Кто изобрел двигатель: Когда изобрели первый дизельный двигатель

Содержание

Кто изобрёл двигатель внутреннего сгорания? | Авто-мото

Зигфрид Маркус родился в еврейской семье в 1831 году в Германии. 17-летним юношей он уже работал в Берлине на прокладке коммуникаций телефонной связи, затем долгое время трудился механиком в немецкой электрической компании «Сименс унд Хальске» в Берлине.

Маркус хорошо изучил историю транспортной техники. Все это время он мечтал построить свой самодвижущийся экипаж.

Тем временем в судьбу Маркуса вмешалась политика — назревала война между Германией и Францией. Ему грозил призыв на военную службу. Чтобы избежать этого, в 1852 году он перебрался в Австро-Венгрию, в Вену, где некоторое время работал в Венском университете.

С 1860 года Маркус получил возможность полностью посвятить себя собственным увлечениям, среди которых главное место занимала электротехника. Им были изобретены телефонное реле, микрофон, громкоговоритель, электрические предохранители для подводных мин и прочее.

Зигфрид решил многие технические проблемы и кое-что запатентовал. В одной только Австро-Венгрии ему принадлежат 38 патентов. Широкое применение нашло открытое Маркусом в 1864 году магнетоэлектрическое зажигание (магнето), которое позже стали использовать в двигателях внутреннего сгорания. Карбюратор Маркуса, запатентованный в 1865 году, нашел практическое применение прежде всего в двигателе воздушного охлаждения фирмы Langen I Wolf, а вскоре и в его собственном.

К тому времени двигатели с воздушным охлаждением считались уже устаревшими. Для создания усовершенствованного двигателя внутреннего сгорания Маркус нашел изготовителя в Вене — Якоба Вархаловского (поляк, авиаконструктор и летчик), а в Праге — фирму Marky, Bromovsky I Schulz.

Построенный Зигфридом одноцилиндровый двигатель с объемом 1570 см3 достигал мощности 0,73 кВт (1 л.с.) при 300 об/мин. Обороты регулировались при помощи вентиля. Охлаждением служил естественный оборот воды, поступающей из большого резервуара под задним сиденьем. Двигатель весил 280 кг и имел карбюратор собственной конструкции, который обогревался выхлопными газами. Изобретатель испытал его в сентябре 1870 года на своей первой самодвижущейся повозке, а затем построил более компактный мотор.

В 1875 году Маркус поставил свой двигатель на деревянную раму от конной пролетки на 4-х деревянных колесах. Передние колеса поворачивались вместе с осью, а для управления было приспособлено небольшое рулевое колесо. Водитель и пассажир сидели на деревянной скамейке в центре машины. На первом образце передняя ось имела резиновые подушки, которые потом заменили металлическими рессорами. Задние колеса крепились к раме жестко и снабжались тормозными башмаками. Они прижимались ручным рычагом прямо к ободам колес. Трансмиссия приводила в действие не коленвал, а маховик. С него вращение на задние колеса передавалось при помощи конического сцепления и ременной передачи.

Эта машина была собрана на механическом заводе Лихтенштейна в местечке Адамов — близ города Брно в современной Чехии. Эта страна тогда входила в состав Австро-Венгрии.

К автомобилю — а вернее, моторной повозке — Зигфрида Маркуса местные обыватели и полиция сначала отнеслись враждебно, и ему приходилось испытывать свое изобретение по ночам, на тихих улицах близ кладбища. Это происходило уже в Вене, куда автомобиль Маркуса перевезли по железной дороге. Его шарабан еле-еле тащился по булыжным мостовым, нещадно чихая и треща, пугая собак и добропорядочных граждан. Скорость моторной повозки Маркуса составляла 6−8 км/час и не производила никакого впечатления. Его легко обгоняли не только конные экипажи, но и модные тогда велосипеды.

Никто не заинтересовался изобретением Зигфрида. Однако он, вечно грязный, с покрытым копотью лицом, не обращая внимания на сердитые возгласы горожан, продолжал испытывать свое детище.

Умер Маркус в 1889 году. В настоящее время он почти забыт, заслоненный именами Даймлера, Бенца и других конструкторов автомобилей, модели которых появились значительно позже.

Судьба первого автомобиля Зигфрида Маркуса сложилась так. После смерти изобретателя в 1898 году его машину забрали в Австро-Венгерский автомобильный клуб, а потом она стала экспонатом технического музея в Вене. Рядом с ним долгое время стояла табличка: «Повозка Маркуса (1875 г.). Готова к действию».

Австрийцы еще в 1898 году воздвигли Зигфриду Маркусу памятник. Он стал одним из национальных героев, и как один из выдающихся изобретателей XIX века, живший в Вене, был изображен на австрийской марке (1971).

Австрийцы твердо уверены, что первый в мире автомобиль был создан именно у них в далеком 1875 году — задолго до того, как в других странах появились его более удачливые соперники, добившиеся официального признания.

Сохранился и сам этот автомобиль — он находится в Венском индустриальном музее. Голограмма первого автомобиля с бензиновым двигателем З. Маркуса экспонировалась в 1997 году в Национальном музее науки и технологии в Хайфе на выставке «Евреи Вены», подготовленной Еврейским музеем в столице Австрии.

Когда VR — это тип двигателя. Базовое погружение в мир автомобильных ДВС — Mafin Media

V-образный двигатель

Как сделать мотор мощнее, не удлиняя капот до размеров доски для серфинга? Распилить пополам рядный двигатель и соединить две половинки. Цилиндры (чаще всего их шесть или восемь) при этом будут расположены в форме латинской буквы V, то есть не строго вертикально, а под углом, обычно составляющим от 60 до 120 градусов:

V-образные двигатели сложнее, дороже и встречаются не так часто, как упомянутые выше рядные. Один из самых известных V-образных моторов — восьмицилиндровый Small Block, знакомый по американской легенде Chevrolet Corvette. Слово Small (в пер. с англ. — маленький), кстати, отнюдь не означает, что это малообъемный мотор. Такое название он получил за счет «приплюснутости», то есть меньшей высоты, достигнутой благодаря уменьшенному ходу поршня: иначе мотор просто не уместился бы в подкапотное пространство «Корвета». На фото ниже — первый Corvette 1955 г., на который стал устанавливаться этот двигатель.

VR-образный двигатель

VR-образные моторы сочетают конструкцию рядных и V-образных и по-русски называются рядно-смещенными. В таком двигателе цилиндры (от шести до восьми) имеют небольшой угол наклона: обычно 15 градусов. Такой относительно скромный «развал» позволяет накрыть их одной головкой блока. В V-образном моторе головок блока будет две.

Корни этого чуда уходят в Италию, где в начале XX века малоизвестная в наших краях автомобильная компания Lancia разработала первый подобный мотор. Он стал устанавливаться на продукцию этой фирмы с 1920-х годов, начиная с Lancia Lambda:

Уже в конце XX века основные работы над моторами с такой конструкцией перекочевали в Германию, где Volkswagen и использовал впервые аббревиатуру VR. Среди прочего одна из модификаций этого мотора устанавливалась на небезызвестный в нашей стране Passat B3.

W-образный двигатель

Как нетрудно догадаться по буквенному обозначению, W-образный двигатель представляет собой два «спаянных» V-образника. Основное ноу-хау этих моторов то же, что и у V-образных: повышение мощности без существенного увеличения размеров мотора. Как правило, такие моторы вмещают от 8 до 16 цилиндров, хотя это не предел. Встречаются они еще реже, чем V-образные: ремонт трудоемок, а стоимость изготовления велика.

Кстати, первый W-образный автомобильный (авиация не считается) двигатель тоже изобрел Volkswagen: это был W-8, то есть восьмицилиндровый мотор. В конце прошлого века концерн Volkswagen купил Bugatti, и первым сердцем суперкара Veyron стал уже W-16, развивающий сумасшедшие по гражданским меркам 1 000 лошадиных сил.

Оппозитный двигатель

Разработка оппозитного (от англ. opposite — диаметрально противоположный) двигателя — продолжение темы увеличения мощности без особого увеличения самого ДВС. Так появились не только все моторы, про которые было рассказано выше, но и широко известный в узких кругах оппозитный двигатель, или «боксер». Ассоциация с контактным видом спорта возникла не просто так: в оппозитнике угол развала цилиндров — 180 градусов. Проще говоря, поршни движутся «навстречу» друг другу, как кулаки сражающихся спортсменов. Хотя оппозитный мотор позволяет снизить центр тяжести и таким образом повысить устойчивость автомобиля, он, как и любое современное технологичное изобретение, требователен к обслуживанию. Сегодня эти двигатели известны в первую очередь по Subaru и Porsche, хотя их применяли и на гораздо более массовом автомобиле Volkswagen Beetle, выпускавшемся с конца 1930-х годов.

Роторно-поршневой двигатель — РПД

Этот тип мотора, прозванный по имени своего создателя двигателем Ванкеля, имеет принципиально отличную от уже знакомых нам поршневых моторов конструкцию. Привычного поршня, двигающегося условно вверх-вниз, здесь нет: вместо него по сложной оси вращается ротор, который и выполняет функцию поршня. Внешне эта деталь представляет собой треугольник Рело, встречавшийся еще в трудах Леонардо да Винчи.

Треугольник ротора «вешается» на так называемый эксцентриковый вал и помещается в овальную камеру сгорания, где возгорание топливно-воздушной смеси заставляет его вращаться и выдавать механическую энергию. Интересно, что механизм газораспределения, или всем нам знакомые ремень ГРМ и клапаны, здесь отсутствует.

Основное преимущество этой конструкции — высокие рабочие обороты (8–-9 тысяч оборотов коленчатого вала в минуту — RPM, или rounds per minute), позволяющие снять даже с небольшого объема в 1,3 литра 200 и больше лошадиных сил. Для сравнения: атмосферные поршневые двигатели такого объема обычно не развивают и 100. Минусы ротора — высокий расход топлива, невысокая экологичность выхлопа и требовательность к эксплуатации вкупе с не самой высокой надежностью. Как говорится, просто так ничего не бывает, и мощность — не исключение. Хотя роторы экспериментально ставились даже на ВАЗ 2103, они больше известны по детищу японской фирмы Mazda, модели RX-8, выпускавшейся с 2003 по 2012 год:

Кто придумал двигатель внутреннего сгорания? Ключевые фигуры

Более двух веков прогресс человечества неразрывно связан с различными машинами, особенно с транспортными средствами. Которые помогали быстро перемещать товары от поставщиков к потребителям. Те, кто придумал двигатель внутреннего сгорания (ДВС), внесли весомый вклад в развитие человеческой цивилизации. Поскольку автомобили, корабли и самолеты до сих пор остаются главным двигателем в истории человечества. Первым коммерчески успешным ДВС считается двигатель французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара.

Первый шаг

Вам будет интересно:Японские символы самураев: фото, значение и описание

В конце 18 века французский механик Филипп Лебон впервые получил светильный газ и запатентовал способ его получения при пиролизе древесины или угля. Смесь метана, водорода и угарного газа стала широко использоваться для освещения улиц европейских городов. Изобретатели многих стран мира взялись за конструирования двигателя, использующего это относительно недорогое и эффективное топливо.

Тогда многие инженеры понимали, что эффективность двигателя повысится, если топливо не сжигать в топке, как в паровом двигателе. А непосредственно в цилиндре.

Однако тем, кто придумал первый двигатель внутреннего сгорания, стал все тот же Филипп Лебон. В 1801 году, через два года после открытия светильного газа, Лебон получил патент на двигатель, работающий на смеси сжатого газа и воздуха. Они накачивались в рабочий цилиндр и там воспламенялись. Однако изобретение осталось только на бумаге, в 1804 году Лебон был убит. Он остался одним из многих инженеров в истории создания двигателя внутреннего сгорания, кто придумал, но не реализовал на практике свое изобретение.

Первый коммерческий успех

В последующий период механики многих европейских стран пытались создать нормально работающий образец ДВС на светильном газе. Однако все эти усилия долгое время не приводили к появлению двигателя, который мог бы конкурировать по эффективности с паровой машиной.

Тем, кто придумал двигатель внутреннего сгорания, добившегося коммерческого успеха, стал бельгийский механик французского происхождения Жан Этьен Ленуар. Он первым решил воспламенять газовоздушную смесь посредством электрической искры. Возможно, такая идея пришла к нему, потому что инженер работал на гальваническом заводе. Однако успех пришел к нему не сразу. Первая модель проработала совсем немного и остановилась, потому что из-за большой температуры поршень расширился, и его заклинило в цилиндре. Ленуар дополнил свой ДВС водяной системой охлаждения. А после второго неудачного запуска и сконструировал систему смазки. К 1864 году он продал больше 1400 своих двигателей и разбогател.

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

Главная » Двигатели » Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

Двигатели

byakin 21.10.2020 974

23

в Избранноев Избранномиз Избранного 9

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

160 лет назад, 19 октября 1860 года, было зарегистрировано первое в мире предприятие по производству двигателей внутреннего сгорания. Интересно, что произошло это не в «кузнице мира» Англии и не во Франции, занимавшей тогда второе место в Европе по уровню промышленного развития, а в итальянском городе Флоренция.

Предприятие зарегистрировали изобретатели мотора — католический священник (!) Эженио Барсанти и инженер-гидравлик граф Феличе Матеуччи. Их силовая установка представляла собой стационарный двухцилиндровый промышленный двигатель с вертикальными цилиндрами, работавший на водороде или светильном газе и развивавший мощность пять лошадиных сил, — неплохой показатель по тем временам.

