Garo variklis sukėlė tikrą pramonės revoliuciją, kuri ištraukė žmones iš tamsios praeities ir pastūmėjo juos į mūsų laikus. Arba, jei matote istoriją tamsiau, ji surinko žmones iš laukų ir sustatė juos į gamyklas ir kasyklas. Gamyklose kadaise puškavo daugybė garo variklių, kurie per plokščius diržus ir skridinius suko stakles, konvejerius ir kitus įrenginius. O virš tų garo variklių sukosi į poras sujungti rutuliai. Kam jie buvo skirti?
Patys garo varikliai iš pramonės jau seniai yra išstumti ir dabar juos galite rasti įvairiuose muziejuose. Atkreipkite dėmesį, kaip gražiai jie iš tikrųjų atrodo – poliruotos ar dažytos detalės, ornamentuotos kolonos, suderintos proporcijos ir formos. Stacionarūs pramoniniai garo varikliai buvo gaminami labai ilgam laikui ir buvo kuriami atsižvelgiant į estetikos principus. Bet, žinoma, tie rutuliai ten yra ne dėl grožio.
Įdomu tai, kad tie rutuliai buvo išrasti prieš pramonės revoliuciją. Tai – centrifuginis reguliatorius, skirtas garo variklio apsukoms valdyti. Vidaus degimo variklio apsukos reguliuojamos valdant degalų mišinio tiekimą – automobilyje tai darote spausdami/atleisdami akceleratoriaus pedalą. Garo variklis šiuo požiūriu yra kiek sudėtingesnis, nes apsukos priklauso nuo garo slėgio. Garo generatoriai dažnai buvo kūrenami anglimi, o tai tiesiog nėra labai tikslu. Kitaip tariant, slėgis gamyklos garo sistemoje galėjo būti tai aukštesnis, tai žemesnis, priklausomai nuo kuro krosnyse, aplinkos temperatūros ir daugybės kitų faktorių. Be to, tas pats garo generatorius dažnai maitino kelis variklius. Vieną staiga išjungus, garo slėgis sistemoje galėjo staiga pakilti ir priversti kitus variklius suktis gerokai greičiau – galbūt net pavojingai greitai. Taigi, reikėjo tikslaus būdo garo variklio greičiui valdyti.
Jamesas Wattas, vienas iš pagrindinių garo variklio kūrėjų, centrifuginį reguliatorių garo varikliui pritaikė 1788 metais. Paprastai tariant, tai yra įrenginys su mažiausiai dviem besisukančiais svoriais, kurie dažniausiai yra apvalūs. Kuo greičiau jie sukasi, tuo labiau išcentrinė jėga juos meta į šalis. Galiausiai jie pakyla, timpteli už prie jų pritvirtintų svirčių ir išleidžia dalį garo arba nukreipia jį atgal į sistemą, taip sumažindami variklio apsukas. Tada tie rutuliai vėl nusileidžia.
Toks reguliatorius veikia ir priešinga kryptimi: jei variklis sukasi per lėtai, rutuliai Žemės traukos dėka prisiglaudžia prie ašies, uždaro sklendes ir padidina slėgį sistemoje, kad variklis galėtų įsibėgėti. Žinoma, centrifuginis reguliatorius pats yra reguliuojamas, o prie kiekvieno garo variklio 18-19 amžiuje buvo bent po vieną inžinierių brangiam įrenginiui prižiūrėti. Jie, beje, turėjo būti atsargūs – tie rutuliai buvo žinomi kaip dažni traumų sukėlėjai.
Paprastai tariant, centrifuginis reguliatorius yra labai paprastas mechaninis įrenginys, kuris išcentrinės jėgos pagalba valdo aukšto slėgio garo tiekimą ir variklio apsukas. Tai yra puikus automechaninės inžinerijos pavyzdys – įrenginys, kuris be jokių jutiklių ir kompiuterių automatiškai reguliuoja pramoninio įrenginio veikimą. Tik Wattas jo neišrado.
Centrifuginį reguliatorių dar 16 amžiuje išrado olandas Christiaanas Huygensas, bet ne garo varikliams, o paprastiems vėjo malūnams valdyti. Ten centrifuginis reguliatorius pagal malūno menčių sukimosi greitį reguliavo atstumą tarp girnų arba girnų sukimosi greitį. To reikia, nes pučiant labai stipriam vėjui girnos gali suktis per greitai, kaisti ir net kibirkščiuoti, sukurdamos rimtą gaisro pavojų įprastai dulkėtoje ir sausoje aplinkoje.
Centrifuginius reguliatorius turėjo ir kai kurie garvežiai, net kai kurie stacionarūs vidaus degimo varikliai. Su laiku šie prietaisai keitėsi ir sudėtingėjo, kad variklis dirbtų tolygiau, be apsukų šokinėjimo. O galiausiai, žinoma centrifuginiai reguliatoriai buvo pakeisti tikslesniais sprendimais.
