Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания на бензине

История бензинового двигателя (ДВС) - Двигатели автомобилей

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в нашем мире.

Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом 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 существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС.

Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки.

В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения. Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.

В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров. В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем. Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности.

Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки.

Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания. В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина.

На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.

С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами.

Кто придумал двигатель внутреннего сгорания? Ключевые фигуры

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

Первый шаг

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

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

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

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

Первый коммерческий успех

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

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

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

Главная » Двигатели » Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

Двигатели

byakin 21.10.2020 974

в Избранноев Избранномиз Избранного 9

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

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

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

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

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

образец мотора Барсанти-Матеуччи, сохранившийся до наших дней

акция их компании

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

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

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

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

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

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

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

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

Жан-Этьен Ленуар и один из серийных вариантов его двигателя

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

Один из двигателей Ленуара, сохранившихся до наших дней

Разрез «иппомобиля»

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

Наконец — самое зрелищное: двигатель Ленуара в работе:

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

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

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

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

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

источники:

https://vikond65.livejournal.com/1136720.html
https://vikond65.livejournal.com/1137959.html
https://vikond65.livejournal.com/1138454.html

Первый двигатель в массовом производстве

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

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

Изобретение Дизеля

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

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

В поисках нового топлива

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

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

Бензиновый двигатель

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

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

Источник

Эволюция развития автомобильных двигателей с начала 90-х годов

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

кросспост

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1) мускульной силы человека и животных;

2) силы ветра и потоков воды;

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

4) электрической и химической энергии;

5) солнечной и ядерной энергии.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

История создания двигателей внутреннего сгорания

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

Патент на конструкцию газового двигателя

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

Жан Этьен Ленуар

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

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

Август Отто

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

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

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

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

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

Поиски нового горючего

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

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

Бензиновый двигатель

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

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

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

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

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

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

См. также

Ссылки

4.2. Двигатели внутреннего сгорания - Энергетика: история, настоящее и будущее

4.2. Двигатели внутреннего сгорания

Тепловые двигатели, в цилиндрах которых одновременно протекают процессы сгорания топлива, выделения теплоты и преобразования ее части в механическую работу, называются двигателями внутреннего сгорания.

Отказ от котла, наиболее дорогой и громоздкой части паросиловой установки, позволил создать дешевый и экономичный двигатель внутреннего сгорания, который впоследствии стал основным двигателем транспортных средств.

Развитие этих двигателей началось с 1860 года, когда французский механик Ленуар впервые построил небольшой двухтактный газовый двигатель. Двигатель работал без сжатия смеси светильного газа с воздухом. Воспламенение рабочей смеси происходило при помощи электрической искры. К.п.д. такого двигателя колебался от 3 до 5% и был ниже к.п.д. поршневых паровых машин того времени, что было следствием нерационального цикла, предложенного изобретателем. Однако это изобретение сыграло крупную роль в деле создания двигателей внутреннего сгорания.

Дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания пошло по пути усовершенствования предложенной конструкции без изменения рабочего цикла. На рис. 4.10. представлен такой тип двигателя.

И только немецкому технику Николаусу Августу Отто (1832 – 1891) из Кельна в 1887 году в содружестве с инженером Е. Лангеном удалось построить четырёхтактный горизонтальный одноцилиндровый газовый двигатель мощностью 4 л.с. со сжатием рабочей смеси. Двигатель работал по принципу, предложенному французским инженером Бо-де-Роша. К.п.д. их двигателей достигал уже 7 – 18%, то есть был выше к.п.д. паровых машин того времени. Созданный двигатель можно считать прототипом современных двигателей внутреннего сгорания, работающих на газообразном и жидком топливе.

На рис. 4.11 представлена индикаторная диаграмма работы четырехтактного двигателя в координатах Р (давление) – V (полный объем цилиндра). При первом такте хода поршня происходит процесс всасывания в цилиндр рабочей смеси (линия 1–2 на индикаторной диаграмме). При обратном ходе поршня (второй такт) впускной клапан закрывается и в цилиндре протекает процесс сжатия рабочей смеси (линия 2–), при этом температура и давление смеси повышаются. В начале третьего хода поршня совершается быстрое воспламенение рабочей смеси от искры, а температура и давление резко увеличиваются (линия 3–4). Затем происходит расширение рабочих газов (линия 4–5), то есть выполняется полезная работа. При крайнем положении поршня в третьем такте процесс расширения заканчивается и открывается выпускной клапан, через который при четвертом ходе поршня выбрасываются отработанные газы (линия 6 – 1, которая проходит несколько выше атмосферной линии).

Рис. 4.10. Атмосферный двигатель Отто и Лангена (1865–1866 гг.) (а) и индикаторная диаграмма (б)

Рис. 4.11. Двигатель Отто. Индикаторная диаграмма

Один из первых наиболее удачных бензиновых двигателей для автомобильной промышленности был запатентован Г. Даймлером в Германии в 1885 году.

Постройка двигателя началась на заводе Дейти. В дальнейшем на заводе конструкция двигателя была значительно усовершенствована. Вскоре двигатели Отто – Дейти благодаря компактности, экономичности и надежности в работе получили общее признание и стали выпускаться другими заводами.

К тому времени надо отнести появление двухтактных двигателей, которые по принципу действия мало чем отличаются от четырехтактных двигателей Отто. В двухтактном двигателе посреди цилиндра расположены впускные и продувочные отверстия (клапаны), открытие и закрытие которых производится поршнем. Во время первого хода поршня в цилиндре протекают процессы воспламенения и расширения рабочей смеси, в конце хода поршня открываются отверстия цилиндра и начинаются процессы выпуска отработанных газов и продувки цилиндра воздухом или горючей смесью. Эти процессы продолжаются при обратном ходе поршня, втором такте, пока поршень не перекроет отверстия и не начнется процесс сжатия свежего воздуха или горючей смеси в зависимости от типа двигателя.

Рудольф Дизель (1858–1913) – немецкий инженер, создатель двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. В 1878 году он окончил Высшую политехническую школу в Мюнхене. В патентах 1892 и 1893 гг. Дизель выдвинул идею создания двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу, близкому к идеальному, в котором наивысшая температура достигалась сжатием чистого воздуха.

В 1913 году для ведения переговоров Дизель, взяв с собой наиболее ценные документы по изготовлению двигателя, отплыл в Англию. Однако до Англии он не добрался, а бесследно исчез с корабля при неизвестных обстоятельствах.

Двухтактные двигатели имеют более равномерный ход, вдвое меньший объем цилиндра, дешевле и нашли широкое применение в автомобильной промышленности, вытеснив четырехтактные.

Все рассмотренные выше газовые, газогенераторные, а также быстроходные двигатели, работающие на жидком топливе, – автомобильные, относятся к двигателям быстрого сгорания, у которых процессы воспламенения и горения протекают

настолько быстро, что поршень не успевает совершить даже небольшое перемещение.

Рис. 4.12. Индикаторная диаграмма дизеля

У таких двигателей к.п.д. очень зависит от степени сжатия, поэтому они работают с предельным давлением сжатия, при котором температура рабочей смеси близка к температуре её самовоспламенения. Однако двигатели быстрого сгорания, работающие на жидком топливе (нефти, керосине, бензине), не допускают высоких степеней сжатия (3, 5, 6), так как температура воспламенения этих топлив сравнительно низкая (350 – 415°С), что и обуславливает небольшой к.п.д. двигателя.

Повышение к.п.д. двигателей, работающих на жидком топливе, было достигнуто благодаря введению в технику рабочего процесса с постепенным сгоранием топлива. Процесс постепенного сгорания топлива был предложен в 1872 году американцем Брайтоном. После этого были попытки создать такой двигатель Гаргреавесом, Капитеном и др. Однако их двигатели были ненадежными в работе. Слава создания двигателя с постепенным сгоранием топлива принадлежит Р. Дизелю.

Предложение Дизеля сводилось к высокому сжатию воздуха в полости двигателя для повышения его температуры выше температуры воспламенения горючего. Будучи подано в полость двигателя в конце хода сжатия, горючее воспламеняется от нагретого воздуха и, нагнетаемое постепенно, осуществляет процесс подвода тепла без изменения температуры в соответствии с циклом Карно. Испытание опытного образца в 1896 году принесло успех, а в 1897 году Дизель построил на Аугсбургском машиностроительном заводе первый промышленный четырехтактный одноцилиндровый двигатель с постепенным сгоранием топлива, работающий на керосине, мощностью 20 л.с. Двигатель такого типа в дальнейшем получил название дизель. Он отличался высоким к.п.д., но работал на дорогостоящем керосине, имел ряд конструктивных дефектов. После некоторых усовершенствований, внесённых в 1898 – 1899 гг., двигатель стал надёжно работать на дешёвом топливе – нефти – и получил широкое распространение в промышленности и на транспорте.

Рабочий процесс двигателя постепенного сгорания (см. индикаторную диаграмму, рис. 4.12) отличается от рабочего процесса двигателя быстрого сгорания (см. рис. 4.11) следующими особенностями:

В рабочем цилиндре дизеля при втором такте – сжатии – сжимается не рабочая смесь, а воздух (линия 2 – 3) до давления 3,2–3,4 МПа. При этом температура воздуха в конце сжатия достигает 500–600 o С, то есть температуры воспламенения вводимого в цилиндр жидкого топлива.

Вследствие высокой температуры сжатого воздуха происходит самовоспламенение вводимого топлива и не требуется зажигательного приспособления.

В третьем такте топливо вводится в цилиндр не сразу, а постепенно, вследствие чего оно сгорает при постоянном давлении на некоторой части хода поршня (линия 3 – 4), а затем происходит дальнейшее расширение образовавшихся газов (линия 4 – 5).

Распыление топлива осуществляется форсункой при помощи сжатого воздуха. Для получения сжатого воздуха применяется компрессор с давлением 5–6 МПа двух-трехступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением воздуха.

Рабочие процессы в первом и четвертом тактах дизеля подобны процессам, протекающим в двигателях быстрого сгорания (линии 1 – 2 и 6 – 1).

Наиболее ответственной частью двигателя является компрессор, который приводится в действие от самого дизеля.

Первоначально все дизели работали по рассмотренному выше четырехтактному рабочему процессу, но затем стал применяться двухтактный рабочий процесс как более экономичный. Этому способствовало введение в технику принципа безвоздушного распыления топлива, то есть бескомпрессорных дизелей.

Первый в мире городской автобус с двигателем внутреннего сгорания вышел на линию 12 апреля 1903 года в Лондоне. Его предшественником можно считать автобус с паровым двигателем, который курсировал в течение четырех месяцев 1831 года между английскими городами Глостером и Челтенхемом (Наука и жизнь, 1984, № 5).

Действительное преимущество дизелей заключалось не в отличии их рабочего процесса, а в возможности получить высокие степени сжатия, неосуществимые в двигателях быстрого сгорания из-за низкой температуры самовоспламенения жидких сортов топлива. Рабочий процесс в дизелях проводился при степени сжатия 14–16 против 5–6 в двигателях быстрого сгорания, что повысило к.п.д. компрессорных дизелей до 28–32%, бескомпрессорных – до 30–34%.

После демонстрации на Парижской выставке 1900 года усовершенствованного двигателя Дизеля, где он получил высокую оценку, начался процесс бурного дизелестроения.

Большой вклад в усовершенствование дизельных двигателей внесли русские изобретатели. Б.Г. Луцкой (1865–1920) проектировал и строил многоцилиндровые двигатели различного назначения – автомобильные, авиационные, судовые, лодочные. В 1896 г. Г.В. Тринклер (1876–1957) построил бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания. В 1910 г. Р.А. Корейво (1852–1920) сконструировал дизельный двигатель с противоположно движущимися поршнями и передачей на два вала. А.Г. Уфимцев (1880–1936) в 1910 г. разработал шестицилиндровый карбюраторный двигатель для самолетов.

В России производство дизелей началось в 1899 году на заводе «Русский дизель» в Санкт-Петербурге. Выпускаемые заводом нефтяные дизели оказались вполне надежными в работе благодаря применению двухступенчатого компрессора и усовершенствованной нефтяной форсунки. Дизели завода «Русский дизель» получили впоследствии всеобщее признание и широко использовались в промышленности и на транспорте.

В торговом и на военном флоте дизели впервые были применены в России. Первая в мире судовая дизельная установка, состоящая из трех дизелей завода «Русский дизель» мощностью по 120 л.с., была смонтирована в 1903 году на нефтетопливной барже «Вандал». А первый реверсивный дизель был построен заводом в 1908 году для подводной лодки «Минога» мощностью 120 л.с. Перед первой мировой войной дизельные двигатели производились не только в Петербурге, но и в Москве, Сормове, Риге, Ревеле, Воронеже и других городах.

Двигатели внутреннего сгорания после значительных конструктивных изменений стали в ХХ веке основными двигателями всех транспортных средств.

двигатель внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания Двигатель внутреннего сгорания карбюраторные презентация

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

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

Жан Этьен Ленуар В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.паровой машиной Жану Этьену Ленуарудвигатель на основе этой идеи Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто К 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.1864 году Августом Отто В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».1864 году Лангеном

К 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.1864 году Августом Отто В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».1864 году Лангеном На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.двигатель Отто

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.1877 году 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. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.Бо де Роша Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.1897 году ЕвропеРоссии МосквеПетербурге

Поиски нового горючего Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.1872 году Брайтон Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно. Брайтон 1872 году

Бензиновый двигатель Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Вероятно, первым его изобретателем можно назвать Костовича О.С., предоставившим работающий прототип бензинового двигателя в 1880 году. Однако его открытие до сих пор остается слабо освещенным. В Европе в создании бензиновых двигателей наибольший вклад внес немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлервместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.бензиновый двигатель Костовича О.С.Готлиб Даймлер ДаймлерВильгельмом Майбахом 1882 году

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

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки. Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.карбюратора Донат Банки 1893 годужиклёромбензинмелко распылять его в воздухе Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.объём цилиндра В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.XIX векаXX

Исследовательская работа на тему «История развития двигателей внутреннего сгорания»

Подготовил учащийся

11 класса

Попов Павел

Цели проекта:

изучить историю создания и развития двигателей внутреннего сгорания;
рассмотреть различные типы ДВС;
изучить сферы применения различных ДВС

ДВС

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

Внутренней энергией обладают все тела – земля, камни, облака. Однако извлечь их внутреннюю энергию довольно трудно, а порой и невозможно.

Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, "горючих" и "горячих" тел.

К ним относятся: нефть, уголь, горячие источники вблизи вулканов, теплые морские течения и т.п. Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно: они приводят в движение

самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.

По роду топлива двигатели внутреннего сгорания разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые.

По способу заполнения цилиндра свежим зарядом - на 4-тактные и 2-тактные.

По способу приготовления горючей смеси из топлива и воздуха - на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием.

Мощность, экономичность и другие характеристики двигателей постоянно улучшаются, но основной принцип действия остаётся неизменным.

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

Первый двигатель, изобрёл в 1860 году французский механик Этьен Ленуар (1822-1900). Рабочим топливом в его двигателе служила смесь светильного газа (горючие газы в основном метан и водород) и воздуха. Конструкция имела все основные черты будущих автомобильных двигателей: две свечи зажигания, цилиндром с поршнем двустороннего действия, двухтактный рабочий цикл. Её коэффициент полезного действия составлял всего 4 % т.е. лишь 4% теплоты сгоревшего газа тратилось на полезную работу, а остальные 96% уходили с отработанными газами.

Двигатель Ленуара

Жан Жозеф Этьен Ленуар

2-х тактный двигатель

В этом двигателе рабочий ход происходит в два раза чаще.

1 такт впуск и сжатие

2 такт рабочий ход и выпуск

Двигатели такого типа применяются на скутерах, моторных лодках, мотоциклах

4-тактный двигатель Отто

Николаус Август Отто

4-х тактный двигатель

Схема работы четырехтактного двигателя, цикл Отто 1. впуск 2. сжатие 3. рабочий ход 4. выпуск

Двигатели такого типа применяются в машиностроении.

Карбюраторный двигатель

Этот двигатель – одна из разновидностей двигателей внутреннего сгорания. Сгорание топлива происходит внутри двигателя и существенной его деталью является карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях. Создателем этого двигателя был Готлиб Даймлер.

В течение нескольких лет Даймлеру пришлось заниматься усовершенствованием двигателя. В поисках более эффективных, чем светильный газ, автомобильного топлива Готлиб Даймлер совершив 1881году поездку на юг России, где ознакомился с процессами переработки нефти. Один из её продуктов, лёгкий бензин, оказался как раз таким источником энергии, который искал изобретатель: бензин хорошо испаряется, быстро и полностью сгорает, удобен для транспортировки.

В 1886году Даймлер предложил конструкцию двигателя, который мог работать и на газе, и на бензине; все последующие автомобильные двигатели Даймлера были рассчитаны только на жидкое топливо.