Над своим мотором они работали весьма неторопливо. Первый (одноцилиндровый) образец был изготовлен еще в 1853 году, но лишь через семь лет изобретатели решили, что конструкция стала пригодной для практического применения. Однако коммерческого успеха их предприятие не достигло. Газовые моторы спросом не пользовались и не выдержали конкуренции с широко распространенными и отлаженными в производстве паровыми машинами, работавшими на более дешевом и безопасном топливе.

Поэтому в 1864 году, после ранней смерти Барсанти от брюшного тифа, «Акционерное общество новых моторов Барсанти и Матеуччи» было закрыто, а выпуск двигателей — прекращен. Как это нередко бывает, первая ласточка весну не принесла. Гораздо более успешным оказался газовый мотор другой конструкции, изобретенный бельгийским инженером Жаном Ленуаром. Но это уже другая история.

образец мотора Барсанти-Матеуччи, сохранившийся до наших дней

акция их компании

В дополнение к заметке о первом в мире работоспособном двигателе внутреннего сгорания не лишним будем вспомнить о другом подобном моторе, появившемся чуть позже, но зато гораздо более массовом и коммерчески успешном. Кто-то, наверное уже догадался, что речь пойдет о двигателе бельгийского изобретателя Жана-Этьена Ленуара, которому в нынешнем году тоже исполнилось 160 лет.

Мотор Ленуара, как и двигатель Барсанти-Матеуччи, работал на водороде или светильном газе, но он был одноцилиндровым, с горизонтальным расположением цилиндра, а по конструкции он очень сильно напоминал паровую машину двойного действия, в которой пар, распределяемый золотником, попеременно подается в цилиндр по обе стороны поршня.

Так же работал и мотор Ленуара, только вместо пара в нем использовалась газовоздушная смесь, которая воспламенялась двумя электрическими свечами. Из-за отсутствия сжатия смеси перед воспламенением мотор обладал довольно низким КПД, лишь ненамного превышавшим КПД паровой машины, а также — малой литровой мощностью. Движок с внушительным объемом цилиндра 18 литров развивал на полных оборотах всего 12 л.с.

Зато он легко и быстро запускался, был легче и компактнее паровой машины с котлом и топкой, а также мог длительное время работать в автоматическом режиме, не требуя постоянного обслуживания кочегаром и машинистом. Благодаря этому мотор Ленуара в течение нескольких лет пользовался спросом в качестве стационарной промышленной силовой установки.

В 1860-е годы изобретателю удалось продать около 500 своих двигателей, которые работали на бельгийских, французских, немецких и даже американских заводах и фабриках, приводя в действие станки, насосы и другие устройства. Но появление в 1864 году двигателя немецкого изобретателя Николауса Отто, обладавшего более высокой удельной мощностью и топливной эффективностью, помешало более широкому распространению двигателей Ленуара. Постепенно «оттомоторы» вытеснили ленуаровские силовые установки, однако, полностью заместить паровые машины им так и не удалось.

Надо упомянуть, что Ленуар в 1862 году установил портативный вариант своего мотора мощностью в полторы лошадиные силы на трехколесную самоходную повозку, которую некоторые считают первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Изобретатель назвал его «иппомобилем» (от греческого ἵππος — лошадь).

Экипаж получился весьма примитивным, в нем не было ни коробки передач, ни дифференциала, ни нормального тормоза (тормозной башмак прижимался рычагом снаружи к ободу правого заднего колеса). К тому же, сжатый горючий газ оказался крайне непрактичным топливом для транспортного средства.

Баллона хватало всего на 18-20 километров, а заправить его потом было негде. Вдобавок, скорость экипажа не превышала 6-7 км/ч. Поэтому «иппомобиль» спросом не пользовался. Ленуар сумел продать лишь несколько экземпляров любителям технических курьезов. По слухам, один из них купил русский царь Александр-II.

Жан-Этьен Ленуар и один из серийных вариантов его двигателя

Гравюра XIX века с изображением двигателя Ленуара, на которой хорошо видно его устройство. Отличительной особенностью этого мотора являлся огромный маховик, прокрутка которого «съедала» изрядную часть рабочей мощности. Под станиной видна катушка зажигания и аккумуляторные банки. Над кривошипно-шатунным механизмом — центробежный ограничитель скорости, позаимствованный от паровой машины. Вверху — труба подачи газа с резиновым баллоном-ресивером

Один из двигателей Ленуара, сохранившихся до наших дней

Разрез «иппомобиля»

современный макет «иппомобиля». К сожалению, оригинальных фотографий машины не сохранилось

Наконец — самое зрелищное: двигатель Ленуара в работе:

Рассказ о ранних «добензиновых» двигателях внутреннего сгорания стоит дополнить описанием самого успешного из них — «гравитационно-атмосферного» газового мотора немецкого изобретателя Николауса Отто, запатентованного в 1864 году. Он оказался в пять раз экономичнее двигателя Ленуара, а потому впервые смог составить серьезную конкуренцию паровым машинам.

«Отто-мотор» представлял собой высокую изящную колонну, она же — цилиндр. Это было время красивых, а не просто утилитарных машин, поэтому ее нередко оформляли в «архитектурном» стиле. Поршень внутри нее двигался вверх-вниз на метр-полтора, в зависимости от размеров двигателя. Вверху крепился массивный маховик, на который движение поршня передавалось с помощью шестерни и зубчатой рейки.

Характерной особенностью мотора было то, что рабочий ход поршня осуществлялся не при его движении вверх под напором топливных газов, а при падении вниз под действием собственного веса. При «скачке» поршня вверх специальный храповой механизм расцеплял рейку с маховиком.

Двигатели Отто выпускались полтора десятилетия. Их было продано около пяти тысяч, то есть, примерно в 10 раз больше, чем двигателей Ленуара. Многие из них сохранились до сих пор, в том числе и в исправном состоянии (жаль только, что не у нас). Работа одного из них показана в видеоролике:

подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?

подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?

источники:

  1. https://vikond65.livejournal.com/1136720.html
  2. https://vikond65.livejournal.com/1137959.html
  3. https://vikond65.livejournal.com/1138454.html

Первый двигатель в массовом производстве

Среди тех, кто придумал двигатель внутреннего сгорания — немецкий инженер Николас Отто. Он усовершенствовал машину, работающую на светильном газе, и в 1864 году получил патент на свою модель ДВС. Которая была продана в количестве более 5000 штук.

В 1877 году Отто получил патент на двигатель с четырехтактным циклом. Этот принцип лежит и сейчас в основе работы большой части газовых и бензиновых двигателей. В течение следующих двадцати лет было выпущено более 42 000 таких ДВС. Однако использование светильного газа сильно сужало возможности их использования.

Изобретение Дизеля

В начале 19 века было сформулировано описание процесса Карно. Оно утверждало, что в тепловой машине быстрое изменение объема газа (быстрое сжатие) позволит разогреть рабочее тело до температуры горения.

В 1890 году Рудольф Дизель изобрел способ практического использования цикла Карно. Он стал первым, кто придумал дизельный двигатель внутреннего сгорания. В течение нескольких лет немецкий инженер запатентовал несколько вариантов конструкции. Первая, практически работающая модель, была собрана в 1897 году и названа дизель-мотором. С 1889 года начато массовое производство дизельных двигателей.

В поисках нового топлива

Одновременно с совершенствованием ДВС шел активный поиск наиболее эффективного топлива. Уже были опробованы двигатели, использовавшие в качестве горючего угольную пыль, водород, смесь скипидара и спирта, нефть. Некоторые из них работали, но не получили широкого распространения из-за высокой цены. Однако наиболее перспективным направлением для инженеров виделось использование вместо газа паров испаряемого жидкого горючего.

В 1872 году американец Брайтон пытался работать с керосином. Однако тот испарялся не очень интенсивно, и он перешел на бензин более легкой фракции. Для работы на новом топливе необходимо было разработать дополнительное устройство, переводившее новое горючее в газообразное состояние. После чего пары бензина необходимо было смешать с воздухом. Брайтон изобрел и первый испарительный карбюратор, который однако получился не очень удачным. Но именно он задал тренд в использовании горюче-смазочных материалов в качестве топлива.

Бензиновый двигатель

Когда наиболее эффективный вид горючего для ДВС был определен, многие инженеры начали работать над машиной, работающей на бензине. Среди тех, кто придумал бензиновый двигатель внутреннего сгорания, наибольший вклад внес Готлиб Даймлер. Вместе со своим партнером Вильгельмом Майбахом он создал мастерские в Штутгарте. Там начали производить калильные бензиновые двигатели.

Венгерский инженер Донат Банки тоже относится к тем, кто придумал двигатель внутреннего сгорания. В 1893 году ему выдали патент на карбюратор с жиклером, принцип работы которого до сих пор используется в современных машинах. Первые ДВС были с одним цилиндром, в конце 19 века появились двухцилиндровые, а с началом 20 века — четырехцилиндровые.

Источник

Эволюция развития автомобильных двигателей с начала 90-х годов

Основой современного автомобиля является его двигатель внутреннего сгорания(ДВС), и несмотря на развитие альтернативных источников энергии, традиционный ДВС сохраняет свое превосходство из-за культурных, экономических и социальных причин. За период с 1994 по 2008 года автомобильные двигатели претерпели множество изменений и усовершенствований, что положительно сказалось на его экономических и экологических показателях. Понять логику развития ДВС можно на основе тенденций и закономерностей общемирового масштаба за определенный период времени. С начала 90-х в автомобилестроении происходили радикальные изменения конструкции за счет новых материалов, и новых требований к «общемировому» автомобилю.

кросспост

Изменение соотношения дизельных моделей к бензиновым за период 15-ти лет, способствовало увеличению использования дизельных автомобилей в мире, хотя этот процесс происходит неодинаково, и в основном сильно отразился на Западной Европе, где автопарк дизельных автомобилей в некоторых странах вырос с 25% до 70%. Дизель, обладая более высокой топливной экономичностью по сравнению с бензиновыми двигателями, имеет и известные недостатки: пониженную удельную мощность, относительно высокий уровень шума, трудно снижаемую токсичность отработавших газов, более высокую стоимость производства. Поэтому окончательный выбор между бензиновым и дизельным двигателем для легкового автомобиля является все еще спорным. Вполне возможно, что влияние экологических стандартов и требований к топливной экономичности автомобильных двигателей в ближайшие 10-15 лет приведет к сближению в техническом плане бензиновых двигателей и дизелей с одновременным уменьшение разницы в расходах топлива и стоимости производства этих типов двигателей. Об этом говорят разработки DaimlerChycler в концепте Mersedes Benz F700 с двигателем, в котором реализовано воспламенение бензина от сжатия, как на дизельном двигателе, что приближает его по экономичности к дизелям, из-за использования более совершенного термодинамического цикла. В этом двигателе реализованы все современные технологии десятилетия: непосредственный впрыск, управляемый турбонаддув, изменяемая степень сжатия и другие последние разработки, обеспечивающие расход топлива 5л/100км для относительно немаленького автомобиля. Изучением технологии воспламенения от сжатия бензина сейчас занялись многие автоконцерны, это сближает технологии дизельных и бензиновых моторов и создает условия для создания многотопливного автомобиля. За период 15-ти лет в современном двигателестроении укрепилась философия Downsizing, которая говорит о том что, лучше получить большую мощность с меньшего объема, чем с большего, так как это открывает перспективы снижения массы и размеров силового агрегата, а также повыситься топливная экономичность на режимах холостого хода и частичных нагрузок. Это современное мышление запустило процесс уменьшения объемов и количества цилиндров двигателей, и теперь даже основа автомобильных двигателей — 4-х цилиндровые ДВС стали уменьшать рабочий объем и подвергаться модернизации в сторону технологии «рабочий объем по требованию», которая по сути превращает эти двигатели в 2-х цилиндровые. Двигатели последних лет стали более многообразны по числу компоновок в моторном отсеке: появились схемы W, VR и V-образные с различным углом развала блока, а также рядные двигатели с нечетным количеством цилиндров, но все эти схемы в общем никак не повлияли на основную массу компоновок и только разнообразили двигателестроение. Основой ДВС по прежнему остается двигатель R компоновки.
Система топливоподачи также сильно изменилась. Эпоха карбюраторных систем и двигателей с центральным впрыском прошла, а на смену ей приходит распределенный впрыск и непосредственный. На рубеже веков начался новый новый виток развития систем впрыскивания топлива, основанный на применении принципиально новых электронных схем непосредственного впрыска топлива, и их использование нарастает, несмотря на сложность и требовательность к качеству топлива у этих моторов. У большинства ДВС современной конструкции все же используется распределенный впрыск, который и в дальнейшем будут усовершенствовать, улучшая регулирование вихреобразования на впуске и качество распыления топлива, так как возможности в этом есть немалые с учетом развития технологий.

Дизельная система топливоподачи так же эволюционировала в последнее время. Для дизелей важнейшим фактором, определяющим показатели рабочего процесса, является применяемая схема смесеобразования. Использование дизелей на легковых автомобилях начиналось с предкамерных и вихрекамерных конструкций(разделенные камеры сгорания). Однако в следствие ряда принципиальных недостатков этих схем смесеобразования, а также благодаря развитию в области дизелей с неразделенными камерами, в последние годы наметилась тенденция к использованию непосредственного впрыска топлива. На развитие непосредственного впрыска повлияло развитие системы топливоподачи Common Rail, которая позволила расширить гамму модификаций и моделей двигателей с дизельным двигателем. Дальнейшее развитие системы Common Rail связано с дальнейшим повышением давления топлива в топливной рейке(180…200МПа), оптимизацией процесса впрыскивания топлива, снижением уровня шума и токсичности выхлопных газов.

