высока. Следовательно, необходимо прибегать к искусственным средствам охлаждения цилиндра; и способ, которым осуществляется это охлаждение, оказывает очень большое влияние на работу двигателя. Если охлаждение происходит слишком быстро, количество потребляемого газа значительно увеличивается; если охлаждение происходит слишком медленно, детали двигателя быстро изнашиваются.

Чтобы свести потребление газа к минимуму, что особенно важно, когда двигатель работает на городском газе, взрывоопасная смесь сжимается перед зажиганием. Только если все детали собраны с абсолютно газонепроницаемыми соединениями, можно получить такое сжатие. Малейшая утечка через клапаны или вокруг поршня заметно увеличит расход.

Смесь должна воспламеняться в тот самый момент, когда поршень начинает свой рабочий ход. Если зажигание происходит слишком рано или слишком поздно, результатом будет заметное уменьшение полезного эффекта, производимого расширением газа. Все устройства зажигания состоят из деликатных деталей, за которыми нужен тщательный уход.

Из всего сказанного следует, что причины нарушений в работе газового двигателя более многочисленны, чем в паровом; что при неправильном уходе за газовым двигателем расход топлива увеличивается гораздо сильнее, чем у парового, и это приводит к потере мощности, которая в паровых машинах была бы едва заметна, независимо от плотности их соединений.

Цель данного руководства — указать элементарные меры предосторожности, которые необходимо соблюдать при уходе за двигателем, работающим в нормальных условиях, и объяснить, как следует выполнять ремонт для устранения повреждений, вызванных авариями. В первую очередь будут рассмотрены двигатели мощностью менее 200 лошадиных сил, которые широко используются в небольших масштабах. В другой работе автор рассмотрит более мощные двигатели.

Прежде чем рассматривать выбор, установку и эксплуатацию газового двигателя, будет интересно определить относительную стоимость различных видов двигательной энергии. Не принимая во внимание особые причины, которые могут способствовать тому или иному методу выработки энергии, в каждом случае будет рассматриваться чистая стоимость одного лошадиного силы-часа, чтобы показать, какой метод выработки энергии является наименее дорогим в обычных обстоятельствах.

Р. Э. МАТО.

Март 1905 г.

TABLE OF CONTENTS

| PAGE
CHAPTER I
MOTIVE POWER AND COST OF INSTALLATION | 17
CHAPTER II
SELECTION OF AN ENGINE

The Otto Cycle.—The First Period.—The Second Period.—The Third Period.—The Fourth Period.—Valve Mechanism.—Ignition.—Incandescent Tubes.—Electric Ignition.—Electric Ignition by Battery and Induction-Coil.—Ignition by Magnetos.—The Piston.—Arrangement of the Cylinder.—The Frame.—Fly-Wheels.—Straight and Curved Spoke Fly-Wheels.—The Crank-Shaft.—Cams, Rollers, etc.—Bearings.—Steadiness.—Governors.—Vertical Engines.—Power of an Engine.—Automatic Starting
21

CHAPTER III
THE INSTALLATION OF AN ENGINE
Location.—Gas-Pipes.—Dry Meters.—Wet Meters.—Anti-Pulsators, Bags, Pressure-Regulators.—Precautions.—Air Suction.—Exhaust.—Legal Authorization | 69
CHAPTER IV
FOUNDATION AND EXHAUST
The Foundation Materials.—Vibration.—Air Vibration, etc.—Exhaust Noises | 87
CHAPTER V
WATER CIRCULATION
Running Water.—Water-Tanks.—Coolers | 98
CHAPTER VI
LUBRICATION
Quality of Oils.—Types of Lubricators | 111
CHAPTER VII
CONDITIONS OF PERFECT OPERATION
General Care.—Lubrication.—Tightness of the Cylinder.—Valve-Regrinding.—Bearings.—Crosshead.—Governor.—Joints.—Water Circulation.—Adjustment | 121
CHAPTER VIII
HOW TO START AN ENGINE.—PRELIMINARY PRECAUTIONS
Care during Operation.—Stopping the Engine | 128
CHAPTER IX
PERTURBATIONS IN THE OPERATION OF ENGINES AND THEIR REMEDY

Difficulties in Starting.—Faulty Compression.—Pressure of Water in the Cylinder.—Imperfect Ignition.—Electric Ignition by Battery or Magneto.—Premature Ignition.—Untimely Detonations.—Retarded Explosions.—Lost Motion in Moving Parts.—Overheated Bearings.—Overheating of the Cylinder.—Overheating of the Piston.—Smoke arising from the Cylinder.—Back Pressure to the Exhaust.—Sudden Stops
134

CHAPTER X
PRODUCER-GAS ENGINES
High Compression.—Cooling.—Premature Ignition.—The Governing of Engines | 153
CHAPTER XI
PRODUCER-GAS
Street-Gas.—Composition of Producer-Gases.—Symptoms of Asphyxiation.—Gradual, Rapid Asphyxiation.—Slow, Chronic Asphyxiation.—First Aid in Cases of Carbon Monoxide Poisoning.—Sylvester Method.—Pacini Method.—Impurities of the Gases | 165
CHAPTER XII
PRESSURE GAS-PRODUCERS
Dowson Producer.—Generators.—Air-Blast.— Blowers.—Fans.—Compressors.—Exhausters.—Washing and Purifying.—Gas-Holder.—Lignite and Peat Producers.—Distilling-Producers.—Producers Using Wood Waste, Sawdust, and the like.—Combustion-Generators.—Inverted Combustion | 174
CHAPTER XIII
SUCTION GAS-PRODUCERS

Advantages.—Qualities of Fuel.—General Arrangement.—Generator.—Cylindrical Body.—Refractory Lining.—Grate and Support for the Lining.—Ash-pit.—Charging-Box.—Slide-Valve.—Cock.—Feed-Hopper.—Connection of Parts.—Air Supply.—Vaporizer.—Preheaters.—Internal Vaporizers.—External Vaporizers.—Tubular Vaporizers.—Partition Vaporizers.—Operation of the Vaporizers.—Air-Heaters.—Dust-Collectors.—Cooler, Washer, Scrubber.—Purifying Apparatus.—Gas-Holders.—Drier.—Pipes.— Purifying-Brush.—Conditions of Perfect Operation of Gas-Producers.—Workmanship and System.—Generator.—Vaporizer.—Scrubber.—Assembling the Plant.—Fuel.—How to Keep the Plant in Good Condition.—Care of the Apparatus.—Starting the Fire for the Gas-Producer.—Starting the Engine.—Care of the Generator during Operation.—Stoppages and Cleaning
199

CHAPTER XIV

OIL AND VOLATILE HYDROCARBON ENGINES

Oil-Engines.—Volatile Hydrocarbon Engines.—Comparative Costs.—Tests of High-Speed Engines.—The Manograph.—The Continuous Explosion-Recorder for High-Speed Engines.—Records | 264

CHAPTER XV

THE SELECTION OF AN ENGINE

The Duty of a Consulting Engineer.—Specifications.—Testing the Plant.—Explosion-Recorder for Industrial Engines.—Analysis of the Gases.—Witz Calorimeter.—Maintenance of Plants.—Test of Stockport Gas-Engine with Dowson Pressure Gas-Producer.—Test of a Winterthur Engine.—Test of a Winterthur Producer-Gas Engine.—Test of a Deutz Producer-Gas Engine and Suction Gas-Producer.—Test of a 200-H.P. Deutz Suction Gas-Producer and Engine
279

ГЛАВА I

MOTIVE POWER—COST OF INSTALLATION

Легкость, с которой можно установить газовый двигатель по сравнению с паровой машиной, очевидна. В местах, где можно получить светильный газ и где требуется менее 10–15 лошадиных сил, обычно используется городской газ. Однако улучшения, которые совсем недавно были внесены в конструкцию всасывающих газогенераторов, по-видимому, предвещают их широкое внедрение в ближайшем будущем, даже для очень малых мощностей.

Установка небольших двигателей на городском газе предполагает лишь выполнение необходимых подключений к газовой магистрали и установку двигателя на небольшом основании.

Экономичная паровая машина равной мощности потребовала бы установки котла и его обмуровки, строительства дымовой трубы и других принадлежностей, в то время как сам двигатель потребовал бы прочного основания. Без преувеличения можно утверждать, что установка паровой машины и ее котла требует в пять раз больше времени и труда, чем установка газового двигателя равной мощности, даже не учитывая требований, налагаемых хранением топлива (рис. 1). Небольшие паровые машины, установленные на собственных котлах, или передвижные двигатели, расход которых обычно не является экономичным, здесь не учитываются.

Fig. 1. Fig. 1.—30 H.P. Gas-engine and suction gas-producer.

Fig. 1a. Fig. 1a.—30 H.P. Steam-engine, boiler and smoke-stack.

Что касается стоимости, мы обнаруживаем, что паровая машина мощностью от 15 до 20 лошадиных сил, работающая при давлении 90 фунтов и имеющая скорость 60 оборотов в минуту, будет стоить примерно на 16 2/3 процента дороже, чем 15-сильный газовый двигатель с его антипульсаторами и другими принадлежностями. Фундамент паровой машины также будет стоить примерно на 16 2/3 процента дороже, чем фундамент газового двигателя. Кроме того, установка паровой машины означала бы покупку трубопроводов, котла на 100 фунтов давления и огнеупорного кирпича, а также возведение дымовой трубы высотой не менее 65 футов. Помимо небольших земляных работ для основания двигателя и необходимых трубопроводов, газовый двигатель не налагает никаких дополнительных обременений. Можно с уверенностью принять, что паровая машина указанной мощности будет стоить примерно на 45 процентов дороже, чем газовый двигатель соответствующей мощности.

Стоимость эксплуатации паровой машины мощностью от 15 до 20 лошадиных сил также значительно выше, чем стоимость эксплуатации газового двигателя того же размера. Учитывая расход топлива, стоимость используемого смазочного масла, проценты на вложенный капитал, стоимость технического обслуживания и ремонта, а также зарплату инженера, можно обнаружить, что эксплуатация паровой машины дороже примерно на 23 процента.

Это экономическое преимущество газа перед паровой машиной сохраняется и для более высокой мощности и становится еще более заметным при использовании генераторного газа вместо городского. Сравнивая, например, паровую машину мощностью 50 лошадиных сил с давлением 90 фунтов и скоростью 60 оборотов в минуту с 50-сильным двигателем на генераторном газе и учитывая в случае паровой машины стоимость котла подходящего размера, фундамента, огнеупорного кирпича, дымовой трубы и т. д., а в случае газового двигателя — стоимость генератора, фундамента и тому подобного, можно обнаружить, что установка паровой машины влечет за собой расходы на 15 процентов большие, чем в случае двигателя на генераторном газе. Однако стоимость эксплуатации и обслуживания паровой машины мощностью 50 лошадиных сил будет на 40 процентов выше, чем эксплуатация и обслуживание двигателя на генераторном газе.

Из вышесказанного следует, что в диапазоне от 15–20 до 500 лошадиных сил двигатель, работающий на генераторном газе, имеет значительное преимущество перед паровой машиной по первоначальной стоимости и обслуживанию. Для развития мощности более 500 лошадиных сил использование компаунд-машин с конденсацией и двигателей, работающих на перегретом паре, значительно снижает расход, и разница в стоимости эксплуатации паровой машины и газового двигателя не столь заметна. Тем не менее, в современном состоянии техники установки на перегретом паре влекут за собой значительные расходы на их обслуживание и ремонт, тем самым уменьшая их практические преимущества и делая их использование довольно обременительным.

FOOTNOTES:

Недавние улучшения, внесенные во всасывающие газогенераторы, вероятно, приведут к широкому внедрению двигателей на генераторном газе даже для малой мощности.

ГЛАВА II

THE SELECTION OF AN ENGINE

Двигатели внутреннего сгорания бывают многих типов. Здесь будут в основном рассматриваться газовые двигатели четырехтактного типа, такие как те, что используются в промышленности.

Цикл Отто. — Термин «четырехтактный» двигатель, или двигатель Отто, берет свое начало от способа работы двигателя. Полный цикл состоит из четырех различных периодов, которые схематично воспроизведены на прилагаемых чертежах.

Первый период. — Всасывание: Поршень движется вперед, создавая вакуум в цилиндре и одновременно втягивая определенное количество воздуха и газа (рис. 2).

Fig. 2. Fig. 2.—First cycle: Suction.

Второй период. — Сжатие: Поршень возвращается в исходное положение. Все впускные и выпускные клапаны закрыты (рис. 3). Смесь, втянутая во время первого периода, сжимается.

Третий период. — Взрыв и расширение: Когда поршень достигает конца своего обратного хода, сжатая смесь воспламеняется. Взрыв происходит в мертвой точке. Расширение газа толкает поршень вперед (рис. 4).

Fig. 3. Fig. 3.—Second cycle: Compression.

Fig. 4. Fig. 4.—Third cycle: Explosion and expansion.

Четвертый период. — Выпуск: Поршень возвращается во второй раз. Выпускной клапан открывается, и продукты сгорания удаляются (рис. 5).

Fig. 5. Fig. 5.—Fourth cycle: Exhaust.

Эти различные циклы следуют один за другим, проходя через одни и те же фазы в одном и том же порядке.

Клапанный механизм. — Следует отметить, что в современных двигателях используются клапаны, которые лучше приспособлены к особенностям двигателей внутреннего сгорания, чем старые золотники, использовавшиеся при первом появлении двигателя Отто. Золотник теперь можно считать устаревшим распределительным устройством, с помощью которого невозможно получить низкий расход.

В старых газовых двигателях использовались довольно низкие степени сжатия. Следовательно, получалась очень низкая взрывная мощность газовой смеси и низкие температуры. Золотники удерживались на своих седлах давлением внешних пружин и обильно смазывались. В этих условиях они работали регулярно. В наши дни необходимость использования действительно экономичных газовых двигателей привела к использованию высоких степеней сжатия, в результате чего получаются мощные взрывы и высокие температуры. В этих условиях золотники работали бы плохо. Они не были бы достаточно плотными. Смазывать их было бы трудно и неэффективно. Кроме того, на практике широко используются крупные двигатели, и у этих моторов сопротивление трения больших золотников, движущихся по обширным поверхностям, было бы значительным и заметно уменьшило бы количество совершаемой полезной работы.

Fig. 6. Fig. 6.—Modern valve mechanism.

Из-за своего специфического принципа работы золотник является нежелательным, так как газы дросселируются во время их впуска и выпуска. В результате этих недостатков происходят потери заряда и возникают нежелательные противодавления. Необходимость использования элементов, простых в работе и свободных от упомянутых недостатков, естественно привела к принятию современного клапана. Этот клапан используется как для всасывания газа и воздуха, так и для выпуска, в результате чего любая из этих двух существенных фаз в работе двигателя может независимо контролироваться. Клапаны обладают следующими преимуществами: их плотность увеличивается с ростом давления, так как они всегда открываются внутрь цилиндра (рис. 6). У них нет трущихся поверхностей, и поэтому их не нужно смазывать. Их открытие контролируется рычагами, снабженными быстродействующими кулачками; а закрытие осуществляется витыми пружинами, почти мгновенными в своем действии (рис. 7). Каждый клапан, в зависимости от цели, для которой он используется, может быть установлен в той части цилиндра, которая лучше всего подходит для его конкретной функции. Типов клапанных двигателей, используемых в настоящее время, много и они разнообразны. Для достижения экономичности потребления и регулярности работы они должны отвечать определенным существенным требованиям, которые будут рассмотрены здесь.

Помимо правильного выбора площадей сечений и обеспечения подходящего средства управления, необходимо, чтобы клапаны были легкодоступны. Действительно, клапаны должны регулярно осматриваться, очищаться и притираться. Отсюда следует, что должна быть возможность легко и быстро их разбирать.

Fig. 7. Fig. 7.—Controlling mechanism of valve.

Необходимо, чтобы выпускной клапан хорошо охлаждался; в противном случае клапан, подвергающийся воздействию высоких температур, выйдет из строя и может вызвать утечку. Поэтому водяная рубашка должна окружать седло выпускного клапана, при этом следует позаботиться о том, чтобы охлаждающая вода подавалась как можно ближе к нему (рис. 8). Двигатель должен управлять впускным клапаном воздуха или газовой смеси. Следовательно, эти клапаны не должны приводиться в действие просто пружинами, потому что пружины склонны перемещаться под влиянием вакуума, создаваемого всасыванием.

Fig. 8. Fig. 8.—Water-jacketed valve.

Смесь газа и воздуха не должна поступать в цилиндр при слишком низком давлении; в противном случае вес поступившей смеси будет ниже, чем должен быть, поскольку в этих условиях клапан будет открываться слишком поздно и закрываться преждевременно. Как в начале, так и в конце своего хода линейная скорость поршня совершенно недостаточна для создания вакуума, достаточного для преодоления сопротивления пружины. Поэтому обычно практикуется раздельное управление открытием или закрытием того или иного клапана (газового или смесительного). Следовательно, эти клапаны должны приводиться в действие независимо друг от друга. В наши дни они почти исключительно управляются механически — метод, который пропагандируется известными конструкторами, в частности, для промышленных двигателей. Клапаны, которые не приводятся в действие таким образом (свободные клапаны), имеют лишь преимущество простоты работы. Тем не менее, это устройство все еще встречается в некоторых нефтяных и бензиновых двигателях, особенно в автомобильных моторах. В этих двигателях необходимо распылять жидкое топливо с помощью всасываемого воздуха, чтобы получить взрывоопасную газовую смесь.

Зажигание. — В развитии газового двигателя калильная трубка и электрическая искра заняли место устаревшего открытого пламени. Последний упомянутый способ взрыва газовой смеси, следовательно, обсуждаться не будет.

Горячая трубка из фарфора или металла обладает неоспоримым достоинством регулярности работы. Методов, с помощью которых эта работа делается максимально совершенной, много. Поскольку надежность зажигания достигается с помощью трубки, важно правильно выбрать момент зажигания, чтобы оно происходило точно в тот момент, когда поршень находится в мертвой точке. Ранее было сказано, что преждевременное или запоздалое зажигание взрывчатой смеси заметно уменьшает количество полезной работы, совершаемой расширением газа. Если зажигание происходит слишком рано, смесь взорвется до того, как поршень достигнет мертвой точки на своем обратном ходе. В результате поршень должен преодолеть значительное сопротивление из-за преждевременного взрыва и последующего давления. Кроме того, из-за высокой температуры взрыва газообразные продукты очень быстро охлаждаются. Это быстрое охлаждение вызывает внезапное падение давления; и поскольку между моментом взрыва и моментом, когда поршень начинает свой рабочий ход, проходит определенный интервал, полезное движущее усилие тем больше уменьшается, чем более преждевременным является зажигание.

Калильные трубки. — На рис. 9 и 10 проиллюстрированы две наиболее часто используемые системы. В этих двух устройствах, в которых не используется клапан, длина или высота, на которую трубка нагревается внешним пламенем, регулируется таким образом, что газовая смесь, которая была нагнетана в трубку после сжатия, достигает зоны накаливания как можно ближе к точному моменту, когда должны произойти зажигание и взрыв. Однако температура пламени горелки, богатство газовой смеси и другие обстоятельства оказывают заметное влияние на время зажигания, так что смесь никогда не воспламеняется в точно упомянутый момент.

Figs. 9-10. Figs. 9-10.—Valveless hot tubes.

Эти соображения приводят к выводу, что двигатели, в которых смесь взрывается с помощью горячих трубок, снабженных клапаном зажигания, предпочтительнее бесклапанных трубок. Благодаря использованию специального клапана, принудительно управляемого самим двигателем, шансы на несвоевременное зажигание уменьшаются, поскольку необходимо просто отрегулировать температуру и положение трубки, чтобы зажигание надежно осуществлялось сразу после открытия клапана, в самый момент, когда цилиндровые газы вступают в контакт с раскаленной частью трубки (рис. 11). Многие производители, однако, не используют клапан зажигания на двигателях мощностью менее 15–20 лошадиных сил, главным образом из-за более дешевой конструкции. Общий расход имеет меньшее значение в двигателе малой, чем большой мощности, и потери из-за отсутствия клапана зажигания не столь заметны. В двигателе большой мощности преждевременный взрыв может стать причиной поломки жизненно важной детали, такой как шатун или коленчатый вал. По этой причине клапан необходим для двигателей мощностью более 20–25 лошадиных сил. Поломка такого рода менее опасна в небольшом двигателе, где детали сравнительно прочные. Расход газа хорошо спроектированной горелки не превышает от 3,5 до 5 кубических футов в час.

Fig. 11. Fig. 11.—Ignition-tube with valve.

Электрическое зажигание. — Электрическое зажигание состоит в создании искры в камере взрыва двигателя. Точность, с которой оно может контролироваться, дает ему неоспоримое преимущество перед горячей трубкой. Но было высказано возражение, возможно, с некоторой силой, что оно влечет за собой определенные сложности при установке двигателя. Его противники даже утверждают, что мощность и скорость дефлаграции взрывчатой смеси выше при зажигании от горячей трубки. Эта причина, возможно, заставила систему горячей трубки преобладать в Англии, где производителей газовых двигателей очень много и они не испытывают недостатка в опыте.

Электрическое зажигание в газовых двигателях осуществляется с помощью батареи и катушки зажигания или с помощью небольшой магнето-машины, которая механически создает искру разрыва тока.

Fig. 12. Fig. 12.—Electric ignition by spark-coil and battery.

Fig. 13. Fig. 13.—Spark-plug.

Электрическое зажигание от батареи и индукционной катушки. — Первая система дешевле; но она требует самого тщательного ухода для поддержания деталей в надлежащем рабочем состоянии. Она включает три существенных элемента — батарею, катушку и свечу зажигания (рис. 12). Батарея может быть аккумуляторной, которую, следовательно, необходимо время от времени перезаряжать; или это может быть первичная батарея, которую необходимо часто обновлять и тщательно очищать. Индукционная катушка снабжена вибратором или прерывателем, который легко выходит из строя и который должен регулироваться с большой точностью. Свеча зажигания — это особенно деликатная деталь, подверженная многим возможным авариям. Фарфор, из которого она сделана, склонен к растрескиванию. Трудно получить абсолютно идеальную изоляцию; так как клеммы портятся по мере их перегрева, ломаются или загрязняются (рис. 13). В нефтяных двигателях, особенно, сажа быстро оседает на клеммах, так что искра не может быть произведена. В бензиновых или нафтовых моторах такая авария менее вероятна. В автомобильных моторах, однако, свеча зажигания слишком часто не выполняет свою функцию. Единственное средство от этих зол можно найти в самом тщательном уходе за свечой зажигания и другими элементами системы зажигания.

Fig. 14. Fig. 14.—Magneto ignition apparatus.

Fig. 15. Fig. 15.—General view and details of a magneto ignition apparatus.

Зажигание от магнето. — Аппараты магнето, с другой стороны, примечательны регулярностью своей работы. Их можно использовать в течение нескольких лет без перемагничивания, и они не требуют исключительного ухода. Устройства зажигания от магнето приводятся в действие механически, необходимое смещение катушки осуществляется с помощью кулачка, установленного на валу, вращающемся с половинной скоростью двигателя (рис. 14 и 15). В момент, когда она освобождается кулачком, катушка внезапно возвращается в исходное положение с помощью пружины. Это быстрое движение генерирует ток, который проходит через клеммы, расположенные внутри цилиндра и которые немедленно разделяются механическими средствами. Таким образом, создается гораздо более горячая искра разрыва цепи, которая намного энергичнее, чем у батареи и индукционной катушки, и которая надежно воспламеняет газовую смесь в цилиндре. Клеммы обычно стальные, иногда с наконечниками из никеля или платины (рис. 16). Единственная мера предосторожности, которую следует соблюдать, — это исключение влаги и периодическая очистка. Для двигателей, работающих на генераторном газе, магнето-зажигатели предпочтительнее элементов и батарей. В целом, электрическое зажигание рекомендуется для двигателей высокого давления.

Fig. 16. Fig. 16.—Contacts of a magneto-igniter.

Fig. 17. Fig. 17.—Device for regulating the moment of ignition.

Чтобы более ясно объяснить современные методы зажигания, представлена диаграмма, показывающая электрический магнето-зажигатель, примененный к головке цилиндра двигателя Винтертур, а также сечение элемента, изменяющего контакты размыкания, которые установлены в камере взрыва (рис. 18 и 19).

1. Магнето А состоит из подковообразных магнитов, между полюсами которых вращается якорь. На своем конически выточенном конце вал якоря несет рычаг B, удерживаемый на месте гайкой.

Fig. 18. Fig. 18.—Winterthur electric ignition system.

2. Зажигатель C представляет собой отливку, закрепленную на головке цилиндра подвижным хомутом и снабженную двумя осями D и M, из которых одна, D, сделанная из бронзы, является подвижной и снабжена небольшим внутренним контактным молоточком, ударным рычагом и внешней возвратной пружиной; другая, M, является неподвижной, изолированной и приспособленной для приема тока от магнето A с помощью изолированного медного провода E.

3. Пружина F состоит из двух непрерывных витков, содержащихся в латунном корпусе и приводящих в действие стальной ударный или перкуссионный штифт.

4. Управляющие устройства магнето включают стержень или шток G, скользящий в направляющей H, снабженный предохранительной пружиной и установленный на эксцентриковом шпинделе, положение которого можно изменять с помощью регулировочного рычага (I). Стержень приводится в действие от распределительного вала, на коническом конце которого закреплен кулачок J, несущий шпиндель.

Fig. 19. Fig. 19.—Contacts of the Winterthur system.

Регулировка магнето. — Положение, занимаемое якорем в состоянии покоя, имеет значение для получения хорошей искры при разрыве цепи. Следует отметить метки на якоре. Положение якоря можно экспериментально изменять, чтобы получить искру максимальной интенсивности, изменяя положение рычага B на валу якоря.

Управление магнето. — Управляющий механизм должен позволять якорю совершать колебания от 20 до 25 градусов. Время, в которое осуществляется разрыв цепи, можно регулировать, сдвигая рукоятку (I). При запуске двигателя цепь можно размыкать с небольшим замедлением, которое уменьшается по мере того, как двигатель достигает своей нормальной скорости.

Зажигатель. — Желательно, чтобы был зазор 1/2 мм (0,0196 дюйма) между рычагом Z в состоянии покоя и ударным штифтом. Ось D устройства разрыва цепи должна быть легко подвижной; и молоточек, который она несет на своем конце по направлению к внутренней части цилиндра, должен находиться в идеальном контакте с неподвижным шпинделем M, который электрически изолирован. Этот шпиндель M должен быть хорошо закрыт, чтобы предотвратить любую утечку, которая могла бы вызвать порчу изоляционного материала.

Тема зажигания имеет такое чрезвычайное значение, что автор будет время от времени возвращаться к ней в различных главах этой книги. Нельзя переоценить важность правильного выбора момента зажигания; в противном случае произойдет ненужная трата мощности. Чистота — это момент, который должен соблюдаться скрупулезно; так как свечи зажигания склонны загрязняться слишком легко, в результате чего могут возникать короткие замыкания и пропуски зажигания. В двигателях на нефти и летучих углеводородах склонность к загрязнению особенно заметна. В главе, посвященной этим типам двигателей, автор остановился на мерах предосторожности, которые следует предпринять, чтобы предотвратить возможную поломку аппаратуры зажигания. Как общее правило, аппаратура зажигания, установленная заслуживающими доверия производителями, окажется наиболее подходящей для требований двигателя.

Аппарат должен быть снабжен устройством, с помощью которого зажигание может быть должным образом отрегулировано вручную во время работы (рис. 17).

Fig. 20. Fig. 20.—Design of the piston.

Поршень. — Попадая постоянно в контакт с воспламененными газами, поршень постепенно нагревается до высокой температуры. Задняя поверхность поршня предпочтительно должна быть плоской. Изогнутые поверхности не рекомендуются, потому что они плохо охлаждаются. Точно так же следует избегать поверхностей, имеющих либо вставные детали, либо головки болтов, поскольку они склонны раскаляться докрасна и преждевременно воспламенять смесь (рис. 20).

Fig. 21. Fig. 21.—Piston with lubricated pin.

Среди деталей поршня, которые быстро изнашиваются, потому что постоянная смазка затруднена, находится соединение с поршневым штоком (рис. 21). Важно, чтобы подшипник на поршневом пальце состоял из двух частей, которые можно регулировать для компенсации износа. Сам палец должен быть из цементированной стали. Для крупных двигателей некоторые производители, по-видимому, отказались от практики фиксации пальца установочными винтами во фланцах, отлитых как одно целое с поршнем. Действительно, поршень часто ломается из-за расширения пальцев, удерживаемых таким образом с двух сторон. Кажется целесообразным закрепить палец с помощью одного винта в одном из фланцев, подогнав его давлением к противоположному выступу. Следует избегать использования клиньев или зажимных винтов, вводимых снаружи поршня для удержания пальца. Может случиться так, что клинья ослабнут, выйдут наружу и будут царапать цилиндр, вызывая повреждения, которые нельзя обнаружить, пока не станет слишком поздно. Прочность поршневого пальца должна быть рассчитана так, чтобы давление на квадратный дюйм проекционной поверхности не превышало 1500–2850 фунтов на квадратный дюйм. Следует иметь в виду, что начальное давление взрыва часто равно 400–425 фунтам на квадратный дюйм. Некоторые производители устанавливают палец как можно дальше к задней части поршня, чтобы приблизить его к точке приложения движущей силы взрыва. Другие производители, с другой стороны, устанавливают палец ближе к передней части поршня. Против обоих методов нельзя выдвинуть серьезных возражений. В первом случае положение колец будет ограничивать положение пальца.

Количество этих колец должно быть не менее четырех или пяти, расположенных в задней части поршня. Следует отметить, что производители хороших двигателей используют до 8–10 колец в поршнях двигателей среднего размера.

