تاریخچه مختصری از توسعه موتورهای احتراق داخلی. ایجاد موتورهای احتراق داخلی - تاریخچه مختصر، وضعیت فعلی، ارزیابی چشم اندازها و جهت گیری های توسعه چه کسی اولین موتور احتراق داخلی را ایجاد کرد.

مهم نیست که مهندسان قرن های 18-19 چقدر تلاش کردند. راندمان موتور بخار را افزایش داد، همچنان بسیار کم باقی ماند. موتوری که بخار آزاد می کند محیط، در اصل، نمی تواند بازدهی بیش از 8-10٪ داشته باشد (به عنوان مثال، برای موتور بخار Watt فقط 3-4٪ بود). اگرچه قدرتمندتر است کارخانه های بخاربا موفقیت در صنعت، راه آهن و حمل و نقل آب، نمی توان از آنها برای اتومبیل استفاده کرد.

رکوردداران امروز

قوی ترین موتور مدرن احتراق داخلی Wartsila-Sulzer RTA96-C در نظر گرفته شده است. ابعاد آن 27 در 17 متر است و ظرفیتی در حدود 109 هزار لیتر دارد. با. این واحد با نفت کوره کار می کند و در کشتی سازی استفاده می شود. عنوان قوی ترین موتور خودرو توسط موتور نصب شده بر روی ابرخودرو آمریکایی Vector WX-8 ادعا شده است. قدرت آن 1200 اسب بخار است. با. (اگرچه در مطبوعات رقم 1850 اسب بخار وجود دارد).

توان خروجی کم موتورهای بخار با فرآیند گام به گام توضیح داده می شود: آب گرم شده در طی احتراق سوخت به بخار تبدیل می شود که انرژی آن به بخار تبدیل می شود. کارهای مکانیکی. بنابراین موتورهای بخار جزء موتورهای احتراق خارجی طبقه بندی می شوند. و اگر مستقیما از انرژی داخلی سوخت استفاده کنید چه اتفاقی می افتد؟

اولین کسی که آزمایشات خود را با موتور احتراق داخلی آغاز کرد یک فیزیکدان هلندی قرن هفدهم بود. کریستین هویگنس. در میان بسیاری از اکتشافات و اختراعات او، پروژه موتور پودر سیاه که هرگز محقق نشده بود به طور کامل گم شد. در سال 1688 دنیس پاپن فرانسوی از ایده های هویگنز استفاده کرد و وسیله ای را به شکل استوانه ای طراحی کرد که در آن پیستون آزادانه حرکت می کرد. پیستون توسط یک کابل پرتاب شده روی بلوک با بار به هم متصل می شد که پس از پیستون نیز بالا و پایین می رفت. باروت را در قسمت پایینی سیلندر ریخته و سپس آتش زدند. گازهای حاصل، در حال انبساط، پیستون را به سمت بالا هل دادند. پس از آن سیلندر و پیستون از بیرون با آب ریخته شده و گازهای داخل سیلندر خنک شده و فشار آنها روی پیستون کاهش می یابد. پیستون در حال عمل وزن خودو فشار اتمسفر کاهش یافت، در حالی که بار را افزایش داد. متأسفانه چنین موتوری برای اهداف عملی مناسب نبود: چرخه فناوری عملکرد آن بسیار پیچیده بود و استفاده از آن بسیار خطرناک بود.

در نتیجه، پاپین ایده خود را رها کرد و شروع به کار کرد موتور بخارو تلاش کم و بیش موفق بعدی برای طراحی موتور احتراق داخلی 18 سال بعد توسط José Nicephore Niepce فرانسوی انجام شد که به عنوان مخترع عکاسی مشهور شد. او به همراه برادرش کلود نیپس اختراع کرد موتور قایقاستفاده از گرد و غبار زغال سنگ به عنوان سوخت این موتور که توسط مخترعان "pyreolophore" (که از یونانی به عنوان "حمل شده توسط باد آتشین" ترجمه شده است) نامیده می شود، ثبت اختراع شد، اما امکان معرفی آن به تولید وجود نداشت.

