Двигатель внутреннего сгорания история

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

В ходе исторического развития транспортных двигателей меха-ническая 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 перед-вижения 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 «мускуль-ным 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 пере-возки 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 Артамоно-вым на рубеже XVIII и XIX вв.

Древнейшими силовыми установками, правда, не транспортны-ми, являются гидравлические двигатели — водяные колеса, приво-дящиеся 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 боль-шие надежды изобретателей самоходных экипажей по применению первых паровых двигателей для транспортных средств не оправда-лись. Первый паровой самоход грузоподъемностью 2,5 т, построен-ный в 1769 г. французским инженером Жозефом Каньо, получился очень громоздким, тихоходным и требующим обязательных оста-новок через каждые 15 минут движения.

Только в конце XIX в. во Франции были созданы весьма удач-ные образцы самоходных экипажей с паровыми двигателями. Начи-ная с 1873 г. французский конструктор Адеме Боле построил неско-лько 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 парогенера-тор 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 полез-ного действия.

Совершенствование паровых машин и развитие двигателей внут-реннего сгорания во второй половине XIX в. сопровождалось по-пытками ряда изобретателей использовать электрическую энергию для транспортных двигателей. Накануне третьего тысячелетия Рос-сия 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 авто-мобили. Их появление связано с созданием в 1860-е годы свинцовых аккумуляторов. Однако слишком большая удельная масса и недо-статочная емкость не позволили электромобилям принять участие в конкуренции с паровыми машинами и газобензиновыми двига-телями. 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 пре-имущества. Прежде всего они экологически чистые, так как вообще не имеют выхлопных газов, обладают очень хорошей тя-говой характеристикой и большими ускорениями за счет возраста-ющего крутящего момента при снижении числа оборотов; исполь-зуют дешевую электроэнергию, просты в управлений, надежны в эксплуатации» и т. д. Сегодня электромобили и троллейбусы имеют серьезные перспективы их развития и применения на го-родском 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 изобрета-тель газового двигателя Этьен Ленуар использовал в качестве топ-лива светильный газ.

Еще в 1801 г. француз Филипп де Бонне предложил проект газового двигателя, в котором воздух и газ сжимались самостоятельными насосами, подавались в смеситель-ную камеру и оттуда в цилиндр двигателя, где смесь воспламеня-лась 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 сме-сей и предварительного сжатия в цилиндрах. Официально изобрета-телями 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 само-воспламенением смеси воздуха с жидким топливом за счет теплоты, выделяющейся при сжатии.

Здесь следует отметить, что первые двигатели внутреннего сго-рания, 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-цилин-дровый бензиновый двигатель малой массы и большой мощности. Этот двигатель предназначался для воздухоплавательных аппара-тов.

В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Проте-кание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который пред-полагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В Рос-сии в течение короткого времени была усовершенствована конст-рукция 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 конст-рукторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие.

Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремле-ние к повышению литровой мощности, а следовательно, и к полу-чению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кри-зиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение макси-мальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и преж-де всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощ-ности.

Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурен-тов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требо-ваний 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 различ-ными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.

Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомо-бильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная про-мышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двига-телестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созда-нию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специ-алистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опыт-ные 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 авто-заводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микро-процессорной системой управления топливоподачей и нейтрализа-торами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизель-ных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, пла-вающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.

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

с одержание

Введение…………………………………………………………………….2

1. История создания……………………………………………….…..3

2. История автомобилестроения в России…………………………7

3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания……………………8

3.1 Классификация ДВС ………………………………………….8

3.2 Основы устройства поршневых ДВС ………………………9

3.3 Принцип работы……………………………………………..10

3.4 Принцип действия четырехтактного карбюраторного двигателя………………………………………………………………10

3.5 Принцип действия четырехтактного дизеля……………11

3.6 Принцип действия двухтактного двигателя…………….12

3.7 Рабочий цикл четырехтактных карбюраторных и дизельных двигателей………………………………………….…………….13

3.8 Рабочий цикл четырехтактного двигателя………...……14

3.9 Рабочие циклы двухтактных двигателей………………...15

Заключение………………………………………………………………..16

Введение.

XX век - это мир техники. Могучие машины добывают из недр земли миллионы тонн угля, руды, нефти. Мощные электростанции вырабатывают миллиарды киловатт-часов электроэнергии. Тысячи фабрик и заводов изготавливают одежду, радиоприемники, телевизоры, велосипеды, автомобили, часы и другую необходимую продукцию. Телеграф, телефон и радио соединяет нас со всем миром. Поезда, теплоходы, самолеты с большой скоростью переносят нас через материки и океаны. А высоко над нами, за пределами земной атмосферы, летают ракеты и искусственные Спутники Земли. Все это действует не без помощи электричества.

Человек начал свое развитие с присвоения готовых продуктов природы. Уже на первом этапе развития он стал применять искусственные орудия труда.

С развитием производства начинают складываться условия для возникновения и развития машин. Сначала машины, как и орудия труда лишь помогали человеку в его труде. Затем они стали постепенно заменять его.

В феодальный период истории впервые в качестве источника энергии была использована сила водяного потока. Движение воды вращало водяное колесо, которое в свою очередь приводило в действие различные механизмы. В этот период появилось множество разнообразных технологических машин. Однако широкое распространение этих машин часто тормозилось из-за отсутствия рядом водяного потока. Нужно было искать новые источники энергии, чтобы приводить в действие машины в любой точке земной поверхности. Пробовали энергию ветра, но это оказалось малоэффективным.

Стали искать другой источник энергии. Долго трудились изобретатели, много машин испытали - и вот, наконец, новый двигатель был построен. Это был паровой двигатель. Он приводил в движение многочисленные машины и станки на фабриках и заводах.В начале XIX века были изобретены первые сухопутные паровые транспортные средства -паровозы.

Но паровые машины были сложными, громоздкими и дорогими установками. Бурно развивающемуся механическому транспорту нужен был другой двигатель - небольшой и дешевый. В 1860 г. француз Ленуар, использовав конструктивные элементы паровой машины, газовое топливо и электрическую искру для зажигания, сконструировал первый нашедший практическое применение двигатель внутреннего сгорания.

1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ

Использовать внутреннюю энергию – это значит совершить за счет нее полезную работу, то есть превращать внутреннюю энергию в механическую. В простейшем опыте, который заключается в том, что в пробирку наливают немного воды и доводят ее до кипения (причем пробирка изначально закрыта пробкой), пробка под давлением образовавшегося пара поднимается вверх и выскакивает.

Другими словами, энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу, выбивая пробку. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию пробки.

Если пробирку заменить прочным металлическим цилиндром, а пробку поршнем, который плотно прилегает к стенкам цилиндра и способен свободно перемещаться вдоль них, то получится простейший тепловой двигатель.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

История тепловых машин уходит в далекое прошлое говорят, еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были найдены спустя 18 столетий в рукописях великого итальянского ученого, инженера и художника Леонардо да Винчи.

Как же стреляла эта пушка? Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро. Для нас интересно здесь то, что ствол пушки представлял собой цилиндр, по которому как поршень скользило ядро.

Примерно тремя столетиями позже в Александрии - культурном и богатом городе на африканском побережье Средиземного моря - жил и работал выдающийся ученый Герон, которого историки называют Героном Александрийским. Герон оставил несколько сочинений, дошедших до нас, в которых он описал различные машины, приборы, механизмы, известные в те времена.

В сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром. Он представляет собой полый железный шар, закрепленный так, что может вращаться вокруг горизонтальной оси. Из закрытого котла с кипящей водой пар по трубке поступает в шар, из шара он вырывается наружу через изогнутые трубки, при этом шар приходит во вращение. Внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию вращения шара. Геронов шар - это прообраз современных реактивных двигателей.

В то время изобретение Герона не нашло применения и осталось только забавой. Прошло 15 столетий. Во времена нового расцвета науки и техники, наступившего после периода средневековья, об использовании внутренней энергии пара задумывается Леонардо да Винчи. В его рукописях есть несколько рисунков с изображением цилиндра и поршня. Под поршнем в цилиндре находится вода, а сам цилиндр подогревается. Леонардо да Винчи предполагал, что образовавшийся в результате нагрева воды пар, расширяясь и увеличиваясь в объеме, будет искать выход и толкать поршень вверх. Во время своего движения вверх поршень мог бы совершать полезную работу.

Несколько иначе представлял себе двигатель, использующий энергию пара, Джованни Бранка, живший на век ршсе великого Леонардо. Это было колесо с
лопатками, в второе с силой ударяла струя пара, благодаря чему колесо начинало вращаться. По существу, это была первая паровая турбина.

В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машитрудились англичане Томас Севери (1650-1715) и Томас Ньюкомен (1663-1729), француз Дени Папен (1647-1714), русский ученый Иван Иванович Ползунов (1728-1766) и Дрогие другие.

Папен построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался поршень. Поршень был связан тросом, перекинутым через блок, с грузом, который вслед за поршнем также поднимался и опускался. По мысли Папена, поршень можно было связать с какой-либо машиной, Например водяным насосом, который стал бы качать воду. В нижнюю откидывающуюся часть цилиндра насыпали поpox, который затем поджигали. Образовавшиеся газы, стремясь расшириться, толкали поршень вверх. После отого цилиндр и поршень с наружной стороны обливали диодной водой. Газы в цилиндре охлаждались, и их давление на поршень уменьшалось. Поршень под действием собственного веса и наружного атмосферного давления опусускался вниз, поднимая при этом груз. Двигатель совершал полезную работу. Для практических целей он негодился: слишком уж сложен был технологический цикл его работы (засыпка и поджигание пороха, обливание водой, И это на протяжении всей работы двигателя!). Кроме того, применение подобного двигателя было далеко не безопасным.

Однако нельзя не усмотреть в первой машине Палена черты современного двигателя внутреннего сгорания.

В своем новом двигателе Папен вместо пороха использовал воду. Ее наливали в цилиндр под поршень, а сам цилиндр разогревали снизу. Образующийся пар поднимал поршень. Затем цилиндр охлаждали, и находящийся в нем пар конденсировался – снова превращался в воду. Поршень, как и в случае порохового двигателя, под действием своего веса и атмосферного давления опускался вниз. Этот двигатель работал лучше, чем пороховой, но для серьезного практического использования был также малопригоден: нужно было подводить и отводить огонь, подавать охлажденную воду, ждать, пока пар сконденсируется, перекрывать воду и т.п.

Все эти недостатки были связаны с тем, что приготовление пара, необходимого для работы двигателя, происходило в самом цилиндре. А что если в цилиндр впускать уже готовый пар, полученный, например, в отдельном котле? Тогда достаточно было бы попеременно впускать в цилиндр то пар, то охлажденную воду, и двигатель работал бы с большей скоростью и меньшим потреблением топлива.

Об этом догадался современник Дени Палена англичанин Томас Севери, построивший паровой насос для откачки воды из шахты. В его машине приготовление пара происходило вне цилиндра - в котле.

Вслед за Севери паровую машину (также приспособленную для откачивания воды из шахты) сконструировал английский кузнец Томас Ньюкомен. Он умело использовал многое из того, что было придумано до него. Ньюкомен взял цилиндр с поршнем Папена, но пар для подъема поршня получал, как и Севери, в отдельном котле.

Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто - между двумя рабочими ходами поршня была пауза. Высотой она была с четырех-пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно : пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо. Обслуживающий персонал состоял из двух человек: кочегар непрерывно подбрасывал уголь в топки, а механик управлял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр.

Вот уже около 120 лет человек не может представить жизни без автомобиля. Попытаемся заглянуть в прошлое, - к самому появлению основы основ современного автомобилестроения.

Первые попытки создания двигателя внутреннего сгорания относятся к XVII столетию. Опыты Э. Торичелли, Б. Паскаля и О. Герике побудили изобретателей использовать давление воздуха как движущую силу в атмосферных машинах. Одни из первых предложили подобные машины аббат Оттефель (1678-1682) и Х.Гюйгенс (1681). Для перемещения поршня в цилиндре они предлагали использовать взрывы пороха. Поэтому Оттефель и Гюйгенс могут рассматриваться как пионеры в области двигателей внутреннего сгорания.

Усовершенствованием пороховой машины Гюйгенса занимался и французский ученый Дени Папен - изобретатель центробежного насоса, парового котла с предохранительным клапаном, первой поршневой машины, работающей на водяном паре. Первым, кто попытался реализовать принцип ДВС, был англичанин Роберт Стрит(пат. № 1983,1794 г.). Двигатель состоял из цилиндра и подвижного поршня. В цилиндр в начале перемещения поршня поступала смесь летучей жидкости (спирт) и воздуха, жидкость и пары жидкости смешивались с воздухом. На середине хода поршня смесь воспламенялась и подбрасывала поршень.

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего, для развития техники освещения, которые очень скоро стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения. В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешения. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой -- сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако Р. Стрит и Ф. Лебон не предпринимали попыток реализовать свои идеи.

В последующие годы (до 1860) немногочисленные попытки создания двигателя внутреннего сгорания также не увенчались успехом. Основные трудности создания двигателя внутреннего сгорания были обусловлены отсутствием подходящего топлива, трудностями организации процессов газообмена, топливоподачи, воспламенения топлива. Обойти эти трудности в значительной степени удалось Роберту Стирлингу, создавшему в 1816-1840 гг. двигатель с внешним сгоранием и регенератором. В двигателе Стирлинга преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение осуществлялось с помощью ромбического механизма, а в качестве рабочего тела использовался воздух.

Одним из первых обратил внимание на реальную возможность создания двигателя внутреннего сгорания французский инженер Сади Карно (1796-1832), занимавшийся вопросами теории теплоты, теории тепловых машин. В сочинении «Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» (1824) он писал: «Нам казалось бы более выгодным сперва сжать воздух насосом, затем пропустить его через вполне замкнутую топку, вводя туда маленькими порциями топливо, при помощи приспособления, легко осуществимого; затем заставить воздух выполнить работу в цилиндре с поршнем или в любом другом расширяющемся сосуде, и, наконец, выбросить его в атмосферу или заставить пойти к паровому котлу для использования оставшейся температуры. Главные трудности, встречаемые в этого рода операциях: заключить топку в помещение достаточной крепости и поддерживать при этом горение в должном состоянии, поддерживать различные части аппарата при умеренной температуре и мешать быстрой порче цилиндра и поршня; мы не думаем, чтобы эти трудности были бы непреодолимы». Карно Сади. Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу/ С. Карно. - М. - Петр.: Государственное издательство, 1953. - 76 с. Однако идеи С. Карно не были оценены его современниками. Только через 20 лет впервые обратил на них внимание французский инженер Э. Клапейрон (1799-1864), автор известного уравнения состояния. Благодаря Клапейрону, использовавшему метод Карно, популярность Карно начинает быстро расти. В настоящее время Сади Карно общепризнан, как основоположник теплотехники.