Поршневые кольца из серого чугуна могут быть подогнаны с величайшей точностью таким образом, что с помощью язычков, входящих в их канавки, они удерживаются от вращения в последних, благодаря чему их отверстия предотвращаются от совпадения и пропуска газа. Как общее правило, большое количество колец можно считать отличительной чертой хорошо построенного двигателя. Чтобы предотвратить слишком быстрый износ цилиндра, несколько немецких производителей отделывают переднюю часть поршня бронзой или антифрикционным металлом в двигателях мощностью более 40–50 лошадиных сил. Следует отметить, однако, что этот способ не применим к моторам, цилиндры которых сравнительно холодные; в противном случае бронза или антифрикционный металл испортятся.

Устройство цилиндра. — Гильза или втулка цилиндра, в которой движется поршень, и водяная рубашка предпочтительно должны быть изготовлены из отдельных частей, а не отлиты из одного и того же металла, чтобы позволить свободное расширение (рис. 22 и 23). Если из-за отсутствия ухода или надлежащей смазки, что часто случается в газовых двигателях, цилиндр будет поврежден царапинами, его можно легко заменить без потери всех соединительных деталей.

Fig. 22. Fig. 22.—Head, jacket and liner of cylinder, cast in one piece.

Fig. 23. Fig. 23.—Cylinder with independent liner and head.

По той же причине цилиндр и его корпус должны быть независимы от рамы. Во многих горизонтальных двигателях цилиндры нависают над рамой по всей длине из-за соединения их передних частей с рамами. Хотя такая конструкция не влечет за собой серьезных последствий в небольших двигателях, тем не менее в крупных двигателях она чрезвычайно вредна. Действительно, в большинстве современных двигателей простого действия поршни напрямую соединены с коленчатым валом поршневым штоком, без какого-либо промежуточного шатуна или крейцкопфа. Вертикальная реакция движущего усилия на поршень, следовательно, полностью воспринимается упором цилиндра, который также является вертикальным (рис. 24). Этот упор, действующий против неподдерживаемой части, может вызвать трещины; во всяком случае, он влечет за собой быстрый износ соединения цилиндра.

Fig. 24. Fig. 24.—Single-acting engines.

Fig. 25. Fig. 25.—Engine with inclined bearings.

Рама. — Газовые двигатели, работающие, как они работают, от взрывов, вызывающих толчки и удары, должны строиться с рамами тяжелыми, прочными и широкооснованными, чтобы твердо стоять на земле. Это существенное условие часто выполняется ценой внешнего вида двигателя; но внешним видом охотно пожертвуют, чтобы удовлетворить одно из требований идеальной работы. Для двигателей мощностью более 8–10 лошадиных сил следует использовать рамы, которые можно закрепить на фундаменте из каменной кладки без отдельного пьедестала или основания. Некоторые производители, с целью облегчения рамы, придают мало значения фундаменту и прочности конструкции и используют конструкцию, показанную вместо подшипника коленчатого вала (рис. 25); другие, чтобы облегчить регулировку подшипников шатуна, предпочитают вторую форму (рис. 26). Очевидно, что в первом случае часть усилия, создаваемого взрывом, реагирует на верхнюю часть подшипника шатуна, на крышку подшипника коленчатого вала и, следовательно, на крепежные болты. Во втором случае, если регулировка не будет выполнена очень тщательно или если трущиеся поверхности недостаточны, весь упор, вызванный взрывом, будет воспринят соприкасающимися частями двух втулок, тем самым повреждая их и вызывая более быстрый износ. При строительстве крупных двигателей некоторые производители принимают меры предосторожности, формируя подшипники шатуна из четырех частей, регулируемых для компенсации износа, так что усилие оказывается против частей, расположенных под прямым углом друг к другу. Форма, которая кажется рациональной, — это та, что показана на рис. 27, в которой реакция упора воспринимается нижним подшипником, жестко поддерживаемым рамой с распорками, в направлении, противоположном направлению взрывного усилия.

Fig. 26. Fig. 26.—Engine with straight bearings.

Fig. 27. Fig. 27.—Engine with correctly designed bearings.

Сумма проекционных поверхностей двух подшипников должна быть рассчитана так, чтобы максимальное давление взрыва 405–425 фунтов на квадратный дюйм не подвергало подшипники давлению выше 425–550 фунтов на квадратный дюйм.

Маховики. — В газовых двигателях, в частности, маховик должен быть закреплен на коленчатом валу с величайшей тщательностью. Он должен быть установлен как можно ближе к подшипникам; в противном случае центровка вала будет нарушена, а его прочность ослаблена. Если маховик закреплен с помощью шпонки или клина, имеющего выступающую головку, рекомендуется закрыть конец вала подвижной втулкой. Маховик должен вращаться абсолютно точно и ровно, даже если взрыв будет преждевременным. В хорошо построенных двигателях маховики выверены и обточены по ободу. Периферия слегка закруглена, чтобы лучше направлять ремень при его наложении на колесо.

Fig. 28. Fig. 28.—Single fly-wheel engine with external bearing.

Более того, маховики должны быть точно сбалансированы; предпочтительнее те, у которых нет противовесов, отлитых или прикрепленных к ступице, спицам или ободу. Система балансировки двигателя с помощью двух маховиков, установленных на противоположных сторонах, используется главным образом для выравнивания эффектов инерции. Специальные двигатели, используемые для привода динамо-машин, и даже промышленные двигатели большой мощности предпочтительно оснащаются только одним маховиком с внешним подшипником, поскольку они легче противодействуют циклическим неровностям или изменениям скорости, происходящим за один оборот (рис. 28). Если в этом случае предусмотрен шкив, он должен быть установлен между двигателем и внешним подшипником. Следующие преимущества могут быть приведены в пользу одного маховика, особенно в случае двигателей для привода динамо-машин:

1. Один маховик обеспечивает более легкий доступ к деталям, подлежащим осмотру.

2. Он предполагает использование третьего подшипника, тем самым избегая свеса, вызванного двумя обычными маховиками.

3. Он позволяет избежать торсионного напряжения, которому подвергается двухколесный кривошип при запуске, остановке и изменении нагрузки, при этом периферийное сопротивление варьируется в одном из маховиков, в то время как другой подвергается напряжению в противоположном направлении из-за инерции.

4. Два маховика, будучи закрепленными на выступающих концах вала, будут настолько подвержены воздействию взрывов на ободах, что ремни будут трястись.

Третий подшипник, который характеризует систему с одним маховиком, является лишь независимой опорой, твердо стоящей на каменном основании двигателя. Подшипник с его независимой опорой достаточно жесткий и не подвергается никакому напряжению от кривошипа в момент взрыва, реакция кривошипа затрагивает только подшипники рамы. С такими маховиками авторитетные фирмы гарантируют циклическую регулярность, которая выгодно отличается от регулярности лучших паровых машин. Для нагрузки, варьирующейся от трети до максимальной, эти двигатели, при приводе динамо-машин постоянного тока для непосредственного питания цепи электрического освещения, обеспечат идеальную устойчивость света; и эффективно апериодические измерительные приборы не покажут колебаний, превышающих 2–3 процента напряжения или интенсивности тока. Коэффициент изменений скорости за один оборот будет, таким образом, недалеко от 1/60.

Fig. 29. Fig. 29.—Curved spoke fly-wheel.

Маховики с прямыми и изогнутыми спицами. — Спицы маховиков бывают либо прямыми, либо изогнутыми. При сборке деталей мотора слишком часто случается, что маховики с изогнутыми спицами устанавливаются с полным игнорированием направления, в котором они должны вращаться. Важно, чтобы изогнутые спицы подвергались сжатию, а не растяжению. Следовательно, маховики должны быть установлены так, чтобы вогнутые части спиц двигались в направлении вращения, как показано на прилагаемой диаграмме (рис. 29). Если один маховик используется на двигателе типа, в котором скорость регулируется системой «работа-пропуск», маховик должен быть сверхтяжелым, чтобы противодействовать неровностям движущих импульсов, когда двигатель не работает на полную мощность, или, другими словами, когда взрыв не происходит при каждом цикле.

Fig. 30. Fig. 30.—Forged crank-shafts.

Коленчатый вал. — Коленчатый вал должен быть изготовлен из лучшей мягкой стали. Предпочтительны те валы, кривошипы которых не прикованы (рис. 30), а вырезаны из массы металла; кроме того, кронштейны или опоры должны быть строгаными и сформированными так, чтобы они были квадратными в поперечном сечении.

Fig. 31. Fig. 31.—Correct design of crank-shaft.

Такая конструкция предполагает тонкую работу и говорит в пользу конструкции всего двигателя. Более того, она позволяет сблизить подшипники, сводит к минимуму ту часть коленчатого вала, которую можно считать самой слабой, и позволяет рационально и точно уравновесить движущиеся части, такие как кривошип и конец шатуна. Лучшие производители приняли метод крепления к кривошипам балансировочных грузов, закрепленных на кронштейнах, особенно для высокоскоростных двигателей или двигателей большой мощности. Проекционная поверхность кривошипного пальца должна, как правило, рассчитываться на давление 1400 фунтов на квадратный дюйм.

Fig. 32. Fig. 32.—Crank-shaft with balancing weight.

Кулачки, ролики и т. д. — Кулачки, ролики, упорные подшипники, а также поршневой палец в частности, должны быть изготовлены из хорошей стали, цементированной на глубину не менее 0,08 дюйма. Их твердость и степень цементации можно проверить с помощью напильника. Это метод, которому следуют лучшие производители.

Подшипники. — Все подшипники и все направляющие должны быть регулируемыми для компенсации износа. Они обычно изготавливаются из бронзы или лучшего антифрикционного металла.

Устойчивость. — Устойчивость двигателей можно рассматривать с двух разных точек зрения.

Fig. 33. Fig. 33.—Inertia governor.

1. Изменение числа оборотов при различных нагрузках. — Это зависит главным образом от чувствительности регулятора, который должен быть «инерционного» или «шарового» (или центробежного) типа. Первая форма редко используется, за исключением небольших двигателей мощностью до 10 лошадиных сил, и применима только к двигателям, в которых используется система «работа-пропуск» (рис. 33). Вторая форма используется более широко и применима к двигателям, имеющим устройства «работа-пропуск» или переменного впуска. В первой форме регулятор просто перемещает очень легкий элемент, независимо от размера двигателя, по какой причине размеры очень малы. Во второй форме, с другой стороны, регулятор действует либо на коническую втулку, либо на какой-то другой регулирующий элемент, оказывающий сопротивление. Очевидно, чтобы преодолеть реакции, которым он подвергается, он должен быть таким же тяжелым и мощным, как регулятор паровой машины. В хорошем двигателе предусмотрен достаточный допуск на изменение числа оборотов между отсутствием нагрузки и полной нагрузкой, не более двух процентов, если впуск типа «работа-пропуск», и пять процентов, если он переменного типа.

2. Циклическая регулярность. — Этот термин означает просто то, что скорость двигателя постоянна за один оборот. На практике это никогда не достигается. В двигателях, используемых для привода динамо-машин постоянного тока, допускается изменение около 1/60; в то время как в промышленных двигателях допустимо изменение 1/25. Циклическое изменение зависит только от веса маховика; тогда как изменение числа оборотов определяется главным образом регулятором.

Регуляторы. — Здесь представлены диаграммы основных типов регуляторов — инерционного регулятора, шарового или центробежного регулятора, управляющего впускным клапаном типа «работа-пропуск» (рис. 34), и шарового или центробежного регулятора, управляющего клапаном переменного впуска газа (рис. 35).

Различая работу двух последних упомянутых типов, можно сказать, что первый относится к механизму «работа-пропуск» так же, как, например, к клапанному механизму паровой машины Корлисса. Другими словами, это аппарат, который указывает, без побуждения, впуск или отсечку. Второй тип, с другой стороны, работает с помощью золотников и тому подобного, как в двигателе типа Риддера, в котором он управляет смещением отсечного или распределительного золотника и подвергается переменным силам, зависящим от давления, смазки, состояния сальников и тому подобного.

Как в газовых, так и в паровых двигателях следует рекомендовать конструкции, которые защищают деликатный механизм от напряжений и нагрузок, которые могут разрушить его чувствительность, как это имеет место в автоматической отсечке паровой машины Корлисса.

Fig. 34. Fig. 34.—"Hit-and-miss" governor.

Регуляторы должны быть снабжены средствами, позволяющими вручную изменять скорость во время работы двигателя.

Для небольших моторов одним из наиболее широко используемых впускных устройств является устройство типа «работа-пропуск». Как следует из названия, это впускное устройство позволяет определенному количеству газа поступать в цилиндр в течение ряда последовательных интервалов, пока двигатель не собирается превысить свою нормальную скорость. После этого регулятор полностью отсекает газ. Результат заключается в том, что в этой системе количество впусков является переменным, но каждый поступивший заряд состоит из постоянной пропорции газа и воздуха.

Регуляторы, используемые для типа «работа-пропуск», являются либо «инерционными», либо «центробежными» регуляторами.

Инерционные регуляторы (рис. 33) менее чувствительны, чем регуляторы центробежного типа. Они обычно применяются только к промышленным двигателям малой мощности, в которых регулярность работы является второстепенным соображением.

Центробежные регуляторы, используемые для газовых двигателей с регулированием «работа-пропуск», как общее правило, примечательны своим малым размером, что объясняется тем фактом, что в большинстве систем между средствами управления впуском и штоком клапана помещается просто подвижный элемент (рис. 34). Из этого следует, что этот метод работы избавляет регулятор от необходимости преодолевать сопротивление веса движущихся частей, более или менее эффективно смазываемых и подверженных реакции частей, которыми они управляют.

В двигателях, оснащенных устройствами переменного впуска для газа или взрывчатой смеси, регулятор приводит в действие втулку, на которой закреплен впускной кулачок (рис. 35). Или регулятор может смещать конический кулачок, реакция которого при контакте с рычагом разрушает стабильность регулятора. Эти условия оправдывают использование мощных регуляторов, которые из-за инерции своих частей уменьшают встречные реактивные силы.

Центробежный регулятор должен быть достаточно эффективным, чтобы предотвратить изменения числа оборотов в пределах 2–3 процентов между отсутствием нагрузки и приблизительно полной нагрузкой. В эквивалентных условиях на инерционный регулятор вряд ли можно положиться для получения коэффициента регулярности выше 4–5 процентов.

Fig. 35. Fig. 35.—Variable admission governor.

Способ работы регулятора обязательно зависит от принятой системы впуска. А система впуска существенно варьируется в зависимости от размера, назначения двигателя и характера используемого топлива.

Fig. 36. Fig. 36.—Vertical engine.

Fig. 37. Fig. 37.—Section through an engine of the vertical or "steam-hammer" type.

Вертикальные двигатели. — В течение нескольких последних лет в Европе, по-видимому, наблюдается тенденция использовать горизонтальные, а не вертикальные двигатели, особенно с тех пор, как двигатели мощностью более 10 или 15 лошадиных сил стали широко использоваться в промышленных целях. Вертикальный тип используется для двигателей мощностью от 1 до 8 лошадиных сил, с цилиндром в нижней части рамы и валом с маховиком в верхней части (рис. 36). Единственное достоинство, которое можно приписать этому устройству, — это большая экономия места. Очевидно, однако, что сверх определенного размера и мощности такие двигатели нестабильны. В Америке, в частности, многие производители двигателей большой мощности (50–100 лошадиных сил и более) предпочитают вертикальное или «паромолотное» расположение, которое заключается в размещении цилиндра в верхней части, а вала — в нижней части рамы как можно ближе к земле (рис. 37 и 38). Проблема экономии места, а также обеспечения устойчивости таким образом решена, так что легко можно увеличить скорость двигателя. Есть также преимущество в том, что вал динамо-машины может быть напрямую соединен с коленчатым валом двигателя, тем самым обходясь без ремня, который, по меньшей мере, поглощает 4–6 процентов общей мощности. Тем не менее, следует иметь в виду, что прямое соединение электрических генераторов с валами двигателей подразумевает использование чрезвычайно больших и, следовательно, чрезвычайно дорогих динамо-машин. Более того, благодаря этому устройству группы электрогенераторов могут быть расположены на сравнительно небольшой площади. Некоторые английские производители также начинают применять двигатель «паромолотного» типа для больших мощностей, результатом чего является заметная экономия материала и снижение стоимости установки.

Fig. 38. Fig. 38.—Side and end elevations of a vertical or "steam-hammer" engine.

Мощность двигателя.— Первое, что следует принять во внимание, это то, что мощность газового двигателя в договорах купли-продажи всегда указывается в «эффективных» лошадиных силах, тогда как мощность парового двигателя — в «индикаторных» лошадиных силах. В Англии и Соединенных Штатах до сих пор используется выражение «номинальная» лошадиная сила. Целесообразно дать точное определение этим различным терминам, поскольку недобросовестные продавцы, к ущербу для покупателя, внесли большую путаницу в их понимание.

«Индикаторная» лошадиная сила — это обозначение, применяемое к теоретической мощности, развиваемой под действием рабочего тела на поршень. Совершенная работа измеряется с помощью индикаторной диаграммы, посредством которой определяется среднее давление, учитываемое при расчете теоретической мощности.

«Эффективная» или тормозная лошадиная сила равна «индикаторной» лошадиной силе за вычетом энергии, поглощаемой пассивным сопротивлением, трением движущихся частей и т. д.

«Эффективная» работа — это экспериментальный термин, применяемый к мощности, фактически развиваемой на валу. Эта работа представляет интерес исключительно для пользователя двигателя.

В хорошо сконструированном двигателе, в котором пассивное сопротивление благодаря правильной регулировке и простоте деталей сведено к минимуму, «эффективная» лошадиная сила составляет около 80–87 процентов от «индикаторной» лошадиной силы при работе двигателя под полной нагрузкой. Этот сниженный выход мощности обычно называют «механическим коэффициентом полезного действия» двигателя.

«Номинальная» лошадиная сила — это произвольный термин в том смысле, в котором он используется в Англии и Америке, где он весьма распространен. Сами производители, по-видимому, не пришли к согласию относительно его абсолютного значения. Однако «номинальная» лошадиная сила эквивалентна величине от 3 до 4 «эффективных» лошадиных сил. Неопределенность, возникающая в результате использования этого термина, должна привести к отказу от него.

При установке двигателя определение его мощности является делом огромной важности, к которому не следует подходить так, как если бы двигатель был паровым или двигателем какого-либо другого типа. Нельзя забывать, что двигатели внутреннего сгорания наиболее эффективны, особенно при полной нагрузке, и что в этих условиях, как правило, целесообразно подчинить пользу наличия резервной мощности экономии, которая вытекает из использования двигателя, работающего при нагрузке, близкой к его максимальной производительности. С другой стороны, пользователь газового двигателя не склонен верить, что оговоренная лошадиная сила двигателя, который ему продают, является наибольшей, которую он способен развить в промышленных условиях. Конкуренция в бизнесе побудила некоторые фирмы продавать свои двигатели для работы в этих условиях. Вероятно, не будет большим преувеличением заявить, что 80 процентов двигателей, проданных без точных договорных спецификаций, не способны поддерживать более получаса ту мощность, которая им приписывается и на которую рассчитывает покупатель. Из этого следует, что мощность, при которой продается двигатель, должна быть как промышленно реализована, так и поддерживаема, если потребуется, в течение целого дня, без проявления двигателем малейших нарушений или сбоев в его бесшумной и регулярной работе. Для достижения этой цели существенно, чтобы энергия, развиваемая двигателем при нормальной или постоянной работе, не превышала 90–95 процентов от максимальной мощности, которую он способен выдать и которую можно назвать его «предельной мощностью». Как общее правило, особенно для установок, в которых мощность колеблется от минимально возможной до двойной, следует уделять столько же внимания потреблению при половинной нагрузке, сколько и при полной; и предпочтение следует отдавать двигателю, который при прочих равных условиях будет работать наиболее экономично при минимальной нагрузке. В этом случае потребление на эффективную лошадиную силу заметно выше. Обычно это потребление больше на 20–30 процентов, чем при полной нагрузке. Это особенно верно для двигателей простого действия, столь широко используемых для мощностей менее 100–150 лошадиных сил.

В некоторых двигателях двойного или тройного действия, по мнению некоторых авторов, уменьшение потребления едва ли будет пропорционально уменьшению мощности, или, во всяком случае, разница между потреблением на эффективную лошадиную силу при полной нагрузке и при пониженной нагрузке будет меньше, чем в других двигателях. Следует заметить, однако, что это утверждение, по-видимому, не подтверждается экспериментами, которые автору доводилось проводить. В некоторой степени эта экономия достигается ценой простоты и, следовательно, ценой двигателя. Во всяком случае, эти двигатели обладают достоинством высокой циклической регулярности, что делает их пригодными для привода динамо-машин электрического освещения; но эта регулярность может быть также достигнута использованием особо тяжелых маховиков, которые внедрили, в частности, английские фирмы.

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. 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.
burners | cu. ft. | in. | in. | in. | in. | h.-p.
3 | 14.726 | 13 | 11 | 9¹³⁄₁₆ | 0.590 | ¹⁄₂
5 | 24.710 | 18 | 13³⁄₄ | 10⁵⁄₈ | 0.787 | ³⁄₄
10 | 49.420 | 21¹⁄₄ | 18¹⁄₂ | 12⁹⁄₁₆ | 0.984 | 1-2
20 | 98.840 | 23³⁄₁₆ | 19¹¹⁄₁₆ | 15⁵⁄₁₆ | 1.181 | 3-4
30 | 148.260 | 25⁵⁄₈ | 21¹¹⁄₁₆ | 18³⁄₁₆ | 1.456 | 5-6
50 | 247.100 | 29¹⁄₂ | 24⁵⁄₁₆ | 20⁷⁄₁₆ | 1.592 | 7-10
60 | 296.520 | 30⁵⁄₁₆ | 25⁵⁄₈ | 25⁵⁄₈ | 1.671 | 11-14
80 | 395.360 | 33⁵⁄₁₆ | 30⁵⁄₁₆ | 27¹⁄₈ | 1.968 | 15-19
100 | 494.200 | 35 | 33⁷⁄₁₆ | 29¹⁵⁄₁₆ | 1.968 | 20-25
150 | 741.300 | 40³⁄₁₆ | 40³⁄₁₆ | 33¹³⁄₁₆ | — | 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. 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. 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. 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. 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. Fig. 44.—Rubber bag to prevent fluctuations of the ignition flame.

Fig. 45. 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. 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. 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.

Fig. 50. 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. 50.

Fig. 51. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 57.

Fig. 58. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Fig. 68.—Sight-feed lubricating-pump.

Fig. 69. 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.

Fig. 70. Fig. 70.—Method of oiling the crank-shaft.

Основные подшипники коленчатого вала смазываются легче. Среди систем, обычно используемых с хорошими результатами, можно упомянуть ту, что показана на рис. 71, в которой полусечение представляет собой небольшую трубку, начинающуюся от подшипника и заканчивающуюся внутри масляной выемки или резервуара, отлитого заодно с крышкой подшипника. Этот резервуар заполняется до уровня отверстия трубки. Кусок хлопчатобумажной ветоши, удерживаемый на небольшой железной проволоке, вставляется в трубку, при этом часть хлопка свисает в резервуар. Этот хлопок служит своего рода сифоном и питает подшипник за счет капиллярного притяжения постоянным количеством масла, подача которого регулируется изменением толщины хлопка. Когда двигатель остановлен, хлопок следует вынимать, чтобы подача масла бесполезно не продолжалась. Стеклянные лубрикаторы с видимой подачей и запорными кранами очень часто используются на коленчатых валах. Они чище и их гораздо легче регулировать. Из всех лубрикаторов подшипников вала наиболее рекомендуемыми являются лубрикаторы с вращающимся кольцом (рис. 72). Однако они предполагают наличие подшипников большого размера и специального устройства втулок, что делает их применение несколько дорогостоящим. Кроме того, система с вращающимся кольцом вряд ли может быть использована в сочетании с двигателями мощностью менее 20 лошадиных сил. Поскольку система применяется почти исключительно к валам динамо-машин, ее здесь подробно описывать не нужно. Как следует из названия, она состоит из металлического кольца, имеющего диаметр больше, чем та часть вала, на которой оно подвешено и которой оно вращается. Нижняя часть кольца погружена в масляную ванну, так что определенное количество смазки постоянно переносится на вал.

Fig. 71. Fig. 71.—Cotton-waste lubricator.

Подшипник с вращающимся кольцом должен быть оснащен спускным краном и стеклянной трубкой для контроля уровня масла в подшипнике.

Многие производители приняли смазочные устройства для штоков клапанов, и особенно для выпускных клапанов. Принятая система состоит из небольшой трубки, изогнутой в любом удобном направлении и выходящей в направляющую штока. Свободный конец снабжен пробкой. Несколько капель керосина вводятся один или два раза в день.

Fig. 72. Fig. 72.—Ring type of bearing oiler.

Смазка двигателя влечет за собой определенные трудности, которые легко преодолеваются. Одной из них является разбрызгивание масла головкой шатуна. Чтобы это разбрызгиваемое масло могло собираться в основании двигателя, над кривошипом устанавливается соответствующим образом изогнутый защитный кожух из листового металла. Более серьезная трудность возникает, когда масло из подшипника кривошипа попадает на ступицу маховика, откуда оно под действием центробежной силы отбрасывается к ободу. Масло не только разбрызгивается на стены машинного отделения, но и разрушает сцепление ремня, если маховик используется в качестве шкива. Чтобы преодолеть это возражение, масло предотвращают от распространения вдоль вала с помощью кругового защитного кожуха (рис. 73), установленного на той части вала, которая обращена к внутренней части подшипника.

Fig. 73. Fig. 73.—Shaft with oil-guard.

Проблема смазки имеет особое значение, если двигатель работает несколько дней подряд без остановки. Это происходит в случае двигателей для мельниц и мастерских. Следует использовать лубрикаторы большого объема или лубрикаторы, которые можно легко заполнить, не останавливая двигатель.

ГЛАВА VII

THE CONDITIONS OF PERFECT OPERATION

Общий уход. — Газовые двигатели, как и большинство машин в целом, должны содержаться в идеальном состоянии. Чистота, даже в случае деталей второстепенной важности, обязательна. Неокрашенные и полированные поверхности, такие как вал двигателя, распределительные кулачковые валы, рычаги, шатун и тому подобное, должны поддерживаться в состоянии, равном тому, когда они были новыми. Отсутствие всех следов ржавчины или коррозии на этих деталях дает достаточное доказательство заботы, проявляемой о невидимых элементах, таких как поршень, клапаны, устройства зажигания и тому подобное.

Смазка. — Трущиеся поверхности газового двигателя должны регулярно и идеально смазываться. Отсутствие люфта и мертвого хода в подшипниках, направляющих и шарнирах имеет особое значение не только из-за его влияния на устойчивую и бесшумную работу, но и на развиваемую мощность и расход. Как мы уже видели в главе о смазке, для смазки цилиндра следует использовать специальное качество масла. Подача лубрикатора, снабжающего эту самую жизненно важную часть двигателя, регулируется таким образом, чтобы она соответствовала фактическим требованиям с максимально возможной точностью. В последующей главе, в которой будет обсуждаться неисправная работа, будет показано, как слишком много и слишком мало масла могут вызвать серьезные неприятности.

Герметичность цилиндра. — Количество развиваемой мощности зависит главным образом от степени сжатия, которой подвергается взрывоопасная смесь. Экономичная работа двигателя зависит в целом от идеального сжатия. Поэтому необходимо содержать в исправности те детали, от которых зависит герметичность цилиндра. Эти детали — поршень, клапаны и их соединения, а также устройства зажигания, будь то калильная трубка или электрический вариант. Чтобы предотвратить утечку у поршня, кольца должны быть защищены от всякого износа. Чрезвычайно важно, чтобы поверхности как поршня, так и цилиндра были сильно отполированы, чтобы не могло произойти заедание. При очистке цилиндра не следует использовать наждачную бумагу или абразивный порошок; ибо малейшая частица абразива между соприкасающимися поверхностями наверняка вызовет утечку. Масло и грязь, которые чернеют от трения и которые могут прилипать к поршневым кольцам, следует смывать керосином. Аналогичным образом следует очищать другие части цилиндра, к которым имеет тенденцию прилипать пригоревшее масло.

Притирка клапанов. — Клапаны следует регулярно притирать. Даже в особых случаях, когда они не показывают следов быстрого износа, их следует снимать не реже одного раза в месяц. Чтобы избежать несчастного случая, при регулировке клапанов после отвинчивания крышки следует соблюдать осторожность, чтобы не вносить свечу или зажженную спичку ни в клапанные камеры, ни в цилиндр, не закрыв предварительно газовый кран. Кроме того, двигателю следует дать несколько оборотов, чтобы вытеснить любую взрывоопасную смесь, которая все еще может оставаться в цилиндре или соединенных каналах. Выпускной клапан из-за высокой температуры, которой подвергаются диск и седло, должен получать особое внимание. Клапан следует притирать к своему седлу не реже одного раза в два или три месяца, в зависимости от нагрузки двигателя.

Подшипники и крейцкопф. — Втулки вала двигателя всегда должны быть плотно закреплены на месте. Расшатанность, которой они подвержены, особенно в газовых двигателях из-за резких взрывов, имеет тенденцию отвинчивать гайки и ускорять износ латуни, что является результатом частого подтягивания. Малейший люфт в подшипниках вала двигателя, а также в подшипниках шатунов увеличивает шум, который двигатели производят естественным образом.

Регулятор. — Регулятор должен получать тщательное внимание, насколько это касается его чистоты; ибо если его работа не легка, он склонен становиться «ленивым» и терять свою чувствительность. Если регулятор шарового типа или типа конического маятника, приводимого в действие центробежной силой, хорошо смазывать каждый шарнир без избытка масла. Чтобы предотвратить накопление и затвердевание масла, регулятор следует время от времени смазывать керосином. Если регулятор приводится в действие инерцией, что имеет место в большинстве двигателей системы «работа-пропуск», он требует меньше ухода; тем не менее, целесообразно держать контакт, в котором происходит упор, хорошо смазанным.

