Motory výbušné

Součástky motoru, sloužící k úpravě třaskavé směsi

Nejjednodušší způsob úpravy třaskavé směsi vykazuje palivo svítiplynové, k němuž druží se i plyn generatorový, z vysokých pecí aj.

Mnohé v této příčině jest již příležitostně uvedeno, zbývající podáno částečně ve statích o plynném palivu jednajících a případné doplňky poskytují následující řádky.

Třaskavá směs z plynu a vzduchu vyžaduje zvláštního přívodu vzduchu, zvláštního přívodu plynu, přístroje mísicího a přívodu hotové směsi na místo určení.

V ustavení, provedení a ve vzájemné spojitosti jednotlivých těchto částí jeví se značný rozdíl dle toho, jaké konstrukce motor je a ze které strojírny pochází.

U motorů čtyřdobých, u nás pravidlem užívaných, docházejí zmíněné součástky motoru upotřebení vždy po každém druhém otočení setrvačníku.

Pokud týče se vzduchovodu a plynovodu dlužno voliti k nim potrubí přiměřené světlosti, které jmenovitě u plynu musí býti poměrně větší, jedná-li se o přívod ze vzdálenějšího místa. Každým náhlým lomením potrubí zmenšuje se výkonnost trubice, a kde nelze se bez lomení trubic obejíti, třeba užíti potrubí o větším průměru.

Čím větší jest motor, tím více a náhle ubírá z plynovodného potrubí plynu. Je-li v tomto případu potrubí o malém průměru, nestačí v ssací periodě k napojení mísicího prostoru a směs není pak buď vůbec vznětlivá, nebo nastane pod pístem nepatrný výbuch, který nedodá stoji žádoucí síly.

Nachází-li se úzké potrubí v blízkosti spojení plynovým hořákem, zhasíná světlo v době ssání plynu, nebo, bylo-li potrubí o větším průměru, kmitá plamen nepokojně následkem porušeného rovnoměrného proudu v potrubí. Zjev tento vyskytuje se i u potrubí o značném průměru a dá se mu čeliti pouze nádržkou plynu, jež však v době ssání nesmí náhle nahrazovati úbytek plynu čerpáním nové zásoby z potrubí, nýbrž musí zmenšiti poměrně k úbytku plynu svůj objem.

Požadavku tomu by vyhověl obyčejný plynojem, jehož obsah byl by v souladu se spotřebou.

Než i v tomto případě nebylo by možno pro značnou prostornost umístiti plynojem v místnosti, v níž se motor nachází, nehledě ani ku značně zvětšenému zařizovacímu nákladu.

Pohodlněji téhož účelu docílíme kaučukovým vakem, který i mírným tlakem zvětšuje svůj objem a bez obtíží odvádí plyn motoru.

Vak kaučukový ukládá se do schrány, jež mu poskytuje podporu a pojištění, aby neustálým pohybem konce jeho se neuvolnily a nepropouštěly plyn do ovzduší. Schrána tato jest zároveň vydatným obrněním proti porušení kaučuku olejem.

Za účelem vyrovnání nestejného tlaku v plynovém potrubí užívá se plynového regulatoru.

Zevní teplota účinkuje často rušivě na plynovodné potrubí, kolísá-li jeho stupeň ve značných mezích. Z této příčiny jest s výhodou, neprochází-li potrubí vrstvami vzduchu různě vyhřátými.

Svítiplyn jest často dosti nestálou veličinou, jmenovitě tehdy, nebylo-li při výrobě dbáno bedlivě všeho, čím by se různé přimíseniny, z nichž vodní pára zaujímá často nejhlavnější místo, předem již odstranily. Sražená vodní pára svádí se do kovového svodiče, umístěného a zapnutého do plynovodného potrubí na nejnižším místě.

Rovněž na nejnižším místě zpíná se do potrubí výfukový kohout, kterým se vyfukuje po zastavení motoru z trubice vzduchem zředěný plyn.