Карбюраторный двигатель

Готлиб Вильгельм Даймлер

Первый вариант инжекторного двигателя появился в конце 1970-х годов.

В этой системе датчик кислорода в выпускном коллекторе определяет полноту сгорания, а электронная схема устанавливает оптимальное соотношение топливо/воздух. В топливной системе с обратной связью состав топливно-воздушной смеси контролируется и регулируется несколько раз в секунду. Эта система очень похожа на систему карбюраторного двигателя.

Современный инжекторный двигатель

Первый инжекторный двигатель

Основные типы двигателей

Поршневой ДВС

Двигатели такого типа устанавливаются на автомобилях разного класса, морских и речных судах.

Основные типы двигателей

Роторный ДВС

Двигатели этого типа устанавливаются на автомобилях различного типа.

Основные типы двигателей

Газотурбинный ДВС

Двигатели такого типа устанавливаются на вертолетах, самолетах и другой военной технике.

Дизельный двигатель

Одним из видов ДВС является дизельный двигатель.

В отличии от бензиновых ДВС сжигание топлива в нем происходит благодаря сильному сжатию.

В момент сжатия происходит вспрыск топлива, которое благодаря высокому давлению сгорает.

В 1890 году Рудольф Дизель развил теорию «экономичного термического двигателя», который благодаря сильному сжатию в цилиндрах значительно улучшает свою эффективность. Он получил патент на свой двигатель

Двигатель Дизеля

Хотя Дизель и был первым, который запатентовал такой двигатель с воспламенением от сжатия, инженер по имени Экройд Стюарт высказывал ранее похожие идеи. Но он не обратил внимания на самое большое преимущество - топливную эффективность.

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос высокого давления, устройство, которое широко применяется и в наше время.

Востребованный в таком виде высокооборотистый дизель стал пользоваться все большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта

В 50 - 60-е годы дизель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьёзное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей.

Самый мощный в мире дизель, который устанавливается на морские лайнеры.

Бензиновый двигатель является довольно неэффективным и способен преобразовывать всего лишь около 20-30 % энергии топлива в полезную работу. Стандартный дизельный двигатель, однако, обычно имеет коэффициент полезного действия в 30-40 %,

дизели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением до 50 %.

Преимущества дизельных двигателей

Дизельный двигатель из-за использования впрыска высокого давления не предъявляет требований к летучести топлива, что позволяет использовать в нём низкосортные тяжелые масла.

Другим важным аспектом, касающимся безопасности, является то, что дизельное топливо нелетучее (то есть легко не испаряется) и, таким образом, вероятность возгорания у дизельных двигателей намного меньше, тем более что в них не используется система зажигания.

Основные этапы развития ДВС

1860 год Э.Ленуар первый ДВС;
1878 год Н. Отто первый 4х тактный двигатель;
1886 год В.Даймлер первый карбюраторный двигатель;
1890 год Р. Дизель создал дизельный двигатель;
70-е годы 20 века создание инжекторного двигателя.

Основные типы ДВС

2-х и 4-х тактные ДВС;
бензиновые и дизельные ДВС;
поршневые, роторные и газотурбинные ДВС.

Сферы применения ДВС

автомобилестроение;
машиностроение;
кораблестроение;
авиационная техника;
военная техника.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

Двигатель автомобиля Подготовил: Тарасов Максим Юрьевич 11 класс Руководитель: мастер производственного обучения МАОУ ДО МУК «Эврика» Баракаева Фатима Курбанбиевна

2 слайд

Описание слайда:

3 слайд

Описание слайда:

Двигатель автомобиля Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) – одно из главных устройств в конструкции автомобиля, служащее для преобразования энергии топлива в механическую энергию, которая, в свою очередь, выполняет полезную работу. Принцип работы двигателя внутреннего сгорания построен на том, что топливо в соединении с воздухом образуют воздушную смесь. Циклически сгорая в камере сгорания, воздушно-топливная смесь обеспечивает высокое давление, направленное на поршень, а тот, в свою очередь, вращает коленчатый вал через кривошипно-шатунный механизм. Его энергия вращения передается трансмиссии автомобиля. Для запуска двигателя внутреннего сгорания часто используется стартер – обычно электрический двигатель, проворачивающий коленвал. В более тяжелых дизельных двигателях в качестве стартера и для той же цели применяется вспомогательный ДВС («пускач»).

4 слайд

Описание слайда:

Типы двигателей Существуют следующие типы двигателей (ДВС): бензиновые дизельные газовые газодизельные роторно-поршневые

5 слайд

Описание слайда:

Также ДВС классифицируются: по виду топлива, по числу и расположению цилиндров, по способу формирования топливной смеси, по количеству тактов работы двигателя внутреннего сгорания и т.д.

6 слайд

Описание слайда:

Бензиновые и дизельные двигатели. Рабочие циклы бензинового и дизельного двигателя Бензиновые двигатели внутреннего сгорания – наиболее распространенные из автомобильных двигателей. Топливом для них служит бензин. Проходя через топливную систему, бензин попадает через распыляющие форсунки в карбюратор или впускной коллектор, а затем эта воздушно-топливная смесь подается в цилиндры, сжимается под воздействием поршневой группы, поджигается искрой от свечей зажигания. Карбюраторная система считается устаревшей, поэтому сейчас повсеместно используется инжекторная система подачи топлива. Распыляющие топливо форсунки (инжекторы) осуществляют впрыск либо непосредственно в цилиндр, либо во впускной коллектор. Инжекторные системы делятся на механические и электронные. Во-первых для дозации топлива используются механические рычаговые механизмы плунжерного типа, с возможностью электронного контроля топливной смеси. Во вторых процесс составления и впрыска топлива полностью возложен на электронный блок управления (ЭБУ). Инжекторные системы необходимы для более тщательного сгорания топлива и минимизации вредных продуктов горения. Дизельные ДВС используют специальное дизтопливо. Двигатели автомобиля подобного типа не имеют системы зажигания: топливная смесь, попадающая в цилиндры через форсунки, способна взрываться под действием высокого давления и температуры, которые обеспечивает поршневая группа.

7 слайд

Описание слайда:

Газовые двигатели Газовые двигатели используют газ в качестве топлива – сжиженный, генераторный, сжатый природный. Распространение таких двигателей было обусловлено растущими требованиями к экологической безопасности транспорта. Исходное топливо хранится в баллонах под большим давлением, откуда через испаритель попадает в газовый редуктор, теряя давление. Далее процесс аналогичен инжекторным бензиновым ДВС. В некоторых случаях газовые системы питания могут не использовать в своем составе испарители.

8 слайд

Описание слайда:

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания Современный автомобиль, чаще всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже. Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко. Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка (ВМТ) и нижняя мертвая точка (НМТ).

9 слайд

Описание слайда:

Первый такт - такт впуска Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

10 слайд

Описание слайда:

Второй такт - такт сжатия Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

11 слайд

Описание слайда:

Третий такт - рабочий ход Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля. После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

12 слайд

Описание слайда:

Четвертый такт - такт выпуска Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси. После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов. Презентация подготовлена по материалам сайта http://autoustroistvo.ru

создания..

История создания

Этьен Ленуар (1822-1900)

Этапы развития ДВС:

1860 г. Этьен Ленуар изобрел первый двигатель, работавший на светильном газе

1862 г. Альфонс Бо Де Роша предложил идею четырехтактного двигателя. Однако свою идею осуществить он не сумел.

1876 г. Николаус Август Отто создает четырехтактный двигатель по Роше.

1883 г. Даймлер предложил конструкцию двигателя, который мог работать как на газе, так и на бензине

Карл Бенц изобрел самоходную трехколесную коляску на основе технологий Даймлера.

К 1920 г. ДВС становятся лидирующими. экипажи на паровой и электрической тяге стали большой редкостью.

Август Отто (1832-1891)

Карл Бенц

История создания

Трехколесная коляска, изобретенная Карлом Бенцом

Принцип действия

Четырехтактный двигатель

Рабочий цикл четырехтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания совершается за 4 хода поршня (такта), т. е. за 2 оборота коленчатого вала.

Различают 4 такта:

1 такт – впуск (горючая смесь из карбюратора поступает в цилиндр)

2 такт – сжатие (клапаны закрыты и смесь сжимается, в конце сжатия смесь воспламеняется электрической искрой и происходит сгорание топлива)

3 такт – рабочий ход (происходит преобразование тепла, полученного от сгорания топлива, в механическую работу)

4 такт – выпуск (отработавшие газы вытесняются поршнем)

Принцип действия

Двухтактный двигатель

Существует также двухтактный двигатель внутреннего сгорания. Рабочий цикл двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания осуществляется за два хода поршня или за один оборот коленчатого вала.

1 такт 2 такт

На практике мощность двухтактного карбюраторного двигателя внутреннего сгорания часто не только не превышает мощность четырёхтактного, но оказывается даже ниже. Это обусловлено тем, что значительная часть хода (20-35%) поршень совершает при открытых клапанах

КПД двигателя

КПД двигателя внутреннего сгорания мал и примерно составляет 25% – 40% . Максимальный эффективный КПД наиболее совершенных ДВС около 44%. Поэтому многие ученые пытаются увеличить КПД, а также и при этом саму мощность двигателя.

Способы увеличения мощности двигателя:

Использование многоцилиндровых двигателей

Использование специального топлива (правильного соотношения смеси и рода смеси)

Замена частей двигателя (правильных размеров составных частей, зависящие от рода двигателя)

Устранение части потерь теплоты перенесением места сжигания топлива и нагревания рабочего тела внутрь цилиндра

КПД двигателя

Степень сжатия

Одной из важнейших характеристик двигателя является его степень сжатия, которая определяется следующее:

e V 2 V 1

где V2 и V1 - объемы в начале и в конце сжатия. С увеличением степени сжатия возрастает начальная температура горючей смеси в конце такта сжатия, что способствует более полному ее сгоранию.

Разновидности ДВС

Двигатели Внутренненго Сгорания

Основные компоненты двигателя

Строение яркого представителя ДВС – карбюраторного двигателя

Остов двигателя (блок-картер, головки цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, масляный поддон)

Механизм движения (поршни, шатуны, коленчатый вал, маховик)

Механизм газораспределения (кулачковый вал, толкатели, штанги, коромысла)

Система смазки (масло, фильтр грубой отчистки, поддон)

жидкостная (радиатор, жидкость, др.)

Система охлаждения

воздушная (обдув потоками воздуха)

Система питания (топливный бак, топливный фильтр, карбюратор, насосы)

Основные компоненты двигателя

Система зажигания (источник тока – генератор и аккумулятор, прерыватель + конденсатор)

Система пуска (электрический стартер, источник тока – аккумулятор, элементы дистанционного управления)

Система впуска и выпуска (трубопроводы, воздушный фильтр, глушитель)

Карбюратор двигателя

Слайд 1

Урок физики в 8 классе

Слайд 2

Вопрос 1:
Какая физическая величина показывает, сколько энергии выделяется при сжигании 1кг топлива? Какой буквой ее обозначают? Удельная теплота сгорания топлива. g

Слайд 3

Вопрос 2:
Определите количество теплоты, выделившееся при сгорании 200г бензина. g=4,6*10 7дж/кг Q=9,2*10 6дж

Слайд 4

Вопрос 3:
Удельная теплота сгорания каменного угля примерно в 2 раза больше, чем удельная теплота сгорания торфа. Что это значит. Это значит, что для сгорания каменного угля потребуется в 2 раза большее количество теплоты.

Слайд 5

Двигатель внутреннего сгорания
Внутренней энергией обладают все тела – земля, кирпичи, облака и так далее. Однако чаще всего извлечь ее трудно, а порой и невозможно. Наиболее легко на нужды человека может быть использована внутренняя энергия лишь некоторых, образно говоря, "горючих" и "горячих" тел. К ним относятся: нефть, уголь, теплые источники вблизи вулканов и так далее. Рассмотрим один из примеров использования внутренней энергии таких тел.

Слайд 6

Слайд 7

Карбюраторный двигатель.
карбюратор – устройство для смешивания бензина с воздухом в нужных пропорциях.

Слайд 8

Основные Основные части ДВС части ДВС
1 – фильтр для всасываемого воздуха, 2 – карбюратор, 3 – бензобак, 4 – топливопровод, 5 – распыляющийся бензин, 6 – впускной клапан, 7 – запальная свеча, 8 – камера сгорания, 9 – выпускной клапан, 10 – цилиндр, 11 – поршень.
:
Основные части ДВС:

Слайд 9

Работа этого двигателя состоит из нескольких повторяющихся друг за другом этапов, или, как говорят, тактов. Всего их четыре. Отсчет тактов начинается с момента, когда поршень находится в крайней верхней точке, и оба клапана закрыты.

Слайд 10

Первый такт называется впуск (рис. "а"). Впускной клапан открывается, и опускающийся поршень засасывает бензино-воздушную смесь внутрь камеры сгорания. После этого впускной клапан закрывается.

Слайд 11

Второй такт – сжатие (рис. "б"). Поршень, поднимаясь вверх, сжимает бензино-воздушную смесь.

Слайд 12

Третий такт – рабочий ход поршня (рис. "в"). На конце свечи вспыхивает электрическая искра. Бензино-воздушная смесь почти мгновенно сгорает и в цилиндре возникает высокая температура. Это приводит к сильному возрастанию давления и горячий газ совершает полезную работу – толкает поршень вниз.

Слайд 13

Четвертый такт – выпуск (рис "г"). Выпускной клапан открывается, и поршень, двигаясь вверх, выталкивает газы из камеры сгорания в выхлопную трубу. Затем клапан закрывается.

Слайд 14

физкультминутка

Слайд 15

Дизельный двигатель.
В 1892 г. немецкий инженер Р. Дизель получил патент (документ, подтверждающий изобретение) на двигатель, впоследствии названный его фамилией.

Слайд 16

Принцип работы:
В цилиндры двигателя Дизеля попадает только воздух. Поршень, сжимая этот воздух, совершает над ним работу и внутренняя энергия воздуха возрастает настолько, что впрыскиваемое туда топливо сразу же самовоспламеняется. Образующиеся при этом газы выталкивают поршень обратно, осуществляя рабочий ход.

Слайд 17

Такты работы:
всасывание воздуха; сжатие воздуха; впрыск и сгорание топлива – рабочий ход поршня; выпуск отработавших газов. Существенное отличие: запальная свеча становится ненужной, и ее место занимает форсунка – устройство для впрыскивания топлива; обычно это низкокачественные сорта бензина.

Слайд 18

Некоторые сведения о двигателях Тип двигателя Тип двигателя
Некоторые сведения о двигателях Карбюраторный Дизельный
История создания Впервые запатентован в 1860 г. французом Ленуаром; в 1878 г. построен нем. изобретателем Отто и инженером Лангеном Изобретен в 1893 г. немецким инженером Дизелем
Рабочее тело Воздух, насыщ. парами бензина Воздух
Топливо Бензин Мазут, нефть
Макс. давление в камере 6 × 105 Па 1,5 × 106 - 3,5 × 106 Па
Т при сжатии рабочего тела 360-400 ºС 500-700 ºС
Т продуктов сгорания топлива 1800 ºС 1900 ºС
КПД: для серийных машин для лучших образцов 20-25% 35% 30-38% 45%
Применение В легковых машинах сравнительно небольшой мощности В более тяжелых машинах большой мощности (тракторы, грузовые тягачи, тепловозы).

Слайд 19

Слайд 20

Назови основные части ДВС:

Слайд 21

1. Назовите основные такты работы ДВС. 2. В каких тактах клапаны закрыты? 3. В каких тактах открыт клапан 1? 4. В каких тактах открыт клапан 2? 5. Отличие ДВС от дизеля?

Слайд 22

Мертвые точки – крайние положения поршня в цилиндре
Ход поршня – расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой
Четырехтактный двигатель – один рабочий цикл происходит за четыре хода поршня (4 такта).

Слайд 23

Заполнить таблицу
Название такта Движение поршня 1 клапан 2 клапан Что происходит
Впуск
Сжатие
Рабочий ход
выпуск
вниз
вверх
вниз
вверх
открыт
открыт
закрыт
закрыт
закрыт
закрыт
закрыт
закрыт
Всасывание горючей смеси
Сжатие горючей смеси и воспламенение
Газы выталкивают поршень
Выброс отработанных газов

Слайд 24

1. Тип теплового двигателя, в котором пар вращает вал двигателя без помощи поршня, шатуна и коленчатого вала. 2. Обозначение удельной теплоты плавления. 3. Одна из частей двигателя внутреннего сгорания. 4. Такт цикла двигателя внутреннего сгорания. 5. Переход вещества из жидкого состояния в твердое. 6. Парообразование, происходящее с поверхности жидкости.

Двигатель внутреннего сгорания Отто. История техники и изобретений

Первый шаг

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

История создания двигателя внутреннего сгорания

Изобретение двигателя внутреннего сгорания.