یک سال بعد، مخترع سوئیسی، فرانسوا آیزاک دی ریواز، حق اختراع کالسکه ای را که توسط یک موتور احتراق داخلی هدایت می شد، در فرانسه دریافت کرد. موتور سیلندری بود که در آن هیدروژن تولید شده توسط الکترولیز مشتعل می شد. در حین انفجار و انبساط گاز، پیستون به سمت بالا حرکت می کرد و هنگام حرکت به سمت پایین، قرقره تسمه را به حرکت در می آورد. جنگ دی ریواز افسر ارتش ناپلئونی بود که او را از تکمیل کار روی اختراع که بعداً به یک خانواده کامل از موتورهای هیدروژنی حیات بخشید، باز داشت.

چند سال قبل، مهندس فرانسوی فیلیپ لبون به ایجاد یک موتور احتراق داخلی نسبتاً کارآمد نزدیک شد که با گاز روشن از مخلوطی از گازهای قابل احتراق، عمدتاً متان و هیدروژن، که از پردازش حرارتی زغال سنگ به دست می‌آمد، کار می‌کرد.

هنرمند ناشناس پرتره دنیس پاپین. 1689

خودروهای آمریکایی دهه 1930

در سال 1799، لبون حق امتیازی را برای روشی برای تولید گاز روشنایی با تقطیر خشک چوب دریافت کرد و چند سال بعد پروژه موتوری را توسعه داد که شامل دو کمپرسور و یک محفظه اختلاط بود. قرار بود یک کمپرسور به داخل محفظه پمپ کند هوای فشرده، یکی دیگر از گازهای روشنایی فشرده از ژنراتور گاز. مخلوط گاز و هوا وارد سیلندر کار شد و در آنجا مشتعل شد. موتور بود عمل دوگانه، یعنی محفظه های کاری که به طور متناوب کار می کردند در دو طرف پیستون قرار داشتند. در سال 1804، مخترع بدون اینکه فرصتی برای زنده کردن ایده خود داشته باشد درگذشت.

در سال‌های بعد، بسیاری از مخترعان از افکار لبون دور شدند، حتی برخی از آنها حق اختراع موتورهای خود را دریافت کردند، به عنوان مثال، براون و رایت بریتانیایی که از مخلوطی از هوا و گاز روشنایی به عنوان سوخت استفاده کردند. این موتورها بسیار حجیم و برای کار کردن خطرناک بودند. پایه و اساس ایجاد یک موتور سبک و فشرده تنها در سال 1841 توسط لوئیجی کریستوفوریس ایتالیایی گذاشته شد که موتوری را بر اساس اصل "اشتعال فشرده سازی" ساخت. چنین موتوری پمپی داشت که نفت سفید مایع قابل اشتعال را به عنوان سوخت تامین می کرد. هموطنان او بارزانتی و ماتوچی این ایده را توسعه دادند و در سال 1854 اولین ایده را ارائه کردند موتور واقعیاحتراق داخلی او روی مخلوطی از هوا با گاز روشنایی کار کرد و داشت خنک کننده آب. از سال 1858، شرکت سوئیسی Escher-Wyss شروع به تولید آن در دسته های کوچک کرد.

در همان زمان، مهندس بلژیکی ژان اتین لنوار، با شروع از پیشرفت های Le Bon، پس از چندین تلاش ناموفق، مدل موتور خود را ایجاد کرد. یک نوآوری بسیار مهم، ایده مشتعل کردن مخلوط هوا و سوخت با یک جرقه الکتریکی بود. Lenoir همچنین یک سیستم خنک کننده آب و یک سیستم روانکاری برای حرکت بهتر پیستون پیشنهاد کرد. راندمان این موتور از 5% تجاوز نمی کرد، سوخت را ناکارآمد مصرف می کرد و بیش از حد گرم می شد، اما این اولین پروژه موفق تجاری یک موتور احتراق داخلی برای نیازهای صنعتی بود. در سال 1863، آنها سعی کردند آن را روی یک ماشین نصب کنند، اما قدرت آن 1.5 لیتر بود. با. برای حرکت کافی نبود لو نوآر با دریافت درآمد نسبتاً زیادی از عرضه موتور خود، کار بر روی بهبود آن را متوقف کرد و به زودی توسط مدل های موفق تر از بازار خارج شد.

موتور احتراق داخلی J. E. Lenoir.

