8.2.2.Первый тепловой двигатель универсального назначения и.И. Ползунова

И. Ползунов в 1763 г. разработал проект универсального теплового двигателя, по которому пар из котла подавался в один левый цилиндр, где поднимал поршень до крайнего верхнего положения. Затем из резервуара в цилиндр впрыскивалась струя холодной воды, что приводило к конденсации пара. В результате давления атмосферы на поршень он опускался, в то время как в правом цилиндре в результате давления пара поршень поднимался. Водо-парораспределение в машине И. Ползунова осуществлялось специальным автоматическим устройством. Непрерывное рабочее усилие от поршней машины передавалось на шкив, насаженный на вал, с которого движение передавалось водо-парораспределительному устройству, питательному насосу, а также рабочему валу, от которого приводились в движение воздуходувные меха.

8.2.3.Изобретение практически пригодного универсального теплового двигателя. Работы Дж. Уатта

Универсальный паровой двигатель, пригодный для практической эксплуатации, был изобретен английским теплотехником Дж. Уаттом. Он пришел к выводу, что хорошая работа атмосферной машины зависит от выполнения двух условий: во-первых, для получения сильного разряжения под поршнем надо производить в цилиндре возможно более полную конденсацию пара, а для этого как можно сильнее охлаждать цилиндр; во-вторых, чтобы избежать непроизводительных потерь пара, надо его впускать для последующего хода поршня из котла в неохлажденный, горячий цилиндр. Дж. Уатт предложил производить конденсацию пара в отдельном резервуаре – конденсаторе, сообщающемся с цилиндром. С 1778 г. Дж. Уатт начинает работать над изобретением машин с непрерывным вращательным движением. В результате была создана машина двойного действия – универсальный тепловой двигатель. Принцип действия заключался в том, что пар из котла поступал через золотник в цилиндр. Золотник позволял подавать пар то с одной стороны поршня, то с другой, создавая тем самым необходимое давление на поршень. Важнейшие нововведения, которые внес Дж. Уатт в машину двойного действия, сводятся к следующему:

1. В отличие от первой пароатмосферной машины 1769 г. в машине, запатентованной в 1784 г., был применен принцип двойного действия, т.е. пар попеременно действовал то на одну, то на другую сторону поршня.

2. Для подачи пара в разные полости цилиндра он использовал специальное приспособление – золотник.

3. Для выравнивания вращательного движения Дж. Уатт применил маховое колесо.

4. Для преобразования в балансирной машине качательного движения поршня в непрерывное Дж. Уатт изобрел специальный механизм, обеспечивающий прямолинейность движения штока поршня, связанного с одним концом балансира (так называемый параллелограмм Дж. Уатта), а также несколько способов преобразования прямолинейного движения во вращательное движение.

Одним из важных механизмов в паровой машине двойного действия был механический центробежный регулятор, который при помощи специальной дроссельной заслонки в паропроводящей трубе регулировал поступление пара в машину.

«Только с изобретением второй машины Уатта, - писал К. Маркс, - был найден первичный двигатель, который, потребляя уголь и воду, сам производит двигательную силу и мощность, который находится всецело под контролем человека; двигатель, который подвижен и сам является средством передвижения».

К 70-м гг. XIX в. паровая машина универсального применения прочно вошла во все сферы хозяйственной жизни капиталистических стран Европы и Америки.