На протяжении истории человечества люди пытались заменить ручную работу машинами. Уже в
18
веке в промышленности использовался паровой двигатель. Но это устройство было громоздким, имело низкий коэффициент полезного действия, требовало значительных сил по обслуживанию. Если в цилиндре парового двигателя пар заменить топливом и там сжигать, то получится выигрыш в мощности, уменьшатся размеры устройства, повысится КПД. Какое топливо использовать? Первоначально пытались использовать угольную пыль, смесь водорода с воздухом. Но первые устойчиво работающие двигатели получилось сделать при использовании газа, позже – нефтепродуктов. Некоторые конструктивные элементы двигателя разработаны исследователями на основании открытий предыдущих веков. Еще в
6-
ом веке нашей эры кривошипно-шатунный механизм использовался на лесопильных устройствах в Малой Азии и Сирии. Первое упоминание коленчатого вала датируется
1206
годом. Аль-Джазари применил его в двухцилиндровом насосе. Инженер из Франции Филипп Лебон Д’Хумберстейн в
1801
г. запатентовал двухтактный двигатель, где использовалось сжатие топливной смеси. Двигатель работал на светильном газе, получаемом способом перегонки без доступа кислорода древесины или угля. Конструктор не построил действующую модель из-за гибели в
1804
г. Французы Джозеф Никефор Ниепсе и его брат Клод в
1807
г. запустили двигатель, где топливом использовали угольную пыль. Этот образец применяли в качестве лодочного мотора. Еще один француз Франсуа Исаак де Риваз в то же время предложил модель двигателя на водороде. В нем имелись некоторые узлы, примененные впоследствии в последующих разработках: поршневая группа и устройство искрового зажигания топливной смеси. Первый двигатель, в дальнейшем использовавшийся в промышленности, запатентовал и изготовил в
1823
г. английский инженер Сэмюэль Браун. Итальянцы также работали над созданием нового мотора. Эудженио Барсанти вместе с Феличе Маттеуччи предложили свою модель двигателя внутреннего сгорания в
1853
г. В
1860
г. изобретатель из Франции Жан Этьен Ленуар сделал устойчиво работающий двухтактный двигатель. Модель имела водяное охлаждение, систему смазки, появился кривошипно-шатунный механизм. Топливом служил светильный газ. Поджигание горючей смеси производилось с помощью искры от постороннего источника. Двигатель нашел практическое применение, выпускался массово. Конструктор из Германии Николаус Аугуст Отто в
1860
г., взяв за основу модель Ленуара, придумал свой двигатель, но запатентовать его не получилось. В
1863
г. он создал еще один работающий образец двухтактного атмосферного двигателя. Двигатели Отто оказались лучше. Прорыв в двигателестроении произошел с изобретением устройства для приготовления и подачи топливной смеси – карбюратора. Еще в
1838
г. Уильяму Бартнеру выдали патент на это устройство. В
1864
г. Зигфрид Маркус сконструировал одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Делались попытки использовать в качестве топлива керосин. В
1872
г. такие опыты проводил американец Брайтон. Но впоследствии керосин, из-за плохого испарения, заменили бензином. В это же время Брайтон изобрел «испарительный» карбюратор, но он работал плохо. В
1877
г. Отто получил еще патент на новый четырехтактный двигатель. Устройство имело один цилиндр. Теоретическое описание принципа действия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания сделал еще в
1861
г. французский инженер Эжен-Альфонс Бо де Роша. Во многих бензиновых двигателях до сегодняшнего дня применяется четырехтактный цикл. Производство моторов Отто началось в
1878
г. В
1883
г. Готлиб Даймлер создал первый калильный двигатель. Зажигание бензина осуществлялось от специальной раскалённой трубочки. В
1892
г. Рудольф Кристиан Карл Дизель запатентовал двигатель, работающий по новому принципу. Топливная смесь в нем загоралась от сжатия в цилиндре. В
1897
г. сделан первый работоспособный образец этого двигателя. Первоначально топливом в этих двигателях использовали растительные масла или лёгкие продукты переработки нефти. Дизельные двигатели нашли применения в промышленности и на транспорте. Первые образцы испарительных карбюраторов работали плохо. Ускорилось производство двигателей только после изобретения карбюратора нового типа. Его создание принадлежит инженерам из Венгрии Донату Банки и Яношу Чонка, получившим в
1893
г. патент на распыливающий карбюратор с жиклёром. Принцип его работы используется в карбюраторах современных моторов. Конструкторы предложили испарение бензина заменить распылением. Благодаря чему топливо равномерно распределяется и испаряется уже камере сгорания. Через специальный дозирующий жиклер топливо всасывалось и распылялось. В карбюраторе имелось устройство, обеспечивающее постоянный уровень топлива, в нем поддерживался стабильный напор и состав горючей смеси, подачей воздуха регулировалось количество топлива, подаваемое в цилиндр. В
1898
г. Донат Банки разработал двигатель с высокой степенью сжатия и карбюратором с двумя диффузорами. В нем использован новый метод эмульсионного смесеобразования распылением, используемый и в наши дни. С
19
века двигатели внутреннего сгорания стали неотъемлемой частью любого производства, применяются на транспорте, в быту. Работы по созданию двигателя параллельно велись в Европе, США, России. В одной краткой статье невозможно осветить всю историю. Здесь описаны только наиболее известные открытия в этой области.

Первый коммерческий успех

«Жидкий» или «воздушный»?

Как известно, в двигателестроении в период ВМВ прижились два типа двигателей. Рядные, чаще всего V-образные, двигатели жидкостного охлаждения и звездообразные двигатели воздушного охлаждения. Каждый из этих типов двигателей имеет свои достоинства и недостатки. Конкуренция между двумя типами двигателей на протяжении всей их истории весьма занимательна.

Так «воздушники» проще конструктивно (нет рубашки охлаждения). Поэтому они дешевле в производстве, проще в обслуживании, надёжнее. Так же из-за воздушного охлаждения живучее. У «жидкостника» температура охлаждающей жидкости ограничена точкой кипения. И потому для отвода еденицы тепла через радиатор требуется больший объём воздуха, чем для отвода еденицы тепла от «воздушника». Ибо температура головок цилиндров «воздушника» раза в два выше, чем температура водорадиатора у «жидкостника».

«Жидкостники» имеют другие достоинства. Малый мидель даёт плюс в аэродинамике; из-за острого носа и потенциальной возможности применения мотор-пушки улучшается компоновка фюзеляжного вооружения. В минус «воздушникам» в 20-е гг. была и неотработка капотировки. Верхом аэродинамики считалось кольцо Таунеда.

При равной литровой мощности, из-за присутствия рубашки охлаждения и охлаждающей жидкости, «жидкостник» будет тяжелее воздушника. И самолёт с «воздушником» будет легче. Для манёвренных самолётов, и в горизонтальной и в вертикальных плоскостях, были оптимальней «воздушники», для скоростных «жидкостники».

Так что каждый из типов двигателей имеет свои достоинства, объясняющие их разнообраное применение. Пока моторы были слабомощные, в истребительной авиации на первое место выходил их вес. Поэтому в 30-е годы моторостроение вступило с большим распространением «воздушников». Тут правда сыграла и простота их производства.

Первый двигатель в массовом производстве

Изобретение Дизеля

В поисках нового топлива

А как же дизели?

Во ВМВ дизели не завоевали особой славы. Но перед войной разработки широко велись во многих странах. Дизели фирм Паккард, Юнкерс, Клерже, Бристоль тому пример. Почему же тратилось столько труда? Перед карбюраторными моторами дизель имеет ряд преимуществ. Благодаря высокому КПД, дизель очень экономичен. Благодаря впрыску, дизель сохраняет номинальную мощность на более бедной смеси. И потому меньше теряет мощность с высотой. А бОльший крутящий момент позволяет лучше переносить изменение нагрузки и дольше сохранять неизменные обороты или угол атаки лопастей пропеллера.

Но имеется у дизелей один недостаток. Большая степень сжатия вынуждает делать более прочный, но потому и более тяжёлый мотор. Проигрыш перед карбюраторными в удельных параметрах становится уж больно большой. Но это ещё пол беды. Избыток в весе авиадизеля перекрывается экономией топлива через 2-3 часа полёта. Главная беда заключалась в увеличенных сроках доводки мотора в связи с большой сложностью конструкции. На момент доводки дизеля, он был уже никому не нужен из-за своих слабых удельных параметров и малой мощности.

Потому и получились серийные дизели, нашедшие применение на самолётах, только в двух странах. В Германии и СССР. Немцы пошли по пути доводки ресурса и получили надёжные, но маломощные авиадизели Юмо. Мы сделали ставку на высокие удельные параметры и мощность. Получив по циферкам неплохие, но ненадёжные дизели Чаромского и Яковлева.

После войны наработки по авиадизелям нашли применение в танкостроении.

Бензиновый двигатель

Источник

Двигатели: эволюция в деталях

Двигатели внутреннего сгорания преодолели в процессе развития сложный и долгий путь, обросли высокоточной управляющей электроникой и вышли на очень серьезную удельную мощность. Ранее подобные характеристики были доступны лишь для спортсменов, а теперь техникой со столь вызывающими характеристиками управляют даже домохозяйки.

Но за все надо платить, это аксиома, так что теперь автолюбителю придется раскошелиться и за мощность, и за экологические характеристики, и за маркетинговые «находки» автопроизводителей. Хорошо, что пока только деньгами, впрочем, судя по статистике продаж, и их в России у рядовых граждан осталось не слишком много.

Итак, необходимо понять, почему двигателестроение почти во всем мире пришло к подобному знаменателю. Остались еще, конечно, мастодонты, но все они далеко, за океаном. Несмотря на врожденную тягу к классической схеме V8 и соответствующим объемам, даже американцы начинают понемногу хитрить, применяя на своих HEMI и Vortec схемы вроде Multi Displacement System и Active Fuel Management, отключающие половину цилиндров при умеренных нагрузках. Ну а чтобы угодить и нашим, и вашим (в смысле экологам), GM одно время выпускал Cadillac Escalade Hybrid. Этот факт можно рассматривать скорее в качестве курьеза, однако на данном примере становится очевидным, насколько преуспело экологическое лобби, в том числе и на родине демократии.

Ну а Европа с Азией пошли в своем направлении. Иногда эти направления совпадали, иногда нет. Бывало, идеи шли из далекой Японии, шлифовались в Германии и отправлялись обратно. Вспомнить хоть хондовский VTEC и систему Vanos от BMW. Подобное же произошло и с попытками ввести послойное смесеобразование с помощью форкамер, и с прямым впрыском GDI, за доработку которого сразу же принялся вездесущий Bosch. Однако не будем валить все в одну кучу и начнем по порядку.

Увеличение литровой мощности мотора поначалу, в 90-х, велось скорее для улучшения потребительских качеств автомобилей, понятно ведь – чем выше мощность, тем больше возможностей. Мощный автомобиль удобнее, быстрее и даже безопаснее, а об уровне токсичности и вредном выхлопе узнали чуть позже. Но в любом случае у европейских и азиатских инженеров уже была фора, поскольку даже тогда стоимость топлива в странах данного региона была несопоставима с американской.

Поэтому сначала обычные моторы обзавелись многоклапанной системой газораспределения – клапанов стало четыре на цилиндр, были варианты и с пятью клапанами и у Volkswagen Group, и у Toyota, но сейчас уже стоит констатировать, что они не прижились. Наполнением цилиндров и своевременной продувкой мощность удалось поднять весьма прилично, и сие было первым шагом.

Систему VTEC изначально создала компания Honda для модели Civic, предложив потребителю как бы два мотора в одном: экономичный, «лошадок» на 80, функционирующий в малых и средних рабочих диапазонах, и мощный, 150–185 л.с., в зависимости от года выпуска, работающий на высоких оборотах. При объеме в 1595 куб. см данные характеристики даже сейчас представляются более чем серьезными. Так как такого удалось достичь? А решение получилось простым и относительно недорогим. При 16-клапанной схеме мотор B16 имел два распредвала и два набора кулачков на нем: экономичные и мощностные. Мощностные были выше профилем и располагались рядом. В обычном режиме открывались один впускной и два выпускных клапана на определенную высоту. С ростом оборотов давление в системе смазки повышалось, и при достижении примерно 5000 об/мин обычное гидравлическое приспособление сдвигало распредвалы вдоль своей оси, и двигатель переходил в мощностной режим работы – все клапаны открывались на полный профиль. Казалось бы, чего проще, однако подобная система появилась на автомобиле только в 1989 году.

Система VTEC дорабатывалась всеми, в том числе и самой компанией Honda, время от времени меняя название и давая бонусы в разных рабочих диапазонах, но суть осталась прежней – в зависимости от режима работы по максимуму получать отдачу. Время шло, и приоритеты менялись, теперь во главу угла ставились экологические нормы, мощность перестала быть самоцелью, а временем и углом открытия клапанов стали играть уже для достижения иных результатов – полного сгорания рабочей смеси и уменьшения токсичности выхлопа.

Но даже с точки зрения механики, не говоря уже о системах питания и зажигания, в ДВС можно было много чего доработать. Следующим шагом, который серьезно улучшил характеристики моторов и даже увеличил КПД, стало использование в конструкции газораспределительного механизма фазовращателей. Поначалу, конечно, все опять погнались за мощностью и, предпочитая не перегружать мотор, устанавливали фазовращатель лишь на впуск – великолепный 2,3 MZR DISI TURBO от компании Mazda тому пример. Однако только мощностью экологов не задобрить, поэтому вскоре фазовращатель появился и на выпуске, а подобные ДВС смогли уложиться в более строгие экологические нормы. World Engine 4G64 от компании Mitsubishi тому пример, он до сих пор используется огромным количеством автопроизводителей, хотя разрабатывался довольно давно. Вот что значит работать на перспективу!

Совершенно понятный с экологической точки зрения посыл – снять как больше «лошадей» с минимального количества топлива – находил все новые воплощения в металле. Как это возможно? Да нужно просто увеличить степень сжатия, избежав при этом детонации. Есть два разных пути – прямой впрыск и наддув, а соединив обе разработки вместе, получим вообще идеал экономии в отдельно взятом ДВС. Так-то оно так, но и здесь опять возникли сложности. Пионером прямого впрыска стала компания Mitsubishi, справедливо рассудившая, что, если заставить работать мотор на обедненной смеси, тот будет кушать меньше бензина. В принципе, это очевидно. Старые наработки от Honda – те же форкамерные системы питания с послойным смесеобразованием – взяли за основу. Идея простая – вокруг свечи богатая смесь, которая своевременно поджигается и заставляет загореться остальную смесь в камере сгорания – бедную, с гораздо меньшим соотношением топлива к бензину, нежели стехиометрическая. И это сработало! Первые GDI были чрезвычайно экономичны, обладали серьезным крутящим моментом почти во всем диапазоне оборотов и выдающейся мощностью. По сути, тот же 4G93, который устанавливался на модель Legnum для внутреннего рынка, при объеме 1,8 литра имел мощность 170 л.с. и выдающуюся экономичность. Просто здорово! Но не забываем про экологов, господа. Они всегда готовы выпрыгнуть как чертик из табакерки в самое неподходящее время. Выяснилось, что при работе на обедненной смеси двигатель выделяет слишком много оксидов азота, с которыми не справляются обычные катализаторы. Японцы разработали под свой GDI оригинальный катализатор, но тот, как оказалось, моментально убивает сера, повсеместно содержащаяся в бензине. Даже в благополучной Европе содержание серы превышает допустимое, поэтому MMC оставила свои моторы Gasoline Direct Injection лишь для внутреннего применения, где нормы по вредным примесям в топливе устраивают катализатор.

За доработку прямого впрыска взялись сразу всем миром, поскольку стало ясно, что это направление весьма перспективно. В конце концов пришли к тому, что послойное смесеобразование – идея не самая удачная, хотя и соблазнительная. Больших успехов добился Bosch со своим Di-Motronic. Ну как успехов… Характеристики, конечно, ухудшились и в плане экономичности, и в плане мощности. По сути, атмосферник GDI по литровой мощности почти соответствует надувному агрегату с Di-Motronic. Как я уже сказал, от послойного смесеобразования отказались и применили другую схему наполнения камеры сгорания. Форсунки начинали работать практически с самого начала такта сжатия, осуществляя ряд инъекций в цилиндр, обычно шесть, так что к моменту подхода поршня к ВМТ бензиновоздушная смесь перемешивалась и становилась практически гомогенной. Какую-то экономию по сравнению с распределенным впрыском это дало, однако не ту, на которую все изначально рассчитывали. Собственно, иногда распределенный впрыск последнего поколения дает как минимум не худшие результаты, вспомнить хоть двигатели современных «Лексусов», на каждый цилиндр которых работают по две форсунки – прямого и распределенного впрыска, в зависимости от ситуации.

