15Авг

Создание двигателя внутреннего сгорания: История двигателя внутреннего сгорания

Содержание

История двигателя внутреннего сгорания

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 двигателя внутреннего сгорания

Вы можете изучить истории возникновения и развития известнейших мировых автокомпаний

История создания двигателя внутреннего сгорания, конструкция и принцип работы двигателя, поршневого двигателя внутреннего сгорания, конструкция блока цилиндра, его неисправности и ремонт

История создания двигателей внутреннего сгорания:

Еще в те далекие годы ученые, инженеры многих стран работали над открытиями в различных областях науки: химии, физике, механике. Так, в 1799 году, Филипп Лебон – французский инженер, открыл светильный газ. Светильный газ он получил из древесины и угля путем сухой перегонки. Открытие послужило началом развития техники освещения.

В 1801 году он разработал свою конструкцию газового двигателя. Работа двигателя основывалась, опять же, на свойствах открытого им газа. Газ, в смеси с воздухом при нагревании, воспламенялся, горел с выделением огромного количества тепла и расширялся. Эту энергию он использовал в своем первом двигателе. Конструкция его двигателя состояла из двух компрессоров и смесительной камеры. Один компрессор закачивал сжатый воздух, второй – светильный газ из газогенератора. Смесь газов направлялась в рабочие цилиндры, расположенные по обе стороны от поршня. Смесь поочередно воспламенялась, то в одном цилиндре, то — в другом. Это открытие послужило предпосылкой создания двигателя внутреннего сгорания. Но воплотить свою идею о создании двигателя внутреннего сгорания он не успел. В 1804 году он погиб. Его идею разработали другие изобретатели.

Конструкции двигателей внутреннего сгорания, в последующие годы, разрабатывались учеными в зависимости от использования горючих веществ — топлива.

В 1877 году Август Отто, немецкий изобретатель, разработал новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

В конце XIХ века появились двухцилиндровые двигатели.

С начала XX века — четырёхцилиндровые.

В зависимости от вида топлива, используемого в двигателе, автомобили делятся на:

— автомобили с карбюраторными двигателями, работающие на легковоспламеняющемся жидком топливе – бензине

— автомобили с дизельными двигателями, работающие на тяжелом жидком дизельном топливе

— автомобили, работающие на сжатом или сжиженном газе, хранящиеся на автомобиле в баллонах.

Двигатели внутреннего сгорания бывают:

1. Поршневые.

2. Роторные.

3. Газотурбинные.

4. Роторно-поршневые.

5. Комбинированный двигатель внутреннего сгорания.

6. RCV.

 
Мы будем говорить о поршневых двигателях внутреннего сгорания.

1. О конструкции двигателя внутреннего сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания – поршневой

Двигатели внутреннего сгорания состоят из основных конструктивных узлов:

1. Цилиндра с поршнем – камера сгорания.

Где, пары топлива смешанные с воздухом, воспламеняются от электрической искры, сгорают, нагреваются, расширяются, создают давление и перемещают поршень. Химическая энергия топлива превращается в механическую энергию.

2. Кривошипно-шатунного механизма.

Служит для преобразования прямолинейного, возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение коленчатого вала.

В него входят:

— блок цилиндров с головкой, поршни с кольцами, поршневые пальцы, шатуны,

коленчатый вал, маховик, картер.

3. Газораспределительного механизма.

Служит для своевременного впуска в цилиндры свежего заряда горючей смеси и выпуска отработанных газов.

Состоит из:

— впускных и выпускных клапанов с пружинами, деталями их крепления, толкателей, направляющих втулок клапанов и толкателей, распределительного вала, распределительных шестерен.

4. Системы охлаждения.

Предназначена для отвода тепла от деталей двигателя, нагревающихся при его работе.

В нее входят:

— рубашка охлаждения блока, головки цилиндров, радиатор, насос, вентилятор,

водораспределительная труба, термостат, соединительные шланги, краники слива жидкости, жалюзи и указатель температуры охлаждающей жидкости.

5. Системы смазки.

Служит для подачи масла к трущимся поверхностям деталей двигателя, частичного охлаждения их и очистки масла.

К ней относятся:

— поддон картера, маслоприемник, масляный насос, масляные фильтры грубой и тонкой очистки, масляный радиатор, указатель давления масла, трубопроводы и каналы.

6. Системы питания.

Предназначена для подвода топлива, очистки и подачи воздуха к карбюратору, приготовления горючей смеси, подвода ее к цилиндрам и отвода из них отработавших газов.

К системе питания относятся:

— топливный бак, фильтр отстойник, насос, карбюратор

7. Системы зажигания.

Служит для образования электрической искры и воспламенения ее в цилиндрах двигателя.

2. О принципе работы поршневого двигателя внутреннего сгорания.

Для объяснения принципа работы двигателя возьмем цилиндр с поршнем. Поршень, в не рабочем состоянии, свободно перемещается внутри цилиндра. Соединим его с кривошипом вала при помощи шатуна. В цилиндр введем заряд горючей смеси. Воспламеним этот заряд (пары топлива смешанные с воздухом) электрической искрой. При быстром сгорании топлива, газы нагреваясь, расширяются, создают давление и перемещают поршень. Шатун, шарнирно связан одним концом с поршнем, другим концом шарнирно закреплен на шейке кривошипа коленчатого вала. При перемещении поршня, весь узел поворачивает коленчатый вал и закрепленный на его конце маховик. Прямолинейное перемещение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала и маховика. Чтобы поршень работал постоянно, необходимо постоянно впускать заряд. Для этой цели в верхней части цилиндра имеются два отверстия: впускное и выпускное. Эти отверстия перекрываются поочередно клапанами. Маховик очень тяжелый. Он помогает не останавливаться поршню до нового воспламенения смеси.

После расширения газов клапан выпускного отверстия при движении поршня вверх открывается, и отработавшие газы выталкиваются наружу. Коленчатый вал продолжает вращаться, перемещает поршень вниз. В освобождаемой части цилиндра создается разряжение. Открывается впускной клапан впускного отверстия и цилиндр заполняется новой порцией заряда горючей смеси. Полезная работа создается только при новом цикле, когда происходит сгорание горючей смеси, то есть, когда поршень в верхнем положении и сжимает пары горючей смеси.

Верхнее и нижнее положения поршня – это мертвые точки. Движение поршня вверх – вниз – это ход поршня. За один ход поршня коленчатый вал поворачивается на 180 градусов, то есть пол-оборота.

Процессы, происходившие внутри цилиндра за один ход поршня, называются тактом.

Пространство внутри цилиндра над поршнем, при положении поршня в верхней части цилиндра (мертвой точке), называется камерой сгорания.

Пространство, освобождаемое при движении поршня вниз (нижнюю мертвую точку) называется рабочим объемом цилиндра.

В многоцилиндровых двигателях сумма рабочих объемов всех цилиндров называется литражом двигателя и выражается в литрах.

Полным объемом цилиндра называется сумма рабочего объема плюс объем камеры сгорания.

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия.

Чем больше степень сжатия, тем выше экономичность и мощность двигателя вследствии уменьшения тепловых потерь и уменьшения давления на поршень.

Снижение тепловых потерь достигается уменьшением внутренней поверхности камеры сгорания.

Среднее давление на поршень повышается за счет увеличения температуры и скорости сгорания рабочей смеси при ее большом сжатии.

И так выяснили:

— что принцип работы одноцилиндрового двигателя состоит из выполнения одного такта рабочего хода, при котором происходит сгорание рабочей смеси и расширение газов

— что, для этого процесса необходимы три подготовительных такта: впуск, сжатие, расширение и выпуск — четыре такта

— что блок цилиндра или цилиндров, является основной деталью двигателя.

3. О блоке цилиндра, как основном узле двигателя.

Цилиндры в блоке могут быть расположены вертикально, в один ряд, в два ряда, V – образно под углом 90 градусов.

Блок цилиндров отливают из чугуна или алюминиевого сплава. В этой же отливке выполняются: картер, стенки рубашки охлаждения, окружающей цилиндры двигателя, впускные и выпускные каналы, заканчивающиеся гнездами клапанов, и клапанная коробка, где размещается часть деталей газораспределительного механизма. Внутренняя поверхность цилиндров служит направляющей для поршней.

Цилиндр растачивают под требуемый размер, а затем шлифуют. Эта поверхность называется зеркалом цилиндра. Цилиндры могут выполняться и в виде вставных гильз, омываемых охлаждающей жидкостью. Такие гильзы называются мокрыми. Нижняя часть гильз имеют уплотнительные кольца. Вверху уплотнение достигается за счет прокладки головки цилиндров. Для продления срока службы двигателей в верхнюю часть, наиболее изнашивающуюся часть цилиндров, запрессовываются короткие тонкостенные гильзы из кислотоупорного чугуна. Сверху блок закрыт головкой цилиндров, изготовленной из алюминиевого сплава.

Крепятся головки цилиндров к блоку шпильками с гайками, а их герметичность, с помощью металлоасбестовой прокладки.

Поршни отливаются из алюминиевого сплава. Поршни имеют цилиндрическую форму. Состоит из головки с днищем и направляющих стенок (юбки). На цилиндрической части головки поршня выточены канавки для поршневых колец.

В головку залита чугунная кольцевая вставка с прорезью для верхнего компрессионного кольца. Над верхней канавкой сделана кольцевая вытачка для уменьшения передачи тепла от днища поршня к кольцам, для предохранения от их пригорания.