Под влиянием угрозы истощения нефтяных ресурсов и ужесточения экологических норм к ДВС, большинство автоконцернов при разработке новых моделей ставят приоритетной задачу высокой топливной экономичности и экологичности. Мощностные показатели теперь занимают третье место в списке приоритетов(исключение только для спортивных моделей). Именно поэтому мощность массовых автомобилей растет не так сильно как до начала 90-х. Изменения в системе газораспределения за последние годы показывает, что 4-х клапанная схема становится стандартом для автомобилей из-за ее очевидных преимуществ, а 3-х и 5-ти клапанные остаются редким исключением из правил.Так же растет количество автомобилей использующих наддув двигателей. Основой современного наддува являются турбонаддув в различных вариациях а также в комбинации с механическим наддувом. Следует заметить, что практически все двигатели с распределенным впрыском бензина имеют настроенные впускные трубопроводы, обеспечивающие газодинамический наддув. При этом все шире применяются трубопроводы с изменяемой геометрией, позволяющие добиться оптимальной настройки впуска на различных эксплуатационных режимах. Применение турбонаддува особенно ярко отразилось на дизельных двигателях, и с развитием технологии наддува для повышения эффективности стали применяться охладители наддувного воздуха(интеркуллеры). Сейчас применение интеркуллеров стало правилом для большинства наддувных моторов.

Потенциал ДВС за период с 90-х годов до нашего времени в основном пытаются расширить за счет увеличения эффективности на режимах холостого хода и частичных нагрузках, которые составляют основную часть времени использования современного автомобиля. Нашла широкое применение система регулирования фаз газораспределения которая регулирует фазы открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов с помощью установленных на распредвалах фазовращателей. Первые модели фазовращателей в основном были гидравлические, и регулировали работу впускных клапанов, но последние модели уже электрические, что увеличивает быстродействие и эффективность, а также они уже регулируют как впускные так и выпускные клапана. Недостатком регулирования фаз с помощью фазовращателей установленых на распредвалу было ступенчатое изменение фаз газораспределения что послужило поводом для разработки систем плавного регулирования фаз газораспределения. Первой такой системой стала Valvetronic от BMW, которая регулировала фазы за счет плавного регулирования изменения высоты подъема впускных клапанов(благодаря этой системе впервые удалось создать бензиновый ДВС без дроссельной заслонки!). Вскоре аналогичные технологии освоили Nissan(VVEL) и Toyota(Valvematic). Но наиболее совершенную разработку представил FIAT под названием MultiAir. В системе MultiAir используется один распредвал на впускные и выпускные клапаны, причем на впускные воздействие кулачков происходит через специальную электрогидравлическую систему, которая позволяет управлять впуском каждого клапана индивидуально. Развитие технологий газораспределения позволило развить идеи модульного объема двигателя, впервые появившемся на автомобилях с большим объемом и количеством цилиндров — эта система давала экономию топлива за счет отключения части цилиндров из работы при неполной нагрузке, а теперь стало возможно применение этой технологии на двигателях с малым объемом и количеством цилиндров.

Современные автомобильные двигатели сейчас стали более совершенны благодаря новым материалам при их изготовлении и более глубокому просчету и изучению процессов происходящих в ДВС, что дало результат в снижении потерь на трение и насосных потерь внутри двигателя. Внедрение принципа изменения мощности приводных агрегатов двигателя в зависимости от необходимости позволило уменьшить энергетические затраты на привод маслонасоса и водяной помпы ДВС, а также отключать генератор при разгоне и включать при торможении в зависимости от возможности и необходимости в этом.

Период с начала 90-х до наших дней по праву можно назвать периодом перехода от сложных механических конструкций симбиоза различных технологий к электрификации всех возможных вспомогательных агрегатов в автомобиле для достижения наибольшей энергоэффективности.

P.S. Если кратко описать суть всего выше описанного, то это о том, что количество внедренных технологий впервые с 90-х годов не увеличило в разы возможности автомобиля, а только позволило достичь целого ряда промежуточных целей. Именно последующий переход на внедрение электрических компонентов в ДВС дал качественно лучший результат, без усложнения конструкции, при одновременном достижении таких же целей, что и механико-гидро-пневматические системы в ДВС.

Главное устройство любого транспортного средства, в том числе назем­ного, является силовая установка — двигатель, преобразующий различные разновидности энергии в механическую работу.

В ходе исторического развития транспортных двигателей меха­ническая работа движения осуществлялась за счет применения:

1) мускульной силы человека и животных;

2) силы ветра и потоков воды;

3) тепловой энергии пара и различных видов газообразного, жидкого и твердого топлива;

4) электрической и химической энергии;

5) солнечной и ядерной энергии.

Записи о попытках построить самоходные средства перед­вижения были уже в XV — XVI вв. Правда, силовыми установками этих «средств передвижения» была мускульная сила человека. Одной из первых достаточно хорошо известной самоходной установкой с «мускуль­ным двигателем» является коляска с ручным приводом безногого часовщика из Нюрнберга Стефана Фарфлера, которую он соорудил в 1655 г.

Наибольшую известность в России получила «самобеглая коляска», построенная в Петербурге крестьянином Л. Л. Шамшуренковым в 1752 г.

Эта коляска, вполне вместительная для пере­возки нескольких человек, приводилась в движение мускульной силой двух человек. Первый педальный металлический велосипед, близкий по конструкции к современным, был изготовлен крепостным крестьянином Верхотрусского уезда Пермской губернии Артамоно­вым на рубеже XVIII и XIX вв.

Древнейшими силовыми установками, правда, не транспортны­ми, являются гидравлические двигатели — водяные колеса, приво­дящиеся в движение потоком (весом) падающей воды, а также ветряные двигатели. Сила ветров с древних времен использовалась для движения парусных судов, а значительно позднее и роторных. Использование ветра в роторных судах осуществлялось с помощью вертикальных вращающихся колонн, заменивших паруса.

Появление в XVII в. водяных двигателей, а позднее и паровых сыграло важную роль в зарождении и развитии мануфактурного производства, а затем и промышленной революции. .Однако боль­шие надежды изобретателей самоходных экипажей по применению первых паровых двигателей для транспортных средств не оправда­лись. Первый паровой самоход грузоподъемностью 2,5 т, построен­ный в 1769 г. французским инженером Жозефом Каньо, получился очень громоздким, тихоходным и требующим обязательных оста­новок через каждые 15 минут движения.

Только в конце XIX в. во Франции были созданы весьма удач­ные образцы самоходных экипажей с паровыми двигателями. Начи­ная с 1873 г. французский конструктор Адеме Боле построил неско­лько удачных паровых двигателей. В 1882 г. появились паровые автомобили Дион-Бутона,

а в 1887 — автомобили Леона Серполе, которого называли «апостолом пара». Созданный Серполе котел с плоскими трубками представлял весьма совершенный парогенера­тор с почти мгновенным испарением воды.

Паровые автомобили Серполе конкурировали с бензиновыми автомобилями на многих гонках и скоростных состязаниях вплоть до 1907 г. Вместе с тем совершенствование паровых двигателей в качестве транспортных двигателей продолжается и сегодня в направлении снижения их массогабаритных показателей и повышения коэффициента полез­ного действия.

Совершенствование паровых машин и развитие двигателей внут­реннего сгорания во второй половине XIX в. сопровождалось по­пытками ряда изобретателей использовать электрическую энергию для транспортных двигателей. Накануне третьего тысячелетия Рос­сия отметила столетие со дня использования городского наземного электрического транспорта — трамвая. Немногим более ста лет назад, в 80-е годы XIX в., появились и первые электрические авто­мобили. Их появление связано с созданием в 1860-е годы свинцовых аккумуляторов. Однако слишком большая удельная масса и недо­статочная емкость не позволили электромобилям принять участие в конкуренции с паровыми машинами и газобензиновыми двига­телями. Электромобили с более легкими и энергоемкими серебряно-цинковыми аккумуляторами также не нашли широкого применения. В России талантливый конструктор И. В. Романов создал в конце XIX в. несколько типов электромобилей с достаточно легкими аккумуляторами.

Электромобили имеют достаточно высокие пре­имущества. Прежде всего они экологически чистые, так как вообще не имеют выхлопных газов, обладают очень хорошей тя­говой характеристикой и большими ускорениями за счет возраста­ющего крутящего момента при снижении числа оборотов; исполь­зуют дешевую электроэнергию, просты в управлений, надежны в эксплуатации» и т. д. Сегодня электромобили и троллейбусы имеют серьезные перспективы их развития и применения на го­родском и пригородном транспорте в связи с необходимостью коренного решения проблем по снижению загрязнения окружающей среды.

Попытки создания поршневых двигателей внутреннего сгорания предпринимались еще в конце XVIII в. Так, в 1799 г. англичанин Д. Барбер предложил двигатель, работавший на смеси воздуха с газом, полученным путем перегонки древесины. Другой изобрета­тель газового двигателя Этьен Ленуар использовал в качестве топ­лива светильный газ.

Еще в 1801 г. француз Филипп де Бонне предложил проект газового двигателя, в котором воздух и газ сжимались самостоятельными насосами, подавались в смеситель­ную камеру и оттуда в цилиндр двигателя, где смесь воспламеня­лась от электрической искры. Появление этого проекта считается датой рождения идеи электрического воспламенения топливовоз-душной смеси.

Первый стационарный двигатель нового типа, работающий по четырехтактному циклу с предварительным сжатием смеси, был спроектирован и построен в 1862 г. кельнским механиком Н. Отто.

Практически все современные бензиновые и газовые двигатели до настоящего времени работают по циклу Отто (цикл с подводом теплоты при постоянном объеме).

Практическое применение двигателей внутреннего сгорания для транспортных экипажей началось в 70 — 80 гг. XIX в. на основе использования в качестве топлива газовых и бензовоздушных сме­сей и предварительного сжатия в цилиндрах. Официально изобрета­телями транспортных двигателей, работающих на жидких фракциях перегонки нефти, признаны три немецких конструктора: Готлиб Даймлер, построивший по патенту от 29 августа 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем;

Карл Бенц, построивший по патенту от 25 марта 1886 г. трехколесный экипаж с бензиновым двигателем;

Рудольф Дизель, получивший в 1892 г. патент на двигатель с само­воспламенением смеси воздуха с жидким топливом за счет теплоты, выделяющейся при сжатии.

Здесь следует отметить, что первые двигатели внутреннего сго­рания, работающие на легких фракциях перегонки нефти, были созданы в России. Так, в 1879 г. русским моряком И. С. Костовичем был спроектирован ив 1885 г. успешно прошел испытания 8-цилин­дровый бензиновый двигатель малой массы и большой мощности. Этот двигатель предназначался для воздухоплавательных аппара­тов.

В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Проте­кание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который пред­полагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В Рос­сии в течение короткого времени была усовершенствована конст­рукция нового двигателя — бескомпрессорного дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, а конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г.

Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем.

Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конст­рукторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие.

Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремле­ние к повышению литровой мощности, а следовательно, и к полу­чению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кри­зиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение макси­мальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и преж­де всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощ­ности.

Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурен­тов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требо­ваний по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя. Эти требования и жесткие условия конкуренции на мировом рынке достаточно быстро изменили типаж силовых установок для транспортных средств и прежде всего для легкового транспорта. Сегодня различные системы впрыска топлива с различ­ными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.

Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомо­бильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная про­мышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двига­телестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созда­нию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специ­алистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опыт­ные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, а также с регулируемой степенью сжатия. В 1995 г. разработана и внедрена на Заволжском моторном заводе и на Нижне-Новгородском авто­заводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микро­процессорной системой управления топливоподачей и нейтрализа­торами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизель­ных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, пла­вающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.

Современные наземные виды транспорта обязаны своим раз­витием главным образом применению в качестве силовых устано­вок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршне­вые ДВС до настоящего времени являются основным видом сило­вых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и стро­ительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе. Основные конкуренты по­ршневых двигателей — газотурбинные и электрические, солнечные и реактивные силовые установки — пока еще не вышли из этапа создания экспериментальных образцов и небольших опытных пар­тий, хотя работы по их доводке и совершенствованию в качестве автотракторных двигателей продолжаются во многих компаниях и фирмах всего мира.

Источник: Колчин А.И., Демидов В.П. — Конструкция и расчет автотракторных двигателей, 2008 г.

