История двигателя внутреннего сгорания: История двигателя внутреннего сгорания

Содержание

История создания двигателей внутреннего сгорания

История создания двигателей внутреннего сгорания

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

Ссылки

История создания двигателей внутреннего сгорания

История создания двигателей внутреннего сгорания

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

Ссылки

История создания двигателей внутреннего сгорания

История создания двигателей внутреннего сгорания

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

Ссылки

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

В качестве энергетических установок для транспорта наибольшее распространение получили поршневые двигатели внутреннегосгорания.

Особенностью тепловых двигателей этого типа является то, что процесс сгорания топливо-воздушной смеси и преобразование тепловой энергии в механическую происходят непосредственно вцилиндредвигателя.

Положительные свойства двигателей внутреннего сгорания: компактность, высокая экономичность и долговечность, а также возможность использования в них жидкого и газообразного топлива привели к тому, что после появления этих двигателей в начале второй половины XIXв. они вскоре заменили паровую машину.

Первыми двигателями внутреннего сгорания, работавшими на газовом топливе, были двухтактные двигатели Ленуара (1860 г., Франция), Н. Отто и Э. Лангена (1867 г., Германия) и четырехтактный двигатель с предварительным сжатием смеси Н. Отто (1876 г.).

Организация в конце XIXв. промышленной переработки нефти способствовала созданию, а затем и производству двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе: карбюраторные двигатели с искровым зажиганием, калоризаторные двигателии двигателисвоспламенениемотсжатия — дизели.

В России первый двигатель с искровым зажиганием был построен в 1889 г. по проекту инженера И. С. Костовича. В 1899 г. на заводе Э. Нобеля в Петербурге (ныне завод «Русский дизель») был построен промышленный образец высокоэкономичного двигателя с воспламенением от сжатия. Этот двигатель в отличие от двигателя, построенного немецким инженером Р. Дизелем (1897 г.) и работавшего на керосине, мог работать на природной (сырой) нефти и ее погонах. В течение короткого времени конструкция этого двигателя, названного дизелем, была значительно усовершенствована ион сталширокоприменятьсявэнергетических стационарных установках, на судах и т. п. В настоящее время дизели применяются на тепловозах, тракторах, автомобилях средней и большой грузоподъемности и на других транспортных машинах.

На автомобильном транспорте широкое применение получили карбюраторные двигатели. Они устанавливаются на всех легковых автомобилях и на грузовых автомобилях малой и средней груз опо дъемности.

В нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции, особенно в период первых пятилеток, стало быстро развиваться производство двигателей внутреннего сгорания различного назначения, в том числе и автомобильных. Автомобильные карбюраторные двигатели и дизели непрерывно совершенствуются. Модернизируются старые конструкции двигателей и ставятся на производство новые, имеющие большую экономичность и надежность при меньшей массе, приходящейся на единицу мощности.

Успешное развитие двигателей внутреннего сгорания, создание опытных конструкций и промышленных образцов в значительной мере связаны с исследованиями и разработкой теории рабочих процессов. В 1906 г. профессор Московского высшего технического училища В. И. Гриневецкий впервые разработал метод теплового расчета двигателя. Этот метод в дальнейшем был развит и дополнен чл.-корр. АН СССР Н. Р. Брилингом, проф. Е. К. Мазингом, акад. Б. С. Стечкиным и др.

Анализ развития энергетических установок для автомобильного транспорта показывает, что в настоящее время двигатель внутреннего сгорания является основным силовым агрегатом и еще возможно его дальнейшее совершенствование.

История двигателя внутреннего сгорания — маслотрейд

Первый двигатель внутреннего сгорания

Людям до сих пор не известна точная дата или хотя бы век изобретения первого ДВС, однако в любом случае, его предшественником считается паровая машина. Естественно, паровые машины по сравнению с нынешними агрегатами были громоздкими, и поворотом ключа их завести было нельзя.

Начало к переходу от паровых двигателей к ДВС положил французский инженер Филипп Лебон в 1799 году, открыв светильный газ, а, затем, спустя два года, получив патент на разработку и конструкцию газового двигателя. Позже продолжил дело после смерти Лебона, построивший по личным чертежам газовый двигатель бельгиец Жан Этьен Ленуар в 1860 году, в котором воспламенение горючей смеси осуществлялось с помощью электрической искры, как и сейчас. Нормальному режиму работы двигателя мешал эффект линейного расширения. Чтобы устранить его, были изобретены специальные смазочные материалы и системы охлаждения. Так свет увидел первый в мире двухтактный двигатель внутреннего сгорания.

Применять в качестве топлива бензин 1872 году предложил американец Брайтон, так появился первый карбюратор. Конечно, от совершенства он оказался далек , еще около 10 лет в основном двигатели работали на газу.  И только в 1882 году, когда Вильгельму Майбаху и Юлиусу Даймлеру удалось сконструировать полноценный бензиновый двигатель. Вслед за двухтактными ДВС начали производиться четырехтактные моторы, их принцип работы актуален и по сегодняшний день.

Эволюция двигателей — эволюция масел

20-е столетие с самого начала стало настоящей эпохой развития технологического прогресса, а также новых достижений. Паровые машины «Титаника», аэроплан братьев Райт, турбины «Наутилус» — первой американской атомной подлодки. Моторы всех этих уникальных для того времени машин смазывались маслами Mobil™. Этими же маслами пользовались Чарльз Линдберг, который совершил одиночный перелет через Атлантику и адмирал Берд, достигший первым Северного полюса по воздуху.

С развитием системы ДВС все производители моторных масел старались совершенствовать свою продукцию путем различных высокотехнологичных решений, при этом, именно продукция марки Mobil не только всегда соответствовала современным требованиям, но иногда и частично предвосхищала будущее.

Современные реалии

Технологии автомобилей с каждым годом совершенствуется: снижаются объемы вредных выбросов, повышается безопасность, растет эффективность ДВС. И вместе с тем , ужесточаются требования к показателям качества смазочных материалов. В развитых странах внедряют новые экологические нормы, тем самым стимулируя производителей разрабатывать продукты, снижающие расход топлива.

Мировые запасы нефти ограничены, и используемые ныне двигатели внутреннего сгорания со временем станут нецелесообразными. Более актуальными станут автомобили, работающие на альтернативном топливе. Однако трение не денется никуда, а значит, работа для масел Mobil 1™ непременно найдется.

История создания двигателя внутреннего сгорания.

                                                               
Моторы внутреннего сгорания, работающие на основании законов термодинамики, являются на данный момент одними из самых популярных среди остальных аналогов.  Такие двигатели имеются как в самолетах, так и в автомобилях, бензопилах и т.д. На данный момент, никакие альтернативные варианты не могут исправить ситуацию с моторами. В нашей статье мы расскажем об истории создания такого чудесного аппарата как двигатель внутреннего сгорания.  

Данный прибор изобрели в начале девятнадцатого столетия. Именно тогда в 1807 году французский ученый Исаак да Риваз построил первый аналог ДВС, который был поршневым и работал на водороде. Хотя данный аппарат был совсем непригодным практически, но это была первая ласточка перед настоящей промышленной революцией. 

Через 53 года еще одним французским изобретателем Этеном Ленуром  был создан первый пригодный ДВС. Она был двухтактным, а также обладал мощностью почти в 12 лошадиных сил. Работала данный агрегат на смеси воздуха и светильного газа, а также имел электрическое искровое зажигание. Внешне такой двигатель выглядел как одноцилиндровая горизонтальная машина. Несмотря на то, что его КПД составлял всего 4,65 процентов, он использовался на некоторых европейских лодках.

На основе изобретения Ленуара немецкий изобретатель Николаус Отто через три года создал двухтактных более совершенный ДВС. Работал он на атмосферном газе, а также имел  зажигание открытым огнем. У этого прибора имелся уже примерно 15-процентный коэффициент полезного действия. Свое изобретение Отто усовершенствовал в далеком 1876 году, построив уже четырехтактный двигатель внутреннего сгорания.  

А вот первый бензиновый двигатель изобрели в Российской империи в 1880-ых годах. Его автором является Огнеслав Костович. 