در سال 1862، مخترع فرانسوی Alphonse Beau de Rocha یک دستگاه اساساً جدید را ثبت کرد، اولین موتور احتراق داخلی در جهان، که در آن فرآیند کار در هر یک از سیلندرها در دو دور میل لنگ، یعنی در چهار زمان (سکته) تکمیل شد. از پیستون با این حال، هرگز به تولید تجاری یک موتور چهار زمانه نرسید. در نمایشگاه جهانی پاریس در سال 1867، نمایندگان کارخانه موتور گازی دوتز، که توسط مهندس نیکلاس اتو و صنعتگر یوژن لانگن تأسیس شد، موتوری را که با استفاده از اصل بارزانتی ماتوچی طراحی شده بود، به نمایش گذاشتند. این واحد لرزش کمتری ایجاد می کرد، سبک تر بود و بنابراین به زودی جایگزین موتور Lenoir شد.

سیلندر موتور جدید عمودی بود، شفت چرخان بالای آن در کنار قرار گرفت. در امتداد محور پیستون، ریلی متصل به شفت به آن متصل شده بود. شفت پیستون را بلند کرد، زیر آن خلاء ایجاد شد و مخلوطی از هوا و گاز به داخل آن مکیده شد. سپس مخلوط با شعله باز از طریق یک لوله مشتعل شد (اتو و لانگن در مهندسی برق متخصص نبودند و احتراق الکتریکی را رها کردند). در هنگام انفجار، فشار زیر پیستون افزایش یافت، پیستون افزایش یافت، حجم گاز افزایش یافت و فشار کاهش یافت. پیستون ابتدا تحت فشار گاز و سپس با اینرسی بالا رفت تا جایی که دوباره زیر آن خلاء ایجاد شد. بنابراین انرژی سوخت سوخته با حداکثر راندمان در موتور مورد استفاده قرار گرفت، راندمان این موتور به 15% رسید، یعنی از راندمان بهترین موتورهای بخار آن زمان فراتر رفت.

چرخه عملکرد یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه.

الف. ورودی مخلوط کاری. پیستون (4) به سمت پایین حرکت می کند. از طریق دریچه ورودی(1) مخلوط قابل احتراق وارد سیلندر می شود. ب. فشرده سازی. پیستون (4) به سمت بالا حرکت می کند. دریچه های ورودی (1) و خروجی (3) بسته هستند. فشار در سیلندر و دمای مخلوط کار افزایش می یابد. 6. سکته مغزی (سوختن و انبساط). در نتیجه تخلیه جرقه شمع (2)، مخلوط موجود در سیلندر به سرعت می سوزد. فشار گاز در حین احتراق بر روی پیستون اعمال می شود (4). حرکت پیستون از طریق منتقل می شود پین پیستون(5) و شاتون (6) روی میل لنگ(7)، باعث چرخش شفت می شود. ز. انتشار گازها. پیستون (4) به سمت بالا حرکت می کند. سوپاپ اگزوز(3) باز کردن؛ گازهای خروجی از سیلندر وارد لوله اگزوز و بیشتر وارد جو می شود.

اتو بر خلاف لنوآر به همین جا بسنده نکرد و سرسختانه به موفقیت دست یافت و به کار بر روی اختراع خود ادامه داد. در سال 1877 او حق اختراع یک موتور جرقه زنی چهار زمانه را به دست آورد. این چرخه چهار زمانه در حال حاضر به عنوان پایه ای برای عملکرد اکثر موتورهای بنزینی و گازی استفاده می شود. یک سال بعد، این تازگی به تولید رسید، اما در همان زمان رسوایی به راه افتاد. مشخص شد که اتو حق چاپ Beau de Roche را نقض کرده است و پس از طرح دعوی قضایی، انحصار اتو در موتور چهار زمانه لغو شد.

استفاده از گاز روشنایی به عنوان سوخت، دامنه اولین موتورهای احتراق داخلی را بسیار محدود کرد. حتی در اروپا هم کارخانه‌های گاز کمی وجود داشت و در روسیه فقط دو کارخانه در مسکو و سن پترزبورگ وجود داشت. در سال 1872، برایتون آمریکایی، مانند کریستوفوریس قبلی، سعی کرد از نفت سفید به عنوان سوخت استفاده کند، اما سپس به یک فرآورده نفتی سبک تر، یعنی بنزین روی آورد.

