Поршневой двигатель внутреннего сгорания: история создания

Поршневой двигатель — двигатель внутреннего сгорания (ДВС), использует один или несколько поршней, совершающих возвратно-поступательное движение, для преобразования давления во вращательное движение. На данный момент это самый распространенный тип двигателя, используемый в автомобилях. Да и не только в них. Поршневые моторы используются в авиации, судоходстве и промышленности.

Первый поршневой двигатель

Макет самоходной тележки и схема ДВС Исаака Де Риваза

К концу 18-го века в мире уже существовали паромобили. Экипажи с паровым двигателем конструировали в Англии и Франции. Однако эти машины были громоздкими и медлительными. Кроме того, создатель самых совершенных на тот момент паровых двигателей Джейм Уатт считал, что для создания быстрых паромобилей потребуется паровой двигатель с высоким давлением в котле, что попросту не безопасно.

Понимал это и французский инженер и по совместительству действующий артиллерийский офицер — Франсуа Исаак де Риваз. Хорошо знакомый с принципом работы пороховой пушки, он задумался, а почему бы для приведения в движение поршня, использовать энергию пороховых газов, а не пара. В 1804 году он построил первый экспериментальный стационарный двигатель. Он работал по следующему принципу: в цилиндр подавалась смесь водорода с воздухом и воспламенялась при помощи электрического разряда. Фактически Риваз создал первый поршневой двигатель внутреннего сгорания.

В 1807 году изобретатель собрал первый экипаж с мотором собственной конструкции. На четырехколесной базе находился однопоршневой ДВС, без механизма газораспределения, а подача топливной смеси контролировалась вручную. Такой вот примитивный автомобиль смог преодолеть лишь 100 метров. Через шесть лет Риваз собрал новый экипаж куда больших размеров. Он имел длину 6 м, диаметр колес 2 м и весил около тонны. На этот раз мотор работал на смеси из светильного газа и воздуха. Груженая камнями машина смогла преодолеть 26 метров со скоростью 3 км/ч. За один рабочий ход поршня, автомобиль передвигался на 4-6 метров. Конечно с такими характеристиками коммерческая эксплуатация такого ДВС была невозможна, но это было только начало.

Дальнейшее развитие

1) Двигатель Ленуара 1860 год 2) Двигатель Отто 1867 год

Несмотря на то, что в начале 19-го века паровые двигатели считались более перспективными, разработка поршневых ДВС не останавливалась. В 1860 году бельгийский инженер Этьен Ленуар создал первый двухтактный поршневой двигатель пригодный к серийному производству. Его новаторский мотор фактически повторял принцип работы паровой машины Уатта и некоторые его элементы конструкции, но работал на светильном газе. В зависимости от объема единственного цилиндра, двигатель Ленуара имел различную мощность от 2 до 20 л.с. Термический КПД восьмисильного мотора составлял всего 4,68%. Для сравнения современный ДВС имеет КПД 20-45%. Тем не менее мотор Ленуара был выгоден в коммерческой эксплуатации и работал на промышленных предприятиях, типографиях и судоходстве.

Столь малая эффективность двигателя была следствием несовершенства его конструкции. Однопоршневой мотор имел гигантский объем, поршень двойного действия, малоэффективный золотниковый механизм впуска/выпуска и при этом не имел цикла сжатия. Изучив двигатель Ленуара, в 1861 году немецкий инженер Николаус Отто построил его копию.

В 1863 году немец построил двухтактный поршневой двигатель собственной конструкции, КПД которого достиг 15%. Он имел единственный цилиндр, расположенный вертикально и работал на светильном газе. Первый собственный мотор Отто получил широкое признание публики и коммерческий успех.

Deutz AG

В 1864 году Николаус Отто и Ойген Ланге основали собственную фирму — N. A. Otto & Cie. Все началось маленького производственного цеха, где компаньоны собственноручно собирали первые двигатели. Позднее в компанию пришли такие небезызвестные для автомобильной индустрии люди как Вильгельм Майбах, Этторе Бугатти и Готлиб Даймлер. Последний с 1872 года занимал должность технического директора. В том же году компания меняет название на Gasmotoren-Fabrik Deutz AG.