На основе этого изобретения Вильгель Майбах вместе Готлибой Даймлером создали свой ДВС, но более легкий, нежели изобретение Костовича.  Это помогло данным изобретателям в 1885 году дать миру первый мотоцикл, а в 1886 – первый автомобиль.

Нужны выдвижные маркизы? Компания «Трилогия» предлагает изделия на заказ по доступным ценам.

                                                                        

История двигатель внутреннего сгорания

Первый двигатель внутреннего сгорания: с чего все началось

Разработка первого двигателя внутреннего сгорания длилась почти два века, пока автомобилисты смогут узнать прототипы современных моторов. Все начиналось с газа, а не с бензина. В число людей, которые приложили свою руку к истории создания, являются — Отто, Бенц, Майбах, Форд и другие. Но, последние научные открытия перевернули весь автомир, поскольку отцом первого прототипа считался совсем не тот человек.

Леонардо и здесь руку приложил

До 2016 года основателем первого двигателя внутреннего сгорания считался Франсуа Исаак де Риваз. Но, историческая находка, сделанная английскими учеными, перевернула весь мир. При раскопках вблизи одного из французских монастырей, были найдены чертежи, которые принадлежали Леонардо да Винчи. Среди них был чертеж двигателя внутреннего сгорания.

Конечно, если смотреть на первые двигатели, которые создавали Отто и Даймлер, то можно найти конструктивные сходства, а вот с современными силовыми агрегатами их уже нет.

Легендарный да Винчи опередил свое время почти на 500 лет, но поскольку был скован технологиями своего времени, а также финансовыми возможностями, так и не смог сконструировать мотор.

Детально исследовав чертеж, современные историки, инженеры и автоконструкторы с мировым именем, пришли к выводу, что данный силовой агрегат мог работать и довольно продуктивно. Так, компания Форд занялась разработкой прототипа двигателя внутреннего сгорания, основываясь на чертежах да Винчи. Но, эксперимент удался только наполовину. Двигатель завести не удалось.

Но, некоторые современные доработки позволили, все-таки дать жизнь силовому агрегату. Он так и остался экспериментальным прототипом, но кое-что компания Форд, все-таки почерпнула для себя — это размер камер сгорания для легковых автомобилей В-класса, который составляет 83,7 мм. Как оказалось — это идеальный размер для сгорания воздушно-топливной смеси для такого класса моторов.

Инженерия и теория

Согласно историческим фактам, в XVII веке голландский ученый и физик Кристиан Хагенс разработал первый теоретический двигатель внутреннего сгорания на пороховой основе. Но, как и Леонардо был скован технологиями своего времени и воплотить свою мечту в реальность так и не смог.

Франция. 19 век. Начинается эпоха массовых механизаций и индустриализаций. В это время, как раз и можно создать, что-то невероятное. Первый, кто сумел собрать двигатель внутреннего сгорания, был француз Нисефор Ньепс, который он назвал — Пирэолофор. Он работал с братом Клодом, и они вместе до создания ДВС презентовали несколько механизмов, которые не нашли своих заказчиков.

В 1806 году в национальной французской академии прошла презентация первого мотора. Он работал на угольной пыли и имел ряд конструктивных недоработок. Несмотря на все недостатки, мотор получил положительные отзывы и рекомендации. Вследствие этого братья Ньепсе получили финансовую помощь и инвестора.

Первый двигатель продолжал развиваться. Более совершенный прототип был установлен на лодки и небольшие корабли. Но, Клоду и Нисефору этого было не достаточно, они хотели удивить весь мир, поэтому изучали разные точные науки, чтобы совершенствовать свой силовой агрегат.

Так, их старания увенчались успехами, и в 1815 году Нисефор находит труды химика Лавуазье, который пишет, что «летучие масла», которые являются частью нефтепродуктов, при взаимодействии с воздухов могут взрываться.

1817 год. Клод едет в Англию, с целью получения нового патента на двигатель, так как во Франции срок действия подходил к концу. На этом этапе братья расстаются. Клод начинает работать над мотором самостоятельно, не уведомив об этом брата, и требует с него денег.

Разработки Клода нашли подтверждение только в теории. Изобретенный двигатель не нашел широкого производства, поэтому стал частью инженерной истории Франции, а Ньепса увековечили памятником.

Сын известного физика и изобретатель Сади Карно издал трактат, который сделал его легендой автомобилестроительной индустрии и делает его знаменитым на весь мир. Работа насчитывала 200 экземпляров и называлась «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» изданная в 1824 году. Именно с этого момента начинается история термодинамики.

1858 год. Бельгийский ученый и инженер Жан Жосефа Этьен Ленуара собирает двухтактный двигатель. Отличительными элементами было то, что он имел карбюратор и первую систему зажигания. Топливом служил каменноугольный газ. Но, первый прототип работал всего несколько секунд, а потом навсегда вышел со строя.

Случилось это потому, что мотор не имел систем смазки и охлаждения. При этой неудачи Ленуар не сдался и продолжил работу над прототипом и уже в 1863 году мотор, установленный на 3-х колесный прототип автомобиля, проехал исторические первые 50 миль.

Все эти разработки положили начало эре автомобилестроения. Первые двигатели внутреннего сгорания продолжали разрабатываться, и их создатели увековечили свои имена в истории. Среди таких были — австрийский инженер Зигфрид Маркус, Джордж Брайтон и другие.

Руль принимают легендарные немцы

В 1876 году эстафету начинают принимать немецкие разработчики, чьи имена в наши дни гремят громко. Первый, кого следует отметить, стал Николас Отто и его легендарный «цикл Отто». Он первый разработал и сконструировал прототип двигатель на 4-х цилиндрах. После этого уже в 1877 году он патентует новый двигатель, который лежит в основе большинства современных моторов и самолетов начала 20 века.

Еще одно имя в истории автомобилестроения, которое многие знают и сегодня — Готлиб Даймлер. Он со своим другом и братом по инженерии Вильгельмом Майбахом разработали мотор на газовой основе.

1886 год стал переломным, поскольку именно Даймлер и Майбах создали первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Силовой агрегат получил название «Reitwagen». Этот движок ранее устанавливался на двухколесные транспортные средства. Майбах разработал первый карбюратор с жиклерами, который также эксплуатировался достаточно долго.

Для создания работоспособного двигателя внутреннего сгорания великим инженерам пришлось объединить свои силы и умы. Так, группа ученых, в которую вошли Даймлер, Майбах и Отто начали собирать моторы по две штуки в день, что на тот момент было большой скоростью. Но, как и всегда бывает, позиции ученых в совершенствовании силовых агрегатов разошлись и Даймлер уходит с команды, чтобы основать свою компанию. Вследствие этих событий Майбах следует своему другу.

1889 год Даймлер основывает первую автомобилестроительную фирму «Daimler Motoren Gesellschaft». В 1901 году Майбах собирает первый Мерседес, который положил начало легендарному немецкому бренду.

Еще одним не менее легендарным немецким изобретателем становится Карл Бенц. Его первый прототип двигателя мир увидел в 1886 году. Но, до момента создания первого своего мотора, он успел основать фирму «Benz & Company». Дальнейшая история просто потрясающая. Впечатленный разработками Даймлера и Майбаха, Бенц решил слить все компании воедино.

Так, сначала «Benz & Company» сливается с «Daimler Motoren Gesellschaft», и становиться «Daimler- Benz». Впоследствии соединение коснулось и Майбаха и компания стала называться «Mersedes- Benz».

Еще одно знаменательное событие в автомобилестроение случилось в 1889 году, когда Даймлер предложил разработку V-образного силового агрегата. Его идею подхватил Майбах и Бенц, и уже в 1902 году V-образные двигатели начали выпускаться на самолеты, а позже на автомобили.

Отец основатель автоиндустрии

Но, как не крути, самый большой взнос в развитие автомобилестроения и автодвигательных разработок внес американский конструктор, инженер и просто легенда — Генри Форд. Его лозунг: «Автомобиль для всех» нашел признание у простых людей, что и привлекло их. Основав в 1903 году компанию «Форд», он не только принялся за разработку нового поколения двигателей для своего автомобиля Форд А, но и дал новые рабочие места простых инженерам и людям.