در سال 1883، یک موتور بنزینی با احتراق از یک لوله توخالی داغ باز به داخل سیلندر ظاهر شد که توسط مهندسان آلمانی گوتلیب دایملر و ویلهلم مایباخ، کارمندان سابق شرکت اتو اختراع شد. با این حال، یک موتور سوخت مایع نمی تواند با یک موتور گازی رقابت کند تا زمانی که دستگاهی برای تبخیر بنزین و تولید مخلوط قابل احتراق با هوا ایجاد شود. جت کاربراتور، نمونه اولیه همه کاربراتورهای مدرن، توسط مهندس مجارستانی Donat Banki اختراع شد که در سال 1893 حق اختراع دستگاه خود را دریافت کرد. بانک ها پیشنهاد کردند که به جای تبخیر بنزین، آن را به خوبی در هوا پخش کنید. این امر توزیع یکنواخت بنزین را روی سیلندر تضمین می‌کند و تبخیر تحت تأثیر گرمای تراکمی موجود در سیلندر رخ می‌دهد.

در ابتدا موتورهای احتراق داخلی فقط یک سیلندر داشتند و برای افزایش قدرت موتور باید حجم آن افزایش می یافت. با این حال، این نمی تواند به طور نامحدود ادامه یابد، و در نتیجه مجبور به متوسل شدن به افزایش تعداد سیلندرها شد. در پایان قرن نوزدهم. اولین موتورهای دو سیلندر ظاهر شدند ، موتورهای چهار سیلندر از ابتدای قرن بیستم شروع به گسترش کردند و اکنون با موتورهای دوازده سیلندر کسی را شگفت زده نخواهید کرد. با این حال، بهبود موتورها عمدتاً در جهت افزایش قدرت است مدارهمینطور می ماند

دو موتور سیلندر G. Daimler، مشاهده در دو طرح.

زمانی که رودولف دیزل بیش از یک قرن پیش طراحی موتور خود را توسعه داد، نمی توانست تصور کند که موتورهای دیزلی می توانند تا این حد به کیفیت سوخت حساس باشند. از این گذشته، دیزل مزیت موتور خود را دقیقاً در این واقعیت دید که می تواند روی هر چیزی کار کند، از گرد و غبار زغال سنگ گرفته تا آرد ذرت فرآوری شده. توربودیزل های مدرن با تزریق سوخت فقط به تمیز کردن خوب نیاز دارند سوخت دیزلیبا محتوای گوگرد کم به همین دلیل است که بسیاری از خودروسازان خارجی تا همین اواخر جرات فروش مدل های دیزلی خود را در روسیه نداشتند.

آر دیزل.

R. موتور دیزل.

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 در داخل واحد قدرتنیرویی ایجاد 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 خودروهای کم‌مصرف و حریص هستیم که شما را از پمپ بنزین دور نمی‌کنند. خوشبختانه، هر از گاهی چنین فناوری‌های پیشرفتی بیش از یک بار کشف شده‌اند. مرحله جدیددر توسعه موتورهای احتراق داخلی تصمیم گرفتیم بیشترین را به خاطر بسپاریم تاریخ های مهمدر تکامل 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:

مکش یک دکمه کنترلی برای استارت کاربراتور است که با آن لازم بود غنی سازی سوخت با اکسیژن در ماشین های کاربراتور تنظیم شود. بنابراین، اگر یک موتور سرد را راه اندازی می کنید، در ماشین های کاربراتوری باید "خفه" را باز کنید و سوخت را با اکسیژن بیشتر از آنچه در یک موتور گرم لازم است غنی کنید. با گرم شدن موتور، به تدریج دستگیره تنظیم استارت کاربراتور را ببندید و اکسیژن غنی شده سوخت را به مقادیر عادی برگردانید.

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 انژکتور روی آن تست شد ماشین اسپرت مرسدس بنز 300SLR که توانست تقریبا 1600 کیلومتر را بدون شکستن رانندگی 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، شورولت خودروی اسپرت تزریق سوخت کوروت (سیستم رام جت راچستر) را معرفی کرد. در نتیجه این خودرو سریعتر از مرسدس بنز 300SLR پیشگام شد.