Работа любого из этих регуляторов обычно контролируется натяжением пружины или противовесом. Чтобы увеличить скорость двигателя, или, другими словами, увеличить количество впусков газа за данное время, все, что обычно необходимо, — это подтянуть пружину или изменить положение противовеса. Должна быть возможность осуществлять эту регулировку во время работы двигателя таким образом, чтобы скорость можно было легко изменить.

Соединения. — В большинстве хорошо построенных двигателей крышки клапанных коробок и другие съемные части закреплены «металл по металлу» без прокладывания специальных соединений. Другими словами, поверхности сами по себе достаточно когезивны, чтобы обеспечить идеальную герметичность. В двигателях, которые не относятся к этому классу, очень часто используются асбестовые соединения, особенно на крышке выпускного клапана и впускном клапане.

В некоторых двигателях, где по какой-либо причине необходимо часто отсоединять крышки, следует принимать определенные меры предосторожности для защиты соединений, чтобы они не подвергались порче при каждом снятии. Для этой цели их сначала погружают в воду, чтобы они размягчились, затем сушат и промывают оливковым или льняным маслом с той стороны, на которой они покоятся в двигателе. Со стороны крышки их посыпают тальком или графитом. Обработанное таким образом соединение будет прилипать с одной стороны и легко освобождаться с другой. Соединения, которые могут вступить в контакт с газами в камере взрыва, должны быть свободны от всех выступов по направлению к внутренней части цилиндра; ибо во время сжатия эти неохлаждаемые выступы могут стать раскаленными и, таким образом, вызвать преждевременное воспламенение. Как общее правило, когда крышка установлена на место, соединение следует подтянуть через определенное время, когда поверхности достаточно нагреются. Чтобы затянуть соединения, болты и гайки не следует смазывать; в противном случае снятие крышки становится затруднительным.

Циркуляция воды. — В предыдущей главе было достаточно сказано о важности циркуляции воды и необходимости поддержания рубашки цилиндра горячей. Поскольку цилиндр имеет тенденцию становиться горячее с увеличением нагрузки из-за большей частоты взрывов, целесообразно регулировать поток воды, чтобы предотвратить его избыточное количество, когда двигатель слабо нагружен; ибо в этих условиях цилиндр будет холодным, а взрывоопасная смесь будет плохо использоваться. Подходящая температура от 140 до 158 градусов по Фаренгейту легко поддерживается путем регулировки циркуляции воды. Этого можно достичь, снабдив трубу подачи воды, ведущую к цилиндру, краном, который можно открывать в большей или меньшей степени, по мере необходимости. Температура от 140 до 158 градусов по Фаренгейту, которая была упомянута, может на первый взгляд показаться довольно высокой, потому что невозможно было бы держать руку на выпускной трубе. Однако цилиндр не станет перегреваться до тех пор, пока можно держать руку под рубашкой рядом с впуском воды. Это относится только к двигателям со сжатием от 50 до 100 фунтов на квадратный дюйм. Для двигателей с более высоким сжатием более низкая рабочая температура будет безопаснее. В этом вопросе следует выполнять инструкции производителя двигателя.

Регулировка. — Газовые двигатели, по крайней мере те, которые построены заслуживающими доверия фирмами, всегда проходят тормозные испытания перед отправкой из цехов и регулируются в соответствии с требованиями максимальной эффективности. Но поскольку природа и качество газа обязательно варьируются в зависимости от каждого города, очевидно, что двигатель, отрегулированный на развитие определенной мощности на газе определенной насыщенности, может не оправдать всех ожиданий, если он питается газом менее насыщенным, менее чистым, более горячим и тому подобное. Высота над уровнем моря также оказывает некоторое влияние на эффективность двигателя. По мере ее увеличения плотность смеси уменьшается; то есть для того же объема двигатель использует меньшее количество. Из этого следует, что газовый двигатель должен быть отрегулирован, как общее правило, на месте, где он будет использоваться.

Выполнение этого условия особенно важно в случае двигателей внутреннего сгорания, поскольку опережение или запаздывание всего на полсекунды при воспламенении взрывоопасной смеси вызовет значительную потерю полезной работы. Из этого следовало бы, что газовые двигатели должны периодически осматриваться, чтобы они могли работать с наивысшей эффективностью и экономичностью. Как и в случае с паровыми двигателями, целесообразно снимать индикаторные диаграммы, которые дают убедительные доказательства возмущений, которым подвержен каждый двигатель после некоторого времени работы.

Большинство пользователей газовых двигателей либо не имеют в своем распоряжении индикаторных инструментов, либо недостаточно сведущи в их использовании и интерпретации их записей, чтобы изучать возмущения с их помощью. По этой причине следует обращаться за советом к экспертам — людям, которые понимают значение снятых диаграмм и способны с их помощью добиться значительной экономии газа.

ГЛАВА VIII

HOW TO START AN ENGINE—PRELIMINARY PRECAUTIONS

Первым шагом, который предпринимается при запуске двигателя, работающего на городском газе, является, естественно, открытие крана счетчика и клапанов между счетчиком и двигателем. Когда газ достигнет двигателя, резиновые мешки раздуются, и диафрагма антипульсатора будет вытеснена наружу. Затем открывается спускной кран газовой трубы. Чтобы убедиться, что поток газа чист, к выходу крана подносят спичку. Пламя оставляют гореть до тех пор, пока оно не изменит свой первоначальный синий цвет на ярко-желтый.

Если используется система зажигания с калильной трубкой, зажигается горелка Бунзена, при этом соблюдается осторожность, чтобы пламя, выходящее из трубки, было синего цвета. При необходимости подача воздуха к горелке регулируется обычной регулировочной втулкой. Белое или дымное пламя указывает на недостаточную подачу воздуха к горелке. Характерный запах сажи — еще одно доказательство того же факта. Иногда белое пламя может быть вызвано воспламенением газа у отверстия регулировочной втулки. Синее или зеленоватое пламя — это то, которое имеет самую высокую температуру, и именно его, следовательно, следует получить. Около пяти или десяти минут требуется для прогрева трубки, из-за материала, из которого она изготовлена. Когда достигнута надлежащая температура, трубка становится ослепительно вишнево-красного цвета. Пока трубка прогревается, хорошо определить, правильно ли смазан двигатель и все чашки и масляные резервуары должным образом заполнены. Хлопчатобумажная ветошь лубрикаторов должна быть правильно погружена, а капельные лубрикаторы осмотрены, чтобы определить, подают ли они свое нормальное количество масла.

Регулировочные рычаги клапанов следует привести в действие, чтобы убедиться, что клапаны опускаются на свои седла так, как должны. Шток выпускного клапана следует смазать несколькими каплями керосина.

Если используемая система зажигания электрического типа, с батареями и катушками, следует провести испытания, чтобы определить, проходит ли ток в надлежащее время при замыкании цепи контактом, установленным на промежуточном валу. Этот контакт должен производить характерный гул, вызванный работой катушки.

Если в сочетании с аппаратом зажигания используется магнето, его осмотр не обязательно проводить при каждом запуске двигателя, поскольку он не так склонен к расстройству. Тем не менее, целесообразно, как и в случае зажигания от индукционных катушек, установить в положение устройство, которое замедляет создание искры. Эта мера предосторожности необходима, чтобы избежать преждевременного взрыва, способного вызвать резкое обратное вращение маховика.

После того как аппарат зажигания и лубрикаторы были таким образом осмотрены, двигатель устанавливается с поршнем в пусковое положение, которое обычно указывается меткой на распределительном валу. Пусковое положение соответствует циклу взрыва и обычно находится под углом от 40 до 60 градусов, образованным кривошипом над горизонталью и по направлению к задней части двигателя. Газовый кран открывается до соответствующей отметки, обычно показанной на небольшом циферблате. Если отметки нет, кран медленно открывается, чтобы из-за избытка газа не был вызван преждевременный взрыв.

Шаги, описанные выше, — это те, которые должны быть предприняты со всеми двигателями. Каждая система, однако, требует особых мер предосторожности, которые обычно приводятся в подробных инструкциях, предоставляемых производителем.

Как общее правило, двигатели снабжены на своих промежуточных валах кулачком «разгрузки» или «полусжатия». С помощью этого кулачка маховик можно повернуть несколько раз без необходимости преодолевать сопротивление, обусловленное полным сжатием. Следует соблюдать осторожность, однако, не отпускать кулачок до тех пор, пока двигатель не достигнет скорости, достаточной для преодоления этого сопротивления.

Двигатели значительного размера обычно снабжены автоматическим пусковым устройством. Чтобы манипулировать деталями, из которых состоит это устройство, необходимо следовать инструкциям, предоставленным производителем. Особенно это верно для автоматических стартеров, включающих ручной насос, с помощью которого сжимается взрывоопасная смесь, — верно потому, что в интересах безопасности необходимо проявлять большую осторожность.

Герметичность и свободная работа клапанов или заслонок, которые предназначены для предотвращения обратных вспышек по направлению к насосу, должны стать предметом тщательного исследования. В противном случае поршень насоса, вероятно, получит внезапный удар при возникновении обратной вспышки.

Когда двигатель простаивал несколько дней, целесообразно перед запуском дать ему несколько оборотов (без газа), чтобы убедиться, что все его части работают нормально. Такую же меру предосторожности следует принять при запуске двигателя, если первая попытка не удалась, чтобы удалить несовершенные смеси, которые могут остаться в цилиндре. Перед проведением этого испытания газовый кран, конечно, должен быть закрыт, чтобы предотвратить несвоевременный взрыв. При запуске двигателя целесообразно не наклонять тело над трубкой зажигания, потому что трубка может сломаться и разбросать опасные осколки.

Ни при каких условиях маховик нельзя поворачивать, ставя ногу на спицы. Все, что следует делать, — это приводить его в движение, прикладывая руку к ободу.

Уход во время работы. — Когда двигатель приобрел свою нормальную скорость, следует присматривать за регулятором, чтобы обеспечить его свободную работу и предотвратить всякую возможность разноса. После того как двигатель проработал нормально некоторое время, следует манипулировать кранами системы циркуляции воды, чтобы отрегулировать подачу воды в соответствии с работой, выполняемой двигателем. Другими словами, цилиндр следует держать горячим, но не обжигающим, как было ранее объяснено в параграфе, в котором обсуждается водяная рубашка. Поддержание подходящей температуры чрезвычайно важно с точки зрения экономичности. Все подшипники следует осматривать, чтобы избежать их перегрева.

Остановка двигателя. — Шаги, которые необходимо предпринять при остановке двигателя, следующие:

1. Остановка различных машин, приводимых в действие двигателем, — практика, которой следуют в случае всех двигателей;

2. Отключение приводного шкива самого двигателя, если таковой имеется;

3. Закрытие крана между счетчиком и газовыми мешками, чтобы предотвратить утечку газа и бесполезное растяжение резины мешков или антипульсирующих устройств;

4. Приведение в действие кулачка полусжатия или разгрузки по мере замедления двигателя, чтобы предотвратить отдачу, обусловленную сжатием;

5. Закрытие крана впуска газа;

6. Перекрытие подачи масла лубрикаторов со свободной подачей и вынимание хлопка из остальных.

Если двигатель используется для привода динамо-машины, особенно динамо-машины, снабженной металлическими щетками, следует принять меры предосторожности, подняв щетки перед остановкой двигателя, чтобы предотвратить их повреждение обратным движением вала якоря;

7. Перекрытие крана охлаждающей воды, если используется проточная вода.

Если двигатель подвергается воздействию сильного холода, замерзание воды в рубашке предотвращается во время простоя двигателя либо полным сливом воды из рубашки, либо установкой газового факела или горелки под цилиндром с целью обеспечения циркуляции воды. Если используется такая горелка, краны трубы подачи воды, конечно, следует оставить открытыми.

ГЛАВА IX

PERTURBATIONS IN THE OPERATION OF ENGINES AND THEIR REMEDY

В этой главе будут обсуждаться определенные возмущения, которые влияют на работу газовых двигателей в большей степени, чем отсутствие ухода при их изготовлении. В предыдущих главах были рассмотрены дефекты в работе, вызванные различными причинами, такими как нежелательные методы в конструкции двигателя, неудачное сочетание деталей, дефекты установки и тому подобное; и была предпринята попытка определить в каждом случае условия, которые должны быть выполнены двигателем для обеспечения эффективности и экономичности при нормальной нагрузке.

Трудности при запуске. — Поскольку предварительные меры предосторожности, которые необходимо принять при запуске двигателя, были указаны, следует предположить, что данным советам следовали. Тем не менее, различные причины могут препятствовать запуску двигателя.

Неисправное сжатие. — Дефектное сжатие, как общее правило, предотвращает воспламенение взрывоопасной смеси. Можно ли считать сжатие несовершенным, можно установить, переместив поршень назад к периоду, соответствующему сжатию, другими словами, к тому положению, в котором все клапаны закрыты. Если сопротивление не встречается, очевидно, что воздух или газовая смесь выходят из цилиндра через впускной клапан, выпускной клапан или поршень. Клапаны, обычно прижимаемые пружинами к седлам, могут оставаться открытыми, потому что их штоки заело или потому что какое-то препятствие попало между диском и седлом. В изношенном или плохо содержащемся двигателе клапаны, вероятно, будут протекать. Если это так, притирка — единственное средство. Если клапан засорен, что становится достаточно очевидным при манипулировании управляющими рычагами, необходимо просто очистить шток и его направляющие, чтобы удалить запекшееся масло, которое накапливается со временем. Если двигатель новый, заедание штоков клапанов часто вызывается недостаточным зазором между штоками и их направляющими. Если это окажется так, дефект устраняется путем протирки поверхности трения штока мелкой наждачной бумагой и смазки его цилиндровым маслом. Выпускной клапан, однако, следует смазывать только керосином.

Не исключено, что выпускной клапан может протекать по двум другим причинам. Во-первых, натяжение пружины, которая служит для возврата клапана, могло ослабнуть и быть недостаточным для предотвращения отрыва клапана от седла во время всасывания. Опять же, винт или ролик, служащий контактом между рычагом и штоком клапана, может не иметь достаточного зазора, так что удлинение штока из-за его расширения может помешать клапану опуститься обратно на свое седло. Первый упомянутый дефект устраняется заменой пружины или установкой дополнительной пружины или противовеса, чтобы предотвратить остановку двигателя. Второй дефект можно устранить путем регулировки контакта.

Утечка мимо поршня может быть вызвана поломкой одного или нескольких колец, износом или заеданием колец, или износом или заеданием цилиндра. Свист, вызванный воздухом или смесью при их прохождении назад, доказывает существование этой неисправности.

Наличие воды в цилиндре. — Иногда может случиться так, что вода может попасть в цилиндр вместе с газом из-за плохого расположения трубопроводов. Может также случиться, что вода может попасть в цилиндр через соединение водяной рубашки. Опять же, наличие воды в цилиндре может быть обусловлено конденсацией пара, образовавшегося в результате химического соединения водорода газа и кислорода воздуха, которая конденсация вызвана холодными стенками цилиндра. Вода может иногда накапливаться в выпускной трубе и коробке, когда они были неправильно дренированы, и может, таким образом, вернуться в цилиндр. Какова бы ни была ее причина, однако, наличие воды в цилиндре препятствует запуску двигателя, потому что газы, образующиеся в результате взрыва, почти спонтанно охлаждаются, тем самым уменьшая рабочее давление.

Если используется электрическое зажигание, капли воды могут откладываться между контактами, тем самым вызывая короткие замыкания, которые предотвращают прохождение искры.

Если на цилиндре нет спускного крана, трудность запуска двигателя можно преодолеть только непрерывными попытками привести его в движение. Протекающее состояние соединения, а также наличие частицы гравия в отливке цилиндра, через которую вода может проходить из рубашки, подтверждается пузырением газа в водяном баке при открытии подающей трубки. Эти пузырьки вызваны прохождением газа через рубашку после взрыва. Если такие пузырьки обнаружены, цилиндр следует заменить или дефект устранить. Чтобы избежать любой опасности, запорные краны водяной рубашки, которые уже были описаны в предыдущей главе, следует закрывать, пока двигатель простаивает.

Несовершенное зажигание. — Трудности, возникающие при запуске двигателя и вызванные несовершенным зажиганием, варьируются по своей природе в зависимости от характера используемой системы зажигания, будь то, например, электрическая или калильная трубка. Часто случается, что при запуске двигателя калильная трубка может сломаться. Если трубка фарфоровая, аварию обычно можно проследить до неправильной установки или наличия воды в цилиндре. Если трубка металлическая, ее поломка обычно вызывается ослаблением металла из-за длительного использования — авария, которая происходит чаще при запуске двигателя, чем при нормальной работе, потому что взрывы при запуске более сильные из-за тенденции подающих труб допускать избыток газа в начале.

Пропуск зажигания, возникающий из-за неисправной трубки при запуске, может быть вызван засорением или утечками в соединениях или в самом корпусе трубки, тем самым позволяя определенному количеству смеси выйти до воспламенения. Этот дефект в трубке обычно обнаруживается характерным свистящим звуком.

Трубка может протекать либо снизу, либо сверху. В первом случае запуск очень затруднителен, потому что часть смеси, сжатая по направлению к трубке, выйдет через отверстие до того, как она достигнет зоны накаливания. Во втором случае зажигание может быть просто задержано до такой заметной степени, что достаточный движущий эффект не может быть произведен. Пример этой задержки, искусственно созданной для облегчения запуска и предотвращения преждевременных взрывов, можно найти в системе трубок зажигания, снабженных небольшим краном или переменным клапаном (рис. 74 и 75).

Fig. 74. Fig. 74.

Fig. 75. Fig. 75.—Ignition-tubes provided with needle valves to facilitate starting.

Одного перечисления дефектов, вызванных утечкой, достаточно, чтобы указать средство, которое следует принять. В этой связи, возможно, стоит напомнить о важной роли, которую играет клапан зажигания. Если он протекает или если его свободная работа затруднена, запуск всегда будет затруднительным.

Электрическое зажигание от батареи или магнето. — Если аппарат электрического зажигания, независимо от метода, которым производится искра, работает несовершенно, первым шагом, который необходимо предпринять, является установление того, производится ли искра в надлежащее время, другими словами, слегка после мертвой точки в конкретном положении, заданном впускному устройству при запуске. Если используются катушка и батарея, целесообразно вынуть свечу и поместить ее вместе с ее якорем на хорошо отполированную металлическую поверхность для создания электрического контакта, предотвращая, однако, контакт клеммы с этой металлической поверхностью. Тот же метод осмотра принят с аппаратом прерывания электрического магнето. В обоих случаях следует установить, есть ли короткое замыкание или нет. Контакты следует очистить небольшим количеством бензина, если они покрыты маслом или запекшейся смазкой.

Если на свече или на прерывателе не возникает искра, можно сделать вывод, что провода повреждены или что генерирующее устройство неисправно. Тщательный осмотр покажет, какие меры необходимо принять для устранения дефектов.

Преждевременное зажигание. — Уже неоднократно упоминалось, что момент зажигания горючей смеси оказывает значительное влияние на работу газовых двигателей и их экономичность.

Преждевременное зажигание происходит, когда возникает сильный толчок в момент, когда поршень переходит из задней мертвой точки в конец такта сжатия. Возникающие при этом сильные удары тем более вредны, что они способствуют перегреву внутренних частей двигателя, что, в свою очередь, усиливает их интенсивность.

Преждевременное зажигание может быть вызвано несколькими причинами. Если используется калильная трубка без клапана, может случиться так, что зона накала находится слишком близко к основанию. Если трубка снабжена клапаном, очень часто бывает, что клапан негерметичен или открывается слишком рано. В случае электрического зажигания цепь может замыкаться раньше положенного времени из-за неправильной регулировки. Рекомендации, приведенные в предыдущих главах, указывают на способы устранения этих дефектов.

Неисправность зажигания может быть вызвана не только самим методом зажигания, но и чрезмерным нагревом внутренних частей двигателя, вызванным постоянной перегрузкой или недостаточной циркуляцией воды.

Переходя к тем случаям преждевременного зажигания особого рода, которые не связаны с каким-либо функциональным дефектом двигателя, а носят чисто случайный характер, например, загрязнение деталей внутри цилиндра или наличие выступающей части, которая нагревается до каления во время сжатия, следует прежде всего отметить, что такие зажигания, обычно называемые самопроизвольными, часто происходят значительно раньше конца такта сжатия. Они характеризуются более выраженным толчком, чем тот, который вызван обычным преждевременным зажиганием, и обычно приводят к полной остановке двигателя за очень короткое время. Эти самопроизвольные взрывы настолько противодействуют импульсу периода сжатия, во время которого поршень движется назад, что имеют тенденцию изменять направление вращения двигателя. В таких случаях следует провести тщательный осмотр и скрупулезную очистку цилиндра и поршня.

На днище поршня особенно часто скапливается нагар, который может нагреться до каления и самопроизвольно воспламенить взрывчатую смесь.

Несвоевременные детонации. — Звук, производимый взрывами в нормально работающем двигателе, едва слышен в машинном отделении. Несвоевременные детонации возникают либо в выхлопной системе, либо во всасывающем аппарате, вблизи самого двигателя. Эти детонации более шумные, чем опасные; тем не менее, они свидетельствуют о некоторой неисправности в работе, которую следует устранить.

Детонации, возникающие в выхлопной системе, вызваны сгоранием заряда взрывчатой смеси в выхлопной трубе, который по какой-то причине не воспламенился в цилиндре и был вытеснен в выхлопную трубу, где он воспламеняется при контакте с раскаленными газами, выбрасываемыми из цилиндра после следующего взрыва.

Детонации, возникающие во всасывающем аппарате двигателя, который расположен либо в самом основании, либо в отдельном коробе, часто бывают громче предыдущих. Они вызваны случайным обратным потоком взрывчатой смеси и ее воспламенением вне цилиндра. Эту неисправность можно объяснить тремя причинами:

1. Всасывающий клапан смеси может быть негерметичен и пропускать во время такта сжатия, позволяя некоторому количеству смеси попасть во всасывающий короб или в станину. Когда в цилиндре происходит взрыв, та часть смеси, которая просочилась обратно, воспламеняется, как мы только что видели, вызывая очень громкий хлопок. Очевидный способ устранения — обеспечение герметичности всасывающего клапана путем тщательной притирки.

2. Может случиться так, что в конце такта выпуска в цилиндре остаются раскаленные частицы, которые могут состоять из нагара или удерживаться плохо охлаждаемыми выступами. В результате смесь преждевременно воспламеняется во время такта всасывания.

3. Двигатель отрегулирован, особенно в случае двигателей английской постройки, таким образом, чтобы осуществлять то, что технически называется «продувкой» продуктов сгорания. Чтобы достичь этого результата, клапан смеси открывается до конца такта выпуска поршня и закрытия выпускного клапана. Благодаря инерции и скорости, приобретенной продуктами сгорания, выброшенными в выхлопную трубу после взрыва, к концу такта в цилиндре создается пониженное давление, вызывающее приток воздуха через открытый впускной клапан и, следовательно, осуществляющее продувку сгоревших газов, часть которых в противном случае осталась бы в цилиндре. Очевидно, что если заряд смеси не был нормально взорван — либо из-за того, что его компоненты не были смешаны в правильной пропорции, либо из-за того, что зажигательное устройство дало осечку, — этот заряд в момент выпуска выйдет из цилиндра без какой-либо приобретенной скорости и частично потечет обратно в конце такта выпуска через преждевременно открытый впускной клапан, тем самым оседая во всасывающем аппарате. Несмотря на всасывание, которое происходит сразу после повторного входа газа в цилиндр, определенное количество смеси все еще остается во всасывающей трубе и ее ответвлениях, где оно воспламенится в конце такта выпуска после открытия клапана смеси.

Чтобы избежать этих детонаций, необходимо просто следить за тем, чтобы смесь воспламенялась регулярно. Это достигается путем смешивания газа и воздуха в правильных пропорциях или путем корректировки момента зажигания.

Запоздалые взрывы. — Запоздалые взрывы значительно снижают мощность, которую двигатель должен выдавать в нормальном режиме, и заметно увеличивают расход топлива. Они вызваны тремя основными причинами: (1) неисправностью зажигания; (2) плохим качеством смеси; (3) потерями при сжатии. Наличие этого дефекта невозможно установить с какой-либо уверенностью без использования индикатора или какого-либо регистрирующего устройства, дающего графические записи. Тем не менее, в некоторой степени можно обнаружить запоздалые взрывы, просто наблюдая, есть ли уменьшение мощности или чрезмерный расход топлива, несмотря на идеальную работу и хорошее состояние всех частей двигателя.

Чтобы устранить дефект, следует убедиться, что сжатие в норме, подача газа нормальна и условия, при которых производится смесь воздуха и газа, не изменились. Наконец, зажигательное устройство постепенно регулируется для ускорения его работы до тех пор, пока не будет достигнута точка, когда после взрыва возникают толчки, указывающие на чрезмерное опережение. Затем зажигательное устройство устанавливается в положение, немного опережающее соответствующее. Вспоминая уже приведенные описания различных систем зажигания, способ регулировки момента зажигания в каждом случае можно резюмировать следующим образом:

1. Для калильной трубки без клапана, снабженной горелкой, положение которой можно изменять, зажигание можно ускорить, приблизив горелку к основанию. Замедление достигается путем удаления горелки от основания.

2. В случае калильной трубки с фиксированной горелкой момент зажигания будет зависеть от длины трубки. Замедление будет тем больше, чем короче трубка, и наоборот.

3. Если трубка снабжена клапаном зажигания, момент зажигания уже отрегулирован производителем, поэтому регулировка не требуется, за исключением случаев износа штока клапана или деформации управляющего кулачка. Если замечены эти дефекты, неисправные детали следует отремонтировать или заменить.

4. В электрических запальниках управляющий аппарат обычно снабжен регулировочным устройством, которым можно манипулировать во время работы двигателя. Если ручная регулировка аппарата не дает удовлетворительных результатов, рекомендуется проверить, нормально ли образуется искра. До того как двигатель остановится, поднимается один из кожухов клапанов, и через образовавшееся отверстие легко увидеть, достаточно ли сильна искра, при этом двигатель проворачивается вручную. Всегда следует соблюдать осторожность, чтобы продуть цилиндр от газа, который он может содержать, во избежание опасных взрывов. Если искра оказывается слишком слабой или если искры нет вовсе, несмотря на то, что каждая часть механизма правильно отрегулирована, можно сделать вывод, что неисправность кроется в токе и вызвана

1. Неплотным контактом с зажимами, с проводящим проводом или с деталями прерывателя;

2. Короткое замыкание в одной из разобранных частей;

3. Наличие слоя масла или нагара, образующего изолятор, вредный для индукции, между якорем и магнитами;

4. Отложение масла или влаги на деталях прерывателя;

5. Ослабление магнитов, которое, однако, происходит только после нескольких лет использования, за исключением случаев, когда магнето долгое время подвергалось воздействию высокой температуры.

Простое обнаружение любого из этих дефектов достаточно указывает на средства, которые следует принять для их устранения.

Люфт в движущихся частях. — Люфт движущихся частей обусловлен конструктивными ошибками. Его причина кроется в недостаточных размерах поверхностей трения и неправильном расчете валов, пальцев и тому подобного. Результатом является преждевременный износ, который невозможно устранить. Неправильная регулировка, отсутствие ухода и плохая смазка также могут ускорить износ определенных частей. Этот износ проявляется в толчках, возникающих во время работы двигателя — толчках, которые особенно заметны в момент взрыва.

Помимо упомянутых неудобств, износ зубчатых передач и движущихся частей приводит к расстройству элементов передачи мощности.

Что касается впускных и выпускных клапанов, износ кулачков, роликов и осей рычагов проявляется в запаздывании открытия этих клапанов и ускорении их закрытия.

Зажигание, независимо от используемой системы, страдает от люфта и запаздывает. Двигатель заметно теряет мощность, а его расход топлива становится чрезмерным.

Перегрев подшипников. — Помимо неправильной регулировки элемента, может случиться так, что втулки главных подшипников, головок шатуна и поршневого пальца могут нагреваться из-за чрезмерного зазора, слишком сильной затяжки, отсутствия масла или использования масла плохого качества. Перегрев может привести к заклиниванию поверхностей трения и даже к расплавлению втулок, если они облицованы антифрикционным металлом. Чтобы избежать перегрева деталей, рекомендуется во время работы двигателя время от времени касаться их тыльной стороной ладони. Как только ощущается малейший перегрев, температуру часто можно снизить обильной смазкой. Если этого недостаточно и по особым причинам невозможно остановить двигатель, перегретую деталь можно охладить, опрыскав ее мыльной водой.

Если перегрев не был обнаружен или устранен вовремя, появится характерный запах горелого масла, сопровождаемый дымом. Перегретая деталь к этому моменту достигнет температуры настолько высокой, что к ней нельзя будет прикоснуться рукой. Если это произойдет, не рекомендуется использовать масло, так как оно немедленно сгорит и только усугубит условия. Следует осторожно приложить хлопчатобумажную ветошь к перегретому элементу и начать постепенное опрыскивание мыльной водой.

В особых случаях, когда смазочные отверстия или каналы вряд ли будут засорены, в масло можно добавить немного серного цвета, если оно очень жидкое. Касторовое масло также можно успешно использовать.

Если заклинивание трущихся поверхностей препятствует снижению температуры перегретого элемента, двигатель необходимо остановить, а затронутые детали демонтировать. Все причины заклинивания удаляются с помощью стального шабера. Поверхности втулок и вала, который они охватывают, зачищаются мягким напильником, а затем полируются мелкой наждачной бумагой. Перед установкой деталей на место следует принять меры предосторожности, чтобы убедиться, что они соприкасаются во всех точках. Тщательный осмотр и обильная смазка, конечно, должны быть проведены при повторном запуске двигателя.