В 1903 году против Форда выступил Селден, который утверждал, что первый использует его разработку двигателя. Судебный процесс длился целых 8 лет, но при этом, ни один из участников, так и не смог выиграть процесс, поскольку суд решил, что права Селдена не нарушены, а Форд использует свой тип и конструкцию мотора.

В 1917 году, когда США вступила в первую мировую войну, компания Форд начинает разработку первого тяжелого двигателя для грузовых автомобилей с повышенной мощностью. Так, к концу 1917 года Генри представляет первых бензиновый 4-х тактный 8-ми цилиндровый силовой агрегат Форд М, который начала устанавливаться на грузовые автомобили, а в последствие и во время 2-й мировой на некоторые грузовые самолеты.

Когда другие автомобилестроители переживали не самые лучшие времена, то компания Генри Форда процветала и имела возможность разрабатывать все новые варианты двигателей, которые нашли применение среди широкого автомобильного ряда автомобилей Форд.

Вывод

По сути, первый двигатель внутреннего сгорания изобрел Леонардо да Винчи, но это было только в теории, поскольку он был скован технологиями своего времени. А вот первый прототип поставил на ноги голландец Кристиан Хагенс. Потом были разработки французских братьев Ньепс.

Но, все же массовой популярности и разработки двигатели внутреннего сгорания получили с разработками таких великих немецких инженеров, как Отто, Даймлер и Майбах. Отдельно стоит отметить заслуги в разработках моторов отца основателя автоиндустрии — Генри Форда.

История двигателя внутреннего сгорания

Двигатель – одно из основных составляющих автомобиля. Без изобретения двигателя автомобилестроение, скорее всего, остановилось в развитии сразу же после изобретения колеса.  Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость. Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели. Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали «пирэолофор».  В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах. Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения  — 1858. Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель  — добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин. Устройство было крайне несовершенным  — сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства. В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час. В 1873 году еще один инженер  — Джордж Брайтон – смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность. В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию. В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только на бумаге.

1185 году в истории автомобилестроения появляется громкое имя – Готтлиб Даймлер. Он смог не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя – с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором.  Это был первый компактный двигатель, который к тому же способствовал развитию приличной скорости перемещения.

Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал Карл Бенц.

В 1903 году предприятия Даймлера и Бенца объединились, дав начало  полноценному предприятию автомобилестроения. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.

История создания двигателей внутреннего сгорания — это… Что такое История создания двигателей внутреннего сгорания?

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

  • Двигатель внутреннего сгорания

Ссылки

История создания двигателя внутреннего сгорания

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Общая часть

Двигатель внутреннего сгорания ДВС — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива преобразуется в механическую работу.

Несмотря на то, что ДВС являются относительно несовершенным типом тепловых машин, благодаря своей автономности ДВС очень широко получили свое распространение в авто транспорте.

Основными видами топлива для автомобильных двигателей внутреннего сгорания служит бензин, газ и дизельное топливо. Автомобильный двигатель может работать и на других видах топлив, на первый взгляд достаточно экзотичных, например: на растительном масле, спирте, водороде, сырой нефти, мазуте.

Бензин и газ относиться к легким топливам, с внешним смесеобразованием. Топливо воздушная смесь образуется вне цилиндров, например в карбюраторе, или во впуском трубопроводе.

Дизельное топливо принадлежит к тяжелым видам топлив, которое воспламеняется от высоких температур и давления, эти параметры достигаются в камере сгорания цилиндре двигателя в конце такта сжатия при повышении давления до 30 атмосфер и более.

Двигатели которые работают на «тяжелых» топливах, относятся к двигателям с внутренним «смесеобразованием».

1.1 История создания ДВС

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения. Изобретатели взялись за конструирование двигателей, способных заменить паровую машину, при этом топливо сгорало бы не в топке, а непосредственно в цилиндре двигателя.

1.2 Филипп Лебон

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

1.3 Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

1.4 Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженеромЛангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два — в Москве и Петербурге.

2. Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

2.1 Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый калильный бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой трубочки, вставляемой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

2.2 Создания дизельного двигателя внутреннего сгорания

В 1824 году Сади Карно формулирует идею цикла Карно, утверждая, что в максимально экономичной тепловой машине нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо «изменением объёма», то есть быстрым сжатием. В 1890 году Рудольф Дизель предложил свой способ практической реализации этого принципа. Он получил патент на свой двигатель 23 февраля 1892 года (в США в 1895 году), в 1893 году выпустил брошюру. Ещё несколько вариантов конструкции были им запатентованы позднее. После нескольких неудач первый практически применимый образец, названый Дизель-мотором, был построен Дизелем к началу1897 года, и 28 января того же года он был успешно испытан. Дизель активно занялся продажей лицензий на новый двигатель. Несмотря на высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной практическое применение такого двигателя было ограниченным: он уступал паровым машинам того времени по размерам и весу.

Первые двигатели Дизеля работали на растительных маслах или лёгких нефтепродуктах. Интересно, что первоначально в качестве идеального топлива он предлагал каменноугольную пыль. Эксперименты же показали невозможность использования угольной пыли в качестве топлива — прежде всего из-за высоких абразивных свойств как самой пыли, так и золы, получающейся при сгорании; также возникали большие проблемы с подачей пыли в цилиндры. автомобильный двигатель бензиновый

Инженер Экройд Стюарт (англ.)русск. ранее высказывал похожие идеи и в 1886 году построил действующий двигатель (см. полудизель). Он предложил двигатель, в котором воздух втягивался в цилиндр, сжимался, а затем нагнетался (в конце такта сжатия) в ёмкость, в которую впрыскивалось топливо. Для запуска двигателя ёмкость нагревалась лампой снаружи, и после запуска самостоятельная работа поддерживалась без подвода дополнительного тепла. Экройд Стюарт не рассматривал преимущества работы от высокой степени сжатия, он просто экспериментировал с возможностями исключения из двигателя свечей зажигания, то есть он не обратил внимания на самое большое преимущество — топливную эффективность.

Независимо от Дизеля в 1898 году на Путиловском заводе в Петербурге инженером Густавом Тринклером был построен первый в мире «бескомпрессорный нефтяной двигатель высокого давления», то есть дизельный двигатель в его современном виде сфоркамерой, который назвали «Тринклер-мотором». При сопоставлении двигателей постройки «Дизель-мотора» и «Тринклер-мотора» русская конструкция, появившаяся на полтора года позднее немецкой и испытанная на год позднее, оказалась гораздо более совершенной и перспективной. Использование гидравлической системы для нагнетания и впрыска топлива позволило отказаться от отдельного воздушного компрессора и сделало возможным увеличение скорости вращения. «Тринклер-моторы» не имели воздушного компрессора, а подвод тепла в них был более постепенным и растянутым по времени по сравнению с двигателем Дизеля. Российская конструкция оказалась проще, надежнее и перспективнее немецкой. Однако под давлением Нобелей и других обладателей лицензий Дизеля работы над двигателем в 1902 году были прекращены.

В 1898 г. Эммануэль Нобель приобрел лицензию на двигатель внутреннего сгорания Рудольфа Дизеля. Двигатель приспособили для работы на нефти, а не на керосине. С 1899 г. Механический завод «Людвиг Нобель» в Петербурге развернул массовое производство дизельных двигателей. В 1900 г на Всемирной выставке в Париже дизельный двигатель получил Гран-при, чему способствовало известие, что завод Нобеля в Петербурге наладил выпуск двигателей, работавших на сырой нефти. Этот двигатель получил в Европе название «русский дизель». Выдающийся русский инженер Аршаулов впервые построил и внедрил топливный насос высокого давления оригинальной конструкции — с приводом от сжимаемого в цилиндре воздуха, работавший с бескомпрессорной форсункой (В. Т. Цветков, «Двигатели внутреннего сгорания», МАШГИЗ, 1954 г.).

В настоящее время для обозначения ДВС с воспламенением от сжатия используется термин «двигатель Дизеля», «дизельный двигатель» или просто «дизель», так как теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей этого типа. В дальнейшем около 20—30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива с воздушными компрессорами не позволяли применять дизельные двигатели в высокооборотных агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работысистемы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизельных двигателей на автотранспорте.