اما با وجود موفقیت سیستم منحصر به فردتزریق سوخت Rochester Ramjet، دقیقا الکترونیکی سیستم های تزریقبوش (با کنترل الکترونیکی) حملات خود را در سراسر جهان آغاز کرد. 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 تزریق سوخت الکترونیکی (انژکتوری) جهان 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 در خودروهای تولید انبوه توسط مزدا و خودروساز آلمانی منقرض شده NSU مورد استفاده قرار گرفت.

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 استفاده از موتورهای دوار را کنار گذاشت. آخرین مدل با موتور چرخشی بود.

اما اخیرا، در سال 2015، مزدا در نمایشگاه خودرو توکیوخودروی مفهومی RX-Vision-2016 را معرفی کرد که از موتور چرخشی استفاده می کند. در نتیجه، شایعاتی در جهان ظاهر شد که ژاپنی ها قصد دارند دوباره زندگی کنند ماشین های دوار. 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. چگونه سیلندر کمتردر حال اجرا در موتور، کمتر. 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 بر روی خود استفاده می کنند خودروهای تولیدی. 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.

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. جلد حمل و نقل جاده ایدر اواسط قرن گذشته 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 موتور کارآمد و کارآمد بود. درایو مدرنبرای دستگاه ها و مکانیزم های صنعتی مختلف. در آن زمان بیشتر از آن استفاده می شد موتور بخار. 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 از آنها را به عنوان نیروگاه در حمل و نقل جاده ای، ریلی و آبی تضمین کرده است. 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 تریندریافت موتورهای احتراق داخلی (ICE) - نوع موتور، موتور گرمایی، که در آن انرژی شیمیایی سوخت (معمولاً مایع یا گاز). سوخت هیدروکربنی) که سوختگی در محل 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 هنگام روشن شدن موتور به طور خودکار باز و بسته می شوند. لحظات مناسب. 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 در حین انجام کارهای مکانیکی، پیستون و همراه با آن میل لنگ را فشار می دهند. 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 این حالت بادامک های میل بادامک دریچه ورودی را باز می کنند و 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).

کمی قبل از پایان چرخه تراکم، مخلوط هوا و سوخت توسط جرقه ای از شمع مشتعل می شود. در طول سفر پیستون از نقطه بالاسوخت پایین تر می سوزد و تحت تأثیر گرما مخلوط کاریبا فشار دادن پیستون منبسط می شود.

پس از نقطه مرگ پایین سیکل عملیات، سوپاپ اگزوز باز می شود 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، هیچ کدام قدرت بزرگ، و نه عدم وجود سیستم دریچه ای دست و پا گیر و میل بادامک، نه ارزانی در ساخت نمی تواند جلوی مزایای موتورهای چهار زمانه را بگیرد - منبع بیشتر، بو ́ اقتصاد بهتر، اگزوز تمیزتر و صدای کمتر.

طرح عملیات ICE(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. اصلی مزیت ICEاستقلال از منابع دائمی انرژی (منابع آب، نیروگاه ها و غیره) است و بنابراین تأسیسات 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 بلند، انتشارات سمی، منابع کوچکتر)، به دلیل استقلال آنها، موتورهای احتراق داخلی بسیار گسترده هستند.

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 شیر 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 حق ثبت اختراع برای طراحی موتور گاز گرفت. 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 دو کاره بود، یعنی محفظه های کار به طور متناوب در دو طرف پیستون عمل می کردند. 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 خارجی و احیاء 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. برای بیش از یک قرن، که به درستی "عصر خودرو" نامیده می شود، همه چیز تغییر کرده است - 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 یوگن لانگن، شرکت Otto & Co. را در کلن تأسیس کرد - و بر روی یافتن تمرکز کرد. بهترین راه حل. 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 یک موتور احتراق داخلی چهار زمانه (ضمیمه 3) صادر کرد.در طی 20 سال اول، N. Otto's کارخانه 6000 موتور ساخته است.