Перегрев цилиндра. — Перегрев цилиндра может быть вызван полным отсутствием воды в рубашке или случайным уменьшением количества подаваемой воды. Если это обнаружено слишком поздно и цилиндр достиг очень высокой температуры, циркуляцию воды не следует восстанавливать внезапно из-за опасности разрушения литья. Лучше остановить двигатель и вернуть детали в нормальное состояние.

В этот момент полезно напомнить, что если известковые отложения в водяной рубашке или отводящих трубах препятствуют свободной циркуляции воды, очистка, конечно, необходима. Рубашку можно несколько раз промыть двадцатипроцентным раствором соляной кислоты. После этой обработки рубашку следует, конечно, промыть пресной водой, прежде чем снова подключать трубопровод системы циркуляции воды.

Перегрев поршня. — Если перегрев поршня не связан с неправильной регулировкой, он может быть вызван отсутствием масла или использованием смазочного материала, не подходящего для этой цели. В предыдущей главе настаивалось на важности использования специального масла для смазки цилиндров. Перегрев поршня также может быть результатом перегрева поршневого пальца. Если это так, рекомендуется остановить двигатель, чтобы проверить состояние и степень смазки этого элемента и его подшипника. Перегрев поршня проявляется повышением температуры цилиндра в передней части. Если этот перегрев не остановить, это может привести к заклиниванию поршня в цилиндре.

Дым, исходящий из цилиндра. — Это, как правило, признак либо перегрева, который вызывает испарение масла, либо ненормального прорыва газа, вызванного взрывом. Ненормальный прорыв газа может быть результатом износа или деформации цилиндра, либо износа или поломки поршневых колец. Результатом всегда является перегрев цилиндра и снижение сжатия и мощности.

Если двигатель хорошо обслуживается и не имеет признаков износа, утечка может быть вызвана просто загрязнением поршневых колец, которые затем прилипают в своих канавках и имеют недостаточный зазор. Этот дефект устраняется очисткой колец способом, описанным в главе VII.

Смазка неисправна, когда количество подаваемого смазочного материала либо недостаточно, либо слишком обильно, или когда используемые масла плохого качества. Уже было показано, что недостаточная смазка и использование плохих масел приводят к перегреву движущихся частей.

Недостаточная смазка может быть вызвана несовершенной работой масленок или, особенно в холодную погоду, слишком большой вязкостью или замерзанием масла. Если масленка работает неисправно, следует проверить состояние ее регулирующего механизма, если он есть, и провести осмотр, чтобы обнаружить любое засорение в масляных каналах. Такие засорения очень часто встречаются в новых устройствах, которые были упакованы в хлопчатобумажную ветошь или древесную стружку, в результате чего частицы упаковочного материала часто попадают в отверстия.

Масло может быть плохого качества из-за своей природы или из-за наличия посторонних тел. В любом случае следует заменить масло на более качественное.

Замерзание масла при сильном холоде можно замедлить добавлением обычного керосина в количестве от 10 до 20 процентов.

Избыток масла в подшипниках приводит просто к ненужному расходу смазочного материала и разбрызгиванию масла на двигатель и по помещению. Если в цилиндре используется слишком много масла, это может привести к серьезным последствиям; так как определенное количество масла может скапливаться внутри цилиндра, где оно сгорает и образует нагарную массу, которая может нагреться до каления и преждевременно воспламенить взрывчатую смесь. Особенно в двигателях на генераторном газе избыток цилиндровой смазки может вызвать такие аварии. Действительно, температура взрыва не так высока, как в двигателях на светильном газе, поэтому излишки масла не могут быть так легко удалены с уверенностью путем испарения или сгорания. С другой стороны, сжатие смеси обычно выше, поэтому преждевременное зажигание очень вероятно.

Противодавление в выхлопной системе. — О том, как должны быть устроены трубы и короба для выхлопа, чтобы не оказывать вредного влияния на двигатель, уже было объяснено. Однако, даже если данные указания были выполнены, выхлоп может работать неправильно по случайным причинам. Среди этих причин можно упомянуть засорения в виде посторонних тел, таких как частицы ржавчины, которые осыпаются с внутренней стороны труб после того, как двигатель проработал некоторое время, и которые, скапливаясь в любом месте трубы, могут засорить проход. Кроме того, продукты сгорания могут содержать распыленное цилиндровое масло, которое попадает в выхлопную трубу. Это масло конденсируется на стенках колен и изгибов трубы в виде отложений, которые, обугливаясь, превращаются в твердую корку, уменьшающую поперечное сечение прохода, тем самым создавая реальное препятствие для свободного выхода газов.

Эти различные дефекты проявляются в потере мощности двигателя, а также в ненормальном повышении температуры частей, окружающих выхлопное отверстие.

Внезапные остановки. — Внезапные остановки вызваны неисправной работой двигателя и несовершенной подачей топлива. Среди причин первого класса следует упомянуть следующие:

1. Перегрев, который уже обсуждался и который может заблокировать движущуюся часть.

2. Неисправное зажигание.

3. Заклинивание впускного или выпускного клапана, препятствующее соответственно всасыванию или сжатию.

4. Поломка или расстройство элемента распределительного механизма.

5. Ослабление пружины выпускного клапана, из-за чего клапан открывается при всасывании свежих порций смеси.

Эти неисправности обусловлены небрежностью и неправильным осмотром двигателя.

Что касается подачи топлива в двигатель, причины остановки будут различаться в зависимости от того, используется ли светильный газ или генераторный газ. В первом случае трудность может быть вызвана неправильной работой счетчика, образованием водяного кармана в трубопроводе, заклиниванием антипульсационного клапана, расстройством регулятора давления или внезапным изменением давления газа, когда регулятор давления не используется. Если используется генераторный газ, остановки могут быть вызваны внезапным изменением качества, количества или температуры газа. Эти дефекты будут подробно рассмотрены в главе о газогенераторах.

ГЛАВА X

PRODUCER-GAS ENGINES

До сих пор обсуждались только двигатели на светильном или осветительном газе. Если используемый двигатель небольшой — например, от 10 до 15 лошадиных сил, — светильный газ является топливом, богатство, чистота и легкость использования которого компенсируют его сравнительно высокую стоимость. Но постоянно растущая необходимость в дешевой генерации энергии привела к использованию специальных газов, которые легко и дешево генерируются. Таковыми являются следующие:

Доменные газы,

Коксовые газы,

Топливный газ в чистом виде,

Газ Монда,

Смешанный газ,

Водяной газ,

Древесный газ.

Практические преимущества, вытекающие из использования этих газов при генерации энергии, были почти неизвестны до последних нескольких лет. Множество применений, которые эти газы нашли в Европе с 1900 года, окончательно доказали промышленную ценность двигателей на генераторном газе в целом.

Шаги, которые привели к этому постепенно растущему использованию генераторного газа, были научно обсуждены и прокомментированы в поучительных трудах и публикациях Эме Вица, профессора факультета наук в Лилле, в трудах Дугалда Клерка из Лондона, Ф. Гровера из Лидса и Отто Гюльднера из Мюнхена, а также в трудах американских авторов Голдингема, Хискокса, Хаттона, Парселла и Уида и др. Новые тенденции в строительстве крупных двигателей можно рассматривать как интересное подтверждение прогнозов этих людей — прогнозов, которые совпадают с мнением, давно разделяемым автором. Эме Виц всегда был сторонником высоких давлений и повышенной скорости поршня. Английские строители, проводившие эксперименты в этом направлении, признали полученные полезные результаты; но в то время как они увеличили первоначальное давление с 28–43 фунтов на квадратный дюйм, применявшееся пять или шесть лет назад, до давления 85–100 фунтов на квадратный дюйм, пропагандируемого в наши дни, немцы, по большей части, приняли, по крайней мере в двигателях на генераторном газе, давления от 114 до 170 фунтов на квадратный дюйм и выше.

Высокое сжатие. — На практике проблема высоких давлений, по-видимому, очень трудна для решения, и многие из лучших фирм все еще, кажется, придерживаются старых идей. Причина их курса, возможно, кроется в том факте, что некоторые эксперименты, которые они проводили по повышению давления, привели к обескураживающим авариям. Камеры взрыва перегревались; клапаны деформировались; возникало преждевременное зажигание. Поскольку принцип, лежащий в основе высоких давлений, применялся неправильно, полученные результаты были плохими.

Высокие давления нельзя безнаказанно использовать в цилиндрах, не предназначенных специально для их применения, и это относится к большинству двигателей старого типа, к которым можно отнести большинство двигателей английской, французской и, в частности, американской конструкции. В американских двигателях, в частности, камера взрыва, цилиндр и его рубашка обычно отлиты как одно целое, поэтому очень трудно предусмотреть свободное расширение определенных элементов при высоких и неравномерных температурах, которым они подвергаются (рис. 22).

Некоторые строители пытались использовать высокие давления, нисколько не заботясь о модификации взрывчатой смеси. Результатом стало то, что из-за богатства смеси давление взрыва увеличилось до точки, далеко выходящей за пределы той, на которую были рассчитаны детали. Внезапные пуски и остановки в работе, перегрев деталей и даже поломки коленчатых валов были результатами. Двигатели несколько прибавили в мощности, но не было достигнуто никакого прогресса в экономичности расхода, хотя именно это было целью увеличения сжатия.

Высокие давления позволяют использовать бедные смеси и при этом обеспечивать зажигание. Качество светильного газа, например, которое дает одну лошадиную силу в час при 17,5 кубических футах и смеси из 1 части газа и 8 частей воздуха, сжатой до 78 фунтов на квадратный дюйм, даст ту же мощность при 14 кубических футах того же газа, смешанного с 12 частями воздуха и сжатого до 171 фунта на квадратный дюйм.

«Продувка» цилиндра, практика, которую инженеры современных взглядов, по-видимому, считают очень важной, лучше осуществляется при высоких давлениях по той простой причине, что камера взрыва в конце обратного хода содержит значительно меньше сгоревших газов, когда ее объем меньше по отношению к объему цилиндра.

При обеднении смеси для удовлетворения потребностей высоких давлений взрывная мощность не увеличивается и на практике едва превышает 365–427 фунтов на квадратный дюйм. При более высоких давлениях, полученных таким образом, следовательно, нет причин подвергать движущиеся части большим силам.

Fig. 76. Fig. 76.—Method of cooling the cylinder-head.

Охлаждение. — Повышение температуры головки цилиндра и клапанов, полностью обусловленное высоким сжатием, идеально компенсируется устройством, которое, по-видимому, предпочитает большинство проектировщиков и которое, как показано на прилагаемой схеме (рис. 76), состоит в размещении смесительного и выпускного клапанов в проходе, образующем своего рода предкамеру, полностью окруженную водой. Непосредственная близость этой воды обеспечивает идеальное и равномерное охлаждение седел клапанов. Это устройство, хотя и позволяет свести размер камеры взрыва к минимуму, имеет дополнительное механическое преимущество, позволяя строителю растачивать седла и направляющие клапанов одним и тем же инструментом, поскольку все они установлены на одной линии. С точки зрения эффективности, конструкция имеет преимущество, позволяя вводить взрывчатую смесь, не перегревая ее при прохождении через впускной клапан, который получает всю выгоду от охлаждения головки цилиндра, буквально окруженной водой.

В крупных двигателях охлаждающий эффект даже усиливается за счет раздельной подачи воды в рубашки головки цилиндра и цилиндра. В двигателях меньшей мощности верхняя часть рубашки головки цилиндра соединяется с рубашкой цилиндра, так что самая холодная вода входит в основание головки и, нагревшись там, проходит вокруг цилиндра, чтобы в конечном итоге выйти сверху по направлению к центру. Вода, таким образом, методично циркулируя, увеличивает полезный эффект и регулярность процесса охлаждения.

Несмотря на заботу, уделяемую циркуляции воды, рекомендуется эксплуатировать двигатель на генераторном газе «холоднее», чем старые типы на светильном газе, в которых более экономичная скорость — это та, при которой вода выходит из рубашки при температуре около 104 градусов по Фаренгейту. Казалось бы, целесообразно удовлетворить требования к смазке поршня, сведя к минимуму количество тепла, отводимого циркулирующей водой. Действительно, личные эксперименты автора подтверждают этот принцип.

Однако для двигателей на светильном газе цилиндры должны работать при максимально возможной температуре, совместимой с требованиями смазки. Не следует забывать, что в крупных двигателях, работающих на генераторном газе, экономия расхода является второстепенным соображением из-за низкого количества требуемого топлива. Стоимость, более того, вполне может быть принесена в жертву той устойчивости работы, которая имеет такое большое значение в крупных двигателях, обеспечивающих энергией фабрики; ибо в таких двигателях внезапные остановки серьезно влияют на выполняемую работу. По этой причине строители двигателей были вынуждены перейти к созданию моторов, снабженных очень эффективными охлаждающими аппаратами. Поскольку циркуляции воды вокруг камеры взрыва и цилиндра недостаточно для противодействия повышению температуры, вошло в практику охлаждать отдельно каждую часть, подверженную воздействию тепла. Седла выпускных клапанов, сами клапаны, поршень, а иногда и поршневой шток были снабжены водяными рубашками.

Преждевременное зажигание. — Возвращаясь к причинам разочарований, с которыми столкнулись некоторые проектировщики, пытавшиеся использовать высокие давления, уже упоминалось, что преждевременное зажигание взрывчатой смеси в цилиндрах, не приспособленных для высоких давлений, является одной из причин полученных плохих результатов. Объяснение этих результатов можно найти в высокой теоретической температуре, соответствующей большим давлениям, и в количестве тепла, которое должно поглощаться стенками камеры взрыва. Эти два обстоятельства сами по себе достаточны для возникновения самопроизвольного зажигания чрезмерно богатых смесей, сжатых в перегретой камере, не обеспеченной достаточной циркуляцией воды. Третью причину преждевременного зажигания можно также найти в старой системе зажигания, которая в большинстве английских двигателей состоит из металлической или фарфоровой трубки, внутренняя часть которой сообщается с камерой взрыва, при этом для нагрева трубки до каления используется внешнее пламя. В трубках этого типа, не снабженных специальным клапаном зажигания, момент зажигания зависит только от того момента, когда взрывчатая смесь, нагнетаемая в трубку, вступает в контакт в конце такта сжатия с зоной накала, тем самым вызывая зажигание. Этот весьма эмпирический метод приводит либо к ускорению, либо к замедлению зажигания в зависимости от температуры трубки, положения раскаленной зоны, ее размеров и температуры смеси, которая определяется нагрузкой двигателя. Хотя эта система, единственным достоинством которой является простота, может соответствовать требованиям небольших двигателей, нет ни малейшего сомнения в том, что она совершенно неприменима к двигателям мощностью более 20–25 лошадиных сил, ибо в таких двигателях требуется большая уверенность в работе. Даже если рассматривать только более совершенный из двух типов зажигания калильной трубкой, с клапанами или без них, все равно следует признать, что они неприменимы к двигателям с высоким сжатием. Клапан зажигания — это деталь, которая больше всего страдает от высокой температуры, которой она подвергается. Его непосредственная близость к калильной трубке и контакт с горящим газом, когда он вспыхивает, делают почти невозможным применение какого-либо охлаждающего устройства. Хотя при проявлении большой осторожности он может работать удовлетворительно в двигателях с нормальным давлением, очевидно, что он не может соответствовать требованиям двигателей высокого давления, поскольку температура сжатой смеси такова, что заряд обязательно воспламенится при простом контакте с перегретым клапаном. В промышленных двигателях небольшого размера преждевременное зажигание имеет мало эффекта, если вообще имеет, за исключением бесшумной работы и экономичного расхода. Однако это не относится к крупным двигателям. Помимо упомянутых неудобств, существует также опасность поломки кривошипов или других движущихся частей. Инерция этих элементов вызывает некоторое беспокойство из-за их веса и линейной скорости, которую они достигают в крупных двигателях. Некоторое представление об этом можно получить, если учесть, что в двигателе на генераторном или доменном газе с диаметром поршня 24 дюйма и давлением взрыва 299 фунтов на квадратный дюйм сила, развиваемая в момент взрыва, составляет около 132 000 фунтов. Естественно, строители двигателей приняли самые верные средства для предотвращения преждевременного зажигания и его тяжелых последствий.

Метод зажигания, который в настоящее время, по-видимому, предпочитается любому другому для генераторного газа, — это тот, который использует искру разрыва, получаемую с помощью ранее описанного аппарата магнето. Некоторые строители крупных двигателей, особенно стремящиеся обеспечить устойчивость работы, снабдили камеру взрыва двумя независимыми запальниками. Возможно, они приняли это устройство в значительной степени с целью избежать неудобств, возникающих в результате отказа одного из запальников, а не с целью воспламенения смеси в нескольких местах, чтобы получить более равномерное зажигание и более подходящее для распространения пламени.

Регулирование двигателей. — Были приняты различные методы с целью изменения движущей силы двигателя между нулевой и полной нагрузкой, сохраняя при этом постоянную скорость вращения. Эти методы заключаются в изменении либо количества, либо качества смеси, поступающей в цилиндр. Таким образом, может случиться так, что двигатель может снабжаться:

1. Смесью, постоянной по качеству и количеству;

2. Смесью, переменной по качеству и постоянной по количеству;

3. Смесью, постоянной по качеству и переменной по количеству.

1. Смесь, постоянная по качеству и количеству. — Этот метод предполагает использование системы впуска «работа-пропуск», при которой количество впусков и взрывов варьируется, в то время как значение или состав каждого впущенного заряда остается таким же постоянным, как и само сжатие (рис. 34). Об этой системе уже упоминалось, и ее простота была полностью изложена. При ее использовании достигается сравнительно низкий расход даже тогда, когда двигатель работает не на полную нагрузку. С другой стороны, она имеет недостаток, заключающийся в необходимости использования тяжелого маховика для сохранения циклической регулярности.

2. Смесь, переменная по качеству и постоянная по количеству. — Система регулирования, наиболее часто используемая для получения смеси, переменной по качеству и постоянной по количеству, основана на управлении клапаном подачи газа с помощью кулачка, имеющего коническое продольное сечение, как показано на рис. 35. Этот кулачок, обычно называемый «коническим кулачком», соединен с рычагом, приводимым в действие от регулятора. Когда рычаг поворачивается под действием регулятора, кулачок смещается вдоль вала половинной скорости двигателя. Результатом является то, что клапан подачи газа открывается на более или менее длительный период.

В другой системе цилиндрический клапан установлен между камерой, в которой образуется смесь, и трубой подачи газа, причем клапан установлен на том же штоке, что и клапан смеси. Цилиндрический клапан перемещается регулятором так, чтобы изменять количество всасываемого газа по отношению к количеству воздуха.

Когда двигатели работают на генераторном газе, только что описанные части следует часто осматривать и очищать; ибо они слишком легко загрязняются.

Двигатели, регулируемые таким образом, должны работать при высоком давлении, чтобы обеспечить зажигание смесей генераторного газа, образующихся, когда положение кулачка соответствует минимальному открытию газового клапана. Следует использовать мощные регуляторы, способные преодолеть сопротивление, оказываемое цилиндрическим клапаном или кулачком.

Часто может случиться так, что изменения нагрузки двигателя делают необходимым воздействие на воздушный клапан, чтобы получить смесь, которая будет воспламеняться и взрываться в наилучших возможных условиях.

3. Смесь, постоянная по качеству и переменная по количеству. — При снабжении двигателя смесью, постоянной по качеству и переменной по количеству, сжатие не остается постоянным. Количество смеси, всасываемой цилиндром, может быть даже настолько уменьшено, что давление падает ниже точки, при которой происходит зажигание. По этой причине двигатели этого типа должны работать при высоких давлениях.

Изменение количества смеси может осуществляться различными способами. Самое простое устройство состоит в установке дроссельной заслонки в трубе смеси, которая управляется регулятором и дросселирует проход в большей или меньшей степени. Очень ярким решением проблемы является изменение открытия самого клапана смеси. Для достижения этой цели клапан перемещается рычагами. Точка приложения одного из этих рычагов смещается под действием регулятора так, чтобы изменять ход клапана в заранее определенных пределах. В этих условиях в цилиндр вводится смесь постоянной однородности, дозированная таким образом, чтобы обеспечить зажигание даже при низких давлениях.

Fig. 76a. Fig. 76a.—Governing system for producer-gas engines.

В недавних экспериментах, проведенных автором, было доказано, что при этой системе регулирования зажигание все еще происходит, даже если давление упало до 43 фунтов на квадратный дюйм. Эта система имеет то достоинство, что позволяет использовать обычные регуляторы умеренного размера, поскольку сопротивление, которое необходимо преодолеть в точке приложения рычага, сравнительно невелико. На прилагаемой иллюстрации показана система Отто-Дойц.

ГЛАВА XI

PRODUCER-GAS

Здесь, возможно, не будет лишним указать на различия между осветительным газом и теми газами, которые по-английски называются «генераторными» (producer), а по-французски «бедными» (poor) из-за их низкой теплотворной способности.

Светильный газ. — Этот газ, состав которого варьируется в разных местностях, имеет теплотворную способность, которая является функцией его состава и варьируется от 5000 до 5600 калорий на кубический метр (от 19 841 до 24 896 Б.Т.Е. на 35,31 кубических фута), измеренную при постоянном давлении и приведенную к 0 градусов Цельсия (32 градуса Фаренгейта) при давлении 760 миллиметров (29,9 дюйма ртутного столба, или атмосферное давление), не включая скрытую теплоту конденсации воды. В следующей таблице приведен средний объемный состав осветительного газа в различных городах:

| Cities.
| London. | Manchester. | New York. | Paris. | Berlin.
Hydrogen | 48 | 46 | 40 | 52 | 50
Carbon monoxide | 4 | 7 | 4 | 6 | 9
Methane | 38 | 35 | 37 | 32 | 33
Various hydrocarbons | 4 | 6 | 7 | 6 | 5
Carbon dioxide | ... | 4 | 3 | ... | 2
Nitrogen | 5 | 2 | 8 | 4 | 1
Oxygen | 1 | ... | 1 | ... | ...
| 100 | 100 | 100 | 100 | 100

Более того, эти составляющие варьируются в определенных пределах. Это также верно и для теплотворной способности. Эксперименты, проведенные автором, продемонстрировали, что в одном и том же месте с интервалом в несколько часов происходят колебания примерно на десять процентов.

Состав генераторных газов. — Средний химический состав генераторных газов варьируется в зависимости от условий, при которых они генерируются, и природы топлива. Ниже приведены пропорции его составляющих, выраженные объемно:

| Gas.
| Blast Furnace. | Producer. | Mond. | Mixed (Fichet). | Water (Stache). | Wood (Riché).
Nitrogen and oxygen | 60 | 59 | 42 | 50 | 5 | 1
Carbon monoxide | 24 | 25 | 11 | 20 | 40 | 29
Carbon dioxide | 12 | 5 | 16 | 7 | 4 | 11
Hydrocarbons | 2 | 2 | 2 | 3 | 1 | 15
Hydrogen | 2 | 9 | 29 | 20 | 50 | 44
| 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100
Calorific value in calories. | 950 | 1,100 | 1,400 | 1,300 | 2,400 | 2,960
Average weight of a cubic meter in kilos | 1.30 | 1.1 | 1.02 | 1.05 | 0.680 | 0.824
Or of a cubic foot in pounds | 0.008 | 0.007 | 0.006 | 0.0068 | 0.0042 | 0.0051

Доменный газ используется для генерации энергии с помощью газовых двигателей около десяти лет. В настоящее время он используется в двигателях очень большой мощности, обсуждение которых более уместно в труде по металлургии, и поэтому не имеет места в таком руководстве, как это.

Генераторный газ в истинном смысле этого термина генерируется в специальных аппаратах либо под давлением, либо путем всасывания способом, который будет описан в следующих главах.

Газ Монда производится в генераторах нагнетательного или напорного типа из битуминозного угля, что требует использования специальных очистителей и позволяет собирать побочные продукты фракционной перегонки угля. Установки на газе Монда поэтому довольно сложны и могут быть выгодно использованы только для крупных двигателей. Более исчерпывающую информацию можно получить из описаний, опубликованных строителями генераторов газа Монда.

Смешанный газ генерируется в аппаратах, устроенных так, что реторта поддерживается при высокой температуре, тем самым производя газ, более богатый водородом, чем тот, который производится генераторами. Следует отметить, что на практике используемые в настоящее время генераторы дают генераторный газ, теплотворная способность которого колеблется от 1000 до 1400 калорий на кубический метр (от 3968 до 5158 Б.Т.Е. на 35,31 кубических фута); и состав варьируется соответственно, таким образом, как это уже было указано в таблицах для генераторного и смешанного газа. Поэтому нет необходимости проводить различие между этими двумя качествами газа.

Водяной газ теоретически должен состоять из 50 процентов оксида углерода и 50 процентов водорода, полученных в результате разложения пара раскаленным углем. На практике, однако, он содержит немного азота и диоксида углерода. Газ получается из генераторов, в которые попеременно нагнетается воздух для раздувания огня, а затем пар для производства газа. Водяной газ используется при пайке из-за его восстановительных свойств и высокой температуры пламени. Большое количество оксида углерода, которое он содержит, делает его очень ядовитым и чрезвычайно опасным, поскольку он генерируется под давлением. С экономической точки зрения его генерация дороже, чем генерация генераторного газа, по какой причине его использование в газовых двигателях вряд ли имеет большую ценность.

Древесный газ, состав которого уже был приведен, генерируется в аппаратах типа Рише, принцип которых состоит в нагреве чугунной реторты, загруженной любым видом топлива, а именно деревом, и вертикально установленной на кирпичном основании.

Этот аппарат должен представлять особый интерес для владельцев лесопилок, мебельных фабрик и тому подобного, поскольку он предлагает способ использования отходов их производств.

Относительно высокая доля оксида углерода в генераторном газе нежелательна с гигиенической точки зрения, настолько, что она привлекла внимание производителей. Оксид углерода, удельный вес которого составляет 0,967, является газом, исключительно ядовитым и опасным. Его нельзя вдыхать без пагубных последствий, и он даже опаснее углекислого газа, который в конечном итоге вызывает асфиксию, уменьшая количество кислорода в воздухе. По этой причине необходимо принимать самые строгие меры предосторожности при эффективной и постоянной вентиляции помещений, в которых установлены газогенераторы и их принадлежности. Этому совету следует следовать, прежде всего, когда рассматриваемые аппараты установлены в подвалах и цокольных этажах. В качестве дополнительной меры предосторожности, если установка довольно крупная, рабочему не следует позволять входить в помещение генератора в одиночку.

Нагнетательные генераторы, или те, в которых газ производится под давлением, опаснее всасывающих генераторов. В первых негерметичное соединение может вызвать отравление окружающего воздуха при утечке генераторного газа; во всасывающем аппарате та же неисправность просто вызывает подсос большего количества воздуха.

Д-р Мелотт рекомендует следующую процедуру в случаях асфиксии оксидом углерода:

Carbon Monoxide Asphyxiation

Случаи отравления оксидом углерода часты и опасны. Газ чрезвычайно ядовит и тем опаснее, что он не имеет запаха, цвета и вкуса. Когда он вступает в контакт с кровью, он образует соединение настолько стабильное, что оно с трудом реагирует с кислородом воздуха. Из этого следует, что при каждом вдохе воздуха, заряженного оксидом углерода, отравляется определенное количество крови. Вследствие этого существует возможность отравления на открытом воздухе.

Симптомы. — Наблюдаемые симптомы будут варьироваться в зависимости от того, каким образом была отравлена кровь. Существует два способа, которыми может произойти это отравление. Один зависит от того, содержит ли атмосфера избыток оксида углерода; другой — содержит ли вдыхаемый воздух только следы газа.

Постепенная, быстрая асфиксия. — Сначала ощущается неопределенное недомогание, быстро сменяющееся сильными головными болями, головокружением, тревогой, стеснением, помутнением зрения, пульсацией в висках, галлюцинациями и непреодолимым желанием спать. Если на этой стадии пациент имеет достаточное представление об опасности, чтобы побудить его открыть окно или дверь, он избежит смерти.

На второй стадии ноги жертвы парализованы, но он все еще может двигать руками и головой. Разум все еще сохраняет свою ясность и в некоторой мере способствует дальнейшему процессу асфиксии из-за своей беспомощности. Затем следуют кома и смерть.

Медленная, хроническая асфиксия. — Медленная, хроническая асфиксия встречается нередко. Ее симптомы часто трудно обнаружить. Отравление проявляется слабостью, цефалгией, рвотой, бледностью, общей анемией, усталостью и местным параличом. Если любой из этих симптомов появляется у людей, работающих вблизи генераторов, следует немедленно принять меры для предотвращения возможности асфиксии оксидом углерода.

First Aid in Cases of Carbon Monoxide Poisoning

Уже было сказано, что кислород воздуха не оказывает окисляющего действия на кровь, загрязненную оксидом углерода. Только обильный поток чистого кислорода может окислить образовавшееся соединение и сделать возможным гематоз. Этот обильный поток можно получить из кислородного баллона портативного типа, снабженного трубкой, несущей на свободном конце маску, которая удерживается над ртом и ноздрями. Поглощение газа происходит при искусственном дыхании, которое осуществляется несколькими способами. Наиболее практичными из них являются методы Сильвестра и Пачини.

Метод Сильвестра. — Пациента кладут на спину. Его руки поднимают над головой, а затем возвращают на каждую сторону тела. Эта операция повторяется примерно пятнадцать раз в минуту. Метод очень часто используется и дает отличные результаты.

