تاریخچه مختصری از موتور احتراق داخلی اولین موتور احتراق داخلی: همه چیز چگونه شروع شد

15.07.2019

موتور اول احتراق داخلی(ICE) توسط مهندس فرانسوی Lenoir در سال 1860 اختراع شد. این موتور تا حد زیادی تکرار شد. موتور بخار، روی گاز روشنایی در یک سیکل دو زمانه بدون فشرده سازی کار کرد. قدرت چنین موتوری تقریباً 8 اسب بخار بود ، بازده حدود 5٪ بود. این موتور Lenoir بسیار حجیم بود و به همین دلیل کاربرد بیشتری پیدا نکرد.

پس از 7 سال، مهندس آلمانی N. Otto (1867) یک موتور 4 زمانه با احتراق تراکمی ایجاد کرد. این موتور قدرتی معادل 2 اسب بخار و با سرعت 150 دور در دقیقه داشت و قبلاً به تولید انبوه رسیده بود.

موتور 10 اسب بخار دارای راندمان 17 درصد، جرم 4600 کیلوگرم بود و به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. در مجموع بیش از 6 هزار موتور از این دست تولید شد.

تا سال 1880، قدرت موتور به 100 اسب بخار افزایش یافت.

شکل 3. موتور Lenoir: 1 - قرقره; 2 - محفظه خنک کننده سیلندر : 3 - شمع : 4 - پیستون : 5 - میله پیستون : 6 - شاتون : 7 - صفحات تماس جرقه زنی : 8 - میله قرقره : 9 - میل لنگ با فلایویل : 10 - میله قرقره خارج از مرکز .

در سال 1885، در روسیه، کاپیتان ناوگان بالتیک، I.S. Kostovich، یک موتور 80 اسب بخاری برای هوانوردی ایجاد کرد. با وزن 240 کیلوگرم. در همان زمان، در آلمان، G. Daimler و، مستقل از او، K. Benz یک موتور کم قدرت برای واگن های خودکششی - اتومبیل ها ایجاد کردند. عصر خودرو از امسال آغاز شد.

در پایان قرن نوزدهم مهندس آلمانی دیزل این موتور را ساخت و ثبت اختراع کرد که بعدها با نام نویسنده به نام موتور دیزل شناخته شد. سوخت در یک موتور دیزل به سیلندر عرضه شد هوای فشردهاز کمپرسور و با فشرده سازی مشتعل می شود. راندمان چنین موتوری تقریباً 30٪ بود.

جالب اینجاست که چند سال قبل از دیزل، مهندس روسی Trinkler موتوری ساخت که با نفت خام کار می کند. چرخه مخلوط- که همه موتورهای دیزل مدرن روی آن کار می کنند ، اما ثبت اختراع نشده است و اکنون تعداد کمی از مردم نام Trinkler را می دانند.

پایان کار -

این موضوع متعلق به:

موتورهای احتراق داخلی

دانشکده MiAS .. محتوای رشته .. مقدمه موتورهای احتراق داخلی نقش و کاربرد ..

اگر احتیاج داری مواد اضافیدر مورد این موضوع، یا آنچه را که به دنبال آن بودید پیدا نکردید، توصیه می کنیم از جستجو در پایگاه داده آثار ما استفاده کنید:

با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:

اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:

تمامی موضوعات این بخش:

نقش و کاربرد موتورهای احتراق داخلی در ساخت و ساز
موتور احتراق داخلی (ICE) یک موتور حرارتی رفت و برگشتی است که در آن فرآیندهای احتراق سوخت، آزادسازی گرما و تبدیل آن به کارهای مکانیکیمستقیم انجام شود

مکانیزم های اصلی و سیستم های موتور
موتور احتراق داخلی از مکانیزم میل لنگ، مکانیزم توزیع گاز و پنج سیستم قدرت، احتراق، روانکاری، خنک کننده و راه اندازی تشکیل شده است. مکانیزم میل لنگطراحی شده برای بازی

چرخه های نظری و واقعی
ماهیت فرآیند کار در موتور می تواند متفاوت باشد - تامین گرما (احتراق) با حجم ثابت (نزدیک به TDC ، اینها موتورهای کاربراتوری هستند) یا با فشار ثابت رخ می دهد.

1.7.3. فرآیند فشرده سازی به این شرح عمل می کند: 1 برای گسترش محدودیت های دمایی که بین آنها فرآیند کار انجام می شود. 2 تا اطمینان حاصل شود که حداکثر را دریافت می کنید

انتقال حرارت در حین فشرده سازی
در دوره اولیه فشرده سازی پس از بسته شدن دریچه ورودی یا درگاه های تخلیه و اگزوز، دمای شارژی که سیلندر را پر کرده است کمتر از دمای دیواره ها، سر و تاج پیستون است. بنابراین، در

شاخص های راندمان، صرفه جویی و کمال طراحی موتور
نشانگرهای نشانگر: شکل. 20. نمودار نشانگرچهار زمانه

شاخص های سمیت گازهای خروجی و راه های کاهش سمیت
مواد اولیه در واکنش احتراق هوای حاوی تقریباً 85 درصد کربن، 15 درصد هیدروژن و سایر گازها و سوخت هیدروکربنی، حاوی تقریباً 77٪ نیتروژن و 23٪ اسید

محدودیت های اشتعال پذیری مخلوط های هوا و سوخت
برنج. 24. دمای احتراق مخلوط های قابل احتراق بنزین-هوا با ترکیبات مختلف: T

احتراق در موتورهای کاربراتوری
در موتورهای کاربراتوری، تا زمانی که جرقه ظاهر می شود، مخلوط کاری متشکل از هوا، سوخت بخار یا گاز و گازهای باقیمانده، حجم تراکم را پر می کند. روند

انفجار
انفجار یک فرآیند شیمیایی- حرارتی پیچیده است. نشانه های بیرونی انفجار ظاهر صدا هستند ضربه های فلزیدر سیلندرهای موتور، کاهش قدرت و گرمای بیش از حد موتور

احتراق در موتورهای دیزلی
ویژگی های فرآیند احتراق، شکل. 28: - عرضه سوخت با پیشروی با زاویه θ نسبت به TDC شروع می شود. و پس از v.m.t به پایان می رسد. - تغییر فشار از

اشکال محفظه های احتراق موتورهای احتراق داخلی دیزل
محفظه های احتراق تقسیم نشده در محفظه های احتراق تقسیم نشده شکل 29، بهبود در فرآیند اتمیزه کردن سوخت و مخلوط کردن آن با هوا رسیده است.

مکانیزم های میل لنگ و توزیع گاز
3.1. مکانیسم میل لنگ (شکل 33) برای درک فشار گازها و تبدیل حرکت رفت و برگشتی پیستون به حرکت چرخشی میل لنگ طراحی شده است.

فشار، هدف و روش های فشار
سوپرشارژ سیلندرهای موتور می تواند به صورت دینامیک یا با استفاده از سوپرشارژر مخصوص (کمپرسور) انجام شود. سه سیستم فشار وجود دارد که از سوپرشارژرها استفاده می کنند: با p

سیستم های قدرت موتور
4.1 سیستم قدرت دیزل. سیستم منبع تغذیه سوخت سیلندرها را تامین می کند. در عین حال قدرت بالایی دارد

سیستم منبع تغذیه برای موتورهای کاربراتوری
تهیه و تامین سیلندر موتورهای کاربراتوری مخلوط قابل احتراق، تنظیم کمیت و ترکیب آن توسط سیستم قدرت انجام می شود که کار آن بسیار عالی است

سیستم جرقه زنی تماس با ترانزیستور
KTSZ در دهه 60 در اتومبیل ها ظاهر شد. با افزایش نسبت تراکم، استفاده از مخلوط های کاری ضعیف تر و با افزایش سرعت میل لنگ و تعداد سیلندرها.

سیستم جرقه زنی ترانزیستوری بدون تماس
BTSP از دهه 80 مورد استفاده قرار گرفته است. اگر در KSZ قطع کننده مستقیماً مدار اولیه را باز می کند، در KSZ - مدار کنترل، سپس در BTSP (شکل 61-63) هیچ قطع کننده ای وجود ندارد و کنترل بدون تماس می شود.