Тульский пенсионер изобрел однотактный двигатель с внешней камерой сгорания

В частности, в однотактном двигателе процесс сгорания топлива происходит во внешней камере. А уже из нее продукты сгорания поступают в цилиндр. Таким образом, за один ход поршней реализуются все четыре такта четырехтактного ДВС: такт всасывания, сжатия, рабочий ход и выброс отработавших продуктов сгорания.
Как уверяет А. Рыбаков, однотактный двигатель будет обладать максимальным крутящим моментом на малых и сверхмалых оборотах при вращении коленвала в любом задаваемом направлении. Изобретатель напоминает также, что коэффициент трения зависит не только от материалов самих пар, но и от скорости скольжения: при нулевой – максимален, а с возрастанием – убывает. Такой же зависимости подчиняется и пробуксовка колеса автомобиля на скользком участке дороги. Следовательно, вероятность пробуксовки убывает при уменьшении оборотов колеса. Более того, проект предусматривает охлаждение двигателя с приводом насоса прокачки охлаждающей жидкости энергией выхлопных газов, энергией сжимаемого в полостях поршней воздуха и электроэнергией.
«Эту идею я вынашивал около 40 лет, – рассказал корреспонденту РЖД-Партнера Анатолий Рыбаков, чья работа долгие годы была связана с ракетными двигателями и вооружением. – У однотактного двигателя высокая удельная мощность. Он может работать на любом топливе. А процесс сгорания, или КПД, постоянен почти во всем диапазоне нагрузок на двигатель. В целом за последние 18 лет я получил уже 109 патентов и еще несколько заявок подал на их получение. Примерно на 60% они посвящены именно двигателям, включая не только их разработку, но и усовершенствование уже существующих».
Остается добавить лишь то, что А. Рыбаков уже обратился к гендиректору холдинга «Руспромавто» Александру Юшкевичу с предложением рассмотреть возможность реализации вышеупомянутого изобретения.

Принципиальная схема однотактного двигателя с внешней камерой сгорания (см. рисунок):

1 – внешняя камера сгорания; 2 – форсунка; 3 – свеча зажигания; 4, 5 – поршень; 6, 11, 19, 29, 30, 35, 37, 38, 43, 44, 47, 48, 50, 51 – канал; 7, 14, 17, 18 – клапан; 8, 9 – шток; 10, 13, 20, 21, 23, 24 – обратный клапан; 12 – клапан продувки; 15 – шатун; 16 – коленвал; 22 – пневмоаккумулятор; 25, 26, 27 – перепускной клапан; 28 – клапан подачи выхлопных газов; 31 – турбина; 32 – насос прокачки охлаждающей жидкости; 33 – вентилятор; 34 – канал трубы охлаждения поршней и штоков; 36 – вентилятор; 39 – полость между цилиндром двигателя и рубашкой цилиндра; 40 – цилиндр; 41 – рубашка цилиндра; 42 – датчик температуры охлаждающей жидкости; 45,46 – термостат; 49 – клапан подачи воздуха; 52 – обратимый электрогенератор-электродвигатель.

Автор: Степан Ратников

Если Вы заметили ошибку, выделите, пожалуйста, необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редактору.

Паровая турбина, как первооткрыватель двигателя внутреннего сгорания

 
Добрый день, сегодня мы расскажем о том, что такое паровая турбина (машина), как она повлияла на создание современных двигателей внутреннего сгорания, а также, кто изобрел первые моторы и, каково было их устройство и строение
Хотим также порекомендовать вам к прочтению нашу статью: «Газовый мотор Отто — родоначальник бензинового двигателя«.

Ленуар, Отто, Даймлер, Дизель – это именно те люди, с именами которых связано появление первых дизельных и бензиновых двигателей внутреннего сгорания. В одних двигателях для работы использовался газ или пар, а в других — бензин, керосин и даже сырая нефть.
{banner_adsensetext}
Стоит заметить, что независимо от того, на каком топливном сырье функционирует тот или иной тип двигателя, у всех у них превращение тепловой энергии в механическую происходит путем сгорания топлива внутри цилиндров. Точнее можно сказать так: внутри цилиндров этих двигателей происходит двойное превращение энергии — сначала химическая энергия топлива превращается в тепловую, а затем тепловая в механическую.

Подобные моторы называют еще поршневыми двигателями внутреннего сгорания, потому что все они имеют движущийся внутри цилиндров поршень. Нам, живущим менее, чем сто лет спустя после их появления в окружении автомобилей, тракторов, самолетов, теплоходов и тепловозов, хорошо видно, какую огромную роль в жизни человека сыграли подобные ДВС.
ПАРОВЫЕ МАШИНЫ И ТУРБИНЫ, КАК ОСНОВАТЕЛИ СОВРЕМЕННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ
Современные двигатели многим отличаются от своих предшественников. Сменилось уже несколько поколений инженеров и конструкторов, которые во многих странах для разных целей совершенствовали эти двигатели.

Так, например, сегодняшний бензиновый двигатель автомобиля «Волга» или самолетный поршневой двигатель также мало похожи на двигатель Даймлера, как и современные могучие дизельные моторы, установленные на теплоходах и тепловозах, на первые ДВС от Рудольфа Дизеля.

Много труда было затрачено на то, чтобы улучшить их конструкцию, повысить экономичность и сделать эти двигатели более долговечными. Так появились и вошли в жизнь двигатели внутреннего сгорания, имеющие большие заслуги перед человечеством.

Последнее десятилетие уходящего XIX столетия подарило миру еще один двигатель — паровую турбину. Название нового двигателя — «турбина» происходит от латинского слова «турбо», что означает «вихрь» или «волчок». Вдумавшись в эти слова, нетрудно догадаться, что новый двигатель отличался небывалой до сих пор скоростью вращения.

Появление турбин было вызвано целым рядом важных причин. Прежде всего, большинство рабочих машин требовало для себя вращательного движения. Но поршень паровой машины имел возвратно-поступательное движение. Для того чтобы вал паровой машины мог вращаться, пришлось придумать кривошипно-шатунный механизм. Такая конструкция паровой машины мешала увеличивать ее мощность и быстроходность.

{banner_reczagyand}
В то же время развитие техники требовало от двигателей, приводящих в движение рабочие машины, все больших скоростей и мощностей. Почему же невозможно было построить паровую машину, работающую с большой скоростью?

Дело в том, что при работе машины поршень в цилиндре движется неравномерно. Он то с ускорением идет в одну сторону, то останавливается, затем опять ускоренно движется в другую сторону, снова останавливается, и так все время, пока работает машина. Из-за неравномерности хода поршня во всех частях машины возникают сильные толчки.

Тяжелое маховое колесо, насаженное на вал машины, сглаживает эти удары. Но с этой задачей маховое колесо справляется лишь тогда, когда обороты машины сравнительно невелики. Конструкторы паровых машин дошли до некоторого барьера, дальше которого увеличивать скорость и мощность паровой машины было невозможно — происходили частые поломки.

Скорость двигателей внутреннего сгорания также имела свой барьер. Эти двигатели являются самыми “близкими родственниками” паровой машины. От нее они переняли и многие недостатки. Так, к двигателям внутреннего сгорания по наследству отошли поршень и кривошипно-шатунный механизм.

Изобретателям двигателей внутреннего сгорания пришлось немало потрудиться над тем, чтобы они работали равномерно. Итак, необходим был новый принцип действия двигателя — с вращающимся валом, но без поршня и кривошипно-шатунного механизма.

И тогда вспомнили об идеях, высказанных еще Героном Александрийским и Джованни Бранка. Герон Александрийский построил шар, который вращался при помощи пара, с силой, выходящего через трубки наружу. А Джованни Бранка предложил колесо с лопатками. Оно вращалось благодаря струе пара, с силой, ударявшей по лопаткам колеса.

В этих «двигателях» сразу создавалось вращательное движение, и в какой-то мере они были прообразами турбин. Стоит сказать, что предпринималось много попыток создать паровую турбину, в которой поступающий из котла пар создавал бы вращательное движение рабочего колеса, а вместе с ним и вала турбины.

Известно, что подобные работы проводились и русскими изобретателями. Так, еще в 1806 — 1813 годах на одном из алтайских заводов русский изобретатель Поликарп Залесов строил модели паровых турбин. Но на примере, Фролова и Ползунова, усилия и начинания отдельных выдающихся изобретателей неизменно наталкивались на глухую стену непонимания со стороны царского правительства.

Появление первых, пригодных для практической работы паровых турбин относится к 1890 году. Среди их создателей наибольшая заслуга принадлежит шведскому инженеру, французу по происхождению — Густаву Лавалю и сыну английского лорда Росса — Чарлзу Парсонсу.

Примерно в одно и то же время и независимо друг от друга пришли они к своим изобретениям. Нужно сказать, что рождению паровой турбины в немалой степени способствовало и беспокойство углепромышленников за свои барыши. Широкое распространение дизельных двигателей и наступление нефти внушало им большие опасения.

Владельцы угольных копей были крайне заинтересованы в паровых двигателях, работающих на угле. Поэтому они всемерно поддерживали работы, направленные на создание нового парового двигателя. Война угля и нефти была в самом разгаре. В это время и появляется паровая турбина.

Уже первые образцы турбин выгодно отличались от паровых машин. Это стало возможным потому, что в паровой турбине гораздо лучше используется тепловая энергия подведенного пара.

В паровую машину пар поступает отдельными порциями. При расширении пара в цилиндре он охлаждается, и при этом охлаждаются частично и стенки цилиндра. Из каждой вновь поступившей порции пара часть тратится на подогрев цилиндра, не совершая при этом полезной работы.

В турбину же пар поступает непрерывным мощным потоком. И это создает в турбине постоянную температуру, что позволило уже первым турбинам, далеко несовершенным в конструктивном отношении, быть в два раза более экономичными, чем лучшие паровые машины того времени.

Итак, замена прерывистого потока тепловой энергии, подводимого к паровой машине, на непрерывный поток пара, поступающего в паровую турбину, открыла новые пути развития двигателей, использующих для своей работы тепловую энергию пара.

С появлением турбины дни паровой машины были сочтены. Паровая турбина явилась не только «могильщиком» паровой машины. Она вступила в борьбу за «сферы влияния» с дизельными двигателями. Здесь паровая турбина также одержала ряд крупных побед.

Видео: «Двигатель MPI: особенности, принцип работы, преимущества и недостатки»
В заключении отметим, что и по сей день турбинам нет конкурентов на больших тепловых электростанциях (в качестве электрических генераторов), тепловозах, реактивных двигателях (самолеты), где они используются в качестве первичных моторов.

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

Изучаем странные двигатели, застрявшие на обочине прогресса — ДРАЙВ

Двигатели Ванкеля, Стирлинга, разного рода газотурбинные установки так и не стали автомобильным мейнстримом. Ряд известных компаний (от Мазды до GM, от Мерседеса до Volvo) работали над ними десятки лет, упорствовали маленькие фирмы и отдельные изобретатели. Увы, в конце концов выяснялось, что подводных камней в той или иной конструкции намного больше, чем казалось вначале. Но это не значит, что развитие альтернативных агрегатов невозможно. Энтузиасты перебирают идею за идеей, и мне как инженеру-двигателисту интересно поделиться с вами рядом экзотических схем.

Некоторые создатели перспективных двигателей решили, что комбинация из цилиндра, поршня, шатуна и коленвала отлично себя зарекомендовала более чем за столетие и, чтобы улучшить параметры ДВС, не надо изобретать её заново — достаточно лишь подправить кое-какие аспекты. Поэтому первый в нашем обзоре — мотор американской компании Scuderi Group, который имеет классические такты впуска, сжатия, рабочего хода и выпуска, но происходят они не в одном и том же цилиндре, а в разных. Так называемый холодный цилиндр отвечает за впуск и сжатие, а второй, горячий — за рабочий ход и выпуск.

В простейшем моторе Scuderi цилиндров два: поршень в холодном цилиндре отстаёт на 30 градусов поворота коленвала от собрата в горячем.

Пока в рабочем цилиндре идёт расширение газов, в холодном, компрессорном, — такт впуска. В рабочем — выпуск, в холодном — сжатие. В конце такта сжатия поршни приближаются к своим верхним мёртвым точкам, смесь через перепускной канал перебрасывается из холодного цилиндра в горячий и поджигается. Такой разделённый цикл (в принципе — тот же цикл Отто, пусть и модифицированный) американцы придумали в 2006 году, а в 2009-м построили опытный Scuderi Split Cycle Engine. У компрессорного и рабочего цилиндров могут быть разные диаметры и ходы поршней, что даёт гибко настраивать параметры — получается аналог цикла Миллера с дополнительным расширением газов.

Экспериментальный литровый мотор Scuderi на стенде работает плавно и относительно тихо — даже без глушителя!

По расчётам мотор Scuderi на 25% экономичнее обычного, а с турбонаддувом и теплообменником, передающим энергию выхлопных газов воздуху в перепускном канале, и того выше. В четырёхцилиндровом варианте один компрессорный цилиндр может загонять смесь в три рабочих.

Если к каналу между цилиндрами добавить ответвление с клапанами и баллоном высокого давления, можно заставить такой мотор собирать энергию при торможении и использовать её при разгоне (этот режим показан на последней минуте первого ролика). Однако на протяжении уже ряда лет деятельность компании Scuderi Group ограничивается лишь опытными образцами и участием в выставках. Похоже, реальная экономичность тут всё же не может перебить высокую сложность конструкции.

Двухтактный агрегат Paut Motor использует принцип, подобный применённому в моторах Scuderi Group, — сжатие и рабочий ход тут происходят в разных цилиндрах, между которыми устроены перепускные каналы.

К разделённому рабочему циклу обратились было и разработчики хорватской фирмы Paut Motor. Их «разнесённая» конструкция привлекла меньшим числом деталей, низким трением и сниженным шумом. А необходимость внешнего бака для системы смазки, вызванная тем, что в картере масла не предусмотрено, не испугала. Изобретатели построили несколько опытных образцов. Для рабочего объёма в семь литров их габариты (500×440×440 мм) и вес (135 кг) оказались чуть ли не вдвое ниже, чем у традиционных ДВС. А отдачу так и не выяснили. Последний прототип был собран в 2011 году, а затем проект заглох.