В 1875 году случилось знаковое событие, которое навсегда перевернуло индустрию. Николаус Отто создал первый успешно работающий четырехтактный ДВС. В отличие от мотора Ленуара, новый двигатель работал намного эффективнее. Уже на первых порах его термический КПД превысил 15%. Кроме того он получился мощнее и экономичнее. Фактически новый мотор Отто послужил началом конца паровых машин.

Интересно посмотреть на характеристики этого двигателя. Одноцилиндровый мотор объемом в 6,1-литра развивал 3 л.с. при 180 об/мин. К примеру 18-литровый агрегат Ленуара развивал всего 2 л.с. Кроме того двигатель Отто был почти в 5 раз экономичнее. В результате новый, более эффективный мотор быстро вытеснил двигатель Ленуара с рынка.

Первый поршневой бензиновый двигатель

Мотоцикл Daimler Reitwagen, эскиз из патента 1885 года

Между тем, Николаус Отто видел свой мотор только в качестве стационарного. Но его соратник Готлиб Даймлер, активно агитировал шефа применить ДВС на транспорте. Отто был против, поэтому в 1880 году прихватив с собой Майбаха, Даймлер покинул Deutz AG.

Два инженера сосредоточились на единственной задаче — создать легкий, достаточно мощный поршневой двигатель, пригодный для установки на колесное шасси. Проблема состояла в том, что двигатель конструкции Отто работал на газе и требовал газогенератор. Даймлер и Майбах решили разработать мотор на жидкостном топливе, дабы избавиться от массивного преобразователя. Дело это было не простое, так как на тот момент еще не существовало способа создать оптимальную топливно-воздушную смесь на которой бы двигатель работал устойчиво. Решением проблемы стал испарительный карбюратор разработанный Майбахом в 1885 году. Карбюратор позволил построить бензиновый ДВС(Standuhr) объемом 100 см3 и мощностью 1 л.с., который работал достаточно устойчиво и стабильно. В том же году, немного уменьшенный Standuhr мощностью в 0,5 л.с. разместили на деревянном велосипеде получив тем самым первый в мире мотоцикл. А спустя год и автомобиль.

С тех пор поршневой двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь. Однако его четырехтактный принцип работы остался неизменен. Сегодня в мире насчитывается более 1,2 млрд. автомобилей и большинство из них оснащены ДВС.

Двигатель внутреннего сгорания Отто. История техники и изобретений

В первом тепловом двигателе — паровой машине — тепло производилось в топке и в паровом котле, вне цилиндра — рабочего органа машины. Топка и котёл делали двигатель громоздким и тяжёлым, годным только для стационарного использования или для установки на большие пароходы и паровозы. В поисках идеи компактного и лёгкого двигателя конструкторы пришли к мысли сжигать топливо внутри рабочего цилиндра — так появились прототипы двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Первый ДВС, схожий с современным, создал в 1876 г. немецкий конструктор Николаус Отто.

Двигатель де Риваса на самодвижущейся тележке. Сдавливая баллон (1), в рабочий цилиндр (2) впрыскивали сжатый водород. Одновременно через открывавшийся рычагом (3) клапан (4) в цилиндр впускали воздух. Водородно — воздушную смесь (5) поджигала электрическая искра от батареи Вольта (6). Взорванная смесь расширялась, и её давление поднимало поршень (7). Обратным движением рычага открывался клапан отработанного газа, и тяжёлый поршень падал. Движения поршня через цепь (9) передавались валу (10), но лишь при обратном ходе поршня трещотка (11) на кривозубой шестерёнке (12) позволяла крутиться валу, который через ременную передачу (13) раскручивал ось передних колёс (14) тележки.

Пробный вариант

Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) создал французский изобретатель Ф.И. де Ривас в 1807 г. Смесь воздуха и водорода в рабочем цилиндре зажигалась электрической искрой от батареи Вольта, после подрыва смесь расширялась, создавая высокое давление в цилиндре и подбрасывая поршень. Отработанные газы выпускались, образуя под поршнем вакуум. Под воздействием давления атмосферы и своего веса поршень падал, возвращаясь в исходное положение, чтобы повторить цикл. Де Ривас использовал свой ДВС как привод передних колёс повозки. Но из-за низкой эффективности его двигатель не нашёл спроса. Впоследствии идеи де Риваса легли в основу дальнейших разработок ДВС.