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время. Он же создал удачную модификацию бескомпрессорной форсунки. Востребованный в таком виде высокооборотный дизельный двигатель стал пользоваться всё большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу карбюраторных двигателей (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях: с 50-х — 60-х годов XX века дизельный двигатель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.

В дальнейшие годы происходит рост популярности дизельных двигателей для легковых и грузовых автомобилей, не только из-за их экономичности и долговечности, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время имеют модели с дизельным двигателем.

Дизельные двигатели применяются также на железной дороге. Локомотивы, использующие дизельный двигатель — тепловозы — являются основным видом локомотивов на неэлектрифицированных участках, дополняя электровозы за счёт автономности. Тепловозы перевозят до 40 % грузов и пассажиров в России, они выполняют 98 % маневровой работы. Существуют также одиночные автомотрисы, дрезины и мотовозы, которые повсеместно используются на электрифицированных и неэлектрифицированных участках для обслуживания и ремонта пути и объектов инфраструктуры. Иногда автомотрисы и небольшие дизель-поезда называют рельсовыми автобусами.

Заключение

Таким был путь развития двигателей внутреннего сгорания, принесший в нашу жизнь комфорт и скорость перемещения. ДВС в настоящее время широко применяются в автомобиле строении, авиации, лодочной техники и т.д. Дальнейшее развитие этого направления покажет время, но уже сейчас конструкторы предлагают достаточно интересные альтернативные варианты ДВС.

Список используемой литературы

1. It-day.ru/technic/65-dvs/html

2. Pro-tank.ru/nachalo-tankostroeniya/253-dvidateli

3. Autology/jimdo.com

4. «Автомобиль. Устройство. Эксплуатация и ремонт» Авторы: Милушин, Надеждин, Плеханов, Шестопалов. Москва. «Транспорт» 1966

5. «Отечественные автомобили» Авторы: Анохин. Москва. «Машиностроение» 1968.

6. «Техническая эксплуатация автомобилей» Авторы: Кузнецов. Москва. «Транспорт» 1991

Размещено на Allbest.ru



Краткая история двигателя внутреннего сгорания

Колеса продолжают вращаться

Первый — или был?

Сколько других добились успеха, но потерпели неудачу? Кажется, что в истории больше дыр, чем в колесе швейцарского сыра. Я обнаружил бензиновый цикл на первой странице журнала Scientific American от 14 февраля 1891 года. Изобретенный Эдвардом Батлером из Гринвича, Англия, этот трехколесный передний автомобиль имел элегантный двухцилиндровый четырехтактный двигатель с водяным охлаждением и электрическим зажиганием объемом 650 куб.На годы раньше ДеДиона и Боултона бензиновый цикл сделал Reitwagen Готлиба Даймлера похожим на средневековый период. В любом случае, возьмите любой справочник по истории мотоциклов, и вы не найдете упоминания об этом.

Построенный в 1888 году компанией Merryweather Fire Engine Company в Гринвиче, Англия, бензиновый цикл приводился в движение двигателем мощностью 5/8 л.с. с зажиганием от магнето (позже замененным катушкой и аккумулятором) и мог развивать скорость до 10 миль в час. У него было рулевое управление Аккермана, поворотные клапаны и поплавковый карбюратор — за пять лет до того, как Вильгельм Майбах изобрел свой карбюратор с распылителем в 1893 году.Двигатель с жидкостным охлаждением имел резервуар для воды, который также использовался как заднее крыло (идея, принятая Hilderbrand & Wolfmuller в 1894 году), и двигатель запускался с помощью сжатого воздуха.

Быть впереди своего времени не всегда хорошо. Проблема с созданием Балтера была не механической, а политической. Закон об английском красном флаге (Закон о локомотивах на автомагистралях) 1865 года ограничивал скорость всех самоходных транспортных средств до 2 миль в час в городах и 4 миль в час в сельской местности. Кроме того, для обслуживания транспортного средства требовалось три человека, один из которых должен был идти впереди транспортного средства, размахивая красным флагом, чтобы предупредить людей о его приближении.В выпуске «Английского механика» за 1890 год он писал: «Власти не одобряют его использование на дорогах, и вследствие этого я отказался от его дальнейшего развития». В 1896 году он разобрал бензиновый цикл на металлолом и продал свои патенты Гарри Лоусону, который изготовил двигатель для морского использования. По иронии судьбы, в том же году Закон о красном флаге был отменен.

Если не считать паровых велосипедов Сильвестра Роупера, история мотоциклов начинается только после того, как появился двигатель внутреннего сгорания.Граф Альберт ДеДион и Джордж Боултон производили паровые машины с 1883 года, но когда они разработали свои экспериментальные двигатели внутреннего сгорания, все изменилось. Четырехтактный двигатель DeDion мощностью 1/2 л.с. объемом 138 куб. см приводил в действие их первую линейку трехколесных велосипедов в 1895 году, и именно франшиза этого двигателя породила современный мотоцикл.

Сильвестр Ропер был известным изобретателем, у которого были финансы, доступ к современным производственным мощностям и обширные маркетинговые связи, чтобы развить свою страсть к мотоциклам.По крайней мере, двое его деловых партнеров строили паровые фургоны и ездили на них, как и Ропер до 1867 года, и он активно продвигал свои паровые велосипеды вплоть до своей смерти. Однако, прежде чем мотоциклы стали жизнеспособными, необходимо было разработать ряд разнообразных элементов. Одним из них был двигатель внутреннего сгорания.

История признает, что Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах построили первый мотоцикл с двигателем внутреннего сгорания (ВС) в 1885 году, а Карл Бенц построил свой двухтактный двигатель в 1879 году, чтобы привести в движение свой трехколесный Motowagen.И Диамлер, и Майбах работали с Николаусом Отто, который разработал первый успешный газовый двигатель. Фактически, компания N.A. Otto & Cie все еще работает. История двигателя внутреннего сгорания началась не в 1876 году, когда Николаус Отто разработал свой четырехтактный газовый двигатель, а сэр Дугалд Клерк построил первый успешный двухтактный двигатель. Зигфрид Маркус построил четыре действующих автомобиля — Strassenwagen — между 1868 и 1873 годами, но именно Этьен Ленуар разработал первый практичный газовый двигатель в 1860 году.Работая на бензине и используя электроискровое зажигание, двигатель Ленуара приводил в движение автомобиль, на котором он проехал из Парижа в Жуанвиль в 1862 году.

Чарльз и Фрэнк Дьюри получили признание за производство первых автомобилей с бензиновым двигателем в Америке (1893 г.). Чарльз благодарит Сэмюэля Мори за изобретение двигателя внутреннего сгорания, и в 1930-х годах он профинансировал строительство двух двигателей на основе патента Мори. Один находится в Смитсоновском институте, а другой принадлежит Дину Кеймену.

Как и Эдвард Батлер, капитан Сэмюэл Мори был человеком, опередившим свое время.Он построил и успешно эксплуатировал пароходы за много лет до Роберта Фултона и первым использовал боковые весла для движения. Он запатентовал роторную паровую машину, разработал новый способ получения «лампового газа», запатентовал удачный водонагреватель, работающий по тому же принципу, что и современные, а затем обратил внимание на горючие газы. Он не только построил «паровой двигатель», но и установил его на лодку и повозку в 1829 году. Мало что известно об успешной демонстрации лодки на реке Шуйлкилл в сентябре, но он вошел в историю на Маркет-стрит в Филадельфии, будучи первый человек в Соединенных Штатах, управлявший транспортным средством, работающим на газе, и второй в мире человек, попавший в автомобильную аварию.

К сожалению, патент Сэмюэля Мори был утерян во время большого пожара в Патентном доме в 1836 году, и хотя Чарльз Дьюри, очевидно, имел доступ к этим документам, они снова были «утеряны», пока не были вновь обнаружены в архивах Дартмутского колледжа в 2004 году. , карбюратор и два цилиндра, он удивительно похож на двигатели внутреннего сгорания, появившиеся полвека спустя. Он работал на легковоспламеняющемся скипидарном спирте и даже имел проволочную сетку для предотвращения попадания искр из камеры сгорания в карбюратор — деталь, которая была заново изобретена в 1872 году.Сэмюэл Мори получил широкое признание за свои достижения при жизни, но он не смог продать один из своих самых передовых патентов, и он был потерян для истории не один раз, а дважды!