В направляющих стенках имеются два прилива – бобышки с отверстиями для установки поршневого пальца. Ось отверстия под поршневой палец смещена в сторону распределительного вала для уменьшения качания поршня в верхней мертвой точке и снижения шума при работе. В юбке, в нижней ее части, есть выемка для прохода противовесов коленчатого вала при вращении.

Для предотвращения заклинивания при нагреве между рабочей поверхностью цилиндра и поршнем есть зазор. Диаметр головки поршня делают меньшим, так как он нагревается больше, чем стенки поршня.

Для уменьшения зазора между поршнем и цилиндром в прогретом состоянии и предотвращения стука в холодном двигателе направляющие стенки поршней делаются овальной формы, или П – образные разрезы, или Т – образные, или косые разрезы. Большая ось овала ставится в плоскости действия боковых сил и меньшей осью в плоскости поршневого пальца. Для правильной установки поршней при сборке на днище выбита с надписью «вперед».

Для ускоренной приработки поршней к цилиндру их покрывают тонким слоем олова.

Поршневые кольца служат для предотвращения прорыва газов в картер двигателя и снятия излишек масла со стенок цилиндра. Изготовляются кольца из чугуна или стали и имеют замок (разрез). Они упругие, поэтому плотно прилегают к стенкам цилиндра. Кольца устанавливают на поршень разрезами в разные стороны.

Поршневой палец служит для шарнирного соединения поршня с шатуном. Палец – пустотелый, цилиндрической формы. Наружный слой пальца закален с нагревом токами высокой частоты для повышения износостойкости. Палец удерживается от осевого смещения стопорными пружинными кольцами, установленными в вытачках бобышек поршня. Такое крепление поршневого пальца называется плавающим и позволяет ему во время работы двигателя, поворачиваться вокруг оси в бобышках поршня и в верхней головке шатуна.

4. О неисправностях цилиндра, поршня, поршневых колец и пальцев, признаках неисправностей и их устранениях.

1. Двигатель не развивает полной мощности.

Причины:

— уменьшение компрессии в результате нарушения уплотнения прокладки головки цилиндров при слабой или неравномерной затяжке гаек крепления.

Устранение неисправности:

а) ключом раскрутить гайки на шпильках

б) вынуть шпильки

в) тщательно очистить поверхность разъема

г) прокладку натереть порошкообразным графитом

д) заменить металлоасбестовую прокладку

е) провести операцию сборки в обратном порядке с равномерной затяжкой гаек. Затяжку гаек производить от центра, постепенно перемещаясь к краям

— пригорание колец в канавках поршня из за отложения смолистых веществ, приводит к перерасходу топлива.

Устранение неисправности:

а) проверить рукой или компрессометром компрессию в цилиндрах:

Для проверки компрессии рукой, вывернуть свечи зажигания, кроме проверяемого цилиндра. Вращать коленчатый вал пусковой рукояткой. По сопротивлению проворачиванию во время такта сжатия, опытные проверяют, судят о компрессии.

Проверить компрессию с помощью компрессометра. Для этого, прогреть двигатель. Вывернуть свечи. Полностью открыть дроссель и воздушную заслонку карбюратора. Установить резиновый наконечник компрессометра в отверстие для свечи. Вращать коленчатый вал двигателя в течении 2 – 3 секунд. Компрессометр дает показания. В исправном двигателе величина давления конца сжатия в пределах 7,0 – 8,0 килограмм на один квадратный сантиметр.

б) выпустить воду

в) отсоединить шланги

г) снять приборы, укрепленные на головке цилиндров, и, отвернув гайки, осторожно отделить головку цилиндров, используя металлическую полоску

д) удалить отложения смолистых веществ с помощью скребка из мягкого металла. Перед удалением смолистых веществ, чтобы не повредить поверхность поршня, смочить керосином

е) заменить кольца

ж) вновь собрать узел

з) проверить компрессию двигателя

и) пригорание колец можно устранить и без разборки двигателя. На ночь залить в каждый цилиндр смесь из 20 г, состоящей из равных частей денатурированного спирта и керосина

— износ, поломка, потеря упругости колец

Устранение неисправности:

а) проделать те же операции по определению компрессии двигателя

б) проделать те же операции по разборке узла, что и при удалении отложений смолистых веществ, без применения керосина

г) заменить поврежденные кольца.

— отложение нагара на днищах поршней и стенках камеры сгорания

Причины этой неисправности приводят к перегреву двигателя, увеличению расхода топлива, к потере мощности.

Устранение неисправности:

б) выпустить воду

в) отсоединить шланги

г) снять приборы, укрепленные на головке цилиндров, и, отвернув гайки, осторожно отделить головку цилиндров, используя металлическую полоску

д) удалить нагар:

Удаляется нагар с днищ поршней поочередно, когда поршни устанавливаются в цилиндрах в крайние верхние положения. Соседние цилиндры надо закрыть чистой ветошью. Нагар удалять скрепками из мягкого металла, чтоб не повредить поверхность очищаемых деталей. Для размягчения нагара смачивают керосином. Нагар в камере сгорания удаляют также.

е) вновь собрать узел

ж) проверить компрессию двигателя

— износ, поломка, потеря упругости колец

Устранение неисправности:

а) проделать те же операции по определению компрессии двигателя

б) проделать те же операции по разборке узла, что и при удалении отложений смолистых веществ или нагара, без смазки керосином, просто заменой исправными кольцами

— обрыв шпилек, повреждение резьбы шпилек, повреждение резьбы гаек

а) заменить шпильки и гайки

— износ рабочей поверхности цилиндра. Вызывает перерасход топлива, дымный выпуск отработавших газов.

Устранение неисправности:

а) разборка узла, выше указанным способом

б) отправка на восстановление до нужных размеров диаметра цилиндра в специализированные участки или замена новым.

2. Стуки в двигателе.

Причины:

— увеличение зазора в результате износа или повреждения поверхностей поршней, цилиндров, поршневых пальцев и втулок, коренных и шатунных подшипников, выплавление баббитового слоя вкладышей подшипников. Стук во время пуска и работе холодного двигателя, признак увеличения зазора между поршнем и цилиндром. Резкий металлический стук, который прослушивается на всех режимах работы двигателя, говорит об увеличении зазора между поршневыми пальцами и втулками. Увеличение стука при резком повышении оборотов коленчатого вала двигателя указывает на повышенный износ коренных и шатунных подшипников. Если более глухой стук – это износ коренных подшипников. Резкий, не прекращающийся стук в двигателе, который сопровождается падением давления, «говорит» о выплавлении или большом износе слоя баббита во вкладышах подшипников.

Устранение неисправности:

Прослушивание двигателя для определения причин стуков производится с помощью стетоскопа. Пользование этим прибором требует большого навыка.

Создание дизельного двигателя внутреннего сгорания

Первые идеи создания двигателей внутреннего сгорания (ДВС) относятся к XVII веку. Так, в 1 680 году Гюйгенс предлагал построить двигатель, работающий за счет взрывов заряда пороха в цилиндре. К концу XVIII — началу XIX веков относится ряд патентов связанных с преобразованием тепла органического топлива в работу в цилиндре двигателя.

Дизельный двигатель
Источник: Wikipedia.org

Однако первый двигатель подобного типа, пригодный для практического использования, построен и запатентован Ленуаром (Франция) в 1860 году. Двигатель работал на светильном газе, без предварительного сжатия, и имел КПД около 3 %.

В 1876 г. немецкий инженер Отто создал 4-тактный газовый двигатель, который был в 2 раза экономичнее двигателей Ленуара.

В 70-80-е годы XIX века началось широкое практическое применение бензиновых двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работавших по циклу быстрого сгорания. С 1885 года началась постройка автомобилей с бензиновыми ДВС. Большой вклад в развитие этого типа двигателей внесли Карл Бенц, Роберт Бош (Германия), Даймлер (Австрия). Имели развитие эти двигатели и в России — капитан русского флота И. С. Костович построил в 1879 году самый легкий в то время двигатель для дирижабля мощностью 80 л. с. с удельным весом 3 кг/л. с., намного опередив немецких инженеров.

Следующим этапом в развитии ДВС явилось создание так называемых «калоризаторных» двигателей, в которых топливо воспламенялось не от электрической искры, от раскаленной детали в цилиндре. Такие двигатели начали строить в начале 90-х годов XIX века.

В 1892 году Рудольф Дизель, инженер фирмы МАН (Германия), получил патент на устройство нового двигателя внутреннего сгорания (патент № 67207 от 28 февраля 1892 года). В 1893 году им была выпущена брошюра “Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели”. В «рациональном» двигателе предполагалось давление сжатия — 250 атмосфер ат, КПД — 75 %, работа — по циклу Карно (подвод тепла при МАН в Аугсбурге была сделана попытка построить такой двигатель. Работами руководил сам автор. При этом выяснилась невозможность реализации идеи – на угольной пыли двигатель работать не мог, сгорание при T = const осуществить не удалось. В 1894 году построен 2-й двигатель, способный работать без нагрузки непродолжительное время. Более удачным оказался 3-й двигатель постройки 1895 года. В нем отказались от основных предложений Р. Дизеля – двигатель работал на керосине, распыливание топлива производилось сжаты воздухом, сгорание – при постоянном давлении p = const, предусматривалось водяное охлаждение цилиндров.

Официальным испытаниям в феврале 1897 года был предъявлен лишь 4-й двигатель, имевший мощность около 20 л. с., давление сжатия 30 ат и КПД 26-30 %. Такой высокий КПД не достигался ранее ни в одном тепловом двигателе.