سیستم های کنترل ریزپردازنده موتور
نصب MSUD بر روی خودروها از اواسط دهه 80 در خودروهای مجهز به سیستم تزریق سوخت آغاز شد. این سیستم موتور را کنترل می کند عملکرد بهینهو n

درپوش توزیع کننده
سطح بیرونی درپوش توزیع کننده و همچنین کویل های احتراق باید تمیز نگه داشته شوند. برای پوشش های "ژیگولی" بالا، ضربه در امتداد سطح بیرونی به محفظه توزیع تخلیه می شود.

شمع موتور
از شمع ها برای تولید جرقه الکتریکی لازم برای احتراق مخلوط کاری در سیلندرهای موتور استفاده می شود.

مخاطبین قطع کننده
قابلیت اطمینان سیستم کلاسیکاحتراق (KC3) تا حد زیادی به قطع کننده بستگی دارد. اغلب اتفاق می افتد که در مورد شکن (به هر حال، و همچنین در مورد سایر عناصر سیستم احتراق)

سیستم های روانکاری و خنک کننده و راه اندازی
مقررات اساسی: سیستم روغن کاری موتور برای جلوگیری از افزایش سایش، گرم شدن بیش از حد و گرفتگی سطوح ساینده، کاهش هزینه نشانگر طراحی شده است.

سیستم خنک کننده
که در موتورهای پیستونیدر طول احتراق مخلوط کار، دما در سیلندرهای موتور به 2000-28000 K افزایش می یابد. در پایان فرآیند انبساط، به 1000-1 کاهش می یابد.

سیستم راه اندازی
استارت موتور پیستونی s.، صرف نظر از نوع و طراحی، با چرخش میل لنگ موتور از یک منبع خارجی انرژی انجام می شود. در این مورد، سرعت چرخش باید باشد

سوخت
سوخت موتورهای احتراق داخلی محصولات پالایش نفت خام (بنزین، سوخت دیزل) است - بخش اصلی آن هیدروکربن ها است. بنزین از تراکم کسرهای سبک از پالایش نفت تولید می شود

روغن موتور
7-3-1- الزامات روغن موتور در موتورهای پیستونی از روغن هایی با منشا نفتی عمدتاً برای روانکاری قطعات استفاده می شود. خواص فیزیکی و شیمیایی روغن ها

خنک کننده ها
25-35 درصد از کل گرما از طریق سیستم خنک کننده خارج می شود. کارایی و قابلیت اطمینان سیستم خنک کننده تا حد زیادی به کیفیت مایع خنک کننده بستگی دارد. الزامات خنک کننده

تاریخچه ایجاد و توسعه موتورهای احتراق داخلی

معرفی

اطلاعات کلی در مورد موتور احتراق داخلی

تاریخچه ایجاد و توسعه موتورهای احتراق داخلی

نتیجه

فهرست منابع استفاده شده

کاربرد

معرفی

ما در عصر برق و فناوری کامپیوتر زندگی می کنیم، اما می توان ادعا کرد که در عصر موتورهای احتراق داخلی. تا اواسط قرن گذشته، حجم حمل و نقل جاده ای به 20 میلیارد تن رسید که پنج برابر بیشتر از حجم بود. حمل و نقل ریلیو 18 برابر - حجم حمل و نقل انجام شده توسط نیروی دریایی. اکنون سهم حمل و نقل جاده ای بیش از 79 درصد از حجم حمل و نقل بار در کشور ما را به خود اختصاص داده است. استفاده گسترده از موتورهای احتراق داخلی نیز این واقعیت را نشان می دهد که کل ظرفیت نصب شده موتورهای احتراق داخلی پنج برابر بیشتر از ظرفیت تمام نیروگاه های ثابت در جهان است. در حال حاضر با استفاده از موتور احتراق داخلی هیچکس را شگفت زده نخواهید کرد. میلیون ها خودرو، ژنراتورهای گاز و سایر دستگاه ها از موتورهای احتراق داخلی به عنوان محرک استفاده می کنند. که در سوخت ICEمستقیماً در سیلندر، داخل خود موتور می سوزد. به همین دلیل به آن موتور احتراق داخلی می گویند. ظهور این نوع موتورها در قرن 19 قبل از هر چیز به دلیل نیاز به ایجاد یک درایو کارآمد و مدرن برای دستگاه ها و مکانیزم های صنعتی مختلف بود. در آن زمان بیشتر از ماشین بخار استفاده می شد. معایب زیادی داشت، به عنوان مثال، راندمان پایین (یعنی بیشتر انرژی صرف شده برای تولید بخار به سادگی ناپدید شد)، دست و پا گیر بود، نیاز به تعمیر و نگهداری واجد شرایط داشت و تعداد زیادیزمان شروع و توقف صنعت به یک موتور جدید نیاز داشت. آنها به موتور احتراق داخلی تبدیل شدند که مطالعه تاریخچه آن هدف این کار است. راندمان بالا، ابعاد و وزن نسبتاً کوچک، قابلیت اطمینان و استقلال استفاده گسترده آنها را به عنوان نیروگاه در خودرو، راه آهن و حمل و نقل آب، V کشاورزیو ساخت و ساز

این اثر شامل مقدمه، بخش اصلی، نتیجه گیری، کتابشناسی و پیوست است.

1. اطلاعات کلی در مورد موتور احتراق داخلی

در حال حاضر گسترده ترینموتورهای احتراق داخلی دریافت شده (ICE) - یک نوع موتور، یک موتور حرارتی که در آن انرژی شیمیایی سوخت (معمولا سوخت های هیدروکربنی مایع یا گازی) سوزانده می شود. منطقه کار، به کار مکانیکی تبدیل می شود.

موتور شامل یک سیلندر است که در آن یک پیستون حرکت می کند و توسط یک میله اتصال به میل لنگ متصل می شود (شکل 1).

شکل 1 - موتور احتراق داخلی

در بالای سیلندر دو سوپاپ وجود دارد که در زمان کارکرد موتور به طور خودکار در زمان مناسب باز و بسته می شوند. یک مخلوط قابل احتراق از طریق دریچه اول (ورودی) وارد می شود که با یک شمع مشتعل می شود و گازهای خروجی از طریق دریچه دوم (اگزوز) آزاد می شوند. احتراق مخلوط قابل احتراق متشکل از بخارات بنزین و هوا به طور دوره ای در سیلندر رخ می دهد (دمای آن به 16000 - 18000 درجه سانتیگراد می رسد). فشار روی پیستون به شدت افزایش می یابد. در حال انبساط، گازها پیستون را فشار می دهند و همراه با آن میل لنگدر حین انجام کارهای مکانیکی در این حالت، گازها خنک می شوند، زیرا بخشی از انرژی داخلی آنها به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

به موقعیت های انتهایی پیستون در سیلندر، نقاط مرده می گویند. مسافت پیستون را از یک نقطه مرده به نقطه دیگر پیستون می گویند که به آن ضربه نیز می گویند. چرخه های یک موتور احتراق داخلی: ورودی، تراکم، کورس قدرت، اگزوز، بنابراین موتور چهار زمانه نامیده می شود. اجازه دهید چرخه کار یک موتور چهار زمانه را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم - چهار مرحله اصلی (سکته):

در طی این ضربه، پیستون از نقطه مرگ بالا به نقطه مرگ پایین حرکت می کند. در همان زمان، بادامک های میل بادامک باز می شوند دریچه ورودیو از طریق این سوپاپ مخلوط سوخت و هوای تازه به داخل سیلندر مکیده می شود.

پیستون از پایین به بالا می رود و مخلوط کار را فشرده می کند. دمای مخلوط افزایش می یابد. در اینجا نیز نسبت حجم کار سیلندر در پایین ایجاد می شود مرکز مردهو حجم محفظه احتراق در قسمت بالایی - به اصطلاح "نسبت فشرده سازی". هر چه این مقدار بزرگتر باشد، راندمان سوخت موتور بیشتر است. موتوری با نسبت تراکم بالاتر به سوخت بیشتری نیاز دارد ́ بزرگ رتبه بندی اکتانکه گرانتر است

احتراق و انبساط (یا ضربه پیستون).