Двигатель

Сэмюэля Мори предшествует первому коммерческому паровозу в Америке, но он не был первым, кто экспериментировал с внутренним сгоранием. За несколько месяцев до того, как Мори начал проектировать свой паровой двигатель, Сэмюэл Браун 4 декабря 1823 года запатентовал двигатель внутреннего сгорания и построил два рабочих образца, которые были продемонстрированы в его доме в Игл-Лодж в Бромптоне, Англия.В 1826 году он разработал еще один двигатель, в котором использовались водород и кислород. Подобно паровой машине Ньюкомена, он имел отдельные цилиндры сгорания и рабочий цилиндр, но вода циркулировала вокруг цилиндра с помощью насоса, и эта вода охлаждалась при контакте с наружным воздухом, как в современном двигателе с водяным охлаждением. Этот массивный двигатель имел рабочий объем 8800 куб. Другой источник утверждает, что три цилиндра имели диаметр цилиндра 12 дюймов и ход поршня 24 дюйма, но выдавали всего 4 л.с. Он установил его на четырехколесном транспортном средстве и утром 27 мая 1826 года перед небольшой толпой проехал вверх по Шутерс-Хилл в Гринвиче.

Двигатель

Сэмюэля Мори был намного меньше и намного сложнее двигателя Брауна, но оба они, как и атмосферный паровой двигатель Ньюкомена, были разработаны для создания вакуума в качестве движущей силы. Тем не менее, ни один из этих людей не был первым, кто построил действующие двигатели внутреннего сгорания, и они не были первыми, кто управлял транспортным средством, приводимым в действие такими двигателями.

На основании доклада, прочитанного перед Кембриджским философским обществом в 1820 году, становится очевидным, что преподобный В. Сесил построил экспериментальный двигатель с внутренним двигателем. Название этой статьи «О применении газообразного водорода для создания движущей силы в машинах с описанием двигателя, который приводится в движение за счет давления атмосферы на вакуум, вызванный взрывами газообразного водорода и атмосферного воздуха». вроде бы все сказано.Преподобный Сесил утверждал, что его двигатель работал со стабильной скоростью 60 об/мин и потреблял 17,6 кубических футов водорода в час. Взрыв произошел в цилиндре, и двигатель, по-видимому, был довольно шумным, как он утверждает: «Чтобы устранить шум, вызванный взрывом, нижний конец цилиндра A, B, C, D можно закопать в колодец или его можно поместить в большой воздухонепроницаемый сосуд». Он также упомянул двигатель, который продемонстрировал профессор Фариш, преподаватель механики в Кембридже. Двигатель Фариша работал на газе и воздухе, которые смешивались в цилиндре и взрывались при атмосферном давлении, но он, по-видимому, построил более ранний двигатель, работавший на порохе.Это самые ранние двигатели внутреннего сгорания — или были?

Просматривая названия патентов США, поданных до пожара 1836 года в патентном бюро, я заметил несколько перечисленных атмосферных двигателей. К сожалению, невозможно определить, были ли это паровые или газовые двигатели, если только они не включают слово «взрывоопасные». Также нет способа определить, были ли построены работающие двигатели по этим патентам.

Один такой экземпляр в 1811 году был подарен Августу Дэю из Бордентауна, штат Нью-Джерси, за его двигатель внутреннего сгорания и взрыва.Он внес усовершенствования и подал еще один патент под названием «Двигатель взрывной силы» 8 апреля 1812 года. Считается, что есть опубликованные отчеты о том, что этот двигатель действительно был построен. Конечно, не все изобретения были запатентованы, и не все попытки опубликованы. Утверждается, что Джон Салливан поручил Марку Брюнелю построить газовый двигатель, который использовался для приведения в движение лодки в Хобокене, штат Нью-Джерси, в 1798 или 1799 году. Учитывая достижения обоих мужчин, это утверждение правдоподобно и может быть одним из те забытые события в истории автомобильного транспорта.

Эксперименты с внутренним сгоранием проводились в Европе как раз тогда, когда новый паровой двигатель Джеймса Уатта только начинал коммерциализироваться. Патент Джона Барбера 1791 года был на двигатель, работающий на сгорании углеводородов и воздуха. Углеводороды будут создаваться путем внешнего сжигания дерева, угля, нефти или других горючих материалов, а затем смешиваться с воздухом во втором контейнере, который он назвал «взрывателем». Вспышка воспламененного газа вращала крыльчатку или вентилятор. Роберт Стрит разработал поршневой двигатель без сжатия в 1794 году.В его предложении каменноугольная смола, спирт или скипидар превращались в газ, а затем воспламенялись пламенем, горящим снаружи цилиндра. Сгорание заставило поршень подняться вверх и переместить вес. Филипп Лебон д’Амберсен запатентовал, но так и не построил машину, приводимую в действие осветительным (угольным) газом в 1801 году. Два насоса сжатого воздуха и газа по отдельности подавались в сосуд, где смесь должна была воспламениться. Расширение этих газов перетекало в цилиндр двойного действия и обеспечивало рабочую мощность на обоих концах цилиндра.Он даже предложил использовать электричество для воспламенения, и чтобы как производство этого электричества, так и два компрессорных насоса приводились в действие самим двигателем.

Реклама

Франсуа Исаак де Риваз, швейцарский изобретатель, запатентовал двигатель внутреннего сгорания в 1807 году. Двигатель работал на водороде и кислороде, хранящихся в воздушном шаре, который электрически воспламенялся с помощью ручного курка. Первый испытательный пробег на 100 метров, установленный на грубом четырехколесном фургоне, состоялся в 1813 году, что вошло в историю как первое известное транспортное средство с двигателем внутреннего сгорания.

Подобно слоям луковицы, история внутреннего сгорания счищается слой за слоем. Уильям МакГрегор в своей работе 1885 года о газовых двигателях отдает должное их изобретению известному изобретателю и философу аббату Отфейлю в 1678 году. Большинство историков сходятся во мнении, что в 1673 году Христиан Гюйгенс был первым, кто описал цилиндр и поршень в «пороховой» машине. , но нет никаких сведений о том, что эта машина была чем-то большим, чем концепция на бумаге. 16 января 1206 года известный художник/ученый/астроном/инженер-механик аль-Джазири опубликовал свою «Книгу знаний об изобретательных устройствах».Среди 50 иллюстрированных механических устройств он представляет оригинальный водяной насос. Диаграмма выглядит как винтажный рядный шестицилиндровый двигатель 1950-х годов и на самом деле является самой ранней известной документацией распределительного вала, возвратно-поступательных поршней и последовательной системы клапанов. Хотя водяной насос аль-Джазири не имел ничего общего с внутренним сгоранием, это была форма, которая в конечном итоге будет функционировать семь столетий спустя.

Нравится:

Нравится Загрузка…

История двигателей внутреннего сгорания

Видео, которое мотивировало эту публикацию, было удалено с YouTube.К счастью, хронология развития тепловых (в том числе дизельных) двигателей ссылается на видео Shell, описывающее историю дизельного двигателя, которое вы можете загрузить для просмотра (88 МБ). В видео также описываются четыре тепловых двигателя, которые использовались до дизельного топлива: паровой с эффективностью 6%, масляный термометр с эффективностью 10%, газ (из угля) с эффективностью 17% и бензин с эффективностью 12%. Дизель написал статью о конструкции в 1892 году. Но он узнал, что со своим первым прототипом в 1893 году было трудно нагнетать топливо в сжатый воздух.Этот прототип был похож на современные термоядерные реакторы, он никогда не работал на собственной энергии. В 1894 году он научился использовать сжатый воздух для подачи топлива в цилиндр. К 1897 году у него был прототип, который работал сам по себе с КПД 27%. В видео не объясняется, кто финансировал разработку последующих прототипов. К 1900 году одноцилиндровые двигатели были в производстве, но они работали со скоростью менее 200 об/мин. Производители двигателей лицензировали патенты Diesel. Электрическая генерация привела к разработке двигателей большей мощности.К 1912 году был построен первый океанский теплоход. Сегодня [1942 г.] каждое четвертое судно имеет дизельный привод. К 1940-м годам также была разработана двухтактная версия. Впрыск сжатого воздуха ограничивает обороты двигателя. На усовершенствование прямого впрыска ушло более 10 лет, но ко Второй мировой войне были разработаны среднеоборотные двигатели для локомотивов и высокоскоростные двигатели для грузовиков, автобусов, тракторов и т. д.