Костович у своего двигателя
Источник: Wikipedia.org

Цикл нового двигателя значительно отличался от описанного в патенте и в брошюре. В нем осуществлялись ранее известные и апробированные в других опытных двигателях принципы — предварительного сжатия воздуха в цилиндре, непосредственной подачи топлива в конце такта сжатия, самовоспламенения топлива и т. д. Отличия построенного двигателя от 1-го патента и использование идей других изобретателей послужили причиной многих выпадов против Р. Дизеля, его многочисленных судебных тяжб и финансовых затруднений.

Вероятно, это и дало повод к трагической гибели Р. Дизеля перед началом 1-й мировой войны. Тем не менее, в честь признания заслуг Р. Дизеля в создании нового двигателя и его широком внедрении в промышленности и транспорте двигатель с воспламенением топлива от сжатия получил название «дизель».

В 1988 году Петербургский механический завод фирмы “Людвиг Нобель” (впоследствии завод “Русский дизель”) купил лицензию на производство новых двигателей. Была поставлена цель – обеспечить работу двигателя на дешевом топливе – сырой нефти (вместо дорогого керосина, применявшегося на Западе). Эта задача была успешно решена – в январе 1899 года был испытан первый дизель, построенный в России, мощностью 20 л. с. при частоте вращения 200 об/мин.

Русские инженеры решили многие конструктивные вопросы дизелестроения, придали деталям ту конструкцию, которая впоследствии стала общепринятой. Были решены и вопросы, связанные с применением дизелей на судах. В 1903 году вступил в строй первый в мире теплоход «Вандал», танкер озерного типа грузоподъемностью 820 т с тремя нереверсивными 4-тактными двигателями суммарной мощностью 360 л. с. В 1908 году построен первый в мире морской теплоход — танкер «Дело» (впоследствии «В. Чкалов») водоизмещением 6 000 т с двумя дизелями по 500 л. с. для плавания в Каспийском море. Следом за заводом «Л. Нобель» к производству дизелей приступили Коломенский и Сормовский заводы.

Человек, который построил первый дизельный двигатель
Источник: Wikipedia.org

Благодаря успехам дизелестроения в России дизели стали называть одно время «русскими двигателями». Россия сохраняла ведущее положение в судовом дизелестроении вплоть до 1-й мировой войны. Так, до 1912 года во всем мире было построено 16 теплоходов с мощностью главных дизелейОбслуживающие системы главного дизеля более 600 л. с.; из них 14 построено в России. Даже в 20-е годы, несмотря на большие разрушения народного хозяйства в период 1-й мировой и гражданской войн, в нашей стране были созданы и выпускались судовые малооборотные крейцкопфные двигатели марок 6 ДКРН 38/50, 4ДКРН 41/50 и 6ДКРН 65/86 агрегатной мощностью соответственно 750, 500 и 2 400 л. с.

Преимущественное распространение в мировой практике от начала использования до середины 30-х годов прошлого века имели компрессорные дизели, в которых топливо подавалось в цилиндр с помощью сжатого до высокого давления воздуха. Как правило, в качестве главных использовались малооборотные крейцкопфные 2-х или 4-тактные дизели, часто двойного действия, мощность которых доходила до 10-15 тысяч элс. Продувка 2-тактных ДВС осуществлялась поршневым продувочным насосом, приводимым от коленчатого вала или от электродвинателя.

Идея бескомпрессорного дизеля, в котором топливо подается в цилиндр в мелко распыленном виде за счет предварительного сжатия топлива до высокого давления, запатентована в 1898 году студентом Петербургского технологического института Г. В. Тринклером (впоследствии профессором Горьковского института инженеров водного транспорта). Эта идея получила широкое развитие лишь в 30-е годы, когда была создана достаточно надежная топливная аппаратура для непосредственного впрыска топлива с помощью насосов высокого давления.

Первый двигатель Рудольфа Дизеля
Источник: Wikipedia.org

Особенно быстрое развитие дизелестроения наблюдалось после 2-й мировой войны. Преимущественное распространение в качестве главного двигателя на судах транспортного флота получил малооборотный крейцкопфный 2-тактный реверсивный бескомпрессорный дизель простого действия, работающий непосредственно на винт. В качестве вспомогательных двигателей использовались и используются по сей день среднеоборотные тронковые 4-тактные дизели.

В 50-е годы прошлого века ведущие дизелестроительные фирмы развернули работы по форсировке двигателей с помощью газотурбинного наддува, испытанного и запатентованного инж. Buchi (Швейцария) еще в 1925 году. В малооборотных 2-тактных двигателях благодаря наддуву среднее эффективное давление в цилиндре pe было поднято от 4-6 бар (начало 50-х годов) до 7-8,3 бар в 60-е годы при значении эффективного КПД двигателей до ηe = 38-40 %. В 70-е годы при дальнейшей форсировке двигателей наддувом среднее эффективное давление в цилиндре было увеличено до 11-12 бар; максимальные диаметры цилиндров достигли 1 050-1 060 мм при ходе поршня 1 900-2 900 мм и цилиндровой мощности до 3 700-4 400 кВТ (5 000-6 000 элс).

В настоящий период промышленность поставляет на мировой рынок судовые малооборотные двигатели со средним эффективным давлением в цилиндре pe = 19,2-20,0 бар, с диаметром цилиндров до D = 960-1 080 мм и ходом поршня до S = 3 150-3 420 мм. Мощность в одном цилиндре достигла значения 5,72-7,35 тысяч кВт, агрегатные мощности достигли величины Ne = 80 080-103 000 кВТ (108 000-140 000 элс) при эффективном КПД до 48-52 %. Таких показателей экономичности не добивались ни в одном тепловом двигателе.

У среднеоборотных 4-х тактных двигателей в 50-е годы среднее эффективное давление pe лежало в пределах 6,75-8,5 бар. В 60-е годы pe было увеличено до 14-15 бар. В 70-80-е годы все ведущие дизелестроительные фирмы достигли уровня pe 17-20 бар; в опытных двигателях получено pe 25-30 бар. Максимальный диаметр цилиндра составил D = 600-650 мм, ход поршня S = 600-650 мм, максимальная цилиндровая мощность N = 1 100-1 200 кВт (1 500-1 650 элс), эффективный КПД 42-45 %. Примерно такие показатели предлагаются на рынке среднеоборотных 4-тактных двигателей и сегодня.

Тенденция к более широкому использованию среднеоборотных двигателей в качестве главных на судах морского флота проявились в 60-е годы. В какой-то степени это было связано с успехами фирмы Пилстик (Франция), создавшей двигатель РС-2 высокой конкурентоспособности, а также с потребностями развития специализированных судов, выдвигавших ограничение по высоте машинного отделения. В последующем двигатели этого типа были созданы и другими фирмами — V 65/65 Зульцер-МАН, 60М Митсуи, ТМ-620 Сторк, ВяртсиляНасосы двигателей Вяртсиля 46 и др. Дальнейшее совершенствование среднеоборотных судовых двигателей идет по пути увеличения хода поршня, форсировки наддувом, повышения экономичности рабочих циклов и экономичности эксплуатации путем использования все более тяжелых остаточных топлив, снижения вредных выбросов с выхлопными газами в окружающую среду.

Судовой дизельный двигатель Вяртсиля
Источник: Wikipedia.org

Малооборотный 2-тактный дизель остается наиболее распространенным главным двигателем современных морских судов. При этом в результате острой конкурентной борьбы на рынке этого класса двигателей остались лишь 3 конструкции — фирмы Бурмейстер и Вайн (Дания) и Зульцер (Швейцария). Прекратили выпуск малооборотных двигателей подобной конструкции фирмы МАН (Германия), Доксфорд (Англия), Фиат (Италия), Гетаверкен (Швеция), Сторк (Голландия).

Фирма Бурмейстер и Вайн создала в 1981 году ряд высокоэкономичных длинноходовых двигателей типа МС. Однако фирма не могла преодолеть финансовых затруднений и уступила контрольный пакет акций фирме МАН. Объединение MAN-B&W продолжает совершенствовать двигатели ряда МС, предлагая потребителям крейцкопфные двигатели с диаметром цилиндров от 260 до 1 080 мм и с отношением хода поршня к диаметру, равным S/D = 2,8; 3,2 и 3,8.

Фирма Зульцер, создав в начале 80-х годов достаточно высокоэффективный ряд двигателей типа RTA, тем не менее, из года в год сокращала их выпуск. В 1996 и 1997 гг. фирма вообще не получила заказов на двигатели RTA. Как итог, контрольный пакет акций фирмы Нью Зульцер Дизель был куплен фирмой Вяртсиля (Финляндия).

Дальнейшее совершенствование малооборотных крейцкопфных дизелей идет по пути их форсировки наддувом, уменьшения удельного веса, повышения надежности, увеличения срока службы между вскрытиями, использования самых тяжелых остаточных топлив, снижения вредных выбросов в окружающую среду. Учитывая ограниченность запасов жидкого нефтяного топлива на земле, проводятся исследовательские работы по использованию угольной пыли в качестве топлива в цилиндре малооборотного дизеля.

