Motor portátil - Portable engine

Um motor portátil, preservado no museu do Castelo de Blankenhain , Alemanha . A chaminé foi dobrada para baixo, pronta para transportar o motor para um novo local. O eixo sob a caixa de fumaça (à esquerda) gira para permitir que o motor seja dirigido. Os olhais de reboque são fornecidos no mesmo conjunto de eixo para permitir que o motor seja puxado.
Um motor portátil da Checoslováquia.

Um motor portátil é um motor , a vapor ou de combustão interna , que fica em um lugar durante a operação (fornecendo energia às máquinas), mas (ao contrário de um motor estacionário ) é portátil e, portanto, pode ser facilmente movido de um local de trabalho para outro. Montado sobre rodas ou patins, é rebocado até o local de trabalho ou transportado por meio de autopropulsão.

Os motores portáteis eram de uso comum em países industrializados do início do século 19 ao início do século 20, durante uma era em que a transmissão de energia mecânica era generalizada. Antes disso, a maior parte da geração e transmissão de energia eram por animais , água , vento ou humanos ; depois disso, uma combinação de eletrificação (incluindo eletrificação rural ) e veículos e equipamentos modernos (como tratores , caminhões , carros , motores-geradores e máquinas com seus motores embutidos) substituiu a maior parte do uso de motores portáteis. Em países em desenvolvimento hoje, os motores portáteis ainda têm algum uso (tipicamente na forma de modernos motores pequenos montados em placas), embora as tecnologias mencionadas acima cada vez limitar a sua procura lá também. Nos países industrializados, eles não são mais usados ​​para fins comerciais, mas exemplos preservados podem ser vistos em feiras a vapor, conduzindo equipamentos apropriados para fins de demonstração.

Os motores portáteis durante seu apogeu eram tipicamente rebocados para seus locais de trabalho por cavalos de tração ou bois ou, na última parte daquela era, força motriz incluindo autopropulsão ou reboque por motores de tração , tratores a vapor , outros tratores ou caminhões. Eles eram usados ​​para acionar máquinas agrícolas (como debulhadoras ), máquinas de moagem (como moinhos , serrarias e moinhos de minério), bombas e ventiladores (como minas e poços de petróleo ) e eixos de linha de fábrica (para máquinas-ferramentas , martelos , prensas e outras máquinas).

História

Em comum com muitas outras áreas da tecnologia de vapor, o projeto inicial e o desenvolvimento de motores portáteis ocorreram na Inglaterra , com muitos outros países importando inicialmente equipamentos de fabricação britânica, em vez de desenvolver seus próprios.

Os primeiros motores a vapor eram muito grandes e caros para uso em uma fazenda comum; entretanto, a primeira evidência positiva de que a força do vapor estava sendo usada para acionar uma debulhadora foi em 1799 no norte de Yorkshire . A próxima aplicação registrada foi em 1812, quando Richard Trevithick projetou a primeira máquina a vapor estacionária 'semi-portátil' para uso agrícola, conhecida como "máquina de celeiro". Este era um motor rotativo de alta pressão com uma caldeira da Cornualha , para Sir Christopher Hawkins de Probus, Cornwall . Era usado para operar uma debulhadora de milho e era muito mais barato de operar do que os cavalos que substituía. Na verdade, foi tão bem-sucedido que permaneceu em uso por quase 70 anos e foi preservado pelo Museu da Ciência em Londres. Embora denominados 'semiportáteis', por poderem ser transportados e instalados sem serem desmontados, esses motores eram essencialmente estacionários. Eles eram usados ​​para movimentar máquinas de celeiro como bombas e moinhos de martelo, trituradores de ossos, cortadores de palha e nabo e tambores debulhadores fixos e móveis.

Foi só por volta de 1839 que o motor verdadeiramente portátil apareceu, permitindo a aplicação de energia a vapor além dos limites do pátio da fazenda. William Tuxford, de Boston, Lincolnshire, iniciou a fabricação de um motor construído em torno de uma caldeira tipo locomotiva com tubos de fumaça horizontais. Um único cilindro e o virabrequim foram montados no topo da caldeira, e todo o conjunto foi montado sobre quatro rodas: o par dianteiro sendo dirigível e equipado com eixos para transporte de cavalos entre os trabalhos. Um grande volante foi montado no virabrequim e um cinto de couro robusto foi usado para transferir a transmissão para o equipamento sendo acionado.