Двигатель Ленуара

В 1860 г. другой француз, механик Э. Ленуар, сделал ДВС, похожий на горизонтальную паровую машину, но работающий на смеси воздуха со светильным газом (содержащим углеводороды). ДВС Ленуара был двойного действия — рабочий ход поршень совершал при движении в обе стороны. Это обеспечивалось тем, что смесь поджигалась искрой от двух электрических свечей по обе стороны от поршня, и впуск и выпуск газов проводился также с двух концов цилиндра с помощью золотников (таких же, как в паровых машинах).

Цикл работы ДВС Ленуара состоял из двух тактов (из двух ходов поршня — вперёд и назад). Оба хода обеспечивались расширением газовой смеси при сжигании, что требовало большого расхода топлива.

Работа ДВС Ленуара обходилась в 7 раз дороже работы паровой машины той же мощности. Зато из-за отсутствия котла и топки ДВС был компактнее, и его, например, ставили на лодки, где не было места для паровой машины.

Цикл двухтактного ДВС Ленуара. 1864 г. Первый такт. Поршень (1) двигается вперёд. Тяга (2) впускного золотника (3), связанная через эксцентрик (4) вала (5), открывает заднее отверстие (6) в цилиндре (7) для впуска смеси светильного газа и воздуха. Поршень немного продвигается, впускной золотник перекрывает задний впуск, а выпускной золотник (8) открывает переднее отверстие выпуска (9), через которое поршень выталкивает газы, отработанные в прошлом такте. На заднюю свечу зажигания (10) подаётся высоковольтный разряд от электрической батареи (11). Смесь зажигается, расширяется и толкает поршень дальше вперёд до крайнего положения. Шток (12) поршня через кривошипно — шатунный механизм (13) раскручивает вал и маховик (14). Второй такт. Инерция крутящегося маховика тянет поршень назад.

Впускной золотник открывает переднее отверстие впуска газов (15), поршень продолжает двигаться, впуск закрывается, смесь в цилиндре поджигается передней свечой зажигания (16), давление газов толкает поршень назад, золотник выпуска открывает заднее отверстие (17), и отработанные в первом такте газы выходят. Поршень занимает исходное крайне заднее положение. Цикл повторяется.

Первая победа Отто

Недостатки ДВС Ленуара учёл немецкий конструктор Н.А. Отто при создании своего двухтактного двигателя. Сделанный им в 1864 г. ДВС тоже работал на смеси воздуха со светильным газом. Отто поджигал смесь не электрической искрой, а пламенем газовой горелки, что было надёжнее при тогдашнем уровне развития электротехники. ДВС Отто совершал один рабочий ход. Сделав цилиндр вертикальным, Отто заставил поршень двигаться вниз без помощи давления газов, только под воздействием своего веса и давления атмосферы. Это позволило его ДВС при вдвое меньшем расходе топлива развивать мощность как у ДВС двойного действия. ДВС Отто оказался в 4-5 раз экономичнее двигателя Ленуара. Первые ДВС Отто широко использовались как приводы для типографских машин, грузовых лифтов-подъёмников, токарных и ткацких станков, прядильных машин и прочего оборудования.

Двухтактные ДВС, работающие по принципу ДВС Отто 1864 г., и сейчас используются как приводы сенокосилок и бензопил, в лодочных и мотоциклетных моторах.

Николаус Аугуст Отто

Четыре такта успеха

Настоящий прорыв в создании ДВС Отто совершил в 1876 г. В новом двигателе Отто вернулся к горизонтальной конструкции. Для увеличения мощности ДВС Отто решил перед воспламенением сжать топливную смесь, а для этого цикл работы ДВС пришлось увеличить до

4 тактов — 4 ходов поршня, и этот двигатель стал называться четырёхтактным ДВС.

Мощный четырёхтактный ДВС Отто вытеснил все предыдущие модели ДВС — его схема стала образцом для создания всех последующих ДВС вплоть до нашего времени и открыла возможность применения ДВС на транспорте.