اندکی قبل از پایان چرخه فشرده سازی مخلوط هوا و سوختتوسط جرقه شمع مشتعل شده است. در طول سفر پیستون از نقطه بالادر سوخت پایین سوخته می شود و تحت تأثیر گرما، مخلوط کار منبسط می شود و پیستون را فشار می دهد.

پس از باز شدن نقطه مرده پایینی چرخه کاری سوپاپ اگزوز، و پیستون در حال حرکت به سمت بالا گازهای خروجی از سیلندر موتور را جابجا می کند. هنگامی که پیستون به نقطه بالای خود می رسد، دریچه اگزوز بسته می شود و چرخه دوباره شروع می شود.

برای شروع مرحله بعدی، لازم نیست منتظر پایان مرحله قبلی باشید - در واقع، هر دو سوپاپ (ورودی و خروجی) روی موتور باز هستند. این تفاوت با یک موتور دو زمانه است که در آن کل چرخه کار در طول یک چرخش میل لنگ اتفاق می افتد. واضح است که یک موتور دو زمانه با همان حجم سیلندر قدرتمندتر خواهد بود - به طور متوسط یک و نیم بار.

با این حال، نه قدرت بیشتر، نه عدم وجود یک سیستم سوپاپ و میل بادامک دست و پا گیر، و نه ارزان بودن در تولید نمی تواند بر مزایای موتورهای چهار زمانه غلبه کند - منبع بیشتر، بو ́ اقتصاد بهتر، اگزوز تمیزتر و صدای کمتر.

طرح عملکرد موتور احتراق داخلی (دو زمانه و چهار زمانه) در پیوست 1 آورده شده است.

بنابراین، اصل عملکرد موتور احتراق داخلی ساده، قابل درک است و بیش از یک قرن است که تغییر نکرده است. مزیت اصلی موتورهای احتراق داخلی استقلال آنها از منابع انرژی دائمی (منابع آب، نیروگاه ها و ...) است و بنابراین تاسیسات مجهز به موتورهای احتراق داخلی می توانند آزادانه حرکت کنند و در هر مکانی قرار گیرند. و با وجود این واقعیت که موتورهای احتراق داخلی نوع ناقصی از موتورهای حرارتی هستند (صدای زیاد، انتشار سمی، منابع کمتر)، به دلیل استقلال آنها، موتورهای احتراق داخلی بسیار گسترده شده اند.

بهبود موتورهای احتراق داخلی در مسیر افزایش قدرت، قابلیت اطمینان و دوام آنها، کاهش وزن و ابعاد و ایجاد طرح‌های جدید است. پس اولین موتورهای احتراق داخلی تک سیلندر بودند و برای افزایش قدرت موتور معمولا حجم سیلندر را افزایش می دادند. سپس با افزایش تعداد سیلندرها شروع به رسیدن به این هدف کردند. در پایان قرن نوزدهم، موتورهای دو سیلندر ظاهر شدند و از آغاز قرن بیستم، موتورهای چهار سیلندر شروع به گسترش کردند.

موتورهای مدرن با فناوری پیشرفته دیگر شبیه همتایان صد ساله خود نیستند. عملکرد بسیار چشمگیر از نظر قدرت، کارایی و سازگاری با محیط زیست به دست آورد. یک موتور احتراق داخلی مدرن به حداقل توجه نیاز دارد و برای منابع صدها هزار و گاهی میلیون ها کیلومتر طراحی شده است.

2. تاریخچه ایجاد و توسعه موتورهای احتراق داخلی

حدود 120 سال است که انسان نمی تواند زندگی بدون ماشین را تصور کند. بیایید سعی کنیم به گذشته نگاه کنیم - تا ظهور پایه های پایه های صنعت خودرو مدرن.

اولین تلاش ها برای ایجاد یک موتور احتراق داخلی به قرن هفدهم باز می گردد. آزمایش‌های E. Toricelli، B. Pascal و O. Guericke مخترعان را بر آن داشت تا از فشار هوا به عنوان نیروی محرکه استفاده کنند. ماشین های جوی. یکی از اولین کسانی که چنین ماشین هایی را ارائه کرد، آبه اوتفل (1678-1682) و اچ. هویگنس (1681) بود. برای حرکت پیستون در سیلندر، آنها استفاده از انفجار باروت را پیشنهاد کردند. بنابراین Ottefel و Huygens را می توان پیشگام در زمینه موتورهای احتراق داخلی دانست.

دانشمند فرانسوی دنیس پاپن، مخترع ماشین باروت هویگنس نیز در حال بهبود بود. پمپ سانتریفیوژ، دیگ بخار با دریچه اطمینان، اولین دستگاه رفت و برگشتی که با بخار کار می کند. اولین تلاش برای پیاده سازی اصل ICE، یک انگلیسی رابرت استریت (پلاک 1983، 1794) بود. موتور از یک سیلندر و یک پیستون متحرک تشکیل شده بود. در ابتدای حرکت پیستون، مخلوطی از مایع فرار (الکل) و هوا وارد سیلندر، مایع و بخار مایع مخلوط با هوا شد. در وسط حرکت پیستون، مخلوط مشتعل شد و پیستون را پرتاب کرد.

در سال 1799 مهندس فرانسوی فیلیپ لبون گاز روشنایی را کشف کرد و حق اختراع استفاده و روش به دست آوردن گاز روشنایی با تقطیر خشک چوب یا زغال سنگ را دریافت کرد. این کشف، اول از همه، برای توسعه فناوری روشنایی، که خیلی زود شروع به رقابت موفقیت آمیز با شمع های گران قیمت کرد، اهمیت زیادی داشت. با این حال، گاز روشنایی نه تنها برای روشنایی مناسب بود. در سال 1801، لو بون یک حق اختراع برای این طرح به ثبت رساند موتور گازی. اصل کار این ماشین بر اساس خاصیت شناخته شده گازی بود که او کشف کرد: مخلوط آن با هوا هنگام مشتعل شدن منفجر شد و مقدار زیادی گرما آزاد کرد. محصولات احتراق به سرعت گسترش یافتند و فشار زیادی بر محیط زیست وارد کردند. با ایجاد شرایط مناسب می توان از انرژی آزاد شده در جهت منافع انسان استفاده کرد. موتور Lebon دو کمپرسور و یک محفظه اختلاط داشت. قرار بود یک کمپرسور هوای فشرده را به داخل محفظه پمپ کند و دیگری - گاز سبک فشرده شده از ژنراتور گاز. سپس مخلوط گاز و هوا وارد سیلندر کار شد و در آنجا مشتعل شد. موتور بود عمل دوگانهیعنی محفظه های کاری که به طور متناوب کار می کردند در دو طرف پیستون قرار داشتند. در اصل، Lebon ایده یک موتور احتراق داخلی را پرورش داد، اما R. Street و F. Lebon سعی نکردند ایده های خود را اجرا کنند.

در سال های بعدی (تا سال 1860)، چند تلاش برای ایجاد یک موتور احتراق داخلی نیز ناموفق بود. مشکلات اصلی در ایجاد یک موتور احتراق داخلی به دلیل نبود سوخت مناسب، مشکلات در سازماندهی فرآیندهای تبادل گاز، تامین سوخت و احتراق سوخت بود. رابرت استرلینگ که در 1816-1840 ایجاد کرد تا حد زیادی توانست این مشکلات را دور بزند. موتور با احتراق خارجیو احیا کننده در موتور استرلینگ، حرکت رفت و برگشتی پیستون با استفاده از مکانیزم لوزی به حرکت چرخشی تبدیل شد و از هوا به عنوان سیال کار استفاده شد.