В агрегате Paut Motor — четыре рабочих камеры с поршнями диаметром 100 мм и четыре компрессионных (120 мм). Двухсторонние поршни передают усилия на коленвал, который, благодаря паре шестерён с внутренним зацеплением, совершает планетарное движение.

Двухтактный двигатель Bonner (по имени спонсора, фирмы Bonner Motor), изобретённый в 2006 году в США Вальтером Шмидом, устроен ещё сложнее. Как и в проекте Paut Motor, цилиндры тут расположены буквой X, а коленвал тоже совершает планетарное движение за счёт системы шестерён.

Ключевое отличие от схемы фирмы Paut Motor — роль рабочих поршней играют подвижные цилиндры, соединённые с коленвалом (показаны красным). А с внешней стороны их закрывают неподвижные поршни (отмечены серым).

За газораспределение в Боннере отвечают клапаны в донышках цилиндров и вращающиеся золотники в корпусе мотора. При этом внешние поршни могут немного смещаться под давлением масла, обеспечивая переменную степень сжатия. Запутанная схема! А всё — ради высокой мощности на единицу веса. В теории Bonner выглядит интересно, но на практике о нём уже давно нет никаких новостей — судя по всему, надежд он не оправдал.

Некий мистер Смоллбон получил американский патент на аксиальный мотор ещё в 1906 году. Но если бы такой агрегат был идеалом, через 110 лет все автомобили использовали бы его.

Другие изобретатели не меняли рабочие циклы ДВС, а сосредотачивались на расположении его частей. Таковы, например, аксиальные моторы, которым уже больше ста лет (один из ранних патентов — на рисунке выше). Все они отличаются деталями, но объединены общим принципом — цилиндры располагаются, как патроны в барабане револьвера, с соосным выходным валом. За преобразование возвратно-поступательных движений поршней во вращение вала отвечают разные системы вроде наклонённых к продольной оси двигателя штифтов, косых шайб и тому подобного.

По такому принципу сегодня работают некоторые компрессоры. Добавив продуманное газораспределение и зажигание, можно превратить подобный блок в мотор…

…такой, как американский Dina-Cam 1960-х с полувековыми корнями. Благодаря хорошему соотношению веса и мощности аксиальные агрегаты прочили на роль моторов для лёгких самолётов.

Разновидностью аксиальных агрегатов является новозеландский проект фирмы Duke Engines — пятицилиндровый четырёхтактник рабочим объёмом три литра. По сравнению с классическим ДВС того же литража этот был, по расчётам авторов, на 19% легче и на 36% компактнее. Ему сулили применение в самых разных областях, но мечты о завоевании целого мира остались мечтами.

Опытный образец мотора Duke был построен в 2012 году. Потом он мелькал на выставках, собирал призы, но вот уже несколько лет новостей о нём нет.

Ещё более сложный аксиальный пример — двигатель RadMax канадской фирмы Reg Technologies. Здесь вместо цилиндров в общем барабане с помощью тонких лопастей организована дюжина отсеков. В прорезях ротора установлены пластины, которые сдвигаются вдоль них по мере его вращения. С торцов полученные переменные объёмы ограничивают изогнутые поверхности: они задают траекторию движения лопастей и заведуют газообменом.

Основные части мотора RadMax. За один оборот вала тут происходит 24 полных рабочих цикла.

Схема RadMax позволяет создавать двигатели под разные виды топлива, хотя изначально изобретатели выбрали дизельное. В 2003 году был построен образец диаметром и длиной всего 152 мм. Он развивал 42 силы — в разы больше, чем схожий по габаритам ДВС. Позже фирма отчиталась о создании более крупных прототипов на 127 и 380 сил. Но, судя по релизам, вся её деятельность по-прежнему не выходит за рамки экспериментов.

Ещё один пример превосходства теории над практикой — тороидальный мотор Round Engine (или VGT Engine) уже исчезнувшей канадской компании VGT Technologies. Первые прототипы двигателя с тором переменной геометрии (отсюда и буквы VGT — Variable Geometry Toroidal Engine) инженеры испытывали ещё в 2005 году.

Авторы кругового двигателя избавились от возвратно-поступательных движений. Отсюда — радикальное снижение вибраций. Плюсом можно назвать минимальное число деталей и хорошую расчётную экономичность.

Тор здесь играет роль цилиндра, внутри которого вращается ротор с парой закреплённых на нём поршней. Необходимые для обеспечения рабочих тактов переменные объёмы образуются между поршнями с помощью тонкого распределительного диска с вырезом под поршни, который ремённым или иным приводом вращается поперёк тора. Этот диск ограничивает топливно-воздушную смесь в процессе сжатия и рабочего хода.

Система фирмы Garric Engines похожа на VGT, однако вместо поперечного распреддиска использовано шесть поворотных золотников.

В 2009 году свой тороидальный мотор, принципиально повторяющий канадский, разработали американцы Гарри Келли и Рик Айвас (видео выше). По их оценке, тор полуметрового диаметра обеспечивал бы 230 л.с. и около 1000 Н•м всего при 1050 об/мин. Но… На сайте их фирмы Garric Engines сейчас висит заглушка «Спасибо за интерес. В будущем страница может быть обновлена». Возможно, чуть лучшая судьба ждёт так называемый нутационный двигатель, придуманный американцем Леонардом Мейером в 2006 году — его хотя бы построили в нескольких экземплярах.

Главный принцип нутационного диска: в процессе работы он не вращается вокруг вала, а качается из стороны в сторону. Добавив перегородки, получаем отсеки, в которых газ может сжиматься и расширяться.

Нутация по-латински означает «кивать». Мейер сформировал четыре рабочие камеры переменного объёма между корпусом мотора и «кивающим» по сторонам диском, который играет роль поршня. Диск разрезан пополам вдоль своего диаметра и нанизан на Z-образный вал, с которого и снимается мощность. За газообмен отвечают каналы и клапаны в корпусе.

Рабочий диск показан в разрезе. Минимализму, уравновешенности и лёгкости нутационной конструкции позавидует даже двигатель Ванкеля.

Прототипы мотора Мейера построила компания Baker Engineering и родственная ей Kinetic BEI. С единственным диском диаметром 102 мм агрегат развивает семь сил, а с парой дисков по 203 мм — уже 120! Длина двухдискового двигателя — 500 мм, диаметр — 300, а рабочий объём — 3,8 л. На килограмм веса — 2,5−3 «лошади» против одной-двух у массовых атмосферных ДВС (из немассовых некоторые моторы Ferrari выдают больше трёх сил на килограмм, но при высоченных 9000 об/мин). Литровая мощность, правда, не впечатляет. Ныне Baker и Kinetic вроде как доводят проекты до ума, хотя особой активности на их сайтах не видно.

За один оборот вала в двухдисковом нутационном агрегате происходят те же четыре рабочих хода, что и в восьмицилиндровом поршневом «четырёхтактнике». На фото — одно- и двухдисковые рабочие прототипы. (Кстати, из двух дисков в принципе можно создать и машину с разделённым циклом, одному отдать сжатие смеси, другому рабочий ход.)

В 2010 году нутационный мотор попал в зону интереса исследовательского центра ВВС США. Гарри Смит, менеджер лаборатории, демонстрирует внутренности мотора и объясняет, что особую ценность конструкция представляет для лёгкой авиации.

Идея роторных агрегатов различного типа так часто привлекает новаторов, будто один лишь отход от знакомой схемы даёт существенное повышение характеристик. Так, Николай Школьник, выходец из СССР, давно перебравшийся в США, с сыном Александром разработал мотор, напоминающий двигатель Ванкеля, вывернутый наизнанку. Ротор арахисовой формы также вращается в треугольной камере, но в отличие от агрегата Ванкеля уплотнители закреплены не на поршне, а на стенках камеры.

В роторе LiquidPiston есть полость, играющая свою роль в газообмене. Процесс сгорания проходит при постоянном объёме, а затем идёт расширение — это один из факторов, повышающих КПД.

Для развития конструкции Школьники основали фирму LiquidPiston, которой заинтересовалось оборонное агентство DARPA — теперь оно софинансирует эксперименты в расчёте на перспективы работы «арахисовых» агрегатов в лёгких летательных аппаратах, включая беспилотники, и в переносных генераторах. Опытный моторчик рабочим объёмом 23 см³ обладает неплохим для таких габаритов КПД в 20%. Теперь авторы нацелены на дизельный прототип весом около 13 кг и мощностью 40 л.с. для установки на гибридный автомобиль. Его КПД якобы вырастет уже до 45%.

Первый образец мотора Школьников можно положить на ладонь. Он весит 1,8 кг и может заменить вдесятеро более тяжёлый поршневой ДВС карта (показан слева). Мощность всего 3 л.с., но классический двигатель такого размера был бы ещё слабее.

Последний рассмотренный нами мотор демонстрирует, что идея плоского агрегата (ротор ведь можно сделать очень узким) заманчива. Вместе с тем для её реализации сами роторы не так обязательны — достаточно «оквадратить» традиционный поршень и, соответственно, сделать прямоугольным на виде сверху цилиндр.

Этой странной разработке фирмы Pivotal Engineering уже несколько лет, в течение которых создан ряд образцов, приводивших в движение мотоциклы и самолёты. Авторы адресуют так называемый качающийся поршень в первую очередь авиации. Помимо высоких выходных характеристик по отношению к весу и габаритам, такой двухтактный агрегат отлично поддаётся форсировке за счёт прохождения сквозь неподвижную ось поршня (рисунок ниже) жидкостного канала охлаждения. С иной схемой такой трюк затруднителен.

Задумка компании Pivotal Engineering из Новой Зеландии представляет собой мотор с качающимися прямоугольными (в плане) поршнями. Один их край закреплён на неподвижной оси, второй — связан с шатуном. Справа — четырёхцилиндровый образец на 2,1 л.

За пределами нашего обзора осталось ещё много экзотических разработок вроде 12-роторного мотора Ванкеля, двигателя Найта или агрегатов со встречными поршнями, ДВС с изменяемой степенью сжатия или с пятью тактами (есть и такие!), а ещё роторно-лопастные агрегаты, в которых составные части ротора совершают движения, будто сходящиеся и расходящиеся лезвия ножниц.

Ещё пример чудачеств — H-образный двигатель, объединяющий в себе две рядные «пятёрки». Автор патента Луи Хернс полагает, что одну половину агрегата можно адаптировать под бензин, а другую — под метан и активировать их как врозь, так и вместе.

Даже беглый экскурс за пределы классических ДВС показал, сколь большое количество идей не находит массового воплощения. Роторы часто губит проблема износа уплотнений. Роторно-лопастные варианты вдобавок страдают от высоких знакопеременных нагрузок, разрушающих механизм связи лопастей и вала. Это только одна из причин, почему мы не встречаем такие «чудеса» на серийных автомобилях.

Вторая — в том, что и традиционные ДВС не стоят на месте. У последних бензиновых образцов с циклом Миллера термический КПД доходит до 40% даже без турбонаддува. Это много. У большинства бензиновых агрегатов — 20−30%. У дизелей — 30−40% (на крупных судах — до 50). А главное — глобальная альтернатива ДВС уже найдена. Это электромоторы и силовые установки на топливных элементах. Поэтому если изобретатели диковинок не решат все технические проблемы в самое ближайшее время, вырулить с обочины прогресса перед электричками они попросту не успеют.

Просто о сложном. Двигатель


Все вышло из воды



Двигатель – это устройство, которое преобразует какой-либо вид энергии в механическую работу.


Двигатели разделяют на первичные и вторичные.


К первичным относятся те виды двигателей, которые преобразуют природные энергетические ресурсы в механическую работу. Это ветряное и водяное колесо, гиревой механизм, тепловые двигатели.


Вторичные – двигатели, которые преобразуют выработанную или накопленную энергию другими источниками. К ним относят электрические, пневматические и гидравлические.


Первичные двигатели, такие как парус и водяное колесо, были известны с незапамятных времен и использовались повсеместно.


До середины XVII века человек обходился первичными двигателями и довольствовался силой воды, ветра и тяжести.


Первым шагом на пути к двигателю стала пароатмосферная машина, созданная по проектам французского физика Дени Папена и английского механика Томаса Севери, которая сама по себе не могла служить механическим приводом, и к ней необходимо было водяное колесо.


В 1763 году механик Иван Ползунов по собственному проекту изготовил стационарную паровую машину, которая хоть и была далека от совершенства, но работала без сбоев.


К 1784 году английский механик Джеймс Уатт создал более совершенную паровую машину, которая была названа универсальным паровым двигателем.


В машине был предусмотрен жесткий поршень, по обе стороны которого поочередно подавался пар. Подача пара происходила автоматически, а поршень через кривошипно-шатунную систему вращал маховик, который обеспечивал плавность хода. Такая модификация машины Севери не была привязана к водонапорной башне и могла стать самостоятельным приводом различных механизмов. Уатт создал элементы, которые в дальнейшей истории двигателестроения в той или иной вариации входили во все паровые машины, получившие широкое распространение. Их использовали как приводы станков, экипажей для перевозки людей и грузов, судов и локомотивов на железных дорогах.


Следующим шагом в двигателестроении стала паровая турбина, изобретенная в конце XIX века, которая применялась на морских судах и на электростанциях в начале XX века.


Индустрия двигателестроения не стояла на месте, и в конце XIX века на первый план вышли двигатели внутреннего сгорания.