1904 — Machinefabrik Ausgburg-Nurember aka MAN от DieselDuck

1912 Срок действия патента Diesel истекает в США.Появляются новые компании, которые создают свои версии двигателя. Allis-Chalmers и Nordberg в Милуоки, Fairbanks-Morse в Белойте и Worthington Cudahy — все в Висконсине, сердце молочных штатов, популярном месте для немецких иммигрантов. Кроме того, Busch-Sulzer открыла магазин в Сент-Луисе, а Winton — в Кливленде. [ДизельДак]

1913 — Рабочий позирует для этой фотографии с завода MAN в Нюрнберге, Германия, из DieselDuck

GM разработала свой двухтактный дизайн вовремя, чтобы построить два прототипа Winton Model 201 мощностью 600 л.с. для выставки Century of Progress в 1933 году в Чикаго, чтобы вырабатывать электричество для своей демонстрационной сборочной линии Chevy.

Железнодорожный музей Иллинойса сохранил один из таких дизелей.

20150627 2163
Размещены записки Центральной железной дороги Иллинойса

Первым модернизированным пассажирским поездом Illinois Central был пятивагонный поезд Green Diamond, доставленный в 1936 году и первоначально предназначенный для движения между Чикаго и Сент-Луисом. Двигатель и электрооборудование были поставлены недавно созданной Electro-Motive Corporation, а Пуллман собрал весь состав из пяти вагонов.В 1947 году новые вагоны и локомотивы были отправлены на рейс Чикаго — Сент-Луис. Состав поезда был отремонтирован и переназначен для движения между Джексоном, штат Миссисипи, и Новым Орлеаном под названием «Мисс — Лу».

К 1950 году состав поезда изношен и устарел. Поезд был перемещен в магазины IC Burnside Shops на 95-й улице к югу от Чикаго, где был списан. Большая часть кузова была снята с силового автомобиля 121, обнажив 16-цилиндровый двигатель Winton 201A мощностью 1200 лошадиных сил. Двигатели Winton часто называют дизельными двигателями, но на самом деле они являются дистиллятными двигателями.Было построено несколько вариантов двигателя Winton, дополнительную информацию можно найти по ссылке ниже. Конструкция двигателя Winton восходит к 1920-м годам, и с течением времени размеры и мощность двигателей увеличивались. Однако к середине 1930-х Winton достиг предела своих возможностей, и EMC обратилась к двигателю 567, который имел оглушительный успех.

Фотография Р. В. Балларда, коллекция Клиффа Дауни.

Тед Грегори поделился Вот краткая история о главном двигателе, с которого все началось для GE.
Выпускается с 1956 года.
Последний US 7FDL был построен в 2004 году, после чего в производство был запущен Tier 2 GEVO.
7FDL продолжает производиться для экспортных моделей.

(новое окно) Первая часть этого видео посвящена истории фермы. История внутреннего сгорания начинается с 8:38. Как я и ожидал, они не упомянули, что Navistar потратила 250 миллионов долларов, пытаясь заставить EGR работать в соответствии с требованиями уровня загрязнения 4. Они не уложились в срок, установленный [ForConstructionPros] 1 января 2014 года, и им пришлось перейти на двигатели Cummins для своих грузовиков.И Комиссия по обмену ценными бумагами подала на них в суд за то, что они ввели в заблуждение своих акционеров относительно их продвижения к крайнему сроку уровня 4. Я заметил, что это видео было сделано до 2015 года, потому что именно тогда оно было загружено. В 37:28 представитель говорит о 2010 году в будущем. Он был прав, говоря, что дизельный двигатель будет чище. К сожалению для Navistar, это были не их двигатели. Их завод по производству двигателей в Мелроуз-Парке, штат Иллинойс, больше не производит двигатели. С тех пор, как было снято это видео, было разоблачено мошенничество Volkswagen с тестами на выбросы дизельных двигателей.GE смогла уложиться в срок Tier 4 для железнодорожных локомотивов, а Progress Rail/EMD — нет. Сейчас они продали несколько локомотивов уровня 4. Но я видел сообщения о том, что железные дороги помещали их на хранение, потому что они постоянно ломались.

Агентство по охране окружающей среды годами игнорировало дым, исходящий от дизельных двигателей, потому что дождь вымывал частицы из атмосферы. Но затем они решили, что частицы и выбросы NOx — это плохо, и определили уровни сокращения, чтобы к 2014 году они были действительно низкими.Выбросы твердых частиц исчезли на уровне 3. Именно сокращение выбросов NOx угрожало компаниям обанкротиться. Я все еще сомневаюсь, будет ли уровень 3 достаточно хорошим. Возвращение к уровню 3 по-прежнему имеет смысл, потому что все двигатели уровня 4 сложны (дорогие и головная боль при обслуживании).

Они используют двигатель обычного размера для сжатия воздуха в резервуаре. Затем они используют сжатый воздух, чтобы запустить Большую Берту, работающую на пропане. (Интересно, сколько больших двигателей носят название «Большая Берта»?) Жаль, что Большая Берта не прикреплена к колесу с тормозом, чтобы они могли обеспечить нагрузку на двигатель, чтобы цилиндры продолжали работать.Или, может быть, они могли бы управлять насосом, питающим трубу, которая уходит прямо на 100 футов или около того.
(новое окно)

Дизельные двигатели особенно популярны в применениях с высокой мощностью.

Этот пост с вопросом, зачем нужны такие мощные двигатели в локомотивах, показывает лучшее и худшее в социальных сетях. Комментарии варьируются по степени полезности: от «погуглите» до того, что меня чему-то научили. Теперь я не могу найти самый полезный комментарий. В большинстве комментариев объясняется, что причина, по которой двигатель работает на более низких оборотах по мере увеличения размеров, заключается в том, что масса компонентов разорвет двигатель на части при более высоких оборотах.Но в одном комментарии пояснили, что скорость ограничена скоростью расширения взрыва в поршне. Эта скорость постоянна, поэтому по мере увеличения длины хода число оборотов в минуту должно снижаться, чтобы скорость движения поршня оставалась меньше скорости расширения при взрыве.

АВТОКЛИНИКА | Краткая история двигателя внутреннего сгорания

Автомобильные гайки всегда привлекали особое внимание двигателей.

Вот уже более 100 лет двигатель внутреннего сгорания правит дорогами мира, и, несмотря на успехи электродвигателей в последнее время, вполне вероятно, что он останется основой автомобильной промышленности по крайней мере в течение следующего десятилетия.

Давайте посмотрим на эволюцию двигателя внутреннего сгорания, а также на некоторые из наиболее популярных двигателей прошлого и настоящего на дорогах ЮАР.

Motorwagen Карла Бенца 1885 года выпуска имел одноцилиндровый двигатель. Ранние Panhards во Франции имели двигатель Daimler V2. В Америке ранние модели Oldsmobile и Buick также имели одноцилиндровые или двухцилиндровые двигатели. Но к 1908 году, когда появилась модель Т Генри Форда, четырехцилиндровый рядный двигатель стал предпочтительным. У Tin Lizzie под капотом была 2,9-литровая рядная четверка (способная производить 15 кВт).

Интересно, что, несмотря на множество других модификаций, появившихся в последующие десятилетия, рядная четверка не утратила своей популярности и по сей день.

Рядная четверка имеет много преимуществ. Обычно это двигатель «вверх, вниз, вниз, вверх», что означает, что когда поршни в первом и четвертом цилиндрах движутся вверх, поршни в двух средних цилиндрах движутся вниз, и наоборот. Таким образом, двигатель имеет идеальный «первичный баланс». Он также обеспечивает рабочий ход каждые 180 градусов поворота коленчатого вала, и, следовательно, импульсы крутящего момента на коленчатый вал поступают через равные промежутки времени, что еще больше повышает плавность хода.

