Hit-and-miss-motor


En bevarad hit-and-miss-motor: 1917 Amanco 2 + 1 ⁄ 4 hk (1,7 kW) 'Hired Man'

En hit-and-miss-motor eller Hit 'N' Miss är en typ av stationär förbränningsmotor som styrs av en guvernör för att bara skjuta med en inställd hastighet. De är vanligtvis 4-taktare men 2-taktsversioner gjordes. Den skapades i slutet av 1800-talet och producerades av olika företag från 1890-talet till ungefär 1940-talet. Namnet kommer från hastighetskontrollen på dessa motorer: de skjuter ("träffar") endast när de körs med eller under en inställd hastighet, och cyklar utan att skjuta ("missar") när de överskrider sin inställda hastighet. Detta är jämfört med den " gasstyrda " metoden för hastighetskontroll. Ljudet som hörs när motorn går utan belastning är ett distinkt "Snort POP whoosh whoosh whoosh whoosh snort POP" när motorn avfyras och sedan rullar på tills hastigheten minskar och den tänder igen för att behålla sin medelhastighet. Snurrandet orsakas av den atmosfäriska insugningsventilen som används på många av dessa motorer.

Många motortillverkare gjorde hit-and-miss-motorer under deras maximala användning - från cirka 1910 till början av 1930-talet, när mer modern design började ersätta dem. Några av de största motortillverkarna var Stover, Hercules , International Harvester (McCormick Deering), John Deere (Waterloo Engine Works) , Maytag och Fairbanks Morse .

I de kanadensiska Atlantiska provinserna , främst i Newfoundland , var dessa motorer kända, i vardagligt samtal, som "Make-and-Break"-motorer. Den huvudsakliga användningen här var att köra traditionella båtar och fiskebåtar.

Konstruktion

Detta är ett videomontage av Otto-motorerna som körs på Western Minnesota Steam Threshers Reunion ( WMSTR ), i Rollag, Minnesota. Det är en typ av hit-and-miss-motor.(2min 16sek, 320x240, 340kbit/s video)

En hit-and-miss-motor är en typ av svänghjulsmotor . En svänghjulsmotor är en motor som har ett stort svänghjul eller en uppsättning svänghjul kopplade till vevaxeln . Svänghjulen bibehåller motorvarvtalet under motorcykler som inte producerar drivande mekaniska krafter. Svänghjulen lagrar energi på förbränningsslaget och tillför den lagrade energin till den mekaniska belastningen på kolvens övriga tre slag. När dessa motorer konstruerades var tekniken mindre avancerad och tillverkarna gjorde alla delar mycket stora. En typisk 6 hästkrafter (4,5 kW) motor väger cirka 1000 pund (454 kg). Typiskt var materialet för alla viktiga motordelar gjutjärn . Små funktionella bitar tillverkades av stål och bearbetades till tolerans.

Bränslesystemet för en hit-and-miss-motor består av en bränsletank, bränsleledning, backventil och bränsleblandare. Bränsletanken innehåller vanligtvis bensin men många användare startade motorerna med bensin och bytte sedan till ett billigare bränsle, som fotogen eller diesel . Bränsleledningen förbinder bränsletanken med blandaren. Längs bränsleledningen håller en backventil bränslet från att rinna tillbaka till tanken mellan förbränningsslagen. Blandaren skapar den korrekta bränsle-luftblandningen med hjälp av en nålventil fäst vid en viktad eller fjäderbelastad kolv, vanligtvis i samband med en oljedämpad instrumentbräda .

Mixerdriften är enkel, den innehåller bara en rörlig del, det är nålventilen. Även om det finns undantag, lagrar en mixer inte bränsle i en skål av något slag. Bränsle matas helt enkelt till blandaren, där det på grund av effekten av Bernoullis princip självdoseras i venturin som skapas under den viktade kolven genom verkan av den bifogade nålventilen, metoden som används till denna dag i SU- förgasaren .

Gnistor för att antända bränsleblandningen skapas av antingen ett tändstift eller en anordning som kallas en tändare . När ett tändstift används, genererades gnistan av antingen en magneto eller en darrspole (eller "buzz"). En buzz coil använder batterikraft för att generera en kontinuerlig serie högspänningspulser som matas till tändstiftet. används antingen batteri och spole eller så används en "lågspännings"-magnet. Med batteri- och spoletändning kopplas ett batteri i serie med en trådspole och tändarkontakterna. När tändarens kontakter är stängda (kontakterna finns inuti förbränningskammaren) flödar elektricitet genom kretsen. När kontakterna öppnas av tidsmekanismen genereras en gnista över kontakterna, som antänder blandningen. När en lågspänningsmagnet (egentligen en lågspännings-högströmsgenerator) används, matas magnetens uteffekt direkt till tändpunkterna och gnistan genereras som med ett batteri och en spole.