Четырёхтактный цикл работы ДВС Отто 1876 г. I такт. Впуск топлива: поршень (1) идёт вперёд (первый ход), создавая низкое давление в цилиндре. Вращение главного вала (2) через червячную передачу (3) передаётся вспомогательному валу (4), управляющему газораспределительными клапанами. В I такте вал открывает впускной клапан (5), и горючая смесь из топливного бака (6) поступает в цилиндр (7). Клапан закрывается. II такт. Сжатие смеси: поршень идёт назад (второй ход) и сжимает топливную смесь. При запуске ДВС первый и второй ходы поршня осуществлялись вручную, затем это происходило автоматически — инерция маховика (8) поддерживала вращение главного вала. III такт. Расширение смеси (рабочий ход): вспомогательный вал кратковременно открывает клапан (9), подающий порцию смеси в газовую горелку (10), где она воспламеняется (11) и, поступая в цилиндр, воспламеняет в нём основную порцию горючего. Газы в цилиндре расширяются и выталкивают поршень вперёд (третий ход). На этом такте поршень производит полезную работу: через шток (12) передаёт толчок кривошипно — шатунному механизму (13), раскручивающему маховик.

IV такт. Выпуск отработанных газов: через выпускной клапан (14) отработавшие газы, быстро сжимающиеся благодаря рубашке охлаждения (15) в корпусе цилиндра, удаляются из цилиндра. Создаётся разряжение (низкое давление), и поршень идёт назад (четвёртый ход).

Развитие идеи

Производством всех ДВС Отто занималась компания «Ланген, Отто и Розен», созданная в 1869 г. Отто совместно с немецкими предпринимателями Э. Лангеном и Л. Розеном. Современные четырёхтактные ДВС сохранили принципиальную схему Отто, но топливо в них поджигается искрой от

электрической свечи. Для увеличения мощности ДВС повышали объём его цилиндра, чтобы большим объёмом топлива усилить мощь его расширения. Но увеличение цилиндра не могло быть бесконечным, и тогда придумали усиливать двигатель путём увеличения числа цилиндров, поршни которых крутили один рабочий вал двигателя. Первые двухцилиндровые ДВС появились в конце XIX в., а четырёхцилиндровые — в начале XX в. Сейчас встречаются шести — , восьми — и 20 — цилиндровые ДВС. Светильный газ был довольно дорогим топливом, и в Европе, и в России его производили не так много. В поисках нового вида топлива для ДВС обратили внимание на другие вещества, содержащие углеводороды — продукты нефтепереработки.

Сотрудники компании Отто Г. Даймлер и В. Майбах в 1883 г. создали первый бензиновый ДВС, который в 1885 г. установили на первом мотоцикле, а в 1886 г. — на первом автомобиле.

Четырёхтактный цикл работы современного одноцилиндрового ДВС. Такт — это один ход поршня (1), т. е. прохождение поршня от крайнего верхнего положения, верхней мёртвой точки (ВМТ), до крайнего нижнего положения, нижней мёртвой точки (НМТ). I такт. Впуск. Поршень идёт вниз, создавая в цилиндре (2) разряжение. Открывается впускной клапан (3), и под воздействием атмосферного давления из впускного трубопровода (4) в цилиндр засасывается горючая смесь — распылённый в воздухе бензин (5). II такт. Сжатие. Впускной клапан закрывается. Поршень идёт вверх, сжимая горючую смесь (6). III такт. Рабочий ход (расширение). Между электродами свечи зажигания (7) проскакивает электрическая искра, поджигающая смесь. Газы расширяются (8), под их давлением поршень идёт вниз и передаёт усилие через кривошипно — шатунный механизм (9) на коленчатый вал (10), проворачивая его. IV такт. Выпуск. Поршень по инерции идёт вверх. Открывается выпускной клапан (11), и под давлением поршня отработанные газы (12) вытесняются в атмосферу.

Однако бензин при испарении плохо смешивался с воздухом, реакция при возгорании протекала неравномерно, и бензиновые ДВС, работая ненадёжно, не могли вытеснить газовые ДВС. Выход нашёл венгерский инженер Д. Банки — в 1893 г. он придумал устройство для распыления бензина в воздухе — карбюратор с жиклёром. Бензиновая взвесь, равномерно смешанная с воздухом, поступала в цилиндр, где при зажигании быстро превращалась в газовую смесь, обеспечивая хорошее протекание реакции и мощное расширение при взрыве. В России первый бензиновый двигатель с карбюратором сконструировал в 1880-х гг. О. С. Костович. В 1897 г. немецкий инженер Р Дизель придумал дизельный двигатель, в котором топливо воспламенялось не от огня или электрической искры, а от высокой температуры, которая возникает при сильном сжатии воздуха. В России производство дизельных двигателей, усовершенствованных российским инженером Г. В. Тринклером, началось в 1899 г. Эти дизели устанавливали на стационарных машинах (станках и пр.).