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит французскому изобретателю (бельгийского происхождения) Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры. 24 января 1860 г. Ленуар получил патент на двигатель внутреннего сгорания, и к концу 1860 г. двигатель был построен. Двигатель работал на светильном газе без предварительного сжатия. На части хода поршня от ВМТ к НМТ в цилиндр поступала смесь воздуха и газа, а затем смесь воспламенялась электрической искрой (Приложение 2).

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать. Уже первые несовершенные конструкции продемонстрировали существенные преимущества двигателя внутреннего сгорания по сравнению с паровой машиной. Спрос на двигатели быстро рос, и в течение нескольких лет Ж. Ленуар построил свыше 300 двигателей. Он первым использовал двигатель внутреннего сгорания в качестве силовой установки различного назначения. Однако эта модель была несовершенная, КПД не превышал 4%.

В 1862 г. французский инженер А.Ю. Бо де Роша подал в патентное ведомство Франции прошение на выдачу патента (дата приоритета - 1 января 1862 г.), в котором уточнил идею, высказанную Сади Карно с точки зрения конструкции двигателя и его рабочих процессов. (Об этом прошении вспомнили только при патентных спорах относительно приоритета изобретения Н. Отто). Бо де Роша предлагал осуществлять впуск горючей смеси в течение первого хода поршня, сжатие смеси - в течение второго хода поршня, сгорание смеси - при крайнем верхнем положении поршня и расширение продуктов сгорания - в течение третьего хода поршня; выпуск продуктов сгорания - в течение четвертого хода поршня. Однако из-за отсутствия средств не смог осуществить.

Этот цикл, спустя 18 лет, был осуществлен немецким изобретателем Отто Николауса Августа в двигателе внутреннего сгорания, который работал по четырёхтактной схеме: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск отработанных газов. Именно модификации этого двигателя и получили наибольшее распространение. За более чем столетний период, который по справедливости именуют «автомобильной эрой», менялось все - формы, технологии, решения. Исчезали одни марки и взамен приходили другие. Несколько витков развития прошла автомобильная мода. Неизменным осталось одно - число тактов, по которым работает двигатель. И в истории автомобилестроения это число навсегда связано с именем немецкого изобретателя-самоучки Отто. Совместно с видным промышленником Ойгеном Лангеном изобретатель основал в Кёльне фирму «Отто и Ко» - и сосредоточился на поиске наилучшего решения. 21 апреля 1876 года он получил патент на очередную версию двигателя, который годом позже был представлен на Парижской выставке 1867 г., где и был отмечен Большой золотой медалью. В конце 1875 г. Отто закончил разработку проекта принципиально нового первого в мире 4-тактного двигателя. Преимущества четырёхтактного двигателя были очевидны, и 13 марта 1878 года Н. Отто был выдан патент Германии № 532 на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания (Приложение 3).В течение первых 20 лет завод Н. Отто построил 6000 двигателей.

Эксперименты по созданию такого агрегата производились и раньше, но авторы сталкивались с рядом проблем, в первую очередь с тем, что вспышки горючей смеси в цилиндрах происходили в настолько неожиданных последовательностях, что обеспечить ровную и постоянную передачу мощности было невозможно. Но именно ему удалось найти единственно верное решение. Опытным путем он установил, что неудачи всех прежних попыток были связаны как с неправильным составом смеси (пропорции горючего и окислителя), так и с ложным алгоритмом синхронизации системы впрыска топлива и его сгорания.

Значительный вклад в развитие двигателей внутреннего сгорания был сделан также американским инженером Брайтоном, предложившим компрессорный двигатель с постоянным давлением сгорания, карбюратор.

Итак, приоритет Ж. Ленуара и Н. Отто в создании первых работоспособных двигателей внутреннего сгорания бесспорен.

Производство двигателей внутреннего сгорания неуклонно нарастало, совершенствовалась их конструкция. В 1878-1880 гг. начинается производство двухтактных двигателей, предложенных немецкими изобретателями Виттигом и Гессом, английским предпринимателем и инженером Д. Клерком, а с 1890 г. - двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой (патент Англии № 6410, 1890). Использование кривошипной камеры как продувочного насоса несколько раньше было предложено немецким изобретателем и предпринимателем Г. Даймлером. В 1878 г. Карл Бенц оснастил трёхколесный велосипед двигателем мощностью 3 л.с., который развивал скорость свыше 11 км/ч. Им же созданы первые автомобили с одно- и двухцилиндровыми двигателями. Цилиндры располагались горизонтально, крутящий момент на колеса передавался с помощью ременной передачи. В 1886 г. К. Бенцу был выдан на автомобиль патент Германии №37435 с приоритетом от 29 января 1886 г. На Парижской всемирной выставке в 1889 г. автомобиль Бенца был единственным. С этого автомобиля начинается интенсивное развитие автомобилестроения.

Другим выдающимся событием в истории двигателей внутреннего сгорания было создание двигателя внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия. В 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1913) запатентовал, а в 1893 г. описал в брошюре «Теория и конструкция рационального теплового двигателя для замены паровых машин и известных в настоящее время тепловых двигателей» двигатель, работающий по циклу Карно. В патенте Германии №67207 с приоритетом от 28 февраля 1892 г. «Рабочий процесс и способ выполнения одноцилиндрового и многоцилиндрового двигателя» принцип работы двигателя излагался следующим образом: Там же.

1. Рабочий процесс в двигателях внутреннего сгорания характеризуется тем, что поршень в цилиндре настолько сильно сжимает воздух или какой-нибудь индифферентный газ (пар) с воздухом, что получающаяся при этом температура сжатия находится значительно выше температуры воспламенения топлива. При этом сгорание постепенно вводимого после мертвой точки топлива совершается так, что в цилиндре двигателя не происходит существенного повышения давления и температуры. Вслед за этим, после прекращения подачи топлива, в цилиндре происходит дальнейшее расширение газовой смеси.

2. Для осуществления рабочего процесса, описанного в п.1, к рабочему цилиндру присоединяется многоступенчатый компрессор с ресивером. Равным образом возможно соединение нескольких рабочих цилиндров между собой или же с цилиндрами для предварительного сжатия и последующего расширения.

Первый двигатель Р.Дизель построил уже к июлю 1893 г. Предполагалось, что сжатие будет осуществляться до давления 3 МПа, температура воздуха в конце сжатия будет достигать 800 С, а топливо (угольный порошок) - вводиться непосредственно в цилиндр. При запуске первого двигателя произошел взрыв (в качестве топлива был использован бензин). В течение 1893 г. было построено три двигателя. Неудачи с первыми двигателями вынудили Р.Дизеля отказаться от изотермического сгорания и перейти к циклу со сгоранием при постоянном давлении.

В начале 1895 г. был успешно испытан первый компрессорный двигатель с воспламенением от сжатия, работающий на жидком топливе (керосине), а в 1897 г. начался период широких испытаний нового двигателя. Эффективный КПД двигателя составлял 0,25, механический КПД - 0,75. Первый двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия для промышленных целей был построен в 1897 г. Аугсбургским машиностроительным заводом. На выставке в Мюнхене в 1899 г. уже было представлено 5 двигателей Р.Дизеля заводами Отто-Дейтц, Круппа и Аугсбургского машиностроительного. Успешно демонстрировались двигатели Р. Дизеля и на Всемирной выставке в Париже (1900). В дальнейшем они нашли широкое применение и по имени изобретателя получили название «дизельные двигатели» или просто «дизели».

В России первые керосиновые двигатели начали строиться в 1890 г. на заводе Е.Я. Бромлея (четырехтактные калоризаторные), а с 1892 г. и на механическом заводе Э. Нобеля. В 1899 г. Нобель получил право на производство двигателей Р. Дизеля и в том же году завод приступил и их выпуску. Конструкцию двигателя разработали специалисты завода. Двигатель развивал мощность 20-26 л.с., работал на сырой нефти, соляровом масле, керосине. Специалисты завода выполнили также разработки двигателей с воспламенением от сжатия. Они построили первые безкрейцкопфные двигатели, первые двигатели с V-образным расположением цилиндров, двухтактные двигатели с прямоточно-клапанной и петлевой схемами продувки, двухтактные двигатели, в которых продувка осуществлялась за счет газодинамических явлений в выпускном канале. Производство двигателей с воспламенением топлива от сжатия было начатоВ 1903-1911 гг. на Коломенском, Сормовском, Харьковском паровозостроительном заводах, на заводах Фельзера в Риге и Нобеля в Петербурге, на Николаевском судостроительном заводе. В 1903-1908 гг. русский изобретатель и предприниматель Я.В. Мамин создал несколько работоспособных быстроходных двигателей с механическим впрыском топлива в цилиндр и воспламенением от сжатия, мощность которого в 1911 г., составляла уже 25 лс. Впрыск топлива производился в предкамеру, выполненную из чугуна с медной вставкой, что позволяло получить высокую температуру поверхности предкамеры и надежное самовоспламенение. Это был первый в мире бескомпрессорный дизель.Шепелев А.Н. Очерк о жизни и творчестве изобретателя Я.В. Мамина/ А.Н. Шепелев, А.А Деревянченко, Я. Мамин. - Челябинск: Юж-Урал. кн. издательство, 1988. В 1906 г. профессор МВТУ В.И. Гриневецкий предложил конструкцию двигателя с двойным сжатием и расширением - прототипа комбинированного двигателя. Им же разработан метод теплового расчета рабочих процессов, который впоследствии был развит Н.Р. Брилингом и Е.К. Мазингом и не потерял своего значения и сегодня. Как видим, специалисты дореволюционной России выполнили несомненно крупные самостоятельные разработки в области двигателей с воспламенением топлива от сжатия. Успешное развитие дизелестроения в России объясняется тем, что Россия имела свою нефть, а двигатели Дизеля наиболее отвечали потребностям небольших предприятий, поэтому производство дизельных двигателей в России началось практически одновременно со странами Западной Европы.

Успешно развивалось отечественное двигателестроение и в послереволюционный период. К 1928 г. в стране уже выпускалось свыше 45 типов двигателей суммарной мощностью около 110 тыс. кВт. В годы первых пятилеток был освоен выпуск автомобильных и тракторных двигателей, судовых и стационарных двигателей мощностью до 1500 кВт, созданы авиадизель, танковый дизель В-2, в значительной степени предопределивший высокие тактико-технические характеристики бронетанковой техники страны. Значительный вклад в развитие отечественного двигателестроения внесли выдающиеся советские ученые: Н.Р. Брилинг, Е.К. Мазинг, В.Т. Цветков, А.С. Орлин, В.А. Ваншейдт, Н.М. Глаголев, М.Г. Круглов и др.

Из разработок в области тепловых двигателей последних десятилетий ХХ века следует отметить три важнейшие: создание немецким инженером Феликсом Ванкелем работоспособной конструкции роторно-поршневого двигателя, комбинированного двигателя с высоким наддувом и конструкции двигателя с внешним сгоранием, конкурентоспособного с быстроходным дизелем. Появление двигателя Ванкеля было встречено с воодушевлением. Имея малую удельную массу и габариты, высокую надёжность, РПД достаточно быстро получили широкое распространение главным образом на легковом автотранспорте, в авиации, на судах и стационарных установках. Лицензиюна производство двигателя Ф. Ванкеля приобрелоболее чем 20 фирм, в их числе и такие как «Дженерал Моторс», «Форд. К 2000 г. было изготовлено более двух миллионов автомобилей с РПД. Пятов И. Феликс Ванкель - изобретатель роторно-поршневого двигателя / И.Пятов // Двигатель. - 2001. - №4.

В последние годы продолжается процесс совершенствования и улучшения показателей бензиновых двигателей и дизелей. Развитие бензиновых двигателей идёт по пути улучшения их экологических характеристик, экономичности и мощностных показателей путем более широкого применения и совершенствования системы впрыска бензина в цилиндры; применения электронных систем управления впрыском, расслоения заряда в камере сгорания с обеднением смеси на частичных нагрузках; увеличения энергии электрической искры при зажигании и т. д. В результате экономичность рабочего цикла бензиновых двигателей становится близкой к экономичности дизелей.

Для повышения технико-экономических показателей дизелей используют повышение давления впрыскивания топлива, применяют управляемые форсунки, форсирование по среднему эффективному давлению путём наддува и охлаждения наддувочного воздуха, используют мероприятия по снижению токсичности отработавших газов.

Таким образом, непрерывное совершенствование двигателей внутреннего сгорания обеспечило им господствующее положение, и только в авиации двигатель внутреннего сгорания уступил свои позиции газотурбинному двигателю. Для других отраслей народного хозяйства альтернативных энергетических установок малой мощности, столь же универсальных и экономичных, как двигатель внутреннего сгорания, еще не предложено. Поэтому и на отдаленную перспективу двигатель внутреннего сгорания рассматривается как основной тип энергетической установки средней и малой мощности для транспорта и других отраслей народного хозяйства.

Анализ деятельности нефтяной компании ОАО "Самотлорнефтегаз"

ТНК-ВР является одной из ведущих нефтяных компаний России и входит в десятку крупнейших частных нефтяных компаний в мире по объемам добычи нефти...

Анализ деятельности унитарного муниципального предприятия "Нижнеудинский хлебозавод"

Унитарное муниципальное предприятие "Нижнеудинский ХЛЕБОЗАВОД" и его предшественники. Объединённый архивный фонд. В 1931 году 20-го столетия в г. Нижнеудинске между рекой Уда и ее протокой Застрянка была построена кустарная пекарня...

Анализ деятельности Уральского центра стандартизации, метрологии и сертификации (ФГУ "Уралтест")

В 1899 году Урал и Сибирь посетил великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907 гг.) Приехав на Урал в качестве главы экспедиции, задачей которой было изучение горнорудного дела...

Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания

Двигателем внутреннего сгорания называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя...

Исследование влияния концентрации щелочи на структуру диспергированных порошков и свойства керамических материалов, спеченных из них

Доокисление отработанных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является одной из наиболее сложных и актуальных проблем защиты окружающей среды от загрязнения токсичными веществами...

История возникновения современных бульдозеров

Слово "бульдозер" появилось в конце XIX века - оно относилось к любой силе, способной сдвинуть большую массу. В 1929 году появился именно первый бульдозер - огромная и шумная машина...

История создания и развития двигателей внутреннего сгорания

В настоящее время наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания (ДВС) - тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо)...