U strojů příliš velikých, u nichž spotřeba okamžitá jest příliš značná, nahrazuje se jediný kaučukový vak, který by nabyl rozměrů příliš značných a nepohodlných, dvěma vaky.

Obsah vaků převyšuje velikost dávky pro jediné plnění motoru desetkráte až patnáctkráte.

Jelikož větší stupeň tepla kaučuku škodí, činí se opatření, aby horké plyny z motoru nevešly ve styk s stěnami vaku.

pokud se týče množství motorem spotřebovaného plynu, zjišťuje se toto plynoměrem. I nejpřesněji sestrojený plynoměr udává nepravé množství jím prošlého plynu, není-li ustaven v přiměřené a stálé temperatuře.

Plynoměr jest vždy ve spojení se sčítacím aparátem, který ukazuje množství prošlého plynu v kostkových metrech, tedy v míře prostorové, na níž má větší neb menší oteplení značný vliv. Proto není pro konsumenta výhodno, umístí-li potrubí plyn do plynoměru přivádějící a i plynoměr do místa značně vyhřátého, neboť v tomto případě prochází stejné množství řidšího plynu plynoměrem jako v ovzduší studeném, ale pouze dle prostorového obsahu. Kdyby se plyn prodával dle váhy, neměla by tato okolnost pro konsumenta nijakého nepříznivého následku. Plyn však měří se mírou dutou a kostkový metr plynu teplého jest lehčí, než kostkový metr plynu studeného. Rozdíl ten jest dosti značný, činí při 300 metrech kostkových v plynojemu vyhřátém na 18 stupňů Celsiových asi o 6,3 metry kostkové více, než u plynoměru postaveném na místě, na němž panuje stálá temperatura 12 stupňů Celsiových.

Zařízení regulatoru plynového jest různé, u každého jeví se však snaha jednoduchým mechanismem vyrovnati rozdíly tlakové v plynu z centrálního potrubí přiváděného.

Cíle toho dociluje se vsunutím do potrubí plynovodného automaticky účinkujícího mechanismu, na nějž působí jednak tlak plynu přiváděného, jednak také účinek plynu odváděného k ventilu napájecímu.

Mechanismus jest zařízen tak, že nebrání přímému průchodu plynu z centrálního potrubí, pokud jeho tlak odpovídá normálnímu tlaku, jakého vyžaduje plynový motor k bezvadnému oekonomickému ssání.

Ku řešení této úlohy užilo se regulatorů sestavených pomocí příklopů utěsněných vodou nebo rtutí, s plováky a příslušnými ventily, nebo kaučukového vaku, jehož pohyb stěn účinkoval na otvírání nebo zavírání ventilu plyn přivádějícího, nebo schrány s kaučukovou stěnou, která snadno přenášela větší neb menší tlak přicházejícího plynu posuvnou cívkou na uvolnění nebo omezení přívodného ventilu.

Složitá a nákladná zařízení tato byla nutná z příčiny, že motory jsou zařízeny na jistý stalý tlak, jehož poruchy spadají nepříznivě na účet majitele motoru. Větším tlakem přivádí se mimovolně motoru větší množství paliva, které pravidlem nemůže býti oekonomicky využitkováno, menším tlakem nastává pak nepříjemný opak, jež se uplatňuje menší výkonností nebo i jiným, rovněž nepříjemným způsobem.

Vzduch přivádí se vzduchovodnou trubicí přímo zvenčí, při čemž jest výhodno, poskytne-li se mu příležitosti, aby se zbavil příměsku, jež by výkonu motoru nesvědčily.

K těmto čítáme mechanické znečištění prachem a vodní párou, k nímž druží se i nepříjemnosti působené často příliš nízkou temperaturou a nepříjemným sykotem nassávaného vzduchu.