Ransomes construiu um dos primeiros portáteis em 1841 e o exibiu na Royal Agricultural Society show daquele ano. No ano seguinte, Ransomes converteu a máquina a vapor para auto-direção, dando assim um passo intermediário em direção ao motor de tração .

Vários motores Tuxford foram exibidos no Royal Agricultural Society 's Show em Bristol em 1842, e outros fabricantes logo aderiram, usando o projeto básico do motor Tuxford como um padrão para a maioria dos motores portáteis produzidos depois disso.

Os primeiros fabricantes no Reino Unido incluíram:

Este último fabricante é particularmente notável aqui. O primeiro portátil Clayton & Shuttleworth foi construído em 1845, um motor de dois cilindros. Em 1852, a empresa ganhou uma medalha de ouro por um motor portátil na exposição Gloucester da Royal Agricultural Society, e depois disso o negócio se expandiu rapidamente: eles estabeleceram uma segunda fábrica, em Viena em 1857, para atingir o mercado europeu, e em 1890 a empresa havia fabricado mais de 26.000 motores portáteis, muitos deles exportados para todo o mundo.

Na década de 1850, John Fowler usou um motor portátil Clayton & Shuttleworth para acionar aparelhos nas primeiras demonstrações públicas da aplicação do transporte por cabo ao cultivo.

Paralelamente ao desenvolvimento inicial do motor portátil, muitos engenheiros tentaram torná-los autopropelidos - os primeiros do motor de tração . Na maioria dos casos, isso foi conseguido instalando uma roda dentada na extremidade do virabrequim e passando uma corrente desta para uma roda dentada maior no eixo traseiro. Esses experimentos tiveram um sucesso misto.

Como notado anteriormente por Thomas Aveling (mais tarde famoso por Aveling & Porter ), era absurdo usar quatro cavalos para puxar uma máquina a vapor de um trabalho para outro, quando o motor possuía dez vezes a força dos cavalos. Portanto, era inevitável, uma vez que os motores de tração autopropelidos se tornassem suficientemente confiáveis, eles assumiriam o papel de muitos motores portáteis, e isso de fato começou a acontecer a partir do final da década de 1860.

Outros construtores fabricaram motores em todo o mundo. Pequenas oficinas mecânicas poderiam montar unidades com um pequeno motor e caldeira vertical e colocá-las sobre rodas. Na América do Norte, dezenas de construtores entraram no mercado - Case, Sawyer Massey e Gaar Scott, por exemplo. Construtores nativos montaram motores na França, Itália, Suécia e Alemanha.

No entanto, o motor portátil nunca foi completamente substituído pelo motor de tração. Em primeiro lugar, o portátil, sem engrenagem , era notavelmente mais barato e, em segundo lugar, várias aplicações se beneficiavam de uma máquina a vapor simples que podia ser movida, mas não exigia a complexidade adicional de uma que pudesse se mover sozinha.

Um pequeno número de portáteis continuou a ser construído mesmo depois que a produção de motores de tração cessou. Robey and Company of Lincoln ainda ofereciam portáteis para venda na década de 1960. Os construtores ingleses produziram cerca de 100.000 motores portáteis a vapor no período de cem anos, tanto para uso doméstico quanto para exportação para o exterior.

A partir de cerca de 1900 em diante, a necessidade de uma pequena fonte de energia barata nas fazendas foi cada vez mais assumida por motores de combustão interna, como motores hit-and-miss e, mais tarde, versões industriais estacionárias e portáteis de motores de carros e caminhões, seja para uso de correia ou embutidos em motores-geradores .

Uso

A correia de transmissão: usada para transferir a força do volante do motor. Aqui mostrado dirigindo uma debulhadora .