یکی از اولین کسانی که توجه را به امکان واقعی ایجاد یک موتور احتراق داخلی جلب کرد، مهندس فرانسوی سادی کارنو (1796-1832) بود که با نظریه گرما، نظریه موتورهای حرارتی سر و کار داشت. او در مقاله خود "تأملی در مورد نیروی محرکه آتش و ماشین هایی که قادر به توسعه این نیرو هستند" (1824) می نویسد: "به نظر ما سودمندتر است که ابتدا هوا را با یک پمپ فشرده کنیم، سپس آن را به طور کامل از یک پمپ عبور دهیم. کوره بسته، وارد کردن سوخت به آنجا در بخش های کوچک، با کمک سازگاری هایی که اجرای آن آسان است. سپس هوا را در یک سیلندر با پیستون یا هر ظرف در حال انبساط دیگری کار کنید و در نهایت آن را به جو پرتاب کنید یا برای استفاده از دمای باقیمانده به دیگ بخار برید. مشکلات اصلی در این نوع عملیات عبارتند از: محصور کردن جعبه آتش در اتاقی با استحکام کافی و در عین حال حفظ احتراق در شرایط مناسب، نگهداری قسمت های مختلف دستگاه در دمای متوسط و جلوگیری از آسیب سریع به سیلندر و پیستون؛ ما فکر نمی کنیم که این مشکلات غیرقابل حل باشند.» با این حال، ایده های S. Carnot توسط معاصران او قدردانی نشد. تنها 20 سال بعد، مهندس فرانسوی E. Clapeyron (1799-1864)، نویسنده معادله معروف حالت، برای اولین بار توجه آنها را جلب کرد. به لطف کلاپیرون که از روش کارنو استفاده کرد، محبوبیت کارنو به سرعت شروع به رشد کرد. در حال حاضر سادی کارنو به طور کلی به عنوان بنیانگذار مهندسی گرما شناخته می شود.

لنوار بلافاصله موفق نشد. بعد از اینکه امکان ساخت تمام قطعات و مونتاژ دستگاه فراهم شد، کمی کار کرد و متوقف شد، زیرا در اثر گرم شدن پیستون منبسط شده و در سیلندر گیر کرده بود. لنوار موتور خود را با فکر کردن به سیستم خنک کننده آبی بهبود بخشید. با این حال، دومین تلاش پرتاب نیز به دلیل ضربه ضعیف پیستون با شکست مواجه شد. لنوار طرح خود را با یک سیستم روانکاری تکمیل کرد. تنها پس از آن موتور شروع به کار کرد. در حال حاضر اولین طرح های ناقص مزایای قابل توجه موتور احتراق داخلی را در مقایسه با موتور بخار نشان می دهد. تقاضا برای موتورها به سرعت رشد کرد و در عرض چند سال، J. Lenoir بیش از 300 موتور ساخت. او اولین کسی بود که از موتور احتراق داخلی به عنوان نیروگاه برای اهداف مختلف استفاده کرد. با این حال، این مدل ناقص بود، بازده از 4٪ تجاوز نمی کرد.

در سال 1862 مهندس فرانسوی A.Yu. Beau de Rochas یک درخواست ثبت اختراع به اداره ثبت اختراع فرانسه (تاریخ اولویت 1 ژانویه 1862) ارائه کرد که در آن ایده بیان شده توسط Sadi Carnot را از نظر طراحی موتور و فرآیندهای کاری آن روشن کرد. (این دادخواست فقط در جریان اختلافات مربوط به حق اختراع در مورد اولویت اختراع N. Otto به خاطر سپرده شد). Beau de Rocha پیشنهاد کرد که جذب یک مخلوط قابل احتراق در طول اولین ضربه پیستون انجام شود، فشرده سازی مخلوط - در طول ضربه دوم پیستون، احتراق مخلوط - در نهایت موقعیت برترپیستون و انبساط محصولات احتراق - در طول سومین ضربه پیستون. انتشار محصولات احتراق - در طول چهارمین ضربه پیستون. اما به دلیل کمبود بودجه امکان اجرایی شدن آن وجود نداشت.

این چرخه، 18 سال بعد، توسط مخترع آلمانی Otto Nikolaus August در یک موتور احتراق داخلی انجام شد که بر اساس یک طرح چهار زمانه کار می کرد: ورودی، فشرده سازی، ضربه قدرت، گازهای خروجی. این تغییرات این موتور است که بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. بیش از صد سال است که به درستی آن را " عصر خودرو"، همه چیز تغییر کرد - اشکال، فن آوری ها، راه حل ها. برخی از برندها ناپدید شدند و برخی دیگر جایگزین آنها شدند. مد خودرو چندین دور توسعه را پشت سر گذاشته است. یک چیز بدون تغییر باقی می ماند - تعداد چرخه هایی که موتور در آن کار می کند. و در تاریخ صنعت خودرو، این عدد برای همیشه با نام اوتو مخترع آلمانی خودآموخته گره خورده است. این مخترع به همراه صنعتگر برجسته Eugen Langen، Otto & Co را در کلن تأسیس کرد - و بر یافتن بهترین راه حل متمرکز شد. در 21 آوریل 1876، او حق اختراع نسخه دیگری از موتور را دریافت کرد که یک سال بعد در نمایشگاه پاریس 1867 ارائه شد، جایی که به او مدال طلای بزرگ اعطا شد. در پایان سال 1875، اتو توسعه پروژه ای را برای اولین موتور 4 زمانه جهان کاملاً جدید تکمیل کرد. مزایای یک موتور چهار زمانه آشکار بود و در 13 مارس 1878، N. Otto ثبت اختراع آلمانی شماره 532 را برای موتور چهار زمانهاحتراق داخلی (پیوست 3) در طول 20 سال اول، کارخانه N. Otto 6000 موتور ساخت.

آزمایش‌هایی برای ایجاد چنین واحدی قبلاً انجام شده بود، اما نویسندگان با تعدادی از مشکلات روبرو شدند، اول از همه، با این واقعیت که فلاش‌های مخلوط قابل احتراق در سیلندرها به ترتیب غیرمنتظره‌ای اتفاق می‌افتد که اطمینان از صاف بودن و غیرممکن بود. انتقال قدرت ثابت اما این او بود که توانست تنها راه حل مناسب را پیدا کند. او از نظر تجربی دریافت که شکست تمام تلاش‌های قبلی هم با ترکیب اشتباه مخلوط (نسبت‌های سوخت و اکسیدکننده) و هم با یک الگوریتم نادرست برای همگام‌سازی سیستم تزریق سوخت و احتراق آن مرتبط است.

کمک قابل توجهی به توسعه موتورهای احتراق داخلی نیز توسط مهندس آمریکایی برایتون انجام شد که یک موتور کمپرسور با فشار احتراق ثابت، یک کاربراتور را پیشنهاد کرد.

بنابراین اولویت J. Lenoir و N. Otto در ایجاد اولین موتورهای احتراق داخلی کارآمد غیرقابل انکار است.

تولید موتورهای احتراق داخلی به طور پیوسته در حال افزایش بوده و طراحی آنها بهبود یافته است. در 1878-1880. تولید موتورهای دو زمانه آغاز شد که توسط مخترعان آلمانی Wittig و Hess، کارآفرین و مهندس انگلیسی D. Klerk پیشنهاد شد و از سال 1890 - موتورهای دو زمانه با پاکسازی محفظه میل لنگ (اختراع ثبت اختراع انگلستان شماره 6410، 1890). استفاده از محفظه میل لنگ به عنوان یک پمپ جابجایی کمی پیشتر توسط مخترع و کارآفرین آلمانی G. Daimler پیشنهاد شده بود. در سال 1878 کارل بنزمجهز به یک سه چرخه با موتور 3 اسب بخار که سرعت آن بیش از 11 کیلومتر در ساعت است. او همچنین اولین خودروها را با موتورهای یک و دو سیلندر ساخت. سیلندرها به صورت افقی قرار داشتند، گشتاور با استفاده از یک تسمه درایو به چرخ ها منتقل می شد. در سال 1886، K. Benz یک حق اختراع آلمانی برای یک خودرو به شماره 37435 با اولویت مورخ 29 ژانویه 1886 صادر کرد. در نمایشگاه جهانی پاریس در سال 1889، اتومبیل بنز تنها خودرو بود. با این خودرو، توسعه فشرده صنعت خودرو آغاز می شود.