Однако рядная четверка не лишена недостатков. У него может быть идеальный первичный баланс, но есть и другие источники вибрации, от которых он не застрахован. Рабочие такты не перекрываются, как это происходит, например, в рядной шестерке, чтобы уменьшить пульсации в подаче крутящего момента. 2,5-литровый рядный четырехцилиндровый двигатель Chev, использовавшийся здесь в начале 1970-х годов в GM Ranger, Opel Rekord, Chev Firenza и Chev 2500, был очень прочным, простым, большим четырехцилиндровым двигателем, предшествовавшим эпохе балансирных валов.

Владельцы оценили его крутящий момент на низких оборотах и ​​общую неразрушимость, но ранние образцы были настолько грубыми, что их болты стартера, как известно, ломались из-за усталости металла. Хотя это было 50 лет назад. В наши дни некоторые рядные четверки работают очень плавно благодаря уравновешивающим валам и усовершенствованной конструкции коленчатого вала.

Во втором десятилетии прошлого века автомобильная промышленность стала свидетелем любопытного явления «гонки цилиндров» между производителями.Все началось с того, что компания Packard, которую часто называют американским Rolls-Royce, представила в 1916 году свой 60-градусный двигатель V12 — два ряда по шесть цилиндров с углом между ними 60 градусов.   

рабочий объем чуть менее семи литров и максимальная мощность 63 кВт. По словам главного инженера Packard, «шесть импульсов за один оборот коленчатого вала сливаются друг с другом так тесно, что совершенно невозможно различить какую-либо паузу между импульсами даже при очень низких оборотах двигателя.Единственное, с чем я могу его сравнить, — это с действием пара».

На этом экстравагантность не закончилась. В январе 1930 года Cadillac представила свой двигатель V16 рабочим объемом 7,4 литра от двух рядов рядных восьмерок под углом 45 градусов друг к другу. Другие автопроизводители, в том числе Auburn, Pierce-Arrow и Lincoln, также присоединились к битве, в основном со своими собственными двигателями V12.

Сочетание нескольких факторов положило конец юношескому буйству автомобильной промышленности. Великая депрессия началась в 1930 году, и покупатели роскошных автомобилей иссякли.Chevrolet представила свой первый серийный рядный шестицилиндровый двигатель в 1929 году. Основываясь на технологии Buick, он имел верхние клапаны в эпоху, когда боковые клапаны были нормой. GM рекламировала его как «шестерку по цене четверки».

Это сократило продажи фордовской модели A (четырехцилиндровый) до такой степени, что Ford решил контратаковать, выпустив первый в мире серийный недорогой двигатель V8 с цельнолитым двигателем. в 1932 году. Рядным шестеркам и двигателям V8 суждено было сыграть важную роль (наряду с рядными четверками) в автомобильной истории нашей страны.

Сильная сторона рядной шестерки — гладкость. Это простейшая компоновка двигателя, которая обладает почти идеальной первичной и вторичной балансировкой без балансировочного вала. В автомобилях доступные американские рядные шестерки, выпускавшиеся с 1960-х годов, заняли особое место в сердцах автомобилистов ЮАР, поскольку они сочетали в себе присущую плавность хода с исключительной долговечностью, замечательной надежностью и образцовой простотой обслуживания.

Шестерки GM, вплоть до своего последнего воплощения в линейке Chev 4100/3800, славились своей надежностью.3,7-литровый шестицилиндровый двигатель Chrysler (1959–2000 гг.) стал легендой своей долговечности. Благодаря ему модельный ряд Valiant стал самым продаваемым автомобилем в Южной Африке с 1966 по 1968 год. Среди европейских автопроизводителей BMW, шагая в ногу со своим собственным барабанщиком, решительно придерживается рядного шестицилиндрового двигателя в качестве своей любимой силовой установки.

Но времена меняются. По мере того, как чувственные линии Valiant Barracuda уступали место грубой практичности стандартного экомобиля, относительно длинный моторный отсек, необходимый для рядной шестерки, стал помехой.Некоторые производители перешли сначала на V-образные двигатели и оппозитные двигатели, а затем на меньшие и более легкие двигатели с турбонаддувом.

Мы рассмотрим эти дизайны в следующем выпуске.

История конструкции двигателя внутреннего сгорания

Какие силы движут наукой и технологиями? Как нам уйти от дней Уилбура и Орвилла Райтов, когда они могли проложить свой путь к крупному инженерному прорыву, используя лишь еловые рамы, парусину и собранный вручную двигатель…. что …. «движок ручной сборки»? Откуда это взялось?

Мы все слышали об Уилбуре и Орвилле, но кто когда-либо слышал о Чарли? Без Чарли не было бы полета на Китти Хок. Чарли спроектировал и построил с нуля двигатель с водяным охлаждением, который Уилбур и Орвилл использовали в тот памятный день в 1903 году — он сделал его за шесть недель. Я упоминал, что Чарли был велосипедным механиком?

Как насчет этой задачи, попробуйте спроектировать двигатель внутреннего сгорания — вот ваши ограничения, не используйте компьютер или калькулятор и не ходите в библиотеку и не копируйте страницы из руководства Чилтона, вы можете использовать карандаш и ластик.Большинству инженеров, которых я знаю (1), было бы трудно создать двигатель внутреннего сгорания с нуля всего за шесть недель. Двигатель, который сделал Чарли, был сделан из алюминия и весил около 160 фунтов. Литые металлические двигатели 1903 года были слишком тяжелыми, чтобы их можно было использовать в планере Уилбура и Орвилла. Я упоминал, что Чарли был велосипедным механиком?

Мы всю жизнь подвергались воздействию двигателей внутреннего сгорания, они являются частью нашей механической психики. В 1903 году двигатель внутреннего сгорания существовал всего двадцать пять лет.(2) В 1897 году Oldsmobile были первыми автомобилями с двигателями внутреннего сгорания, массово производимыми в США. К 1901 году Oldsmobile производил около 8 автомобилей в неделю. Большинство людей никогда не видели двигатель внутреннего сгорания до 1903 года, не говоря уже о том, чтобы сделать его вручную. Я упоминал, что Чарли был велосипедным механиком?

Чарли не только разработал и изготовил двигатель внутреннего сгорания, но и сделал его из алюминия. Большинство из нас всю жизнь подвергались воздействию алюминиевых изделий, и все мы знаем, что алюминий существует уже много веков.К сожалению, большинство из нас не осознает, что до 1886 года алюминий считался драгоценным металлом, более дорогим, чем золото, серебро или платина. (3) Чарли отковал свой алюминиевый двигатель либо на литейном заводе в Майами, либо на заводе Buckeye Iron and Brass. Работает недалеко от Дейтона, штат Огайо. Это была настолько скромная операция, что историки не знают точно, где был отлит блок двигателя. Я упоминал, что Чарли был велосипедным механиком?

Чарльз Эдвард (Чарли) Тейлор, веломеханик, настоящий герой авиации.Когда вы слышите или читаете об Уилбуре и Орвилле, не стесняйтесь добавлять имя «Чарли». До двигателя Чарли, собранного вручную, многие люди летали на планерах, Чарли вложил «мощь» в полет с двигателем.

Чарли умер в 1956 году в возрасте 87 лет. Он похоронен у Портала Святилища Сложенных Крыльев в авиацию в Бербанке, Калифорния.

Спасибо, Чарли.

Примечания:

(1) Единственный инженер, которого я лично знаю и который готов принять вызов, — это мой тесть Венделл П.Спургин. К сожалению, Спад скончался несколько лет назад.

(2) В 1879 году Карл Бенц получил патент на двухтактный двигатель, и к тому времени, когда он выпустил первые автомобили, он разработал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Его первый «Автовагон» был построен в 1885 году, а к 1893 году было продано около 25 единиц. Ford Model T с двигателем внутреннего сгорания не был представлен до 1908 года, то есть через пять лет после того, как Чарли создал свой двигатель внутреннего сгорания.

(3) До 1886 года было относительно трудно производить алюминий, затем произошла промышленная революция и использование больших рек для производства электричества, используемого в электролитическом процессе Холла-Эру для производства алюминия

 

Двигатели внутреннего сгорания — Оксфорд Стипендия

Страница из

НАПЕЧАТАНО ИЗ OXFORD SCHOLARSHIP ONLINE (oxford.Universitypressscholarship.com). (c) Copyright Oxford University Press, 2022. Все права защищены. Отдельный пользователь может распечатать PDF-файл одной главы монографии в OSO для личного использования. Дата: 23 марта 2022 г.