Первым в семействе ДВС стал механизм, созданный французским инженером Этьеном Ленуаром в 1860 году. Его конструкция представляла собой одноцилиндровый двухтактный газовый двигатель. Ленуар использовал принцип работы поршня двигателя Уатта, но рабочим телом служил не пар, а продукты сгорания смеси воздуха и светильного газа, вырабатываемого газогенератором.


Двигатель Ленуара стал первым в истории серийно выпускавшимся ДВС.


В 1897 году инженер Рудольф Дизель предложил ДВС с воспламенением рабочей смеси в цилиндре от сжатия воздуха, который был впоследствии назван его именем.


Двигатели внутреннего сгорания стали основой развития автомобильного транспорта в XX веке.


В первой половине XX века были созданы новые типы первичных двигателей: газовые турбины, реактивные двигатели, а в 1950-х и ядерные силовые установки.


В 1834 году русский ученый Борис Якоби создал первый пригодный для практического использования вторичный двигатель – электродвигатель постоянного тока.


Двигатели можно классифицировать по источнику энергии, по типам движения, по устройству, по назначению и т.д.


Отрасль двигателестроения является одной из наиболее развивающихся. В год по всему миру подается до 50 заявок на патентование в категории «Двигатели». В основном это модификации существующих механизмов с новым соотношением элементов либо с принципиальными новинками. Новые конструкции же появляются редко.



А вместо сердца – пламенный мотор



В авиации используются в основном тепловые двигатели, которые создают тягу, необходимую для поднятия летательного аппарата в воздух.


По способу создания тяги авиационные двигатели можно разделить на три группы: винтовые, реактивные и комбинированные.


Винтовые двигатели создают тягу вращением воздушного винта, а реактивные преобразуют энергию топлива в кинетическую энергию вытекающей из двигателя газовой струи, вызывающей силу реакции, непосредственно используемой в качестве движущей силы. Воздушно-реактивные двигатели используют для сгорания кислород атмосферного воздуха.




Комбинированные создают тягу, складывающуюся из силы реакции потока продуктов сгорания, вытекающих из двигателя, и тяги, создаваемой обычным или специальным воздушным винтом. Комбинированные двигатели разделяются на турбовинтовые, турбореактивные и винтовентиляторные. Также их называют газотурбинными авиадвигателями.


Такие двигатели с легкостью поднимают в небо трансатлантические лайнеры, но их мощности недостаточно для того, чтобы поднять ракету в космос.


Для ракет используют реактивные двигатели, в них для сгорания топлива используется окислитель, транспортируемый самим летательным аппаратом.


Кроме того, сила тяги реактивного двигателя не зависит от наличия окружающей среды, а также от скорости самой ракеты.




Взлетные технологии



Развитие отрасли двигателестроения в России, стремящейся к независимости от импортных механизмов, началось в 1980-х гг. Такие предприятия, как УМПО, НПП «Мотор», рыбинское НПО «Сатурн», включились в мировую гонку за создание передового двигателя, который составит конкуренцию продукции таких гигантов промышленности, как Pratt & Whitney, которой комплектуют самолеты линейки Boeing и Airbus.


В результате многолетней кропотливой работы всех предприятий и НИИ отрасли, а также интеграции частного и государственного капитала был создан авиационный двигатель ПД-14. Он предназначен для новейшего российского среднемагистрального самолета МС-21, который в конце 2017 года совершил тестовый перелет с аэродрома корпорации «Иркут» на аэродром Жуковский для проведения дальнейших испытаний.


ПД-14 представляет собой турбореактивный двухконтурный двухвальный двигатель. Взлетная тяга ПД-14 может достигать 18 тонн.


Эксперты сравнивают ПД-14 с двигателями для среднемагистральных самолетов компаний Pratt & Whitney и Rolls-Royce.


На базе ПД-14 ведутся разработки вертолетного двигателя ВК-2500М. Подготовка демонстрационной модели двигателя нового поколения запланирована на 2021 год. Как и в ПД-14, в конструкции ВК-2500М будут использованы новейшие материалы, что позволит облегчить массу на 15% по сравнению с существующими аналогами без потери мощности.


Первая модификация указанного двигателя ВК-2500 активно вводится в эксплуатацию, а также выводится на международный рынок путем валидации сертификатов в странах-импортерах. 



Мы наращиваем объемы производства двигателей ВК-2500 в интересах государственного заказчика, а также планируем существенно нарастить экспорт. При этом сборка ведется полностью из российских комплектующих

Анатолий Сердюков, индустриальный директор авиационного кластера Госкорпорации Ростех


В отличие от своего предшественника, новый вертолетный двигатель оснащен цифровой системой автоматического управления с современным электронным блоком автоматического регулирования и новейшими датчиками. Использование современных технологий и новейших материалов позволило обеспечить поддержание режимов в более широком диапазоне температур наружного воздуха, повысить ресурсы и показатели топливной экономичности. Такие двигатели позволят вертолетам семейства Ми-17 и аналогичным расширить потенциал своих возможностей в высокогорных районах и районах с жарким климатом.


Российское двигателестроение развивается в направлении как гражданской, так и военной авиации. В апреле 2018 года завершились работы по стендовым испытаниям опытного двигателя АЛ-41Ф-1.Данная разработка предприятия «ОДК-Уфимское моторостроительное производственное объединение» является двигателем первого этапа для истребителя пятого поколения Су-57. АЛ-41Ф-1 является авиационным турбореактивным двухконтурным двигателем с форсажной камерой и управляемым вектором тяги.


Несмотря на гонку технологий, существуют системы, проверенные временем и доказавшие свою эффективность даже спустя многие годы. Ракетные двигатели РД 107/108 на протяжении более полувека являются основой пилотируемой космонавтики в России.


Именно благодаря РД 107/108 Юрий Гагарин совершил свой легендарный полет. Двигатели РД-107 устанавливаются на блоках первой ступени, а РД-108 – второй.



РД-107/108 показали себя как одни из самых надежных и удачных двигателей, поднимающих космические корабли. Они стоят на серийном производстве и доставляют на орбиту российских космонавтов, американских астронавтов и космических туристов.


Российский ракетный двигатель уже назван рекордсменом. За 60 лет использования он не утратил своего первенства в отрасли. На основе первых двигательных систем разработано 18 модификаций.


Когда в 2011 году США прекратили использование шаттлов, единственным способом отправки космонавтов на МКС остались корабли «Союз», оснащенные двигателями РД-107/108. 


Выводы



  • Отрасль двигателестроения является одной из наиболее востребованных и перспективных как для развития промышленности страны, так и для выхода на международный рынок.


  • Внедрение частного капитала и интеграция научно-технической базы предприятий, занимающихся разработкой и производством двигательных систем и комплектующих, позволили создать полный производственный цикл отечественных двигателей, способных составить конкуренцию мировым аналогам.


Рекомендации



  • Интеграция научно-технических достижений и новейших технологий в области двигателестроения для оперативного реагирования отрасли на запросы гражданской и военной авиации, а также космонавтики и своевременного ввода в эксплуатацию новых двигательных систем, отвечающих вызовам времени и не уступающих мировым аналогам.


  • Создание и поддержание научно-технической базы, способной обеспечить российскую авиационную отрасль двигательными системами отечественного производства, сокращение объемов импорта, а также вывод конкурентоспособной продукции на мировой рынок.

№ 1435: Рудольф Дизель

Сегодня познакомьтесь с Рудольфом Дизелем. Университет
Инженерный колледж Хьюстона представляет это
сериал о машинах, которые делают наши
цивилизация управляется, и люди, чья изобретательность
создал их.

Историк Линвуд Брайант
пишет о Рудольфе Дизеле.Дизель считал себя
научный гений и Джеймс Уатт позднего
девятнадцатый век. Он был тщеславен, сверхчувствителен и
немного параноик. Он не завоевал сердца
другие производители двигателей.

В 1912 году, через двадцать лет после того, как Дизель задумал свой
двигатель, четыре человека написали книги о нем
разработка. Дизель написал один и люди
Минимизировать свои претензии написали остальные трое.
семена спора, утверждает Брайант, были посеяны в
Традиционный взгляд Дизеля на изобретение — что
устройство сначала изобретается, затем разрабатывается и
наконец улучшено, все в линейной последовательности. Дизель
оставил четкие записи о том, что он сделал. Между 1890 и
1893 году он определенно изобрел двигатель, используя свой
знание термодинамики. Идея сжигания
топливо медленно и при более высоких давлениях, безусловно,
его.

Дизель также работал с 1893 по 1897 год в
Аугсбургский машиностроительный завод разрабатывает работающий двигатель.
За это время ему пришлось сделать гораздо больше
теоретические работы и изобретения. По его мнению, он был
до сих пор изобретаю двигатель. Люди за пределами
процесс видел все это как развитие
грязную работу должен пройти каждый, чтобы сделать хорошо
идею в работоспособное оборудование.После 1897 г. Дизель
решил, что с ним покончено, и обратился к продвижению
двигатель. Но он был еще удручающе не готов к
магазин. Потребовалось еще одиннадцать лет
улучшение. Тем временем Дизель работал над собой.
нервный срыв, продвигающий еще не готовый
двигатель.

Дизель рассматривал свои собственные разработки как
продолжение изобретательского процесса (поскольку он наверняка
было ).Но он рассмотрел все новшества
необходимо, чтобы двигатель имел коммерческий успех
как не более чем зачистка меньших умов. Он
раздражал других конструкторов двигателей, насмехаясь над
их работа. Он не понял, что заставило его
жизнеспособных двигателей на рынке было много по-настоящему
изобретательское мышление очень хороших инженеров.

Дизеля сильно беспокоила критика его роли.
при создании двигателя, а в 1913 году он исчез
с корабля в Англию.Его тело нашли через десять дней
потом. Его смерть вызвала все виды зловещих
рассказы о заговорах с целью продажи секретов британцам.
Однако совершенно очевидно, что он совершил
самоубийство.

У меня есть старая книга о дизельных двигателях, впервые опубликованная в
1912 г. с введением Дизеля. В 4-м
издания английский автор с сожалением отмечает, что Dr.Дружба Дизеля «ценилась больше, чем он думал».
Во вступлении Дизель говорит, что он «завершил
строительство первого коммерчески успешного
мотор» в 1897 году. Затем он высокомерно утверждает, что немногие
заводы достаточно хороши, чтобы производить его двигатели…
что второстепенным производителям не стоит даже пытаться.

Тем не менее, нельзя отрицать, что Дизель был провидцем.Он признает, например, что его двигатель
кажется, что угрожает угольной промышленности Англии.
Но, добавляет он, мы скоро добудем наше дизельное топливо.
из каменноугольной смолы. Теперь мы знаем, как это сделать. мы не
сделать много дизельного топлива из каменноугольной смолы сегодня, но мы
знаем, как это сделать — в любое время, когда мы захотим.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета.
где нас интересует, как изобретательные умы
Работа.

(Музыкальная тема)

Дизельный двигатель и человек, который его изобрел

Скорее всего, если вы читаете этот блог, вы тоже дизель.
любитель двигателей. Мы не виним вас! От их удивительной экономии топлива до их
выносливость и долгая жизнь, что не ценить?

Когда ты останавливаешься и думаешь о своем дизельном пикапе и обо всем этом
что вы можете сделать из-за этого, вы когда-нибудь задумывались, как дизельный двигатель
Пришел что бы быть? Как давно они существуют? Кто это придумал? Если вы когда-либо
задумался о происхождении дизельного двигателя, не смотрите дальше!

История дизельного двигателя

Промышленная революция была технологическим поворотным моментом
в истории, которая длилась около 100 лет.Многие профессии из сельского хозяйства
текстильщики смогли перейти от напряженного ручного труда к механическому. Это
заложил основу для многих технологических достижений и приятных моментов
мы наслаждаемся и принимаем как должное сегодняшний день. Дизельный двигатель является продуктом
Индустриальная революция.

Рудольф Дизель вырос во Франции, но переехал в Англию во время
Франко-прусская война. Когда война закончилась, он вернулся в Европу, чтобы учиться
разработка двигателя в Германии. За это время наиболее заметными изобретениями
вращался вокруг пара.Однако паровые машины, работавшие на угле, были весьма
неэффективны и стоили очень дорого. Крупные компании могли себе их позволить,
в то время как малый бизнес боролся за конкуренцию.

Дизелю пришло в голову попытаться создать более эффективную
и доступный движок, позволяющий малым предприятиям конкурировать с крупными
отрасли. Он был настроен помогать «малышам», предпринимателям и
самостоятельные мастера.

Дизель несколько лет работал над дизайном и придумал
со многими тепловыми двигателями, включая двигатель внутреннего сгорания,
двигатель на солнечной энергии и двигатель, который теоретически мог бы вращать 75 процентов своей
тепло в мощность.

Дизель решил доказать теорию о том, что он может построить
двигатель, который был эффективен на 75 процентов, но так и не смог этого сделать. Он сделал,
однако спроектировать двигатель с КПД около 25 процентов, что было
по-прежнему огромным усовершенствованием паровой машины, эффективность которой составляла всего
около 10 процентов. В 1898 году он получил патент США на внутреннюю
двигатель внутреннего сгорания.

В то время как Дизель намеревался помочь малому бизнесу, его изобретение
был с энтузиазмом принят крупными промышленными предприятиями.В конце
19 -го -го века он стал миллионером. К сожалению, плохо
инвестиции оставили бы его по уши в долгах в конце жизни.