نقطه عطف دیگر در تاریخ موتورهای احتراق داخلی، توسعه موتور احتراق داخلی با احتراق تراکمی بود. در سال 1892، مهندس آلمانی رودولف دیزل (1858-1913) اختراع را ثبت کرد، و در سال 1893 در بروشور نظریه و ساخت عقلانی توضیح داد. موتور گرماییبرای جایگزینی موتورهای بخار و موتورهای حرارتی شناخته شده در حال حاضر "موتورهایی که در چرخه کارنو کار می کنند. در ثبت اختراع آلمانی شماره 67207 با اولویت مورخ 28 فوریه 1892 "روند کار و روش برای انجام تک سیلندر و موتور چند سیلندر» اصل کارکرد موتور به شرح زیر بیان شد:

فرآیند کار در موتورهای احتراق داخلی با این واقعیت مشخص می شود که پیستون در سیلندر هوا یا مقداری گاز بی تفاوت (بخار) را با هوا به شدت فشرده می کند که دمای تراکم حاصل به طور قابل توجهی بالاتر از دمای احتراق سوخت است. در این حالت، احتراق سوخت وارد شده به تدریج پس از نقطه مرده به گونه ای انجام می شود که افزایش قابل توجهی در فشار و دما در سیلندر موتور وجود نداشته باشد. به دنبال آن، پس از قطع منبع سوخت، انبساط بیشتر مخلوط گاز در سیلندر رخ می دهد.

برای اجرای گردش کار شرح داده شده در بند 1، یک کمپرسور چند مرحله ای با یک گیرنده به سیلندر کار متصل می شود. همچنین امکان اتصال چند سیلندر کار به یکدیگر یا به سیلندرها برای پیش فشرده سازی و انبساط بعدی وجود دارد.

آر. دیزل اولین موتور را تا جولای 1893 ساخت. فرض بر این بود که فشرده سازی تا فشار 3 مگاپاسکال انجام می شود، دمای هوا در پایان تراکم به 800 درجه سانتیگراد می رسد و سوخت (پودر زغال سنگ) مستقیماً تزریق می شود. داخل سیلندر هنگام راه اندازی موتور اول، یک انفجار رخ داد (بنزین به عنوان سوخت استفاده شد). در طول سال 1893 سه موتور ساخته شد. خرابی موتورهای اول، R. Diesel را مجبور کرد که احتراق همدما را رها کند و به چرخه ای با احتراق در فشار ثابت روی آورد.

در اوایل سال 1895، اولین موتور کمپرسور اشتعال تراکمی سوخت مایع (نفت سفید) با موفقیت آزمایش شد و در سال 1897 دوره آزمایش گسترده موتور جدید آغاز شد. راندمان موثر موتور 0.25 و راندمان مکانیکی 0.75 بود. اولین موتور احتراق داخلی با احتراق تراکمی برای اهداف صنعتی در سال 1897 توسط کارخانه ماشین سازی آگسبورگ ساخته شد. در نمایشگاه مونیخ در سال 1899، 5 موتور دیزل R. قبلا توسط کارخانه های ماشین سازی Otto-Deutz، Krupp و Augsburg ارائه شده بود. موتورهای R. Diesel نیز با موفقیت در نمایشگاه جهانی پاریس (1900) به نمایش درآمدند. در آینده، آنها کاربرد گسترده ای پیدا کردند و پس از نام مخترع، "موتورهای دیزل" یا به سادگی "دیزل" نامیده شدند.

در روسیه، اولین موتورهای نفت سفید در سال 1890 در E.Ya ساخته شدند. بروملی (کالریزرهای چهار زمانه)، و از سال 1892 در کارخانه مکانیکی E. Nobel. در سال 1899، نوبل حق ساخت موتورهای R. Diesel را دریافت کرد و در همان سال کارخانه شروع به تولید آنها کرد. طراحی موتور توسط متخصصان کارخانه توسعه یافته است. این موتور قدرت 20-26 اسب بخار را توسعه داد، روی نفت خام، روغن خورشیدی، نفت سفید کار کرد. متخصصان این کارخانه موتورهای احتراق تراکمی را نیز توسعه دادند. آنها اولین موتورهای متقاطع را ساختند، اولین موتورها را با ترتیب Vسیلندرها، موتورهای دو زمانهبا طرح های تخلیه مستقیم شیر و حلقه، موتورهای دو زمانه، که در آنها به دلیل پدیده های دینامیکی گاز در کانال اگزوز، تصفیه انجام شد. تولید موتورهای احتراق تراکمی در سال 1903-1911 آغاز شد. در کارخانه های لوکوموتیو بخار کولومنا، سورموو، خارکف، در کارخانه های فلزر در ریگا و نوبل در سن پترزبورگ، در کارخانه کشتی سازی نیکولایف. در 1903-1908. مخترع و کارآفرین روسی Ya.V. مامین چندین موتور پرسرعت قابل کار با تزریق سوخت مکانیکی به سیلندر و احتراق تراکمی ایجاد کرد که قدرت آنها در سال 1911 قبلاً 25 اسب بخار بود. تزریق سوخت در پیش محفظه ساخته شده از چدن با درج مسی انجام شد که امکان بدست آوردن درجه حرارت بالاسطوح پیش محفظه و خود اشتعال قابل اعتماد. این اولین موتور دیزل غیر فشرده دنیا بود.در سال 1906 پروفسور V.I. Grinevetsky طراحی یک موتور با فشرده سازی و انبساط مضاعف - یک نمونه اولیه را پیشنهاد کرد موتور ترکیبی. او همچنین روشی را برای محاسبه حرارتی فرآیندهای کاری ایجاد کرد که متعاقباً توسط N.R. بریلینگ و ای.ک. Mazing و اهمیت خود را امروزه از دست نداده است. همانطور که می بینید، کارشناسان روسیه قبل از انقلاببدون شک تحولات مستقل بزرگی در زمینه موتورهای احتراق تراکمی انجام داد. توسعه موفقیت آمیز صنعت دیزل در روسیه با این واقعیت توضیح داده می شود که روسیه نفت خود را داشت و موتورهای دیزلی به بهترین وجه نیازهای شرکت های کوچک را برآورده می کردند ، بنابراین تولید موتورهای دیزل در روسیه تقریباً همزمان با کشورهای اروپای غربی آغاز شد.

موتورسازی داخلی نیز در دوره پس از انقلاب با موفقیت توسعه یافت. تا سال 1928 بیش از 45 نوع موتور با ظرفیت کل حدود 110 هزار کیلووات در حال حاضر در کشور تولید می شد. در طول سالهای برنامه های پنج ساله اول، تولید موتورهای خودرو و تراکتور، موتورهای دریایی و ثابت با قدرت تا 1500 کیلووات تسلط یافت، یک موتور دیزل هواپیما، یک موتور دیزل مخزن V-2 ایجاد شد که تا حد زیادی ویژگی های تاکتیکی و فنی بالای خودروهای زرهی کشور را از پیش تعیین کرد. سهم قابل توجهی در توسعه موتورسازی داخلی توسط دانشمندان برجسته شوروی انجام شد: N.R. بریلینگ، ای.کی. مازینگ، وی.تی. تسوتکوف، A.S. اورلین، وی. Vanscheidt، N.M. گلاگولف، M.G. کروگلوف و دیگران.

از پیشرفت‌ها در زمینه موتورهای حرارتی در دهه‌های آخر قرن بیستم، سه مورد مهم را باید ذکر کرد: ایجاد یک طراحی قابل اجرا از یک موتور پیستونی دوار، یک موتور ترکیبی فشار بالا توسط مهندس آلمانی فلیکس وانکل. و طراحی موتور احتراق خارجی که قابل رقابت با موتورهای دیزلی پرسرعت است. ظاهر موتور وانکل با شور و شوق مورد استقبال قرار گرفت. داشتن وزن و ابعاد کوچک، قابلیت اطمینان بالا، RAP به سرعت به طور گسترده ای به طور عمده در ماشین های سواری، در هوانوردی، در کشتی ها و تاسیسات ثابت. مجوز تولید موتور F. Wankel توسط بیش از 20 شرکت از جمله جنرال موتورز، فورد به دست آمد. تا سال 2000، بیش از دو میلیون وسیله نقلیه با RPD تولید شد.