Коррозийно-механическое изнашивание оборудования

Поршневые кольца и цилиндровые втулки (гильзы) двигателей, изготовленные из литейных чугунов, при наличии электролита образуют гальванические пары как друг с другом, так и между структурными составляющими чугуна - перлитом, графитом...

Проект реконструкции моторного участка в условиях ООО "Автоэкспресс"

ООО «Автоэкспресс» организовано в 1997 году с целью продвижения торговой марки Subaru на украинском рынке. Находится по адресу: г. Донецк, пр. Ильича, 65...

Проектирование рабочего органа скрепера

Первые землеройно-транспортные машины выполнялись на катках, позже -- на деревянных и металлических колесах. По мере увеличения мощности и массы машин давление на грунт возрастало...

Создание максимально легкого и мощного двигателя - первоочередная задача для инженеров всех автомобильных компаний, которою они с тем или иным успехом пытаются решить уже более ста лет. Гильза цилиндров -- это важная часть блока цилиндров...

Разработка и исследование автоматизированного устройства для лазерного термоупрочнения гильз цилиндров на базе двигателей с полым ротором

Блок цилиндров или блок-картер является основой двигателя. На нем и внутри него расположены основные механизмы и детали систем двигателя. У большинства современных двигателей жидкостного охлаждения цилиндр, где перемещается поршень...

Поршневым двигателем внутреннего сгорания называют такую тепловую машину, в которой превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую энергию, происходит внутри рабочего цилиндра...

Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240

Технология переработки мясного сырья в ООО КМП "Мясная сказка" г. Тюмени

Комбинат мясных полуфабрикатов «Мясная сказка» зарегистрирован по адресу город Тюмень, улица Бабарынка, 20а/2. Участок расположения производства находится в черте города, что обеспечивает эффективную реализацию готовой продукции...

Это вступительная часть цикла статей посвящённых Двигателю Внутреннего Сгорания , являющаяся кратким экскурсом в историю, повествующая об эволюции ДВС. Так же, в статье будут затронуты первые автомобили.

В следующих частях будут подробно описаны различные ДВС:

Шатунно-поршневые
Роторные
Турбореактивные
Реактивные

Двигатель был установлен на лодку, которая смогла подняться вверх по течению реки Сона . Спустя год, после испытаний, братья получили патент на своё изобретение, подписаный Наполеоном Бонопартом, сроком на 10 лет.

Правильнее всего, было бы назвать этот двигатель реактивным, так как его работа заключалась в выталкивании воды из трубы находящейся под днищем лодки…

Двигатель состоял из камеры поджигания и камеры сгорания, сильфона для нагнетания воздуха, топливо-раздаточного устройства и устройства зажигания. Топливом для двигателя служила угольная пыль.

Сильфон впрыскивал струю воздуха смешанную с угольной пылью в камеру поджигания где тлеющий фитиль зажигал смесь. После этого, частично подожжённая смесь (угольная пыль горит относительно медленно) попадала в камеру сгорания где полностью прогорала и происходило расширение.
Далее давление газов выталкивало воду из выхлопной трубы, что заставляло лодку двигаться, после этого цикл повторялся.
Двигатель работал в импульсном режиме с частотой ~12 и/минуту.

Спустя некоторое время, братья усовершенствовали топливо добавив в него смолу, а позже заменили его нефтью и сконструировали простую систему впрыска .
В течении следующих десяти лет проект не получил никакого развития. Клод уехал в Англию с целью продвижения идеи двигателя, но растратил все деньги и ничего не добился, а Джозеф занялся фотографией и стал автором первой в мире фотографии «Вид из окна» .

Во Франции, в доме-музее Ньепсов, выставлена реплика «Pyreolophore».

Чуть позже, де Рива водрузил свой двигатель на четырёхколёсную повозку, которая, по мнению историков, стала первым автомобилем с ДВС.

Про Алессандро Вольта

Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб») .

В 1776 г. Вольта изобрел газовый пистолет - «пистолет Вольты», в котором газ взрывался от электрической искры.

В 1800 году построил химическую батарею, что позволило получать электричество с помощью химических реакций.

Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения - Вольт.

A - цилиндр, B - «свеча» зажигания, C - поршень, D - «воздушный» шар с водородом, E - храповик, F - клапан сброса отработанных газов, G - рукоятка для управления клапаном.

Водород хранился в «воздушном» шаре соединённым трубой с цилиндром. Подача топлива и воздуха, а так же поджиг смеси и выброс отработанных газов осуществлялись вручную, с помощью рычагов.

Принцип работы:

Через клапан сброса отработанных газов в камеру сгорания поступал воздух.
Клапан закрывался.
Открывался кран подачи водорода из шара.
Кран закрывался.
Нажатием на кнопку подавался электрический разряд на «свечу».
Смесь вспыхивала и поднимала поршень вверх.
Открывался клапан сброса отработанных газов.
Поршень падал под собственным весом (он был тяжёлый) и тянул верёвку, которая через блок поворачивала колёса.

После этого цикл повторялся.

В 1813 году де Рива построил ещё один автомобиль. Это была повозка длиной около шести метров, с колесами двухметрового диаметра и весившея почти тонну.
Машина смогла проехать 26 метров с грузом камней (около 700 фунтов) и четырьмя мужчинами, со скоростью 3 км/ч.
С каждым циклом, машина перемещалась на 4-6 метров.

Мало кто из его современников серьезно относился к этому изобретению, а Французская Академия Наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не будет конкурировать по производительности с паровой машиной.

В 1833 году , американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт , зарегистрировал патент на двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.
(см. ниже) в своей книге «Gas and Oil Engines» написал о двигателе Райта следующее:

«Чертеж двигателя весьма функционален, а детали тщательно проработаны. Взрыв смеси действует непосредственно на поршень, который через шатун вращает кривошипный вал. По внешнему виду двигатель напоминает паровую машину высокого давления, в которой газ и воздух подаются с помощью насосов из отдельных резервуаров. Смесь, находящаяся в сферических ёмкостях поджигалась во время подъёма поршня в ВМТ (верхняя мёртвая точка) и толкала его вниз/вверх. В конце такта открывался клапан и выбрасывал выхлопные газы в атмосферу.»

Неизвестно, был ли когда-либо этот двигатель построен, однако есть его чертёж:

В 1838 году , английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.

Первый двигатель - двухтактный одностороннего действия (топливо горело только с одной стороны поршня) с отдельными насосами для газа и воздуха. Поджиг смеси происходил в отдельном цилиндре, а потом горящая смесь перетекала в рабочий цилиндр. Впуск и выпуск осуществлялся через механические клапана.

Второй двигатель повторял первый, но был двойного действия, то есть горение происходило попеременно с обоих сторон поршня.

Третий двигатель, так же был двойного действия, но имел впускные и выпускные окна в стенках цилиндра открывающееся в момент достижения поршнем крайней точки (как в современных двухтактниках). Это позволяло автоматически выпускать выхлопные газы и впускать новый заряд смеси.

Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь сжималась поршнем перед воспламенением.

Чертёж одного из двигателей Барнетта:

В 1853-57 годах , итальянские изобретатели Еугенио Барзанти и Феличе Маттеуччи разработали и запатентовали двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания мощность 5 л/с.
Патент был выдан Лондонским бюро так как итальянское законодательство не могло гарантировать достаточную защиту.

Строительство прототипа было поручено компании «Bauer & Co. of Milan» (Helvetica) , и завершено в начале 1863 года. Успех двигателя, который был гораздо более эффективным чем паровая машина, оказался настолько велик, что компания стала получать заказы со всего света.

Ранний, одноцилиндровый двигатель Барзанти-Маттеуччи:

Модель двухцилиндрового двигателя Барзанти-Маттеуччи:

Маттеуччи и Барзанти заключили соглашение на производство двигателя с одной из бельгийских компаний. Барзанти отбыл в Бельгию для наблюдения за работой лично и внезапно умер от тифа. Со смертью Барзанти все работы по двигателю были прекращены, а Маттеуччи вернулся к своей прежней работе в качестве инженера-гидравлика.

В 1877 году, Маттеуччи утверждал, что он с Барзанти были главными создателями двигателя внутреннего сгорания, а двигатель построенный Августом Отто очень походил на двигатель Барзанти-Маттеуччи.

Документы касающиеся патентов Барзанти и Маттеуччи хранятся в архиве библиотеки Museo Galileo во Флоренции.

Самым главным изобретением Николауса Отто был двигатель с четырёхтактным циклом - циклом Отто . Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

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

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

В 1865 году , французкий изобретатель Пьер Хьюго получил патент на машину представлявшую собой вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором для подачи смеси использовались два резиновых насоса, приводимых в действие от коленчатого вала.

Позже Хьюго сконструировал горизонтальный двигатель схожий с двигателем Ленуара.

Science Museum, London.

В 1870 году , австро-венгерский изобретатель Сэмюэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе и установил его на четырёхколёсную тележку.

Сегодня этот автомобиль хорошо известен как «The first Marcus Car».

В 1887 году, в сотрудничестве с компанией «Bromovsky & Schulz», Маркус построил второй автомобиль - «Second Marcus Car».

В 1872 году , американский изобретатель запатентовал двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания постоянного давления, работающий на керосине.
Брайтон назвал свой двигатель «Ready Motor».

Первый цилиндр выполнял функцию компрессора, нагнетавшего воздух в камеру сгорания, в которую непрерывно поступал и керосин. В камере сгорания смесь поджигалась и через золотниковый механизм поступало во второй - рабочий цилиндр. Существенным отличием от других двигателей, было то, что топливовоздушная смесь сгорала постепенно и при постоянном давлении.

Интересующиеся термодинамическими аспектами двигателя, могут почитать про «Цикл Брайтона» .

В 1878 году , шотландский инженер Сэр (в 1917 году посвящён в рыцари) разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.

Двигатель работал любопытным образом: в правый цилиндр подавался воздух и топливо, там оно смешивалось и эта смесь выталкивалась в левый цилиндр, где и происходило поджигание смеси от свечи. Происходило расширение, оба поршня опускались, из левого цилиндра (через левый патрубок) выбрасывались выхлопные газы, а в правый цилиндр всасывалась новая порция воздуха и топлива. Следуя по инерции поршни поднимались и цикл повторялся.

В 1879 году , построил вполне надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.

Однако настоящий гений Бенца проявился в том, что в последующих проектах он сумел совместить различные устройства (дроссель, зажигание с помощью искры с батареи, свеча зажигания, карбюратор, сцепление, КПП и радиатор) на своих изделиях, что в свою очередь стало стандартом для всего машиностроения.

В 1883 году, Бенц основал компанию «Benz & Cie» по производству газовых двигателей и в 1886 году запатентовал четырехтактный двигатель, который он использован на своих автомобилях.

Благодаря успеху компании «Benz & Cie», Бенц смог заняться проектированием безлошадных экипажей. Совместив опыт изготовления двигателей и давнишнее хобби - конструирование велосипедов, к 1886-му году он построил свой первый автомобиль и назвал его "Benz Patent Motorwagen ".

Конструкция сильно напоминает трехколёсный велосипед.

Одноцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания рабочим объёмом 954 см3., установленный на "Benz Patent Motorwagen ".

Двигатель был оснащён большим маховиком (использовался не только для равномерного вращения, но и для запуска) , бензобаком на 4,5 л., карбюратором испарительного типа и золотниковым клапаном, через который топливо поступало в камеру сгорания. Воспламенение производилось свечой зажигания собственной конструкции Бенца, напряжение на которую подавалось от катушки Румкорфа .

Охлаждение было водяным, но не замкнутого цикла, а испарительным. Пар уходил в атмосферу, так что заправлять автомобиль приходилось не только бензином, но и водой.

Двигатель развивал мощность 0,9 л.с. при 400 об/мин и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

Карл Бенц за «рулём» своего авто.

Чуть позже, в 1896 году, Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель (или плоский двигатель) , в котором поршни достигают верхней мертвой точки в одно и то же время, тем самым уравновешивая друг друга.

Музей «Mercedes-Benz» в Штутгарте.

В 1882 году , английский инженер Джеймс Аткинсон придумал цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.

Двигатель Аткинсона - это по существу двигатель, работающий по четырёхтактному циклу Отто , но с измененным кривошипно-шатунным механизмом. Отличие заключалось в том, что в двигателе Аткинсона все четыре такта происходили за один оборот коленчатого вала.

Использование цикла Аткинсона в двигателе позволяло уменьшить потребление топлива и снизить уровень шума при работе за счёт меньшего давления при выпуске. Кроме того, в этом двигателе не требовалось редуктора для привода газораспределительного механизма, так как открытие клапанов приводил в движение коленчатый вал.

Не смотря на ряд преимуществ (включая обход патентов Отто) двигатель не получил широкого распространения из-за сложности изготовления и некоторых других недостатков.
Цикл Аткинсона позволяет получить лучшие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах выдаёт сравнительно малый момент и может заглохнуть.

Сейчас двигатель Аткинсона применяется на гибридных автомобилях «Toyota Prius» и «Lexus HS 250h».

В 1884 году , британский инженер Эдвард Батлер , на лондонской выставке велосипедов "Stanley Cycle Show " продемонстрировал чертежи трёхколёсного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания , а в 1885 году построил его и показал на той же выставке, назвав «Velocycle». Так же, Батлер был первым кто использовал слово бензин .

Патент на «Velocycle» был выдан в 1887 году.

На «Velocycle» был установлен одноцилиндровый, четырёхтактный бензиновый ДВС оснащенный катушкой зажигания, карбюратором, дросселем и жидкостным охлаждением. Двигатель развивал мощность около 5 л.с. при объёме 600 см3, и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

На протяжении многих лет Батлер улучшал характеристики своего транспортного средства, но был лишен возможности его тестировать из-за "Закона Красного Флага " (издан в 1865 году) , согласно которому транспортные средства не должны были превышать скорость свыше 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле должны были присутствовать три человека, один из которых должен был идти перед автомобилем с красным флагом (такие вот меры безопасности) .

В журнале «Английский Механик» от 1890 года, Батлер написал - «Власти запрещают использование автомобиля на дорогах, в следствии чего я отказываюсь от дальнейшего развития.»

Из-за отсутствия общественного интереса к автомобилю, Батлер разобрал его на металлолом, и продал патентные права Гарри Дж. Лоусону (производителю велосипедов) , который продолжил производство двигателя для использования на катерах.

Сам же Батлер перешёл к созданию стационарных и судовых двигателей.