Метод Пачини. Четыре пальца помещаются в подмышечную впадину, а большой палец — на плечо. Затем плечо попеременно поднимают и опускают, что вызывает заметное расширение грудной клетки. Этот метод является более эффективным из двух. Описанные движения повторяют от пятнадцати до двадцати раз в минуту в очень ритмичном темпе.

В серьезных случаях следует немедленно применить один из этих двух методов лечения. Однако во всех случаях необходимо принять определенные предварительные меры предосторожности. Пациента следует перенести в хорошо проветриваемое и умеренно отапливаемое помещение, снять с него одежду и согреть с помощью грелок и нагретого белья. Необходимо вызвать рефлекторную реакцию, стимулировать периферическую нервную систему, чтобы вызвать сокращение сердца и дыхательных мышц, а также прижечь прекардиальную область. В дополнение к этому лечению следует растирать и разминать область диафрагмы, растирать кожу, применять холодный душ, порку, крапивоукалывание (хлестание крапивой), возбуждать кожу и слизистые оболочки, а также раздражать слизистую оболочку носа и глотки пером, смоченным в нашатырном спирте, алкоголе, уксусе или лимонном соке. Ритмичное вытягивание языка эффективно, если выполняется следующим образом: язык захватывают щипцами и удерживают в вытянутом состоянии с помощью грубой нити. Затем его резко вытягивают изо рта и позволяют ему вернуться обратно после каждого вытягивания. Эти движения должны быть ритмичными и повторяться от пятнадцати до двадцати раз в минуту.

Все эти усилия следует продолжать в течение нескольких часов. Когда пациент наконец придет в сознание, его следует уложить в теплую постель. Необходимо давать стимуляторы, такие как вино, кофе и тому подобное. Если наблюдается прилив крови к голове, следует прибегнуть к местному кровопусканию и поставить четыре или шесть пиявок за ушами. Следует помнить, что все перечисленные меры должны приниматься до прибытия врача.

Impurities of the Gases

Большая часть угля, используемого для получения генераторного газа, содержит серу. В результате образуется сероводород, который смешивается с газом и придает ему характерный запах. В некоторых газогенераторах используются очистители, в которых применяется древесные опилки, смешанные с солями железа, в результате чего образуется соединение с сероводородом, тем самым удаляя его из генераторного газа. В других типах генераторов применяется более упрощенный метод очистки, поэтому следы сероводорода все же остаются. Поскольку этот газ воздействует на медь, использование этого металла не рекомендуется для следующего оборудования: генератор (отверстия, кран для проверки газа); трубопроводы (краны давления газа, дренажные и продувочные краны); двигатель (кран подачи газа, смазочное соединение в цилиндре, клапаны и краны пусковой трубы сжатого воздуха).

Дистилляция угля в генераторах приводит к образованию аммиачного газа. Он также оказывает коррозионное воздействие на медь и ее сплавы; но благодаря своей высокой растворимости он удаляется водой в «скруббере» и не доходит до двигателя.

Production and Consumption

Количество газа, производимого в большинстве генераторов, варьируется от 6,4 до 8,2 фунта на кубический фут сырого угля, сжигаемого в генераторе. Двигатель потребляет на одну эффективную мощность в час от 70 до 115 кубических футов газа, в зависимости от его обогащенности.

ГЛАВА XII

PRESSURE GAS-PRODUCERS

Как мы уже видели, генераторный газ в качестве топлива для двигателей может вырабатываться в аппаратах двух типов: работающих под давлением и работающих на всасывании.

Газогенераторы Доусона. Первые генераторы давления были внедрены Доусоном в Лондоне и требовали установок довольно сложного характера. Позднее усовершенствования, внесенные конструкторами, способствовали широкому распространению их системы. В Соединенном Королевстве можно найти множество установок мощностью от 50 до 100 лошадиных сил и более, все они изготовлены компанией Доусона. Действительно, долгое время имя Доусона ассоциировалось с самим генераторным газом. Система Доусона требует использования антрацита или сравнительно твердого угля, такого как добываемый в Уэльсе и Пенсильвании. Из-за необходимости использования этого особого качества угля система Доусона и системы, возникшие на ее основе, были обременены аппаратами для охлаждения, промывки и очистки, которые настолько усложняли установки, что они напоминали газовые заводы. Генератор, заменивший реторту, питался воздухом и паром, нагнетаемыми под давлением, что требовало использования котла. Кроме того, производство газа под давлением требовало использования газгольдера для его сбора перед подачей в цилиндр двигателя. Такие установки были явно дорогостоящими, а кроме того, их было трудно поддерживать в надлежащем рабочем состоянии. Тем не менее, существует много случаев, когда они должны применяться в промышленности.

Fig. 77. Fig. 77.—A complete Dowson producer-gas plant.

Fig. 78. Fig. 78.—A Simplex producer-gas plant.

Среди них можно назвать предприятия, где генераторный газ используется в качестве печного топлива или средства для пайки или обжига. Другие случаи — это те, когда генераторный газ должен подаваться по трубам на некоторое расстояние от центральной генерирующей установки к различным двигателям, способом, ставшим привычным в практике газового освещения.

Большинство газогенераторов давления были скопированы с оригинального типа, изобретенного Доусоном. Они включают генератор, в котором производится газ; инжектор, питаемый котлом; вентилятор или компрессор, с помощью которого смесь пара и воздуха нагнетается под печь генератора; промывочные аппараты, называемые «скрубберами»; аппараты для очистки газа; и газгольдер (рис. 77).

Генераторы. Генератор состоит из реторты, изготовленной из огнеупорной глины, установленной вертикально и имеющей цилиндрическую или коническую форму. Эта реторта защищена снаружи металлической рубашкой с промежуточным слоем песка, который служит для уменьшения потерь тепла через излучение. Топливо загружается через верхнюю часть реторты, которая снабжена двойным затвором, чтобы предотвратить попадание воздуха во время процесса загрузки. Генератор опирается на решетку, расположенную в основании реторты, на которую падают зола. Выходное отверстие инжекторной трубы открывается в зольник, и этот инжектор постоянно подает смесь пара и воздуха. Смесь обычно перегревается путем пропускания ее через змеевик, расположенный в топке котла, в генераторе или в выходе для отработанных газов. Иногда воздух подвергается предварительному нагреву путем рекуперации каким-либо образом отходящего тепла аппарата.

Основными особенностями устройства генераторов, на которые обращают внимание производители, являются следующие: хорошее распределение топлива при загрузке; легкое опускание топлива; уменьшение разрушающего действия шлака на стенки; средства для очистки решетки без вмешательства в процесс генерации газа; предотвращение утечек. Для выполнения этих требований было использовано множество устройств.

Идеальное распределение топлива во время загрузки достигается главным образом за счет формы бункера и его затвора, который обычно является коническим. В большинстве аппаратов затвор открывается внутрь генератора, и наклон его стенок вызывает равномерное рассеивание топлива в реторте. Тем более необходимо распределять топливо таким образом, когда поперечное сечение реторты мало по сравнению с ее высотой.

Легкость опускания топлива в значительной степени зависит от природы и размера используемого угля. Пористый уголь дает лучшие результаты, чем плотный и компактный. Поэтому предпочтительнее использовать просеянный уголь без пыли, кусками размером с лесной орех. Различные сечения, придаваемые внутренней части, включая цилиндрические формы, усеченные сверху или снизу, частично усеченные к основанию и тому подобное, привели бы к выводу, что этот вопрос не имеет того значения, которое некоторые авторы хотели бы нам внушить. Тем не менее, следует учитывать, что если топливо опускается медленно, его длительное пребывание внутри стенок бункера и превращение в легкоплавкий шлак может привести к разрушению огнеупорной футеровки печи.

Количество впрыскиваемого пара, большее или меньшее в зависимости от природы топлива, позволяет получать хрупкие шлаки и, следовательно, предотвращать серьезные повреждения реторты. Уголь с красной золой в целом является легкоплавким, так как содержит некоторое количество железа. Температура его плавления варьируется от 1832 до 2732 градусов по Фаренгейту.

Чистота наиболее важна, насколько это касается работы генератора. Должна быть возможность очищать генератор во время работы, не меняя состав газа, когда зона накаливания охлаждается, или вводится избыток воздуха, или паровой инжектор на мгновение выводится из эксплуатации. Механические очистители с подвижными решетками или вращающимися подами имеют то преимущество, что заставляют золу осыпаться, не мешая работе аппарата. Та же положительная особенность характерна для зольников с водяным затвором.

Газогенераторы давления не должны быть такими же идеально газонепроницаемыми, как всасывающие аппараты. Утечка газа, которая обычно проявляется характерным запахом, приводит к потере расхода и делает воздух непригодным для дыхания.

Генератор должен быть снабжен в верхней части отверстиями, через которые можно легко ввести кочергу, чтобы встряхнуть топливо и удалить шлак, который имеет тенденцию образовываться и который вызывает основные дефекты в работе, особенно с топливом, которое имеет тенденцию разбухать, спекаться и прилипать к стенкам печи при нагревании. Многие аппараты, кроме того, снабжены боковыми отверстиями со слюдяными окошками, через которые можно наблюдать за ходом горения (рис. 79).

Fig. 79. Fig. 79.—Fichet-Heurtey producer with rotating bed-plate.

Воздушное дутье. Система, с помощью которой впрыскиваются воздух и пар, требует использования парового котла под давлением 75 фунтов. Этот метод дутья, который довольно сложен, имеет тот недостаток, что подача меняется в зависимости от давления пара в котле, которое нелегко поддерживать на заданном уровне фунтов на квадратный дюйм. Более того, когда топливо в генераторе оказывает большее или меньшее сопротивление, количество впрыскиваемого воздуха, вероятно, уменьшается, в то время как количество пара остается прежним. Результатом является изменение скорости, которое следует из изменения пропорций двух элементов. По этим причинам некоторые производители в последние годы прибегли к использованию вентиляторов и воздуходувок.

Fig. 80. Fig. 80.—Koerting blower.

Воздуходувки. Используемые вентиляторы или воздуходувки значительно различаются по устройству. Большинство из них основаны на системе Кертинга (рис. 80) и по существу включают (1) трубку, через которую подается пар под давлением, и (2) цилиндро-коническую дутьевую трубу. Трубка помещается по оси дутьевой трубы у ее внешнего отверстия. Вырываясь под давлением, пар захватывается дутьевой трубой и увлекает за собой определенное количество воздуха, которое можно регулировать. Важно, чтобы эти инжекционные воздуходувки работали таким образом, чтобы можно было контролировать давление и подачу воздуха и пара.

Вентиляторы. Механические воздуходувки имеют то преимущество, что позволяют отказаться от использования пара под давлением и, как следствие, от установки котла (рис. 78). Приводимые в действие самим двигателем или от какого-либо отдельного источника энергии, эти аппараты легко устанавливаются, не требуют большого внимания и потребляют мало энергии. Они бывают либо центробежного типа, либо роторного типа, примером которого является воздуходувка Рутса (рис. 81). Последняя система имеет преимущество высокого КПД и возможности достижения сравнительно высоких давлений — от 19 до 27 дюймов водяного столба, которые, однако, используются только для специальных видов топлива, таких как лигнит, торф и тому подобное. Воздух, подаваемый воздуходувкой, перед попаданием в топку перегревается, либо до, либо после того, как он насыщается паром.

Fig. 81. Fig. 81.—Root blower.

Компрессоры. В некоторых установках воздух подается компрессором под высоким давлением от 70 до 90 фунтов на квадратный дюйм, и они кажутся хорошо приспособленными для производства газа хорошего качества. Более того, не образуется ни смола, ни аммиачные воды. Генератор Гарди можно считать типичным для этого класса аппаратов (рис. 82). Главная особенность этого генератора заключается в простом аппарате для промывки и очистки. Здесь уместно заметить, что сжатие воздуха под высоким давлением вызывает некоторые сложности и значительные затраты энергии.

Fig. 82. Fig. 82.—Gardie producer.

Эксгаустеры. Некоторые конструкторы изобрели устройства, которые всасывают газ в генератор, откуда он подается к двигателям, причем эти всасывающие аппараты соединены с воздуходувками или используются отдельно. Но за исключением нескольких особых случаев, такие устройства не получили широкого распространения — по крайней мере, не для производства только движущей силы.

Каким бы ни было устройство, используемое для введения смеси воздуха и пара под решетку генератора, дутьевая труба, как правило, направлена к центру аппарата. Тем не менее, в крупных генераторах становится желательным предусмотреть средства для изменения количества воздуха и пара в широких пределах, чтобы регулировать жар в топке. По этой причине несколько выходных отверстий симметрично расположены под топливом.

Fig. 83. Fig. 83.—Sawdust purifier.

Промывка и очистка. В генераторах давления газ обычно промывается и очищается гораздо тщательнее, чем во всасывающих аппаратах. При достаточном давлении газ может без труда прогоняться через различные аппараты и пространства между материалом, который они содержат. Газы выходят из генератора сильно нагретыми, и это тепло используется либо для подогрева воды для впрыска, либо для генерации пара, подаваемого в топку. Затем газы поступают в промывочный аппарат, который чаще всего состоит из последовательности приспособлений, в которых газ промывается либо путем барботирования через воду, либо путем подвергания его поверхностному трению о слой воды, либо путем систематической циркуляции в массе постоянно орошаемого инертного материала. Целью промывки является удаление пыли, содержащейся в газе, и осаждение ее в виде шлама, который можно удалить промывкой.

Fig. 84. Fig. 84.—Moss or fiber purifier.

Физическая очистка, начатая таким образом, завершается пропусканием газа через фильтрующий слой, состоящий из волокна, древесных опилок или мха (рис. 83 и 84). Химическая очистка, если она необходима, осуществляется с помощью гидрата кальция, оксида железа или, что еще лучше, смеси извести и сульфата железа. Этот фильтрующий материал должен обязательно обновляться после того, как он истощится.

Fig. 85. Fig. 85.—Combined gas-holder and washer.

Газгольдер. Газгольдер состоит по существу из резервуара и колокола. Иногда, с целью упрощения аппарата, резервуар устраивается так, чтобы заменить собой промыватель или скруббер (рис. 85). Колокол должен быть снабжен механизмом, который при наполнении колокола автоматически уменьшает или прекращает генерацию газа. Целесообразно снабдить колокол продувочным или обратным клапаном, открывающимся внутрь. Поэтому, если случится так, что подача газа будет прекращена, пока двигатель продолжает работать, всасывание двигателя не вытянет воду из резервуара газгольдера.

Когда используются двигатели, мощность которых не превышает 50 лошадиных сил, иногда принято использовать воду из резервуара (расположенного выше двигателя) для охлаждения цилиндра. Таким образом, экономится стоимость установки специальных резервуаров. Если, однако, применяется такое устройство, количество воды, содержащейся в резервуаре, должно быть по крайней мере вдвое больше того, что обычно содержится в резервуарах. Если не соблюдать эту предосторожность, вода может чрезмерно нагреться и расширить газ в колоколе.

Объем колокола газгольдера предпочтительно должен быть не менее 3 кубических футов на эффективную лошадиную силу двигателя, который необходимо снабжать. При этих обстоятельствах колокол действует как регулятор давления, обеспечивает достаточную однородность оставшегося газа и позволяет снабжать двигатель в течение коротких интервалов, когда необходимо остановить дутье для шуровки огня. Но если двигатель потребляет от 60 до 80 кубических футов генераторного газа на лошадиную силу в час, колокол должен быть гораздо большего размера, если генерацию газа необходимо приостановить на некоторое время.

Здесь уместно напомнить, что уголь — не единственное топливо, которое подходит для генерации газа, пригодного для работы двигателей, но что некоторые генераторы способны использовать лигнит, торф и тому подобное. В других солома, дерево, стружка и опилки, отходы кожевенного производства и другие органические вещества сжигаются с КПД, значительно превышающим тот, который они дали бы в топках паровых котлов.

Fig. 86. Fig. 86.—Otto Deutz lignite-producer.

Генераторы на лигните и торфе. Генераторы на лигните и торфе (рис. 86) не могут работать по принципу всасывания из-за сопротивления, оказываемого прохождению газа слоем топлива. Это сопротивление значительно и крайне изменчиво. Следовательно, генераторы на лигните и торфе должны работать по принципу давления, используя дутье воздуха или паровой инжектор, в зависимости от количества воды, содержащейся в лигните. Как правило, используется воздуходувка Рутса, работающая при давлении от 8 до 27 дюймов водяного столба, в зависимости от качества лигнита. Эти генераторы не рекомендуется использовать для мощностей менее 50 лошадиных сил, так как стоимость аппарата становится слишком высокой.

Лучший лигнит — это тот, который после сгорания оставляет мелкую золу и не образует спекшегося шлака. Лигнит имеет особенность образовывать пыль, которая очень легко воспламеняется при доступе воздуха в генератор. По этой причине генератор не следует очищать во время работы, чтобы избежать появления пламени, которое может вырваться из аппарата.

Скруббер — это просто колонна без кокса, снабженная внутренним разбрызгивателем. Кокс слишком быстро забивается смолой. Большая часть этой смолы оседает в камере, которая предшествует газгольдеру. Из камеры ежедневно можно сливать несколько кварт смолы.

Газгольдер служит лишь для регулирования производства газа. Трубы, ведущие к двигателю, следует очищать несколько раз в месяц, чтобы удалить тонкий слой смолы, который оседает внутри них.

Существует много видов лигнита, и газогенератор должен быть сконструирован так, чтобы соответствовать особым требованиям используемого сорта. Слой топлива должен быть такой толщины, чтобы газ при выходе из генератора имел температуру около 77 градусов по Фаренгейту. Это температура газа, который выходит из скруббера в случае генераторов на антраците. Если лигнит содержит много воды, большая ее часть задерживается в промывателе газом в виде капель. Иногда вода стекает через решетку генератора. Генераторы на лигните могут также работать на торфе и даже на городских отходах с небольшими модификациями. Расход на одну лошадиную силу в час составляет 3,3 фунта лигнита, содержащего 2400 калорий (9424,9 БТЕ). Чтобы выработать ту же мощность с помощью котла и паровой машины, потребовалось бы 8,8 фунта. Двигатель, работающий без нагрузки на топливе, поставляемом генератором на лигните, будет потреблять 50 процентов от веса топлива, необходимого при полной нагрузке. Это зависит от доли воды, содержащейся в лигните, и от потерь тепла через излучение от генератора. В двигателях на светильном газе, работающих без нагрузки, поглощение составляет 20 процентов, в генераторах на антраците — 40 процентов от потребления при полной нагрузке.

Переходя теперь к использованию древесины, о чем уже говорилось в главе XI, в аппаратах типа Рише успешно применяются два совершенно различных процесса, причем эти процессы зависят от формы используемой древесины — другими словами, сжигается ли древесина в виде палок или блоков или в виде щепы, опилок, коры и тому подобного, что является отходами фабрик, на которых используется древесина.

Дистилляционные генераторы. Если древесина состоит из бревен, она сжигается в генераторе, состоящем из топки и дистилляционной реторты. Топка загружается обычным углем, который служит для нагрева реторты докрасна. Древесина загружается через верх реторты, а газ, образующийся при дистилляции, выходит через низ и поступает в промывочный аппарат. Основание реторты нагревается примерно до 1652 градусов по Фаренгейту, в то время как в верхней части эта температура снижается до 752 градусов по Фаренгейту. Древесина, обработанная таким образом, превращается в древесный уголь, который является побочным продуктом некоторой ценности.

Fig. 87. Fig. 87.—Riché distilling-producer.

Нижняя часть этой чугунной реторты (рис. 87) футерована древесным углем, остатком предыдущих дистилляций. Древесина, которая вводится в верхнюю часть реторты, дистиллируется в камере. Реторта удерживается собственным весом в гнезде на основании, которое футеровано специальным огнеупорным цементом, изготовленным из силиката, причем асбест образует соединение. Продукты горения, выходящие из печи, проходят по дымоходу к нижней части корпуса и поднимают температуру реторты и содержащегося в ней древесного угля до вишнево-красного цвета (1652 градуса по Фаренгейту). Затем эти продукты горения поднимаются к верхней части корпуса и нагревают верх реторты до температуры около 752 градусов по Фаренгейту, в которой заключена древесина или древесные отходы, подлежащие дистилляции. Оттуда продукты горения проходят через горизонтальный дымоход, снабженный заслонкой, в сборный дымоход, по которому они отводятся в дымовую трубу. Продукты дистилляции, образовавшиеся в камере, не имея выхода в верхней части реторты, должны пройти через зону, заполненную раскаленным углеродом. Конденсируемые продукты проводятся как постоянные газы (углекислый газ в состоянии монооксида углерода) и собираются в приемнике после прохождения воронки и колокола очистительного аппарата.

Газовая печь образуется путем группировки в одной каменной массе определенного количества элементов описанного типа. Существенно, чтобы реторты были расположены вертикально, чтобы они были изготовлены только из литого металла, а не из огнеупорной глины, и, наконец, чтобы их диаметр был не более 10 дюймов, какой размер был признан наиболее целесообразным на практике. Газ, собранный в колоколе или в одном или нескольких приемниках, поступает в газгольдер, а затем в служебные трубы. Если 2,2 фунта древесины дистиллировать путем сжигания в печи 8/9 фунта угля среднего качества или 2,2 фунта древесины (либо опилок, либо отходов), будет выработано от 24,5 до 28 кубических футов газа с теплотворной способностью от 3000 до 3300 калорий на кубический метр (от 11904 до 13094 БТЕ на 35,31 кубических футов), и останется 44 фунта древесного угля.

На практике используется только товарная древесина, содержащая в сыром состоянии от 20 до 40 процентов воды, в зависимости от сорта. Граб содержит меньше всего воды (18 процентов), в то время как вяз и ель содержат больше всего (от 44 до 45 процентов).

Поскольку дутьевой аппарат генератора запущен, газ подается под давлением. Благодаря своему постоянному составу и обогащенности, он является отличным заменителем светильного газа в освещении накаливания, хорошим печным топливом и восстановителем.

Генераторы, использующие древесные отходы, опилки и тому подобное. Если использовать древесные отходы в виде стружки, опилок, соломы, коры и тому подобного, получается еще более высокий КПД с самовосстанавливающимися генераторами типа Рише.

Генераторы горения. В генераторах горения (рис. 88) топливо сжигается, а не дистиллируется. Генератор состоит из двух отдельных элементов. Первый — это собственно генератор, в котором происходит горение. На нем установлен бункер или ящик для подачи топлива. Второй элемент — это восстановитель, в котором независимым процессом происходит восстановление углекислого газа, диссоциация пара и трансформация углеводородов. Генератор снабжен у основания решеткой с наклонными ярусными прутьями, которая снабжена каналом, по которому течет вода для генерации водорода. На уровне этой решетки, с противоположной стороны, находится дымоход, сообщающийся с восстановительной колонной кокса. Зона накаливания генератора не должна подниматься выше уровня решетки. Вместо того чтобы проходить через слои свежего топлива и выходить через верх, генерируемый газ течет непосредственно в восстановительную колонну, где он нагревает кокс до накаливания. Высокая температура, которой подвергается кокс, в сочетании с впрыском воздуха, вызывает полезные реакции. Этот дополнительный воздух, однако, не используется, если топливо свободно от всех продуктов дистилляции.

Fig. 88. Fig. 88.—Riché combustion-producer.

Опыт показал, что газ с теплосодержанием от 1000 до 1100 калорий на кубический метр (от 3968 до 4365 БТЕ на 35,31 кубических футов), которое необходимо для развития одной лошадиной силы в час, может быть получен из 3,96 фунта древесины в виде стружки и опилок, содержащих 30 процентов воды. Соответствующее количество кокса, потребляемого в восстановительной колонне, незначительно и может быть принято примерно за 0,112 фунта на лошадиную силу в час.

На практике было доказано, что как в дистилляционных, так и в генераторах горения древесина, либо в сыром состоянии, либо в виде отходов лесопилки, может содержать до 60 процентов воды. Любая из двух систем может работать под давлением с воздушным дутьем, и в этом случае необходимо использовать газгольдер и колокол. Газ при прохождении из генератора в газгольдер проводится через охладитель и промыватель, а также через моховой фильтр, который удаляет следы продуктов, которые могли избежать дистилляции.

Обратное горение. За немногими исключениями, описанные генераторы давления, а также всасывающие газогенераторы, которые будут обсуждаться позже, питаются антрацитом или коксом. Они не могут работать на умеренно мягком или битуминозном угле. По этой причине они ограничивают использование двигателей на генераторном газе. Производители давно искали генераторы, в которых можно было бы сжигать любое топливо.

Среди генераторов, которые, по-видимому, в некоторой степени преодолевают указанные возражения, есть те, которые основаны на принципе обратного горения. Эти аппараты воплощают идеи Эбельмена, где продукты дистилляции разлагаются путем пропускания их над слоями раскаленного топлива.

Fig. 89. Fig. 89.—Deschamps inverted-combustion producer.

Многие авторы относят к классу генераторов обратного горения аппараты типа Рише, Твейта и Даффа, в которых эта идея также реализована. Рише использует независимую массу накаливания для восстановления продуктов дистилляции другой массы. Твейт использует два сосуда, которые служат попеременно дистилляционными ретортами и восстановительными колоннами. Дафф всасывает продукты дистилляции с целью нагнетания их под огонь. Все эти генераторы вряд ли можно назвать типом обратного горения.

Fig. 90. Fig. 90.—Fangé-Chavanon inverted-combustion producer.

Генераторы Дешана (рис. 89) и Фанже и Шаванона (рис. 90), с другой стороны, являются генераторами, в которых горение действительно обратное и которые работают непрерывно. Воздух поступает в верхнюю часть реторты, проходит через всю массу топлива, увлекая с собой дистиллированные летучие продукты, и когда смесь достигает зоны накаливания, происходят химические реакции, которые приводят к производству газа, полностью свободного от смолы и других примесей.

ГЛАВА XIII

ВСАСЫВАЮЩИЕ ГАЗОГЕНЕРАТОРЫ

Высокая стоимость и сложный характер генераторов давления, которые только что обсуждались, побудили производителей попытаться найти другой способ генерации генераторного газа, предназначенного для работы двигателей.

Несколько изобретателей, среди которых мы упомянем Бенье и А. Тейлора (во Франции), предприняли похвальные, хотя и не сразу очень успешные попытки упростить производство генераторного газа.

Преимущества. В этих системах всасывание, вызванное самим двигателем, заменило принудительную тягу, создаваемую в генераторе воздушным инжектором или вентилятором, так что газ вместо хранения под давлением в газгольдере удерживается в аппарате под давлением ниже атмосферного.

Поскольку устройство для создания тяги с помощью давления котла или вентилятора, а также газгольдер исключаются, результатом является экономия, во-первых, на стоимости установки, расходе и площади пола. Кроме того, охладитель и промыватель заменяются одним скруббером.

Производителям удалось разработать аппараты, замечательные простотой используемых процессов и дающие экономические результаты, которые никогда не были бы получены с генераторами давления, использующими газгольдеры и котлы, учитывая, что один только котел требует расхода от 15 до 30 процентов от общего количества угля, используемого для производства газа.

Лучшие результаты, полученные автором с газогенераторами давления, показали расход не намного меньше 1–1 1/4 фунта антрацита на лошадиную силу в час у двигателя, в то время как со всасывающими генераторами, при аналогичных условиях и с тем же сортом топлива, он неоднократно обнаруживал расход от 9/10 фунта на эффективную лошадиную силу в час. В любом случае полученный газ развивал от 1100 до 1300 калорий (от 4365 до 5158 БТЕ на 35,31 кубических футов), если он производился из антрацита, дающего от 7500 до 8000 калорий (от 29763 до 31746 БТЕ) на 2,2 фунта.

Всасывающий аппарат также будет очень хорошо работать с низкосортным углем, содержащим до 6–8 процентов летучих веществ и от 8 до 10 процентов золы. Это большое преимущество в дополнение ко всем остальным объясняет благоприятный прием, который европейские производители сразу оказали всасывающим генераторам. Сам нефтяной двигатель найдет серьезного конкурента в новой системе.

Что касается возможности использования всасывающих газогенераторов в отношении несколько специфических свойств топлива, можно сказать сразу, что кокс с газовых заводов, дающий от 6000 до 6500 калорий (от 22911 до 24995 БТЕ), а также древесный уголь вполне доступны.

Одна лошадиная сила в час получается при расходе 1,1–1,3 фунта кокса.

Кокс из доменных печей может быть использован в случае необходимости, но его использование не рекомендуется из-за сульфидов, которые он содержит, которые, увлекаясь газом, могут образовывать серную кислоту с паром, коррозионное действие которой вскоре разрушит цилиндр и другие важные части двигателя.

Качества топлива. Антрацит в целом является пока лучшим доступным топливом для генераторов. Однако он должен обладать определенными качествами, которые сейчас будут кратко указаны.

Во всасывающих газогенераторах, прежде всего, важно, чтобы прохождению воздуха и производимого газа не оказывалось вредного сопротивления. Поэтому необходимо использовать уголь такого размера, который будет отвечать вышеуказанному условию, не будучи слишком дорогим.

Размер кусков в некоторой степени определяет цену; и при угле с теми же свойствами куски от 1,1 до 2 дюймов могут стоить 1,4 цены обычного размера от 0,59 до 0,98 дюйма, который очень хорошо подходит для газогенераторов. Это размер лесного ореха.

Более того, целесообразно выбирать самые сухие угли, содержащие минимум летучих веществ и не имеющие тенденции к спеканию или слипанию, чтобы летучие продукты не препятствовали дистилляцией промежуткам, через которые должны проходить газы. По той же причине не рекомендуется уголь, который распадается и превращается в пыль под действием огня. Уголь также должен быть таким, чтобы избежать образования сводов, которые мешали бы правильной осадке топлива во время его горения. Можно сказать как правило, что у угля, который не слипается, содержание летучих веществ не должно превышать 5–8 процентов.

