Різне

Історія двигуна внутрішнього згоряння

12.07.2016

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Головне пристрій будь-якого транспортного засобу, в тому числі назем-ного, є силова установка — двигун, перетворюючий різні різновиди енергії в механічну роботу.

В ході історичного розвитку транспортних двигунів хутра-ническая руху робота здійснювалася за рахунок застосування:

4) електричної і хімічної енергії;

5) сонячної та енергії.

Записи про спроби побудувати самохідні транспортні засоби перед-руху були вже в XV — XVI ст. Правда, силовими установками цих «засобів пересування» була мускульна сила людини. Однією з перших досить добре відомої самохідної установкою з «мускуль-вим двигуном» є коляска з ручним приводом безногого годинникаря з Нюрнберга Стефана Фарфлера, яку він спорудив у 1655 р.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Найбільшу популярність в Росії отримала «самобеглая коляска», побудована в Петербурзі селянином Л. Л. Шамшуренковым в 1752 р.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Ця коляска, цілком місткий для пере-перевезення кількох осіб, приводився в рух мускульною силою двох осіб. Перший педальний металевий велосипед, близький по конструкції до сучасних, був виготовлений кріпосним селянином Верхотрусского повіту Пермської губернії Артамоно-вим на рубежі XVIII та XIX ст.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Найдавнішими силовими установками, правда, не транспортні-мі, є гідравлічні двигуни — водяні колеса, приво-дящиеся в рух потоком (вагою) падаючої води, а також вітряні двигуни. Сила вітрів з давніх часів використовувалася для руху вітрильних суден, а значно пізніше і роторних. Використання вітру в роторних судах здійснювалося за допомогою вертикальних обертових колон, які замінили вітрила.

Появу у XVII ст. водяних двигунів, а пізніше і парових зіграло важливу роль у зародженні і розвитку мануфактурного виробництва, а потім і промислової революції. Проте біль-ликі надії винахідників екіпажів самохідних по застосуванню перших парових двигунів для транспортних засобів не спр-лися. Перший паровий самохід вантажопідйомністю 2,5 т, побудований-ний у 1769 р. французьким інженером Жозефом Каньо, вийшов дуже громіздким, тихохідним і вимагає обов’язкових осту-новок через кожні 15 хвилин руху.

Тільки наприкінці XIX ст. у Франції були створені дуже удач-ві зразки самохідних екіпажів з паровими двигунами. Почи-ва з 1873 р. французький конструктор Адеме Більш побудував неско-лько вдалих парових двигунів. У 1882 р. з’явилися парові автомобілі Діон-Бутона,

Історія двигуна внутрішнього згоряння

а в 1887 — автомобілі Леона Серполе, якого називали «апостолом пара». Створений Серполе котел з плоскими трубками представляв досить досконалий парогенера-тор з майже миттєвим випаровуванням води.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Парові автомобілі Серполе конкурували з бензиновими автомобілями на багатьох гонках і швидкісних змаганнях аж до 1907 р. Разом з тим вдосконалення парових двигунів у якості транспортних двигунів триває і сьогодні в напрямку зниження їх масогабаритних показників і підвищення коефіцієнта поліз-ного дії.

Удосконалення парових машин і розвиток двигунів внут-рішнього згоряння у другій половині XIX ст. супроводжувалося по-тортурами ряду винахідників використовувати електричну енергію для транспортних двигунів. Напередодні третього тисячоліття Рос-ся відзначила сторіччя з дня використання міського наземного електричного транспорту трамвая. Трохи більше ста років тому, в 80-е роки XIX ст. з’явилися і перші електричні авто-мобілі. Їх поява пов’язана з створенням в 1860-е роки свинцевих акумуляторів. Проте занадто велика питома маса і недо-статочная ємність не дозволили електромобілям взяти участь в конкуренції з паровими машинами і газобензиновыми двигун-приятелями. Електромобілі з більш легкими і енергоємними срібно-цинковими акумуляторами також не знайшли широкого застосування. У Росії талановитий конструктор В. В. Романів створив у кінці XIX ст. кілька типів електромобілів з досить легкими акумуляторами.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Електромобілі мають досить високі пре-майна. Насамперед вони екологічно чисті, так як взагалі не мають вихлопних газів, володіють дуже хорошою тя-говой характеристикою і великими прискореннями за рахунок віку-ного крутного моменту при зниженні числа обертів; використан-ють дешеву електроенергію, прості у управлінь, надійні в експлуатації» і т. д. Сьогодні електромобілі і тролейбуси мають серйозні перспективи їх розвитку і застосування на го-родском та приміському транспорті у зв’язку з необхідністю докорінного вирішення проблем по зниженню забруднення навколишнього середовища.