В 1891 году , Герберт Эйкройд Стюарт в сотрудничестве с компанией "Richard Hornsby and Sons " построил двигатель «Hornsby-Akroyd», в котором топливо (керосин) под давлением впрыскивалось в дополнительную камеру (из-за формы её называли «горячий шарик») , установленную на головке блока цилиндров и соединённую с камерой сгорания узким проходом. Топливо воспламенялось от горячих стенок дополнительной камеры и устремлялось в камеру сгорания.

1. Дополнительная камера (горячий шарик) .
2. Цилиндр.
3. Поршень.
4. Картер.

Для запуска двигателя использовалась паяльная лампа, которой нагревали дополнительную камеру (после запуска она подогревалась выхлопными газами) . Из-за этого двигатель «Hornsby-Akroyd», который был предшественником дизельного двигателя сконструированного Рудольфом Дизелем , часто называли «полу-дизелем». Однако спустя год Эйкройд усовершенствовал свой двигатель добавив к нему «водяную рубашку» (патент от 1892 г.), что позволило повысить температуру в камере сгорания за счёт увеличения степени сжатия, и теперь уже не было необходимости в дополнительном источнике нагрева.

В 1893 году , Рудольф Дизель получил патенты на тепловой двигатель и модифицированный "цикл Карно " под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу».

В 1897 году, на «Аугсбургском машиностроительном заводе» (с 1904 года MAN) , при финансовом участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер, был создан первый функционирующий дизель Рудольфа Дизеля
Мощность двигателя составляла 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту, КПД 26,2 % при весе пять тонн.
Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20 % и судовые паровые турбины с КПД 12 %, что вызвало живейший интерес промышленности в разных странах.

Двигатель Дизеля был четырёхтактным. Изобретатель установил, что КПД двигателя внутреннего сгорания повышается от увеличения степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, потому что тогда повышаются давление и температура и она самовоспламеняется раньше времени. Поэтому Дизель решил сжимать не горючую смесь, а чистый воздух и концу сжатия впрыскивать топливо в цилиндр под сильным давлением.
Так как температура сжатого воздуха достигала 600-650 °C, топливо самовоспламенялось, и газы, расширяясь, двигали поршень. Таким образом Дизелю удалось значительно повысить КПД двигателя, избавиться от системы зажигания, а вместо карбюратора использовать топливный насос высокого давления
В 1933 году Эллинг пророчески писал: «Когда я начал работать над газовой турбиной в 1882 году, я был твёрдо уверен в том, что моё изобретение будет востребовано в авиастроении.»

К сожалению, Эллинг умер в 1949 году, так и не дожив до наступления эры турбореактивной авиации.

Единственное фото, которое удалось найти.

Возможно кто-то найдёт что-либо об этом человеке в "Норвежском музее техники ".

В 1903 году , Константин Эдуардович Циолковский , в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами », где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем (который тоже является двигателем внутреннего сгорания) . В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород.

Наверное на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20-ый век и Двигатели Внутреннего Сгорания стали производиться повсеместно.

Философское послесловие…

К.Э. Циолковский полагал, что в обозримом будущем люди научатся жить если не вечно, то по крайней мере очень долго. В связи с этим на Земле будет мало места (ресурсов) и потребуются корабли для переселения на другие планеты. К сожалению, что-то в этом мире пошло не так, и с помощью первых ракет люди решили просто уничтожать себе подобных...

Спасибо всем кто прочитал.

Все права защищены © 2016
Любое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.

что это и как работает. 5 интересных фактов :: Autonews

Двигатель внутреннего сгорания, или сокращённо ДВС, — это «сердце» большинства современных автомобилей. И не только машин, но также мотоциклов, кораблей, тепловозов, самолётов и даже масштабных моделей транспортных средств.

Что такое ДВС

ДВС — это пока основной вид двигателей транспортных средств, тепловая машина, преобразующая химическую энергию топлива в механическую работу. Сжигая горючее во внутренних камерах, двигатель внутреннего сгорания освобождает энергию, а затем преобразует её во вращательное движение. Оно, в свою очередь, раскручивает колёса или лопасти.

Двигатели внутреннего сгорания принято делить на несколько основных типов:

• Поршневой двигатель внутреннего сгорания;
• Роторно-поршневой двигатель внутреннего сгорания:
• Газотурбинный двигатель внутреннего сгорания.

Основным типом ДВС является классический поршневой двигатель, поэтому преимущественно речь дальше пойдёт о нём.

Как создавался ДВС

Двигатель внутреннего сгорания стар как мир. История создания этой машины тесно связана с паровыми двигателями, то есть двигателями внешнего сгорания.

Паровые двигатели, применяемые в XVIII веке, были громоздкими и слабыми, с чрезвычайно низким коэффициентом полезного действия. Тепло от сгорания топлива в них использовалось для нагрева жидкости, а та в свою очередь, превращалась в пар и совершала работу. Звучит красиво, а что на деле? По факту практический КПД, то есть эффективность преобразования энергии, обычно составлял от 1 до 8%. Уже тогда было ясно — систему нужно улучшать. Зачем сжигать горючее вне мотора, не лучше ли делать это прямо в нём?

Попытки создания ДВС начались намного раньше, чем вы можете себе представить, — ещё в XVII веке. В 1678 году голландский математик Христиан Гюйгенс создал примитивный ДВС, работающий… на порохе. Идея получила развитие: экспериментаторы в различных странах шли по схожему пути, но далеко не все из них попали в историю.

Доподлинно известно, что в 1794 году Робертом Стритом был запатентован двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе. Построен первый рабочий прототип. В 1807 году француз Нисефор Ньепс разработал твердотельный ДВС, работающий на порошке пиреолофора. С прототипом лично ознакомился Наполеон Бонапарт. В том же году Франсуа Исаак де Риваз создал поршневой ДВС, работающий на газообразном водороде — этот мотор получил поршневую группу и искровое зажигание.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Многие изобретатели приложили руку к сознанию двигателя внутреннего сгорания, но первым коммерчески успешным проектом стало детище французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара. К 1864 году он продал свыше 1 400 своих двигателей и неплохо на этом нажился.

Первый автомобильный ДВС в привычном понимании был создан в 1885 году Карлом Бенцем — мотор использовался на автомобиле Benz Patent-Motorwagen.

Устройство поршневого ДВС

Традиционный поршневой двигатель внутреннего сгорания — чрезвычайно сложная система. Однако основных деталей у классического ДВС не так уж и много. Без этих элементов работа двигателя внутреннего сгорания невозможна:

• блока цилиндров — механической основы мотора;
• головки блока цилиндров;
• поршней;
• шатунов;
• коленчатого вала;
• распределительного вала с кулачками;
• впускных и выпускных клапанов;
• свечей зажигания*.

* — на самом деле деталей значительно больше, но рассказать о каждой из них в рамках короткой статьи не представляется возможным.

Принципы работы ДВС

Все классические ДВС работают по схожему принципу. В процессе их работы энергия вспышки топлива, то есть тепловая энергия, преобразуется в энергию механическую. Обычно это происходит следующим образом:

1. Когда поршень в цилиндре движется вниз, открывается впускной клапан. В цилиндр поступает топливовоздушная смесь.
2. Поршень поднимается, а выпускной клапан закрывается. Поршень сжимает топливовоздушную смесь и доходит до верхней мёртвой точки.
3. На свече зажигания возникает искра, топливовоздушная смесь мгновенно сгорает, выделяя большой объём газов. Под их действием поршень устремляется вниз.
4. Открывается выпускной клапан и выхлопные газы выдавливаются в выпускной коллектор.

Четырехтактный двигатель

В четырёхтактном моторе происходит четыре непрерывных последовательных стадии:

1. Впуск (наполнение цилиндра смесью).
2. Сжатие.
3. Рабочий ход или сгорание.
4. Выпуск отработавших газов.

Двухтактный двигатель

Но бывают и иные моторы — двухтактные. Они работают немного по-другому и применяются, как правило, на мототехнике и бензиновых инструментах вроде бензопил. Что происходит в них?

1. Когда поршень движется снизу-вверх, в камеру сгорания поступает топливо. Сжатая поршнем топливовоздушная смесь поджигается искрой.
2. Смесь загорается и поршень устремляется вниз. Открывается доступ к выпускному коллектору и из цилиндра выходят продукты сгорания.

Разница в том, что тактов всего два: на первом одновременно происходит впуск и сжатие, а на втором — опускание поршня и выпуск продуктов сгорания из коллектора.

Какие ещё бывают ДВС

Помимо поршневых двигателей внутреннего сгорания создано немало иных разновидностей ДВС — роторные, газотурбинные, реактивные, турбореактивные и бесчисленное множество их модификаций. Чем они отличаются?

• Газотурбинные ДВС

Если в традиционных поршневых ДВС работа расширения газообразных продуктов сгорания преобразуется во вращательное движение коленчатого вала, то в газотурбинных работа расширения продуктов сгорания воспринимается рабочими лопатками ротора, а в реактивных используется реактивное давление, возникающее при истечении продуктов сгорания из сопла. Все эти типы ДВС объединяет одно — во время работы они внутри себя сжигают топливо.

Крайне необычные моторы, которые можно встретить даже на серийных машинах. Первый роторно-поршневой мотор был создан немецким инженером Феликсом Ванкелем в 1957 году. Этот ДВС внешне совершенно не похож ни на один традиционный поршневой мотор.

Двигатель Ванкеля состоит из корпуса, камеры сгорания, впускного и выпускного окон, неподвижной шестерни, зубчатого колеса, ротора, вала и свечи зажигания. Ротор на эксцентриковом валу приводится в действие силой давления газов в результате сгорания топливовоздушной смеси. Он вращается относительно статора посредством шестерён. Когда ротор совершает эксцентричные круговые движения, его грани соприкасаются с внутренней поверхностью камеры сгорания. Таким образом создаются три изолированные камеры, в которых попеременно сжигается топливо. Вращающийся ротор передаёт крутящий момент на трансмиссию.

Человечество создало немало невероятных и по-настоящему уникальных моторов. Вот 10 самых совершенных из них:

👉 Железные мускулы. 10 лучших двигателей в истории

5 интересных фактов о ДВС

ДВС может работать на альтернативном топливе

Современные ДВС принято делить на два основных типа по применяемому топливу — бензиновые и дизельные. Однако сама история создания двигателей внутреннего сгорания позволяет понять: сжигать в таких моторах можно многие виды горючего — от различных газов до всевозможных растворителей и спиртов. Главное — испарить их и подмешать воздух в нужных пропорциях.

Наиболее распространённые альтернативы бензину и дизелю — пропан-бутан и метан, но можно использовать даже «гремучую смесь» — водород с кислородом. И это далеко не всё: почти любая современная машина с ДВС способна ездить на смеси бензина с этанолом или на чистом этаноле, то есть спирте, получаемом экологически чистым путём. Поедет бензиновый автомобиль и на различных растворителях. К примеру, запустить ДВС можно на обычном сольвенте из хозяйственного магазина — с помощью этой жидкости обычно осуществляют чистку топливной системы.

ДВС выживет в космосе и под водой (если очень постараться)

Двигатель внутреннего сгорания можно заставить работать даже в космосе. Всё, что для этого требуется, — обеспечить подачу кислорода для создания топливовоздушной смеси. При соблюдении этого нехитрого условия ДВС может запуститься и работать даже под водой. Для него нет ничего невозможного.

ДВС действительно плох

Несмотря на всю свою технологичность и сложность, по уровню КПД бензиновый ДВС недалеко ушёл от парового мотора. Эффективность этих агрегатов оставляет желать лучшего. Коэффициент полезного действия в среднем варьируется в диапазоне от 20 до 25%.

Иными словами, при сжигании условных 10 литров бензина лишь около трёх литров выполняют полезное действие. Всё остальное горючее тратится на тепловые и механические потери. С этой точки зрения дизельные движки намного круче: их КПД достигает 40%. Но и их век уже прошёл.

Отказ от ДВС неизбежен

Одну из причин грядущего отказа от двигателей внутреннего сгорания мы уже раскрыли — это низкий КПД. Но есть и ещё один немаловажный момент — влияние на экологию. Поскольку почти все ДВС работают на невозобновляемых ресурсах (бензине, дизеле, нефтяном газе), отказ от них жизненно необходим.

По данным специалистов, мировой запас нефти составляет 1,726 трлн баррелей, которых хватит при нынешнем уровне потребления немногим более чем на 50 лет. Из нефти делают не только топливо. Она — основа синтетических каучуков, пластиков, еды, тканей, шампуней и даже аспирина. Всего того, без чего жизнь человека уже практически невозможна.

Двигатель внутреннего сгорания – изобретения и открытия 9000 1

Двигатель, в котором внутри него сжигается топливо, дающее тепловую энергию. Затем она преобразуется в механическую энергию.

Первый такой двигатель (вдобавок экологический, т. к. он сжигает смесь водорода и кислорода и выделяет в качестве выхлопных газов чистую воду ! ), появился благодаря Бракенбургу еще в 1836 году, однако безопасность его изобретения не вызвали доверие у потенциальных покупателей и идея немецкого изобретателя быстро забылась.

В 1860 году был создан прародитель двигателя внутреннего сгорания. Это был двухтактный одноцилиндровый двигатель с искровым зажиганием, работавший на смеси природного газа и воздуха, мощностью 8,8 кВт; он работал аналогично паровой машине двойного действия, т. е. сгорание смеси происходило в его цилиндре как под, так и над поршнем, благодаря системе двух впускных и выпускных каналов, подающих и отводящих попеременно смесь и выхлопные газы. С другой стороны, не происходило сжатия топлива, а только расширение, вызванное его взрывом, и поршень возвращался в исходное положение.
Его конструктором был французский инженер бельгийского происхождения Этьен Ленуар.
Конечно, у него была идея втиснуть его в легкую карету и превратить в автомобиль — несколько неудачных попыток, однако, отбили у него охоту к дальнейшим экспериментам. Двигатель работал не очень эффективно, потреблял много бензина и смазки, работал с перебоями и часто останавливался.

Через несколько лет его соотечественник Пьер Равель построил автомобиль с двигателем, работавшим на керосине. К сожалению, франко-прусская война помешала испытанию готовой машины — ее похоронили вместе с навесом, в котором она была построена.

Лишь в 1876 году немецкий изобретатель-самоучка Николаус Отто разработал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, положивший начало автомобильной эре. Также благодаря этому изобретению человек смог впервые подняться в воздух на самолете. С тех пор произошло бурное развитие различных типов двигателей.

В 1878-79 годах Карл Бенц разработал первый двухтактный бензиновый двигатель, а в 1893 году Рудольф Дизель запатентовал первый двигатель с воспламенением от сжатия.