Последние достижения мирового дизелестроения – создание электронно управляемых двигателей (“Intelligent Engines“), в которых отсутствует распределительный вал, рабочий процесс в цилиндрах управляется с помощью компьютера, индивидуального для каждого цилиндра. Успешны испытания электронной системы управления рабочим процессом в цилиндре в условиях эксплуатации были впервые проведены в 2000 году на главном двигателе MAN-B&W 6L60MC теплохода “Bow Cecil” дедвейтом 37 500 т. В марте 2001 года приведены испытания судна из новостроя – танкера класса VLCC дедвейтом 314 500 т с двумя двигателями MAN-B&W 7S60MC постройки Hyundai Heavy Industries, Корея. Оба двигателя оснащены электронной системой управления топливоподачей и газораспределения, как и главный дизель т/х “Bow Cecil“.

В сентябре 2001 года были успешно проведены ходовые испытания балкера дедвейтом 47 950 т “Gypsum Centennial” с главным двигателем Sulzer 6RT-flex58T-B мощностью 11 275 кВт при 93 об/мин.

Двигатель – полностью электронно управляемый, с системой топливоподачи “обще-распределительного (аккумуляторного) типа. Программа развития производства Vartsila-Sulzer предусматривает выпуск 10 типов двигателей с электронным управлением, покрывающих диапазон мощностей от 5 100 до 80 080 кВт.

В России современные малооборотные дизели выпускаются с 1959 года на Брянском машиностроительном заводе по лицензии фирмы Бурмейстер и Вайн. Двигатели устанавливаются как на российских судах, так и на судах иностранной постройки.

Дальнейшее совершенствование малооборотных крейцкопфных двигателей идет по пути их форсировки наддувом, уменьшения удельного веса, повышения надежности, увеличения срока службы между вскрытиями, использования самых тяжелых остаточных топлив, снижения вредных выбросов в окружающую среду. Учитывая ограниченность запасов жидкого нефтяного топлива на земле, проводятся исследовательские работы по использованию угольной пыли в качестве топлива в цилиндре малооборотного дизеля.

Сноски

Sea-Man

КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ДВИГАТЕЛЕЙ

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2. История создания и развития двигателей внутреннего сгорания. История создания и развития двигателей внутреннего сгорания

Похожие главы из других работ:

Анализ деятельности нефтяной компании ОАО «Самотлорнефтегаз»

1.1 История создания и развития ОАО «Самотлорнефтегаз»

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

Анализ деятельности унитарного муниципального предприятия «Нижнеудинский хлебозавод»

1. История создания, основные этапы развития предприятия

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

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

1. История создания предприятия

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

Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания

2.1 Классификация двигателей внутреннего сгорания

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

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

1.5.1 Доокисление отработанных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС)

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

История возникновения современных бульдозеров

1. История создания

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

История создания и развития двигателей внутреннего сгорания

1.Общие сведения о двигателе внутреннего сгорания

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

Коррозийно-механическое изнашивание оборудования

Коррозионно-механическое изнашивание цилиндро-поршневой группы двигателей внутреннего сгорания

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

Проект реконструкции моторного участка в условиях ООО «Автоэкспресс»

1.1 История создания и развития предприятия

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

Проектирование рабочего органа скрепера

1.1 История создания скреперов

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

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

2.1.1 Классификация гильз двигателей внутреннего сгорания

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

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

2.1.2 Конструкция гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания

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

Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240

Глава I. Термодинамические циклы двигателей внутреннего сгорания

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

Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240

Глава II. Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240

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

1.1 Место расположения, история создания и развития предприятия

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

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.

Необычные двигатели внутреннего сгорания. Самые необычные двигатели внутреннего сгорания Все самое интересное о двигателе внутреннего сгорания

Двигатель — одно из основных составляющих автомобиля. Без изобретения двигателя автомобилестроение, скорее всего, остановилось в развитии сразу же после изобретения колеса. Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.

Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели.

Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали «пирэолофор». В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах.

Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения — 1858. Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель — добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин.


Ж.Ж.Этьен Ленуар

Устройство было крайне несовершенным — сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства.

В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час.

В 1873 году еще один инженер — Джордж Брайтон — смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность.

В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию.


Николас Отто

В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только на бумаге.

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

Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал .

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

Всего будет 8 фот.

1) Форма поршня!
Она не строго цилиндрическая как кажется на первый взгляд. Проще говоря: если смотреть сбоку — форма бочкообразная (как правило), если смотреть сверху — овал! Это связано с термическим расширением металла при нагревании. Поршень нагревавется во время работы и становится правильной формы.


2) Иногда случаются такие вещи как «кулак дружбы» Это когда шатун или поршень пробивают блок цилиндров и улетучиваются очень далеко) Гнутся шатуны и т.д. Причин этому много..Одна из них залипает в максимальном положении рейка ТНВД двигатель раскручивает на нереальные обороты и силами инерции в итоге «разрывает на части»


3) или так


4) Самыми большимы двигателями являются судовые! И вот один из них и его показатели:
Диаметр цилиндра — 960мм
Колличество цилиндров — 14
Обьем одного цилиндра — 1820 л
Мощность — 108920 лс
Максимальные обороты 102 об/мин (при таких размерах это даже много)


5) Давление в топливной системе дизеля может достигать до 2000 атм (современные двигатели) Связано это с тем что в дизеле впрыск происходит в конце такта сжатия когда давление в цилиндре уже довольно большое! Кстати первый ТНВД придумал Роберт Бош


6) Один из недостатков ДВС ограничение по максимальным оборотам! Максимальное значение 20 — 26 тыс об/мин. Больше никак нельзя чисто физически… На высокооборотистых форсированных двигателях выпускные коллекора нагреваются до красна! (например в болидах Ф1)


7) Максимальна температура рабочего тела (газа) в камере сгорания достигает до 2000 град по цельсию! Как же не плавится там все на свете? Дело в том что эта температура носит циклический характер, и сам металл до такой температуры не нагревается, она не успевает передаться в полной мере от газа к металлу.


8) Коленвавл во время работы не касается вкладышей! В это заложен принцып масляного клина. Принцип работы подшипников скольжения! Максимальный износ двигателя по подшипникам скольжения — при пуске, остановке, и резких набросах нагрузки. Вот почему так важен показатель давления масла! Такие большие двигателя как например тепловозные при возмозности не глушат! Если например поезд приехал на вокзал утром а отправляться вечером то дизель не глушат! Так как при остановке и пуске износ будет больше чем если проработает весь день в холостую, разве что топлива сожрет…


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

Леонардо и здесь руку приложил

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

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

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

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

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

Инженерия и теория

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Руль принимают легендарные немцы

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

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

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

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

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

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

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

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

Отец основатель автоиндустрии

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

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

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

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

Вывод

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

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

Сядьте в лодку с грузом в виде большого камня, возьмите камень, с силой отбросьте его от кормы, — и лодка поплывет вперед. Это и будет простейшая модель принципа работы ракетного двигателя. Средство передвижения, на котором он установлен, содержит в себе и источник энергии, и рабочее тело.


Ракетные двигатели: факты


Ракетный двигатель работает до тех пор, пока в его камеру сгорания поступает рабочее тело – топливо. Если оно жидкое, то состоит из двух частей: горючего (хорошо горящего) и окислителя (повышающего температуру горения). Чем больше температура, тем сильнее вырываются газы из сопла, тем больше сила, увеличивающая скорость ракеты.


Ракетные двигатели: факты

Топливо бывает и твердым. Тогда оно запрессовывается в емкость внутри корпуса ракеты, служащую одновременно и камерой сгорания. Твердотопливные двигатели проще, надежнее, дешевле, легче транспортируются, дольше хранятся. Но энергетически они слабее, чем жидкостные.

Из применяющихся в настоящее время жидких ракетных топлив наибольшую энергетику дает пара «водород + кислород». Минус: чтобы хранить компоненты в жидком виде, нужны мощные низкотемпературные установки. Плюс: при сгорании этого топлива образуется водяной пар, так что водородно-кислородные двигатели экологически чистые. Мощнее них теоретически только двигатели со фтором в качестве окислителя, но фтор – вещество крайне агрессивное.

На паре «водород + кислород» работали самые мощные ракетные двигатели: РД-170 (СССР) для ракеты «Энергия» и F-1 (США) для ракеты «Сатурн-5». Три маршевых жидкостных двигателя системы «Спейс Шаттл» также работали на водороде и кислороде, но их тяги все равно не хватало, чтобы оторвать сверхтяжелый носитель от земли, — пришлось для разгона использовать твердотопливные ускорители.

Меньше по энергетике, но проще в хранении и использовании топливная пара «керосин + кислород». Двигатели на этом топливе вывели на орбиту первый спутник, отправили в полет Юрия Гагарина. По сей день, практически без изменений, они продолжают доставлять на Международную космическую станцию пилотируемые «Союзы ТМА» с экипажами и автоматические «Прогрессы М» с топливом и грузами.

Топливную пару «несимметричный диметилгидразин + азотный тетраоксид» можно хранить при обычной температуре, а при смешивании она сама воспламеняется. Но это топливо, носящее имя гептил, очень ядовито. Уже которое десятилетие оно применяется на российских ракетах серии «Протон», одних из самых надежных. Тем не менее, каждая авария, сопровождающаяся выбросом гептила, превращается в головную боль для ракетчиков.

Ракетные двигатели единственные из существующих помогли человечеству сначала преодолеть притяжение Земли, затем отправить автоматические зонды к планетам Солнечной системы, а четыре из них – и прочь от Солнца, в межзвездное плавание.