که در سال های گذشتهروند بهبود و بهبود عملکرد موتورهای بنزینی و موتورهای دیزلی ادامه دارد. توسعه موتورهای بنزینی در مسیر بهبود عملکرد زیست محیطی، راندمان و عملکرد قدرت از طریق استفاده گسترده تر و بهبود سیستم تزریق بنزین به سیلندرها حرکت می کند. استفاده از سیستم های کنترل تزریق الکترونیکی، طبقه بندی بار در محفظه احتراق با مخلوط بدون چربی در بارهای جزئی. افزایش انرژی یک جرقه الکتریکی در هنگام احتراق و غیره. در نتیجه، راندمان چرخه عملکرد موتورهای بنزینی نزدیک به موتورهای دیزلی می شود.

برای بهبود عملکرد فنی و اقتصادی موتورهای دیزل، از افزایش فشار تزریق سوخت استفاده می شود، از انژکتورهای کنترل شده، افزایش متوسط فشار موثر با تقویت و خنک کردن هوای شارژ و اقداماتی برای کاهش سمیت گازهای خروجی استفاده می شود.

بنابراین، بهبود مستمر موتورهای احتراق داخلی موقعیت غالب را برای آنها فراهم کرد و تنها در هوانوردی موتور احتراق داخلی جایگاه خود را از دست داد. موتور توربین گاز. برای سایر بخش های اقتصاد ملی تاسیسات انرژی جایگزین کم قدرت، به اندازه یک موتور احتراق داخلی همه کاره و اقتصادی است، هنوز پیشنهاد نشده است. بنابراین در درازمدت موتور احتراق داخلی به عنوان اصلی ترین نوع نیروگاه با توان متوسط و کم برای حمل و نقل و سایر بخش های اقتصاد در نظر گرفته می شود.

نتیجه

موتور احتراق داخلی

فهرست منابع استفاده شده

1.دیاچنکو وی.جی. تئوری موتورهای احتراق داخلی / V.G. دیاچنکو - خارکف: خنادو، 2009. - 500 ص.

.دیاتچین N.I. تاریخچه توسعه فناوری: آموزش/ N.I. دیاچین. - Rostov n / D .: Phoenix, 2001. - 320 p.

.رایکوف آی.یا. موتورهای احتراق داخلی / I.Ya. رایکوف، G.N. ریتوینسکی. - م.: دبیرستان، 1971. - 431 ص.

.شاروگلازوف B.A. موتورهای احتراق داخلی: تئوری، مدل سازی و محاسبه فرآیندها: کتاب درسی / B.A. شاروگلازوف، م.ف. فارافونتوف، وی. کلمنتیف. - چلیابینسک: اد. SUSU، 2004. - 344 ص.

کاربرد

پیوست 1

طرح عملکرد یک موتور دو زمانه

طرح عملکرد یک موتور چهار زمانه

پیوست 2

موتور Lenoir (نمای مقطعی)

پیوست 3

موتور اتو

مردم بیش از یک قرن است که خودرو می سازند و تقریباً زیر هر کاپوت یک موتور احتراق داخلی وجود دارد. در طول آخرین، اصل عملکرد آن بدون تغییر باقی ماند: اکسیژن و سوخت وارد سیلندرهای موتور می شوند، جایی که انفجار (اشتعال) رخ می دهد، در نتیجه نیرویی در داخل واحد قدرت تشکیل می شود که ماشین را به جلو می برد. اما از زمان اولین ظهور موتور احتراق داخلی (ICE)، هر ساله مهندسان آن را کامل کرده اند تا آن را سریع تر، قابل اطمینان تر، اقتصادی تر و کارآمدتر کنند.

با تشکر از این، امروز ماشین های مدرنقدرتمندتر و اقتصادی تر شد. مقداری ماشین های معمولیامروز آنها چنین قدرتی دارند که تا همین اواخر فقط در ابرخودروهای گران قیمت قدرتمند وجود داشت. اما بدون پیشرفت‌های بزرگ، امروز ما همچنان صاحب قدرت کم خواهیم بود ماشین های حریص، که در آن از پمپ بنزین دور نخواهید رفت. خوشبختانه، هر از گاهی چنین فناوری‌های پیشرفتی بیش از یک بار کشف شده‌اند. مرحله جدیددر توسعه موتورهای احتراق داخلی تصمیم گرفتیم مهم ترین تاریخ های تکامل را به یاد بیاوریم توسعه ICE. آن ها اینجا هستند.

1955: تزریق سوخت

قبل از ظهور سیستم تزریق، فرآیند ورود سوخت به محفظه احتراق موتور نادرست و ضعیف بود، زیرا توسط کاربراتوری تامین می شد که دائماً نیاز به تمیز کردن داشت و دوره ای دشوار بود. تنظیم مکانیکی. متاسفانه کارایی کاربراتورها تحت تاثیر قرار گرفت آب و هوا، دما، فشار هوا در جو و حتی در چه ارتفاعی از سطح دریا قرار دارد. با ظهور تزریق الکترونیکیسوخت (انژکتور)، فرآیند تامین سوخت کنترل شده تر شده است. همچنین با ظهور انژکتور، صاحبان خودرو از کنترل دستی فرآیند گرم کردن موتور با تنظیم خلاص شدند. سوپاپ دریچه گازبا کمک مکش برای کسانی که نمی دانند ساکشن چیست:

چوک یک دکمه کنترلی برای استارت کاربراتور است که با آن ماشین های کاربراتوریلازم بود غنی سازی سوخت با اکسیژن تنظیم شود. پس اگر بدوید موتور سرد، سپس در ماشین های کاربراتوری باید "خفه" را باز کرد و سوخت را با اکسیژن بیش از حد لازم در موتور گرم غنی کرد. با گرم شدن موتور، به تدریج دکمه تنظیم را ببندید. دستگاه راه اندازیکاربراتور، غنی سازی اکسیژن سوخت را به مقادیر عادی برمی گرداند.

امروزه، چنین فناوری، البته، ضد غرق به نظر می رسد. اما تا همین اواخر اکثر خودروهای دنیا مجهز به سیستم های کاربراتوریتامین سوخت. این در حالی است که فناوری تزریق سوخت با استفاده از انژکتور در سال 1955 به دنیا آمد، زمانی که انژکتور برای اولین بار در اتومبیل استفاده شد (قبلاً از این سیستم سوخت رسانی در هواپیما استفاده می شد).

امسال یک انژکتور روی یک خودروی اسپرت مرسدس بنز 300SLR آزمایش شد که توانست تقریبا 1600 کیلومتر را بدون شکستگی طی کند. این خودرو این مسافت را در 10 ساعت و 7 دقیقه و 48 ثانیه طی کرد. این آزمایش به عنوان بخشی از مسابقه اتومبیلرانی بعدی "هزار مایل" انجام شد. این خودرو رکورد جهانی را به نام خود ثبت کرد.

به هر حال، مرسدس بنز 300SLR نه تنها اولین خودروی تولیدی بود تزریق تزریقیسوخت توسعه یافته توسط بوش، بلکه بیشتر ماشین سریعدر جهان آن زمان

دو سال بعد شرکت شورلتخودروی اسپرت کوروت با تزریق سوخت (سیستم روچستر رمجت) را معرفی کرد. در نتیجه این خودرو سریعتر از مرسدس بنز 300SLR پیشگام شد.