В 1883 году Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер построили свой первый бензиновый двигатель, который еще не подходил для мобильного использования. 12 февраля 1884 года Эдуар Деламар-Дебутвиль получает патент на свой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, в котором, однако — вместо бензина — сжигается… легкий газ. И играть с газом (особенно хранящимся в кожаных мешках для воды) — не шутка: запатентованная машина Делемара взрывается при первой же поездке.

Стальной бензиновый трехколесный велосипед Mannheim производства Карла Фридриха Бенца прибыл в следующем году. Мощность его двигателя всего 2/3 лошадиных силы, он мог перевозить одного водителя и одного пассажира со скоростью 12 км/ч.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?
В поршневых двигателях внутреннего сгорания движение поршня обусловлено быстрым сгоранием топливно-воздушной смеси внутри цилиндров. Воспламенение горючей смеси вызывает отталкивание поршней и тем самым вращение коленчатого вала

По различному строению и принципу работы поршневые двигатели внутреннего сгорания можно разделить на: .

Untitled Document

Только 75 лет спустя Джеймс Уатт успешно использовал водяной пар для привода поршня в паровой машине, положив начало промышленной революции.

Следующий этап в создании двигателя внутреннего сгорания был отмечен Этьеном Ленуаром, построившим газовый двигатель в 1860 году. В этом двигателе светящийся газ воспламенялся от электричества, которое смещало поршень. Конечно, этот двигатель не работал ровно, как сегодняшние силовые агрегаты.Однако зажигание было автоматическим и машина развивала мощность 2 киловатта.

От этой конструкции до 4-тактного двигателя Отто было недалеко. А этот работал совсем иначе: тише, плавнее, быстрее, эффективнее и экономичнее всех машин, созданных до него.

Первый автомобиль появился в 19 веке! В 1886 году Карл Бенц снял тяги с лафета и заменил их рулевым колесом типа
. на велосипеде.Трехколесная машина была оснащена бензиновым двигателем над осью заднего колеса. Так родился «запатентованный автомобиль».

Рудольф Дизель разработал двигатель с несколько измененным принципом работы. Его целью было создание еще более эффективной машины, основанной на общей концепции двигателя внутреннего сгорания. В 1893 году он получил патент на конструкцию «двигателя с воспламенением от сжатия».

Дизельный двигатель работает так же, как двигатель Отто, за исключением того, что топливно-воздушная смесь не воспламеняется от свечи зажигания.
Здесь всасываемый воздух сжимается под таким огромным давлением (отсюда и другое название этой машины: «дизель»), что нагревается до очень высокой температуры. Теперь, если в цилиндр впрыснуть топливо, температура воспламенит его сама.

Первым дизельным автомобилем MAN был одноцилиндровый гигант объемом почти 20 литров, развивавший мощность 15 кВт при 172 об/мин. В 1936 году Mercedes впервые применил дизель в серийном легковом автомобиле.

С самого начала был параллельный двухтактный двигатель. Конструкция двухтактного двигателя намного проще, чем у четырехтактного. Здесь 2 штриха «делаются» за один. Нет клапанов, пропускающих воздух в цилиндр и выхлопные газы. Все основано на вырезанных в стенках поршня и цилиндра каналах, управляющих газообменом. Родиной автомобилей, оснащенных двухтактными двигателями, была Германия (DKW до 1966 года, Trabant и Wartburg до 1989 года).Тем не менее мотоциклы и газонокосилки до сих пор оснащаются такими двигателями, хотя от них отказываются из-за требований к чистоте выхлопных газов.

Феликс Ванкель написал свою собственную главу в истории автомобилестроения. Его «роторно-поршневой двигатель» не был так популярен, но дизайн продолжает очаровывать. В 1953 году Ванкелю удалось убедить NSU, крупнейшего в то время производителя мотоциклов в мире, убедить его в своей идее. в 1964 году на дороги вышла первая машина с этим двигателем — NSU Wankelspider.

Три года спустя на рынке появился легендарный NSU Ra 80, автомобиль, который прославил свой вращающийся поршневой двигатель. Тогда говорили, что двигатель Ванкеля блестяще сочетает в себе недостатки двухтактного и четырехтактного двигателя, но эта экзотическая конструкция до сих пор используется в автомобилях Mazda, и она действительно хороша, безотказна и экологична.

В наш век автомобильная техника развивалась чрезвычайно стремительно.Выброс ядовитых веществ в выхлопных газах сводится к нулю и
переработка и сохранение природных ресурсов являются фундаментальными аспектами эволюции двигателей сегодня.

История двигателей внутреннего сгорания - Moto EXPERT

Кажется, мы все достаточно знаем о двигателях внутреннего сгорания. Некоторые люди делают акцент на бензиновых агрегатах. Другие, наоборот, больше ценят дизельные автомобили. Мы не хотим решать, кто прав, ведь зная жизнь, она, наверное, лежит где-то посередине. Вместо этого мы хотим сосредоточиться на истории двигателей внутреннего сгорания. Когда это началось и как прошло? Мы думаем, что многие из их историй могут быть интересны.

Николаус Отто

Говоря об истории двигателей внутреннего сгорания, нельзя не упомянуть одного из изобретателей. Речь идет о таком человеке, как Николаус Отто. Именно с его имени начинается история таких двигателей, и произошло это в 1876 году. Он сконструировал первый четырехтактный бензиновый двигатель с искровым зажиганием. Впоследствии этот немецкий изобретатель экспериментировал с этой конструкцией более десяти лет. Конечно, параллельно несколько других изобретателей проводили аналогичные исследования.

Как следует из названия, двигателю с искровым зажиганием нужна искра. За это отвечает свеча зажигания. В цилиндрах двигателя, напротив, происходят контролируемые взрывы топлива в смеси с воздухом. Такая смесь попадает в полость цилиндра через клапаны. Сами клапаны, с другой стороны, определяют количество и момент поступления топливно-воздушной смеси в двигатель.

При подаче смеси поршень, который движется вверх, сжимает ее, и в нужный момент свеча выбрасывает искру, вызывающую взрыв.Этот толкает поршень в другую сторону и так далее. Это просто, не так ли?

Рудольф Дизель

Насколько мы обязаны Германии в контексте создания двигателей внутреннего сгорания, это говорит о том, что над ними работали многие наши западные соседи. Через два десятилетия после Отто другой изобретатель, Рудольф Дизель, представил свой двигатель внутреннего сгорания. Как вы можете догадаться, этот отвечает за дизельные двигатели. Он придумал использовать дизельное топливо в качестве топлива, что для многих стало настоящим шоком.

Принцип работы таких двигателей очень похож, но в дизелях смесь топлива и воздуха не воспламеняется из-за образующейся искры. В этом случае одна только энергия заставляет поршень двигаться с такой силой, что он сжимает саму смесь, вызывая ее воспламенение без необходимости добавления искры от свечи зажигания. Отсюда и обозначение этих двигателей как дизельных агрегатов.

Конечно, двигатели, представленные сегодня на рынке, сильно отличаются от того, что могли себе позволить и немцы, и все остальные изобретатели в 19 веке.Стоит знать, что такими двигателями мы обязаны в том числе и этим двум изобретателям.

Современные приводы можно найти, в частности, на сайте lifanpower.pl, который принадлежит бренду Lifan Power. Штаб-квартира компании, которая занимается распространением двигателей внутреннего сгорания, находится в Китае, но у нас также есть филиал в Польше. Достаточно добавить, что это одна из самых уважаемых на рынке компаний, отвечающая за создание легковых автомобилей, грузовиков, автобусов и мотоциклов.

admin

Посмотреть все сообщения от admin

Двигатели внутреннего сгорания - их история, рабочий цикл - Движение и его универсальность

Определение двигателя внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания - иными словами, поршневой тепловой двигатель, в котором работу выполняют выхлопные газы, возникающие при сгорании топлива в рабочем пространстве цилиндра. Двигатели внутреннего сгорания можно классифицировать, среди прочего, с точки зрения инициирования сгорания. Деление на двигатели с искровым зажиганием, с воспламенением от сжатия и с калильной головкой.

Работа двигателя внутреннего сгорания

Использование двигателя для преобразования тепловой энергии, содержащейся в топливе, в механическую работу. Энергия преобразуется путем передачи топлива в цилиндр двигателя путем сгорания. Газы, имеющие высокое давление и высокую температуру при сгорании, расширяются и перемещают поршень в цилиндре, совершая механическую работу.

История двигателя внутреннего сгорания

В 1878 году. Николаус Отто сконструировал первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на легком газе.Это оригинал современного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Отто ввел в этот двигатель тепловой цикл постоянного объема сгорания, который был предоставлен ему французским инженером Бо де Роша (1862 г.).

С момента появления двигателя прогресс в области двигателей внутреннего сгорания продвигается вперед. В 1879 году. были представлены первые двигатели, работавшие на газе. Изделием Отто, работающим по принципу циркуляции, занимались многие фирмы, конструируя двигатели еще большей мощности.В 1895 году. можно найти двигатели мощностью 1000 л.с. Из-за того, что топливно-воздушная смесь воспламеняется от электрической искры, их назвали двигателями с искровым зажиганием.

Рудольф Дизель в 1897 году. (патент от 1893 г.) положил начало созданию двигателей внутреннего сгорания. Именно он разработал первый работающий двигатель с воспламенением от сжатия. Этот двигатель не имел электрической системы зажигания. В рабочем цилиндре без грязи воздух сжимался до такой степени, что температура, полученная в конце такта сжатия, вызывала самовозгорание впрыскиваемого топлива (дизельного топлива).Неотъемлемой частью дизеля был многоступенчатый воздушный компрессор, подававший воздух под давлением 60 кг/см для впрыска топлива.

В связи с тем, что дизель был огромным и тяжелым по отношению к развиваемой мощности и низкой частоте вращения, его использовали как станционный двигатель. С другой стороны, открытие топливного насоса высокого давления (Мак Кенни, 1927 г.), который сделал возможным прямой впрыск топлива, положило начало очень быстрому развитию легких двигателей с воспламенением от сжатия.

Классификация двигателей и их применение.

Двигатели внутреннего сгорания подразделяются на:

1) Реактивные

2) Поршневые

2а) с головкой накаливания

2б) с искровым зажиганием

2в) с воспламенением от сжатия

- 2ба) с двухтактным ) 9000b)

2bc) 4-тактный

Применение

1) Обычно используется в авиации, а также экспериментально в автомобильной промышленности.

2a) Используется в моделировании - для управления моделями

2b) Широкое применение в:

- авиация

- автомобилестроение

- устройства, такие как косилки, лодки, мелкие агрегаты, бензиновые пилы и т. д.

2ba) не более использования - эксперименты и испытания еще продолжаются.

2c) Широкое применение в:

- различные типы машин и устройств, требующих огромной мощности (например, крупные агрегаты, экскаваторы, бульдозеры и т. д.)

- для привода паровозов, больших лодок (судов), грузовых автомобилей, тракторов и т.п.

- в результате постоянной модернизации (уменьшения габаритов) очень часто применяется в легковых автомобилях

Двигатели внутреннего сгорания - рабочий цикл

Двигатели работают за счет сгорания смеси горючих веществ и образования выхлопных газов. В связи с тем, что у нас есть несколько типов двигателей, они отличаются не только конструкцией, но и рабочими циклами.Пример: двухтактный двигатель работает в цикле:

а) зажигание - поршень движется вниз, делая первый такт, затем одновременно сжимает топливную смесь, которая скапливается над поршнем. При достижении им определенной высоты обнажается выпускной клапан, через который выходят выхлопные газы, а затем отклоняется клапан, через который топливная смесь (предварительно сжатая) проходит над поршнем.

б) Поршень движется вверх, тем самым сжимая смесь в камере сгорания (при достижении высшей точки произойдет повторное воспламенение).При этом во время движения вверх разблокируется клапан, подсасывающий смесь под поршень.

Цикл для четырехтактного двигателя (с механическим складыванием) следующий:

1) Такт впуска: поршень движется вниз и в цилиндр всасывается топливо (или воздух, если это двигатель с воспламенением от сжатия).

2) такт сжатия: поршень движется вверх, тем самым сжимая топливо или воздух над ним. В верхнем положении происходит воспламенение (с помощью электрической искры) или впрыск топлива (двигатели с самовоспламенением), которое воспламеняется при контакте с горячим сжатым воздухом

3) такт расширения.Декомпрессия продолжается до тех пор, пока клапан выдоха не будет разблокирован.

4) такт выпуска: поршень движется вверх, выталкивая выхлопные газы через упомянутый выше клапан. Все начинается снова.

В вихревых двигателях поршень не движется вверх или вниз, а вращается, при этом воспламенение происходит в боковых камерах.

Реактивный двигатель использует разницу давлений между передней и задней частью двигателя. Выхлопные газы, которые будут возникать после сгорания смесей в определенной камере, выбрасываются под высоким давлением.Они заставляют двигатель двигаться в направлении, противоположном направлению выхлопа.

История создания и производства двигателей внутреннего сгорания. История двигателя внутреннего сгорания. Автопром отца-основателя

Газовый двигатель Внутреннее горение прочно вошло в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенный срок. Развитие альтернативных топливных технологий позволяет предположить, что в будущем бензиновый двигатель со временем стал просто историей, но его потенциал, по расчетам специалистов, был исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет перевести ДВС на бензин в настоящий момент одного из основные типы двигателей в мире симов.

Изобретение бензинового двигателя, как и многих других современных вещей, существование которых сегодня немыслимо, обусловлено всеобщей случайностью, когда в 1799 году француз Ф. Лоброль открыл легкий газ - смесь водорода, углерода монооксид, метан и другие легковоспламеняющиеся газы. Когда само название означает, что осветительный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако вскоре Лево нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека.В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По сути, газовый двигатель Лебоне стал примитивным прототипом современного двигателя.

Следует отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались еще до рождения Лебо. В 17 веке христиане Гиньи в Нидерландах использовали выстрел для привода водяных насосов, снабжающих водой сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 1980-х годов.18 век изобрел «электрическую пушку», в которой он изобрел «электрическую пушку».Электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выбивая из ствола кусок пробки.

В 1804 году ЛЕБУН трагически погиб и разработка техники внутреннего освещения была на время приостановлена, а бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался бы, используя принцип электроподжига, расписаться на газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток Леноару удалось создать двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году.К сожалению, Ленуар оказался больше купцом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих двигателей, он заработал довольно приличную сумму и прекратил дальнейшее совершенствование своего изобретения. Тем не менее, двигатель Lenoar, используемый в качестве привода для локомотивов, дорожных бригад, кораблей и госпиталей, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.