Рудольф Дизель исчезает

В 1913 году Дизель исчез с океанского парохода, когда он был
направился в Лондон, чтобы поговорить с британским флотом об установке его двигателя на
свои подводные лодки. Никто точно не знает, что произошло. Некоторые люди предполагают
что он прыгнул за борт, покончив с собой из-за больших долгов и бедных
здоровье.Другие предполагают, что, возможно, его бросили.

Хотя некоторые считают, что о Дизеле «позаботились», потому что
некоторые страны не хотели, чтобы его патенты были переданы британскому правительству.
Другие предполагают, что угольные магнаты опасались, что пар станет неактуальным, и
паровые двигатели в значительной степени полагались на уголь. Некоторые утверждают, что он был убит
«большие нефтяные тресты», поскольку он выступал за использование растительного масла в качестве топлива
источник. Другая теория, которая какое-то время циркулировала в газетах, заключалась в том, что он
был убит немецкими шпионами, чтобы помешать ему поделиться информацией о
их проекты подводных лодок.

Наследие Дизеля

К сожалению, Дизель не дожил до полного раскрытия потенциала
своего изобретения. Корабли начали использовать дизельные двигатели после Второй мировой войны, грузовики
и автомобили в 1920-х годах, и поезда в 1930-х годах — и они продолжают делать
так по сей день. Дизельные двигатели также используются для питания гидроэлектростанций, электростанций.
трубопроводы, заводы и многое другое! Современные дизельные двигатели усовершенствованы
версии его первоначальной концепции.

Теперь есть даже дизельный двигатель
энтузиастов, таких как высококвалифицированные механики из Gem State Diesel & Turbo Repair.За
те, кто находится в районе Меридиана, штат Айдахо, мы можем позаботиться о вашем дизельном обслуживании
и потребности в ремонте. Расписание
записаться на прием онлайн или позвонить нам по телефону 208-288-5555.

Источники:

https://www.thoughtco.com/rudolf-diesel-diesel-engine-1991648

https://dieselnet.com/tech/diesel_history.php

Изобретен двигатель на соленой воде — The New York Times

МЕДФОРД, Массачусетс, 10 января (UPI) — Профессор Мартин Сассман из Университета Тафтса изобрел турбинный двигатель, работающий на соленой воде.Следующий шаг – найти ему применение.

Профессор Сассман, заведующий кафедрой химического машиностроения Тафтса, на этой неделе продемонстрировал свой двигатель. Он выразил сомнение, что его можно будет использовать для питания автомобилей, но эта идея его заинтриговала.

«Везде, где вам нужен источник энергии, вы можете найти применение для машин этого типа», — сказал он.

Вращающийся на турбине «тип» размером с мусорную корзину, о котором он говорил, покоился на лабораторном столе рядом с ним, «делая свое дело», как он выразился.

«Турбина сжатия», ?? Суссман сказал, что «химическая энергия, запасенная в концентрированных растворах соленой воды, преобразуется непосредственно в механическую работу».

Турбина состоит из двух конических цилиндров, которые вращаются в резервуаре с соленой водой. Цилиндры обернуты волокном, называемым коллагеном, который сделан из сухожилий животных и имеет способность многократно сжиматься и расширяться при воздействии определенных солевых растворов, а затем пресной воды.

В соленой воде коллаген создает напряжение, которое вращает два цилиндра и приводит в действие турбину.Волокно формируется в длинную замкнутую петлю, которая перемещается между резервуарами с соленой и пресной водой.

Г-н Суссман объяснил, что когда волокно выходит из пресной воды и наматывается на цилиндры, оно набирает соль и натягивается. Затем он имел тенденцию сжиматься и, таким образом, приводил в действие цилиндры турбины сжатия.

Желтая демонстрационная банка, на которой были нарисованы зеленые вопросительные знаки, генерирует около одной десятой ватта мощности. Профессор Сассман сказал, что можно перейти к более «практичным уровням» производства энергии.

Преимущество такой машины в том, что ничего не горит и не загрязняет воздух.

«Я не знаю, будут ли у нас когда-нибудь автомобили ездить таким образом, — сказал профессор Сассман, — но забавно представить, как вы подъезжаете к заправочной станции и просите 10 фунтов соли, а вас спрашивают: «Вы нужен мелкий или грубый?»

Г-н Сассман сказал, что намерен продолжать усилия по поиску практического применения турбины, работающей на соленой воде, но добавил: «Я, конечно, надеюсь, что другие ученые и инженеры найдут для нее применение.”

Греческий инженер, который изобрел паровой двигатель 2000 лет назад

Почти за два тысячелетия до того, как остальное человечество вступило в индустриальную эпоху, греческий изобретатель Герой изобрел паровой двигатель, ветряные машины и теории света, которые могли не совершенствоваться веками. А потом он изобрел какие-то действительно сумасшедших вещей.

Научные гении должны провернуть сложный баланс еще до своего рождения. Такие великие умы, как Альберт Эйнштейн или Исаак Ньютон, родились как раз в то время, когда их идеи были по-настоящему революционными — достаточно далеко впереди своего времени, чтобы стать первопроходцами, но не настолько, чтобы люди не понимали, о чем они говорят.

Герой Александрии

Герой или Герон Александрийский, с другой стороны, обладал поразительно дурным вкусом, родившимся около 10 г. н.э., из-за чего его изобретения настолько опережали свое время, что от них было мало практической пользы. и со временем были забыты. Если бы он родился, скажем, в 1710 году, его инженерное мастерство и невероятная креативность могли бы сделать его самым богатым человеком в мире. Как бы то ни было, ему просто придется довольствоваться посмертной репутацией величайшего изобретателя в истории человечества.Серьезно, если завтра ты не изобретешь варп-двигатель, ты не сможешь догнать Героя.

Мы очень мало знаем о происхождении Героя, и только в прошлом веке мы узнали, в каком веке он жил. Скорее всего, он был этническим греком, родившимся в Египте в первые десятилетия I век н.э., один из многих людей, чьи предки эмигрировали из Греции после завоеваний Александра Македонского.

Герой, вероятно, преподавал в Музее в Александрии, учреждении, основанном греческими правителями Египта — вы можете увидеть его концепцию художника выше.Музей был не похож ни на что другое в древнем Средиземноморье, место сбора ученых и наук, которые останутся уникальными до появления университетов столетия спустя.

Паровоз Героя

Но, тем не менее, Герою не нужна длинная биография, чтобы объяснить, почему он так важен — его изобретения и теории вполне с этим справляются. Его самым известным достижением была примитивная паровая машина, известная как эолипил. Другие до Хиро упоминали эолипилы, но он был первым, кто действительно подробно описал, как его сделать, и неясно, действительно ли его предшественники говорили об одном и том же устройстве.

Вот как работает эолипил. Сфера расположена так, что она будет вращаться вокруг своей оси, а изогнутые сопла размещены с обеих сторон перпендикулярно этой оси. Затем вода нагревается либо внутри сферы, либо в котле под ней. Когда вода нагревается, из сопел выбрасывается пар, который создает силу и крутящий момент, которые, в свою очередь, заставляют сферу ускоряться до тех пор, пока трение и аэродинамическое сопротивление не станут достаточно сильными, чтобы довести сферу до постоянной скорости вращения. Вы можете увидеть видео с эолипилом в действии ниже:

Древняя железная дорога

Эолипил Геро был скорее интересной диковинкой, чем реальной машиной, которую можно было использовать для выполнения работы, но мы должны помнить, насколько далеко эта машина опередила свое время.После того, как эолипил Геро был забыт, мы не знаем ни одного другого человека, изобретавшего паровой двигатель, до османского изобретателя и всестороннего гения Таки ад-Дина в 1577 году, и его современники считали его величайшим ученым на Земле. Итак, если Таки ад-Дин был величайшим умом своего времени, что он говорит о человеке, который изобрел практически то же самое за 1500 лет до него?

И хотя эолипил не был создан для выполнения полезной работы, стоит помнить, что на самом деле он не мог выполнять никакой работы.В доиндустриальном мире древней Александрии паровая машина не использовалась. Хотя в Средиземноморье на самом деле было чем-то, что идеально подошло бы для паровой машины: железной дорогой.

Да, в древнем мире было несколько примитивных железных дорог. Конечно, поезда по ним не ходили, но на этих древних железнодорожных путях были извилистые дорожки, по которым тянулись машины, вероятно, под действием какой-то комбинации лошадей, людей и гравитации. Самым известным из них был Диолкос, который пересекал самый узкий участок Коринфского перешейка и позволял быстро перевозить корабли по суше, помещая их на телеги.

Диолкос действовал примерно с 600 г. до н.э. до времен Героя… и если бы он проработал чуть дольше, кому-то могла бы прийти в голову блестящая идея привести транспортные средства в действие с помощью эолипила Героя. В этом случае Герой, бесспорно, был бы оригинальным стимпанком, но я думаю, что мы все равно можем дать ему титул.

Первый в мире робототехник

Герой Александрии, в своем роде, изобрел роботов. В его инженерной работе часто использовались автоматизированные устройства, которые можно было запрограммировать на выполнение определенных задач, а затем предоставить самим себе для завершения работы.Его считают одним из прадедов кибернетики, которая не стала полноценной наукой до середины 19 века.

Очаровательно, Герой в основном использовал свои автоматы, чтобы ставить пьесы. Многие его инженерные исследования были направлены на улучшение работы греческого театра, а его главным достижением стала полностью автоматизированная пьеса, которая длилась более десяти минут — да, он, по сути, создал древнегреческий эквивалент Зала президентов Disney World. Пьеса была, возможно, больше похожа на машину Руба Голдберга, чем на произведение кибернетического гения, поскольку она была скреплена системой узлов, веревок и простых механизмов, приводимых в действие большим вращающимся цилиндром.

Но даже тогда механическая игра казалась роботизированной. Каждый сегмент игры — в данном случае веревки, узлы и машины — имел две разные настройки, и их можно было запрограммировать на разные действия в зависимости от того, как они были устроены. Это означает, что игра Героя, возможно, была первой программой, написанной в двоичном коде.

И это была не совсем скучная постановка, как объясняет Эрик Дэвис в своей книге Techgnosis: Myth, Magic & Mysticism In the Age Of Information :

одна из которых катилась перед публикой сама по себе мощность, провернула миниатюрное трехмерное представление, а затем сделала свой собственный выход.Другой разыграл дионисийскую мистерию с аполлонической точностью: вспыхнуло пламя, грянул гром, а миниатюрные вакханки безумно закружились вокруг бога вина на вращающемся шкивом поворотном круге.

Да, я бы купил билет на это пробуждение.

Магистр оптики и математики

Герой был не только блестящим инженером, но и опытным математиком и теоретиком. Он разработал основы того, что сейчас известно как принцип Ферма. Герой предсказал, что луч света, проходящий между двумя точками, всегда будет идти по кратчайшему пути.Это достаточно простая идея, но очень мощная — действительно, до тех пор, пока наше понимание света не усложнилось в прошлом столетии или около того, это было в значительной степени определением того, что такое световой луч, и потребовалась тысяча лет, прежде чем Арабский ученый Альхазен мог предложить какое-либо улучшение первоначальной идеи Героя.

Работа Героя по математике также была не чем иным, как экстраординарной. Он придумал простой способ быстро вычислить квадратный корень из любого числа (ну, во всяком случае, при условии, что вы можете быстро выполнить деление в длинное число), и придумал то, что теперь известно как формула Героя.Эта формула позволяет вычислить площадь треугольника, не имея никакой другой информации, кроме длин его сторон. Но его самым удивительным математическим достижением должно быть открытие мнимых чисел, с которым он столкнулся, разрабатывая формулу для объема пирамидальной пирамиды.

Ветер и Огонь

Но, несмотря на всю его теоретическую работу — честно говоря, я удивлен, что он случайно не придумал теорию относительности, пытаясь вычислить кубический корень — величайшие достижения Героя остаются его изобретениями.Некоторые из них кажутся достаточно простыми. Например, его ветроколесо использовало энергию порывов ветра, чтобы заставить орган играть. Это не требовало большого технического мастерства, как его паровой двигатель или механические пьесы, но, по-видимому, требовало его уникальной проницательности — до появления Героя не было никаких записей о ветряных машинах. Иногда гениальность заключается не только в том, чтобы видеть далеко вперед, но и в том, чтобы осознавать очевидное, находящееся прямо перед вами.

Я знаю, что некоторые из вас думают: эти машины, формулы и прочее — это хорошо, но где практическое применение? Что Герой Александрийский сделал для меня в последнее время? Ну, если вы древний римлянин, он мог бы спасти вам жизнь.Он изобрел силовой насос, который мог очень быстро направлять воду в любое место благодаря мощности своих поршней. Дизайн, который вы видите выше, вероятно, является работой предшественника Героя Ктесибия, но Герою удалось улучшить эту более раннюю работу, и его насос стал решающим для древнеримского пожаротушения.

А как насчет торгового автомата?

Серьезно, паровые двигатели и примитивные роботы — это одно, а торговый автомат !? Из всех изобретений Героя это должно быть моим любимым.Он описал построенное им устройство в своей работе Механика и Оптика . С технической точки зрения, этот древний торговый автомат был дозатором святой воды, но, как и сегодняшние автоматы, он работал от монет.

Пользователь кладет монету в прорезь, после чего монета падает на поддон. Эта кастрюля была прикреплена к рычагу, и введение веса монеты заставляло рычаг открывать клапан, и хлынула святая вода. Монета продолжала наклонять поддон вниз, пока не смогла соскользнуть, после чего противовес защелкнул поддон на место, закрыв клапан.