Förutom mycket stora exempel var smörjningen nästan alltid manuell. Huvudvevaxellager och vevstakeslagret på vevaxeln har i allmänhet en fettkopp - en liten behållare (kopp) fylld med fett och ett påskruvat lock.


En typisk motorolja. Det här är en gjord av Lunkenheimer

När locket skruvas fast hårdare pressas fett ut från botten av koppen och in i lagret. Vissa tidiga motorer har bara ett hål i lagergjutningslocket där en operatör sprutar ut smörjolja medan motorn är igång. Kolven smörjs av en droppolja som kontinuerligt matar droppar av olja på kolven. Överskottsoljan från kolven rinner ut ur cylindern till motorn och så småningom ner på marken. Droppoljan kan justeras för att droppa snabbare eller långsammare beroende på behovet av smörjning, dikterat av hur hårt motorn arbetar. Resten av de rörliga motorkomponenterna smörjdes alla av olja som motorföraren var tvungen att applicera med jämna mellanrum medan motorn var igång.

Praktiskt taget alla hit-and-miss-motorer är av "öppen vev", det vill säga det finns inget slutet vevhus . Vevaxeln, vevstaken, kamaxeln , kugghjulen, regulatorn etc. är alla helt exponerade och kan ses i drift när motorn är igång. Detta skapar en rörig miljö eftersom olja och ibland fett slungas ut från motorn samtidigt som olja rinner ut på marken. En annan nackdel är att smuts och damm kan komma på alla rörliga motordelar, vilket orsakar överdrivet slitage och motorfel. Frekvent rengöring av motorn krävs därför för att hålla den i korrekt funktionsskick.

Kylning av de flesta slag-och-miss-motorer sker genom trattkylning , med vatten i en öppen behållare. Det fanns en liten del av små och bråkdelar hästkrafter motorer som var luftkylda med hjälp av en inbyggd fläkt. Den vattenkylda motorn har en inbyggd reservoar (större motorer har vanligtvis ingen reservoar och kräver anslutning till en stor extern tank för kylvatten via röranslutningar på cylindern). Vattenbehållaren omfattar området runt cylindern samt cylinderhuvudet (de flesta fall) och en tank monterad eller gjuten ovanför cylindern. När motorn går värmer den vattnet. Kylning åstadkoms genom att vattnet ångar av och tar bort värme från motorn. När en motor går under belastning under en tid är det vanligt att vattnet i behållaren kokar. Ersättning av förlorat vatten behövs då och då. En fara med den vattenkylda designen är frysning i kallt väder. Många motorer förstördes när en glömsk operatör försummade att tömma vattnet när motorn inte användes, och vattnet frös och bröt gjutjärnsmotorbitarna. New Holland patenterade dock en v-formad reservoar, så att expanderande is tryckte upp och in i ett större utrymme istället för att bryta reservoaren. Reparationer av vattenjacka är vanliga på många av de motorer som fortfarande finns kvar.

Design

Dessa var enkla motorer jämfört med modern motordesign. De innehåller dock en del innovativ design inom flera områden, ofta i ett försök att kringgå patentintrång för en viss komponent. Detta gäller särskilt för guvernören. Regulatorer är centrifugalarm , svängarm, svängarm och många andra. Manövermekanismen för att styra hastigheten varieras också beroende på befintliga patent och vilken regulator som används. Se till exempel US-patenten 543 157 från 1895 eller 980 658 från 1911. Hur utfört det än är har guvernören ett jobb - att kontrollera motorns varvtal. I moderna motorer styrs effektuttaget genom att strypa luftflödet genom intaget med hjälp av en vridspjällsventil ; det enda undantaget från detta är i dieslar och Valvetronic bensinmotorer .