Уголь, который содержит более 10–15 процентов золы, не следует использовать по той причине, что он забивает и засоряет генераторы, в которых сброс и выгрузка золы производятся автоматически, факт, который не должен остаться незамеченным. Печь нельзя безопасно очистить при таком виде огня, где горение происходит в замкнутом пространстве, не препятствуя производству газа. Здесь снова можно привести довод в пользу всасывающих газогенераторов. В хорошем генераторе зольник можно очистить и огонь прошуровать, не прерывая выделение всасываемого газа и не ухудшая заметно качество газа. Эти соображения важны, насколько это касается самого газогенератора. Другие условия, которые следует заметить, влияют на двигатель, питаемый генератором, сорт используемого угля и очистку газа, полученного из него.

Если не используются специальные химические очистители и фильтры, тем самым усложняя установку, используемый уголь должен давать как можно меньше смолы во время дистилляции; ибо тенденция смолы забивать трубы и засорять клапаны является одной из главных причин дефектной работы двигателей на генераторном газе.

Смола меняет правильный состав взрывчатой смеси. Когда она загорается в цилиндре, она вызывает преждевременное зажигание, которое так опасно в больших двигателях.

Из того, что было сказано выше, следует, что в нынешнем состоянии техники удовлетворительная работа газогенераторов больше не зависит от использования чистого антрацита, такого как пенсильванский уголь в Америке и уэльский уголь в Англии, содержащих углерод в количестве до 90–94 процентов и имеющих теплотворную способность 33529 БТЕ. Напротив, хороший сухой уголь, дающий от 29763 до 31746 БТЕ, вполне подходит для генерации генераторного газа.

Последнее практическое преимущество, которое говорит в пользу установки генератора и двигателя по сравнению с паровой машиной, — это небольшое количество требуемой воды. Помимо воды, используемой для охлаждения двигателя, которую можно использовать снова и снова, если охладить, любая вода, образует ли она накипь или осадки, может быть использована для охлаждения и промывки газа в скруббере.

Согласно личному опыту автора, для этой цели достаточно в среднем 3,3 галлона воды на эффективную лошадиную силу в час. Это примерно половина количества, требуемого паровой машиной без конденсации с золотниковым распределением мощностью от 15 до 30 лошадиных сил. Разница в потреблении воды довольно важна на городских предприятиях, где вода, как правило, довольно дорогая.

Общее устройство. Всасывающая газогенераторная установка того типа, который мы обсуждали, показана на рис. 91.

Fig. 91. Fig. 91.—Engine and suction gas-producer.

Аппарат А — это собственно генератор, в котором происходит горение. Произведенный газ проходит в аппарат B через серию трубок, чтобы быть направленным в промыватель C. В аппарате B, который является испарителем, вода, подаваемая сверху под атмосферным давлением, испаряется при контакте с серией трубок, нагреваемых газом, идущим из генератора. Пар вместе с воздухом всасывается в нижнюю часть генератора для поддержания горения. Этот испаритель снабжен переливом для выхода воды, которая не испарилась. Труба генераторного газа, которая ведет от испарителя к промывателю, имеет ответвление D для временного выхода в атмосферу газа, произведенного до и после работы двигателя. В промывателе, как показывает чертеж, газ входит снизу и выходит сверху, чтобы пройти в камеру расширения газа E, а оттуда к двигателю. Таким образом, газ проходит через массу кокса в направлении, противоположном промывочной воде, которая затем стекает в сточную трубу. Кокс и вода освобождают газ не только от унесенной пыли, но и от аммиака и других примесей, содержащихся в газе.

При розжиге генератора используется небольшой ручной вентилятор G для нагнетания воздуха, чтобы раздуть огонь. Газу, полученному вначале, будучи непригодным для горения, позволяют выйти через ответвление D. После впрыска воздуха в течение примерно 10–15 минут двигатель можно запустить после закрытия ответвления D. Всасывание самого двигателя затем постепенно создаст надлежащие условия для его регулярной работы, и через четверть часа или полчаса газ станет достаточно богатым, чтобы двигатель работал под полной нагрузкой.

Описанный аппарат является оригинальным типом, в который было внесено много улучшений с целью обеспечения равномерного производства газа и уменьшения интервала времени, проходящего между розжигом генератора и работой двигателя под полной нагрузкой.

Каждый из элементов этого аппарата — а именно генератор, испаритель, перегреватель и промыватель — был более или менее успешно модифицирован и улучшен производителями; и чтобы читатель мог понять достоинства и недостатки принятых различных устройств, наиболее важные из них будут обсуждены отдельно.

Генератор. Что касается общего расположения частей, генераторы можно разделить на два класса:

Первый — генераторы с внутренними испарителями, такие как генераторы Отто Дойца и Виденфельда.

Fig. 92. Fig. 92.—Old type of Winterthur producer.

Второй — генераторы с внешними испарителями, такие как генераторы Тейлора, Боллинкса, Пинча, Киндерлена, Бенца, Виденфельда, Хилле и Гёбельса.

Цилиндрический корпус. Генератор состоит по существу из кожуха, изготовленного из листового или чугунного железа и содержащего огнеупорную футеровку, которая образует реторту, решетку и зольник. В аппаратах малого размера часто используется чугунный кожух, тогда как в больших размерах кожух изготавливается из клепаного листового железа, чтобы уменьшить его вес и стоимость. В последнем случае футеровки надежно приклепаны или приболчены.

Генератор Винтертура (рис. 92 и 93), генератор Тейлора (рис. 94) и генератор Бенца (рис. 97) изготовлены из чугуна; генератор Виденфельда (рис. 95), генератор Пинча (рис. 96) изготовлены из листового железа; Боллинкс (рис. 98) изготовлен частично из листового железа и частично из чугуна.

Различные части генератора, если они изготовлены из листового железа, скрепляются вместе с помощью углового железа, образующего хомуты, и прокладывается лист асбеста. Если части изготовлены из чугуна, они соединяются по типу трубных соединений и уплотняются сжатым асбестом. Этот последний способ сборки частей представляет преимущество, позволяя легко их разбирать. Следовательно, он позволяет различным частям свободно расширяться и облегчает обеспечение плотных соединений. Это последнее соображение чрезвычайно важно, особенно для соединений, которые находятся за пределами зоны, в которой происходит дистилляция топлива. Любое попадание воздуха через эти соединения неизбежно ухудшило бы качество газа, либо путем смешивания с ним, либо путем горения. Воздух, допущенный таким образом, также был бы склонен образовывать взрывчатую смесь, которая могла бы воспламениться в случае преждевременного зажигания заряда цилиндра во время всасывания или по какой-либо другой причине.

Fig. 93. Fig. 93.—New type of Winterthur producer.

Fig. 94. Fig. 94.—The A. Taylor producer.

Fig. 95. Fig. 95.—Wiedenfeld producer.

Fig. 96. Fig. 96.—Pintsch producer.

Fig. 97. Fig. 97.—Benz producer.

Fig. 98. Fig. 98.—Bollinckx producer.

Fig. 99. Fig. 99.—Lencauchez producer.

Огнеупорная футеровка. Внутренняя футеровка генератора должна быть изготовлена из огнеупорной глины наилучшего качества. Казалось бы целесообразным, чтобы облегчить ремонт, использовать реторты, изготовленные из кусков, скрепленных вместе, вместо реторт, изготовленных из цельного куска. В первом случае сборка предпочтительно должна производиться с помощью огнеупорного цемента, а внутренняя поверхность должна быть покрыта слоем, чтобы образовать практически непрерывную каменную поверхность.

Fig. 100. Fig. 100.—Goebels producer.

Некоторые производители, чтобы позволить обновление части, наиболее подверженной сгоранию, используют в нижней части резервуара огнеупорное формованное кольцо (Ленкоше, рис. 99).

Всегда целесообразно помещать между оболочкой или кожухом генератора и огнеупорной футеровкой слой материала, который является плохим проводником тепла, как, например, асбест или песок, чтобы избежать, насколько это возможно, потерь тепла из-за внешнего излучения (рис. 100).

Fig. 101. Fig. 101.—Pierson producer.

Решетка и опора для футеровки. Эти части, из-за их контакта с золой и горячими углями, подвержены быстрому разрушению. Поэтому необходимо, чтобы они были съемными и легкодоступными, чтобы их можно было обновить в случае необходимости. С этой точки зрения решетки, состоящие из независимых прутьев, представляются предпочтительными. Зазор между прутьями зависит, конечно, от вида золы, образующейся из различных сортов топлива. Целесообразно спроектировать решетку так, чтобы свободный проход для воздуха составлял около 60–70 процентов от общей поверхности.

В генераторах, имеющих чашеобразный зольник, содержащий воду (рис. 95), решетка и основание реторты менее подвержены сгоранию, чем в аппаратах, имеющих сухие зольники. Некоторые аппараты, такие как Ленкоше (рис. 99), Пьерсона (рис. 101) и Тейлора (рис. 94), не имеют решеток; топливо удерживается в реторте золой, которая образует конус, опирающийся на основание из листового железа, легкое для доступа при очистке и с которого топливо постепенно сползает вниз.

Генератор Пьерсона (рис. 101) снабжен кочергой, включающей центральную вилку, которая работает с рычагом, чтобы ворошить огонь снизу, не полностью уничтожая конус золы.

В некоторых аппаратах, в которых используется решетка (рис. 92), пространство оставляется между решеткой и опорой реторты. Это устройство имеет то преимущество, что позволяет только мелко разделенной и полностью сгоревшей золе проходить в зольник. Более того, может быть использована решетка с большой поверхностью, тем самым облегчая прохождение смеси воздуха и пара.

Fig. 102. 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. 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. Fig. 104.—Bénier producer.

Fig. 105. 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. 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).

Fig. 109. 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. 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. 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. Fig. 111.—Bollinckx flue and scrubber.

Fig. 112. 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. Fig. 113.—Otto Deutz flue.

Fig. 114. 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. 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. Fig. 116.—Taylor vaporizer.

Fig. 117. 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. 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. Fig. 119.—Benz vaporizer.

Fig. 120. 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. 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. 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. 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. 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. Fig. 125.—Otto Deutz scrubber.

Fig. 126. Fig. 126.—Winterthur scrubber.

Fig. 127. 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. Fig. 128.—Fichet-Heurtey scrubber.

Fig. 129. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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.

Fig. 136. Fig. 136.—R. Mathot's continuous explosion recorder.

Fig. 137. Fig. 137.—12 H.P. Oil-engine.

Fig. 138. Fig. 138.—6 H.P. Volatile Hydrocarbon Engine.

Fig. 139. Fig. 139.—Effect of size of section and exhaust ports.

Самописец устанавливается на двигатель; его поршень отбрасывается назад каждым взрывом на высоту, соответствующую их силе; а стилус или карандаш, управляемый рычагом t, записывает их рядом на движущейся полоске бумаги. Скорость, с которой разматывается эта полоска, соответствует числу оборотов испытуемого двигателя, так что записи взрывов располагаются рядом четко и разборчиво. Их последовательность указывает не только на количество взрывов и оборотов, происходящих за данное время, но и на их регулярность, количество пропусков зажигания. Атмосферное давление взрывов измеряется по шкале, соединенной с пружиной самописца. Используя очень слабую пружину, которая прогибается в нижней части просто под действием сжатия в цилиндре двигателя, можно определить величину сопротивления всасыванию и выхлопу. Достаточно просто сравнить запись взрыва с атмосферной линией, начерченной стилусом f. С помощью этого аппарата и записей, которые он предоставляет, можно аналитически регулировать работу двигателя, определять пропорцию воздуха, газа или углеводорода, которая дает наиболее мощный взрыв, регулировать сжатие, скорость, момент зажигания, температуру и тому подобное (рис. 137, 138 и 139).

Чтобы объяснить способ использования этого самописца, здесь приведено несколько образцов диаграмм.

I. Определение величины сжатия. — Используется пружина средней мощности, полный прогиб которой почти соответствует максимальному сжатию, чтобы получить кривую значительной амплитуды. Двигатель сначала вращается без производства взрывов, приводясь в движение от динамо-машины, обычно используемой в мастерских, при различных скоростях, подлежащих изучению. Сжатие смеси изменяется в обратной пропорции к числу оборотов вала из-за сопротивлений, возникающих в трубах и клапанах и увеличивающихся со скоростью. Прилагаемый рисунок (рис. 140) показывает две отдельные записи, сделанные в двух разных случаях, а именно:

A.—Speed of engine, 950 revolutions per minute; amount of compression, 68.9 pounds per square inch.

B. — Скорость двигателя 1500 оборотов в минуту; величина сжатия 61 фунт на квадратный дюйм, или на 11,5 процента меньше.

Fig. 140. Fig. 140.

II. Определение сопротивления всасыванию и выхлопу. — Влияние натяжения пружины впускного клапана и сечения трубы. Эффект сечения выпускного клапана и длины и формы выхлопной трубы:

Используется очень легкая пружина, ход которой ограничен упором, чтобы получить в сравнительно крупном масштабе разрежения и сопротивления, соответственно представленные положением соответствующей кривой выше или ниже атмосферной линии (рис. 141).

Fig. 141. Fig. 141.

C. — Натяжение впускного клапана: 2,9 фунта. Сопротивление всасыванию: 1/7 атмосферы (2,7 фунта).

D. — Натяжение впускного клапана: 2,17 фунта. Сопротивление всасыванию: 2/7 атмосферы (5,4 фунта).

E. — Для выхлопа используется коробка. Сопротивление выхлопу: 2/7 атмосферы (5,4 фунта).

F. — Отработавшие газы выбрасываются в атмосферу, труба и коробка исключены. Сопротивление выхлопу равно нулю (рис. 142).

Fig. 142. Fig. 142.

Графически записанное разрежение частично обусловлено инерцией пружины самописца взрывов, которая внезапно расширяется при открытии выхлопа.

III. Сравнение средней силы взрывов с помощью ординат. — Используется мощная пружина. Бумажная лента самописца перемещается с небольшой скоростью, чтобы максимально приблизить друг к другу соответствующие ординаты, представляющие взрывы (рис. 143).

Fig. 143. Fig. 143.

G. — Чистый спирт. Сила взрыва: от 369,72 до 426,6 фунта на квадратный дюйм.

H. — Карбюрированный спирт. Сила взрыва: от 397,6 до 510,8 фунта на квадратный дюйм.

I. — Летучий углеводород. Сила взрыва: от 483,48 до 531,92 фунта на квадратный дюйм.

IV. Анализ цикла с помощью открытых диаграмм, представляющих четыре периода. — Используется мощная пружина, и бумага перемещается с максимальной скоростью. Четыре фазы цикла легко различаются, так как они следуют одна за другой графически справа налево, другими словами, в направлении, противоположном тому, в котором разматывается бумага. Составляется диаграмма, которая точно воспроизводит значения соответствующих давлений в различных точках хода поршня (рис. 144). Периоды цикла воспроизводятся так же точно, как если бы использовался обычный индикатор, дающий замкнутую кривую диаграмму. Нет никакой сложности в чтении записи, так как бумага никоим образом не связана с поршнем двигателя. Были предприняты некоторые попытки получить открытые диаграммы, в которых движение бумаги управляется самим двигателем; но эти аппараты, как и обычные индикаторы, не могут быть использованы, когда скорость двигателя превышает 400–500 оборотов в минуту.

Fig. 144. Fig. 144.

J. — Скорость 1200 оборотов; карбюрированный спирт; средняя сила взрывов 426,6 фунта на квадратный дюйм. Среднее сжатие 92,43 фунта на квадратный дюйм. Давление в конце расширения 21,33 фунта на квадратный дюйм.

V. Анализ инерции самописца. Выбор используемой пружины. — Учитывая быстроту, с которой взрывы следуют один за другим в автомобильных двигателях, легко понять, что инерция движущихся частей самописца будет графически воспроизведена (рис. 144). Эффект этой инерции является функцией веса движущихся частей и величины их хода.

Движущиеся массы представлены поршнем и его штоком, пружиной и рычагами параллелограммного механизма стилуса. Эффекты, обусловленные инерцией, были значительно уменьшены путем сведения веса различных частей к минимуму. Были приняты полый поршень, полый шток и короткие легкие рычаги. Традиционный карандаш был заменен серебряным острием, которое оставляет свой след на бумаге с металлическим покрытием. Вместо тяжелых пружин с большим ходом были использованы легкие, но мощные пружины с малой амплитудой. Поскольку идеальная смазка цилиндра самописца имеет большое значение, было принято простое смазочное устройство, надежное в работе. Углубление поршня образует чашку, которую можно наполнять маслом при каждой смене пружины.

При каждом взрыве сильный возврат поршня разбрызгивает масло на стенки цилиндра, тем самым обеспечивая идеальную смазку. Следует отметить, что если приведенные указания не соблюдаются, особенно при выборе пружины, подходящей для каждого эксперимента, будут возникать инерционные эффекты. Их легко обнаружить на записи, и их нельзя спутать с кривыми, интерпретирующими явления, происходящие в цилиндре двигателя. На высоте, соответствующей концу хода поршня, цилиндр самописца снабжен водяной рубашкой, которая поддерживает температуру на должном уровне и предотвращает заклинивание поршня.

Камера сгорания автомобильных двигателей, будучи довольно малой по объему, не должна заметно увеличиваться, чтобы полученная запись максимально соответствовала реальным условиям работы на дороге. Для достижения этой цели цилиндр самописца расположен так, что поршень доходит до уровня соединительного крана. В результате такого расположения поле действия газов сведено к минимуму. Поскольку этим газам не приходится следовать по извилистому пути, они не подвергаются ни потере количества, ни охлаждению.

СНОСКИ:

[B] Хискокс, «Газовые и нефтяные двигатели», изд-во Norman W. Henley, Нью-Йорк. Парселл и Вид, «Газовые и нефтяные двигатели», 1900, изд-во Norman W. Henley, Нью-Йорк. Голдингем, 1900, Spon & Chamberlain, Лондон. Дугалд Клерк, 1897, Longmans, Лондон. Гровер, 1902, Heywood, Манчестер. Эме Виц, 1904, Barnard, Париж. Г. Гюльднер, 1903, Springer, Берлин.

ГЛАВА XV

THE SELECTION OF AN ENGINE

Условия, которым должны удовлетворять как двигатели, так и газогенераторы для обеспечения их регулярной и экономичной промышленной эксплуатации, были рассмотрены достаточно подробно. К сожалению, зачастую двигатели устанавливаются ненадлежащим образом, в результате чего они работают плохо, а репутация газовых двигателей незаслуженно страдает. Использование всасывающих газогенераторов, в частности, поначалу вызывало значительные трудности из-за отсутствия опыта, поэтому даже сейчас многие колеблются, стоит ли их внедрять, несмотря на их огромные экономические преимущества. Причиной такой нерешительности называют предполагаемую опасность, сопряженную с их эксплуатацией.

Владелец фабрики, намеревающийся установить газовый двигатель на своем предприятии, обычно не в состоянии оценить внутреннюю ценность одного двигателя по сравнению с другим или определить, соответствуют ли планы установки передовым методам. Бесчисленное множество типов двигателей, предлагаемых ему производителями и их агентами, каждый из которых утверждает, что его двигатель лучше, чем у конкурентов, повергает покупателя в нерешительность и сомнения. Не зная, какой двигатель выбрать, он обычно покупает самый дешевый. Очень часто со временем он узнает, что его установка далека от совершенства. В конце концов он начинает понимать, что ему следует проконсультироваться со специалистом. Личный опыт автора убедил его в том, что в восьми случаях из десяти владелец фабрики, самостоятельно выбравший двигатель, не получил установку, отвечающую требованиям, которым должны соответствовать производители газовых двигателей. Многие из этих требований могли бы быть соблюдены, если бы производитель не отбросил некоторые детали, которые казались излишними, но на самом деле были очень важны для обеспечения безупречной работы. Поэтому автор рекомендует тем, кто намерен установить газовый двигатель на своих предприятиях, воспользоваться услугами компетентного эксперта.

Обязанности инженера-консультанта. — Эксперт выполняет ту же роль, что и архитектор, и беспристрастно выбирает двигатель, наиболее подходящий для конкретных нужд клиента. Его проверка предлагаемых ему двигателей будет проводиться примерно по следующей программе:

1. Он сначала изучит установку с механической точки зрения, а также местные условия, в которых эта установка должна работать, чтобы не заказать двигатель слишком большого или слишком малого размера, или тип, несовместимый с имеющимися фундаментами, или неспособный выполнить все требования клиента.

2. Он изучит меры предосторожности, принятые для предотвращения или сведения к минимуму определенных неудобств, сопутствующих работе двигателей внутреннего сгорания.

3. Он составит спецификации, условия которых должны соблюдать производители газовых двигателей, чтобы он мог сравнить на основе этих спецификаций достоинства представленных ему двигателей.

4. Он подготовит смету расходов, а также контракт, который не будет составлен на условиях, полностью благоприятствующих производителю газового двигателя, и который предоставит покупателю важные гарантии.

5. Он будет контролировать техническую установку двигателя или оборудования.

6. Он проведет испытания после установки двигателя и проследит за тем, чтобы производитель выполнил свои гарантийные обязательства.

Спецификации. — Поскольку двигатели и газогенераторы создаются в коммерческих целях, вполне естественно, что их производители стремятся получить максимально возможную прибыль при продаже своих установок. Взимаемые цены неизбежно будут варьироваться в зависимости от качества используемых материалов, тщательности изготовления двигателя и генератора, количества аппаратов одного и того же типа, которые производятся, расположения деталей и самих установок. Поскольку между производителями газовых двигателей существует значительная конкуренция, отпускные цены часто снижаются настолько, что прибыли почти или совсем не остается. Очень трудно — фактически невозможно — убедить покупателя в том, что в его интересах заплатить справедливую цену, чтобы получить хорошую установку, особенно когда другие производители предлагают ту же установку по более низкой цене с теми же гарантиями. В результате такого положения дел производители двигателей, чтобы не потерять заказ, готовы снижать цены, надеясь компенсировать качеством изготовления и материалов то, что они в противном случае потеряли бы. Часто они поставляют двигатель слишком малого размера, но работающий на более высокой скорости, чем заказано; или они выбирают устаревший тип, или выполняют некоторые детали без должной тщательности.

Конечно, это не всегда так; ибо есть несколько производителей двигателей, которые ставят свою репутацию превыше всего и предпочли бы потерять заказ, чем выполнить его плохо. Другие, к сожалению, предпочитают получить заказ любой ценой.

Привлечение инженера-консультанта позволяет преодолеть все эти трудности. Во-первых, инженер составляет шкалу цен и спецификации, которые должны соблюдаться в полном объеме, а также во всех деталях. Конкурирующие производители двигателей таким образом вынуждены составлять свои сметы по единому стандарту, чтобы один двигатель можно было легко сравнить с другим с максимальной справедливостью. В этих спецификациях инженер предусмотрит штрафные санкции, которые будут взиматься, если гарантии производителя не будут выполнены. В противном случае гарантии ничего не стоят.

Первым следствием привлечения инженера-консультанта является то, что вопрос стоимости отходит на второй план. Владелец фабрики, который нанимает инженера-консультанта и платит ему за услуги, руководствуется прежде всего желанием получить хорошую установку, которая будет выполнять то, что от нее ожидается. По этой причине будут принесены необходимые жертвы, чтобы выполнить пожелания клиента.

Если покупатель считает вопрос стоимости наиболее важным для себя, ему не нужно нанимать эксперта для контроля за установкой своих двигателей. Ему достаточно выбрать самый дешевый двигатель. К сожалению, однако, деньги, которые он сэкономит таким образом, будут с лихвой компенсированы неприятностями, которые он позже испытает, когда его двигатель остановится или сломается, потому что он был дешево построен с самого начала.

Таким образом, совет инженера-консультанта важен для покупателя, потому что будет установлен двигатель, который во всех отношениях будет соответствовать его требованиям. Производитель газовых двигателей также предпочтет иметь дело с инженером, потому что инженер может оценить по достоинству хорошие материалы и качественную работу и дать им справедливую оценку. Спецификации эксперта по газовым двигателям и газогенераторам принимаются большинством производителей двигателей, потому что эксперт не будет вводить условия, которые невозможно выполнить. Некоторые производители отказываются серьезно рассматривать условия, навязываемые спецификациями, или же они устанавливают другие цены и делают тендеры на основе этих условий с ними или без них. В любом случае покупатель может быть уверен, что он не получает того, что имеет право требовать.

Испытание установки. — Когда двигатель выбран, инженер-консультант контролирует его установку и после ее завершения проводит испытания, чтобы определить, достигнуты ли гарантированные мощность и расход. Методы, используемые при испытании газового двигателя, сложны и деликатны. Качество газа, пропорции элементов, образующих смесь, время и способ зажигания, температура стенок цилиндра, температура и давление газа, всасываемого в цилиндр, — все это факторы, которые оказывают решающее влияние на результаты испытания. Если эти факторы не будут тщательно учтены, выводы, сделанные по результатам испытания, могут быть абсолютно неверными.

Индикаторы любого типа не следует использовать без разбора; следует использовать только те, которые специально разработаны для газовых двигателей. Индикаторные диаграммы сами по себе недостаточны и должны быть дополнены записями регистраторов взрывов.

Теплотворная способность газа должна измеряться либо с помощью аппарата Вица, либо с помощью любого другого калориметра.

При интерпретации диаграмм и записей возникнут некоторые трудности. Иногда случается, что определенная форма кривой приписывается причине, совершенно отличной от реальной. Нередко инженеры, чей опыт ограничивается двигателями одной марки и у которых не было возможности провести достаточные сравнения, делают такие ошибочные выводы на основе диаграмм.

Подводя итог сказанному, испытание газовых двигателей требует значительного опыта и не может быть предпринято легкомысленно. Необходимы специальные прецизионные инструменты. Автора очень часто просили опровергнуть результаты, полученные экспертами, чьи испытания заключались просто в определении мощности двигателя либо с помощью тормоза Прони, либо с помощью тормозной ленты на маховике. Тормоз в лучшем случае дает лишь грубые результаты; это средство контроля, а не инструмент научного исследования.

Следует установить нечто большее, чем просто мощность, вырабатываемую двигателем. Проведенные испытания должны пролить свет на причины, по которым эта мощность не может быть превышена, и показать, что можно внести необходимые изменения, чтобы заставить двигатель работать более экономично и выдавать энергию в том количестве, на которое имеет право рассчитывать его владелец. Индикатор и регистратор — это испытательные приборы, которые четко указывают на несоответствия в работе и средства, с помощью которых их можно исправить. Проведенные испытания должны определить, не получается ли развиваемая мощность в значительной степени с помощью регулирующих устройств, которые вызывают преждевременный износ деталей двигателя.

В намерения автора не входит описание индикаторов хорошо известного типа Уатта. Его цель — просто обратить внимание на регистратор взрывов, который он разработал для дополнения данных, полученных с помощью индикатора.

Fig. 145. Fig. 145.—Mathot explosion-recorder.

Регистратор взрывов для промышленных двигателей. — Регистратор взрывов, показанный на рис. 145, может быть адаптирован к любому обычному индикатору. Он состоит из опорного кронштейна B, на котором установлен барабан T. Этот барабан вращается часовым механизмом, скорость которого регулируется с помощью специального компенсирующего регулятора. Вся система шарнирно установлена на опорном винте O, так что барабан T, вокруг которого намотана бумажная лента, может быть прижат к стилусу C, который записывает на бумаге количество и мощность взрывов. Эти взрывы измеряются по шкале пружиной, соединенной с индикатором. Полученные записи раскрывают для любого заданного цикла величину сжатия, а также силу взрыва, и позволяют изучить явления расширения, выпуска и всасывания. Однако они недостаточны для того, чтобы точно показать, как двигатель работает в целом. Действительно, в большинстве газовых двигателей, а также двигателей на нефти и летучих углеводородах, каждый взрыв отличается от последующего по характеру и мощности; и абсолютно необходимо предусмотреть некоторые средства для предотвращения этих вариаций. Регистратор взрывов дает графическую запись, по которой можно прочитать количество взрывов, а также начальное давление каждого взрыва, количество соответствующих оборотов, порядок, в котором взрывы следуют друг за другом, и, следовательно, регулярность определенных явлений, вызванных вторичными влияниями, такими как сечение распределительных элементов, чувствительность регулятора и тому подобное.

Записи взрывов могут быть сделаны одновременно с обычными диаграммами. Для достижения этой цели регистратору позволяют поворачиваться вокруг оси O, так что барабан, несущий бумажную ленту, приводится в зацепление или выводится из зацепления со стилусом, поскольку на него влияет каждый взрыв, тем самым оставляя свою запись на бумаге. Обычная диаграмма может быть начерчена на барабане индикатора, пока он продолжает работать в обычном режиме. Таким образом, регистратор взрывов позволяет контролировать работу двигателей, получить некоторое представление о причине дефектов и приписать их соответствующей силе. Затем могут быть внесены улучшения, которые обеспечат большую эффективность. Ряд воспроизведенных здесь записей иллюстрирует дефекты в управляющей аппаратуре и в конструкции некоторых двигателей, а также результат улучшений, которые были сделаны на основе полученных записей. Меньшие линии указывают на сжатие, которое обычно постоянно в двигателях, где используется система регулирования «работа-пропуск», в то время как большие линии указывают на взрывы. Эти записи являются лишь частью полных данных, обычно наносимых на бумагу за период в 120 секунд, соответствующий полному обороту барабана регистратора.

Fig. 146. Fig. 146.—Record with automatic starter.

Fig. 147. Fig. 147.—Gas-engine running at one-half load.

Fig. 148. Fig. 148.—Record made after correcting faults.

Fig. 149. Fig. 149.—Record made after correcting faults.