اما با وجود موفقیت سیستم منحصر به فردسیستم های تزریق سوخت Rochester Ramjet، به ویژه سیستم های تزریق الکترونیکی بوش (با کنترل الکترونیکی) حمله خود را در سراسر جهان آغاز کردند. در نتیجه، در مدت کوتاهی، تزریق سوخت توسعه یافته توسط بوش در بسیاری از افراد ظاهر شد ماشین های اروپایی. در دهه 1980 سیستم های الکترونیکیتزریق سوخت (انژکتور) تمام دنیا را فرا گرفت.

1962: توربوشارژ

توربوشارژر یکی از گرانبهاترین جواهرات در موتورهای احتراق داخلی است. واقعیت این است که توربین که هوای بیشتری را به سیلندرهای موتور می رساند، یک بار اجازه داده است

جنگنده های 12 سیلندر در طول جنگ جهانی دوم برای پروازهای بالاتر، سریعتر، دورتر و استفاده از سوخت ارزانتر.

در نتیجه، مانند بسیاری از فناوری‌ها، سیستم توربین از هواپیما به صنعت خودروسازی رسید. بنابراین در سال 1962 اولین خودروهای تولید انبوه با توربوشارژر در جهان ارائه شد. شدند یا ساب 99.

سپس شرکت عمومیموتورز تلاش کرده است تا این فناوری را برای توربوشارژ کردن موتورهای احتراق داخلی در خودروهای سواری توسعه دهد. بنابراین ، در ماشین اولدزموبیل جت فایر ، فناوری "Turbo Rocket Fluid" ظاهر شد که علاوه بر توربین از مخزن گاز و آب مقطر برای افزایش قدرت موتور استفاده می کرد. فانتزی واقعی بود اما پس از آن جنرال موتورز این فناوری پیچیده و گران قیمت و همچنین خطرناک را کنار گذاشت. واقعیت این است که تا پایان دهه 1970، شرکت هایی مانند MW، Saab و Porsche با کسب مقام های اول در بسیاری از مسابقات اتومبیلرانی جهان، ارزش توربین ها را در ورزش موتوری ثابت کردند. امروزه توربین ها به سمت خودروهای معمولی آمده اند و در آینده ای نزدیک معمولی را ارسال خواهند کرد موتورهای جویدر بازنشستگی

1964: موتور دوار

تنها موتوری که واقعاً توانست قالب موتور احتراق داخلی معمولی را بشکند، موتور شگفت انگیز دوار مهندس فلیکس وانکل بود. شکل موتور احتراق داخلی آن هیچ ربطی به موتوری که ما به آن عادت کرده ایم نداشت. مثلثی در داخل یک بیضی است که با نیروی شیطانی می چرخد. از نظر طراحی، یک موتور دوار سبک‌تر، پیچیده‌تر و شیب‌دارتر از آن است موتور معمولیپیستون ها و سوپاپ های احتراق داخلی

اولین موتورهای دوار ماشین های سریالشروع به استفاده کرد شرکت مزداو اکنون خودروساز آلمانی منحل شده NSU.

اولین خودروی تولید انبوه با موتور چرخشی وانکل NSU Spider بود که تولید آن در سال 1964 آغاز شد.

سپس مزدا تولید خودروهای مجهز به موتور چرخشی را راه اندازی کرد. اما در سال 2012 او استفاده را متوقف کرد موتورهای دوار. آخرین مدل با موتور چرخشی بود.

اما اخیرا در سال 2015، مزدا در نمایشگاه خودروی توکیو خودروی مفهومی RX-Vision-2016 را معرفی کرد که از موتور چرخشی بهره می برد. در نتیجه، شایعاتی در جهان شروع شد مبنی بر اینکه ژاپنی ها قصد دارند خودروهای دوار را در سال های آینده احیا کنند. فرض بر این است که در حال حاضر یک گروه تخصصی از مهندسان مزدا در جایی در هیروشیما در پشت درهای بستهو نسل جدیدی خلق می کند موتورهای دوار، که باید به موتورهای اصلی در آینده جدید تبدیل شود مدل های مزدا، آغازگر دوره جدیدی از رنسانس شرکت است.

1981: فناوری غیرفعال کردن سیلندر موتور

ایده ساده است. هر چه سیلندرهای موتور کمتر باشد، کمتر است. طبیعتاً موتور V8 بسیار حریص‌تر از چهار سیلندر است. همچنین مشخص است که هنگام کار با ماشین، مردم بیشتر اوقات از ماشین در شهر استفاده می کنند. منطقی است که اگر خودرو به موتورهای 8 یا 6 سیلندر مجهز باشد، در هنگام سفر در شهر اصولاً به تمام سیلندرهای موتور نیازی نیست. اما چگونه می توان یک موتور 8 سیلندر را به چهار سیلندر تبدیل کرد، در حالی که نیازی به استفاده از تمام سیلندرها برای قدرت ندارید؟ کادیلاک در سال 1981 تصمیم گرفت به این سوال پاسخ دهد که موتوری با سیستم غیرفعال کردن 8-6-4 سیلندر معرفی کرد. این موتور از شیرهای برقی الکترومغناطیسی برای بستن سوپاپ های دو یا چهار سیلندر موتور استفاده می کرد.

این فناوری قرار بود به عنوان مثال کارایی موتور را افزایش دهد. اما عدم اطمینان و ناشیانه بودن بعدی این موتور با سیستم غیرفعال کردن سیلندر، همه خودروسازانی را که 20 سال از استفاده از این سیستم در موتورهای خود می ترسیدند، ترساند.

اما اکنون این سیستم دوباره شروع به تسخیر دنیای خودرو می کند. امروزه چندین خودروساز از این سیستم در خودروهای تولیدی خود استفاده می کنند. علاوه بر این، این فناوری خود را بسیار بسیار خوب ثابت کرده است. جالب ترین چیز این است که این سیستم همچنان در حال توسعه است. به عنوان مثال، این فناوری ممکن است به زودی در موتورهای چهار سیلندر و حتی سه سیلندر ظاهر شود. این خارق العاده است!

2012 موتور فشرده سازی بالا - احتراق تراکمی بنزینی

علم ثابت نمی ماند. اگر علم توسعه نمی یافت، امروز ما هنوز در قرون وسطی زندگی می کردیم و به جادوگران، فالگیرها و مسطح بودن زمین اعتقاد داشتیم (اگرچه امروزه هنوز افراد زیادی هستند که به چنین چرندیات اعتقاد دارند).

علم در صنعت خودرو ثابت نمی ماند. بنابراین، در سال 2012، یک فن آوری موفقیت آمیز دیگر در جهان ظاهر شد، که شاید به زودی کل جهان را زیر و رو کند.

اینها موتورهایی با درجه بالافشرده سازی

ما می دانیم که هر چه کمتر هوا و سوخت را در داخل یک موتور احتراق داخلی فشرده کنیم، انرژی کمتری در لحظه ای دریافت می کنیم که مخلوط سوختمشتعل می شود (منفجر می شود). بنابراین، خودروسازان همیشه سعی کرده اند موتورهایی با نسبت تراکم نسبتاً بزرگ بسازند.

اما یک مشکل وجود دارد: هر چه نسبت تراکم بالاتر باشد ریسک بیشترخودسوزی مخلوط سوخت

بنابراین، به عنوان یک قاعده، موتورهای احتراق داخلی دارای محدودیت های خاصی در درجه تراکم هستند که در طول تاریخ صنعت خودرو بدون تغییر بوده است. بله، هر موتور نسبت تراکم خاص خود را دارد. اما او تغییر نمی کند.

در دهه 1970 بنزین بدون سرب در سرتاسر جهان توزیع شد که با سوزاندن مقدار زیادی مه دود تولید می شود. برای مقابله با دوستی محیطی وحشتناک، خودروسازان شروع به استفاده از موتورهای V8 با نسبت تراکم پایین کردند. این امر خطر خودسوزی سوخت را کاهش داد. کیفیت پاییندر موتورها و همچنین برای بهبود قابلیت اطمینان آنها. واقعیت این است که اگر سوخت خود به خود مشتعل شود، موتور می تواند صدمات جبران ناپذیری دریافت کند.