Prvým čelí se různým způsobem, kterým dociluje se vzduchu procezeného a zbaveného cizorodých těles, vodních par zbavuje se vzduch jich srážením a sváděním vody do přiměřených nádob. Posléze uvedených nepříjemností možno se zbaviti postavením zvláštního vzduchojemu, který pravidlem u moderních strojů tvoří dutý spodek podstavce kotoru, v němž se vzduch i přiměřeně vyhřívá.

Mísení vzduchu s plynem provádí se pomocí zvláštního plynového ventilu, nebo užívá se výhodnějšího mísicího ventilu. Zařízení a uložení jich jest znázorněno hojnými detailními obrazy na jiném místě přiloženými.

Výše uvedená zařízení doznávají změny, jedná-li se o užití paliva tekutého, benzin vyjímaje, u něhož nejen přívod přiměřené dávky, ale také jeho proměna ve stav, v němž by se snadno se vzduchem mísil, vyžaduje zvláštních opatření a zvláštních přístrojů.

Nejsnáze dá se v této příčině ovládati benzin, jehož přesnadné vypařování se a proměna v páry nepůsobí nijakých obtíží při úpravě třaskavé směsi. Motorům plynovým a benzinovým dostává se celkem stejného zařízení.

Více příprav vyžaduje nesnadno se vypařující a méně vznětlivý petrolej, nafta, líh aj., u nichž mísení se vzduchem potřebuje zvláštního zařízení odpařovacího.

Na jiném místě bylo již uvedeno, že úplně k odpařování benzinu postačí proud vzduchu, vedený nádobou benzinem naplněnou. Původně se páry benzinové vyvozovaly výhradně tímto způsobem, ale došlo se k poznání, že příznivé třaskavé směsi dociluje se pouze tehdy, pokud zásoba paliva není v nádržce na sklonku.

Užívalo se k témuž účelu nádoby dutým pláštěm opatřené, v zimě za mrazu vodou mírně vyhřívané, v létě pak ochlazované, v jíž se nacházel zásoba benzinu. Do benzinu ústila vzduchovodná trubice, rozšířená na konci v dutý kotouč, opatřený na spodu jemnými otvory, kterými proudil vzduch do benzinu, při čemž se mísil s parami benzinovými a tvořil s nimi třaskavou směs.

Přívod vzduchu do zásoby benzinové dociluje se válcem a pístem motoru v době periody ssací. Třaskavá směs prochází před vstoupením do motoru křemenným filtrem.

Nebezpečná tekutina nedovoluje, aby se na zásobní nádobě užilo skleněných přístrojů, které by ukazovaly výši hladiny v nádobě. Účelu tomu slouží plovák s tyčí víkem procházející. Na tyči plováku jest škála, na níž snadno lze se dočísti, jaké množství paliva jest v nádobě. Plnění nádoby zprostředkuje kohout taktéž ve víku uložený.

Z filtru odvádí se třaskavá směs přímo k motoru. Aby náhodou plamem nebo přílišné vyhřátí stěn komory zápalné nebo válce nezanítily při ssání celou zásobu benzinu v nádobě, opatřuje se trubice plynovodná zvláštním ventilem, který unikání třaskavé směsi do motoru neklade překážek, ale zamezuje jim návrat do nádoby.

Nádoba i s víkem tvoří bedlivě spojený celek, v němž nesmí býti ani nejmenší skuliny, kterou by benzin mohl unikati.

Ve stroji dostává se třaskavé směsi dalšího zředění vzduchem a ostatní její účinek jest týž, jako u motorů plynových.

Přímé topení nádoby benzinové provádí se výfukovými plyny, které se uvádějí do dutého dna. Přívod zařízen jest tak, že v době, kdy ho není potřebí, unikají plyny výfukové přímo do ovzduší.