Существуют еще ядерные, электрические и плазменные ракетные двигатели, но они либо не вышли из стадии проектирования, либо только начинают осваиваться, либо неприменимы при взлете и посадке. Во втором десятилетии XXI века подавляющее большинство ракетных двигателей – химические. И предел их совершенства практически достигнут.

Теоретически описаны еще фотонные двигатели, использующие энергию истечения квантов света. Но пока еще нет даже намеков на создание материалов, способных выдержать звездную температуру аннигиляции. А экспедиция к ближайшей звезде на фотонном звездолете вернется домой не ранее чем через десять лет. Нужны двигатели на ином принципе, чем реактивная тяга…

Вечный двигатель (или Perpetuum mobile) — воображаемая машина, которая, будучи единажды приведенной в движение, сама по себе удерживается в этом состоянии сколь угодно долго, совершая при этом полезную работу (КПД больше 100 %). На протяжении всей истории лучшие умы человечества пытаются сгенерировать такое устройство однако в даже в начале 21 века вечный двигатель — это всего лишь научный проект.

Начало истории интереса к понятию вечный двигатель можно просдедить уже в греческой философии. Древние греки были буквально очарованы кругом и считали, что по круговым траекториям движутся как небесные тела так и человеческие души. Однако небесные тела движутся по идеальным окружностям и потому движение их вечно, а человек не способен «проследить начало и конец своей дороги» и тем самым осужден на смерть. О небесных телах, движение которых было бы действительно круговым, Аристотель (384 — 322 до н.э., величайший философ античной Греции, ученик Платона, воспитатель Александра Македонского) говорил, что они не могут быть ни тяжелыми, ни легкими, так как эти тела «не способны приближаться к центру или удаляться от него естественным или вынужденным образом». Это заключение привело философа к главному выводу, что движение космоса — это мера всех других движений, так как оно одно является постоянным, неизменным, вечным.

Августин Блаженный Аврелий (354 — 430) христианский теолог и церковный деятель также описывал в своих трудах необычную лампу в храме Венеры, испускающую вечный свет. Пламя ее было мощным и сильным и его не могли загасить дождь и ветер, несмотря на то, что лампу эту никогда не заправляли маслом. Данное устройство по описанию можно также считать своего рода вечным двигателем, так как действие — вечный свет — обладало неограниченными во времени постоянными характеристиками. В летаписях также есть информацию о том, что в 1345 г. на могиле дочери Цицерона (известного древнеримского правителя, философа) Туллии был найден похожий светильник и дегенды утверждают, что он испускал свет без перерыва около полторы тысячи лет.

Однако самое первое упоминание о вечном двигателе датируется примерно 1150 г.. Индийский поэт, математик и астроном Бхаскара описывает в своем стихотворении необычное колесо с прикрепленными наискось по ободу длинными, узкими сосудами, наполовину заполненными ртутью. Ученый обосновывает принцип действия устройства на различии различии моментов сил тяжести, создаваемых жидкостью, перемещавшейся в сосудах, помещенных на окружности колеса.

Уже примерно с 1200 г. проекты вечных двигателей появляются в арабских летаписях. Несмотря на то, что арабские инженеры использовали собственные комбинациями основных конструктивных элементов, главной частью их устройств оставалось большое колесо, вращавшееся вокруг горизонтальной оси и принцип действия был сходен с работой индийского ученого.

В Европе первые чертежи вечных двигателей появляются одновременно с введением в обиход арабских (по своему происхождению индийских) цифр, т.е. в начале XIII века. Первым европейским автором идеи вечного двигателя считается средневековый французский архитектор и инженер Вийяр д»Оннекур, известный как строитель кафедральных соборов и создатель целого ряда интересных машин и механизмов. Несмотря на то, что по принципу действия машина Вийяра сходна со схемами, предложенными арабскими учеными ранее, отличие заключается в том, что вместо сосудов со ртутью или сочлененных деревянных рычагов Вийяр размещает по периметру своего колеса 7 небольших молоточков. Как строитель соборов, он не мог не отметить на их башнях конструкцию из барабанов с прикрепленными к ним молоточками, которая постепенно заменяла в Европе колокола. Именно принцип действия таких молоточков и колебания барабанов при откидывании грузов навели Вийяра на мысль об использовании аналогичных железных молоточков, установив их по окружности колеса своего вечного двигателя.

Французский ученый Пьер де Марикур, занимавшийся в то время опытами с магнетизмом и исследованием свойств магнитов,через четверть века после появления проекта Вийяра, предложил иную схему вечного двигателя, основанную на использованиив то время практически не известных магнитных сил. Принципиальная схема его вечного двигателя напоминала скорее схему вечного космического движения. Возникновение магнитных сил Пьер де Марикур объяснял божественным вмешательством и потому источниками этих сил считал «небесные полюса». Однако он не отрицал того обстоятельства, что магнитные силы всегда проявляют себя там, где поблизости присутствует магнитный железняк, поэтому эту взаимосвязь Пьер де Марикур объяснял тем, что данный минерал управляется тайными небесными силами и воплощает в себе все те мистические силы и возможности, которые помогают ему осуществлять в наших земных условиях непрерывное круговое движение.

Знаменитые инженеры эпохи возраждения, среди которых были знаменитые Мариано ди Жакопо, Франческо ди Мартини и Леонардо да Винчи, также проявляли интерес к проблеме вечного двигателя, однако не один проект не был подтвержден на практике. В 17 веке некий Иоганн Эрнст Элиас Бесслер утверждал, что изобрел вечный двигатель и готов продать идею за 2 000 000 талеров. Свои слова он подтверждал публичными демонстрациями работающих прототипов. Самая впечатляющая демонстрация изобретения Бесслера произошла 17 ноября 1717 года. Вечный двигатель с диаметром вала больше 3,5 м был приведен в действие. В этот же день комната, в которой он находился, была заперта, и открыли ее только 4 января 1718 года. Двигатель все еще работал: колесо крутилось с той же скоростью, что и полтора месяца назад. Репутацию изобретателя подмочила служанка, заявив, чтоб ученый обманывает обывателей. после этого скандала интерес к изобретениям Бесслера утратили абсолютно все и ученый умер в нищите, но все чертежи и прототипы он перед этим уничтожил. На данный момент принципы действия двигателей Бесслера точно не известны.

И в 1775 г. Парижская академия наук — наивысший в ту пору научный трибунал Западной Европы — выступила против безосновательной веры в возможность создания вечного двигателя и приняла решение не рассматривать больше заявки на патентование данного устройства.

Таким образом, не смотря на появление все новых и новых невероятных, но не подтвержающих себя в реальной жизни, проектов вечного двигателя, он пока остается в человеческих представлениях лишь бесплодной идеей и свидетельством как тщетных усилий многочисленных ученых и инженеров разных эпох, так и их невероятной изобретательности…

Краткая история двигателя внутреннего сгорания

&nbsp &nbsp &nbsp Аббат Hautefeuille описал в 1678 году двигатель для подъема воды, в котором движущая сила была получена путем сжигания пороха в цилиндре и охлаждения оставшихся газов водой. Идея была аналогична той, что была выражена в ранних формах паровой машины, но Отфёй, похоже, не проводил никаких реальных экспериментов. Та же идея была предложена Гюйгенсом в 1680 году, но эксперименты, проведенные им, а затем Дени Папеном, не увенчались успехом и были заброшены, хотя они интересны тем, что представляют собой первые реальные попытки создания двигателей внутреннего сгорания.

Последовал долгий период бездействия. Открытие дистилляции газа из угля и демонстрация Мердоком в 1792 году применения угольного газа для освещения вызвали новый интерес к этому предмету. Внедрение паровой машины в коммерческих целях примерно в это же время также было мощным стимулом, хотя в течение многих десятилетий паровая машина слишком прочно укоренилась и слишком хорошо соответствовала существующим условиям, чтобы давать большие возможности для конкуренции.Примерно в 1791 году Джон Барбер объяснил в патенте, как колесо с лопастями может приводиться в движение сбрасываемым давлением отверстия рядом с лопастями. За век с четвертью, прошедшие с того дня, не построено ни одной экономичной газовой турбины.

Газовакуумный двигатель Брауна


Первым двигателем внутреннего сгорания, согласно нашим современным представлениям, был двигатель Роберта Стрита, запатентованный в Англии в 1794 году.При этом дно цилиндра нагревалось огнем, и небольшое количество смолы или скипидара выбрасывалось в горячую часть цилиндра, образуя пар. Поднимающийся поршень всасывал некоторое количество воздуха для образования взрывной смеси, а также пламени для воспламенения. Именно этот цикл позже был использован Ленуаром в первом коммерчески успешном двигателе. Около 1800 года Филипп Лебон запатентовал во Франции двигатель, использующий для воспламенения сжатый воздух, сжатый газ и электричество. Некоторые авторитеты считают, что его ранняя смерть задержала развитие двигателя внутреннего сгорания на полвека, поскольку все упомянутые функции необходимы для современных высокоэффективных двигателей, хотя они не использовались в течение трех четвертей века. после его смерти.