موتورهای احتراق داخلی

(دانشکده MiAS)

معرفی. موتورهای احتراق داخلی

نقش و کاربرد موتورهای احتراق داخلی در ساخت و ساز

موتور احتراق داخلی (ICE) یک موتور حرارتی رفت و برگشتی است که در آن فرآیندهای احتراق سوخت، آزادسازی حرارت و تبدیل آن به کار مکانیکی مستقیماً در سیلندر موتور رخ می دهد.

عکس. 1. فرم کلیموتور احتراق داخلی دیزل

موتورهای احتراق داخلی، به ویژه موتورهای دیزل، گسترده ترین کاربرد را به عنوان تجهیزات نیرو در انواع ساختمان ها و سازه ها پیدا کرده اند. ماشین های جاده اینیاز به استقلال از منابع انرژی خارجی اینها اول از همه حمل و نقل (عمومی و هدف خاص, تراکتورهای کامیون، تراکتورها)، ماشین آلات حمل و نقل (چنگال و سطل لودر، سطل لودر)، بوم جرثقیل های متحرک، ماشین آلات برای کارهای خاکیو غیره. در ماشین آلات راهسازی و ساختمانی از موتورهایی با توان 2 تا 900 کیلووات استفاده می شود.

یکی از ویژگی های عملکرد آنها این است که این ماشین ها برای مدت طولانی در حالت های نزدیک به اسمی کار می کنند، با میزان قابل توجهی.

nom و تغییر مداوم در بار خارجی، افزایش محتوای گرد و غبار هوا، به طور قابل توجهی متفاوت است شرایط آب و هواییو اغلب بدون انبار گاراژ.

شکل 2. ابعادانواع مختلف موتور: الف - موتور سیکلت.

ب - خودروی سرنشین; V - کامیونظرفیت بار متوسط؛ g - لوکوموتیو دیزل؛ e - دیزل دریایی; e - موتور توربوجت هوانوردی.

تاریخچه مختصری از توسعه ICE

اولین موتور احتراق داخلی (ICE) توسط مهندس فرانسوی Lenoir در سال 1860 اختراع شد. این موتور از بسیاری جهات موتور بخار را تکرار می کرد و روی گاز روشن در یک چرخه دو زمانه بدون فشرده سازی کار می کرد. قدرت چنین موتوری تقریباً 8 اسب بخار بود ، بازده حدود 5٪ بود. این موتور Lenoir بسیار حجیم بود و به همین دلیل کاربرد بیشتری پیدا نکرد.

پس از 7 سال، مهندس آلمانی N. Otto (1867) یک موتور 4 زمانه با احتراق تراکمی ایجاد کرد. این موتور قدرتی معادل 2 اسب بخار و با سرعت 150 دور در دقیقه داشت. موتور 10 اسب بخار دارای راندمان 17 درصد بود، جرم 4600 کیلوگرم به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. در مجموع بیش از 6 هزار موتور از این نوع تولید شد که در سال 1880 قدرت موتور به 100 اسب بخار افزایش یافت.

در پایان قرن نوزدهم مهندس آلمانی دیزل این موتور را ساخت و ثبت اختراع کرد که بعدها با نام نویسنده به نام موتور دیزل شناخته شد. سوخت موتور دیزل توسط هوای فشرده از کمپرسور به سیلندر می رسید و با فشرده سازی مشتعل می شد. راندمان چنین موتوری تقریباً 30٪ بود.

جالب اینجاست که چند سال قبل از دیزل، مهندس روسی Trinkler یک موتور سیکل ترکیبی با سوخت نفت خام تولید کرد - که همه موتورهای دیزل مدرن با آن کار می کنند، اما ثبت اختراع نشده بود، و اکنون تعداد کمی از مردم نام Trinkler را می دانند.

یوتیوب دایره المعارفی

1 / 3

✪ سخنرانی 6 تاریخچه توسعه موتورهای هواپیما. قسمت 1 دوره موتور هواپیما پیستونی

✪ اولین اتومبیل ها (روسی) داستان جدید

✪ تکنولوژی مدرن برای آدمک ها. سخنرانی 8. موتورهای احتراق داخلی

زیرنویس

فیلیپ لبون

نیکولاس اتو

جستجو برای سوخت جدید

بنابراین، جستجو برای سوخت جدید برای موتور احتراق داخلی متوقف نشد. برخی از مخترعان سعی کرده اند از بخار سوخت مایع به عنوان گاز استفاده کنند. در سال 1872، برایتون آمریکایی سعی کرد از نفت سفید در این ظرفیت استفاده کند. با این حال، نفت سفید به خوبی تبخیر نشد و برایتون به یک محصول نفتی سبک تر - بنزین تبدیل شد. اما برای اینکه یک موتور سوخت مایع با موفقیت با یک موتور گازی رقابت کند، ایجاد آن ضروری بود دستگاه خاصبرای تبخیر بنزین و به دست آوردن مخلوط قابل احتراق آن با هوا.

برایتون در همان سال 1872 یکی از اولین کاربراتورهای به اصطلاح "تبخیر" را ارائه کرد، اما به طور رضایت بخشی کار نکرد.

موتور گازسوز

یک موتور بنزینی کارآمد تا ده سال بعد ظاهر نشد. احتمالاً می توان Kostovich-O.S را اولین مخترع آن نامید. که یک نمونه اولیه کار ارائه کرد موتور بنزینیدر سال 1880 با این حال، کشف او هنوز هم روشن نیست. در اروپا، مهندس آلمانی گوتلیب دایملر بیشترین سهم را در ایجاد موتورهای بنزینی داشت. او سال ها در شرکت اتو کار کرد و عضو هیئت مدیره آن بود. در اوایل دهه 80، او پروژه ای را برای یک موتور بنزینی فشرده که می تواند در حمل و نقل مورد استفاده قرار گیرد، به رئیس خود پیشنهاد کرد. اتو به پیشنهاد دایملر واکنش سردی نشان داد. سپس دایملر به همراه دوستش ویلهلم مایباخ تصمیم جسورانه ای گرفتند - در سال 1882 آنها شرکت اتو را ترک کردند، یک کارگاه کوچک در نزدیکی اشتوتگارت به دست آوردند و شروع به کار بر روی پروژه خود کردند.

مشکلی که دایملر و مایباخ با آن روبه‌رو بودند، مشکل ساده‌ای نبود: آن‌ها تصمیم گرفتند موتوری بسازند که به ژنراتور گاز نیاز نداشته باشد، بسیار سبک و جمع‌وجور باشد، اما در عین حال به اندازه‌ای قدرتمند باشد که بتواند خدمه را به حرکت درآورد. دایملر انتظار داشت با افزایش سرعت شفت قدرت را افزایش دهد، اما برای این کار لازم بود فرکانس احتراق مورد نیاز مخلوط را تضمین کرد. در سال 1883، اولین موتور مهتابی بنزینی با احتراق از آن و اسپری ریز آن در هوا ساخته شد. این امر توزیع یکنواخت آن را روی سیلندر تضمین کرد و تبخیر خود در سیلندر تحت تأثیر گرمای تراکمی انجام شد. برای اطمینان از اتمیزه شدن، بنزین توسط یک جریان هوا از طریق یک جت اندازه گیری مکیده شد و پایداری مخلوط با حفظ سطح ثابت بنزین در کاربراتور به دست آمد. جت به شکل یک یا چند سوراخ در لوله، عمود بر جریان هوا ساخته شده است. برای حفظ فشار، یک مخزن کوچک با یک شناور در نظر گرفته شده بود که سطح را در ارتفاع مشخصی حفظ می کرد، به طوری که میزان مکش بنزین متناسب با مقدار هوای ورودی بود.

اولین موتورهای احتراق داخلی تک سیلندر بودند و برای افزایش قدرت موتور معمولاً حجم سیلندر را افزایش می دادند. سپس با افزایش تعداد سیلندرها شروع به رسیدن به این هدف کردند.

در پایان قرن نوزدهم، موتورهای دو سیلندر ظاهر شدند و از اوایل قرن، موتورهای چهار سیلندر شروع به گسترش کردند.