Ну а теперь о принудительном наддуве воздуха в цилиндры. На нынешнем этапе такой показатель, как мощность, не ушел пока на самый последний план, но потихоньку к нему приближается – постоянно повышающиеся требования по чистоте выхлопа вынуждают автопроизводителей уменьшать объем силовых агрегатов. Эта модная тенденция хорошо описывается таким термином, как даунсайзинг. Резоны опять же понятны – маленький, но мощный мотор очень редко загружен полностью, особенно в городе, поэтому, дабы заполнить его горючей смесью, топлива требуется меньше. Существуют, конечно, и исключения из правил, куда без них, вспомнить хоть недавно разработанный HEMI 6.2 Compressor мощностью 715 л.с., но это там, в США, в Европе себе таких капризов не позволяют.

«Так что же плохого в даунсайзинге?» – спросите вы. Да есть и тут отрицательные моменты, причем не факт, что их меньше, нежели положительных. Возьмем, к примеру, серию моторов TSI. В зависимости от целей его легко перенастроить под определенную мощность. Можно использовать реально двойной наддув, как в пиковых случаях, – например, на Skod`e Fabia RS стоит мотор объемом всего 1,4 л, но разогнанный до неприличных 190 л.с., – а можно оставить одну турбину для бытовых машин, понизив мощность до 122 л.с., – VW Golf или Skoda Octavia. Во всех случаях, если ознакомиться с ТТХ, а потом проверить их на практике, и вправду становится ясно, что такие двигатели весьма экономичны. Поработали над ними, конечно, на славу: тут тебе и прямой впрыск, и наддув, в некоторых случаях двойной, и маленький объем при сохранении достойного крутящего момента и мощности. Живи и радуйся!

Но на данное чудо техники можно посмотреть и под другим углом. С литровой мощностью все ясно, а в чем выразить возросший уровень нагрузки на мотор? Существует такое оценочное понятие, как «среднее эффективное давление»: это отношение полезной работы к рабочему объему двигателя. На олдскульных долгоиграющих силовых агрегатах прошлого века и начала века нынешнего оно составляло 0,6–0,8 МПа, а у нынешних бензиновых ДВС оно уже 1,4–1,6 МПа, а дизели могут вообще похвастаться 2,5–3,0 МПа. То есть из этих цифр следует то, что под давлением экологов «среднее эффективное давление» выросло в два и более раза, как и нагрузки на кольца, поршни, клапаны, кривошипно-шатунный механизм, да на все почти. Может быть, моторы серии TSI делают ныне из титана и космических сплавов, дабы компенсировать все эти нагрузки? А вот и нет. В условиях массового производства главное – дешевизна, так что материалы по сравнению с добрыми старыми временами если и изменились, то только в худшую сторону. Тем паче появилась новая модная наука – маркетинг, помогающая автопроизводителям набивать карманы, а автолюбителям, напротив, облегчать. Алюминиевые блоки цилиндров хуже по целому ряду параметров, но ныне используются только они. Хорошо, если гильзованные, обычно с напылением. Если разобраться, то у алюминиевого блока лишь одно достоинство в сравнении с чугунным – вес, все остальное минусы: жесткость, теплоотдача, износостойкость и т.д. Но коли миром теперь правят экологи, именно вес – решающий параметр.

Насколько все плохо? Давайте ознакомимся с оценками экспертов. Хуже всех пришлось кривошипно-шатунному механизму – в зоне максимального риска коренные, шатунные вкладыши и коленвал. Почему? Мотор стал меньше, коленвал короче, соответственно и его шейки тоже, а нагрузки выросли в два раза (грубо). Если банально сравнить два мотора одинаковой мощности: классической схемы (без всех наворотов) и современные даунсайзинговые тарахтелки, в зависимости от модели, рост нагрузки может составлять от 30 до 45%, а вот с износом дело обстоит хуже. По средним оценкам, износ вкладышей и шеек коленвала увеличился на 50–60%. Почему? Все просто – разрыв масляной пленки – и гидродинамический подшипник таковым уже не является, а работает банально на трение. Стоит заметить, что испытания проводились на масле, рекомендованном для двигателей прошлого поколения, горячей вязкостью 14 сантистоксов – примерно 40 общепринятых единиц, а это значит… Что, если залить в даунсайзинговый мотор маловязкое экологическое масло вроде 0W20, разрыв масляной пленки произойдет еще раньше. С поршнями и кольцами ситуация с точки зрения механических нагрузок полегче, но как оценить возросшие тепловые нагрузки? В общем, если сложить все вместе, то получится предположить примерный срок жизни даунсайзинговых ДВС: 150 000–200 000 км, и это при всем идеальном: бензине, обслуживании и режиме эксплуатации, собственно, практикой эта картина полностью подтверждается.

Еще один момент – запас прочности, о котором нельзя забывать. На самые ответственные детали вроде коленвала, шатунов и поршней всегда давался приличный запас прочности – порядка плюс 60–70% от максимальных нагрузок. Кстати, не так уж это и много, особенно учитывая, что человек за рулем способен создать любую экстремальную ситуацию в зависимости от своих способностей и умственного развития. Но сейчас так уже не делают, поскольку запас прочности – это лишний размер и вес, что на данном этапе совершенно неприемлемо. Поэтому по результатам независимых исследований выяснилось, что ныне запас прочности весьма невелик – всего 5–10% в плюс от максимальных нагрузок. Так что использовать современные моторы «на все деньги» – занятие рискованное, коли уж такой важный параметр лишь слегка превышает уровень погрешности измерений. В общем, конструкция силового агрегата стала значительно нежнее и на порядок требовательнее к обслуживанию и расходным материалам.

То, о чем мы сегодня поведали, всего лишь часть современных тенденций в области моторостроения. Существуют и принципиально иные схемы снижения уровня токсичности, и моторы на тяжелом топливе, у которых свои, не менее важные проблемы. Но об этом мы расскажем в следующий раз.

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.

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

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

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

Книгуру » Мужчинам до 16 об автомобиле

Михаил Колодочкин.

Познавательные рассказы о технике и не только. Книга опубликована в издательском доме «За рулем»

Подходит читателям 10–16 лет.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 На одной странице

ДВИГАТЕЛЬ

ЧЕГО НЕ УМЕЕТ ТЕЛЕГА

Автомобиль отличается от телеги тем, что может ездить самостоятельно. Лошадь ему не нужна: взамен у автомобиля есть двигатель. На первых автомобилях, как правило, стояли паровые двигатели. Так, в России, на Урале, Аммос Черепанов построил „парового слона”, который около 20 лет перевозил руду в районе Нижнего Тагила. Однако паровики оставались тяжелыми и громоздкими, а потому мир они не покорили.

ВНУТРЕННЕЕ СГОРАНИЕ

В 1860 г. Бельгиец Жан-Этьен Ленуар сконструировал двигатель, работавший на светильном газе с зажиганием от электрической искры. Это был первый в мире двигатель внутреннего сгорания – сжатое топливо, поджигаемое искрой, сгорало внутри него, а часть выделившегося при этом тепла заставляла его работать. А в 1885 г. немец Бенц поставил подобный двигатель на свою трехколесную повозку.

Основным топливом для двигателей внутреннего сгорания стал бензин: в отличие от светильного газа, он сгорает быстро и почти полностью. При работе смесь бензина с воздухом поджигается искровым разрядом. А вот немецкий изобретатель Рудольф Дизель загорелся идеей создать двигатель внутреннего сгорания, который мог бы работать без искрового зажигания. Сжимать в нем нужно не горючую смесь, а только воздух: он нагреется при этом настолько, что сам воспламенит впрыскиваемое внутрь топливо. Первый такой двигатель появился в 1897 году. Дизельные двигатели используют топливо, которое дешевле бензина, при этом они экономичнее.

СКОЛЬКО ЛОШАДЕЙ В ЛИТРЕ?

В моторе может быть разное число цилиндров. Цилиндр – это, грубо говоря, небольшой самостоятельный двигатель. Когда один цилиндр еще только наполняется топливом, другой уже работает – чем больше цилиндров, тем равномернее работает мотор. В современных автомобилях чаще всего используют двигатели с числом цилиндров от 3 до 8.

Основные характеристики двигателя – мощность, а также суммарный объем его цилиндров (литраж). Искусство разработчика двигателей заключается в умении получить с каждого литра максимально возможную мощность – так называемую литровую мощность. Литраж первого «Бенца» равнялся 1,7 литра, а мощность – около 3 лошадиных сил. Для сравнения: мощность современного «Вольво‑S80» при объеме 2,5 литра составляет 231 л. с.

«Чтоб мощность была побольше, в машине делают несколько цилиндров. У меня, например, четыре цилиндра, но бывают и восьмицилиндровые. Машина может работать и на бензине, но от бензина в воздухе остается не очень приятный запах. От спирта же никакого запаха не остается. А то есть машины, которые работают на мазуте, так те – фу-у!»

Н. Носов

«Незнайка в Солнечном городе»

ГИБРИДНЫЙ АВТО

БЕНЗИН ПЛЮС ЭЛЕКТРИЧЕСТВО

Вообще-то гибридизация – это выведение новых, улучшенных пород различных растений или животных, когда от каждой исходной берут что-то лучшее. Пример из ботаники – гибрид вишни и черешни. Тот же прием используют и в технике.

Бензиновый двигатель плох тем, что загрязняет своими «отходами» природу. К тому же нефти (да и газа) в толще Земли осталось уже совсем немного. Электрический двигатель, напротив, ничего не загрязняет, но энергии аккумуляторов, которые его питают, хватает ненадолго. А что, если оборудовать автомобиль сразу двумя двигателями: бензиновым и электрическим?

ЧЕМ ХОРОШ ГИБРИД…

Во‑первых, такой автомобиль, попавший в городскую пробку, перестает портить воздух: ведь электромотор ничего не выделяет в атмосферу. Во‑вторых, в городском режиме езды экономит топливо. Если обычный автомобиль при каждом торможении переводил всю накопленную энергию движения в нагрев тормозов (по сути – выбрасывал!), то гибрид при этом подзаряжает свои аккумуляторы: не пропадать же добру. Кстати, примерно так же работают электровозы и трамваи.

…И ЧЕМ ПЛОХ?

Загибаем пальцы. Гибридный автомобиль гораздо дороже и сложнее обычного. Его аккумуляторы не любят морозов, служат недолго, а весят очень много. Если включить печку или кондиционер, то без помощи бензинового мотора не обойтись: энергии батарей просто не хватит. Но самое обидное состоит в том, что реальный выигрыш от таких автомобилей гораздо меньше, чем нам всем хотелось бы. Единственный заметный плюс – это возврат накопленной энергии при частых торможениях: чисто бензиновые моторы не умеют возвращать бензин обратно в бак, а вот электричество – пожалуйста. Но стоит выехать на загородное шоссе, как выясняется: выигрыша нет. Тормозить там приходится редко, а законы физики никто не отменял: расход топлива будет даже побольше, чем на обычных автомобилях. Машина-то – тяжелая…

Еще один серьезный минус касается не только гибридных, но и любых электрических автомобилей. Возможность подзарядки батарей от сети – это, конечно, хорошо, но откуда берется энергия в электрической розетке? К сожалению, с тепловых электростанций, сжигающих все подряд: главные поставщики электричества сегодня именно они. А если так, то и выбросы в атмосферу особенно не уменьшатся: разве что переедут из одного района в другой…

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 На одной странице

От ручного привода, двигателя внутреннего сгорания и конной повозки. Неизвестная история пылесоса

Как сегодня можно пропылесосить полы? Лежать на диване или ходить, потому что все в основном автономно. Но в первую очередь потому, что первые пылесосы не имели ничего общего с электричеством, и для их работы требовалось два человека или конная повозка.

Два человека для работы

Точно неизвестно, когда был изготовлен первый пылесос и кто его изобрел. Источники указывают, что это произошло около1860 г. в США, а изобретателем является Дэниел Хесс или Айвс Макгаффи. Так или иначе, это были устройства, состоящие из вращающихся щеток и меха или вентилятора, который приводился в движение вручную с помощью крутящего момента. Нужны были два человека - один крутил, другой собирал грязь.

Такой пылесос, хотя это слово в то время и не было известно, имел большие размеры, использование его было крайне неудобным и производило много шума. Интересно, что первые подобные устройства сдули пыль.Только позже был изобретен отсос. В свою очередь, в конце 19 века появился пылесос с моторным приводом. Двигатель внутреннего сгорания. Предприниматель в Соединенных Штатах поместил это устройство, известное как «пневматический реставратор ковров», на запряженную лошадьми телегу, которую он возил от дома к дому, предлагая свои услуги.

В 1901 году американец Хьюберт Сесил Бут изобрел электрический пылесос, а также английское название этого устройства («пылесос»). Фото ниже датировано 1906 годом:

Изначально пылесосы были символом роскоши.А со стационарным оборудованием, добавим, ведь это уже потом были придуманы переносные варианты, весившие вначале мелочь, несколько килограммов. Прошло еще много времени, прежде чем они стали напоминать более современные устройства. Стоит отметить, что в Польше первой конструкцией этого типа был пылесос Alfa 1952 года. Ассоциация работодателей бытовой техники (данные за 2017 г.). Эти данные, однако, не включают роботов-пылесосов, которые являются постоянно и динамично растущим сегментом рынка.

Согласно отчету GfK Polonia «Мелкая бытовая техника: тренд на комфорт, здоровье и интернет вещей» только за первое полугодие 2017 года продажи роботов-пылесосов на мировом рынке выросли на 22 процента. и составил 612 млн евро (исключая Северную Америку, которая не была охвачена данным исследованием).

Само собой разумеется, что сегодня робототехника является одной из самых быстрорастущих отраслей. Но не было бы роботов-уборщиков в известном нам виде, если бы не… армия.История этих устройств неразрывно связана с корпорацией iRobot, предшественником и лидером на этом рынке.

Компания была основана почти 30 лет назад тремя сотрудниками известного американского университета MIT (Массачусетский технологический институт): Коллином Энглом, Хелен Грейнер и Родни Бруксом. Первоначально под названием IS Robotics, затем трансформировалась в iRobot. Он не сразу занялся устройствами для потребительского рынка. Первой конструкцией стал робот Genghis, предназначенный для исследования космического пространства.Затем был создан противоминный робот Ariel, а затем устройство под названием Pack Bot для американского агентства DARPA (Advanced Defense Research Projects Agency). Именно он обыскивал руины Всемирного торгового центра в 2001 году.

Следующим этапом развития компании стала ориентация на производство бытовых роботов, поэтому существующими разработками военных роботов занималась отдельная, отдельная компания. С тех пор iRobot сосредоточился исключительно на бытовых роботах.

Одной из важнейших первоначальных задач iRobot, как неоднократно заявлял в СМИ Колин Энгл, один из основателей компании, было убедить потребителей в том, что… робот не обязательно должен быть похож на человека. Изначально все хотели строить человекоподобные устройства. Существовало несколько наивное убеждение, что робот должен быть построен по образу и подобию человека. IRobot поставил перед собой задачу доказать, что так быть не должно. В компании знали, что строительство роботов в таком виде будет слишком дорого для кармана среднего пользователя.С точки зрения потребителя гораздо выгоднее было сосредоточиться на конкретной задаче, которую должен был выполнять робот, и выбрать наиболее эффективные решения — например, заменить ноги на колеса.

Первым таким домашним роботом стал iRobot Roomba (премьера состоялась в 2002 году, работы уже начались ранее). Вот тут-то и пригодился опыт, полученный при начальном производстве военных роботов, ведь при разработке алгоритмов и механик движения Roomba использовались те, что применялись ранее в первом... противоминном роботе (Ариэль).Следующим в очереди гражданской техники, поступившей в магазины, стал робот для мытья полов Scooba (выпущен на рынок в 2005 году). Другие разработки были специфическими и специализированными роботами: для очистки бассейнов (Mirra) и водосточных желобов (Looj).В 2012 году семейство продуктов iRobot было расширено за счет роботов для мытья полов Braava. . На сегодняшний день самыми популярными роботами-уборщиками являются роботы-пылесосы Roomba. На сегодняшний день домашние iRobots нашли более 20 миллионов покупателей по всему миру, из них целых 230 тысяч. в Польше.