Além do trabalho de debulha, motores portáteis eram usados ​​para movimentar moinhos de milho, bombas centrífugas , trituradores de pedra, dínamos , cortadores de palha , enfardadeiras de feno e bancadas de serraria . Eles foram usados ​​até mesmo para gerar eletricidade para holofotes em jogos de futebol , a primeira vez em Bramall Lane , Sheffield em 1878.

Em geral, o motor portátil é transportado para a área de trabalho, geralmente um curral ou campo, e uma longa correia de transmissão é instalada entre o volante do motor e o volante do equipamento a ser acionado.

Em vários casos, em vez de ser rebocado de um local para outro, o motor portátil foi instalado semipermanentemente em um prédio como um motor a vapor estacionário , embora as rodas não fossem necessariamente removidas. Nessa configuração, eles são geralmente chamados de motores semiportáteis .

Um uso mais extremo ocorre quando o motor é removido da caldeira e é reutilizado como um motor estacionário. Muitas vezes, a caldeira também é reutilizada (sem as rodas) para fornecer o vapor. Em 2007, ainda havia exemplos de tais motores portáteis desmontados funcionando comercialmente em pequenas fábricas de arroz na Birmânia (e, sem dúvida, em outros lugares também). Tais exemplos são fáceis de identificar devido ao selim curvo, abaixo do bloco de cilindros, que servia para montar o motor na caldeira. Milhares de motores portáteis de 1 cavalo-vapor foram construídos na China, durante o Grande Salto Adiante de 1958. Cada vila e camponês foi encorajado a construir uma pequena fundição de ferro e produzir ferro-gusa . Para alimentar os sopradores para sustentar as temperaturas da retorta, foram construídos pequenos motores de queima de palha. Foi tudo em vão, já que o ferro-gusa final era de muito má qualidade para qualquer uso.

Construção

Layout geral

Motor portátil de cilindro único Marshall 6nhp preservado , no. 87866, construído em 1936. Este projeto tem uma caldeira 'colonial' e uma fornalha longa para queimar toras.
Motor Robey 3nhp preservado, mostrando detalhes da chaminé. A alavanca superior controla um amortecedor, enquanto a alça abaixo opera um arranjo incomum de engrenagem sem-fim e quadrante para elevar e abaixar a chaminé para transporte.

O arranjo mais comum segue o design original do Tuxford. Embora se assemelhe muito ao layout comum de um motor de tração, o motor de um portátil geralmente é invertido, com os cilindros na extremidade da fornalha e o virabrequim na extremidade da caixa de fumaça . Este layout foi projetado para posicionar o regulador perto da fornalha, tornando mais fácil para o maquinista manter o fogo e controlar a velocidade do motor a partir de um local. Um bônus adicional é que o volante está livre das rodas traseiras, de modo que estas podem ser colocadas em uma pista mais estreita, tornando o motor mais fácil de manobrar através dos portões de campo.

Alguns fabricantes (por exemplo, Fowler ) fizeram seus motores portáteis no mesmo estilo dos motores de tração, com o cilindro na extremidade da caixa de fumaça. Provavelmente, isso foi para reduzir os custos de fabricação, já que não há outro benefício óbvio em fazer isso. (Thomas Aveling percebeu que, para um motor de tração, seria melhor posicionar o volante do motor ao alcance do motorista, caso ele descuidadamente permitisse que a manivela parasse no ponto morto superior (onde ela não poderia iniciar automaticamente) e a maioria das outras trações fabricantes de motores seguiram a mesma ideia.)

Caldeira

Geralmente é uma caldeira de tubo de fogo com uma fornalha do tipo locomotiva . No entanto, alguns designs (por exemplo, o Marshall "Britannia" (na foto)) têm fornalhas circulares do tipo marinho . Este último tipo também era conhecido pelos fabricantes britânicos como caldeiras "coloniais", visto que se destinavam principalmente à exportação para "as colônias" e possuía uma grande distância ao solo para viajar ao longo de trilhas acidentadas.

O combustível é geralmente carvão, mas o motor pode ser projetado para usar combustível de madeira , palha ou bagaço (resíduo da cana-de-açúcar). Uma fornalha circular mais longa é particularmente adequada para queimar toras em vez de tarugos de madeira mais curtos. As máquinas destinadas à queima de lenha podem ser equipadas com corta-faíscas .