Поделиться ссылкой

Цикл Отто — Энергетическое образование

Энергетическое образование

Меню навигации

ИСТОЧНИКИ ЭНЕРГИИ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ

ИНДЕКС

Поиск

Цикл Отто описывает, как тепловые двигатели превращают бензин в движение. Как и другие термодинамические циклы, этот цикл превращает химическую энергию в тепловую, а затем в движение. Цикл Отто описывает, как работают двигатели внутреннего сгорания (работающие на бензине), такие как автомобили и газонокосилки.

Заявка

Цикл Отто обеспечивает энергию для большинства видов транспорта и имеет важное значение для современного мира. В частности, подавляющее большинство автомобилей, которые сегодня можно увидеть на дорогах, используют цикл Отто для преобразования бензина в движение. Любая машина (список

[1] можно продолжать и продолжать), использующая бензин, будет разделена на две категории двигателей, как показано ниже.

Страницы двигателей содержат подробную информацию об их уникальных механизмах и объяснение того, как они используют Цикл Отто, который немного изменен.

Идеальный цикл Отто

Рис. 3. Диаграмма давление-объем идеального процесса цикла Отто. Он состоит из двух изохорных, двух адиабатических и двух изобарических процессов (для впуска и выпуска) ^[4]

Диаграмма PV (диаграмма давление-объем) идеального цикла Отто показана на рисунке 3. Эта диаграмма моделирует, как изменения давления и объема рабочей жидкости (бензина и авиационного топлива) изменяются из-за сгорания углеводородов, которые приводят в движение поршень, создавая тепло, обеспечивающее движение транспортного средства. Существуют движения поршня с расширением (камера увеличенного объема), возникающие при высвобождении тепловой энергии при сгорании, вызывающие совершение работы

на газ и на поршень. Напротив, когда поршень совершает работу над газом , камера двигателя сжимается (уменьшается в объеме). ^[5]

Важно отметить, что на рис. 3 изображен идеальный процесс для любого двигателя, использующего цикл Отто. В нем описаны основные этапы работы с бензиновым двигателем. Небольшая модификация, которая изображает более реалистичную ситуацию на диаграмме PV цикла Отто для двухтактного и четырехтактного двигателей, объясняется на соответствующих страницах. Работу, совершаемую двигателем, можно рассчитать, решив площадь замкнутого цикла.

Ниже описано, что происходит на каждом шаге диаграммы PV, на котором сгорание рабочего тела — бензина и воздуха (кислорода) изменяет движение поршня:

Зеленая линия: Называемая фазой впуска , поршень опускается вниз, чтобы позволить увеличить объем в камере, чтобы он мог «всасывать» топливно-воздушную смесь. С точки зрения термодинамики это называется изобарным процессом.

Процесс 1-2: Во время этой фазы поршень будет выдвинут вверх, чтобы он мог сжимать топливно-воздушную смесь, поступившую в камеру. Сжатие вызывает небольшое повышение давления и температуры смеси, однако теплообмена не происходит. С точки зрения термодинамики это называется адиабатическим процессом. Когда цикл достигает точки 2, то есть когда топливо встречается со свечой зажигания для воспламенения.

Процесс 2-3: Здесь происходит сгорание за счет воспламенения топлива от свечи зажигания. Сгорание газа завершается в точке 3, в результате чего камера находится под высоким давлением и имеет много тепла (тепловой энергии). С точки зрения термодинамики это называется изохорным процессом.

Процесс с 3 по 4: Тепловая энергия в камере в результате сгорания используется для работы поршня, который толкает поршень вниз, увеличивая объем камеры. Это также известно как силовой ход , потому что это когда тепловая энергия превращается в движение для питания машины или транспортного средства.