Фото: © iRobot

Уборка пылесосом с дивана

Причина успеха и роста популярности домашних роботов очевидна – это удобство. Полы все время пачкаются: входя в дом, мы постоянно наносим грязь и песок со двора, а еще «веселее», если у нас есть дети или домашние животные. Наши малыши увеличивают количество грязи на полу быстрыми темпами не только снаружи, но и с измельченным печеньем или остатками другой еды, а шерсть собаки или кошки можно найти где угодно, без преувеличения.Во времена, когда свободное время является дефицитным товаром, никто не хочет расхаживать по дому с трубкой в руке. В настоящее время все можно сделать из приложения для смартфона, и роботы-пылесосы ничем не отличаются. Так обстоит дело, например, в случае с одним из самых популярных продуктов iRobot — моделью Roomba 980. Робота можно запустить из любой точки мира. Однако нам совсем не обязательно его контролировать, ведь благодаря приложению iRobot HOME можно настроить график уборки, чтобы робот каждый день начинал свою работу самостоятельно.Роботы серии 900 будут заряжать батареи самостоятельно, а затем возвращаться к тому месту, где они остановились, когда у них закончится энергия. Также в этой серии устройств мы можем использовать смартфон, чтобы проверить, как и сколько квадратных метров убрал робот. Roomba сообщит нам, что его мусорное ведро заполнено и его необходимо опорожнить.

Довольно неожиданной особенностью этого все-таки является мониторинг домашней Wi-Fi сети. При уборке отмечает участки на плане дома или квартиры, где сигнал сильный, где слабый, а где вообще нет сигнала (в Польше пока нет).В устройствах серии 900 мы можем использовать опцию Clean Map Report. По сути, это не что иное, как возможность точного управления роботом с обширной статистикой. Устройство строит карту очищаемой поверхности, а подробное описание его работы можно прочитать из общих данных, таких как площадь очищаемой поверхности, время работы и зарядки. Вы также можете проверить, какие участки поверхности были особенно загрязнены, а потому очищались наиболее интенсивно.

Однако наиболее важной особенностью Roomba является то, насколько идеально он может… пылесосить.Это не так очевидно! Некоторые производители роботов-пылесосов сосредотачиваются на других аспектах, помимо того, что не так просто спроектировать, — функций уборки. Так что Roomba не только не атакует с яростью стены и другие препятствия, не только не имеет проблем с самыми сложными узорами ковров или ковровых покрытий, но и хорошо убирает. Среди прочего, потому что iRobot запатентовал 3-ступенчатую систему очистки. За этим названием скрываются: вращающаяся боковая щетка, основные щетки, вращающиеся в противоположных направлениях, и двигатель, которые работают вместе для тщательной очистки от грязи, включая волосы и шерсть домашних животных.Другая система (Dirt Detect) определяет самые грязные места, где робот тратит больше всего времени на эффективную уборку.

Наверное, никого сегодня не нужно убеждать в полезности этого типа устройств. Пора привыкнуть к наличию роботов в вашем доме и научиться ими пользоваться. Пылесосы, наверное, только начало. Уже есть те, кто только и ждет, когда робот принесет завтрак в их постель. Для меня я считаю, что она будет иметь успех, если она купит покупки еще раньше и оплатит их.И сначала он заработает на всем этом деньги…

Партнер статьи iRobot

.90 000 Великих Строителей

Одни были гениальными изобретателями, другие — исключительно одаренными мастерами. Они проектировали целые автомобили или только их ключевые компоненты. Так или иначе, конструкторы и инженеры сыграли одну из важнейших ролей в развитии автомобилестроения. Представляем анкеты самых известных из них.

Даже самый красивый , самый оригинальный автомобиль не будет успешным, если он механически неудачен.Когда мы покупаем автомобиль, мы в первую очередь обращаем внимание на его дизайн, но в конечном итоге мы принимаем решение после тест-драйва, когда мы оцениваем, как ездить, как работает двигатель , подвеска , электроника , тормоза. И хотя роль стилистов в процессе создания автомобиля крайне важна, без работы инженеров, отвечающих за механику и за весь проект, автомобиль был бы просто более-менее стройной металлической оболочкой.

Автомобильная промышленность всегда привлекала самых выдающихся изобретателей, конструкторов и инженеров.Такие названия, как Benz , Maybach , Renault или Porsche , известны даже автомобильным дилетантам. Они пионеры, с которых все началось. Но давайте помнить, что другие не менее выдающиеся инженеры часто прячутся в тени этих самых известных персонажей. Были бы автомобили Alfa Romeo такими культовыми без двигателей , построенных Джузеппе Буссо , можете ли вы представить себе спортивный Мерседес без Рудольфа Уленхаута , опустить достижения знаменитых британских «гаражных рабочих» или изобретения Белы Бареньи? Конечно нет.

Двигатель с искровым зажиганием Николя Отто 1876

Цикл О и дизель высокой степени сжатия

Автомобиль стал автомобилем, когда из вагонов и повозок сняли конные экипажи и заменили их двигателями внутреннего сгорания (хотя надо помнить, что пионеры автомобилестроения также испытывали газовые и электрические приводы). Прорывом в эксплуатации таких двигателей стало изобретение гениального самоучки Николауса Отто (1832-1891), который в 1876 году с помощью Ойгена Лангена построил первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания двигатель, принцип работы которого (т. н.цикл Отто), состоящий во всасывании топлива и воздуха, сжатии смеси, запуске зажигания и рабочего такта и, наконец, в удалении выхлопных газов, все еще действует и широко используется.

Николаус Отто

Рудольф Дизель

Дизельный патент на дизельный двигатель

В 1892 году другой немецкий конструктор, Рудольф Дизель (1858-1913), явил миру альтернативу - конструкцию дизеля с воспламенением от сжатия.В основе его во многом лежало изобретение польского конструктора Яна Надровского , который, однако, не успел зарегистрировать свой патент из-за отсутствия денег. Дизель сделал это 28 февраля 1893 года, а четыре года спустя был готов , первый полностью рабочий дизельный двигатель . Изначально из-за своих размеров он не подходил для автомобилей , но в 1936 году окончательно оказался под капотами автомобилей Mercedes, а позже и других автомобилей. Дизель не слишком долго пользовался своей славой, так как уже в 1913 г.он загадочно умер при пересечении Ла-Манша.

Пионеры

Патент на первый в мире автомобиль

3 июля 1886 года на Рингштрассе в Мангейме, Германия, конструктор Карл Бенц (1844-1929) представил публике необыкновенный трехколесный автомобиль с четырехтактным двигателем внутреннего сгорания объемом 954 см3. и мощностью 0,9 л.с. Патент-Моторваген №1 имел электрозажигание, а управление осуществлялось рычагом, вращавшим переднее колесо.Скамья для водителя и пассажира крепилась на раме из гнутых стальных труб, а неровности дороги амортизировались размещенными под ней рессорами и листовыми рессорами. Бенц построил первый в истории автомобиль на деньги из приданого своей жены Берты, которая, желая доказать, что конструкция ее мужа имела потенциал и была успешной, в 1888 году смело проехала на третьей версии Motor-Norwegian Patent 106-километровый пробег. Маршрут из Мангейма в Пфорцхайм.

Карл и Берта Бенц в Benz-Viktoria в 1894 году.

Бенц

не знал, что в это же время в 100 км, недалеко от Штутгарта, два гениальных конструктора построили еще один автомобиль, который можно было бы считать первым автомобилем: Вильгельм Майбах (1846-1929) и Готлиб Даймлер (1834). - 1900).

Вильгельм Майбах

Готлиб Даймлер

У Maybach было трудное детство (он потерял родителей в 10 лет), но ему повезло с людьми, которых он встретил на своем пути.Первым был директор местной школы, который заметил незаурядные технические способности Майбаха и обеспечил ему стипендию. Вторым был Готлиб Даймлер , сын пекаря из Шорндорфа, который, благодаря своим техническим навыкам, не уступающим Майбаху, сделал быструю карьеру в машиностроительной отрасли . Два дизайнера впервые встретились друг с другом в 1865 году, когда Даймлер, управлявший машинным заводом в Ройтилингене, нанял молодого Maybach. С тех пор и до преждевременной смерти Даймлера в 1900 году.они всегда работали вместе. Работая в компании Николауса Отто, они модернизировали его бензиновый двигатель , а затем создали собственную мастерскую с целью построить небольшой бензиновый двигатель для тяжелых условий эксплуатации , который заменит газовый двигатель . Через год это стало возможным, и следующими шагами было создание одного из первых в мире мотоциклов, (1885) и автомобиля (1886). Господа заказали карету, к которой добавили двигатель собственной разработки, .Так был создан , первый дизельный четырехколесный автомобиль . Через год, на этот раз совершенно самостоятельно и с нуля, они построили еще один, гораздо более технически совершенный автомобиль.

Первый автомобиль Daimler и Maybach

Maybach также изобрел карбюратор с соплом , систему ременного привода и инновационную систему охлаждения двигателя . В 1890 году Daimler преобразовал компанию в Daimler-Motoren-Gesellschaft (DMG).Долгое время она конкурировала с фирмой Бенза, которая после первых успехов последовала за ударом и в 1894 г. разработала первый серийный автомобиль - Velo 1894 г. (продано 1200 экз.), оппозитный двигатель (1896 г.) и в 1909 г. уникальный спортивный автомобиль - Blitzen (Błyskawica) с двигателем мощностью 200 л.с. объемом 21,5 л, разгоняющийся почти до 227 км/ч! В 1926 году его компания Benz & Cie объединилась с DMG. Даймлер-Бенц А.Г., наиболее известный по автомобилям Mercedes. К тому времени Бенц был на пенсии, Даймлер умер, а Майбах основал собственную компанию по производству роскошных автомобилей. Интересно, что у последнего никогда не было собственной машины, и он предпочитал передвигаться пешком или на трамвае.

Бенц "Молния"

Новаторские автомобили были настолько новаторскими изобретениями, что мгновенно завоевали популярность во всем мире. На Сене самые важные разработки и инновации изначально создавались в мастерских Panhard & Levassor, первой в мире компании, созданной исключительно для производства автомобилей.Название происходит от имен основателей — Рене Панара и Эмиля Левассора , которые начали свой автомобильный бизнес в 1887 году, выпустив автомобиль (точнее, карету) с двигателем по лицензии Daimler.

Рене Панар

Эмиль Левассор

Многие изобретения, формирующие современную автомобилизацию, можно отнести на счет обоих мужчин. Именно в их автомобилях впервые применили четырехцилиндровый двигатель, коленчатый вал соединял двигатель с трансмиссией; педаль сцепления, рычаг переключения передач, расположенный между сиденьями, передний радиатор.Однако, прежде всего, они придумали схему конструкции, которая доминировала в течение многих десятилетий после этого, то есть автомобиль с четырьмя колесами и передним двигателем, приводящим в движение задние колеса через ручную передачу, названную системой Panhard .

Двигатели
Panhard и Levassor, произведенные по лицензии Daimler, были куплены другим опытным французским инженером Armand Peugeot , и с 1891 года он начал собирать из них автомобили полностью собственной конструкции, что дало начало Peugeot.В 1898 году Луи Рено выпустил свой первый автомобиль. Этому талантливому самоучке, первоначально работавшему в небольшой мастерской, расположенной в сарае, расположенном в саду его семейного дома в Бийанкуре, мы обязаны, среди прочего, трехступенчатая коробка передач с скользящими шестернями и приводным валом , передающим мощность от двигателя в передней части автомобиля на задние колеса.

Арман Пежо

Братья Рено

После успешного создания первого автомобиля, получившего название Voiturette , Луи вместе со своими братьями Марселем и Фернаном основал компанию 30 марта 1899 года.Renault Freres (Братья Рено). Их совместная работа была, в частности, первый автомобиль с закрытым кузовом и барабанными тормозами . Во время Первой мировой войны Луи также построил один из первых в истории танков — знаменитую модель FT17 .

Также в Соединенных Штатах полчища инженеров-самоучек и дизайнеров пытались построить свои собственные автомобили, но в этот новаторский период самые важные патенты можно отнести на счет братьев Джеймса и Уильяма Паккардов, которые использовали такие технологические инновации, как как рулевое колесо в форме колеса в их автомобилях вместо румпеля, система передач «H», педаль акселератора или первый 12-цилиндровый двигатель, установленный на легковом автомобиле (Twin Six с 1916 г.).

Гоночные шедевры

Хотя достижения таких инженеров, как Бенц, Левассор, Рено и Пежо в области спортивных автомобилей были чрезвычайно важны, это был только Этторе Бугатти (1881-1947), итальянец, родившийся в Милане, но работавший на немецком, а затем на французском языке. Эльзас, до уровня механических и стилистических произведений искусства. Как и роскошных автомобилей, , потому что гоночные автомобили и лимузины были специальностью Bugatti de la maison.В 16 лет он уже установил два двигателя на трехколесный велосипед и принял участие на нем в 10 автомобильных гонках, выиграв восемь. Самыми большими достижениями Bugatti являются Type 35 , Type 41 Royale и Type 57SC Atlantic . Первый является одним из самых известных гоночных автомобилей в истории, во второй половине 1920-х годов этот красивый классический автомобиль выиграл более 1000 гонок. Производимый в семи экземплярах, 41 Royale стоил в три раза больше, чем самый дорогой на тот момент Rolls-Royce .В свою очередь, Atlantic — один из самых красивых и изысканных автомобилей в истории автомобилестроения.

Этторе Бугатти с сыном

Bugatti вместе с Alfa Romeo очень долго доминировали в ралли и гонках. В 1930-х годах к ним присоединились растущие силы Auto Union и Mercedes. Последнее связано с первой «Серебряной стрелой» — моделью W25. Однако через несколько лет этот гонщик начал терять свое преимущество перед конкурентами. Именно тогда на сцене появился новый глава гоночного отдела Mercedes Рудольф Уленхаут (1906-1989), один из самых выдающихся конструкторов гоночных и спортивных автомобилей в истории автомобилестроения.В течение года он разработал новую «Серебряную стрелу» (W125), а затем, после очередного изменения регламента, ограничивающего мощность двигателя, W154. Эта первая модель имела под капотом двигатель объемом 5663 л, вырабатывавший 592 л.с., разгонялась до 320 км/ч и до 1980-х годов оставалась самым мощным автомобилем серии Гран-при !

Рудольф Уленхаут

После многих лет военного хаоса Mercedes вернулся в автоспорт благодаря Уленхауту, шедевру, который он создал на четырех булавках, то есть машине W196 .Вооруженный многими технологическими новшествами (включая корпус из магниевого сплава, независимую подвеску, 8-цилиндровый , рядный двигатель с непосредственным впрыском, десмодромный газораспределение, т. е. такой, в котором открытие и закрытие клапанов контролируется распределительными валами), он был непревзойденный в 1954-55 гг.

Но это было не последнее слово гениального конструктора. Когда мы спросим, какой автомобиль из Штутгарта самый известный, многие наверняка скажут 300 SL «Gullwing» 1954 года.или, возможно, 300 SLR, который Stirling Moss назвал «величайшим гоночным автомобилем из когда-либо построенных». Обе машины Uhlenhaut .

«Крыло чайки» должен был быть очень легким, поэтому каркас кузова был изготовлен из стальных труб. Поскольку они опоясывали всю машину, единственным вариантом было использовать чрезвычайно оригинальную откидную дверь I. Уленхаут обладал большим гоночным талантом, но его начальство не разрешило ему участвовать в соревновании, потому что это было слишком большим риском для забота - он был незаменим.Однако, видимо, во время тест-драйвов он иногда «вытягивал» лучшие времена, чем легендарный Manuel Fangio , а однажды, опоздав на важную встречу, проехал из Мюнхена в Штутгарт за рулем знаменитого 300-сильного «Uhlenhaut Coupé» ( дорожная версия SLR -а) всего час, что и сегодня обычно занимает в два раза больше времени.

Мануэль Фанхио выигрывает Гран-при Аргентины 1955 года на автомобиле Mercedes W196R

Лучший из лучших

Фердинанд Порше

В 1999 г.Жюри из 33 автомобильных журналистов присудило Фердинанду Порше (1875-1951) звание «Автомобильный инженер 20 века» . Можно, конечно, спорить о том, заслужил ли этот немецкий конструктор самое высокое место на пьедестале почета, но вклад его в развитие автомобилестроения, несомненно, огромен, о чем свидетельствуют сухие данные - он сконструировал свыше 300 различных автомашин и получил около 1000 автомобильных патенты. У нас имя Porsche ассоциируется в первую очередь с культовой маркой спортивных автомобилей и моделью 911 , но известному дизайнеру удалось лишь заложить основы рыночного успеха компании, по сути это дело рук его сына Ферри.

Porsche
также является отцом успеха Volkswagen Beetle , который он разработал в 1930-х годах по личному запросу Гитлера. Спустя годы выяснилось, что он в значительной степени использовал проект другого отличного конструктора, Ганса Ледвинки , подготовленный для Чешских Татр. Его отношение во время войны также было морально сомнительным, потому что он охотно сотрудничал с нацистами и использовал рабский труд подневольных рабочих на заводах, которыми он руководил.

Однако на счету Порше также было много «чистых» конструкций и изобретений. Он начал свою карьеру автоконструктора, работая в венской компании Lohner & Co. Его первыми достижениями стали прототипов электромобилей — первый, известный как Semper Vivus, представленный в 1900 году, был новаторским гибридом — колеса приводились в действие электродвигателями, установленными в ступицах, а бензиновый двигатель выполнял роль генератора энергии. Вторым стал четырехмоторный автомобиль Lohner-Porsche — первый в мире полноприводный автомобиль.