Jiný způsob mísení benzinu se vzduchem provádí se v přístroji o dvou nádržkách nad sebou postavených a spojených trubicí. Vrchní nádobka chová studenou zásobu benzinu, z níž odtéká palivo útlým praménkem spojovací trubicí do nádržky spodní, kde pomocí vzduchového vířidla nastane promísení obou složek třaskavé směsi.

Spojovací trubice opatřena jest pláštěm, který tvoří výhřevný prostor, naplněný teplou vodou, přiváděnou z chladícího prostoru motoru. Ve spojovací trubici nachází se šroubová plocha, po níž stéká benzin do spodní nádržky. Třaskavá směs odvádí se otvorem ve víku spodní nádržky.

Körtingův aparát k rozprašování benzinu jest popsán na jiném místě. Upraven jest tak, že vzduch neprochází celou zásobou benzinu a nevybírá si z čerstvé náplně nejsnadněji prchavé uhlovodíky, nýbrž napájení provádí se z výše položené nádržky úzkým potrubím, jehož průřez se zmenšuje hrotem níže neb výše pošinutelného šroubu. Zvláštním ústrojím rozprašovacím mění se benzinová dávka v mlhu benzinovou, která se mísí se vzduchem ve výbušnou směs.

Nesnadné vypařování petroleje, nafty, líhu a j. tekutých látek, jichž se k pohonu motorů užívá, vyžduje zvláštních zařízení, aby se docílilo vznětlivé, třaskavé směsi.

U petroleje jest třeba zvláštního odpařovače, na jehož vyhřátých stěnách vyvinuje se buď mlha petrolejová nebo pára petrolejová dle toho, byly-li stěny odpařovače méně neb více vyhřáty. U motorů petrolejových užívá se mlhy i páry petrolejové.

Užívalo-li se u motorů benzinových odměřených dávek paliva, děje se tak u motorů petrolejových tím spíše následkem nesnadnější vznětlivosti méně zápalného petroleje.

K odměření paliva v dávky poměrně nepatrné užívá se přesných přístrojů, kterými se jednak omezuje plýtvání palivem, jednak chrání se vnitřní zařízení před znečištěním přebytkem nespáleného petroleje.

U motorů petrolejových užívá se stejnou měrou rozprašovačů a odpařovačů málo i mnoho vyhřátých. U prvých vyvinuje se zmíněná petrolejová mlha, která mírnějším vyhřátím tvoří se vzduchem třaskavou směs, u druhých se petrolej silným vyhřátím odpařovače mění v páry, jež také se vzduchem smíseny, po zanícení vybuchují.

Konstrukcí odpařovacích sestrojena byla řada dosti značná, z níž každý jedinec za jistých ppodmínek úplně vyhovuje. Jedná-li se však o stroje vyhovující skutečně praktické potřebě, sluší dáti přednost konstrukcím, u nichž tyto podmínky nevyžadují opatření nákladných nebo nesnadno proveditelných.

Vezme-li se v úvahu poměrně rychlý chod stroje, u něhož každým druhým otočením setrvačníku nastává perioda ssací ve válci, jest zřejmo, že odpařování dávky petrolejové musí se díti rychle a také dokonale, jelikož každá částečka petroleje v páru nebo mlhu neproměněného ztrácí důležitost pro výkonnost motoru a může býti také, opakují-li se tyto případy často, i zdrojem vážných poruch v pravidelném chodu stroje.

Úplného zužitkování dávky petrolejové při každé periodě ssací dociluje se jemným rozprášením paliva a vyhřátím a ploše poměrně veliké a přiměřeně vyhřáté.

Trvá-li se na pouhém užití petrolejové mlhy k vyvození třaskavé směsi, jest třeba zachovati podmínku, která tvoření mlhy podporuje.

podrobí-li se mlha bližšímu pozorování, přichází se k poznání, že sestává z velikého množství neskonale malých krůpějí petroleje, z nichž každá obsahuje buňku vzduchu. Z této příčiny se proměna tekutého petroleje v mlžinu musí díti vždy za přítomnosti vzduchu.