Фиолетовая линия (процессы с 4 по 1 и фаза выхлопа ): В процессе с 4 по 1 все отработанное тепло удаляется из камеры двигателя. Когда тепло покидает газ, молекулы теряют кинетическую энергию, вызывая снижение давления. ^[6] Затем происходит фаза выпуска , когда оставшаяся в камере смесь сжимается поршнем для «выпуска» наружу без изменения давления.

Для дополнительной информации

• Двухтактный двигатель и четырехтактный двигатель
• Тепловая машина
• Диаграмма PV
• Горение
• Бензин
• Дизель против бензинового двигателя

• Или выберите случайную страницу!

Каталожные номера

1. ↑ Неполный список включает мотоциклы, пикапы, фургоны, внедорожники, газонокосилки, автомобили, многие лодки и даже некоторые портативные генераторы.
2. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Two-Stroke_Engine.gif
3. ↑ «Файл: 4StrokeEngine Ortho 3D Small.gif — Wikimedia Commons», Commons.wikimedia.org, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3A4StrokeEngine_Ortho_3D_Small.gif. [Доступ: 17 мая 2018 г.]
4. ↑ Wikimedia Commons [в сети], доступно: https://en.wikipedia.org/wiki/Otto_cycle#/media/File:P-V_Otto_cycle.svg
5. ↑ Основы двигателей внутреннего сгорания», Energy.gov, 2018. [Онлайн]. Доступно: https://www.energy.gov/eere/vehicles/articles/internal-combustion-engine-basics. [Доступ: 28 мая. — 2018].
6. ↑ И. Динчер и К. Замфиреску, Усовершенствованные системы производства электроэнергии. Лондон, Великобритания: Academic Press является выходным изданием Elsevier, 2014, с. 266.

Могучий двигатель 175 Отто

1925 Otto 175 hp
Manufacturer: Otto Engine Works, Philadelphia, PA
Serial no. : 14247
Horsepower: 175 hp @ 180 rpm
Bore & stroke: 21in x 30in
Вес двигателя: 49 000 фунтов
Диаметр маховика: 17-3/4 дюйма x 1-3/4 дюйма
Зажигание: Магнето и воспламенитель
Управление: Дроссель

, моими фаворитами всегда будут водяной насос Otto мощностью 175 л. Бруквилл, расположенный всего в 10 милях от Кулспринга, казался таким маловероятным местом, где можно найти один из самых больших одноцилиндровых газовых двигателей в мире. Удивительно, но Отто построил всего пять таких монстров: один отправился на чернильную фабрику в Бруклине, Нью-Йорк; трое едут в Китай; и один собирается в Бруквилль! Я до сих пор помню летний вечер в 1968, когда мы с Джоном Уилкоксом поехали в Бруквилл, чтобы заглянуть в гидротехнические сооружения, не зная, что мы там найдем. Он, казалось, пришел в ярость после того, как заглянул в окно, и вскоре стал бегать ко всем окнам и дверям, чтобы лучше рассмотреть. Чуть позже он объяснил мне значение драгоценности, которую мы нашли.

Джон быстро провел расследование, позвонив в Совет по водным ресурсам, и обнаружил, что двигатель и насос, находившиеся в резерве с 1945 года, должны были быть заменены насосом с электрическим приводом. Успешно получив отставку, он потратил почти все 1969 демонтирует 25-тонный двигатель и 20-тонный насос в одиночку. Он доставил все детали к себе в Огайо на своем 2-тонном грузовике L140 1952 года выпуска. Только основная рама двигателя нуждалась в специальной перевозке. Монументальный подвиг! Он тщательно обслуживал все детали, но не имел возможности их собрать. Примерно через 35 лет, когда здоровье ухудшилось, он продал мне двигатель Отто и насос Уортингтона. Это история его возвращения домой.

Оглядываясь назад в историю, в 1911 В Бруквилле построен новый красивый водопровод, как показано на Фото 1 . Он был расположен на Норт-Форк-Крик, который давал неограниченную чистую воду из водораздела многих тысяч акров нетронутого леса. Новые гидротехнические сооружения заменили старую паровую установку, которая больше не могла обеспечивать нужды города. Обратите внимание на комнату справа от здания; в нем находился двигатель Otto мощностью 80 л.с. Пятнадцать лет спустя это место станет домом для 175 человек. 