В 1906 году Порше присоединился к Austro-Daimler в качестве главы конструкторского отдела и занимался гоночными автомобилями. Однако весь свой потенциал он проявил только в компании Daimler-Benz, для которой создал один из лучших довоенных спортивных автомобилей — Mercedes SSK , а в сотрудничестве с Auto Union — в 1932 году построил для них инновационный гоночный автомобиль . P-Wagen , с расположением двигателя за водителем. В 1931 году дизайнер открыл фирму, подписанную его собственным именем.Два года спустя, выполняя желание Гитлера, он начал работу над «автомобилем для народа» (нем. Volkswagen).

Другой дизайнер, родившийся в Австро-Венгрии, отобрал бы пальму первенства в постройке такого автомобиля у Фердинанда Порше. В архиве Mercedes сохранились схемы и чертежи автомобиля, построенного на трубчатой раме, и с двигателем Boxer , очень похожим на более поздний Beetle . Их автором был венгр, Бела Бареньи (1907-1997), и делал он их еще в 1920-е годы.Во время учебы, в 1960-х годах, за пять лет до того, как Порше начал работать над аналогичным проектом.

Бела Бареньи обсуждает со своими коллегами успешный краш-тест

Свою профессиональную карьеру Бареньи связал с Mercedes, но опыт он набирался в австрийских компаниях Austro-Daimler, Steyr и Adler. Его первое заявление о приеме на работу было отклонено Daimler. В 1939 году он появился для второго интервью, во время которого член правления группы Вильгельм Хаспель спросил его, что он хотел бы улучшить в линейке автомобилей Mercedes-Benz в то время.«На самом деле… все», — без колебаний ответил Бареньи и за месяц до начала Второй мировой войны принял на себя только что созданный отдел безопасности группы.

Бареньи не переоценил свои способности, так как оказался одним из самых плодовитых и гениальных изобретателей в истории. Зарегистрировано более 2,5 тысяч. патентов (в реальном выражении их было несколько меньше, т.к. в ряде случаев это был один и тот же проект, зарегистрированный в разных странах), в два раза больше, чем Томаса Эдисона .Большинство из них были разработаны для Mercedes и касались безопасности. Наиболее важные изобретения Бареньи включают стойкий к деформации пассажирский салон и зону раздавливания (патент 1952 г., впервые полностью примененный к модели W111 в 1959 г.) и безопасную разрушаемую рулевую колонку (патент 1963 г.). в 1976 году в серии W123). Он также был предшественником краш-тестов. Он способствовал популяризации дисковых тормозов и двухконтурных тормозных систем.Без сомнения, его изобретения спасли (и спасают) жизни миллионов людей.

Испытание первой зоны раздавливания

Антидеформация салона

Андре Лефевр

Французским эквивалентом Фердинанда Порше был Андре Лефевр (1894-1964), несомненно, один из самых талантливых дизайнеров в истории автомобилестроения. Citroën Traction Avant , 2CV , DS , HY – это автомобили, создавшие репутацию французского производителя, а также одни из самых важных и интересных автомобилей, когда-либо созданных. Lefèbvre отвечал за их строительство при поддержке не менее выдающегося инженера Paul Magès и выдающегося стилиста Flaminio Bertoni .

Каждый из этих автомобилей был новаторским и инновационным. Traction Avant (1934 г.) - это первый переднеприводный автомобиль серии , модель , с самонесущим однообъемным кузовом, независимой подвеской колес (разработанной Фердинандом Порше) и гидравлическими тормозами . 2CV (1949), предельно простой по конструкции, но очень универсальный, моторизованный во Франции, и со временем стал культовым и модным автомобилем. Модель DS была уникальной во всех отношениях, когда вышла на рынок в 1955 году. Она была на световые годы впереди конкурентов благодаря своему технологическому прогрессу, например, инновационная гидропневматическая подвеска обеспечивала неземной комфорт. С другой стороны, развозной грузовик HY (1947 г.) поражал не только своим внешним видом (гофрированный лист), но и своей практичностью.

Автомобильная "богиня", то есть Citroën DS

Кшиштоф Михал Юзвяк

.
Изобретение паровой машины | Энциклопедия инноваций

Паровой двигатель — это двигатель, использующий расширение и конденсацию пара для выполнения механической работы. Энергия пара использовалась во многих областях, включая производство и транспорт. В конце концов сила пара была преодолена двигателем внутреннего сгорания и электричеством.

Паровые двигатели используют для передвижения расширение и конденсацию водяного пара. Энергия пара использовалась во многих областях на протяжении всей истории.

Самая старая зарегистрированная конструкция парового двигателя принадлежит Герою Александрийскому. Он разработал устройство, которое вращалось при нагревании. Хотя он был разработан как новинка, он показал, что вы можете использовать пар, чтобы что-то делать. Впервые для откачки воды из шахты был использован пар. Томас Савери построил первый коммерческий образец, который он запатентовал в 1698 году. Несколько лет спустя Томас Ньюкомен создал еще один более эффективный водяной насос. В 1712 году он создал первую в мире атмосферную паровую машину, которую установил в угольной шахте в Англии.На момент смерти Ньюкомена было установлено 100 его двигателей.

Шотландский инженер Джеймс Уатт усовершенствовал ранние модели Newcomen, добавив отдельный конденсатор. Уатт создал двигатель, в котором использовалось меньше углерода, чем в предыдущих двигателях. Двигатель Уатта все еще был атмосферным двигателем, что ограничивало его мощность. Следующим крупным усовершенствованием стали двигатели высокого давления Ричарда Тревитика. В отличие от атмосферных двигателей Уатта и Ньюкомена, двигатели Тревитика использовали пар для привода двигателя, а не только для создания вакуума.Эти двигатели были более эффективными и имели гораздо больше применений.

До этого момента большинство заводов полагалось на энергию водяных колес, а это означало, что они должны были находиться близко к реке. Паровые машины позволяли строить заводы вдали от рек. Паровые двигатели можно использовать для запуска фабричных машин с гораздо большей скоростью. Паровые машины также использовались для транспорта. Первый локомотив был построен Тревитиком для металлургического завода Coalbrookdale в Великобритании.Пароходы и паровозы позволили людям путешествовать дальше и быстрее, чем когда-либо прежде.

Паровая технология была заменена двигателями внутреннего сгорания и бензиновыми двигателями, поскольку они более эффективны и могут работать дольше. Паровые турбины до сих пор используются во многих странах для производства электроэнергии.

Как им пользоваться?

Иллюстрированные обучающие раскадровки содержат легко усваиваемую визуальную информацию, которая стимулирует понимание и поведение.Storyboard That увлечены студенческим агентством, и мы хотим, чтобы все были рассказчиками. Раскадровки являются отличным средством для представления того, что учащиеся узнали, и для обучения других.

Используйте эти иллюстрированные руководства в качестве трамплина для индивидуальных и групповых проектов!

Назначьте термин/человека/событие каждому учащемуся для создания собственной раскадровки

Создайте собственное иллюстрированное учебное пособие

Создать иллюстрированное руководство для 90 024 человек в классе или школе

Публикация раскадровок в социальных сетях в классах и школах

Скопируйте и отредактируйте эти раскадровки и используйте их в качестве ссылок или визуализаций

https://www.storyboardthat.com/pl/innovations/silnik-parowy
© 2022 - ООО "Умные прототипы" - Все права защищены.
.90 000 Биография Этьена Ленуара. Свеча зажигания История изобретения…. Создание собственной компании
Ленуар (Ленуар)
Этьен, французский изобретатель, соавтор двигателя внутреннего сгорания... С 1838 года жил во Франции. Первоначально он работал официантом. В конце 1840-х гг. начал изобретать. В 1860 г. он сконструировал двигатель внутреннего сгорания мощностью около 8,8 кВт (12 л из ) , , представлявший собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работавшую на смеси воздуха и осветительного газа с воспламенением от внешнего источника (его КПД не превышал 4,65%).Двигатель Л. имел ряд недостатков, но первоначально получил некоторое распространение в небольших установках, в основном во Франции. На смену ему пришел более совершенный двигатель конструкции Н. Отто. Л. - автор ряда других изобретений, в частности технологии получения оттисков для гальванопластики (1851 г.), электрического тормоза (1855 г.), пишущего телеграфа (1865 г.).

Лит.: Радзиг А.А., История теплотехники, М.-Л., 1936.

Большая советская энциклопедия.- М.: Советская энциклопедия. 1969-1978 гг. .

Смотреть что такое "Ленуар" в других словарях:

Ленуар, Дени (род. 1949) Французский оператор. Ленуар, Жан (1358 1375) французский художник-миниатюрист. Ленуар, Ноэми (1979 г.р.) французская модель и актриса. Ленуар, Уильям Бенджамин (1939 2010) американец… … Википедия

Жан Жозеф Этьен (1822 - 1900) - официант ресторана в пригороде Парижа Сен-Дени, предложил сконструировать двигатель внутреннего сгорания, работающий на искровом впуске газа/воздуха (Люксембург, 1858).ЭдвАРТ. Словарь…… автомобильный словарь

- (Ленуар) Этьен (1822-1900), французский изобретатель. В 1860 году он сконструировал двигатель внутреннего сгорания мощностью около 8000 л.с. 8,8 кВт (12 л.с.). Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работавшую на… … Энциклопедия техники

Ленуар Э. - ЛЕНУАР (Lenoir) Этьен (1822-1900), француз. изобретатель. Создан, чтобы практически соответствовать внутреннему двигателю сжигание (1860) … Биографический словарь

- (1822 1900) французский изобретатель.Создал практически пригодный двигатель внутреннего сгорания (1860) … Большой энциклопедический словарь

Ленуар (Lenoir) Этьен, французский изобретатель, один из создателей двигателя внутреннего сгорания. С 1838 жил во Франции. Первоначально работал официантом … Большая советская энциклопедия

В Википедии есть статьи о других людях с этой фамилией, см. Ленуар … Википедия

В Википедии есть статьи о других людях с таким именем, см. Ленуар. Ноэми Ленуар … Википедия

В Википедии есть статьи о других людях с таким именем, см. Ленуар.Шарль Амабль Ленуар Шарль Амабль Ленуар Место рождения: Шательон, Франция … Википедия

В Википедии есть статьи о других людях с таким именем, см. Ленуар. Жан Жозеф Этьен Ленуар, фр. Жан Жозеф Этьен Ленуар … Википедия

Книги

Джой, Ленуар Фредерик. Фредерик Ленуар — французский писатель, философ и исследователь Колледжа социальных наук Франции (EHESS). Ленуар изучал философию во Фрибургском университете в Швейцарии, где...

Этьен Ленуар Ошибка Lua в модуле: CategoryForProfession в строке 52: попытка проиндексировать поле «wikibase» (нулевое значение).
Биография

С 1838 жил во Франции.

В 1860 году он сконструировал первый практически пригодный двигатель внутреннего сгорания. Мощность двигателя составляла 8,8 кВт (12 л.с.). Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работающую на смеси воздуха и осветительного газа с электроискровым зажиганием от постороннего источника.КПД двигателя не превышал 4,65%. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара приобрел некоторую популярность. Используется в качестве лодочного двигателя.

Изобрел технологию изготовления гальванических копий (1851 г.), электрический тормоз (1855 г.), телеграф (1865 г.).

Написать отзыв о статье "Ленуар, Этьен"

Литература

Радциг Александр Александрович. История централизованного теплоснабжения. - М.: Изд-во Академ. Учения СССР, 1936--430 стр.

См. также

Отрывок из Ленуар, Этьен
- Земля будет страдать долго и ужасно страдать, Изидора... Пока дело не дойдет до самой грани уничтожения. И только лучшие всегда будут умирать за это. А потом наступает время выбора… И только сами люди смогут решить, хватит ли у них сил удержаться. Мы только покажем путь.
- Ты уверен, что будет, на кого указать, Север? Возможно, тем, кто останется, будет уже все равно...
- О нет, Изидора! Человек чрезвычайно силен в своем выживании. Вы даже не представляете, насколько он силен! А настоящий Мужчина никогда не сдается...Даже если он один. Всегда был таким. И так будет всегда. Сила Любви и Сила Борьбы очень сильны на Земле, даже если люди еще этого не понимают. И всегда будет кто-то, кто направит остальных. Самое главное, чтобы этот Вождь не оказался «черным»… С самого рождения человек ищет цель. И только от него зависит, найдет ли он ее сам, или окажется тем, кому эта цель будет дана. Люди должны научиться думать, Изидора. Между тем, к сожалению, многие довольствуются тем, что о них думают другие.И пока это будет продолжаться, Земля будет продолжать терять своих лучших сыновей и дочерей, которые будут расплачиваться за невежество всех «лидеров». Вот почему я не буду помогать тебе, Изидора. И никто из нас не будет. Еще не пришло время, чтобы все было поставлено на карту. Если мы умрем сейчас, сражаясь за кучку Просветленных, даже если им пора ЗНАТЬ, то больше "знать" будет некого... Я вижу, я вас не убедил, - на лице появилась легкая улыбка. Губы Севера.— Да, ты была бы не в себе, если бы убедилась... Но я прошу тебя только об одном — уходи, Изидора! Это не ваше время и это не ваш мир!
Мне стало безумно грустно... Я понял, что и здесь проиграл. Теперь все зависело только от моей совести - соглашусь ли я уйти или буду драться, зная, что надежды на победу нет...
- Что ж, Север, я останусь... Даже если я не такой умный, как вы и ваши Великие Предки... но я думаю, если бы действительно были такие "Великие" - вы бы нам помогли, и они бы вас простили.Ну, а если нет, то, может быть, они не такие уж и «великие»!..
Горечь говорила моими устами, не давая трезво сообразить... Я не мог признаться в мысли, что ждать некого, помогите... Ну, тут же были люди, которые могли помочь, просто протянув руку. Но они не хотели. Они "защищались" благими делами, отказываясь вмешиваться... Они были УМНЫМИ... Ну, я просто слушала свое сердце. Я хотел спасти своих близких, я хотел помочь другим не потерять своих близких.Я хотел уничтожить Зло... Возможно, в "мудром" смысле я был просто "ребенком". Возможно - не дорос. Но даже если бы я прожил тысячу лет, я бы никогда не смог спокойно смотреть, как от чьей-то жестокой руки погибает невинный, красивый человек!..
ЛЕНУАР (Lenoir) Этьен (1822-1900) - французский изобретатель. Он создал практически пригодный двигатель внутреннего сгорания (1860 г.).

- Жан Жозеф Этьен, официант ресторана в пригороде Парижа Сен-Дени, предложил конструкцию двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием...
Автомобильный словарь

— Этьен, французский изобретатель, один из создателей двигателя внутреннего сгорания. С 1838 жил во Франции. Первоначально он работал официантом. В конце 1840-х гг. Я начал изобретать...