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 بودن سه چرخهموتور 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، اولین موتورهای V را ساختند، 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. سوخت به پیش محفظه، ساخته شده از چدن با درج مسی تزریق شد، که امکان به دست آوردن دمای سطح بالای پیش محفظه و احتراق قابل اعتماد را فراهم می کرد. این اولین موتور دیزل غیر فشرده دنیا بود.در سال 1906 پروفسور V.I. گرینوتسکی طراحی موتوری با فشرده سازی و انبساط مضاعف را پیشنهاد کرد - نمونه اولیه یک 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، متخصصان روسیه قبل از انقلاب بدون شک پیشرفت های مستقل بزرگی در زمینه موتورهای احتراق تراکمی انجام دادند. توسعه موفقیت آمیز مهندسی دیزل در روسیه با این واقعیت توضیح داده می شود که روسیه روغن خود را داشت و موتورهای دیزلی بیشتر نیازهای شرکت های کوچک را برآورده می کردند ، بنابراین تولید می شود. موتورهای دیزلیدر 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 ادامه دارد موتورهای بنزینیو دیزلی ها توسعه موتورهای بنزینی در راه است تا عملکرد زیست محیطی، راندمان و عملکرد قدرت آنها را بیشتر بهبود بخشد کاربرد گستردهو بهبود سیستم تزریق بنزین به سیلندرها. برنامه های کاربردی سیستم های الکترونیکیکنترل تزریق، جداسازی 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

با محتوا

مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………….2

1. تاریخچه آفرینش……………………………………………………..3

2. تاریخچه صنعت خودروسازی در روسیه………………………………7

3. موتورهای پیستونیاحتراق داخلی……………………8

3.1 طبقه بندی ICE …………………………………………….8

3.2 مبانی موتورهای احتراق داخلی پیستونی …………………………9

3.3 اصل عملیات……………………………………………………………………………………………………………

10

3.5 اصل عملکرد موتور دیزل چهار زمانه ……………………………

3.6 اصل کارکرد موتور دو زمانه………………….12

3.7 چرخه کار موتورهای کاربراتوری و دیزلی چهار زمانه…………………………………………………………………………….13

3.8 چرخه کار موتور چهار زمانه…………………14

3.9 سیکل های کاری موتورهای دو زمانه …………………………

نتیجه گیری……………………………………………………………………………..16

معرفی.

قرن بیستم دنیای فناوری است. ماشین های قدرتمند میلیون ها تن زغال سنگ، سنگ معدن، نفت را از روده های زمین استخراج می کنند. نیروگاه های قدرتمند میلیاردها کیلووات ساعت برق تولید می کنند. هزاران کارخانه و کارخانه لباس، رادیو، تلویزیون، دوچرخه، اتومبیل، ساعت و سایر محصولات ضروری تولید می کنند. تلگراف، تلفن و رادیو ما را با تمام دنیا وصل می کند. قطار، قایق، هواپیما سرعت بالاما را از قاره ها و اقیانوس ها عبور دهد. و بالاتر از ما، خارج از جو زمین، موشک ها و ماهواره های مصنوعی زمین پرواز می کنند. همه اینها بدون کمک برق کار نمی کند.

انسان رشد خود را با تصاحب محصولات نهایی طبیعت آغاز کرد. از قبل در مرحله اول توسعه، او شروع به استفاده از ابزار مصنوعی کرد.

با توسعه تولید، شرایط برای ظهور و توسعه ماشین آلات شروع به شکل گیری می کند. در ابتدا ماشین ها مانند ابزار فقط به انسان در کار کمک می کردند. سپس به تدریج شروع به جایگزینی آن کردند.

در دوره فئودالی تاریخ، برای اولین بار از نیروی جریان آب به عنوان منبع انرژی استفاده شد. حرکت آب چرخ آب را می چرخاند که به نوبه خود مکانیسم های مختلفی را به حرکت در می آورد. در این دوره، طیف گسترده ای از ماشین های تکنولوژیکی ظاهر شد. با این حال، استفاده گسترده از این ماشین ها اغلب به دلیل عدم جریان آب در نزدیکی مختل می شد. لازم بود به دنبال منابع جدید انرژی برای تامین انرژی ماشین‌ها در هر نقطه از سطح زمین باشیم. آنها انرژی باد را امتحان کردند، اما معلوم شد که بی اثر است.

آنها شروع به جستجوی منبع دیگری از انرژی کردند. مخترعان برای مدت طولانی کار کردند، آنها ماشین های زیادی را آزمایش کردند - و در نهایت، یک موتور جدید ساخته شد. ماشین بخار بود. در آغاز قرن نوزدهم، اولین وسایل نقلیه بخار خشکی، لوکوموتیوهای بخار، اختراع شد.