Двигатель внутреннего сгорания Райта


Следующим двигателем, получившим значительную известность, был двигатель Сэмюэля Брауна, получивший несколько патентов в Англии около вместо передовых идей Стрита использовались идеи Гюйгенса. Вероятно, этому способствовал успех атмосферных паровых двигателей. Двигатель Брауна состоял из ряда больших камер, в которых горячие газы, образующиеся в результате пламени, охлаждались за счет впрыска воды, создавая таким образом частичный вакуум.Рабочие поршни в цилиндрах, примыкающих к большим камерам, приводились в действие атмосферным давлением, причем все поршни были соединены с одним и тем же коленчатым валом, как показано на рис. называется двигателем внутреннего сгорания в общепринятом смысле этого слова. Изобретатель, по-видимому, был человеком значительной силы, и некоторые его двигатели были построены для перекачивания и приведения в движение экипажей и лодок. В 1833 году У. Л. Райт запатентовал в Англии двигатель, изображенный на рис.2. Газ и воздух подавались отдельными насосами в рабочий цилиндр. Заряд содержался в сферических баллонах у концов цилиндра, воспламенение происходило, когда поршень находился в конце хода. Двигатель был двухстороннего действия, с водяной рубашкой, с тарельчатыми выпускными клапанами и шаровым регулятором. Он представлял собой большой прорыв в дизайне и, вероятно, был построен, хотя никаких записей о его характеристиках не существует.

Двухтактный двигатель Барнетта


&nbsp &nbsp &nbsp В 1838 году Уильям Барнетт запатентовал в Англии двигатель, который был шагом вперед по сравнению с предыдущими типами в этой стране.Он сжимал газ и воздух по отдельности, воспламеняя смесь, когда поршень находился в конце своего хода. Третий двигатель, описанный этим изобретателем, показан на рис. 3 и интересен тем, что воплощает в себе несколько особенностей современного двухтактного двигателя. На рисунке предполагается, что поршень движется вверх, сжимая смесь газа и воздуха. Воспламенение происходит, когда поршень достигает своего верхнего положения и опускается вниз, при этом расширение происходит до тех пор, пока поршень не пройдет выпускное отверстие в середине цилиндра.Во второй половине хода насосы нагнетают газ и воздух в пространство под поршнем. Сжатие завершается рабочим поршнем, а взрыв происходит, когда поршень достигает крайнего нижнего положения. Одной из интересных особенностей этого двигателя было использование губчатой ​​платины для воспламенения, хотя Барнетт также изобрел чрезвычайно изобретательный запальный кран из горящих газовых форсунок.

Двигатель Барсанти и Маттеуччи


Известный горячетрубный способ зажигания, ставший впоследствии популярным и лишь в сравнительно недавнее время вытесненный электрическим зажиганием, был запатентован в Америке Дрейком, а позже, в 1855 г., Ньютоном в Англии.Двигатель Barsanti-Matteucci Engine, запатентованный в 1857 году, интересен тем, что он иллюстрирует тип машины, которая первой добилась настоящего коммерческого успеха, хотя это счастье не случилось с его итальянскими изобретателями. Это показано на рис. 4. Газ и воздух взрывались под поршнем, который двигался вверх и, наконец, останавливался, когда вся работа взрыва была сделана. Поршень, опускаясь под давлением атмосферы, сделал свое дело. Ленуар из Франции запатентовал в 1860 году первый двигатель, получивший широкое распространение.В целом он напоминал паровую машину двойного действия, с одним золотником на впуск и другим на выпуск. Этот двигатель был хорошо разрекламирован и получил широкое распространение, хотя его экономичность была не очень хорошей. Однако было сочтено, что этого достаточно, чтобы получить награды на выставках в Лондоне в 1862 году, в Париже в 1867 году и в Вене в 1873 году. Усовершенствование двигателя Ленуара Гюгоном принесло его изобретателю некоторую известность, но его успех был недолгим. , как новый свободнопоршневой двигатель Отто-Лангена, который был выставлен на Парижской выставке в 1867 году, опередил всех и удерживал господство на рынке в течение многих лет, за это время было построено большое количество двигателей.

Карточка двигателя Ленуара


&nbsp &nbsp &nbsp Двигатель Ленуара впускал газ и воздух на часть такта, после чего происходил взрыв, а затем расширение. Индикаторная карта для этого двигателя показана на рис. 5. Следует отметить, что все эти двигатели были двигателями без сжатия. В 1860 г. Бо де Роша сформулировал условия, необходимые для эффективности двигателя внутреннего сгорания, следующим образом:
  • 1) Наибольший объем цилиндра, имеющего данную поверхность периферии.
  • 2) Максимально возможная скорость движения.
  • 3) Максимально возможное расширение.
  • 4) Максимально возможное давление в начале расширения.

Бо де Роша также описал четыре такта, которые составляют цикл так называемого четырехтактного двигателя.

Масляный двигатель Брайтона


&nbsp &nbsp &nbsp Для американца наиболее интересной частью разработки двигателей внутреннего сгорания является та, которую Брайтон сыграл примерно с 1872 по 1874 год.Этот двигатель показан на рис. 5. Двигатель Брайтона был до некоторой степени предшественником современного дизельного двигателя. Смесь газа и воздуха сгорала при постоянном давлении и давала карту, чем-то напоминающую карту паровой машины. Этот двигатель производился некоторое время, но не мог конкурировать со свободнопоршневым двигателем Отто-Лангена по экономичности. Он был адаптирован как для газа, так и для нефти.

Ранний двигатель Отто


Знаменитый двигатель Отто был изобретен доктором Дж.Николаса Отто из Германии и был запатентован в этой стране в 1877 году. Он следует циклу, описанному Бо де Роша, ныне известному как четырехцикловый, а иногда и как цикл Отто. Сначала двигатель был известен как Otto-Silent, чтобы отличить его от свободнопоршневого двигателя, который был довольно шумным. Это сразу же поставило двигатель внутреннего сгорания на прочную основу, и продаваемые сегодня двигатели четырехтактного типа показывают лишь незначительные улучшения. Золотниковый клапан 1876 года был заменен тарельчатым, а пламенное зажигание заменено электрической искрой.В остальном цикл Отто 1876 года сохранился, и в настоящее время их производятся тысячи.

&nbsp &nbsp &nbsp Разработка дизельного двигателя для масла началась примерно в 1894 году. Как уже было сказано, этот двигатель подобен Брайтону. Воздух сжимается до давления около 500 фунтов, и в этот сильно сжатый воздух распыляется масло. Он сгорает самопроизвольно при почти постоянном давлении, за которым следует длительное расширение. Чрезвычайно высокая температура воздуха перед впрыском топлива и высокая температура, поддерживаемая во время этого впрыска, вместе с длительным расширением обеспечивают двигателю самый высокий КПД любого теплового двигателя.Дизельный двигатель был разработан настолько недавно, что нет необходимости в нем подробно останавливаться. В настоящее время он производится во всех европейских странах и в Америке, и многие американские производители, выпускающие новые двигатели, склонны перенимать черты дизеля. Газовая турбина пока находится на экспериментальной стадии. Построен ряд и, конечно, крайне интересных. Успех паровой турбины побудил многих поверить в то, что газовая турбина добьется такого же успеха.Ничего из недавнего развития нельзя сказать, чтобы поддержать эту точку зрения. Трудности на пути создания успешных газовых турбин очень велики, и хотя некоторые турбины были спроектированы и запущены в эксплуатацию, ни одна из них не показала эффективность, сравнимую с эффективностью обычных четырехтактных двигателей.

Источники информации

  • Газовый двигатель, , февраль 1914 г., стр. 69

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Блейк Кроу


11 декабря 2012 г.

Представлено в качестве курсовой работы для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2012 г.

Рис.1: Иллюстрация оригинального Ленуара двигатель. [3] (Общественное достояние.)

Проблема Америки

Америка любит двигатель внутреннего сгорания как Сердце ее автомобилей вело нас по дороге с односторонним движением к зависимость от иностранной нефти. Америка является одним из крупнейших производителей сырой нефти в мире, но мы по-прежнему импортируем огромное количество ископаемого топлива. [1] С огромные инвестиции в инфраструктуру для поддержки этих транспортных средств мы должны найти способ продолжать не только подпитывать их, но и развивать их.Электромобиль может сыграть свою роль в будущем, но это далек от того, чтобы быть автомобилем, которым может владеть средний человек. В среднем время у нас есть двигатель с низким КПД, который горит больше всего часть невозобновляемых видов топлива. [2] Имея это в виду, я смотрю на внутреннюю двигатель внутреннего сгорания по мере необходимости в течение следующих нескольких лет и посмотреть, чтобы увидеть как и где можно сделать улучшения.

Процесс

  • Современный двигатель внутреннего сгорания создает мощность с использованием четырехтактного двигателя, отсюда и название четырехтактного двигателя.То первый такт – это впуск, в котором подается топливно-воздушная смесь. впрыскивается в цилиндр из впускного отверстия, управляемого синхронизированным камера

  • Далее впуск закрывается и смесь испытывает повышение давления и температуры, цилиндр сжимает объем.

  • У Т макс и Р макс смесь воспламеняется мощной искрой, создающей и взрыв и рабочий ход.

  • Поршень захватывает часть взрывчатого вещества усилие и передает его на коленчатый вал.

  • Наконец, выхлоп выходит через другой временная камера. Как только выпускное отверстие закрывается, впускное открывается и цикл начинается заново. [2]

История

Современный двигатель внутреннего сгорания очень похож на двигатель внутреннего сгорания 100-летней давности как по материалу, так и по функциям.То выдан первый патент на устройство, очень похожее на современный двигатель внутреннего сгорания. был для некоего Жана Жозефа Этьена Ленуара бельгийским инженером. [3] Его дизайн вызвал повышенное внимание к внутреннему сгоранию двигатель. Катализатор был вскоре добавлен в начале добычи нефти в конце 19 века. [4] Реакция была взрывной с мотором управляемые тележки и, в конечном итоге, автомобили, меняющие образ жизни людей перевозили сами.