Спроби створення поршневих двигунів внутрішнього згоряння робилися ще в кінці XVIII ст. Так, в 1799 р. англієць Д. Барбер запропонував двигун, який працював на суміші повітря з газом, отриманим шляхом перегонки деревини. Інший винахідницьких-тель газового двигуна Етьєн Ленуар використовував в якості топ-ліва світильний газ.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Ще в 1801 р. француз Філіп де Бонні запропонував проект газового двигуна, в якому повітря і газ стискалися самостійними насосами, подавалися в змішувач-ву камеру і звідти в циліндр двигуна, де суміш воспламеня-лась від електричної іскри. Поява цього проекту вважається датою народження ідеї електричного займання топливовоз-задушливій суміші.

Перший стаціонарний двигун нового типу, що працює за чотирьохтактному циклу з попередніми стисненням суміші, був спроектований і побудований в 1862 р. кельнським механіком Н. Отто.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Практично всі сучасні бензинові та газові двигуни до цього часу працюють за циклом Отто (цикл з підведенням теплоти при постійному об’ємі).

Практичне застосування двигунів внутрішнього згоряння для транспортних екіпажів почалося в 70 — 80 роках XIX ст. на основі використання в якості палива газових і бензовоздушных сме-цього і попереднього стиснення в циліндрах. Офіційно винахідницьких-приятелями транспортних двигунів, що працюють на рідких фракціях перегонки нафти, визнані три німецьких конструктора: Готліб Даймлер, побудував за патентом від 29 серпня 1885 р. мотоцикл з бензиновим двигуном;

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Карл Бенц, побудував за патентом від 25 березня 1886 р. триколісний екіпаж з бензиновим двигуном;

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Рудольф Дизель, отримав у 1892 р. патент на двигун з саме-запалення суміші повітря з рідким паливом за рахунок теплоти, що виділяється при стиску.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Тут слід зазначити, що перші двигуни внутрішнього сго-ранія, що працюють на легких фракціях перегонки нафти, були створені в Росії. Так, у 1879 р. російським моряком В. С. Костовичем був спроектований ів 1885 р. успішно пройшов випробування 8-цилин-дровый бензиновий двигун малої маси і великої потужності. Цей двигун призначався для повітроплавних апара-тов.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

У 1899 р. у Петербурзі створений перший в світі економічний і працездатний двигун із займанням від стиснення. Проте-кание робочого циклу у цьому двигуні відрізнялося від двигуна, запропонованої німецьким інженером Р. Дизелем, який пред-вважав здійснити цикл Карно зі згорянням по ізотермі. У Рос-сї протягом короткого часу була вдосконалена конст-рукция нового двигуна — безкомпресорні дизеля, і вже в 1901 р. у Росії були побудовані безкомпресорні дизелі конструкції Р. В. Трінклера, а конструкції Я. В. Мамина — у 1910 р.

Російський конструктор Е. А. Яковлєв спроектував і побудував моторний екіпаж з гасовим двигуном.

Історія двигуна внутрішнього згоряння

Успішно працювали над створенням екіпажів і двигунів російські винахідники і конст-рукторы: Ф. А. Млинців, Хайданов, Гур’єв, Махчанский і багато Інші.