Motor

A maioria dos motores portáteis são monocilíndricos, mas também foram construídos motores de dois cilindros. A válvula de corrediça é geralmente acionada por um único excêntrico e nenhuma engrenagem de reversão é instalada. Geralmente, há um regulador acionado por correia para manter o motor funcionando em velocidade constante, mesmo se a carga flutuar.

O motor pode ter um ou dois volantes montados no mesmo virabrequim. Quando dois são fornecidos, eles são montados em cada lado do motor e podem ser de diâmetros diferentes. Um volante menor fornece uma velocidade mais lenta para o trabalho na fazenda (por exemplo, picar alimentos) do que a necessária para acionar uma debulhadora (por exemplo).

Auxiliares

O virabrequim aciona uma bomba de água de alimentação da caldeira que retira água de um barril colocado ao lado do motor. Muitos motores têm um aquecedor de água de alimentação simples, mas eficaz, que funciona soprando uma pequena porção do vapor de exaustão no barril de água. O barril também atua como um separador de óleo. O óleo no vapor de exaustão sobe para o topo do barril e pode ser retirado.

Chaminé

Uma chaminé alta é fornecida para garantir uma boa tiragem para o fogo. Para permitir a negociação de obstáculos elevados, a chaminé é articulada em sua base e é dobrada para transporte e armazenamento. Um suporte de formato adequado é geralmente fornecido para a extremidade da fornalha para apoiar a chaminé quando dobrada.

Rodas

Artigo principal: roda

A maioria dos projetos é equipada com quatro rodas e nenhum tipo de suspensão. Os primeiros portáteis tinham rodas de madeira , mas à medida que os motores se tornaram mais potentes (e mais pesados), rodas fabricadas de aço foram instaladas.

As rodas "dianteiras" são normalmente menores do que as traseiras. Isso ocorre porque eles são montados no carro dianteiro giratório , sob a caixa de fumaça, e rodas grandes estariam sujeitas a bater na caldeira quando o motor virasse uma esquina. Um bônus adicional é que um volante de diâmetro maior pode ser instalado, fornecendo uma saída de energia mais estável.

Preservação

Um grande motor portátil Foster a lenha no museu Summerlee em Coatbridge

Muitos motores portáteis ainda sobrevivem, pois foram construídos em grandes quantidades e enviados para muitos cantos remotos da Terra. Um número substancial deles foi preservado, com muitos restaurados em pleno funcionamento: seu tamanho relativamente pequeno e construção mais simples, em comparação com um motor de tração , torna-os uma proposta muito mais viável para restauração pelo entusiasta médio. (Isto é, desde que a caldeira esteja em condições razoáveis: os reparos da caldeira podem ser muito caros; a substituição das caldeiras ainda mais.)

Geralmente é possível ver motores portáteis trabalhando em ralis de motores de tração e festivais de vapor. Na Great Dorset Steam Fair , por exemplo, motores portáteis podem ser encontrados nas áreas de demonstração relevantes, conduzindo bancadas de serras, debulhadoras, trituradores de rocha e outros equipamentos contemporâneos.

Numerosos museus agrícolas e industriais incluem motores portáteis em suas coleções.

O que é considerado o mais antigo produto Marshall sobrevivente , funciona no. 415, um portátil de 2,5 nhp de 1866, pode ser visto no Turon Technology Museum (Museum of Power), em New South Wales . Este motor também é o mais antigo portátil documentado na Austrália.

Veja também

Referências

Leitura adicional

  • Portable Steam Engines (Shire Album 163) por Lyndon R. Shearman, publicado pela Shire Publications Ltd, ISBN  0-85263-783-7
  • The Portable Steam Engine: Its Construction and Management - Um Manual Prático para Proprietários e Usuários de Motores Steam Generalmente por WD Wansbrough, 168 páginas, publicado por TEE Publishing Ltd (1994), ISBN  1-85761-067-9
    (Este é um modelo moderno reimpressão de um livro originalmente publicado em 1887 ou 1911, dependendo de qual livraria online você se refere !.)

links externos