Первая запись была сделана во время запуска двигателя, оснащенного автоматическим пусковым устройством и снабжаемого взрывчатой смесью без предварительного сжатия (рис. 146). Постепенное уменьшение расстояний между ординатами или линиями, представляющими взрывы, показывает, что скорость двигателя медленно увеличивалась, а также указывает время, которое прошло, прежде чем двигатель начал работать плавно. Последующие записи (рис. 147, 148 и 149) показывают результаты, которые можно получить с помощью регистратора, исправляя ошибки, вызванные дефектами при установке двигателя и его принадлежностей. Пятая запись особенно интересна, поскольку она показывает влияние запальной трубки на мощность дефлаграции взрывчатой смеси (рис. 150). Эта запись была получена с двигателем, оснащенным двумя смежными трубками. Сообщение каждой из этих трубок с камерой взрыва можно было перекрыть по желанию в любой момент. Последняя запись (рис. 151) была получена в то время, когда эффективная нагрузка двигателя менялась с двумя разными интервалами. Эта запись показывает, насколько регулярно работал двигатель и насколько постоянными были начальные давления. Эти давления, однако, что является обычным для большинства двигателей, явно уменьшаются, когда взрывы следуют друг за другом без холостых ходов поршня. Это также показывает влияние «продувки» продуктов сгорания и эффект, который она оказывает на эффективность двигателей внутреннего сгорания.

Анализ газов. — Уже было сказано, что одно из испытаний, которое следует провести, состоит в измерении теплотворной способности газа. Необходимо знать, какова именно теплотворная способность газа, чтобы получить некоторое представление о тепловом КПД установки. Если используется всасывающий газогенератор (аппарат, в котором природа генерируемого газа меняется в каждый момент времени), калориметрические анализы необходимы для оценки условий, в которых работает генератор.

Эти анализы проводятся с помощью калориметров, которые дают теплотворную способность либо при постоянном давлении, либо при постоянном объеме.

Приборы постоянного объема дают несколько более слабый результат, чем приборы постоянного давления; но, по словам профессора Эме Вица, изобретателя превосходного калориметра, тип постоянного объема почти незаменим при оценке эффективности двигателей внутреннего сгорания.

Fig. 150. Fig. 150.

Fig. 150b. Fig. 150b.

Fig. 151. Fig. 151.—Record made when effective load was changed at two different intervals.

Fig. 152. Fig. 152.—The Witz calorimeter.

Калориметр Вица. — Сопровождающая диаграмма (рис. 152) иллюстрирует прибор профессора Вица. Его элементами являются стальной цилиндр с внутренним диаметром 2,36 дюйма, толщиной около 0,078 дюйма и высотой около 3,54 дюйма, так что его объем составляет около 15,1 кубических дюймов, и две крышки, привинченные к цилиндру для его герметизации, при этом в качестве прокладки используется промасленная бумага. Верхняя крышка несет искровой возбудитель; нижняя крышка снабжена клапаном, который разряжается в цилиндрический элемент диаметром 1,06 дюйма. Эта вторая крышка наклонена вниз по своей окружности к центру, чтобы обеспечить полный слив ртути, используемой для зарядки калориметра. Все поверхности никелированы. Пропорции никеля и стали устанавливаются производителем так, чтобы можно было рассчитать вытеснение аппарата в воде. Калориметр, будучи полностью заполненным ртутью, переворачивается в этой жидкости по типу пробирки. Затем вводится взрывчатая смесь, подаваемая из колокола, в котором она была предварительно приготовлена. Резиновая трубка соединяет колокол с прибором. Газ вытесняется из колокола в калориметр давлением в колоколе. Коническая форма дна заставляет калориметр быстро опорожняться и полностью заполняться взрывчатым газом под давлением, слегка превышающим атмосферное. Равновесие восстанавливается путем манипулирования клапаном в течение очень короткого интервала, чтобы позволить избытку газа выйти. Во время этой операции калориметр должен поддерживаться в вертикальном положении, показанном на диаграмме. Атмосферное давление считывается с точностью до одной десятой миллиметра (0,003936 дюйма) по барометру. Температуру газа можно считать равной температуре сосуда с ртутью.

Взрывчатая смесь готовится в резервуаре для воды, при этом используется стеклянная колба, показанная на сопроводительной иллюстрации. Эта колба закрыта на верхнем конце с помощью крана и сужается на нижнем конце. Газ или воздух поступает сверху через резиновую трубку и постепенно вытесняет воду через нижний конец. Колбы имеют объем от 200 до 500 кубических сантиметров (от 12 до 30 кубических дюймов), и ошибка, возникающая при каждом наполнении колбы, безусловно, составляет менее 15 кубических миллиметров (0,0009 кубических дюймов). Содержимое опорожняется в колокол путем опускания колбы в воду и открытия крана. Если семь колб воздуха смешать с одной колбой газа, получается взрывчатая смесь 1 к 7, что является пропорцией, обычно используемой для светильного газа. Для генераторных газов предпочтительная пропорция составляет 1 к 1, при этом в воздух часто добавляют кислород, чтобы обеспечить полное сгорание.

Калориметр после заполнения помещается в сосуд, содержащий литр (1,7598 пинты) воды, так что он полностью погружен. Затем пропускается искра. Взрыв не сопровождается никаким шумом; температура повышается на фиксированное количество градусов, так что количество выделенного тепла можно легко вычислить. Каждое деление термометра равно 0,01502 C. Шкала считывания мелкая, каждый интервал разделен на десять частей, так что можно производить отсчеты до 1/1500 части градуса.

Следует отметить, что смесь, генерируемая в резервуаре, насыщена водяным паром при температуре резервуара. Следовательно, пар, генерируемый взрывом, должен конденсироваться в калориметре, если конечная температура калориметра такая же, как у резервуара с водой. Если, с другой стороны, температура немного отличается, необходимо внести поправку; но ошибка пренебрежимо мала для разностей температур от 2 до 3 градусов C. (от 3,6 до 5,4 градусов F.). Это, однако, вряд ли произойдет, если операция проводится в благоприятных условиях.

Этот аппарат чрезвычайно прост и практичен. Он не требует манипуляций с насосом. Давление смеси считывается по барометру; калориметр полностью погружен в воду внешнего сосуда, так что все поправки сомнительной точности исключаются. Метод требует лишь очень незначительной поправки на температуру. Воздух, отдельно или в смеси с кислородом, или смесь воздуха и кислорода, можно легко протестировать.

Обслуживание установок. — Если необходимо нанять инженера-консультанта для установки двигателя, способного выполнить все требования, также необходимо выбрать внимательного обслуживающего персонала, чтобы двигатель можно было поддерживать в хорошем состоянии. Существует довольно распространенное мнение, что газовый двигатель может работать без какого-либо ухода или осмотра. Это убеждение тем более распространено из-за использования двигателей на светильном газе, которые благодаря простоте конструкции и регулярности подачи топлива часто работают несколько часов и даже целый день без какого-либо внимания. Но эта небрежность, особенно в случае двигателей, работающих от генераторов, может привести к катастрофическим результатам. Хотя двигатели этого типа не требуют постоянного осмотра во время работы, тем не менее они требуют некоторого внимания, чтобы скорость поддерживалась на фиксированном количестве оборотов. Более того, уход за двигателем, очистка клапанов и различных деталей, которые могут загрязниться, а также осмотр и очистка труб должны выполняться с большой осторожностью и через регулярные промежутки времени. Эту задачу следует поручать только человеку, обладающему интеллектом. Обычный рабочий, который ничего не знает о том, как следует обращаться с деталями двигателя, скорее принесет больше вреда, чем пользы.

Владелец фабрики, который следует инструкциям, приведенным в этой книге, избежит большинства остановок и неприятностей, возникающих при установке двигателей и генераторов, и может рассчитывать на стабильность работы, сравнимую с работой парового двигателя.

TEST OF A "STOCKPORT" GAS-ENGINE WITH
DOWSON PRESSURE GAS PLANT
Made by R. Mathot at the Works of the "Union Electrique"
Cie, Brussels, June 27, 1901
Piston Diameter: 15¹⁄₂". Piston stroke, 22".
Normal number of revolutions, 210.
1. | Calorific value of the coal | 12750 B.T.U.
2. | Nature and origin of fuel: Anthracite coal of Charleroi (Belgium).
3. | Cost of fuel per ton at the mine | $5.50
4. | Cost of fuel per ton at the plant | $6.39
5. | Fuel consumption per hour in the generator | 46.3 lbs.
6. | Fuel consumption per hour in the boiler | 7 lbs.
7. | Proportion of ash in the coal | 6 per cent.
8. | Weight of steam at 66 lbs. generated per hour | 42.7 lbs.
9. | Average brake horse-power | 53 B.H.P.
10. | Fuel consumption for gas per B.H.P. per hour | 0.875 lbs.
11. | Fuel consumption for steam per B.H.P. per hour | 0.133 lbs.
12. | Total fuel consumption | 1.008 lbs.
13. | Steam consumption at 66 lbs. pressure | 0.81 lbs.
14. | Gas pressure at the engine | 1³⁄₈ inches
15. | Weight of water per B.H.P. per hour for cooling the cylinder entering at 68° F. and leaving at 105° F. | 51.5 lbs.
16. | Corresponding heat absorbed in cooling | 1970 B.T.U.
17. | Average initial explosive pressure on piston | 324 lbs.
18. | Average pressure on piston per square inch | 72 lbs.
19. | Average indicated horse-power with 85 per cent. misses | 92.5 I.H.P.
20. | Corresponding mechanical efficiency | 84 per cent.
21. | Corresponding electric load | 31.950 K.W.
22. | Cost of B.H.P. per hour in anthracite | $0.0029
23. | Cost of kilowatt per hour in anthracite | $0.0048
24. | Electric power generated per B.H.P. | 602.8 W.
25. | Thermal efficiency at 53 B.H.P. with 85 per cent. explosions | 18.5 per cent.
TEST OF A 20 H.P. WINTERTHUR ENGINE
With Winterthur Suction-Producer made by R. Mathot
at Winterthur, June 4 and 5, 1902
DATA OF TESTS WITH ILLUMINATING GAS AND WITH FUEL GAS
Dimensions of Winterthur Engine—Piston diameter: 10³⁄₈". Stroke: 16⁷⁄₈". Compression: 177 pounds per square inch. Regulation: hit and miss. Ignition: electro-magnetic. Fly-wheel: normal, with external bearing. Lubrication of piston: with oil-pump. Of main bearings, with rings (as in dynamos).
FULL LOAD WITH STREET-GAS
1. | Number of revolutions per minute | 200
2. | Corresponding number of explosions | 96 per cent.
3. | Net load on brake | 120 lbs.
4. | Corresponding effective power | 22 B.H.P.
5. | Mean initial explosive pressure on piston per square inch | 455 lbs.
6. | Average pressure on piston per square inch | 78 lbs.
7. | Gas consumption per B.H.P. at 24° C. and 721 mm. mean pressure | 15.5 cubic feet
8. | Gas consumption per B.H.P. reduced to 0° C. and 760 mm. mean pressure | 13.5 cubic feet
HALF LOAD WITH STREET-GAS
9. | Number of revolutions per minute | 204
10. | Corresponding number of explosions | 60 per cent.
11. | Net load on brake | 60 lbs.
12. | Corresponding effective power | 11.6 B.H.P.
13. | Gas consumption per B.H.P. per hour at 24° C.
| and 721 mm. mean pressure. | 21 cubic feet
14. | Gas consumption per B.H.P. per hour at 0° C. and 760 mm. mean pressure. | 18.3 cubic feet
RUNNING WITH NO LOAD WITH STREET-GAS
15. | Number of revolutions per minute | 206
16. | Corresponding number of explosions | 22 per cent.
17. | Total gas consumption per hour at 24° C. and 721 mm. mean pressure. | 106 cubic feet
18. | Maximum calorific power of gas per cubic foot | 598 B.T.U.
19. | Thermal efficiency with 96 per cent. explosions | 31 per cent.
20. | Mechanical efficiency with 96 per cent. explosions | 82 per cent.
21. | Temperature of water at the jacket-inlet | 75 degs. F.
22. | Temperature of water at the jacket-outlet | 130 degs. F.
23. | Compression per square inch on piston surface | 178 lbs.
24. | Pressure after expansion | 37 lbs.
TEST OF WINTERTHUR PLANT WITH PRODUCER-GAS
1. | Nature of fuel. Belgian anthracite, "Bonne Esperance et Batterie"; size, | ³⁄₄ inch.
2. | Chemical composition: Carbon, 86.5 per cent.; hydrogen, 3.5 per cent.; oxygen and nitrogen, 4.65 per cent.; ash, 5.35 per cent.
3. | Calorific value per pound of coal | 14200 B.T.U.
4. | Net calorific value per pound of fuel | 15050 B.T.U.
5. | Price of anthracite delivered at the plant | $3.50 per ton
6. | Number of revolutions of engine per minute | 200
7. | Corresponding number of explosions | 91 per cent.
8. | Load on brake  | 106 lbs.
9. | Corresponding effective horse-power | 20.2 B.H.P.
10. | Fuel consumption at the generator per hour | 16.4 lbs.
11. | Fuel consumed per B.H.P. per hour | 0.81 lbs.
12. | Proportion of ash resulting from the tests | 6 per cent.
13. | Mean initial explosive pressure per square inch | 419.5 lbs.
14. | Average pressure on piston per square inch | 72.5 lbs.
15. | Indicated horse-power with 91 per cent. explosions | 25.4 I.H.P.
16. | Mechanical efficiency | 79 per cent.
17. | Thermal efficiency at the producer | 22 per cent.
18. | Water consumption per hour in the scrubber | 66 gals.
19. | Cost per B.H.P. per hour in anthracite | 62 gals.
TEST OF A 60 B.H.P. GAS-ENGINE, TYPE G 9, WITH A SUCTION-GAS PLANT OF THE GASMOTOREN FABRIK DEUTZ
(Made at Cologne, March 15, 1904, by R. Mathot.)
DATA OF THE TESTS
Diameter of Piston = 16.5". Piston Stroke = 18.9"
FULL LOAD
1. | Average number of revolutions per minute | 188.66
2. | Corresponding effective work | 65.11 B.H.P.
3. | Average compression per square inch | 176 lbs.
4. | Average initial explosive pressure per square inch  | 397 lbs.
5. | Average final expansion pressure | 25 lbs.
6. | Vacuum at suction | 4.4 lbs.
7. | Average pressure on piston | 81 lbs.
8. | Corresponding indicated horse-power | 77 I.H.P.
FUEL
9. | Nature of fuel: Anthracite coal 0.4" to 0.8"
10. | Origin: Coalpit of Zeihe, Morsbach at Aix-la-Chapelle.
11. | Chemical composition of coal:
| Carbon | 83.22%
| Hydrogen | 3.31%
| Nitrogen and Oxygen | 3.01%
| Sulphur | 0.44%
| Ash | 7.33%
| Water | 2.69%
12. | Calorific value. | 13650 B.T.U.
GAS
13. | Chemical composition of gas:
Carbonic acid | 6.60%
Oxygen | 0.30%
Hydrogen | 18.90%
Methane | 0.57%
Carbon monoxide | 24.30%
Nitrogen | 49.33%
14. | Calorific value of gas, combination water, at 59° F. constant volume reduced to 32° F. and atmospheric pressure | 140 B.T.U.
TEMPERATURES
Engine
15. | Cooling water at the inlet of the cylinder-head | 55.4 deg. F.
|    Temperature at the outlet | 109.5 deg. F.
16. | Temperature at outlet of cylinder | 127.5 deg. F.
Gas-Generator
17. | Temperature of water in the vaporizer | 158.3 deg. F.
EFFICIENCIES AND CONSUMPTION
18. | Mechanical efficiency | 84.6%
19. | Gross consumption of coal per B.H.P. per hour | 0.86 lbs
20. | Thermal efficiency in proportion to the effective work and the gross consumption of coal in the gas-generator | 24.3%
HALF LOAD
WORK
1. | Average number of revolutions per minute | 195.5
2. | Corresponding effective work | 33.85 B.H.P.
3. | Corresponding average compression | 125 lbs.
4. | Average initial explosive pressure | 258 lbs.
5. | Average final expansion | 18 lbs.
6. | Vacuum at suction | 6.8 lbs.
7. | Average mean pressure on piston | 46.2 lbs.
8. | Corresponding indicated power | 45. I.H.P.
9. | Speed variation between full and half load | 3.5%
CONSUMPTION
10. | Gross consumption of coal per B.H.P. per hour | 1.155 lbs.
RUNNING WITH NO LOAD
1. | Average number of revolutions per minute | 199
2. | Minimum corresponding compression | 95.55 lbs.
3. | Average initial explosive pressure | 220 lbs.
4. | Average final expansion | 0 lbs.
5. | Vacuum at suction | 8.8 lbs.
6. | Average pressure on piston | 11.2 lbs.
7. | Corresponding indicated horse-power. | 11 I.H.P.
8. | Speed variation between full load and no load | 5.2%
TEST OF A GAS PLANT OF A FOUR-CYCLE DOUBLE-ACTING ENGINE OF 200 H.P. AND A SUCTION-PRODUCER IN THE WORKS OF THE GASMOTOREN FABRIK DEUTZ, COLOGNE
March 14 and 15, 1904, by Messrs. A. Witz, R. Mathot, and de Herbais
DATA OF THE TESTS
Piston Diameter: 21¹⁄₄". Stroke: 27⁹⁄₁₆". Diameter of Piston-Rods: front, 4³⁄₄"; rear, 4⁵⁄₁₆"
ENGINE
Full Load Tests
1. | Average number of revolutions per minute | 151.29 and 150.20
2. | Corresponding effective load | 214.22 B.H.P. and 222.83 B.H.P.
3. | Duration of the tests | 3 hours and 10 hours
4. | Average temperature of water after cooling the piston | 117.5 deg. F.
5. | Average temperature of water after cooling the cylinder and valve-seats | 135 deg. F.
6. | Water consumption per hour for cooling the piston | 39 gal.
PRODUCER
7. | Nature and Origin of Fuel: Anthracite coal "Bonne-Esperance et Batterie" Herstal, Belgium.
8. | Calorific value of fuel | 14650 B.T.U.
9. | Consumption of fuel per hour (plus 53 lbs. on the night of the 14th for keeping the generator fired during 14 hours, the engine being stopped) | 199 lbs.-160 lbs.
10. | Water consumption per hour in the vaporiser | 14.2 gals.
11. | Water consumption per hour in the scrubbers | 318 gals.
12. | Average temperature of gas at the outlet of the generator | 558 deg. F.
13. | Average temperature of gas at the outlet of the scrubbers | 62.5 deg. F.
EFFICIENCIES
14. | Gross consumption of coal per B.H.P. per hour | 0.927 lbs.-0.720 lbs.
15. | Consumption of coal per B.H.P. after deduction of the water | 0.907 lbs.-0.705 lbs.
16. | Thermal efficiency relating to the effective H.P. and to the dry coal consumed in the generator | 19%-24.4%
17. | Water consumption per B.H.P. hour:
| For the cylinder, stuffing-boxes and valve-seat jackets | 4.65 gals.
| For the piston and piston-rods | 1.75 gals.
| For the vaporizer | 0.0655 gals.
| For washing the gas in the scrubbers | 1.42 gals.
18. | Water converted in steam per lb. consumed in the generator | 0.193 gals.

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

A

Adjustment of gas-engine, 126

Adjustment of moving parts, imperfect, 146

Admission-valve, binding of, 152

Admission, variable, 55, 56

Air-blast, 180

Air-chest, 82

Air, displacement of, 92

Air, exclusion of, in producers, 207

Air, filtration of, 82

Air-heater, Winterthur, 236

Air-heaters, 238

Air-pipe, 82

Air-pipe, location of, 83

Air-pump, 266

Air, regulation of supply, 82

Air suction, 81

Air suction, resistance to, 82

Air supply of producer, 225

Air-valve, control by engine, 25

Air vibration, 92

Alcohol as engine fuel, 264

Anthracite, consumption of, in producers, 200

Anthracite in producers, 190, 201

Anti-pulsators, 77

Anti-pulsators, disconnection of, in stopping engine, 132

Anti-pulsators, precautions to be taken with, 79

Anti-vibratory substances, 89

Ash-pit, 214, 217

Ash-pit, Bollinckx, 220

Ash-pit, cleaning of, 261

Ash-pit, Deutz, 220

Ash-pit, door of, 220

Ash-pit, Wiedenfeld, 220

Asphyxiation, 169

Atomizer of oil-engines, 265

B

Back firing, 82, 131

Back pressure to exhaust, 151

Bags, arrangement of, 80

Bags, capacity of, 79

Bags, precautions to be taken with, 79

Bags, rubber, 77

Bark as producer fuel, 193

Batteries for ignition, 31

Bearings, adjustability of, 5

Bearings, adjustment of, 44

Bearings, care of, 123

Bearings, lubrication of, 117

Bearings, material of, 51

Bearings of fly-wheels, 92

Bearings, overheated, 146

Bearings, over-lubricated, 150

Bearings, position of, 44

Bell, gas-holder, 187

Bell, Pintsch, 248

Bell, volume of, 187

Belts, prevention of adhesion by oil, 120

Bénier, E., 199

Benzin as engine fuel, 264

Binding, 147

Blast in producers, 180, 193, 225

Blower, Koerting, 181

Blower, Root, 182, 188

Blowers for producers, 181

Blowing-generators, 169

Bolts of foundation, 91

Bomb, Witz, 284, 292

Boughs for coolers, 108

Box, charging, 221

Box, double closure for charging, 222

Box, removable charging, 225

Brake tests, 284

Branch pipes, minimum diameter of, 81

Bricks for foundation, 91

Brushes, lifting of, when dynamo-engine is stopped, 132

Brush, purifying, 250

Burner of hot tube, how ignited, 128

Burner, regulation of fixed, 144

Bushings, care of, 123

Bushings, fusion of, 147

Bushings (see also Bearings)

C

Calorimeter, Witz, 292

Calorimeters, 284, 290

Cam, half-compression, 130, 132

Cam, relief, 130

Cams, 51

Caps of valve-chests, 124

Carbureter, 266

Care during operation of engine, 131

Casing, independence of frame, 42

Charging a producer, 221

Charging the generator, 259

Chest for exhaust, 83

Circulation of water, 98, 125

Circulation of water, how effected, 102

Circulation of water in tanks, 105

Circulation of water, regulation of, 107

Cleaning of producer, 261

Cleanliness, necessity of, 121

Cleanliness of producers, 179

Closures for charging-boxes, 223

Coal in producers, 201

Coal in producers, bituminous, 195

Coal, Pennsylvania, 203

Coal (see also Anthracite)

Coal, Welsh, 203

Cock, Deutz, 224

Cock, Pierson, 224

Cock for charging-box, 223, 224

Coke in producers, 201

Coke in washers, 242

Combustion-generators, 193

Combustion, inverted, 195

Compression, determination of, 273

Compression, faulty, 134

Compression, high, 154

Compression in Banki engine, 264

Compression in Diesel engine, 264

Compression, losses in, 143

Compression period, 21

Compression, relation to power developed, 122

Compressors for producers, 182

Connecting-rod bearings, 45

Connecting-rod bearings, rational design of, 45

Connecting-rod, lubrication of, 113, 115

Consulting engineer, advisability of retaining, 282

Consumption at half load and full load, 62

Consumption at various loads, 62

Consumption in double or triple acting engines, 62

Consumption of gas, 173

Consumption of gas in burner, 30

Consumption of suction-producers, 200

Consumption per effective horse-power, 62

Cooler for gas, 199

Cooler, for producer, 240

Coolers, 107

Coolers, size of, 109

Cooling of cylinder, 98, 100, 156

Cooling of producer-gas engines, 203

Cooling, thermo-siphon, 100

Cost of oil and volatile hydrocarbon engines, 268

Crank-pin, tensile strength of, 51

Crank-shaft, 50, 51

Crank-shaft bearings, 44

Crank-shaft bearings, design of, 46

Crank-shaft, effect of premature explosion on, 30

Crank-shaft lubrication, 117

Crank-shaft, material of, 50

Crosshead, care of, 123

Cycle, analysis of, 276

Cylinder, arrangement of, 41

Cylinder, cleaning of, 122

Cylinder, cooling of, 156

Cylinder, evacuation of, 83, 131

Cylinder, gravel in, 137

Cylinder, grinding of, 42

Cylinder, incandescent particles in, 142

Cylinder, independence of casing, Compression in, 42

Cylinder-jacket (see Water-jacket)

Cylinder lubrication, 112

Cylinder-oil, 112, 149

Cylinder, overhang in horizontal engines, 42

Cylinder, overheating of, 148

Cylinder, presence of water in, 136

Cylinder-shell, 41

Cylinder, smoke from, 149

Cylinder, temperature during operation of engine, 132

Cylinder, thrust of, 43

Cylinder, tightness of, 122

D

Damper, Pintsch, 224

Dampers, 223

Detonations, untimely, 141

Distributing mechanism, derangement of, 152

Drain-cock in gas-pipes, 70, 75

Drain-cocks, testing of, 256

Drier for producer-gas, 248

Dust-collector, 239

Dust-collector, Benz, 239

Dust-collector, Bollinckx, 239

Dust-collector, Pintsch, 239

Dust-collector, Wiedenfeld, 239

Dynamo, lifting brushes from, in stopping engine, 132

E

Ebelmen principle, 195

Engine, Banki, 264

Engine, Diesel, 264

Engine, producer-gas and steam, compared, 203

Engine, selection of, 279

Engine, starting a producer-gas, 258

Engineer, duty of a consulting, 281

Engines, governing oil, 265

Engines, oil, 264, 265

Engines, producer-gas, 153

Engines, producer-gas, temperature of, 157

Engines, specifications of, 281

Engines, speed of oil, 264

Engines, tests of, 268

Engines, volatile hydrocarbon, 264, 267

Engines, writers on oil, 266

Escape-pipes, 228

Essences, 264

Exhaust, 83

Exhaust, back pressure to, 151

Exhaust, determination of resistance to, 274

Exhaust into sewer or chimney, 85

Exhaust, noises of, 94, 141

Exhaust period, 22

Exhaust, water in, 136

Exhausters, 183

Exhaust-chest, 83

Exhaust-muffler, 86, 94

Exhaust-pipe, 83, 85

Exhaust-pipe, design of, 96, 97

Exhaust-pipe, joints for, 85

Exhaust-pipe, oil in, 151

Exhaust-valve, binding of, 152

Exhaust-valve, cooling of, 25

Expansion-boxes, 95

Expansion period, 22

Expert, necessity of an, 282, 283

Explosion, spontaneous, 140

Explosion-engines (see Gas-engines)

Explosion period, 22

Explosion-recorder, analysis of inertia of, 277

Explosion-recorder for industrial engines, 285

Explosion-recorder, the continuous, 269

Explosions, comparison of average force of, 275

Explosion-records, 288

Explosions, retarded, 143

F

Fans for producers, 181

Feeder, Winterthur, 236

Feed-hopper, 224

Fire-box, door of, 221

Flues, escape, 228

Fly-wheel, oil on, 120

Fly-wheel, starting the, 131

Fly-wheels, 46

Fly-wheels as pulleys, 46

Fly-wheels, balancing of, 46

Fly-wheels, curved spoke, how mounted, 49

Fly-wheels, fastening of, 46

Fly-wheels, proper mounting of, 46

Fly-wheels, rim of, 46

Fly-wheels, single, 48, 92

Fly-wheels, single, for dynamo-engines, 46

Fly-wheels, straight and curved spoke, 49

Fly-wheels with hit-and-miss system, 50

Foundation, 44, 87

Foundation, design of, 88, 89

Foundation, excavation for, 88

Foundation, insulation of, 89, 90

Foundation of dynamo-engine, 91

Frame, 43

Frame, method of securing, to foundation, 44

Fuel of producers, 178, 187, 254

Fuel, qualities of, 201

Fuel (see also Lignite, Peat, Sawdust, Wood, Coal, etc.)