اما موتورهای بخار پیچیده، حجیم و گران بودند. حمل و نقل مکانیکی که به سرعت در حال توسعه بود به موتور متفاوتی نیاز داشت - کوچک و ارزان. در سال 1860، لنوار فرانسوی، با استفاده از عناصر ساختاری یک موتور بخار، سوخت گازو یک جرقه الکتریکی برای احتراق، اولین موتور احتراق داخلی عملی را طراحی کرد.

1. تاریخچه آفرینش

استفاده از انرژی درونی به معنای انجام کار مفید به قیمت آن است، یعنی تبدیل انرژی درونی به انرژی مکانیکی. در ساده ترین آزمایش، که شامل ریختن کمی آب در لوله آزمایش و به جوش آمدن آن است (علاوه بر این، لوله آزمایش در ابتدا با چوب پنبه بسته می شود)، چوب پنبه تحت فشار بخار حاصل از آن بالا می آید و بیرون می زند.

به عبارت دیگر، انرژی سوخت به انرژی داخلی بخار تبدیل می شود و بخار در حال انبساط، کار می کند و دوشاخه را از بین می برد. بنابراین انرژی داخلی بخار به انرژی جنبشی دوشاخه تبدیل می شود.

اگر لوله آزمایش با لوله آزمایش قوی جایگزین شود سیلندر فلزیو یک دوشاخه با پیستون که به خوبی روی دیواره های سیلندر قرار می گیرد و می تواند آزادانه در امتداد آنها حرکت کند، سپس ساده ترین موتور حرارتی را دریافت می کنید.

موتورهای حرارتی ماشین هایی هستند که در آنها انرژی داخلی سوخت به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.

تاریخچه موتورهای حرارتی به گذشته های دور برمی گردد، آنها می گویند بیش از دو هزار سال پیش، در قرن 3 قبل از میلاد، مکانیک و ریاضیدان بزرگ یونانی، ارشمیدس، توپی ساخت که با بخار شلیک می کرد. نقاشی توپ ارشمیدس و شرح آن 18 قرن بعد در دست نوشته های دانشمند، مهندس و هنرمند بزرگ ایتالیایی لئوناردو داوینچی یافت شد.

این تفنگ چطور شلیک کرد؟ یک سر بشکه به شدت در آتش گرم شده بود. سپس در قسمت گرم شده بشکه آب ریخته شد. آب فورا تبخیر شد و به بخار تبدیل شد. بخار در حال گسترش، هسته را با قدرت و غرش به بیرون پرتاب کرد. آنچه در اینجا برای ما جالب است این است که لوله توپ یک استوانه بود که هسته آن مانند یک پیستون در امتداد آن می لغزید.

تقریباً سه قرن بعد، در اسکندریه، شهری فرهنگی و غنی در سواحل آفریقایی دریای مدیترانه، دانشمند برجسته هرون زندگی و کار کرد که مورخان او را هرون اسکندریه می نامند. هرون چندین اثر از خود به جای گذاشته که به دست ما رسیده است که در آنها شرح داده است ماشین آلات مختلف، دستگاه ها، مکانیسم های شناخته شده در آن زمان.

در نوشته های هرون درباره وسیله جالبی که امروزه توپ هرون نامیده می شود، توضیح داده شده است. این یک توپ آهنی توخالی است که به گونه ای ثابت شده است که می تواند حول یک محور افقی بچرخد. از یک دیگ بسته با آب جوش، بخار از طریق یک لوله وارد توپ می شود، از طریق لوله های منحنی از توپ خارج می شود، در حالی که توپ شروع به چرخش می کند. انرژی داخلی بخار به انرژی مکانیکی چرخش توپ تبدیل می شود. توپ هرون نمونه اولیه موتورهای جت مدرن است.

در آن زمان، اختراع هرون کاربرد پیدا نکرد و فقط سرگرم کننده باقی ماند. 15 قرن گذشت. لئوناردو داوینچی در طول شکوفایی جدید علم و فناوری که پس از قرون وسطی به وجود آمد، به استفاده از انرژی درونی بخار می اندیشد. در دست نوشته های او چندین طرح وجود دارد که یک استوانه و یک پیستون را نشان می دهد. زیر پیستون در سیلندر آب است و خود سیلندر گرم می شود. لئوناردو داوینچی فرض می‌کرد که بخاری که در نتیجه گرم کردن آب، انبساط و افزایش حجم ایجاد می‌شود، به دنبال راهی برای خروج می‌گردد و پیستون را به سمت بالا فشار می‌دهد. پیستون در طول حرکت به سمت بالا می تواند کار مفیدی انجام دهد.