Podmínce této nejsnáze se vyhoví, rozprašuje-li jemný paprsek petroleje vzduchem, nebo mísí-li se petrolejové jemné krůpěje účinně se vzduchem. Směs takto nabytá vede se odpařovacím prostorem.

Rozprašování petroleje provádí se různými methodmi.

Jedna z nich užívá vzájemného účinku protivného proudů petroleje a vzduchu. U jiné naráží dávka petroleje na umělou pevnou překážku a puzená proudícím vzduchem rozptyluje se v podobě jemné mlhy.

Mlha petrolejová naráží na stěny odpařovače, vyhřívaného buď teplem výbuchy vyvozeným, nebo umělým zahříváním.

Odpařování provádí se v prostoru odděleném od prostoru výbušného napájecím ventilem, nebo v prostoru zmíněného přepažení postrádajícího. V obou případech se prostory uměle vyhřívají.

Jiný způsob odpařování děje se v prostoru těsně souvislém s prostorem výbušným, který se však nevytápí zvláštním vyhříváním, nýbrž používá tepla vznikajícího zanícenou třaskavou směsí a sdělného stěnám.

Nutné rychlosti k utvoření mlhy dostává se petroleji jednak tlakem sloupce tekutiny z vysoko položené nádoby, jednak ssavým účinkem pístu.

Vytvoření závoje mlhového provádí se i pomocí kužele, přes nějž tenký paprsek za účinku tlaku a zhusta i vzduchu stéká.

Praktické provádění odpařování petroleje znázorňují a vysvětlují připojené podrobné výkresy jednotlivých strojíren.

Jen dodatkem připojujeme, že umělým zahříváním odpařovače vyvinuje se tolik tepla, že stěny jeho se rozžhavují do žáru temně červeného a užívá se jich z téže příčiny i k zaněcování třaskavé směsi pod pístem.

Pokud týče se dávky petroleje, odměřuje si ji motor sám za účinku ssací periody, nebo se dávka připravuje pomocí zvláštních pump.

Příležitostně při popisu jednotlivých motorů a jich součástí bude zařízení pump na odměřování dávek paliva podrobeno rozboru. V následujících odstavcích bude obrácen zřetel ku všeobecnému pozorování jednotlivých čerpacích zařízení paliva.

V zásadě vyskytují se dvě methody, pomocí nichž se dopravuje tekuté palivo z nádržky na místo určení a při obou se užívá přesného odměření dávek.

U jedné užívá se, jak již na jiném místě bylo řečeno, zvláštních čerpadel, u druhé uplatňuje se ssavý účinek pístu v periodě ssací.

Nechť užívá se methody kterékoliv, vždy jest třeba dbáti toho, aby otvory ventilů vzduch a palivo přivádějících byly uvolněny v poměru složek třaskavé směsi.

Pokud se týče množství paliva, jest třeba vždy dodati ho množství tak veliké, aby dosaženo bylo efektu, kterého na motoru požadujeme. Ve příčině doby dodávání paliva dlužno dbáti zvláštností ssací periody, v čemž náleží největší obtíž, jež se staví v cestu správnému napájení motoru.

Nebylo by správným, kdyby napájení motoru rozložilo se stejnoměrně na celou dobu trvání periody ssací, ve kterémž případě bylo by nezbytně třeba účtovati s různými proměnami tlaku, jaké přirozeně mezi pístem, víkem a v souvisících prostorech nastávají. Respektováním těchto změn nastala by u mechanismu napájecího značná složitost ústrojí, která by nevyhnutelně vedla k poruchám za dozoru v každém případě více méně neodborného, s jakým se u obsluhy motorů téměř pravidlem setkáváme.

Napájecí zřízení musí dodati nejen přesně odměřené množství paliva, ale musí ho dodati v době tou měrou příhodné, aby celé ono množství mohlo se v motoru při úpravě výbušné směsi uplatniti.