В 1864 году немецкий инженер Август Оттто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15 процентов, что является не только более эффективным двигателем двигателя Ленуара, но и более эффективным паровым двигателем, существовавшим в то время .Вместе с промышленником Лангеном Отто создал компанию «Отто и компания», в рамках которой планирует производить новые двигатели, выпущенные примерно 5000 экземпляров. В 1877 году Отто запатентовал четырехспиновый двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехспиновый цикл был изобретен за несколько лет до этой даты французом Бо Роше. Судебные тяжбы между этими инженерами закончились поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырехтактный цикл были отозваны. Тем не менее конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех — до 1897 года.Было выпущено 42 000 таких двигателей различной мощности.

Зажигательный газ в качестве топлива для ОБС существенно сузил область их применения, поэтому инженеры разных стран находятся в постоянном поиске нового, более доступного, недорогого топлива. Одним из первых изобретателей, использовавших бензин в качестве топлива на ОИ, был американец Брайтон, который в 1872 г. разработал так называемый «паровой» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что оставляла после себя испытания.

Всего через десять лет после изобретения Брайтона двигатель внутреннего сгорания был создан в его бензиновом режиме работы.Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на компанию Отто, еще в начале 1880-х годов предлагал руководителю разработанный им проект моторизованного бензинового двигателя, который можно было бы использовать в автомобильном транспорте, но Отто отверг его затеи. В ответ Даймлер и его друг Вильгельм Майба набросились на «Отто и Ко» и организовали собственную компанию. Первый бензиновый двигатель Даймлер-Майбах появился в 1883 году и предназначался для стационарной установки.Зажигание в цилиндре происходило от полой трубки, но в целом конструкция двигателя оставляла желать лучшего из-за неудовлетворительного зажигания, а также процесса испарения бензина.

На этом этапе потребовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором безвозмездно. Он изобрел карбюратор, ставший сегодня прообразом карбюраторных систем. Бэнкс предложил революционную по тем временам идею - бензин не испаряется - а равномерно распыляется по цилиндру.Воздушный поток всасывает бензин через контрольную рабочую, выполненную в виде трубки с отверстиями. Давление потока поддерживалось небольшим поплавковым резервуаром, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.

С этого момента развитие DVS продолжало расти на протяжении всей истории. Первые карбюраторные двигатели имели только один цилиндр. Увеличение рабочего объема было получено за счет увеличения объема цилиндров, но к концу века стали появляться двухцилиндровые двигатели, а в начале 20 века все большее распространение стали получать четырехцилиндровые двигатели.

Завод мясных полуфабрикатов «Мясная Сказка» зарегистрирован в г. Тюмени, ул. Бабарика, 20а/2. Местонахождение в черте города, что обеспечивает эффективную реализацию готовой продукции...

Это вступительная часть серии статей, посвященных Двигатель внутреннего сгорания , Короткое путешествие в историю, рассказывает об эволюции ДВС.Статья коснется и первых автомобилей.

Следующие детали детализируют различные ДВС:

Рядно-поршневой
Ротор
Turbo Active
Stream

Двигатель был установлен на лодке, которая смогла подняться вверх по реке Сона. Через год после испытаний братья получили патент на свое изобретение, подписанный Наполеоном Бонопартом, сроком на 10 лет.

Правильнее было бы назвать этот двигатель реактивным, так как для его работы приходилось отжимать воду из трубы, расположенной под днищем лодки...

Двигатель состоял из камеры зажигания и сгорания, пневмобаллонов, устройства дозирования топлива и устройства зажигания. Топливом служила угольная пыль.

Меллоуз впрыскивал поток воздуха, смешанный с угольной пылью, в камеру зажигания, куда смесь доставляла раскаленный фитиль. После этого частично наложенная смесь (пылеугольное топливо горит сравнительно медленно) попадала в камеру сгорания, где полностью сгорала и происходило расширение.
Затем давление газа вытолкнуло воду из выхлопной трубы, что заставило лодку двигаться, и цикл повторился.
Двигатель работал в импульсном режиме с частотой ~12 л/мин.

Через некоторое время братья улучшили топливо, добавив в него смолу, а позже заменили масло и сконструировали простую систему впрыска.
В ближайшие десять лет проект не получил никакого развития. Клод уехал в Англию продвигать идею двигателя, но она отыграла все деньги и ничего не добилась, а Жозеф снял свою картину и стал автором первой в мире картины «Вид из окна».

Во Франции в Музее жилья в Ньепсуме установлена ​​копия «Пиеролофора».

Чуть позже де Рива залил двигатель четырехколесной повозки, которая, по словам историков, стала первым автомобилем, сделанным из двигателя.

Об Алессандро Вольта.

Вольта впервые поместил цинково-медную пластину в кислоту для непрерывного электрического тока, создав первый в мире химический источник тока («Вольт-обзор») .

В 1776 году Вольта изобрел газовый пистолет — «пистолет Вольта», в котором газ взрывался от электрической искры.

В 1800 году была построена химическая батарея, которая позволила получать электричество посредством химических реакций.

Именем Вольта называется единица измерения электрического напряжения, вольт.

ЗА. - цилиндр, Б. - "свеча", ДО. - поршень, РЭ. - "воздушный" шар с водородом, МИ. - Трещотка, FA. - Дамп клапана выхлопных газов, SOL. - Ручка управления клапаном.

Водород хранился в шаре «ВОЗДУХ» с соединенными трубкой и цилиндром. Подача топлива и воздуха, а также подход к смеси и выпуск отработавших газов осуществлялись вручную, при помощи рычага.

Принцип работы:

Воздух подавался в камеру сгорания через клапан сброса дымовых газов.
Клапан закрыт.
Слив водородного сырья из открытого шара.
Кран закрыт.
При нажатии на кнопку подается электрический разряд на «свечку».
Смесь вспыхнула и подняла поршень.
Открыть вентиль вентиля газа.
Поршень упал под собственной тяжестью (был тяжелым) и потянул веревку, которая поворачивала колеса через блок.

Затем цикл повторился.

В 1813 году Де Рива построил еще один автомобиль. Это была повозка длиной около шести метров, с колесами двумерного диаметра и весом почти в тонну.
Автомобиль смог проехать 26 метров с грузом камней. (около 700 фунтов) и четыре человека по 3 км/ч
С каждым циклом машина продвигалась на 4-6 метров.

Мало кто из современников всерьез относился к настоящему изобретению, и Французская академия наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не соперничает с паровым двигателем.

В 1833 году. , американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт зарегистрировал патент на двухсотый газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.
(см. ниже) В своей книге газовые и масляные двигатели писали о двигателе Райта:

"Чертеж двигателя вполне функционален и детали тщательно проработаны. Взрыв смеси воздействует непосредственно на поршень, который ,через шатун,вращает коленчатый вал.Внешний вид двигателя напоминает паровую машину высокого давления,в которой газ и воздух подаются насосами из отдельных баков.Учет смеси в сферических емкостях производился при поднятии поршня в НТК( верхняя точка) и нажимается вниз/вверх.По истечении времени клапан открывается, и выхлопные газы выбрасываются в атмосферу. "

Неизвестно, был ли когда-либо построен этот двигатель, но есть его чертеж:

В 1838 году. английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.

Первый двигатель двойного действия одностороннего действия (топливо сжигается только с одной стороны поршня) с раздельными газовыми и воздушными насосами Ввод смеси происходил в отдельный цилиндр, а затем горючая смесь поступала в рабочий цилиндр.Заглатывание и выпуск осуществлялись через механический клапан.

Второй двигатель повторял первый, но имел двойное действие, т.е. сгорание происходило попеременно с обеих сторон поршня.

Третий двигатель тоже был двойного действия, но имел пищевое и выпускное окна в стенках цилиндров, открытые в момент достижения крайней точки излома (как у современных двух стейкхолдеров). Это позволяло производить выхлопные газы автоматически и вводить новую загрузку смеси.

Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь перед воспламенением сжималась поршнем.

Чертеж одного из двигателей Barnett:

W 1853-57. , итальянские изобретатели Экономика БарЗантти и Феличе Маттекки разработали и запатентовали двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Мощность 5 л/с
Патент был выдан Лондонским бюро, так как итальянское законодательство не могло обеспечить достаточную защиту.

Прототип был построен компанией Bauer & Co.Милан» (Helvetica) и завершен в начале 1863 года. Успех двигателя, который был намного эффективнее парового двигателя, был настолько велик, что компания стала получать заказы со всего мира.

Early Barzantty Одноцилиндровый двигатель MatteCchi:

Модель Barzantta Mattecchi с двумя двигателями:

Matteuchchi и Barzantti заключили соглашение о производстве двигателей с одной из бельгийских компаний. Барзанти уехал в Бельгию, чтобы лично наблюдать за работой, и внезапно умер от тифа.Со смертью Барзанти все работы над двигателем были остановлены, и Маттеуччи вернулась к своей старой работе инженером-гидротехником.

В 1877 году Маттеуччи утверждал, что вместе с Барзантти он был главным изготовителем двигателя внутреннего сгорания, и двигатель, построенный до августа, Отто очень внимательно присматривался к двигателю Барзанта-Маттекки.

Документы, относящиеся к патентам Барзанти и Маттеуччи, хранятся в библиотечном архиве Музея Галилея во Флоренции.

Важнейшим изобретением Николая Отто был четырехтактный двигатель , - цикл Отто.По сей день этот цикл лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

Четырехходовой цикл был величайшим техническим достижением Отто, но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения тот же принцип работы двигателя описал французский инженер Бо де Рох (см. выше) . Группа французских промышленников оспорила патент Отто в суде, суд сказал, что они пытались убедить. Права Отто, которые он получил из своего патента, были значительно сокращены, включая монополию прямо на четырехтактный цикл.

Несмотря на то, что выпуск четырехцветочных двигателей определяли конкуренты, затраченные многолетним опытом, модель Otto по-прежнему оставалась лучшей, и спрос на нее не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей различной мощности. Однако тот факт, что в качестве топлива использовались легкие газы, сильно ограничивал область их применения.
Количество вяжущих заводов было незначительным даже в Европе, а в России их было всего два - в Москве и Санкт-Петербурге.

В 1865 году., французский изобретатель Пьер Гюго получил патент на автомобильный вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором использовались два резиновых насоса для подачи смеси, вытекающей из коленчатого вала.

Позже Хьюго сконструировал горизонтальный двигатель, похожий на двигатель Леноара.

Музей науки, Лондон.

В 1870, году австро-венгерский изобретатель Самуэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания, работавший на жидком топливе, и установил его на четырехколесную тележку.

Сегодня этот автомобиль известен как «первый автомобиль Маркуса».

В 1887 году в сотрудничестве с Bromovsky & Schulz Маркус построил второй автомобиль - «Второй автомобиль Маркуса».

В 1872 г. , американский Inentor запатентовал двигатель внутреннего сгорания двойной мощности постоянного давления, работающий на керосине.
Брайтон назвал свой двигатель «законченным двигателем».

Первый цилиндр выполнял функцию компрессора, который впрыскивал в камеру сгорания непрерывно поступающий керосин.В камере сгорания смесь монтировалась и через золотниковый механизм поступала во второй рабочий цилиндр. Необходимое отличие от других двигателей заключалось в том, что топливная смесь сгорала постепенно и под постоянным давлением.

Интересуют термодинамические аспекты работы двигателя, почитайте про "цикл Брейтона".

В 1878 году. Шотландский сэр Инженер (в 1917 посвящен рыцарям) Разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси.Он запатентовал его в Англии в 1881 году.

Двигатель работал интересно: воздух и топливо подавались в правый цилиндр, там смешивались, и эта смесь выдавливалась в левый цилиндр, где происходило сгорание смеси от свечи. Произошло расширение, оба поршня опустились из левого цилиндра (через левое сопло) Произошел выброс отработавших газов и всасывание новой порции воздуха и топлива в правый цилиндр. После инерции поршни увеличились, и цикл повторился.

В 1879 г. построил достаточно надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.

Однако настоящая гениальность Бенца проявляется в том, что в последующих проектах ему удалось совместить различные устройства (дроссель, искровое зажигание с аккумулятором, свечу зажигания, карбюратор, сцепление, редуктор и обогреватель) На своих изделиях, что о железных дорогах стали эталоном для всего машиностроения.

В 1883 г.Бенц основал Benz & Cie для производства газовых двигателей и в 1886 году запатентовал четырехтактный двигатель , который используется в их автомобилях.

Благодаря успеху "Benz & Cie" Бенц смог спроектировать погибшие экипажи. Сочетая опыт в производстве двигателей и давнее хобби - сборку велосипедов, он построил свой первый автомобиль в 1886 году и назвал его "Бенц Патент Патент".

Дизайн определенно напоминает трехколесный велосипед.

Одноцилиндровый, четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с рабочим объемом 954 см3. Установлен на " Patent Benz Motorwagen. ".

Двигатель комплектовался большим маховиком (использовался не только для равномерного вращения, но и для запуска), бензобаком на 4,5 л, испарительным газом и золотниковым клапаном, через который топливо подавалось в камеру сгорания. Зажигание производилось от свечи зажигания собственной конструкции Бенца, напряжение подавалось от катушки Румкора.

Охлаждение водяное, но не замкнутого цикла, а испарительное. В атмосферу попал пар, так что машину пришлось заправлять не только бензином, но и водой.

Двигатель развивал 0,9 л.с. с 400 об/мин и разгонял машину до 16 км/ч

Карл Бенц за "Борт" своего автомобиля.

Несколько позже, в 1896 году, Карл Бенц изобрел противоположный двигатель (или плоский двигатель) , в котором поршни одновременно достигают верхней мертвой точки, таким образом уравновешивая друг друга.

Музей Mercedes-Benz в Штутгарте.

В 1882 году. , английский инженер Джеймс Аткинсон изобрел цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.

Двигатель Аткинсона — это, по сути, двигатель, работающий по 4-тактному циклу Отто . Но с измененным шатуном. Отличие заключалось в том, что в двигателе Аткинсона все четыре такта происходили за один оборот коленчатого вала.

Использование в двигателе цикла Аткинсона позволило снизить расход топлива и уровень шума при работе за счет меньшего давления срабатывания.Более того, этот двигатель не требовал коробки передач для привода газораспределительного механизма, так как открытие клапанов вело к коленчатому валу.

Несмотря на множество преимуществ (включая обход патентов Отто), двигатель не получил широкого распространения из-за сложности изготовления и других недостатков. Цикл Аткинсона
позволяет получить наилучшую производительность и экологические показатели, но требует высоких оборотов. В небольших виражах дает относительно небольшой момент и спотыкается.