Итак, в следующий раз, когда вы будете проклинать автомат с кока-колой за то, что он не принял вашу порванную купюру, просто помните: вы смотрите на технологию, которой почти две тысячи лет. Будь то паровые двигатели, ветряные турбины или торговые автоматы, ни один изобретатель никогда не заглядывал в будущее и не внедрял инновации так смело, как Герой Александрийский. Если когда-либо ученый и был хорошо известен, то Герой определенно им был.

Чтобы узнать больше о Герое и других древних гениях, ознакомьтесь с этим замечательным списком изобретений Героя, составленным Майклом Лаханасом, чтобы увидеть еще больше примеров изобретений Героя. Ancient Inventions Питера Джеймса и Ника Торпа или этот перевод книги Hero’s The Pneumatics , переведенный Беннетом Вудкрофтом.

G/O Media может получить комиссию

Кто изобрел дизельный двигатель? — КД мощность

Кто изобрел дизельный двигатель?

Рудольф Дизель (1858-1913) был немецким инженером, разбиравшимся в двигателях. Он наиболее известен изобретением дизельного двигателя, носящего его имя.Его изобретение появилось, когда паровой двигатель был преобладающим источником энергии для крупных отраслей промышленности, но его раннее понимание касалось самого базового уровня — тепла. Дизель понял, что процесс электрического воспламенения бензинового двигателя можно было бы исключить, если бы во время такта сжатия поршне-цилиндрового устройства сжатие могло нагревать воздух до температуры выше, чем температура самовоспламенения данного топлива. Дизель хотел, чтобы его разработка не зависела от свечей зажигания и механических систем зажигания для взрыва топлива.Его изобретение основывалось на принципах термодинамики, или на том, как ведет себя тепло и как оно влияет на окружающую среду.

 

Рудольф Дизель (1858-1913)

 

Столкнувшись с множеством камней преткновения на своем пути, Дизель был полон решимости изобрести лучший двигатель, и в 1898 году Рудольф Дизель завершил разработку двигателя внутреннего сгорания, который использует только собственное сжатие для воспламенения топлива. При давлении в камере сгорания почти 500 фунтов на квадратный дюйм дизельный двигатель имеет компрессию в 5 раз больше, чем в бензиновом двигателе, и компания Diesel получила патент на эту технологию.

 

 

 

Разработка изобретения Дизеля потребовала больше времени и усилий, чтобы стать коммерчески успешным. Многие инженеры и разработчики подключились к работе над повышением рыночной жизнеспособности идеи, созданной Рудольфом Дизелем. Однако Дизелю, с другой стороны, этот процесс угрожал, и он не всегда был доступен, что мешало другим разработчикам двигателей разрабатывать свое изобретение. Попытки Дизеля продвигать на рынке еще не готовый двигатель в конце концов привели его к нервному срыву.В 1913 году, глубоко обеспокоенный критикой своей роли в разработке двигателя, он таинственным образом исчез с корабля, направлявшегося в Англию. Многие считают, что он покончил жизнь самоубийством. После того, как срок действия патентов Дизеля начал истекать, несколько других компаний взяли его изобретение и развили его дальше.

 

 

Дизельные двигатели

прошли долгий путь с момента первой концепции Рудольфа Дизеля. Дизельные двигатели бывают двухтактными или четырехтактными.Первоначально они использовались как более эффективная замена стационарным паровым двигателям. С 1910-х годов они использовались на подводных лодках и кораблях, железных дорогах, грузовиках, тяжелой технике и электростанциях, а затем и на электростанциях. В 1930-х годах их постепенно начали использовать в нескольких автомобилях. С 1970-х годов использование дизельных двигателей значительно увеличилось.

 

 

 

Функционирование по двухтактному или четырехтактному циклу за счет подачи только воздуха в камеру сгорания на такте впуска.Дизельный двигатель получает энергию за счет сжигания топлива, впрыскиваемого в заряд сжатого горячего воздуха внутри цилиндра. Воздух нагревается до температуры, превышающей температуру, при которой может воспламениться впрыскиваемое топливо. Топливо, распыляемое в горячий воздух, самопроизвольно вступает в реакцию с кислородом воздуха и сгорает, запуская двигатель.

 

 

Дизели делятся на три основные типоразмерные группы по мощности – малые, средние и большие. Небольшие двигатели имеют выходную мощность менее 252 лошадиных сил.Эти двигатели производятся чаще всего и используются для автомобилей, легких грузовиков и некоторых сельскохозяйственных или строительных приложений, а также для небольших стационарных электрогенераторов.

 

 

Двигатели

Medium имеют мощность от 252 до 1006 лошадиных сил. Многие из этих двигателей используются в большегрузных грузовиках. Обычно это рядные шестицилиндровые двигатели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением с прямым впрыском. Некоторые двигатели V-8 и V-12 также относятся к этой размерной группе.

 

 

 

Большие дизельные двигатели имеют номинальную мощность более 1006 лошадиных сил. Эти уникальные двигатели используются для морских, железнодорожных и механических приводов, а также для производства электроэнергии. В большинстве случаев это системы с непосредственным впрыском, турбонаддувом и промежуточным охлаждением. Они могут работать со скоростью всего 500 оборотов в минуту, когда надежность и долговечность имеют решающее значение.

 

 

 

В области дизельных двигателей достигнуты бесчисленные успехи, поскольку они надежны, а двигатели проходят более 80 000 км без ремонта.С тех пор дизельные двигатели были адаптированы для многих применений в тяжелой строительной технике, мощных сельскохозяйственных тракторах и большинстве больших грузовиков и автобусов. Дизельные двигатели также были установлены на электростанциях, больницах, телефонных станциях, аэропортах и ​​других объектах для обеспечения аварийного питания во время отключения электроэнергии.

 

 

Как упоминалось ранее, дизельные генераторы не только чрезвычайно долговечны, но и очень универсальны.Эти генераторы могут использоваться во многих различных отраслях промышленности для различных приложений, требующих, чтобы дизельный генератор стал основным источником энергии, будь то на месте или в качестве переносного устройства для питания автономных проектов. Это позволяет дизельным генераторам обеспечивать электроэнергией большинство мест, которые не подключены к сети, но для питания основных инструментов и оборудования требуется источник питания.

Герой Александрии изобрел паровой двигатель

Написано GreekBoston.com в истории Древней Греции

Хотя многие считают, что Томас Савери изобрел паровую машину в 1698 году, на самом деле она была изобретена гораздо раньше, чем в Александрии в Древней Греции. Хотя Савери создал первую современную паровую машину и получил патент на ее использование, на самом деле это была не первая машина, которую увидел мир. Заслуга в этом принадлежит древним грекам.

Что такое паровой двигатель

В своей самой простой форме паровой двигатель — это тип двигателя, который использует горячий пар для выполнения своей работы.Другими словами, пар заставляет механические части внутри двигателя двигаться. Изобретение парового двигателя в конечном итоге привело к изобретению поезда в 1800-х годах, и все это было бы невозможно без работы первых изобретателей.

Все о герое Александрии

Герой Александрии жил примерно с 10 по 70 г. н.э. Он был математиком, инженером и изобретателем, который был очарован механическим миром и всегда искал способы улучшить вещи.Он считается одним из лучших изобретателей, ученых и математиков своего времени. Помимо первого парового двигателя, на его счету было много других изобретений, в том числе первый торговый автомат, орган, работающий от ветра, и тип фонтана, который мог стоять отдельно.

Изобретение парового двигателя

Паровая машина Героя

была довольно простой, и некоторые считают, что он построил ее как развлечение или игрушку для детей. Его назвали Эолипилом, а также называют Машиной Героя.Этот первоначальный двигатель был очень простым двигателем, который считается «радиальной паровой турбиной». У него также не было лезвий. Когда пар покидал двигатель, он заставлял центр устройства вращаться, создавая крутящий момент. Это аналогичная конструкция, которая в настоящее время используется в ракетах.

Интересно отметить, что свидетельства устройства под названием Эолипил присутствовали в письменных источниках, написанных задолго до Героя. Например, Витрувий упомянул устройство по имени в одной из своих работ.Однако не было упоминания о том, что это было за устройство и как оно выглядело, поэтому заслуга в создании первой паровой машины принадлежит Герою, а не Витрувию.

Почему важен первый паровой двигатель

Что интересно в изобретении Героя, так это то, что он создал его задолго до промышленной революции, которая произошла в некоторых частях мира в 1700-х и 1800-х годах. Это означает, что древние греки были способны к развитому математическому, научному и механическому мышлению, что позволяло им по-другому смотреть на мир.Они понимали, что математические и научные теории послужили основой для создания этих замечательных устройств.

Несмотря на то, что прошло некоторое время, прежде чем паровой двигатель стал более практичным, последствия того, что сделал Герой, велики. Он показал, что человек способен создавать великие изобретения, даже если их использование не сразу очевидно.

Источники:

Википедия — Герой Александрии

Википедия — Паровой двигатель

Википедия — Томас Савери

Википедия — Эолипил

Категория: История Древней Греции

Этот пост был написан GreekBoston.ком

Поделитесь этой статьей об истории Греции:

Рудольф Дизель изобрел двигатель, но отказался его усовершенствовать

Дизельный двигатель был основой промышленности в течение 100 лет с тех пор, как его создатель покончил с собой в 1913 году. но, возможно, он также немного опоздал для своего времени.

Триста лет назад Рудольф Дизель мог бы быть человеком, который расписывал часовни, писал вдохновляющую музыку или лепил что-нибудь для музея, расположенного на берегу Сены. . . и почитал за все это.

Вместо этого Дизель был просто еще одним парижским мальчиком, который вырос и стал лингвистом, инженером-теплотехником, знатоком искусств и изобретателем двигателя, который по сей день носит его имя.

Он был человеком эпохи Возрождения Викторианской эпохи. Но, возможно, он оказался не в том месте и не в то время.

Он был Микеланджело с гаечным ключом; изобретатель, считавший себя научным гением: тщеславен; сверхчувствительный; параноидальный и недооцененный.

Может быть, поэтому в тот день в 1913 году, в возрасте 55 лет, он бросился через перила парохода в Ла-Манше, потеряв контроль над своим изобретением, выстрадав критику в немецких инженерных журналах, после всего, что он имел сделано. Он сделал многое, но ни от чего из этого не испытал истинного счастья.

Дизель, казалось, всегда был на пороге возгорания, механического и эмоционального.

Получив образование в Англии и Мюнхене (Германия), он нашел свою первую работу инженером-холодильником, но его настоящая любовь была связана с проектированием двигателей, новой областью технологий в то время, когда она распространялась повсеместно. У Дизеля не было покоя.

Открыв свою первую мастерскую в 1885 году, в возрасте 27 лет он начал 13-летний труд по созданию своего двигателя, работая в компании Krupp в Германии.

В течение нескольких лет он производил различные типы двигателей, а затем, в свой лучший момент, Дизель обрисовал планы своего фирменного изделия.Его простота была чистой гениальностью; его цель проникла в его корни.

Родившийся в 1858 году в семье торговца кожей, Дизель рассматривал свой двигатель как инструмент, который можно адаптировать по размеру и стоимости, но который также может использовать доступное топливо. Это позволило бы независимым мастерам избежать использования дорогих паровых двигателей, расходующих топливо. Это помогло бы мелкому бизнесмену попытаться победить крупные компании.

Осознав влияние своей работы, он подал заявку на патент на свое новое изобретение, получившее название дизельного двигателя, а год спустя чуть не погиб, когда он взорвался в его мастерской.Два года спустя, с патентом № 608 845, «двигатель внутреннего сгорания» был готов, но суматоха только начиналась.

Дизель был человеком с шатким характером, но с огромными талантами. Хотя Дизель был наиболее известен своими тепловыми двигателями с воспламенением от давления, которые будут носить его имя, он также был уважаемым инженером-теплотехником и социальным теоретиком. Сочетание всей его работы, включая гонорары и гонорары за франшизу, делало его невероятно богатым.

К 1898 году, когда его двигатели использовались для питания трубопроводов, электростанций, автомобилей, грузовиков и заводов по всему миру, он несколько раз становился миллионером.Но не все было хорошо.

В 1912 году, примерно через 15 лет после рождения своего изобретения, он подвергся открытой критике за свои традиционные взгляды на двигатель. Он видел в этом законченную работу, в то время как другие считали ее незавершенной работой. Он начал продвигать двигатель вместо того, чтобы работать над ним, а затем в конце концов довел себя до нервного срыва, отказавшись от инноваций и помощи других инженеров вокруг него.

В том же году Дизель написал, что немногие заводы достаточно хороши, чтобы производить его двигатели, и в конце концов он раздражал других инженеров и продолжал изолировать себя от коммерческого мира.

Чем дальше развивался двигатель, тем дальше он, казалось, отходил от его первоначальной идеи.

Он был обеспокоен критикой своей роли в создании двигателя и в 1913 году исчез с корабля в Ла-Манше. Его тело нашли через 10 дней.

«Он бросился через борт английского парохода», — писал Берт Холл, историк из Университета Торонто.

«… Он был подавлен и страдал от депрессии.»
Дизель так и не оправился от поломки, которая случилась около десяти лет назад, когда он работал над созданием своего двигателя, написал Холл.

Add a comment

Ваш адрес email не будет опубликован.