В 1925 году Управление по водоснабжению осознало необходимость в более мощном насосном агрегате. Городской инженер Фред Сэйер подал заявку на участие в тендере на двигатель мощностью 175 л.с. Он думал об Уортингтоне и Отто. Фото 2 — контракт на двигатель от 2 ноября 1925 года для 175-сильного двигателя Otto стоимостью 7590 долларов. Это модель 1912 года, пришедшая на смену очень успешной колумбийской модели 1893 года. Изображение из каталога показано на фото 3 . Хотя он все еще доступен, в 1925 году он был существенно устаревшим! Огромный одноцилиндровый двигатель с диаметром цилиндра 21 дюйм и ходом 30 дюймов, два больших маховика диаметром 9 футов 1 дюйм и простые коренные подшипники, состоящие из двух частей, выдавали его прежнюю конструкцию.

Недатированная фотография из файла гидротехнических сооружений, показанная как Фото 4 , это насос Otto и его насос в годы его эксплуатации. Его тщательно обслуживал и эксплуатировал инженер завода Рубен «Рубе» Феррингер. Его местонахождение было в боковом помещении гидроузла, как упоминалось выше. Обратите внимание на плоский ремень над маховиком, уходящий в основание. Это приводило в действие центробежный насос, который перекачивал воду из плотины в отстойники. Там вода была отфильтрована, а тройной насос Worthington, наконец, протолкнул воду вверх по склону примерно на 300 футов в городское водохранилище. Гравитация доставила воду всем пользователям. Двигатель работал 24 часа в сутки с утра понедельника до вечера субботы; водохранилище удовлетворяло потребности воскресенья.

Фото 5 , сделанное Джоном Уилкоксом в 1968 году, является одним из последних перед демонтажем двигателя. Несмотря на то, что Рубен находился в режиме ожидания в течение 23 лет, он сохранил Отто и насос в первозданном состоянии, и его можно было запустить в любой момент. Фирменная табличка Otto подробно описана на фото 6 и показывает, что завод Otto Engine Works был тогда подразделением Superior Gas Engine Company из Спрингфилда, штат Огайо.

Забегая вперед, в 2005 год, я купил Отто и насос у Джона Уилкокса, и он снабдил меня всеми документами, которые он получил от водопроводных сооружений Бруквилля. К счастью, среди них были оригинальные чертежи фонда! Выбрав место в здании Power Technology Building, я нанял местного подрядчика для возведения всего фундамента двигателя и насоса. Для этого потребовалось 64 ярда бетона, как показано на рисунке 9.0120 Фото 7 . К концу июля 2005 года готовый фундамент ждал своих обитателей.

Воодушевленные прогрессом, мы с командой музея запланировали поездку в дом Джона в Огайо на предстоящие выходные, посвященные Дню труда. Мы взяли два грузовика, мой верный старый тент-корпус International и мой Dodge с прицепом. Много тяжелой работы превратилось в удовлетворение, когда мы загружали грузовики и изучали все красивые детали Otto. . На фото 8 показана главная рама Otto грузоподъемностью 13 тонн на грузовике с тентованной платформой. На фото 9 показан мой трейлер, ожидающий отправления в Огайо. Коленчатый вал весил 2-1/2 тонны, а поршень и шатун — 1-1/2 тонны. Мелкие детали были упакованы повсюду. Мы не остановили прогресс, так как команда была полна решимости заложить основную раму на нашем осеннем шоу для всеобщего обозрения. Фотография 10 , сделанная в последнюю неделю сентября 2005 года, доказывает, что это произошло. За год мы выполнили большой проект.

Откровенное фото с осеннего шоу, 13 октября 2005 г., На фото 11 изображены Джон Уилкокс и Рубен Ферринджер, сидящие у двери Power House. Это был приятный день, подходящий для рассказов о прошлом. Джон был очень рад видеть прогресс, достигнутый в повторной сборке «его» большого двигателя. Я уверен, что Рубен заново пережил все свои годы и приключения, которые он пережил с паровозом. Он очень помог Джону получить его из водопровода, и после всех этих лет он, конечно же, надеялся, что снова увидит, как он работает.