Заключение

Как мы увеличиваем добычу нефти и используем мир закончатся легкодоступные жидкие топлива.[1] Это проще всего транспортировать, например, трубопроводом, а из-за отсутствия кислород и другие тяжелые молекулы наибольшую энергию на килограмм. Есть много альтернатив топлива, но независимо от того, что они собой представляют, больше двигатели с низким расходом топлива будут иметь жизненно важное значение для эффективного использования нашего Ресурсы. Большинство основных улучшений были сделаны за столетие. привели к созданию более надежных, устойчивых и мощных двигателей. Исследования в материалы и более точные машины были в центре внимания в прошлом, но теперь мы можем проводить гораздо более впечатляющие исследования.С новым топливом E85 они смогли лучше оптимизировать двигатели. Чем больше энергии высвобождается из-за более высокой теплоты парообразования, тем может работать в двигателе на относительно бедных смесях и избегать детонации. [5] Другими преимуществами являются более высокие коэффициенты сжатия, которые могут привести к меньшие и легкие двигатели. [6] Другие способы увеличить сжатие передаточные числа — турбонаддув и суперзарядка. Оба эти метода работают получая мощность либо от выхлопных газов, либо от приводного вала и используя они увеличивают давление в ваших цилиндрах.Турбо огорчение уже давно используется как способ повысить мощность любого в сочетании с более легкими двигателями меньшего размера короткий срок службы двигателя развитие, кажется, сосредоточено на этих событиях.

© Блейк Кроу. Автор дает разрешение на копировать, распространять и отображать это произведение в неизмененном виде, с ссылка на автора только в некоммерческих целях. Все остальные права, включая коммерческие права, сохраняются за автором.

Ссылки

[1] Р. Хирш, Р. Бездек и Р. Вендлинг, «Пик мировой добычи нефти: последствия, Снижение рисков и управление рисками» (Nova Science, 2006).

[2] JB Heywood, Двигатель внутреннего сгорания Основы (Макгроу-Хилл, 1988).

[3] Э. Дж. Дж. Ленуар, «Газовый двигатель», патент США. 345596, 13 июля 1886 г.

[4] А. С. Лефон, Дж. Д. Хусар и Р. Б.Гузар, «Оценка исторических антропогенных моделей глобальных выбросов серы для период 1850-1990 гг., Atmos. Env. 33 , 3435 (1999).

[5] Р. А. Штейн, С. Дж. Хаус и Т. Г. Леоне, «Оптимальное использование E85 в двигателе с прямым впрыском с турбонаддувом», SAE Int. J. Топливная смазка. 2 , 670 (2009).

[6] J. Yi и др. , «Разработка и Оптимизация системы сгорания Ford 3,5 л V6 EcoBoost», SAE Int.J. Двигатели 2 , 1388 (2009).

История двигателей внутреннего сгорания

Видео, которое мотивировало эту публикацию, было удалено с YouTube. К счастью, хронология развития тепловых (в том числе дизельных) двигателей ссылается на видео Shell, описывающее историю дизельного двигателя, которое вы можете загрузить для просмотра (88 МБ). В видео также описываются четыре тепловых двигателя, использовавшихся до дизельного топлива: паровой с КПД 6%, масляный термометр с КПД 10%, газ (из угля) с КПД 17% и бензин с КПД 12%.Дизель написал статью о конструкции в 1892 году. Но он узнал, что со своим первым прототипом в 1893 году было трудно нагнетать топливо в сжатый воздух. Этот прототип был похож на современные термоядерные реакторы, он никогда не работал на собственной энергии. В 1894 году он научился использовать сжатый воздух для подачи топлива в цилиндр. К 1897 году у него был прототип, который работал сам по себе с КПД 27%. В видео не объясняется, кто финансировал разработку последующих прототипов. К 1900 году одноцилиндровые двигатели были в производстве, но они работали со скоростью менее 200 об/мин.Производители двигателей лицензировали патенты Diesel. Электрическая генерация привела к разработке двигателей большей мощности. К 1912 году был построен первый океанский теплоход. Сегодня [1942 г.] каждое четвертое судно имеет дизельный двигатель. К 1940-м годам также была разработана двухтактная версия. Впрыск сжатого воздуха ограничивает обороты двигателя. Потребовалось более 10 лет, чтобы довести до совершенства непосредственный впрыск, но ко времени Второй мировой войны среднеоборотные двигатели для локомотивов и высокооборотные двигатели для грузовиков, автобусов, тракторов и т. д.был разработан.
1904 — Machinefabrik Ausgburg-Nurember, также известный как MAN от DieselDuck
1912 Срок действия патента Diesel истекает в США. Появляются новые компании, которые создают свои версии двигателя. Allis-Chalmers и Nordberg в Милуоки, Fairbanks-Morse в Белойте и Worthington Cudahy — все в Висконсине, сердце молочных штатов, популярном месте для немецких иммигрантов.Кроме того, Busch-Sulzer открыла магазин в Сент-Луисе, а Winton — в Кливленде. [ДизельДак]
1913 — Рабочий позирует для этого снимка с завода MAN в Нюрнберге, Германия, из DieselDuck
GM разработала свой двухтактный дизайн вовремя, чтобы построить два прототипа Winton Model 201 мощностью 600 л.с. для выставки Century of Progress в 1933 году в Чикаго, чтобы вырабатывать электричество для своей демонстрационной сборочной линии Chevy.


Железнодорожный музей Иллинойса сохранил один из таких дизелей.
20150627 2163
Размещены записки Центральной железной дороги Иллинойса

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

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

Фотография Р. В. Балларда, коллекция Клиффа Дауни.


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

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

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

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

Дизельные двигатели особенно популярны в применениях с высокой мощностью.

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

№ 125: Первый Авто

Сегодня мы отследим первый автомобиль. Университет Инженерного колледжа Хьюстона представляет этот сериал о машинах, которые делают наши цивилизация управляется, и люди, чья изобретательность создал их.

Автомобиль является одним из те двигатели нашей изобретательности, которые всегда кажутся есть еще один антецедент. Первый Паровые дорожные транспортные средства были созданы в 18 в. век. Но раньше автомобили управлялись пружинами и сжатым воздухом. Транспортные средства, работающие от ветряные мельницы были построены до них. Леонардо да Винчи набросал самоходные транспортные средства.И 2000 лет до него Гомер писал о таких машинах.

Итак, давайте ограничим наш поиск автомобилями, управляемыми двигателям внутреннего сгорания и автомобилям, которые были фактически построен. Этот лавр обычно вручается Карл Бенц. Бенц верил во внутреннее сгорание двигатель, и он целенаправленно работал над созданием авто, управляемое одним.Ему это удалось в 1885 году. Он продал его первая трехколесная машина в 1887 году; он вошел в производство с четырехколесной моделью 1890 г .; а также сегодня компания «Мерседес-Бенц» по-прежнему очень в бизнесе.

Бенц, конечно, не был первым. Французский изобретатель Де Роша построил и автомобиль, и двигатель для вождения. это в 1862 году.Так же поступал и австриец Зигфрид. Маркуса в 1864 году. Второй автомобиль Маркуса был хорошеньким. солидная машина. В 1950 году его вытащили австрийцы из подвала венского музея. они нашли они мог бы еще погонять. Он был замурован сзади фальшивая стена, чтобы скрыть ее от немцев во время Вторая мировая война. Маркус был евреем, и у нацистов были приказы уничтожить его машину и любую литературу, описывающую Это.

Это столь же иронично, сколь безвкусно, потому что если Немец, Бенц, верил в авто, Маркус — нет. В 1898 году Маркус был приглашен в качестве почетного гостя на Австрийский автоклуб. Он ответил, позвонив всему идея автомобиля «бессмысленная трата времени и усилие.»

В поисках самого раннего автомобили с двигателями внутреннего сгорания заканчиваются в Англии в 1826.Инженер по имени Сэмюэл Браун адаптировал старую Паровая машина Ньюкомена для сжигания газа, и он ее использовал чтобы привести свою машину в действие на Шутерс-Хилл в Лондоне.

Тем не менее Бенц преуспел там, где все остальные не смогли. Историк Джеймс Флинк считает, что это потому, что просто до того, как Бенц сделал свой автомобиль, современный велосипед возникнуть. Он создал технологию легковые автомобили.И помимо этого, он также вызвало общественный спрос на индивидуальные транспорт. И именно поэтому Бенцу удалось 60 лет после создания первого автомобиля.

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

(Музыкальная тема)

Нет, Hyundai не прекращает разработку двигателя внутреннего сгорания

В праздничные дни в нескольких корейских новостных агентствах появились сообщения о том, что автогигант Hyundai закончил разработку двигателей внутреннего сгорания.Более того, в этих историях утверждалось, что Hyundai закрывает свои научно-исследовательские центры, исключая любые шансы на появление новых газовых или дизельных электростанций Hyundai в будущем. Однако, как сообщил представитель автопроизводителя Motor1 , ​​а позже нам в The Drive , ​​эти сообщения являются ложными.

«Hyundai Motor Group может подтвердить, что она не останавливает разработку своих двигателей после недавних спекуляций в СМИ», подтвердил представитель Hyundai.«Группа стремится предоставить глобальным клиентам широкий ассортимент силовых агрегатов, который включает в себя сочетание высокоэффективных двигателей и электродвигателей с нулевым уровнем выбросов».