Теперь двигатель Atkinson используется на гибридных автомобилях "Toyota Prius" и "Lexus HS 250H".

В 1884 г. Британский инженер Эдвард Батлер на лондонской выставке велосипедов «Stanley Cycle Show» показал чертежи трехколесного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания В 1885 г. он построил его и показал на той же выставке под названием «Велоцикл». Также Батлер первым использовал слово бензин .

Патент на велосипед был выдан в 1887 году.

На "Велоцикл" установлен одноцилиндровый четырехступенчатый бензиновый двигатель, оснащенный катушкой зажигания, карбюратором, дроссельной заслонкой и жидкостным охлаждением.Двигатель развивал примерно 5 л.с. При рабочем объеме 600 куб.см и разгонял машину до 16 км/ч. (Опубликовано в 1865 г.) По которому транспортные средства не должны были превышать скорость более 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле находились три человека, один из которых должен был идти впереди автомобиля с красным флагом (Это меры безопасности) .

В журнале English Mechanic за 1890 год Батлер писал — «Власти запрещают использование автомобиля на дорогах, я откажусь от дальнейшего развития».

Из-за отсутствия общественного интереса к машине Батлер разобрал ее на металлолом и продал патентные права Гарри Дж. Лоусону (производитель велосипедов) , который продолжил производство двигателя для использования в лодках.

Сэм Батлер перешел к созданию стационарных двигателей и кораблей.

В 1891 году., Герберт ЭйКройд Стюарт в сотрудничестве с компанией «Ричард Хорнсби и сыновья» построил двигатель «Хорнсби-АКРОЙД», в который (нефть) под давлением впрыскивалось дополнительных сувенира (Он назвал его «горячим шаром» из-за формы ) Устанавливается на головку блока цилиндров и соединяется с камерой сгорания через узкий проход. Топливо отделяется от горячих стенок вспомогательной камеры и устремляется в камеру сгорания.

1. Дополнительная камера (Горячий шар) .
2-й цилиндр.
3. Поршень.
4. Картер.

Для запуска двигателя использовался паяльник, который нагревал дополнительную камеру (При запуске нагревался выхлопными газами) . По этой причине двигатель «Хорнсби-АКРОЙД» , который был предшественником дизеля конструкции Рудольфа Дизеля , часто называют «полудизелем». Однако через год Эйкойд усовершенствовал двигатель, добавив «водяную рубашку» (патент 1892 г.), позволившую повысить температуру в камере сгорания за счет увеличения степени сжатия, и теперь отпала необходимость в дополнительном источнике нагрева. .

В 1893 году. , Рудольф Дизель получил патенты на тепловую машину и модифицированный «цикл Карно» под названием «Метод и устройство для преобразования высокой температуры в работу».

В 1897 г. На «Аугсбургском машиностроительном заводе» (С 1904 г.) , при финансовой компании Фридриха Круппа и братьев Зульцер, первая эксплуатация Дизеля Рудольфа Дизеля
Мощность двигателя составляла 20 лошадиных сил при 172 об/мин в минуту, Выход 26,2% при массе пять тонн.
Это намного лучше, чем существующие двигатели OTO с КПД 20% и паровые турбины с КПД 12%, что вызвало интерес промышленности к эксплуатации в разных странах.

Дизельный двигатель был четырехтактным двигателем. Изобретатель обнаружил, что КПД двигателя внутреннего сгорания увеличивается при увеличении степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, так как давление и температура повышаются и она самостоятся раньше времени. Поэтому с дизелем решили сделать усложнение, это не горючая смесь, а чистый воздух, и конец сжатия, впрыск топлива в цилиндр под сильным давлением.
Когда температура сжатого воздуха достигала 600-650°С, топливо было отдельным предложением, а газ, расширяясь, смещал поршень. Потому что Дизелю удалось значительно повысить эффективность двигателя, избавиться от системы зажигания и использовать топливный насос высокого давления вместо карбюратора
. В 1933 году Оллинг пророчески писал: «Когда я начал работать над газовой турбиной в 1882 году, был твердо уверен, что мое изобретение будет востребовано в авиастроении».

К сожалению, Эллинг умер в 1949 году.И не пережив эпоху турбоавиации.

Найдена единственная фотография.

Возможно, кто-нибудь найдет что-нибудь об этом человеке в Норвежском технологическом музее.

В 1903 году. , Константин Эдуардович Циолковский в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью «Исследование пространств мира реактивными приборами», где впервые доказал, что прибором, способным совершать космический полет, является ракета. В статье также получил первый проект ракеты большой дальности.Корпус представлял собой обледенелую металлическую камеру, оснащенную жидкостным реактивным двигателем . (он же двигатель внутреннего сгорания) . Он предложил использовать жидкий водород и кислород в качестве топлива и окислителя соответственно.

Наверное, на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20 век и двигатели внутреннего сгорания начали включаться повсеместно.

Философский Редкий...

К.э. Циолковский считал, что в недалеком будущем люди научатся жить если не вечно, то по крайней мере очень долго.В связи с этим на земле будет мало места (ресурсов) и ей потребуются корабли для перебазирования на другие планеты. К сожалению, что-то в этом мире пошло не так, и с помощью первых ракет люди решили просто уничтожить себя, как...

Спасибо всем, кто читает.

Все права защищены © 2016
Любое использование материалов разрешается только при активной ссылке на первоисточник.

.90 000 176 лет назад родился изобретатель 4-тактного бензинового двигателя

Николаус Август Отто родился 14 июня 1832 года в Хольцхаузене-на-Хайде в Рейнской области.Он бросил школу в шестнадцать лет, чтобы работать в продуктовом магазине, затем переехал в Кельн на Рейне, где впервые столкнулся с бельгийским двухтактным газовым двигателем Этьена Ленуара. Событие, произошедшее в 1859 году, стало поворотным в жизни Отто. Через два года он построил свой первый силовой агрегат на базе двигателя Ленуара.

В 1864 году вместе с Ойгеном Лангеном он основал компанию «Н.А. Отто и Си». производство «безнаддувных» двухтактных двигателей, работающих на газе. Вначале речь шла о штучном производстве, «серийное» производство началось только в 1868 году. Интересен тот факт, что позже двигатель Отто получил золотую медаль на всемирной выставке в Париже. Через четыре года после начала серийного производства, в 1872 году, к компании присоединились два новых конструктора — Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. Хотя они проработали в компании недолго, благодаря им Отто заинтересовался 4-тактными бензиновыми двигателями с «внутренним сгоранием».Вскоре после этого компания была преобразована в акционерное общество «Газмоторенфабрик Дойц АГ».

Прототип двигателя с фазами всасывания-сжатия-расширения-взрыва был готов за четыре года, а в 1877 году двигатель был запатентован.Четырехтактный цикл стационарного газового двигателя был назван в честь его создателя, т. е. «циклом Отто». В 1882 году дизайнер был удостоен звания почетного доктора философского факультета Вюрцбургского университета.

Otto вошел в историю двигателей внутреннего сгорания еще с одним решением.До 1884 года двигатели работали на газе, использование жидкого топлива было невозможно из-за отсутствия подходящей системы зажигания. Отто разработал простое низковольтное магнитное зажигание и проблема была решена — с тех пор топливно-воздушная смесь воспламеняется от электрической искры.

Это изобретение произвело революцию в дальнейшем развитии силовых агрегатов - бензиновый двигатель с искровым зажиганием, хотя и только 2-тактный, Карл Бенц приспособил к нему 3-х колесный привод, и в том же году состоялась премьера 4-тактного двигателя, построенного по схеме Отто. имели место патенты.Это был мопед, построенный Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом, бывшими сотрудниками Otto. В следующем году они установили свой двигатель в лафет, а в 1889 году в легкий 4-колесный стальной колесный Stahlardwagen.

Конкуренты, конечно же, стремились дискредитировать Отто.Четырехтактный двигатель ранее был разработан французским дизайнером Альфонсом Бо-Эженом де Роша, который даже выиграл иск в порядке очереди, что привело к аннулированию патентов Отто. Однако уже тогда, в середине 1880-х, двигатели Отто пользовались большой популярностью. Согласно последним исследованиям, итальянские инженеры Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи получили патент на двигатель с «эффективным внутренним сгоранием» в Лондоне в 1854 году.

Немецкий изобретатель умер 26 января 1891 года в Кёльне на Рейне в возрасте 59 лет.

Возможно, Николаус Август Отто не был первым, кто разработал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Тем не менее, это был определенно первый двигатель, который использовался на практике.Недавно концерн Daimler AG отдал дань уважения гениальному конструктору, представив прототип экспериментального силового агрегата, сочетающего принципы работы дизельного и бензинового двигателей — DiesOtto. Также следует подчеркнуть, что компания, основанная Отто, действует до сих пор, но название было сокращено до Deutz AG.

Презентация истории развития двигателей внутреннего сгорания. Физическая презентация "Двигатели внутреннего сгорания"

Текст научной работы на тему «История развития двигателей внутреннего сгорания»

Подготовлено студентом

Класс 11

Попов Павел

Цели проекта:

• изучить историю создания и развития двигателей внутреннего сгорания;
• рассмотреть различные типы двигателей внутреннего сгорания;
• Изучение области применения различных двигателей внутреннего сгорания,

ДВС

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей камере, преобразуется в механическую работу.

Все тела - земля, камни, облака - обладают внутренней энергией. Однако извлечь их внутреннюю энергию достаточно сложно, а иногда даже невозможно.

Внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, «горючих» и «горячих» тел наиболее легко может быть использована для нужд человека.

К ним относятся: сырая нефть, уголь, горячие источники вблизи вулканов, теплые морские течения и т. д.Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно: они ездят на

самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. На речных и морских судах устанавливаются мощные двигатели внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания делятся на жидкотопливные и газовые в зависимости от вида топлива.

По способу наполнения цилиндра свежей загрузкой - для 4-тактных и 2-тактных.

По способу приготовления горючей смеси топлива и воздуха - для двигателей с внешним и внутренним смесеобразованием.

Мощность, экономичность и другие характеристики двигателей постоянно улучшаются, но основной принцип работы остается неизменным.

В двигателе внутреннего сгорания топливо сгорает внутри цилиндров, а выделяющаяся тепловая энергия преобразуется в механическую работу.

Первый двигатель был изобретен в 1860 году французским механиком Этьеном Ленуаром (1822-1900). Рабочим топливом в его двигателе была смесь лампового газа (горючие газы, в основном метан и водород) и воздуха. В конструкции были все основные черты двигателей будущих автомобилей: две свечи зажигания, цилиндр с поршнем двустороннего действия, двухтактный цикл. Ее эффективность было всего лишь 4% т.е.только 4 % теплоты дымовых газов тратилось на коммунальные работы, а остальные 96 % тратились на отходящие газы.

Двигатель Ленуара

Жан Жозеф Этьен Ленуар

Двухтактный двигатель

Рабочий ход у этого двигателя вдвое больше.

1-тактный впускной и компрессионный

2-тактный рабочий тактный и выпускной

Эти типы двигателей используются в скутерах, моторных лодках, мотоциклах.

Четырехтактный двигатель Otto

Николаус Август Отто

Четырехтактный двигатель

Схема работы четырехтактного двигателя, цикл Отто 1-й самолет 2-й сжатие 3-й рабочий такт 4-й выхлоп

Двигатели этого типа применяются в машиностроении.

Карбюраторный двигатель

Этот двигатель относится к типу двигателей внутреннего сгорания.Сгорание топлива происходит внутри двигателя, и его неотъемлемой частью является карбюратор — устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях. Разработчиком этого двигателя был Готтлиб Даймлер .

В течение нескольких лет Daimler пришлось работать над усовершенствованием двигателя. В поисках более эффективного автомобильного топлива, чем светящийся газ, Готлиб Даймлер в 1881 году отправился на юг России, где познакомился с процессами переработки сырой нефти. Один из ее продуктов, легкий бензин, оказался именно тем источником энергии, который искал изобретатель: бензин хорошо испаряется, быстро и полностью сгорает, удобен в транспортировке.

В 1886 году Даймлер предложил конструкцию двигателя, который мог работать как на газе, так и на бензине; все последующие двигатели автомобилей Daimler были рассчитаны исключительно на жидкое топливо.

Карбюраторный двигатель

Готлиб Вильгельм Даймлер

Первая версия инжекторного двигателя появилась в конце 70-х.

В этой системе кислородный датчик в выпускном коллекторе определяет эффективность сгорания, а электронная схема определяет оптимальное соотношение топлива и воздуха.В закрытой топливной системе соотношение воздух-топливо контролируется и регулируется несколько раз в секунду. Эта система очень похожа на карбюраторный двигатель.

Современный инжекторный двигатель

Двигатель с первым впрыском

Основные типы двигателей

Поршневой двигатель внутреннего сгорания

Двигатели данного типа устанавливаются на транспортные средства различных классов, морские и речные суда.

Основные типы двигателей

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Эти типы двигателей устанавливаются на различные типы транспортных средств.

Основные типы двигателей

Двигатель внутреннего сгорания с газовой турбиной

Эти типы двигателей устанавливаются на вертолеты, самолеты и другую военную технику.

Дизельный двигатель

Одним из типов двигателей внутреннего сгорания является дизельный двигатель.

В отличие от бензиновых двигателей внутреннего сгорания, сжигает топливо за счет высокой степени сжатия.

Топливо впрыскивается при сжатии и сгорает под высоким давлением.

В 1890 году Рудольф Дизель разработал теорию «экономичной тепловой машины», которая благодаря высокому сжатию в цилиндрах значительно повышает КПД. Он получил патент на свой двигатель

Дизельный двигатель

Хотя Дизель был первым, кто запатентовал подобный дизельный двигатель, у инженера по имени Акройд Стюарт уже были подобные идеи.Но он проигнорировал самое большое преимущество — экономию топлива.

В 1920-х годах немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко используется и сегодня.

Высокоскоростной дизельный двигатель в этой форме становился все более и более популярным в качестве двигателя вспомогательного и общественного транспорта

В 1950-х и 1960-х годах дизельное топливо в больших количествах устанавливалось на грузовики и фургоны, а в 1970-х годах.Вслед за резким ростом цен на топливо мировые производители недорогих малолитражных легковых автомобилей придают этому большое значение.

Самый мощный в мире дизельный двигатель, устанавливаемый на лайнеры.

Бензиновый двигатель довольно неэффективен и может преобразовать только около 20-30% энергии топлива в полезную работу. Однако стандартный дизельный двигатель обычно имеет КПД 30-40%.