Глава:
(стр. 98)
3 двигателя внутреннего сгорания
Источник:
Создание двадцатого века
автор (ы)
1093/0195168747.003.0003

Изобретение и коммерциализация автомобильных двигателей внутреннего сгорания представляли собой многоэтапный процесс, который начался в 1880-х годах в Германии с разработки Benz, Daimler и Maybach, а затем получил критический вклад во Франции, Великобритании и США. . Бензиновые двигатели с циклом Отто стали доминирующими двигателями в легковых автомобилях, а также в первых самолетах, в то время как дизельные двигатели первоначально использовались только в тяжелых морских и железнодорожных условиях.Поточная сборка, введенная Генри Фордом, обеспечила долгосрочное решение для массового производства. Автомобильная промышленность со временем стала ведущим сектором современной экономики, а автомобильная культура оказала глубокое влияние на многие аспекты современной жизни.

Ключевые слова:

двигатели внутреннего сгорания, цикл Отто, бензиновые двигатели, дизельные двигатели, легковые автомобили, Генри Форд, массовое производство, автомобильная промышленность, автомобильная культура

Оксфордская стипендия онлайн требует подписки или покупки для доступа к полному тексту книг в рамках службы.Однако общедоступные пользователи могут свободно осуществлять поиск по сайту и просматривать рефераты и ключевые слова для каждой книги и главы.

Пожалуйста, подпишитесь или войдите, чтобы получить доступ к полному тексту.

Если вы считаете, что у вас должен быть доступ к этому названию, обратитесь к своему библиотекарю.

Для устранения неполадок см.

Часто задаваемые вопросы

, и если вы не можете найти ответ там, пожалуйста,

связаться с нами

.

История двигателя внутреннего сгорания

История поршневого двигателя внутреннего сгорания начинается с 1026 года, когда Аль-Джахри описывает механизм, состоящий из поршня и коленчатого вала. Двигатель с зажиганием или бензиновый двигатель относится к семейству автомобильных двигателей с поршневым двигателем внутреннего сгорания.

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, по-видимому, был изобретен итальянцами Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи в 1854-1857 годах, изобретение запатентовано в Лондоне в 1854 году, предназначалось для массового производства и заказы на двигатель вскоре последовали от многих странах Европы, но Барсанти внезапно умер, и Маттеуччи остался один, и при определенных обстоятельствах разработка двигателя потерпела неудачу.

Второе и третье запатентованное изобретение поршневого двигателя внутреннего сгорания с четырехтактным двигателем принадлежит австрийцу Кристиану Райтману в 1860 году и французу Альфонсу Бо де Роша в 1862 году.

За некоторыми исключениями изобретение поршневого двигателя внутреннего сгорания в четырехтактном исполнении с искровым зажиганием, короче бензиновый двигатель, приписывается Николаусу Отто. Эта ассоциация возникла потому, что Николаус Отто был первым, кто построил и использовал двигатель в промышленных целях.

Николаус Отто родился 10 июня 1832 года в городке Хольцхаузен-ан-дер-Хайде в Германии.Профессиональную деятельность начал в сфере торговли и бизнеса, работая во Франкфурте и Кёльне.
Переход на двигатели внутреннего сгорания сделал это в Кёльне, где начал исследовать способы усовершенствования двигателей по циклу Ленуара. Первые результаты были применены при создании малых промышленных двигателей, использующих в качестве источника энергии бензин.

Карл Бенц был владельцем газомоторного завода, спроектированного известным инженером. Г-н Бенц мечтал построить автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, но его агрегаты и двигатели Отто оказались бесполезными для этой задачи.

В 1864 году вместе с Ойгеном Лангеном основал первый завод двигателей внутреннего сгорания NA Otto & Cie (ныне Deutz AG). В 1867 году эти двое завоевали золотую медаль на Всемирной выставке в Париже за атмосферный бензиновый двигатель с четырехтактным двигателем.
23 октября 1877 года Николаусу Отто вместе с Фрэнсисом и Уильямом Кроссли был приписан новый патент на бензиновый двигатель. Профессиональная карьера Николауса Отто закончилась после 1884 года, когда он запатентовал магнитную систему зажигания, работающую при низком напряжении.

Проверьте История автомобиля! и История дизельного двигателя !

Другие статьи Вам могут …

Двигатель внутреннего сгорания не мертвы еще

«Отчеты о моей смерти значительно преувеличены», — сказал Твен в мае 1897 г.

Перенесемся в апрель 2019 года, и можно сказать, что сообщения о смерти двигателя внутреннего сгорания тоже сильно преувеличены.

Много говорят о появлении электромобилей. Но соответствует ли реклама реальности?

Согласно недавнему отчету BP по прогнозам энергопотребления, ожидается, что количество электромобилей вырастет с 1,2 миллиона в 2015 году до примерно 100 миллионов к 2035 году (что составляет 6% от общего мирового автопарка).Ожидается, что около четверти этих автомобилей будут гибридами с подключаемым модулем (PHEV), которые работают на смеси электроэнергии и масла, а три четверти будут электромобилями с чистым аккумулятором (BEV).

Да, это представляет собой значительный рост общего объема мирового рынка транспортных средств за рассматриваемый период. Но в процентах от общего числа транспортных средств в мире электромобили составляют ничтожную долю.

Очевидно, что традиционный двигатель внутреннего сгорания будет использоваться в большинстве транспортных средств как минимум в течение следующих двух десятилетий.

Рост числа электромобилей и их признание в общественном сознании будущим личного транспорта затмевает значительный прогресс, достигнутый в технологии внутреннего сгорания.

Ожидается, что к 2035 году средний легковой автомобиль достигнет почти 50 миль на галлон (США) по сравнению с менее чем 30 милями на галлон, достигнутыми легковыми автомобилями в 2015 году ( Цифры из Energy Outlook 2017 BP). Я уверен, вы согласитесь, что это представляет собой быстрый темп повышения эффективности.

Двигатель внутреннего сгорания продолжает развиваться, и многие лидеры отрасли непреклонны в том, что двигатель внутреннего сгорания не собирается исчезать в ближайшее время.

Вице-президент Mercedes-Benz cars Бернхард Хейл твердо уверен, что «всегда найдется место для внутреннего сгорания».

Вилко Старк, глава отдела продуктов и стратегии Mercedes-Benz, разделяет это убеждение:

«Даже ни один из 300 автомобилей на дорогах пока не оснащен электроприводом, а 99% клиентов по-прежнему выбирают двигатели внутреннего сгорания.

То, что лидеры отрасли продолжают доверять двигателю внутреннего сгорания, означает, что мы можем ожидать продолжения исследований и разработок этой 100-летней технологии.

С учетом этих технических разработок и свидетельств растущего аппетита к гибридам как среди производителей, так и среди потребителей, возможно, следует задать вопрос не «Двигатель внутреннего сгорания на смертном одре?» , а скорее ‘. действительно ли есть будущее у электромобилей с чистыми батареями?»

Преобладающее обоснование для электромобилей в значительной степени основано на предположении, что они предлагают форму личного транспорта с нулевым уровнем выбросов.

Это предположение основано на ошибке. Электричество для питания электромобиля должно откуда-то поступать, и сторонники электромобилей часто не признают, что это электричество преимущественно поступает из ископаемого топлива. В конце концов, уголь, нефть и природный газ вместе производят более 65% электроэнергии во всем мире.

Принимая во внимание эти факторы, возможно, пришло время для общепринятого мнения о том, что двигатели внутреннего сгорания находятся «на смертном одре» и должны быть припаркованы.Да, двигатели внутреннего сгорания будут продолжать развиваться, чтобы стать более эффективными и менее загрязняющими окружающую среду, но похоже, что они будут использоваться в автомобилях еще долгие годы.

Повысьте эффективность своей рабочей силы с помощью NES Fircroft

NES Fircroft поставляет инновационные кадровые решения для мировой автомобильной промышленности с 1996 года. Чтобы узнать, как мы можем помочь вашему автомобильному бизнесу, поговорите с одним из наших экспертов по подбору персонала для автомобильной промышленности сегодня.

Add a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.