— Ленуар Этьен, французский изобретатель, один из создателей двигателя внутреннего сгорания. С 1838 жил во Франции. Первоначально он работал официантом. В конце 1840-х гг. Начал изобретать...
Большая советская энциклопедия

- живописец в Санкт-Петербурге.при Екатерине...
Большая биографическая энциклопедия

- тип. в 1779 г., умер в 1869 г. - французский химик и физик, ученик знаменитого Бертолле, профессор химии Парижского университета. и член-корреспондент института с 1819. Самая важная его работа по физике, выполненная им в …

- Французский живописец …
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

— французский драматург, участник Плеяд, возникших вокруг Ронсара.В первой трагедии Ж. — «Клеопатра в плену» — современники приветствовали возрождение античной трагедии…
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- композитор и историк музыки. Он окончил «Мануэль де Муске», начатый Хороном. Первое издание этой работы вышло в 1836 г. Из музыкально-литературных произведений Л. более известны: «Séméiologie musicale»; "Histoire générale de la musique et de la danse" ...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- композитор и историк музыки.Он окончил «Мануэль де Муске», начатый Хороном. Первое издание этой работы вышло в 1836 г. Из музыкальных и литературных произведений Л. более известен: «S émé iologie musicale» …
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- Французский археолог, он был директором Музея французских памятников, основанного в 1795 г. …
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- сын Александра Львовича, архитектора и писателя-историка изящных искусств, внесшего большой вклад в плодотворное движение археологии в 40-х годах нашего столетия...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- сын предыдущего, архитектор и писатель-историк изящных искусств, внесший большой вклад в успешное археологическое движение в 1940-е годы…
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- т.е. Ришар - французский фабрикант, сын бедного крестьянина, служил гарсоном в кафе, но потом ушел в торговлю и в 1797 году вступил в товарищество с Ленуаром, создав товарищество...
Брокгауз и Эвфрон энциклопедический словарь

- Французский писатель.Написал ряд романов: "Fils d"empereur", "L"...
Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

- писатель Без несчастья людям было бы скучно. Грусть захватывает больше, чем радость. Есть несчастные существа, у которых есть сердце страдать, но нет сердца любить...
Сводная энциклопедия афоризмов

- Этьен Этьен. Галисифицированное мужское русское имя Степан. Кто-нибудь еще, Этьен? Еще рано, мой друг... О нет, Этьен! Как говорится, не надо экономить, некоторые Тетеревниковы пьют шампанское на усмотрение. Бобора. Сыто...
Исторический словарь галлицизмов русского языка

"ЛЕНУАР (Ленуар) Этьен" в книгах

7. Этьен
Из книги Коко Шанель Автор Надеждин Николай Яковлевич
7. Этьен В тот памятный августовский вечер Габриэль спела свои песни, поклонилась и получила аплодисменты. И побежала к гардеробу переодеваться на выходе Зизи.Место девушки было на левом берегу, где ее постоянно скрывала пелена. Но Габриэль не

Этьен Бальсан
Из книги Коко Шанель. Жизнь, рассказанная самим автором Шанель Коко
Этьен Бальсан
Из книги Признания в любви. «Картина чистой красоты» [антология] Хепберн Одри
Этьен Бальсан Когда человек перестает себя уважать? Когда он делает то, за что осуждает других, или не делает того, что считает нужным. Как вернуть уважение? Вы должны убедить себя, что ваше поведение разумно.Если не можешь, делай то, что должен и не должен делать

Луи (Луи-Этьен-Жан-Франсуа) Дюваль
Из книги Петербургские ювелиры XIX века. Дни Александрова - отличное начало Автор Кузнецова Лилия Константиновна
Луи (Луи-Этьен-Жан-Франсуа) Дюваль Семейное дело теперь продолжили два других брата Дюваль, которые работали в своего рода тандеме. Однако младший из них, Луи (Луи-Этьен-Жан-Франсуа), родившийся 15/26 мая 1782 года в Петербурге, проработал в российской столице недолго.Это

ШОКОЛАДНАЯ ДЕВУШКА Жан-Этьен Лиотар
Из книги 100 замечательных картин автора Ионина Надежда
ШОКОЛАДНАЯ ДЕВУШКА Жан-Этьен Лиотар Швейцарский художник Ж.-Э. Лиотара называли «живописцем королей и прекрасных женщин». Все в его жизни состояло из счастливых случайностей и обстоятельств, которые талантливый художник, одаренный практичным умом, умело

Стефан (Этьен) Блюскай
Из книги 100 великих полководцев средневековья Автор Шишов Алексей Васильевич
Стефан (Этьен) Блюз Английский король, не без труда одержавший верх в войне со своей кузиной Матильдой и королем Шотландии Давидом I, королем Англии Стефаном Блюзом.Неизвестный художник 16 века Длинный исторический район Англии и Шотландии иногда

ЛЕВ МАНЕВИЧ: "ПОМНИТЕ: я "Этьен!"
Из книги Разведчики и резиденты ГРУ автора Кочик Валерий
ЛЕВ МАНЕВИЧ: "ПОМНИТЕ: я Этьен!" были основаны на реальных фактах и воссозданы

Этьен Маршан
Из книги 100 великих мореплавателей Автор Авадяева Елена Николаевна
Этьен Маршан Капитан французского торгового флота Этьен Маршан, возвращаясь из Бенгалии в 1788 году, встретился в порту острова Святой Елены с английским капитаном Портлоком.Разговор, естественно, зашел о трейдинге, предметах для обмена, товарах на продажу

Церковь Сент-Этьен-дю-Мон
Из книги Все о Париже Автора Белочкина Юлия Вадимовна
Церковь Сент-Этьен-дю-Мон Церковь Сент-Этьен-дю-Мон обязана своей известностью кафедре, единственной сохранившейся в Париже, и культу св. со времен революции. Церковь перестраивалась с 1492 г. и не была завершена до
г.
Этьен-Луи Буле
Из книги Афоризмов автора Ермишин Олег
Этьен-Луи Буле (1728-1799) архитектор Искусство по своей сути является наукой; это то, что мы должны увидеть в

Этьен Рей
Из книги Афоризмы автора Ермишин Олег
Этьен Рей (1880 - ?) Писатель Без несчастья людям было бы скучно.Грусть захватывает больше, чем радость. Есть несчастные существа, у которых есть сердце, чтобы страдать, но нет сердца, чтобы любить. Литературный мир прощает любой успех, кроме денег. Есть моменты в любви,

Сент-Этьен
Из книги 100 великих футбольных клубов автора Малов Владимир Игоревич
"Сент-Этьен" (Клуб основан в 1919 году) 10-кратный чемпион Франции, 6-кратный обладатель Кубка Франции, 5-кратный обладатель Суперкубка Франции Население очаровательного городка Сент-Этьен составляет менее двести тысяч, но для Франции долгое время это был главный футбол

Ленуар Этьен
Из книги Большая Советская Энциклопедия (ЛЕ) автора БСЭ
Этьен Анри
Из книги Большой словарь цитат и выражений Автор
Этьен, Анри (Estienne, Henri, 1531-1598), французский писатель 135 Если бы молодость знала, старость могла.// Si jeuness savait, si vieillesse pouvait. «Первые опыты» («Les Pr?Mices», 1594), эпиграмма 191? Герлак, стр.

БЕКЕ, Этьен
Из книги Мировая история в поговорках и цитатах Автор Душенко Константин Васильевич
БЕКЕ, Этьен (B?quet,?tienne, 1796-1838), французский журналист35 Теперь штыки стали умнее: они знают и уважают закон. // Les ba onnettes aujourd'hui sont Intelligencees Речь в палате депутатов 18 августа 1829 г. (с надеждой ультракоролевского правительства на «штыковую власть»)? Буде, стр.

Родился в Сен-Дени - пригороде Парижа. Работал официантом, затем работником эмальерной мастерской. Природа наградила Ленуара и умом, и способностями, но через газетную тарабарщину он развил наивное представление о творчестве в технике, вроде своеобразной лотереи, где все решает случай. Ему казалось, что достаточно малейших знаний и опыта, чтобы иметь право участвовать в этой игре, рассчитывая на собственную удачу. Что роль случая в творчестве крайне ограничена, что случай только помогает выйти за рамки привычного мышления, а помогает исследователю, а не первому вступающему в контакт человеку, что дела окружают всех и вся во всем мире, но остаться незамеченным - Ленуар не думал обо всем этом., не знал и не догадывался.

В середине девятнадцатого века в воздухе витала идея двигателя внутреннего сгорания. Многие изобретатели в разных странах создали опытные конструкции двигателей, работающих на смеси водорода и воздуха, на ламповом газе, на угольной пыли и даже на жидком топливе, с использованием различных горючих жидкостей.

При этом он не думал, что творческий процесс происходит главным образом в борьбе с привычным отношением к вещам, в преодолении привычного мышления и в приобретении нового взгляда, нового отношения.Со своими идеями Ленуар, наверное, навсегда остался бы пустым мечтателем, но он был настойчивым, аккуратным, энергичным, неутомимым и предприимчивым человеком.

Работая на бельгийском гальваническом заводе, Ленуар познакомился с принципами электротехники. Эксперименты Ленуара с электричеством в 1859 году привели его к идее использования электрической искры для воспламенения газовоздушной смеси. Это привело его к решению создать двигатель, использующий этот принцип. Возможно, Ленуар был знаком с произведениями Лебона.

Став владельцем небольшого цеха по производству эмалей, Ленуар понял, как небольшой промышленности нужен компактный, удобный двигатель. Ленуар начал расследование патентов на газовые двигатели, которых было обнаружено несколько десятков. Ленуар не заботился о нарушении прав изобретателей: идея газового двигателя была настолько популярна, что, казалось, уже никому не принадлежала, и речь шла лишь о создании жизнеспособной конструкции.

В 1860 году Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, работающий от газовой лампы, и он первым рекламировал и получил патент на свой газовый двигатель с искровым зажиганием.

Многие инженеры, современники Ленуара, не считали его двигатель самостоятельным изобретением, так как Ленуар сочетал в себе узлы и детали, широко применявшиеся ранее. Но двигатель Ленуара оказался первым практически работающим двигателем внутреннего сгорания, выпускавшимся серийно и получившим коммерческое продолжение.

Ленуар был счастлив. Его имя на все лады повторялось в прессе. Патент обеспечивал ему средства к существованию. Он растолстел, облысел и все больше предпочитал болтать в кофейне, чем работать на паровозе.

Вскоре Ленуару было передано несколько исков от изобретателей газовых машин. Многие, увидев успех Ленуара, вспомнили о неиспользованных патентах и подали претензии. Едва борясь с конкурентами, Ленуар продолжил работу над двигателем. Стоил появившийся в 1867 году на Всемирной выставке в Париже газовый двигатель немецкой фирмы «Отто-Дейтц» более экономичный, чем двигатель Ленуара, потому что спрос на него прекратился. Знаменитый изобретатель ушел со сцены. Забытый всеми, но сохранивший свой доход на всю оставшуюся жизнь.Ленуар умер в 1900 году.

Бельгийский механик, изобретатель двигателя внутреннего сгорания.
Родился в городке Мюзи-ла-Виль (Бельгия). Большую часть своей жизни он посвятил исследованиям в области механики, электротехники и химии. В молодости он пешком пришел в Париж, чтобы поступить в Политехническую школу и стать инженером. Не сдав экзамены, он работал официантом в кафе. Затем он устроился на предприятие Мариони, производящее медные копии знаменитых украшений, покрытых драгоценными металлами, модных в то время среди не очень состоятельных парижских мастеров.Он сделал несколько изобретений, на которые не претендовал на патенты. Он нашел эффективный способ гальваники круглых предметов, оформил на него патент и выторговал процент с владельца за его использование.

Газовый двигатель Ленуара (чертеж 1864 г.)

Получив стабильный доход и узнав о работах Дени Папена и Сади Карно, он, наконец, смог приступить к проектированию двигателя. Потратив несколько лет, я сделал рабочий экземпляр, который работал на газовой лампе с электроискровым зажиганием.24 января 1860 года он запатентовал его.

Двигатель серии Ленуар

В 1862 году он построил в Париже первую безлошадную повозку. Скорее всего, на него был установлен ранее запатентованный двигатель. Во время франко-прусской войны он принимал участие в обороне Парижа в 1870 году и за свой героизм получил французское гражданство. Жан Этьен Ленуар официально признан изобретателем двигателя внутреннего сгорания.

.
Первый автомобиль - история первого автомобиля

Первый автомобиль определенно перевернул мировую историю. Благодаря ему мы обязаны современным безопасным и функциональным автомобилям, на которых мы отвозим детей в школу или совершаем покупки. Как выглядел первый автомобиль и где он был построен?

Первая машина - история первой машины (фото.Гетти изображений)

Первый автомобиль - история

Прежде чем углубиться в историю первого автомобиля, стоит рассмотреть, какие предыдущие достижения способствовали его созданию. До создания первого автомобиля многие инженеры пытались создать машину, которая могла бы перевозить людей и грузы. Первыми образцами были самоходные машины, затем паровые и прорывные дизельные машины.

Самоходные машины первыми создали возможность движения без движущей силы лошадей. Еще в 1472 году Роберт Ватурио дал первое описание боевой машины, движущейся под действием ветра. Леонардо да Винчи тоже представил интересную идею. Это была боевая машина, на которой работали восемь человек.

К созданию подобных самоходных конструкций привлекались известные инженеры и ученые. Примером может служить голландский математик Саймон Стевин, построивший парусник на колесах вместимостью до 28 пассажиров, управление которым стало возможным благодаря задней оси.

Путем проб и ошибок математик продолжал совершенствовать свою машину, что привело к регулярным поставкам между Схевенингеном и Петтеном. Однако все описанные машины были лишь прототипами, не пригодными для безопасной перевозки людей.

Николя Жозеф Кюньо считается первым конструктором самоходной машины. Он построил паровой автомобиль, развивающий скорость 3,6 км/ч. Интересно, что по своей первоначальной конструкции он должен был служить артиллерийским тягачом французской армии.Созданное Кюньо транспортное средство, несмотря на то, что оно перевозило 4 человека, к сожалению, через 20 минут езды останавливалось, чтобы сделать перерыв еще на 20 минут, чтобы произвести нужное количество пара.

До того, как был создан первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, инженеры сначала сами проектировали двигатели. Заслуживает упоминания Этьен Ленуар, сконструировавший первый двигатель внутреннего сгорания в 1860 году. Его конструкция вдохновила коллегу-изобретателя Николауса Отто на создание четырехтактного двигателя.

Отто работал над своими прототипами не один. Ему помогали Готтиб Даймлер и Вильгельм Майбах, которые в 1883 году разработали одноцилиндровый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе в качестве груди. Новаторский двигатель был запатентован в 1885 году. Именно благодаря этому двигателю в том же году была выпущена первая машина.
.90 000 Более 100 лет назад электрические приводы имели преимущество в автомобильной промышленности. Проверяем почему не прижились тогда
На рубеже 19-20 веков из менее чем 100000 автомобилей, которые тогда ездили по американским дорогам, целых 38 проц. имел электропривод . Это может показаться удивительным, ведь сегодня, несмотря на бум на такие автомобили за рубежом, этот процент все равно не превышает 1 процента. Гужевые повозки еще несколько лет до Первой мировой войны были самыми популярными заморскими транспортными средствами.

Среди автомобилей процентов 40 было чуть больше, чем электромобилей. В то время доля бензиновых автомобилей составляла всего 22%. О том, что электропривод казался будущим автомобилестроения в начале 20 века, свидетельствует тот факт, что в то время в США насчитывалось целых 20 производителей таких автомобилей.

Довольно быстро конкуренцию электромобилям не выдержали сложные в эксплуатации паровые автомобили.По сравнению с бензиновыми автомобилями того времени, женщины предпочитали электромобили. Как вы можете прочитать в одном из выпусков New York Times за 1911 год, были тише, не выпускали выхлопных газов и не требовали вращения кривошипа при запуске.

Не вибрировали, были более надежными и почти не нуждались в текущем обслуживании .Именно электромобиль стал первым дорожным транспортным средством, развившим скорость до 100 км в час (это удалось бельгийцу Камиллу Женаци в 1899 году). Тем не менее вскоре они должны были быть полностью заменены автомобилями внутреннего сгорания.

Читайте также в BUSINESS INSIDER

Производство электромобилей первого поколения достигло своего пика незадолго до начала Первой мировой войны, затем начало снижаться до , и большую часть межвоенного периода они производились только по спецзаказу.Как отмечает Петр Пирковский, профессор Варшавского технического университета, , важным фактором, сдерживавшим распространение автомобилей внутреннего сгорания в начале 20 века, была проблема с запуском двигателя .

- Запуск бензинового двигателя был тяжелым и требовал мощности. Можно было испачкаться и рукоятка откинулась, так что это тоже было опасно, особенно с большими двигателями, — поясняет эксперт.

Двигатели внутреннего сгорания преодолели барьер развития

Прорыв произошел в 1912 году, когда Чарльз Кеттеринг изобрел стартер .С тех пор для запуска двигателя внутреннего сгорания использовался небольшой специальный электродвигатель (то есть стартер), и эта концепция используется до сих пор. С другой стороны, аккумуляторы, использовавшиеся в электрике того времени, сводились к питанию только стартера, и до сих пор они играют эту роль в автомобилях внутреннего сгорания.

- Парадоксально, но гвоздем в крышку гроба электроприводов первого поколения стал электродвигатель, использовавшийся в качестве стартера для двигателей внутреннего сгорания .Ключевой барьер в развитии двигателей внутреннего сгорания был преодолен, и производители электромобилей не смогли справиться с проблемой несовершенства тогдашних аккумуляторов, - отмечает проф. Петр Пиорковский.

Свинцово-кислотные аккумуляторы, используемые в электромобилях первого поколения, — это практически те же аккумуляторы, которые до сих пор используются для запуска автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.Они отличаются деталями конструкции и качеством изготовления, но основной принцип работы и материалы остались прежними. Изобретенная в 1859 году французским физиком Гастоном Планте , свинцово-кислотная батарея , даже после усовершенствований , была на рубеже 20-го века гораздо менее эффективной, чем литий-ионные батареи , используемые в современных электрических легковые автомобили.

- Батареи были ахиллесовой пятой электромобилей с самого начала, в основном из-за ограничений диапазона и длительного времени зарядки , - говорит проф.Петр Пиорковский.

Несовершенство аккумуляторов обескуражило промышленников

Как признал преподаватель Варшавского технологического университета, даже современные свинцово-кислотные батареи хранят в несколько раз меньше энергии, чем литий-ионные батареи аналогичного веса.А это значит, что без применяемых сейчас аккумуляторных технологий у электрики был бы в разы меньший запас хода.