Fuel, size of, 201

Fuel, smoke-producing, 254

G

Gas, ascertaining purity of, 128

Gas, blast-furnace, 153

Gas, calorific value of, 284

Gas, calorific value of producer, 200

Gas, coke-oven, 153

Gas consumption, 173

Gas consumption of burner, 30

Gas, effect of quality, 152

Gas-engine, balancing of, 46

Gas-engine, care during operation, 131

Gas-engine, cost of installation, 19

Gas-engine, cost of operation, 19

Gas-engine, difficulties in starting, 134

Gas-engine, how to start a, 128

Gas-engine, how to stop a, 132

Gas-engine, installation of a, 68

Gas-engine, location of a, 68

Gas-engine, selection of a, 21

Gas-engine, simplicity of installation, 17

Gas-engine, the four-cycle, 21

Gas-engines, adjustment of, 126

Gas-engines, care of, 121

Gas-engines, "Steam-Hammer," 57

Gas-engines, temperature of, 158

Gas-engines, tests of, 283

Gas-engines, vertical, 56

Gas-engines, writers on, 68

Gas, fuel, 153

Gas-holder, 186, 189

Gas-holders, 247

Gas-holder, combined with washer or scrubber, 186

Gas, illuminating (see Street-gas)

Gas, impurities of, 172

Gas, Mond, 153, 167

Gasometer (see Gas-holder)

Gas, producer (see Producer-gas)

Gas production, 173

Gas, purification of wood, 195

Gas supply, necessity of coolness, 69

Gas-valve, necessity of independent operation of, 27

Gas, water, 153, 169

Gas, wood, 153, 168

Gases, analysis of, 290

Generator (see also Producer)

Generator, Benz, 207

Generator, Bollinckx, 207

Generator, care of, 259

Generator, charging the, 259

Generator, construction of, 177, 207

Generator, dimensions of, 252

Generator, Dowson, 177

Generator, firing the, 205, 256

Generator, hot operation of, 252

Generator of suction producer, 205

Generator, operation of, 251

Generator, Pierson, 215

Generator, Pintsch, 207

Generator, Taylor, 207

Generator, Wiedenfeld, 207

Generator, Winterthur, 207

Generator with internal vaporizer, 206

Generators, blowing, 169

Generators, pressure, 169, 177

Governor, ball, 52, 53

Governor, care during operation, 131

Governor, hit-and-miss, 52, 54

Governor, inertia, 53

Governor, sensitiveness of, 52

Governors, 53

Governors, adjustment of, 124

Governors, care of, 123

Governors, centrifugal, 56

Governors, centrifugal, with hit-and-miss regulation, 55

Governors for oil-engines, 265

Governors for producer-gas engines, 161

Governors, hit-and-miss, 54

Governors, variable admission, 56

Grate, Bénier's, 216

Grate of generator-lining, 214

Grate, Kiderlen, 216

Grate, Pintsch, 216

Grate, Wiedenfeld, 216

H

Heater, air, 238

Hit-and-miss regulation (see Governors)

Holders, gas, 247

Hopper, Bollinckx, 225

Hopper, Deutz, 225

Hopper for generator, 224

Hopper, removable feed, 225

Hopper, Taylor, 225

Hopper, Wiedenfeld, 225

Hopper, Winterthur, 225

Horse-power, definition of, 60

Horse-power, determination of, 61

Horse-power (see also Power)

Hot tubes (see Tubes)

Hydrocarbons, volatile, for engine fuel, 264

I

Ignition, 27, 122

Ignition, adjustment of, 144

Ignition by battery and coil, 31

Ignition by magneto, 33

Ignition, curing defects of electric, 145

Ignition, defective, 152

Ignition, disadvantages of belated, 28

Ignition, disadvantages of premature, 28

Ignition, effect of lost motion, 146

Ignition, effect of mixture composition on, 28

Ignition, effect of temperature of flame on, 28

Ignition, effect of water on, 136

Ignition, electric, 30, 139

Ignition, electric, regulation of, 145

Ignition, faulty, 143

Ignition for high-pressure engines, 35

Ignition, hot-tube, 159

Ignition, imperfect, 137

Ignition, objections to electric, 31

Ignition of producer-gas, 160

Ignition, premature, 139, 142

Ignition, premature, in high-pressure engines, 158

Ignition, prevention of, by faulty compression, 134

Ignition, proper timing of, 27

Ignition, spontaneous, 140, 159

Ignition, tests prior to starting engine, 129

Ignition-tubes (see Tubes)

Incrustation of water-jacket, 98, 148

Incrustation, prevention of, 107

Incrustations, 255

Indicators, 285

Indicator-records, 127

Induction-coil, 32

Installation, laws governing gas-engine, 86

J

Joints, 125

Joints, care of, 124

L

Laming mass, 246

Laws governing gas-engines, 86

Leakage of pipes, 69

Lift-valve for charging-box, 223

Lignite in producers, 188

Lining, refractory, 211

Lining, support for generator, 214

Loads, consumption at half and full, 62

Location of engine, 68

Lubricate (see Oils)

Lubricating-pumps, 115

Lubrication, 111, 121

Lubrication, difficulties entailed by, 119

Lubrication, faulty, 149

Lubrication of crank-shaft, 117

Lubrication of high-power engine, 116

Lubrication of valve-stem, 119

Lubricator, cotton-waste, 117

Lubricators, automatic, 113

Lubricators, disconnection of, when stopping engine, 132

Lubricators, examination of, before starting, 129

Lubricators, feed of, 121

Lubricators, revolving-ring, 118

Lubricators, sight-feed, 118

Lubricators, types of, 113

M

Magneto, adaptability for producer-gas, 35

Magneto, control of, 38

Magneto, efficiency of, 34

Magneto-igniter, construction of, 35

Magneto ignition, 33

Magneto ignition, precautions to be taken, 34

Magneto, inspection of, before starting engine, 129

Magneto, mechanical control of, 33

Magneto, operation of, 33

Magneto, regulation of, 37

Maintenance of plants, 295

Manograph, 269

Mass, Laming, 246

Meters, capacity of, 70

Meters, dry, 72

Meters, evaporation in wet, 70

Meters, falsification of records, 70

Meters, inclination of, 71

Meters, size of, 71

Misfire, 137

Mixture, effect of high compression in, 155

Mixture, effect of high pressure on, 156

Mixture, governing by varying the, 161-164

Mixture, poorness of, 143

Mixture, pressure of, 26

Mixture-valve, necessity of independence of operation of, 27

Mortar for foundation, 87

Motion, lost, 146

Muffler for exhaust, 86, 94

N

Naphthalene in gas-pipes, 70

Noises, cause of, 92

Noises of exhaust, 94

O

Oilers (see Lubricators)

Oiling (see Lubrication)

Oil, addition of sulphur to, 147

Oil, cylinder, 149

Oil-engines, 264, 265

Oil-engines, governing, 265

Oil-engines, speed of, 264

Oil-engines, writers on, 266

Oil for engine fuel, 264

Oil, freezing of, 150

Oil-guard for fly-wheel, 120

Oil-lamp, 266

Oil, prevention of spreading on fly-wheel, 120

Oil-pumps, 115, 226

Oil, quality of, 150

Oil, splashing of, 119

Oil-tank, 266

Oils, how tested, 112

Oils, mineral for lubrication, 112

Oils, purification of, 113

Oils, quality of, 112

Oils, requisites of, 112

Operation, steadiness of, 52

Otto cycle, 21

Overheating, 152

Overheating, prevention of, 147

P

Pacini treatment, 171

Peat in producers, 188

Perturbations, 134

Petrol (see Oil)

Pipe-hangers, 86

Pipes, 69

Pipes, cross-section of, 70

Pipes, disposition of, 77

Pipes, escape, 228

Pipes, exposure to cold, 69

Pipes for exhaust, 83

Pipes for producer-gas, 249

Pipes for water-tanks, 102, 103, 105

Pipes, hanging of, 86

Pipes, insulation from foundations and walls, 94

Pipes, leakage of, 69

Pipes, minimum diameter of branch, 81

Pipes, proper size of, 70

Piston, 39, 122

Piston, avoidance of insertions or projections, 39

Piston, cleaning of, 141

Piston, curved faces inadvisable, 39

Piston, direct connection with crank-shaft, 43

Piston, finish of, 41

Piston, importance of, 111

Piston, leakage of, 136

Piston, overheating of, 148

Piston, position of, in starting, 130

Piston, rear face of, 39

Piston-pin, construction of bearing at, 40

Piston-pin, location of, 41

Piston-pin, locking of, 40

Piston-pin, lubrication of, 113

Piston-pin, material of, 40, 51

Piston-pin, strength of, 40

Piston-rings, fouling of, 149

Piston-rings, material of, 41

Piston-rings, number of, 41

Piston-rod, effect of premature explosion on, 30

Piston-wear, 40

Poisoning, carbon monoxide, 170

Porcelain of spark-plug, 32

Power, definition of, 60

Power, measuring engine, 285

Power, "Nominal," 61

Precautions to be taken in starting, 128

Pressure, back, to exhaust, 151

Pressure-generators, 169, 177

Pressure in producer-gas engines, 160

Pressure-lubricators, 114

Pressure-producers, 174

Pressure-regulator, bell as, 187

Pressure-regulators, 77

Pressure-regulators, their construction, 78

Pressures, high, in producer-gas engines, 154

Preheaters, 229

Producer, assembling, 253

Producer, Bénier, 216

Producer, Benz, 228, 239, 240

Producer, Bollinckx, 206, 220, 225, 228, 234, 239

Producer, Chavanon, 229

Producer, cleaning of, 261

Producer, Dawson, 174

Producer, Deschamps, 198

Producer, Deutz, 206, 220, 224, 225, 228, 229, 240

Producer, Deutz, 231, 232

Producer, Deutz lignite, 188

Producer, Duff, 195

Producer, Fangé-Chavanon, 198

Producer, Fichet-Heurty, 240, 245

Producer, Gardie, 183

Producer-gas, 153

Producer-gas, 165

Producer-gas as a furnace fuel, 177

Producer-gas, calorific value of, 200

Producer-gas, composition of, 166

Producer-gas plants, tests of, 297

Producer-gas, writers on, 154

Producer, general arrangement of suction, 204

Producer, Goebels, 206

Producer, Hille, 206, 239

Producer, Kiderlen, 206

Producer, Kiderlen, 216

Producer, Koerting, 232

Producer, Lencauchez, 212, 214

Producer, Phœnix, 217

Producer, Pierson, 224, 229

Producer, Pintsch, 206, 216, 224, 231, 232, 239, 245, 248

Producer, Riché, 168, 190, 193, 195, 216

Producer (see also Generator)

Producer, stoppage of, 261

Producer, Taylor, 206, 214, 225, 231, 232

Producer, test by smoke, 254

Producer, test of Deutz, 298

Producer, test of Dowson, 296

Producer, tests of Winterthur, 297

Producer, Thwaite, 195

Producer, Wiedenfeld, 206, 216, 220, 225, 234, 239

Producer, Winterthur, 225, 228, 236

Producers, advantages of suction, 199

Producers, combustion, 193

Producers, conditions of perfect operation, 251

Producers, consumption of suction, 200

Producers, distilling, 190

Producers, efficiency of, 201

Producers, efficiency of lignite, 190

Producers, efficiency of wood, 194

Producers, lignite, 188

Producers, maintenance of, 254

Producers, peat, 188

Producers, pressure, 174

Producers, self-reducing, 193

Producers, specifications of, 281

Producers, suction, 199

Producers, suction (see also Suction-producers)

Producers, tests of, 297

Producers with external vaporizers, 206

Production of gas, 173

Pulley, disconnection of, in stopping engine, 132

Pump, circulating with by-pass, 106

Purifier, fiber, 185

Purifier, Fichet-Heurtey, 245

Purifier, material for, 245

Purifier, moss, 185

Purifier, Pintsch, 245

Purifier, sawdust, 185

Purifiers for gas, 184

Purifiers for producer-gas, 244

R

Recorder, analysis of inertia of explosion, 277

Recorder, explosion, for industrial engines, 285

Recorder, the continuous explosion, 269

Records of engines, 284

Records of explosions, 288

Records, indicator, 127

Regrinding of valves, 122

Regularity, cyclic, 48, 53

Remagnetization of magnetos, 33

Resuscitation after asphyxiation, 171

Retort, cleaning of, 225

Retort of producer, 190

Retort, support, 214

Revolutions, variations in number of, 52

Rollers, 51

Running, steadiness of, 52

S

Sand for foundation, 87

Sawdust in producers, 193

Scavenging, 142, 155

Scrubber, 189, 199

Scrubber, combined with gas-holder, 186

Scrubber for producer-gas, 240

Scrubber, size of, 253

Selection of gas-engine, 21

Shavings in producers, 193

Slide-valve for charging-box, 223

Slide-valve, its disadvantages, 23

Sluice-valves, 101

Smoke from cylinder, 149

Spark-plug, 32

Specifications of engines, 281

Specifications of producers, 281

Speed, how to increase, 124

Speed of oil-engines, 264

Speed of volatile hydrocarbon engines, 264

Speed, variation of, with load, 52

Spokes of fly-wheels, 49

Spring for valves (see Valves)

Springs, selection of, for explosion-recorder, 277

Starter, Tangye, 65

Starting an engine, 128

Starting, automatic, 63, 130

Starting by compressed air, 64

Starting by hand, 63

Starting by hand-pumps, 64

Starting, difficulties in, 134

Starting, how accomplished, 66

Starting of producer-gas engine, 258

Steadiness, 52

Steam-engine, cost of installation, 19

Steam-engine, cost of operation, 19

Stoppage of producer, 261

Stopping the engine, 132

Stops, sudden, 151

Straw in producers, 193, 254

Street-gas, 165

Suction, determination of resistance to, 274

Suction, noises caused by, 141

Suction of air, 81

Suction period, 21

Suction-producer, general arrangement of, 204

Suction-producers, 199

Suction-producers, advantages of, 199

Suction-producers, efficiency of, 201

Suction-valve, leakage of, 142

Super-heater, Winterthur, 236

Sylvester treatment, 171

T

Tanks, connection of, 105

Tanks, design of, 103

Tanks, location of, 102

Tanks for water-jacket, how mounted, 101

Tar in producer-plants, 200

Tar, removal of, 250

Tar (see also Scrubber, Purifier, etc.)

Taylor, A., 199

Terminals of magneto apparatus, 34

Tests of gas-engine plants, 283

Tests of high-speed engines, 268

Tests of producer-gas engines, 297

Thrust-bearings, 51

Tongue, traction of, in asphyxiation cases, 172

Tower, washer, 244

Town-gas (see Street-gas)

Tree branches for coolers, 107

Trepidations, 92

Tube, gas-supply pipe of incandescent, 77

Tube, incandescent, 27

Tube, incandescent, adjustment of, 144

Tube, incandescent, breakage of, 137

Tube, incandescent, danger of breaking, 131

Tube, incandescent, how started, 128

Tube, incandescent, leakage of, 138

Tubes as vaporizers, 231

Tubes, incandescent, 28, 159

Tubes, incandescent, valved, 29

Tubes, use of special valves with incandescent, 29

Tubes, valveless ignition, 28

V

Valve-chests, 124

Valve mechanism, slide, 23

Valve-regrinding, 122, 135

Valve-stem lubrication, 119

Valves, 122

Valves, accessibility of, 25

Valves, cooling of, 25

Valves, cooling of, in high-pressure engines, 156

Valves, defective operation of, 135

Valves, free, 27

Valves, mechanical control of, 27

Valves, modern, 24

Valves, necessity of cleanliness, 25

Valves, regulation of, before starting, 129

Valves, requisites of, 25

Valves, retardation in action of, 146

Vaporizer, Bollinckx, 234

Vaporizer, Chavanon, 229, 234

Vaporizer, Deutz, 231, 232, 229, 225

Vaporizer, Field, 233

Vaporizer, internal, 206

Vaporizer, Koerting, 232

Vaporizer, maintenance of, 255

Vaporizer, operation of, 234

Vaporizer, Pierson, 229

Vaporizer, Pintsch, 231, 232

Vaporizer-preheaters, 229

Vaporizer, size of, 253

Vaporizer, Taylor, 231, 232

Vaporizer, Wiedenfeld, 225, 234

Vaporizers, external, 206, 230

Vaporizers, internal, 229

Vaporizers, partition, 234

Vaporizers, regulation of, 236

Vaporizers, tubular, 231

Ventilation in engine-room, 69

Vibration, 89

Vibration of air, 92

Vibration, prevention of, 89, 90

W

Water circulation, 98, 107, 125

Water circulation by pump, 107

Water circulation, care during operation, 132

Water circulation, how effected, 102

Water circulation, prevention of freezing, 133

Water-coolers, 106

Water-coolers, size of, 109

Water for circulation, 99

Water for producer-gas engines, 203

Water-gas, 153, 167

Water in cylinder, 136

Water in exhaust, 136

Water-jacket, 41, 98, 125, 157

Water-jacket, incrustation of, 148

Water-jacket, outlet of, 98

Water-jacket, prevention of incrustation, 107

Water-pipe, 102

Water, purification of, for circulation, 98

Water, running, for jacket, 98

Water-tanks, 101

Water-tanks, connection of, 103, 105

Water-tanks, design of, 103

Water-tanks, location of, 102

Washer, Benz, 240

Washer, combined with gas-holder, 186

Washer, Deutz, 240

Washer, Fichet-Heurtey, 240

Washer for gas, 199

Washer for producer-gas, 240

Washer, maintenance of, 256

Washer, material employed in, 242

Washer, Winterthur, 240

Washers, 184

Wear, premature, 146

Witz apparatus, 284

Wood as fuel, 254

Wood, calorific value, 194

Wood-gas, 153, 168

Wood-gas, purification of, 195

Wood in producers, 190, 192, 193

Work, definition of effective, 60

ADVERTISEMENTS

THE MIETZ & WEISS

Oil Engine

STATIONARY 1 to 75 H.P. |  | MARINE 1 to 60 H.P.

50 H.P. GENERATOR SET

KEROSENE OR FUEL OIL

Air Compressors, Generator Sets, Hoisting Engines

Centrifugal and Triplex Pumps and Engines Direct Coupled

Medal of Excellence—American Institute, 1897.

Highest Award for Direct Oil Engine, Generator Set—Paris Universal Exposition, 1900.

Gold Medal—Pan-American Exposition, 1901.

Gold Medal—Charleston Exposition, 1902.

Gold Medal—Louisiana Purchase Exposition, 1904.

A. MIETZ

87-89 Elizabeth St. | 128-138 Mott St., New York

SPLITDORF JUMP-SPARK

IGNITION APPARATUS

Constructed to give Good Satisfaction Permanently | SPLITDORF JUMP SPARK IGNITION APPARATUS. | The only Real Standard High Tension Apparatus

F. SPLITDORF 17-27 Vandswater Street,
New York, N.Y.

CHEAPEST POWER SUCTION

Gas Producers

DR. OSKAR NAGEL

90 Wall Street | NEW YORK

E.H. KELLOGG & CO. | Established 1858

E.H. KELLOGG.
Sole Manufacturers of the
World Renowned
OILS
Best Grades Lubricants
Railway, Dynamo,
Gas Engine, Ice Machine, Steamship
E.H. KELLOGG.

New York, Liverpool, London, Bremen, Hamburg, Bombay, Calcutta. | 243 & 244 South St., New York, U.S.A.

Suction Gas Producers
and Backus Gas Engines

One Horse Power | With 1¹⁄₄ lbs. Pea Coal per Hour

BACKUS WATER MOTOR CO.

Newark, N.J., U.S.A.

We Will Send

FREE

Our complete catalogue of scientific and practical Books, including and describing works of special interest to engineers, machinists, electricians, and all practical men.

NEW YORK
MUNN & COMPANY
Office of the Scientific American
361 BROADWAY

THE GAS ENGINE

MAGAZINE

Monthly Established 1898

Посвящено исключительно индустрии газовых двигателей: стационарных, морских, автомобильных.

Специальные статьи каждый месяц, касающиеся проектирования, строительства и эксплуатации газовых двигателей для всех классов обслуживания.

Новые книги, патенты, торговые позиции и т. д., освещаемые в специальных статьях. Эксперт бесплатно отвечает на запросы подписчиков.

Образец бесплатно.

Подписка, $1,00 в год; за рубеж, $1,50.

SOME BOOKS WE PUBLISH

РУКОВОДСТВО ПО ГАЗОВЫМ ДВИГАТЕЛЯМ, Э. У. Робертс, M.E. Содержит полные формулы для проектирования газовых двигателей. 256 страниц. Гибкий кожаный переплет, $1,50.

АВТОМОБИЛЬНЫЙ КАРМАННЫЙ СПРАВОЧНИК, Э. У. Робертс, M.E. Книга для проектировщика и пользователя бензиновых автомобилей. 325 страниц. Гибкий кожаный переплет, $1,50.

НЕИСПРАВНОСТИ ГАЗОВЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ И ИХ УСТРАНЕНИЕ, Альберт Стритматтер. Как ухаживать за газовыми и бензиновыми двигателями и эксплуатировать их. 120 страниц. Тканевый переплет, $1,00.

ВСАСЫВАЮЩИЙ ГАЗ, Освальд Х. Хенсген. Конструкция и эксплуатация всасывающих газогенераторов и двигателей на генераторном газе. 90 страниц. Тканевый переплет, $1,00.

Send for our clubbing offers on above

THE GAS ENGINE PUBLISHING CO.

60 Blymyer Building Cincinnati, Ohio

R. E. MATHOT
Consulting Engineer

FOR

Gas Engines and
Gas Producer Plants

Referee to Courts of Laeo

Member: British Institution Mechanical Engineers.
Société des Ingénieurs Civils de France.
Association des Ingénieurs des Mines du Hainaut.

At BRUSSELS (Belgium, Europe.)

Expert Opinions on Gas Power Installations.
Mechanical Laboratory for Testing Gas Engines.
Chemical Analyses of Fuels.
Scientific Investigations.

Plans revised and corrected for mill and factory proprietors.
Engines and power plants designed by your own engineer under my personal supervision.

R. E. MATHOT

BRUSSELS BELGIUM

SCIENTIFIC AMERICAN

REFERENCE BOOK

12mo, Cloth.      500 Pages.      6 Colored Plates.      Price, $1.50

This book is intended to furnish the reader with information not obtainable in any other work of reference. It is not an encyclopedia nor is it an annual, but it contains a mass of information that should be within the reach of every family. This work has been prepared in response to the many thousands of inquiries received by the Editor of the Scientific American on the widest possible range of topics, and it is through these inquiries that the Editors of the REFERENCE BOOK have been enabled to determine the scope of this work. It deals with the "Progress of Discovery," "Shipping and Yachts," the "Navies of the World," "The Armies of the World," "Railroads of the World," "Population," "Education," "Telegraphs," "Submarine Telegraphs," "Wireless Telegraphy," "Patents," "Trade-marks," "Copyrights," "Manufactures," "Iron and Steel," "Departments of the Federal Government," "The Post-office," "International Institutions and Bureaus," "Mines and Mining," "Farms and Food," "Mechanical Movements," "Chemistry," "Astronomy," "Weights and Measures," and a host of other subjects such as "Aerial Navigation," "Radium," etc. This valuable compendium has been put at a very low price, so that it may be within the reach of everyone. It is fully illustrated and has colored plates showing the flags of all nations, the funnels and house flags of lines in American trade, and the International Signal Code. Descriptive circular sent on request.

MUNN & CO., Publishers

361 Broadway New York

PATENTS

The Wealth of Nations

Патент дает вам исключительное право на ваше изобретение сроком на семнадцать лет. Вы можете продавать, сдавать в аренду, закладывать его, передавать его части и предоставлять лицензии на производство на его основе. Наша патентная система ответственна за значительную часть нашего промышленного прогресса и нашего успеха в конкуренции на мировых рынках. Ценность успешного патента ни в коей мере не соизмерима с почти номинальной стоимостью его получения. Для получения патента необходимо нанять патентного поверенного для подготовки спецификаций и составления формулы изобретения. Это особая отрасль юридической профессии, которая может успешно вестись только экспертами. Почти шестьдесят лет мы выступали в качестве поверенных для тысяч клиентов во всех частях мира. Наш огромный опыт позволяет нам подготавливать и вести патентные дела и дела о товарных знаках с минимальными затратами. Наша работа одного качества, а расценки одинаковы для богатых и бедных. Наше беспристрастное мнение предоставляется бесплатно. Мы будем рады проконсультировать вас лично или письменно относительно вероятной патентоспособности вашего изобретения.

Справочник по патентам, товарным знакам и т. д. высылается бесплатно по запросу

MUNN & COMPANY

SOLICITORS OF PATENTS

Main Office 361 Broadway, New York

Branch Office, 625 F Street, Washington, D.C.

The Most Popular Scientific Paper in the World

Основан в 1845 году. Еженедельно, $3,00 в год; $1,50 за шесть месяцев.

Это непревзойденное периодическое издание выходит уже шестидесятый год, и благодаря своей постоянно растущей популярности оно пользуется самым большим тиражом, когда-либо достигнутым любым научным изданием. Каждый номер содержит шестнадцать больших страниц, прекрасно напечатанных, богато иллюстрированных; он представляет в популярном стиле описательный отчет о самых новых, интересных и важных разработках в науке, искусстве и производстве. Он показывает прогресс мира в отношении новых открытий и улучшений, охватывая машиностроение, механические работы, инженерное дело во всех его отраслях, химию, металлургию, электричество, свет, тепло, архитектуру, домашнее хозяйство, сельское хозяйство, естественную историю и т. д. Он изобилует свежими и интересными темами для обсуждения, размышления или изучения. Для изобретателя он бесценен, так как каждый номер содержит полный список всех патентов и товарных знаков, выдаваемых еженедельно Патентным ведомством. Он способствует развитию промышленности, прогресса, бережливости и интеллекта в каждом сообществе, где он распространяется.

Scientific American должен быть в каждом доме, мастерской, офисе, школе или библиотеке. Рабочие, мастера, инженеры, управляющие, директора, президенты, чиновники, торговцы, фермеры, учителя, юристы, врачи, священнослужители — люди всех профессий и слоев общества получат удовлетворение и пользу от регулярного чтения Scientific American.

Если вы хотите узнать больше о газете, отправьте запрос на «Пятнадцать причин, почему вам следует подписаться на Scientific American» и на «Пять причин, почему изобретателям следует подписаться на Scientific American». Пятьдесят два номера составляют 832 большие страницы, что равно 3328 обычным журнальным страницам, и каждый год публикуется 1000 иллюстраций. Можете ли вы и ваши друзья позволить себе остаться без этого современного периодического издания, которое читают представители всех классов и профессий? Переведите $3,00 почтовым переводом или чеком за годовую подписку или $1,50 за шесть месяцев.

MUNN & CO., Publishers, 361 Broadway, New York City

SCIENTIFIC AMERICAN

SUPPLEMENT

Established 1876.

Этот журнал является отдельным изданием от Scientific American и предназначен для расширения и дополнения работы, проводимой основным изданием. По размеру и общему оформлению он унифицирован с ним, охватывая шестнадцать страниц плотно напечатанного материала, богато иллюстрированного. В нем нет рекламных страниц, и все пространство отдано научным, механическим и инженерным новостям дня. Он отличается от Scientific American тем, что содержит много статей, которые слишком длинны для публикации в старом журнале или носят более технический характер.

Цена Supplement составляет $5,00 в год, но если подписчики берут и Scientific American, и Scientific American Supplement, предоставляется специальная комбинированная ставка $7,00 за оба, если газеты отправляются на один адрес. Переводите почтовым переводом или чеком. Все экземпляры Supplement с 1 января 1876 года находятся в печати и могут быть поставлены по единой цене 10 центов за каждый, что позволяет читателям получить доступ к ценнейшему источнику информации практически по любому предмету по самой умеренной цене. Большой каталог Supplement, содержащий список из почти 15 000 ценных статей, будет выслан бесплатно любому желающему. Адрес

MUNN & CO., Publishers, 361 Broadway, New York City

The Scientific American Cyclopedia

of Receipts, Notes and Queries

REVISED EDITION

15,000 Receipts. 734 Pages. Price, $5.00.

MAILED TO ANY PART OF THE WORLD.

Leather Binding as follows: Sheep, $6.00; Half Morocco, $6.50.

Энциклопедия рецептов, заметок и запросов Scientific American была впервые опубликована осенью 1891 года. Она была хорошо принята прессой, быстро завоевала расположение покупателей и имела беспрецедентные продажи. Она использовалась химиками, технологами и теми, кто не знаком с искусством, с равным успехом и доказала, что это книга, полезная в лаборатории, на фабрике или дома. Она состоит из тщательной компиляции наиболее полезных рецептов и информации, относящейся к сфере охвата книги, которые появлялись в Scientific American более полувека. Издатели теперь с удовольствием предлагают Шестнадцатое пересмотренное издание, которое было доведено до последних требований путем включения 900 новых формул, что делает его самым последним и полным томом по предмету рецептов, когда-либо представленным. Здесь собрано более 15 000 отобранных формул, представлено почти каждая отрасль полезных искусств. Описаны многие основные вещества и сырье, используемые в искусстве, и почти на каждый запрос, касающийся формул, будет найден ответ. Это больше, чем книга рецептов, так как в большинстве случаев она дает все стандартные и специальные формулы, тем самым позволяя читателю найти рецепт, который соответствует его конкретной потребности. Алфавитный порядок с обильными перекрестными ссылками делает ее легкой для консультации работой. Те, кто занят в любой отрасли промышленности, найдут эту книгу величайшей практической ценности, и мы особенно рекомендуем ее тем, кто находится в поиске независимого бизнеса, так как они найдут много формул для производства продаваемых товаров, которые будут стоить во много раз больше стоимости книги. Приложение содержит самые последние формулы, а также 41 таблицу весов и мер и словарь химических синонимов.

SEND FOR FULL TABLE OF CONTENTS.

MUNN & CO., Издатели, ОФИС SCIENTIFIC AMERICAN. 361 Бродвей, Нью-Йорк.

Примечания транскрибатора

Пустые страницы были удалены. Иллюстрации могли быть перемещены. Следующие ошибки и несоответствия издателей были исправлены следующим образом:

Рис. 59: «Thermo-siphon» было «Thermo-syphon».

Рис. 150: Вторая половина отделена для создания рис. 150b.

Страница viii: «If ignition occurs too» было «If ignition occur too»

Страница 18: «smoke-stack» было «smokestack».

Страница 19: Разделены иллюстрации и одна озаглавлена «Fig. 1a».

Страница 70: Переработана таблица.

Страница 83: «sawdust» было «saw-dust».

Страница 83: «9 feet by 15 feet» было «9 feet by 75 feet» (математическая ошибка).

Страница 92: «crank-shaft» было «crankshaft».

Страница 92: «fly-wheel» было «flywheel».

Страница 105: «thermo-siphons» было «thermo-syphons».

Страница 128: «gas-pipe» было «gaspipe».

Страница 174, 200, 203 (2 места): «horse-power» было «horsepower».

Страница 205: «super-heater» было «superheater».

Страница 220: «air-tight» было «airtight».

Страница 239: «superheated» было «super-heated».

Страница 255: «potash» было «postash».

Страница 264: «59 degrees F.» было «490 degrees F.» (ошибка преобразования).

Страница 269: «drum p''» было «drum p'».

Страница 291: Рис. 150 был разделен на два рисунка.

Страница 297: «Stroke» было «Stoke».

Страница 300: «Ziehe» было «Zi he».

Страница 301: «Messrs.» было «Me rs.».

Страница 323: «FOR» было «FOF».

Индекс: «Fire-box» было «Firebox».

Индекс: «Governors, ... hit-and-miss» было «hit-and miss».

Индекс: «Piston ... crank-shaft» было «crankshaft».

Реклама: Добавлен заголовок главы «ADVERTISEMENTS».

Back to start of text.