Pravidlem provádí se napájení motoru umístěním dávky paliva přiměřeně připravené na příhodném místě, buď v prostoru odpařovacím nebo rozprašovacím, odkud je proud vzduchu ssacím účinkem pístu unáší a rozprostírá ve válci.

Pokud se týče dopravování paliva na místo určení pouze ssavým účinkem pístu, provádí se jeho přívod tak, že z výše položené nádoby ubírá se určité množství, jež se přivádí v mísicí ventily vzájemně spojené, nebo ovládané jednotlivě, neb se dávka paliva bez účinku výše položené nádržky ponechává působení ssavě účinkujícího pístu. V tomto případě nachází se zásoba paliva v nádobě před napájecím ventilem uložené, a sice zásobou o stále stejné výši, kontrolované plovákem, z níž v příhodné chvíli uniklo tolik paliva do vzduchové trubice a k rozprašovači, kolik jest ho třeba.

Napájení motoru pomocí pump i pouze účinkem pístu v době periody ssací má různé výhody i nevýhody. Pokud se posledních týče, může opotřebením některých účinkujících součástí následkem netěsnosti nastati nedokonalé napájení.

Při užití napájecích pump dostává se motoru o velice jemný orgán více než při pouhém ssání paliva pístem válce, avšak okolnost tato nepadá příliš na váhu, béře-li se zřetel ku celkovému konstruování stroje a jest mnoho konstruktérů, kteří se zálibou užívají pump a rovněž mnoho mechaniků, kteří v této příčině zaujímají stanovisko opačné.

U soustav, u nichž se děje napájení ssavým účinkem pístu motorového, přitéká palivo, jak výše uvedeno, buď z výše položené nádoby do rozprašovače a k odpařovači, nebo nachází se ho již připravená zásoba ve vzduchovodu, kde účinkem proudu vzduchu se uchvacuje rozprašuje a přivádí taktéž k odpařovači.

Podobné provedení celého mechanismu znázorněno na detailních obrazech jednotlivých motorů.

I zařízení pump na palivo znázorněno na jednotlivých příkladech a doloženo přiměřeným vysvětlením, takže zbývá zde pouze uvedení různých rozmanitostí.

Pumpy opatřeny jsou pístem, účinkujícím ssavě i výtlačně. Píst jest pravidlem ovládán spodem a jeho účinek ssací podporuje spirálové péro, vytlačování paliva provádí se opačným pohybem pístu za spolupůsobení pákového převodu.

Utěsnění pístu dociluje se přesným opracováním ploch, při čemž působí kov na kov, nebo se užívá těsnidel v podobě kožených kroužků, které vnitřním obvodem doléhají na zevní plochu pístu.

Větším neb menším pohybem pístu upravuje se velikost dávky paliva.

V jiném případě zastává píst úlohu pouze podřízenou, svěřuje se mu vedení pomocí cívky a jest ovládán taktéž spirálným pérem a pákou. Na temeně pístu nachází se plechová ploská nádoba, do níž se ssaje a opačným chodem vytlačuje palivo.

Nejdůležitějšími součástkami každé pumpy jsou ventily, na jichž správném dosedání záleží především přesnost výkonu.

V této příčině dostává se ventilům nejbedlivějšího obroušení dosedných ploch.

Avšak i přesným zabroušením ventilů a bezvadnou výkonností jich per nedocílí se správné jich funkce, nedostane-li se jim paliva čistého, bez cizorodých pevných těles. V jemném ústrojí ventilovém stačí zcela nepatrné zrnko jakékoliv pevné hmoty, aby v dosedání nastala porucha, která má vždy nepříznivý vliv na správný chod stroje.

Této vadě čelí se procezováním paliva, dříve než přichází ve styk s ventily. Cezení provádí se dutým válcem z velice jemného drátěného pletiva, do něhož se palivo vtlačuje zevně nebo z vnitra.