Еще одной проблемой был ограниченный срок службы свинцово-кислотного аккумулятора , а его деградация ускорялась глубокими разрядами. При полной разрядке батарея выдерживала всего 150-200 циклов, а при разряде на треть - не менее тысячи.Таким образом, использование полного запаса хода автомобиля происходило за счет ускоренного износа аккумулятора. Отсутствие решений этих проблем означало, что еще до Первой мировой войны автомобильные промышленники сделали выбор в пользу технологии сгорания .

В результате электромобили теряли свою привлекательность все быстрее и быстрее, чем машины на бензине. Очень медленно строилась сеть инфраструктуры для зарядки аккумуляторов (заряжались в основном в автомастерских).Между тем, хотя первая заправочная станция была открыта только в 1905 году, через 90 003 после окончания Первой мировой войны в США их было 15 000. точек с сетью АЗС .

Генри Форд, который первым применил технологию производственных линий на своих заводах, остановил свой выбор на двигателях внутреннего сгорания .Назначив каждому рабочему только один повторяющийся этап сборки, производительность увеличилась, а производственные затраты значительно снизились. В то же время затраты на заводы по производству электромобилей, все еще работающие как мануфактуры, выросли.

Дешевая машина? Только бензин

Использование производственной линии означало, что он производился с 1908 года.Ford T был доступен массовому покупателю. Еще в году в 1912 году электромобиль стоил 1750 долларов, а бензиновый — 650 долларов. Однако, по мнению проф. Петр Пиорковски, не выбор Форда определил упадок тогдашних электроприводов, а невозможность преодоления их несовершенства.

— Даже если бы Ford сделал выбор в пользу электропривода, в тех условиях он в конечном итоге проиграл бы конкуренцию бензиновым технологиям, — отмечает эксперт.

Между тем, разница в расходах на топливо была еще больше. Открытие новых нефтяных месторождений в Техасе снизило цены на нефть более чем наполовину в период с 1899 по 1905 год. Зарядка свинцово-кислотных аккумуляторов стоила около 20 центов за кВтч, а заправка галлона бензина стоила всего 5 центов.Это означало, что проехать то же расстояние на бензиновом автомобиле было даже в несколько раз дешевле, чем на электрическом .

— И в этом случае это было скорее результатом снижения популярности электромобилей, чем его первоначальной причиной, — отмечает проф. Петр Пиорковский.

Как он объясняет, если бы электромобили можно было использовать для зарабатывания денег, улучшение доступности нефти можно было бы также использовать для производства электроэнергии на электростанциях, работающих на жидком топливе.В конечном счете, первое поколение электроприводов в автомобильной промышленности было вытеснено расширением дорожной сети США.

Расширение дорог кануло в лету электромобили

С длительным временем зарядки для электромобилей, но, прежде всего, с малым запасом хода (они могли проезжать 50-65 км на одной зарядке со скоростью 24-32 км в час) они работали относительно хорошо, пока сеть хороших дорог ограничивалась городами и местечками .

- Расстояния между городами в США были намного больше, чем дальность пробега электромобилей того времени. У автомобилей с двигателем внутреннего сгорания этой проблемы не было. Расширение дорог, соединяющих города, оказалось смертельным для аккумуляторных автомобилей, - комментирует проф. Петр Пиорковский.

Если бы в начале 20 века можно было развивать автомобилестроение на основе электроприводов, не было бы у нас сейчас такой проблемы с изменением климата? Маловероятно, потому что электричество в то время производилось в основном за счет сжигания угля.Как добавляет преподаватель Варшавского технологического университета, небольшое количество автомобилей в то время не влияло на климат так существенно, как около миллиарда автомобилей сегодня.

- Электрическая тяга в начале 20 века была быстро освоена теми видами транспорта, преимущественно коллективного, которые могли питаться от электрической тяги вместо аккумуляторов, такими как железные дороги, трамваи, метро или троллейбусы , - отмечает ученый.

Он добавляет, что использования электромобилей в частном транспорте пришлось ждать изобретения достаточно эффективных аккумуляторных технологий. Основное преимущество электродвигателей заключается в том, что гораздо более эффективны, чем дизельные двигатели . В то время как во втором случае обычно можно использовать дюжину или около того процентов для тяговых целей., столько в первом - даже 75 процентов. энергия, запасенная в топливном баке или аккумуляторе.

Необходимо помнить, что каждая потеря энергии не только способствует изменению климата, но и означает финансовые потери для пользователя автомобиля . Отсюда борьба инженеров и конструкторов за каждый дополнительный процент эффективности. Означает ли это, что на этот раз от двигателей внутреннего сгорания придется отказаться? По мнению проф.Piotr Piórkowski , вероятно, нет, пока они переходят на водород .

- При сжигании водорода не выделяется CO2, но при использовании этой технологии придется преодолеть многочисленные проблемы, такие как выбросы оксидов азота и ускоренная коррозия. Прежде всего, им придется выдержать жесткую конкуренцию со стороны топливных элементов.Это не произойдет быстро, обычные двигатели внутреннего сгорания останутся с нами на несколько лет, например, в гибридных приводах, — прогнозирует проф. Петр Пиорковский.
.90 000 самых важных изобретений, изменивших мир. Новаторские достижения изобретателей
Сейчас наша жизнь намного проще, чем когда-либо прежде. Это обусловлено, в частности, изобретения, созданные руками человека. О каких величайших достижениях человечества должен знать каждый?

Важнейшие изобретения - их создание подняло человечество на более высокий уровень

На протяжении всей истории человечества постоянное развитие кажется естественным. Творческое изобретение человечества является неотъемлемой частью нашего существования. Именно это позволяет нам расправлять крылья и совершенствоваться каждый новый день – делать свою жизнь проще, приобретать новые, недоступные ранее места или вещи. Сегодня мы постараемся рассмотреть самые важные изобретения, которые были созданы рукой человека. Мы понимаем, что такой список можно расширить до сотен страниц, но мы поставили перед собой цель перечислить самые важные из них.

Перечисленные ниже достижения человеческих технологий являются вехами в истории человечества. Их прибытие ознаменовало огромный скачок в развитии всего вида. Список, конечно же, остается открытым, надеемся, что в скором времени его можно будет расширить за счет более памятных открытий и изобретений. Но приступим к делу!

См. также: Что такое Антикитерский механизм? Для чего это было? Это прототип компьютера?

Бумага

Согласно археологическим исследованиям, бумага была известна человечеству уже в году как минимум с 8 года до н.э.CE Возможно, что и раньше, т.к. во II веке до н.э., но исторические источники не совсем согласны с этой датой. Его изобретателем считается Цай Лунь, китайский канцлер при императорском дворе, который примерно в 105 г. в поисках новых, более удобных для письма материалов, он открыл способ использования бумаги ручной выделки с использованием полос шелковой и льняной ткани.
Цай Лунь вошел в историю благодаря своему вкладу в технологию производства бумаги | Источник: википедия.org
На материале было легко писать, он был легким и занимал мало места. Следующие прорывные моменты были в 8 веке, когда бумага стала популярной в арабских землях, а затем в 12 и 13 веках, когда в кругу латинской культуры были созданы первые бумажные фабрики, и началось производство в европейских странах распространять.

Процесс производства бумаги ускорился после введения т.н. Голландский (устройство для измельчения массы в процессе производства бумаги), а с 1867 г., благодаря Генриху Фельтеру и Иоганну Маттеусу Фойту, которые разработали машину для производства машинной бумаги на основе целлюлозы. Именно с этого момента его производство стало массовым.
Включите JavaScript, чтобы использовать виджет Morele.net.
Типография Гутенберга

Иоганн Гутенберг был немецким ремесленником, ювелиром и печатником 15-го века, и, прежде всего, создателем первого в мире метода промышленной печати. Неизвестно, когда именно были сделаны первые отпечатки , но они датируются 1930-ми годами.или 40-е годы 15 века.

Подобные сомнения касаются времени, когда Гутенберг впервые использовал подвижный шрифт — здесь указывает на 1440 или 1450 год. Гутенберг разработал собственную версию шрифтов, которые он сделал из металла. Он также сконструировал литейную машину, в которой впервые использовал сменные штампы. Кроме того, он сконструировал свой вариант печатного станка, а также создал первое крупное издательство, из которого, в числе прочих, его вневременная публикация «Библия Гутенберга», напечатанная между 1452–1455 гг. Все это сводится к тому, что деятельность Гутенберга была новаторской и способствовала быстрому развитию книгопечатания в Европе.
Гутенберг наблюдает за работой в своей типографии
Паровой двигатель

Существуют разногласия относительно того, чье изобретение является паровой машиной. Одни считают его англичанином Томасом Ньюкоменом, который построил первую атмосферную паровую машину, начав работу над ней в конце XVII века, а затем запатентовав ее в 1705 году.

Другие считают, что звание изобретателя паровой машины принадлежит Джеймсу Уатту, который в 1763 году усовершенствовал изобретение Ньюкомена, утверждая, что его конструкция полна недостатков. Независимо от того, кто из них, по нашему мнению, был настоящим изобретателем, стоит отметить, что усовершенствования Уатта сделали паровой двигатель провозвестником промышленной революции.

Интересно, что применительно к современности Уатт разработал расчет, согласно которому работа двигателя определялась как работа одной лошади, применив термин «паровая лошадь», который в девятнадцатом веке, с развитием двигатели, эволюционировавшие в известные нам «лошадиные силы».
Паровой двигатель Джеймса Уатта (1736-1819) положил начало колоссальному скачку человечества, известному как промышленная революция
Двигатель внутреннего сгорания

Изобретение, истоки которого можно проследить до 1878 года, когда немец-самоучка Николаус Отто сконструировал первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на легком газе, а оказался прототипом современного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

С тех пор прогресс в области двигателей внутреннего сгорания был стремительным. В 1879 году появились первые бензиновые двигатели, а в 1886 году появился первый автомобиль : немецкий инженер Карл Бенц снял с лафета дышла и заменил их колесом, а бензиновый двигатель собственной конструкции.

Еще один прорыв произошел два года спустя, в 1897 году, благодаря Рудольфу Дизелю, который инициировал создание дизельных двигателей. Именно он разработал первый работающий двигатель с воспламенением от сжатия.Также стоит упомянуть 1927 год, когда Джеймс МакКечни изобрел ТНВД, что положило начало очень быстрому развитию легких двигателей с воспламенением от сжатия.
Двигатель Николауса Отто - прадедушка всех четырехтактных двигателей | Источник: wikiwand.com
Телеграф

Мы находим несколько имен, имеющих отношение к этому изобретению: Клод Шаппе, который изобрел оптический телеграф в 1791 году, Самуэль фон Земмеринг, который в 1809 году сконструировал первый проводной телеграф, пригодный для практического использования, или дуэт Карла Фридриха Гаусса и Вильгельма Вебера, которые в В 1833 году они построили электромагнитный игольчатый телеграф.Мы также многим обязаны Чарльзу Уитстону и Уильяму Фотергиллу Куку, которые построили первый электрический телеграф в 1837 году, используя пять проводов для направления указателя в приемнике, который указывал на разные буквы алфавита.

Хотя многие изобретатели патентовали разные варианты этого устройства, основные заслуги приписываются Сэмюэлю Морзе как изобретателю электрического телеграфа и его популяризатору одновременно. Все благодаря тому, что он изобрел простой для изучения алфавит, символы которого можно передавать по телеграфу, и который сохранился до наших дней.
Телеграф Морзе | Источник: en.wikipedia.org
Вакцины

Прорывное изобретение, оцененное по достоинству. Британский врач Эдвард Дженнер был первым, кто написал в истории в этой области, разработав первую в мире вакцину в 1796 году. Он заметил, что у людей, работающих с крупным рогатым скотом, оспа не развивается, но развивается более легкая форма болезни. Итак, он провел эксперимент, в ходе которого 8-летнему мальчику был введен вирус коровьей оспы, в результате чего он прошел болезнь в легкой форме и также стал устойчивым к оспе. Этот случай считается первой иммунизацией человека.

Следующим прорывом стала разработка французским химиком и микробиологом Луи Пастером вакцины против сибирской язвы и бешенства — первой вакцины, разработанной в лаборатории. В 1885 году Пастер ввел 9-летнему мальчику, укушенному больной бешенством собакой, вакцину, которая спасла ребенку жизнь.
Эдвард Дженнер в процессе вакцинации ребенка. Дженнер основывал свое исследование на работе другого английского врача — Томаса Димсдейла, заложившего основы вакцины почти за три десятилетия до него | Источник: проводной.ком
Самолет

Все началось с Леонардо да Винчи, который, вдохновленный наблюдением за полетом птиц , сконструировал первый дельтаплан в 15 веке. Заслуги также заслуживают немецкий конструктор Отто Лилиенталь, который в последнее десятилетие девятнадцатого века пилотировал первый «планер» (правда, не совсем так, как мы можем себе представить сегодня), а в 1890 году французский инженер Клеман Адер построил аэроплан с крыльями летучей мыши, пролетевший 50 метров.

Однако считается, что разработчиками первого самолета были два американца, братья Орвилл и Уилбур Райт. Они построили самолет с поршневым двигателем и в 1903 году совершил первый управляемый полет, который длился 12 секунд. В этот же день они совершили еще три полета, самый продолжительный из которых длился 59 секунд. Они также показали, что их прототип полностью управляем, что положило начало эре самолетов.
Орвилл Райт на одном из многих рейсов
Антибиотики

Исследователем, внесшим значительный вклад в разработку антибиотиков, был Джон Паркинсон, , который служил королевским травником в Англии 17-го века.Он был первым, кто научно доказал противоинфекционные свойства плесени, использование которой он рекомендовал при лечении бактерий.

Большой вклад в разработку антибиотиков следует также отнести немецкому ученому Паулю Эрлиху, который в начале 20 века открыл сальварсан, препарат, эффективный при лечении сифилиса. Настоящая эра антибиотиков началась намного позже, однако, в 1928, годах, когда Александр Флеминг открыл пенициллин.

Он заметил, что случайное заражение субстрата плесенью Penicillium chrysogenum угнетало рост культур бактерий рода Staphylococcus. Вскоре после открытия пенициллина появились и другие антибиотики: природные, полусинтетические и синтетические, что ознаменовало очередной прорыв в медицине.
Александр Флеминг за работой в своей лаборатории. О своем великом достижении он скромно говорил, что это природа произвела пенициллин, он его только открыл
Полупроводники

История полупроводников начинается в 1874 году, когда немецкий ученый Карл Фердинанд Браун обнаружил, что некоторые кристаллы проводят электричество только в одном направлении, но не нашли применения этому явлению.Свой вклад в разработку внес и индийский изобретатель Джагадиш Чандра Бозе, который в 1894 году использовал германиевый кристалл в радиоприемнике.

В последующие годы чистота кристаллов была выделена как ключевой фактор качества полупроводникового эффекта, и это знание было соответствующим образом использовано для дальнейших экспериментов. Германий использовался в 1940-х годах, и через некоторое время было обнаружено, как получать кристаллы кремния хорошего качества, что привело к полупроводниковому диоду , который проводил ток в одном направлении.Это, в свою очередь, позволило создать транзистор.
Вся электротехническая промышленность сегодня построена на полупроводниках
ARPANET

ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network) — прародительница Интернета , первая сеть, основанная на распределенной архитектуре и протоколе TCP/IP. Работа над ним началась в 1958 году по инициативе Пентагона, и созданный в таком виде родоначальник интернета изначально был секретным военным проектом правительства США и предназначался для передачи данных только между несколькими компьютерами.

Долгое время помогал в работе ученым (первоначально четырем), которым помогал в общении на расстоянии, между университетами. Первое сообщение было отправлено сетью ARPANET 29 октября 1969 года между компьютерами Калифорнийского и Стэнфордского университетов. В последующие годы к сети подключалось все больше университетов, а на рубеже 1980-х и 1990-х годов были созданы WWW-сервисы. После этого было выдано разрешение на использование Интернета в коммерческих целях, а остальное известно, как получилось.
Карта, показывающая сеть ARPANET с марта 1972 года. Так начинался современный Интернет почти 50 лет назад | Источник: wikimedia.org
Вышеупомянутые вехи человеческой науки и техники представляют собой памятник, показывающий, чего может достичь сила разума. Я надеюсь, что наш список скоро пополнится новыми новаторскими открытиями и изобретениями. Что вы считаете величайшим достижением человечества? Комментарии в вашем распоряжении!
Включите JavaScript, чтобы использовать виджет Morele.сеть. .
Смотрите также

Поклейка автовинила

Буксует сцепление камаз

Центральный кшм

Пропан или метан

Машина сама набирает обороты

Главная пара это

Составляющие машины

Можно ли заливать воду вместо антифриза летом

Захлопнулась дверь в автомобиле

Как прокачивать амортизаторы

Компрессор чертеж