турбодизельные двигатели с интеркулером до 50%.

Преимущества дизельных двигателей

Благодаря использованию впрыска под высоким давлением дизель не требует испаряемости топлива, что позволяет использовать в нем низкокачественные тяжелые масла.

Другим важным аспектом безопасности является то, что дизельное топливо является нелетучим (т.е. не испаряется быстро), и поэтому дизельные двигатели гораздо менее подвержены воспламенению, особенно если они не имеют системы зажигания.

Основные этапы развития ДВС

• 1860 E.Ленуар, первый двигатель внутреннего сгорания;
• 1878 г. Первый четырехтактный двигатель Н. Отто;
• 1886 В. Даймлер первый карбюраторный двигатель;
• 1890 г. Р. Дизель создал дизельный двигатель;
• Разработка инжекторного двигателя в 1970-х годах.

Основные типы двигателей внутреннего сгорания

• Двух- и четырехтактные двигатели внутреннего сгорания;
• бензиновые и дизельные двигатели внутреннего сгорания;
• Поршневые, роторные и газотурбинные двигатели внутреннего сгорания.

Применение ДВС

• Автомобильная промышленность;
• Машиностроение;
• судостроение;
• авиационная техника;
• военная техника.

БПОУ Российско-Полянский аграрный колледж

• Презентация занятия
• на тему: 1.2 "Двигатели внутреннего сгорания"
• На тему Эксплуатация и техническое обслуживание тракторов
• 1 курс, специальность - Тракторист-машинист сельскохозяйственного производства
• Разработчик - преподаватель специальных дисциплин
• Горячева Людмила Борисовна
• Руссо-Поляна - 2015

• Двигатели внутреннего сгорания представляют собой тепловые двигатели, в которых химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей камере двигателя, преобразуется в механическую работу.
• Двигатели внутреннего сгорания делятся на две группы: дизельные двигатели с воспламенением от сжатия, работающие на дизельном топливе, и двигатели с искровым зажиганием, работающие на бензине и использующие для запуска карбюраторные двигатели.
• Дизельный двигатель внутреннего сгорания состоит из основных узлов: картера, кривошипа, газораспределительного механизма, системы питания, топливной аппаратуры и регулятора, системы смазки, системы охлаждения и пускового устройства.

• Двигатели внутреннего сгорания делятся на две основные группы: дизельные двигатели и карбюраторные двигатели.
Дизельные двигатели
• (дизели) применяются в качестве основных силовых агрегатов для создания тягового усилия базовой машины, ее движения, гидропривода навесных и прицепных орудий, а также для вспомогательных целей (управление тормозами, рулевое управление, электроосвещение).
• Карбюраторные двигатели тракторов используются для запуска основного двигателя.
• Отличительными особенностями дизельных двигателей являются простота конструкции и надежность в эксплуатации, экономичность, легкость запуска и управления, надежный запуск в летний и холодный климат, устойчивость в работе. По сравнению с карбюраторными дизельные двигатели обеспечивают более высокий КПД от 25 до 32%, меньший расход топлива от 25 до 30%, низкие эксплуатационные расходы за счет более низкой цены тяжелого топлива, более простую конструкцию за счет отсутствия системы зажигания
• Двигатели внутреннего сгорания, устанавливаемые на тракторы, называются моторными тракторными двигателями.

• По предварительной записи
• Главные двигатели работают непрерывно при выполнении рабочих циклов, перемещении тракторов с одного объекта на другой и при выполнении вспомогательных операций.
• Пусковые двигатели запускаются только после запуска основного двигателя.
• По типу и способу воспламенения горючих смесей
• Дизельные двигатели работают за счет воспламенения топлива в воздухе. Воспламенение горючей смеси происходит за счет повышения температуры воздуха при сжатии в цилиндрах и распылении топлива форсунками.
• Карбюраторные двигатели работают на горючей смеси, которая готовится в карбюраторе и воспламеняется в цилиндрах от электрической искры.
• По виду сжигаемого топлива
• Различают двигатели внутреннего сгорания, работающие на тяжелом жидком топливе (например, дизельное топливо, керосин) и легкие (бензин с разным октановым числом) и газовые двигатели (пропан-бутан).

• Способом создания горючей смеси
• В дизельных двигателях происходит внутреннее смешение, воздух всасывается отдельно и насыщается дизельным топливом, распыляемым внутри цилиндров перед воспламенением.
• При создании внешней смеси применяются для бензина и газообразного топлива. Всасываемый двигателем воздух смешивается с бензином или газом в карбюраторе или смесителе до поступления горючей смеси в цилиндры.

• С помощью внешнего источника энергии, такого как электродвигатель (электростартер), коленчатый вал дизеля вращается, и его поршень начинает движение от двигателя двигателя.до н.м.т. (рис. 1, а). Объем над поршнем увеличивается, в результате чего давление падает до 75...90 кПа. Одновременно с началом движения поршня клапан открывает впускной канал, по которому воздух, пройдя через воздушный фильтр, поступает в цилиндр с температурой на входном конце 30...50°С. При достижении поршнем до н.э. м., впускной клапан перекрывает канал и подача воздуха прекращается.

• По мере того, как коленчатый вал продолжает вращаться, поршень начинает двигаться вверх (см.1, б) и сжимают воздух. В этом случае оба канала закрыты вентилями. Давление воздуха в конце хода достигает 3,5...4,0 МПа, а температура 600...700°С.

• В конце такта сжатия при положении поршня, близком к вмт, через форсунку (рис. 1, в) в цилиндр впрыскивается мелкодисперсное топливо, которое, смешиваясь с сильно нагретым воздух и газы, частично оставшиеся в цилиндре от предыдущего процесса, воспламеняются и сгорают.При этом давление газа в баллоне повышается до 6,0…8,0 МПа, а температура повышается до 1800…2000 °С. Поскольку оба канала в этом случае остаются закрытыми, расширяющиеся газы давят на поршень, и он, двигаясь вниз, через шатун вращает коленчатый вал.

• При достижении поршнем н.м.т., второй клапан открывает выпускной канал, и газы из цилиндра выходят в атмосферу (см. рис. 1, г). При этом поршень движется вверх под действием энергии, накапливаемой за рабочий ход маховиком, а внутренняя полость цилиндра очищается от выхлопных газов.Давление газа в конце такта выпуска 105…120 кПа, температура 600…700°С.

• В тракторах в качестве пускового устройства дизельного двигателя используются карбюраторные двигатели - малых размеров и мощности, бензиновые двигатели внутреннего сгорания.
• Конструкция этих двигателей несколько отличается от четырехтактных. Двухтактный двигатель не имеет клапанов, закрывающих каналы, по которым свежий груз поступает в цилиндр и выбрасывается отработавший газ. Роль клапанов играет поршень 7, который в соответствующие моменты открывает и закрывает окна, соединенные с каналами, продувочным портом 1, выходным 3 и входным 5.Дополнительно картер двигателя герметизирован и образует камеру с 6-ю изогнутыми шипами, в которой находится коленчатый вал...

• Все процессы в таких двигателях происходят за один оборот коленчатого вала, то есть за два такта, поэтому их называют двухтактными.
• Компрессия - первая мера. При движении поршня вверх он закрывает продувочные окна 1 и выхлоп 3 и сжимает воздушно-топливную смесь, ранее подававшуюся в цилиндр.При этом в кривошипной камере 6 создается разрежение, и через открытое впускное отверстие 5 в нее поступает свежая порция топливно-воздушной смеси, приготовленной в карбюраторе 4.
• Рабочий ход, выпуск и впуск - 2-й центр. Когда восходящий поршень не достигает очень м.т. на 25...27° (по углу поворота коленчатого вала) искра проскакивает в свечу зажигания 2, которая воспламеняет топливо. Сгорание топлива продолжается до тех пор, пока поршень не достигнет ВМТ. Затем нагретые газы, расширяясь, толкают поршень вниз и таким образом совершают рабочий ход (см.2, б). Топливно-воздушная смесь, находящаяся в это время в кривошипной камере 6, сжимается.
• В конце рабочего хода поршень сначала открывает выпускное окно 3, через которое выходят отработавшие газы, а затем продувочное окно 1 (рис. 2, в), через которое поступает свежий заряд топливно-воздушной смеси в цилиндр из кривошипной камеры. В дальнейшем все эти процессы повторяются в том же порядке.

• Поскольку рабочий ход в двухтактном процессе происходит при каждом обороте коленчатого вала, мощность двухтактного двигателя равна 60... на 70% выше, чем мощность 4-тактного двигателя, имеющего такие же размеры и частоту вращения коленчатого вала.
• Конструкция и работа двигателя упрощены.

• Повышенный расход топлива и масла из-за потерь топливно-воздушной смеси при продувке цилиндров.
• Шум во время работы

• 1. Для чего предназначены двигатели внутреннего сгорания?
• Двигатели внутреннего сгорания предназначены для преобразования химической энергии топлива, сгорающего в рабочей камере двигателя, в тепловую энергию и затем в механическую работу.
• 2. Каковы основные компоненты двигателя внутреннего сгорания?
• Картер, кривошип, газораспределительный механизм, система питания, топливная аппаратура и регулятор, система смазки, система охлаждения, пусковое устройство.
• 3. Перечислите преимущества двухтактного карбюраторного двигателя.
• Так как рабочий ход в двухтактном процессе происходит при каждом обороте коленчатого вала, то мощность двухтактного двигателя на 60...70 % выше, чем у четырехтактного двигателя, имеющего те же габариты и скорость коленчатого вала.Конструкция и работа двигателя проще.
• 4. Перечислите недостатки двухтактного карбюраторного двигателя.
• Повышенный расход топлива и масла из-за потери топливно-воздушной смеси при продувке цилиндров. Шум во время работы.
• 5. Как классифицируют двигатели внутреннего сгорания по числу рабочих циклов?
• Четырехтактный и двухтактный.
• 6. Как классифицируют двигатели внутреннего сгорания по количеству цилиндров?
• Одно- и многоцилиндровые.

• 1. Пучин Е.А. Техническое обслуживание и ремонт тракторов: руководство для начала. проф. образование / Е.А. Бездна. - паб. 3, о. и добавить. – М.: Издательский центр «Академия», 2010. – 208 п.л.
• 2. Родичев В.А. Тракторы: Учебник для начинающих. проф. Образование / В.А. Родичев. - паб. 5, о. и добавить. – М.: Издательский центр «Академия», 2009. – 228 п.л.

Слайд 1

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 5

Слайд 6

Slide 2

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — тип двигателя, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива (обычно жидкого или газообразного углеводородного топлива), сжигаемого в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Несмотря на то, что ДВС являются весьма несовершенным типом тепловых двигателей (низкий КПД, высокий уровень шума, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (требуемое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические батареи) ДВС получили очень широкое распространение, например в транспорте...

Направляющая 3

Типы ICE

Поворотный поршень

Слайд 4

Бензин

Топливно-воздушная смесь готовится в карбюраторе и затем во впускном коллекторе или впускном коллекторе с распылителями (механическими или электрическими) или непосредственно в цилиндре с распылителями, после чего смесь подается в цилиндр, сжимается и затем воспламеняется с проскальзыванием искры между электродами свечи.

Слайд 5

Дизель

В цилиндр под высоким давлением впрыскивается специальное дизельное топливо. Смесь воспламеняется под действием высокого давления и, следовательно, температуры в камере.

Слайд 6

Газ

, использующий в качестве топлива углеводороды, обычно газообразные: смеси сжиженных газов - хранятся в баллоне под давлением насыщенных паров (до 16 атм). Жидкая или паровая фаза смеси, испарившаяся в испарителе, теряет давление в газовом редукторе до значения, близкого к атмосферному, и засасывается двигателем во впускной коллектор через газовоздушный смеситель или впрыскивается во впускной коллектор с помощью электродвигателя. сопла.Зажигание осуществляется искрой, которая скользит между электродами свечи зажигания. сжатые природные газы - хранятся в баллоне под давлением 150-200 атм. Конструкция систем питания аналогична сжиженному газу, отличие заключается в отсутствии испарителя. Генераторный газ - газ, полученный путем преобразования твердого топлива в газообразное. В качестве твердого топлива используются: уголь торф древесный

Направляющая 7

Поворотный поршень

За счет вращения камеры сгорания многоплоскостного ротора динамически образуются объемы, в которых происходит нормальная циркуляция ДВС.Схема

Направляющая 8

Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания

Схема цилиндра для четырехтактного двигателя, цикл Отто 1-й впуск 2-й цикл сжатия 3-й рабочий цикл 4-й выпуск

Слайд 9

Роторный двигатель внутреннего сгорания

Мотоцикл Ванкеля: впуск (синий), сжатие (зеленый), привод (красный), выпуск (желтый) Ротор и шестерня как бы катятся вокруг трансмиссии. При этом его края перемещаются по поверхности цилиндра и отсекают переменные объемы камер в цилиндре.

Направляющая 10

Двухтактный двигатель внутреннего сгорания

Двухтактный цикл. в двухтактном цикле рабочие ходы происходят вдвое чаще. Впрыск топлива Компрессионное зажигание Выход газа 9000 7

Slide 11

Дополнительные узлы, необходимые для двигателя внутреннего сгорания

Недостатком двигателя внутреннего сгорания является то, что он выдает большую мощность только в узком диапазоне оборотов. Поэтому коробка передач и стартер являются неотъемлемыми атрибутами двигателя внутреннего сгорания. Лишь в некоторых случаях (например, в самолетах) можно обойтись без сложной трансмиссии.Двигатель внутреннего сгорания также нуждается в топливной системе (для подачи топливной смеси) и выхлопной системе (для отвода выхлопных газов).

Слайд 12

Запуск двигателя внутреннего сгорания

Электростартер Самый удобный способ. При пуске двигатель приводится в движение электродвигателем (на рисунке показана схема вращения простого электродвигателя), питающимся от аккумулятора (после пуска аккумулятор заряжается от генератора, приводимого в движение основным двигателем).Однако у него есть один существенный недостаток: для проворачивания коленчатого вала холодного двигателя, особенно зимой, ему нужен большой пусковой ток.

Смотрите также

• 
  Как понять что аккумулятор разряжен
• 
  Как отмыть двигатель от масла и грязи в домашних условиях
• 
  Чем притереть клапана в домашних условиях
• 
  Ситроен гибрид
• 
  Куда сдать старый двигатель от автомобиля
• 
  Отопитель webasto
• 
  Поставить сетку в решетку радиатора
• 
  Швы на руле
• 
  Присадка для дизельного топлива
• 
  Лучшие автомагнитолы
• 
  Сделать дубликат номеров