Hur hit-and-miss-motorer fungerar

Insugningsventilen på motorer som körs och missar har inget ställdon; istället håller en lätt fjäder insugningsventilen stängd om inte ett vakuum i cylindern drar upp den. Detta vakuum uppstår endast om avgasventilen är stängd under kolvens nedslag. När träff-och-miss-motorn arbetar över sin inställda hastighet, håller regulatorn avgasventilen öppen, vilket förhindrar ett vakuum i cylindern och gör att inloppsventilen förblir stängd, vilket avbryter Otto-cykelns avfyrningsmekanism . När motorn går med eller under det inställda varvtalet låter regulatorn avgasventilen stänga. Vid nästa nedslag öppnar ett vakuum i cylindern insugningsventilen och låter bränsle-luftblandningen komma in. Denna mekanism förhindrar bränsleförbrukning under insugningstakten för "miss"-cykler.

En videoförklaring om hur en hit-and-miss-motor fungerar kan hittas här

Användande

En Jaeger soppump som används för att pumpa smutsigt (skräpigt) vatten. Den har en Hercules 2½ HP (1,9 kW) motor. Det här är ett exempel på en integrerad funktion hos motorer som inte är säkrade (dvs.

Hit-and-miss-motorer producerade effekt från 1 till cirka 100 hästkrafter (0,75 - 75 kW). Dessa motorer går långsamt - vanligtvis från 250 varv per minut (rpm) för motorer med stora hästkrafter till 600 rpm för motorer med små hästkrafter. De drev pumpar för odling, sågar för att kapa ved, generatorer för elektricitet på landsbygden, jordbruksutrustning och många andra stationära applikationer. Vissa monterades på cementblandare. Dessa motorer körde också några tidiga tvättmaskiner. De var en arbetsbesparande anordning på gårdar och hjälpte bönder att åstadkomma mycket mer än de kunde tidigare.

Motorn var typiskt kopplad till enheten som drevs av ett brett platt bälte, vanligtvis från 2 - 6 tum (5 - 15 cm) brett. Den platta remmen drevs av en remskiva på motorn som fäste antingen till ett svänghjul eller till vevaxeln. Remskivan var speciellt gjord för att ha en omkrets något avsmalnande från mitten till varje kant (som ett överuppblåst bildäck) så att mitten av remskivan fick en något större diameter. Detta höll den platta remmen i mitten av remskivan.

Ersätter med gasreglagestyrda motorer

På 1930-talet blev mer avancerade motorer vanliga. Svänghjulsmotorer är extremt tunga för den kraft som produceras och körs med mycket låga hastigheter. Äldre motorer krävde mycket underhåll och var inte lätt att integrera i mobila applikationer.

I slutet av 1920-talet hade International Harvester redan modell M-motorn, som var en sluten version av en svänghjulsmotor. Deras nästa steg var modellen LA, som var en helt sluten motor (förutom ventilsystemet) med självsmörjning (olja i vevhuset), pålitlig tändstiftständning, snabbare drift (upp till cirka 750-800 rpm) och framför allt lätt i vikt jämfört med tidigare generationer. Medan 1½ HP (1,1 kW) modellen LA fortfarande vägde cirka 150 pund (68 kg), var den mycket lättare än modell M 1½ HP-motorn, som ligger i intervallet 300-350 pund (136 – 159 kg). Senare en något förbättrad LA, LB producerades. Modellerna M, LA och LB är gasreglage. Allteftersom tiden gick flyttade fler motortillverkare till den slutna vevhusmotorn. Företag som Briggs och Stratton producerade också lätta luftkylda motorer i intervallet 1/2 till 2 HP (0,37 - 1,5 kW) och använde mycket lättare material. Dessa motorer går också med mycket högre hastigheter (upp till cirka 2 000-4 000 rpm) och producerar därför mer kraft för en given storlek än långsamma svänghjulsmotorer.

Den mesta produktionen av svänghjulsmotorer upphörde på 1940-talet, men moderna motorer av detta slag används fortfarande för applikationer där det låga varvtalet är önskvärt, mestadels i oljefältstillämpningar som pumpjacks . Underhåll är mindre problem med moderna svänghjulsmotorer än äldre på grund av deras slutna vevhus och mer avancerade material.

Bevarande

Tusentals uttjänta svänghjulsmotorer skrotades i järn- och ståldreven under andra världskriget — men många överlevde och har återställts till fungerande skick av entusiaster. Många bevarade slag-och-miss-motorer kan ses i aktion på utställningar tillägnade antika motorer (som ofta också har antika traktorer), såväl som i den stationära motordelen av ångmässor , veteranbilsrallyn och länsmässor.

Se även

Bang-bang kontroll

  •   Wendel, CH (1983). Amerikanska bensinmotorer sedan 1872 . Crestline. ISBN 0-912612-22-3 .

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Hit-and-miss_engine&oldid=1112436306 "