Все лето 2006 года ушло на чистку, подгонку и сборку! Огромное отверстие цилиндра двигателя пришлось очистить от консервирующей смазки и слегка смазать маслом, чтобы в него вошел поршень. Точно так же поршень и шатун должны были быть тщательно очищены перед повторной сборкой. Точно так же огромный коленчатый вал нуждался в очистке и установке в подшипники. Многие мелкие детали были очищены и собраны, а клапаны отшлифованы и собраны. Наконец, всю основную раму необходимо было точно выровнять и залить цементным раствором на фундаментный блок. Долгая и утомительная работа, но теперь все части и части, которые у нас были в Coolspring, были собраны; мы были готовы к маховикам. К сожалению, им придется подождать до следующего года, так как приближается зима.

После окончания июньского шоу 2007 года съемочная группа выбрала выходные 4 июля для извлечения маховиков. Мы взяли те же два грузовика, что и раньше, к месту расположения Джона на юго-востоке Огайо, где хранились колеса и насос. На фото 12 , сделанном 2 июля, показаны (слева направо) Клэр Эксли, Марк Хаймс и Кен Аплингер, загружающие второй 4-1/2-тонный маховик. У меня на прицепе была полная загрузка деталей насоса. Вернувшись домой, мы воспользовались музейным военным грузовиком-эвакуатором, чтобы поднять маховики и установить их на место. Каждая была надвинута на коленчатый вал, и шпонки были загнаны в исходное положение. Сделанный!

Несмотря на то, что еще предстоит проделать большую работу, 22 июля 2007 г. мы решили, что программа готова к пробному запуску. Закачан пусковой воздух, проверен горючий газ, масленки все на месте после тщательной смазки. На фото 13 изображена Клер Эксли на дроссельной заслонке, а Майк Мерфи и Дуг Фай наблюдают. Вау, после пары неприятных последствий он заработал. Спустя два года с начала нашей работы и 39 лет с момента ее последнего запуска Otto ожил!

Все детали, включая подземную вытяжку и гравийный пол, были закончены перед осенней выставкой 2007 года. Теперь двигатель работал ровно и надежно. Мы провели посвящение Отто 21 октября 2007 года. При огромной толпе присутствующих и вступительном слове Рубен подошел к двигателю и выполнил свою обычную процедуру запуска, как если бы он делал это днем ​​раньше. Фото 14 ловит момент, когда рука Рубена лежит на пусковом рычаге. Двигатель ожил, толпа зааплодировала, а Рубен улыбнулся. Пробежав еще раз свою «любовь», он скончался той зимой.

Следующие два года ушли на перемещение всех деталей насоса в Coolspring и подготовку их к сборке. К сожалению, насос хранился снаружи, в отличие от двигателя, который все эти годы находился внутри здания и содержался в хорошем состоянии. Критические части насоса были смазаны, но в остальном он был покрыт ржавчиной. Роб Норти присоединился к команде и взял на себя огромную работу по очистке всех частей проволочной щеткой и подготовке их к монтажу. Я понятия не имею, сколько проволочных колес он использовал, чтобы перенести всю ржавчину с деталей на себя! Он был полон решимости, и постепенно это оформилось. На фото 15 Роб и Крис Остин устанавливают верхнюю часть огромной шестерни в елочку на наш военный грузовик-эвакуатор 2 мая 2010 года. Вся тяжелая работа окупилась, и, к счастью, насос Otto снова заработал.

Компания Brookville Water Works заключила контракт на насос с Уортингтоном 2 января 1926 года, ровно через два месяца после заключения контракта с Отто. Копию можно увидеть в Фото 16 . Этот тройной, или 3-цилиндровый, водяной насос был самым большим из построенных Уортингтоном и имел диаметр цилиндра 14 дюймов и ход поршня 12 дюймов. Он доставлял в водохранилище 1,5 миллиона галлонов воды в день! Его большая латунная табличка с именем видна на Фото 17 . Во время работы большие редукторы типа «елочка» работают почти бесшумно, поскольку насос Otto приводит в движение плунжеры насоса вверх и вниз. Красивое зрелище, чтобы наблюдать за работой.

Роб Норти теперь главный инженер Otto and Worthington и с гордостью демонстрирует это на всех наших мероприятиях.