Основними критеріями при конструюванні і виробництві двигунів аж до 70-х років XX ст. залишалося прагнення-ня до підвищення літрової потужності, а отже, і до підлоги-чению найбільш компактного двигуна. Після нафтової кризи-зіса 70 — 80 рр. основною вимогою стало отримання макси-мальной економічності. Останні 10 — 15 років XX ст. головними критеріями для будь-якого двигуна стали постійно зростаючі вимоги і норми екологічної чистоти двигунів і раніше-де всього по корінному зниження токсичності відпрацьованих газів при забезпеченні гарної економічності і високої потужності-ності.

Карбюраторні двигуни, довгі роки не мали конкурен-тов по компактності і літрової потужності, не відповідають сьогодні екологічним вимогам. Навіть карбюратори з електронним управлінням не можуть забезпечити виконання сучасних вимог-ваний токсичності відпрацьованих газів на більшості робочих режимів двигуна. Ці вимоги і жорсткі умови конкуренції на світовому ринку досить швидко змінили типаж силових установок для транспортних засобів і насамперед для легкового транспорту. Сьогодні різні системи вприскування палива з различ-вими системами управління, включаючи електронні, практично повністю витіснили використання карбюраторів на двигунах легкових автомобілів.

Корінна перебудова двигунобудування найбільшими автомо-бильными компаніями світу в останнє десятиліття XX ст. збіглася з третім періодом гальмування російського двигунобудування. Через кризових явищ в економіці країни вітчизняна про-мышленность не змогла забезпечити своєчасний переказ двигун-телестроения на випуск нових типів двигунів. Разом з тим Росія має високий науково-дослідницький доробок щодо ство-нію перспективних двигунів і кваліфіковані кадри спеці-фахівців, здатних досить швидко реалізувати наявний науковий і конструкторський заділ у виробництві. За останні 8 — 10 років розроблені і виготовлені принципово нові досвід-ві зразки двигунів з регульованим робочим об’ємом, а також з регульованим ступенем стиснення. У 1995 р. була розроблена і впроваджена на Заволзькому моторному заводі та на Нижньо-Новгородському авто-заводі мікропроцесорна система управлінням паливоподачею і запалюванням, забезпечує виконання екологічних норм ЄВРО-1. Розроблені і виготовлені зразки двигунів з мікро-процесорною системою управління паливоподачею і нейтрализа-торами, що задовольняють екологічні вимоги ЄВРО-2. У цей період вченими і фахівцями НАМИ розроблені і створені: перспективний турбокомпаундный дизель, серія дизель-них і бензинових екологічно чистих двигунів традиційної компоновки, двигуни, що працюють на водневому паливі, пла-зв’язували транспортні засоби високої прохідності з щадним впливом на грунт і т. п.

Сучасні наземні види транспорту зобов’язані своїм раз-витием головним чином застосування в якості силових встановлен-вок поршневих двигунів внутрішнього згоряння. Саме поршні-виє ДВС до цього часу є основним видом сило-вих установок, переважно використовуються на автомобілях, тракторах, сільськогосподарських, дорожньо-транспортних і стро-дівельних машинах. Ця тенденція зберігається сьогодні і буде ще зберігатися в найближчій перспективі. Основні конкуренти по-ршневых двигунів — газотурбінні та електричні, сонячні і реактивні силові установки поки ще не вийшли з етапу створення експериментальних зразків і невеликих досвідчених пар-тий, хоча роботи по їх доведенню і вдосконалення як автотракторних двигунів тривають у багатьох компаніях і фірмах усього світу.

Джерело: Колчин А. В. Демидов В. П. — Конструкція і розрахунок автотракторних двигунів, 2008 р .

Короткий опис статті: двигуни внутрішнього згоряння Азбука ДВС — Сайт про двигунах внутрішнього згоряння двигун внутрішнього згоряння, автомобільний двигун, поршневий двигун, ДВС

Джерело: Історія двигуна внутрішнього згоряння

Також ви можете прочитати