Поэтому, если Hyundai не играет в интеллектуальные игры, не ожидайте, что нынешний урожай двигателей внутреннего сгорания Hyundai, Genesis и, конечно же, Kia станет вершиной того, что корейцы могут сделать с газом.

Если вы еще не слышали, планета нагревается, и, чтобы сдержать или хотя бы отсрочить наше коллективное уничтожение, многие страны обязались объявить вне закона продажу автомобилей с двигателем внутреннего сгорания.У большинства из них крайние сроки установлены в течение следующих нескольких десятилетий, и 2035 год является наиболее частой датой. Великобритания на борту, Япония на борту, Канада на борту, и, по состоянию на прошлый месяц, администрация Байдена также находится на борту. Имея это в виду, разработка двигателей внутреннего сгорания (применительно к легковым автомобилям потребительского класса, по крайней мере, Hyundai и другими) закончится в ближайшем будущем. Только не сейчас.

Hyundai, к слову, был в некотором роде лидером, когда речь шла о так называемых «устаревших» автопроизводителях, которые работают над электрификацией своей линейки.В настоящее время компания продает Kona Electric, гибридные версии своих ключевых моделей Tucson, Santa Fe, Elantra и Sonata, а также новый фантастический электромобиль Ioniq 5 EV. Последний также разделяет платформу с грядущими Kia EV6 и Genesis GV60.

Несмотря на все это, похоже, что у нас будет еще несколько лет восхитительно шумных автомобилей N с бензиновым двигателем, которыми мы все-таки будем наслаждаться.

Есть совет или вопрос к автору? Вы можете связаться с ними здесь: [email protected]

Hyundai прекращает разработку двигателей внутреннего сгорания

Сообщается, что Hyundai прекращает разработку двигателей внутреннего сгорания, таких как Hyundai Sonata 1.6-литровый турбированный четырехцилиндровый, выше.

Hyundai собирается стать последним автопроизводителем, отказавшимся от разработки будущих двигателей внутреннего сгорания, поскольку он быстро переходит на аккумуляторные электрические силовые установки.

Отдельные сообщения корейских СМИ указывают на то, что автопроизводитель приостановил планы по созданию автомобиля на водородных топливных элементах для бренда Genesis.

В электронном письме сотрудникам, о котором впервые сообщила Korea Economic Daily, новый руководитель отдела исследований и разработок Hyundai Чунг-Кук Пак изложил новое направление развития автопроизводителя, отметив, что «переход на электрификацию неизбежен.Наша собственная разработка двигателя — большое достижение, но мы должны изменить систему, чтобы создать будущие инновации, основанные на большом опыте прошлого».

Вакансии на линии

По данным делового издания, в настоящее время 12 000 сотрудников Hyundai работают над технологией внутреннего сгорания. Многие из них будут переведены на программы трансмиссии электромобилей, хотя неясно, найдется ли работа для всех из них.

Инженеры, которые когда-то разрабатывали двигатели ДВС, будут переведены на электромобили, такие как Hyundai Ioniq 5, см. выше.

Развитие технологии аккумуляторного привода значительно отличается от того, над чем они традиционно работали.Электродвигатели представляют собой относительно простые устройства, обычно использующие односкоростные коробки передач, а не сложные многоскоростные трансмиссии, необходимые в современных моделях с газовым двигателем. Большая часть разработки электромобилей сосредоточена на программном обеспечении, связанном с управлением.

«Эта реорганизация станет важной отправной точкой для предстоящих изменений в новом году», — сказал Пак, добавив, что «исследователи из отдела проектирования двигателей переместились в центр проектирования электрификации, и только некоторые из них могут модифицировать существующие двигатели.Центр разработки систем трансмиссии трансформируется в центр испытаний электрификации, а центр разработки характеристик трансмиссии становится центром разработки характеристик электрификации».

Грядущий переход

Большая часть программы электрификации Hyundai связана с использованием гибкой платформы E-GMP.

Вначале Hyundai полагалась на таких партнеров, как Mitsubishi, которые поставляли ей силовые агрегаты. Его первый собственный двигатель, получивший название Alpha, был запущен в 1991 году.В настоящее время она предлагает широкий спектр обычных двигателей внутреннего сгорания, а также гибриды и подключаемые гибриды. Но корейский автопроизводитель делает ставку на переход на автомобили с нулевым уровнем выбросов.

В декабре 2020 года Hyundai представила свою первую полностью электрическую платформу E-GMP, которая к 2025 году станет основой для 23 аккумуляторных электромобилей. Они будут продаваться через все три автомобильных бренда, начиная с нового Hyundai Ioniq 5. , Kia EV6 и Genesis GV60. (Несколько других электромобилей, в том числе Hyundai Kona EV и Genesis Electrified G80, будут использовать обычные платформы, модифицированные для питания от аккумуляторов.Но ожидается, что они будут постепенно прекращены по мере вступления в силу архитектуры E-GMP.)

В мае этого года автопроизводитель объявил, что инвестирует 7,4 миллиарда долларов в производство электромобилей в США. Первые продукты начнут сходить с конвейера в 2022 году.

Сообщается, что дальнейшая разработка автомобилей компании на водородных топливных элементах, таких как Hyundai Nexo, была приостановлена ​​из-за проблем с затратами.

Hyundai — последний автопроизводитель, объявивший о планах поэтапного отказа от разработки новой технологии внутреннего сгорания.Audi и Volkswagen предпринимают аналогичные краткосрочные шаги, и General Motors также меняет направление исследований и разработок.

Судьба программы топливных элементов также неясна

До сих пор корейский автопроизводитель обрисовывал в общих чертах стратегию нулевого уровня выбросов, в которой сочетались технологии аккумуляторных батарей и топливных элементов. Фактически, Hyundai в прошлом описывала электромобили как временное решение, пока водородный привод не «приживется».

Но новые отчеты вызывают вопросы о долгосрочной приверженности Hyundai системам топливных элементов.Корейское новостное издание Chosun Ilbo сообщает, что автомобиль Genesis на топливных элементах был приостановлен на неопределенный срок, и причины этого шага вызывают обеспокоенность по поводу более широкой программы Hyundai на топливных элементах.

Текущий автопроизводитель продает водородный автомобиль Nexo, использующий технологию топливных элементов второго поколения. Модель Genesis была настроена на использование системы третьего поколения, но после года разработки, как сообщает Chosun Ilbo, ни одна из ключевых целей не была достигнута. Некоторые из них являются внутренними, в частности усилия по повышению эффективности и снижению производственных затрат.

Водородное топливо трудно найти, и оно дорого стоит, что повлияло на решение Hyundai.

Назойливые проблемы

Но существует множество внешних проблем, с которыми сталкиваются все компании, надеющиеся создать рынок для автомобилей на топливных элементах, включая Toyota и Honda, а также Hyundai. Источники легкого газа по-прежнему редки, а стоимость топлива остается неизменно высокой, даже несмотря на то, что сторонники надеялись, что оно станет дешевле бензина в эквиваленте галлона.

Неясно, является ли это признаком более широкого изменения стратегии Hyundai.Год назад компания создала новую дочернюю компанию, получившую название HTWO, специально для работы над приложениями для технологии топливных элементов, в том числе не только для автомобилей и грузовиков, но и для лодок, железных дорог и самолетов.

TheDetroitBureau.com связался с Hyundai, чтобы прокомментировать оба изменения в своих планах по трансмиссии. Автопроизводитель пока не ответил.

Развитие характеристик двигателей внутреннего сгорания

Если вы планируете пройти курс междисциплинарных профессиональных программ, во время регистрации необходимо внести оплату.Ниже приведены варианты оплаты:

Оплата кредитной картой

Зарегистрируйтесь онлайн и оплатите кредитной картой.

  • Найдите курс на веб-сайте и нажмите кнопку «Зарегистрироваться сейчас» на веб-странице курса.
  • Введите всю необходимую информацию об участниках курса и информацию об оплате на странице регистрации на курс.
  • Вы получите электронное письмо для подтверждения успешной регистрации и оплаты.

Зарегистрируйтесь по телефону и оплатите кредитной картой.

  • Позвоните в отдел регистрации конференц-центра UW по телефону 608-262-2451.
  • Предоставить представителю по регистрации конференц-центра:
    • название курса, даты и/или номер курса.
    • необходимая информация об участниках курса и платежная информация.
  • Вы получите отправленный по почте документ или электронное письмо для подтверждения успешного платежа за регистрацию.

Оплата чеком

Отправьте по почте заполненную регистрационную форму и чек, подлежащий оплате UW Madison.

  • Заполните регистрационную форму (находится либо в конце брошюры курса, которую вы получили по почте, либо здесь).
  • Подготовьте чек, подлежащий оплате UW Madison.
  • Отправьте регистрационную форму и чек по адресу: Регистрационный отдел по адресу: Engineering Specialist 702 Langdon Street Madison, WI 53706
  • Вы получите документ по почте или электронное письмо для подтверждения успешной регистрации и оплаты.

Военный

Если вы используете форму SF-182, позвоните по нашему регистрационному номеру 608-262-2451 или напишите по адресу [email protected] для получения подробной информации и инструкций.

Отмена события

Мы оставляем за собой право отменить курс из-за недостаточного набора или непредвиденных обстоятельств. Если мы отменяем курс, участники будут уведомлены по электронной почте или по телефону, и им будет предоставлена ​​​​возможность полного возмещения средств или переноса их регистрации и любых уплаченных сборов на другой курс.