جیووانی برانکا، که برای زندگی لئوناردو بزرگ زندگی کرد، موتوری را تصور کرد که از انرژی بخار استفاده می کند. چرخ بود
تیغه ها، یک جت بخار با نیروی دوم به آن برخورد کرد و به همین دلیل چرخ شروع به چرخش کرد. در واقع این اولین توربین بخار بود.

در قرن های 17-18، انگلیسی ها توماس ساوری (1650-1715) و توماس نیوکومن (1663-1729)، فرانسوی دنیس پاپین (1647-1714)، دانشمند روسی ایوان ایوانوویچ پولزونوف (1728-1766) و دیگران روی اختراع ماشین بخار

پاپین سیلندری ساخت که در آن پیستون آزادانه بالا و پایین حرکت می کرد. پیستون توسط کابلی که روی بلوک پرتاب شده بود با باری به هم متصل می شد که به دنبال پیستون نیز بالا و پایین می رفت. به گفته پاپین، پیستون را می توان به ماشینی مانند پمپ آب متصل کرد که آب را پمپاژ می کند. پاپوکس را در قسمت لولایی پایین سیلندر ریختند و سپس آن را آتش زدند. گازهای حاصل، در تلاش برای انبساط، پیستون را به سمت بالا هل دادند. پس از آن، سیلندر و پیستون با آب دیود از بیرون پاشیده شدند. گازهای داخل سیلندر خنک می شوند و فشار آنها روی پیستون کاهش می یابد. پیستون، تحت تأثیر وزن خود و فشار اتمسفر خارجی، در حالی که بار را بلند می کرد، پایین آمد. موتور کار مفیدی انجام داد. برای اهداف عملی، او نامناسب بود: چرخه تکنولوژیکی کار او بسیار پیچیده بود (پر کردن و احتراق باروت، خیس کردن با آب، و این در کل عملکرد موتور است!). علاوه بر این، استفاده از چنین موتوری به دور از خطر بود.

با این حال، نمی توان ویژگی هایی را در اولین خودروی پالن مشاهده کرد موتور مدرناحتراق داخلی

پاپین در موتور جدید خود به جای باروت از آب استفاده کرد. داخل سیلندر زیر پیستون ریخته می شد و خود سیلندر از زیر گرم می شد. بخار حاصل، پیستون را بالا برد. سپس سیلندر خنک شد و بخار موجود در آن متراکم شد - دوباره به آب تبدیل شد. پیستون، مانند موتور پودر، تحت تأثیر وزن و فشار اتمسفر به پایین سقوط کرد. این موتور بهتر از باروت کار می کرد اما جدی استفاده عملیهمچنین فایده چندانی نداشت: روشن و خاموش کردن آتش، تامین آب سرد، صبر کردن تا متراکم شدن بخار، خاموش کردن آب و غیره ضروری بود.

تمام این کاستی ها به این دلیل بود که تهیه بخار لازم برای کار موتور در خود سیلندر انجام می شد. اما اگر بخار آماده ای که مثلاً در دیگ بخار جداگانه به دست می آید، وارد سیلندر شود چه؟ سپس کافی است که به طور متناوب بخار و سپس آب خنک شده را وارد سیلندر کنید و موتور با سرعت بیشترو مصرف سوخت کمتر

این را یکی از معاصران دنیس پالن، توماس ساوری انگلیسی، که یک پمپ بخار برای پمپاژ آب از معدن ساخته بود، حدس زد. در دستگاه او، بخار خارج از سیلندر - در دیگ بخار تهیه می شد.

به دنبال Severi، موتور بخار (همچنین برای پمپاژ آب از معدن اقتباس شده است) توسط آهنگر انگلیسی توماس نیوکامن طراحی شد. او به طرز ماهرانه ای از بسیاری از آنچه قبل از او اختراع شده بود استفاده کرد. نیوکومن یک سیلندر با پیستون پاپین گرفت، اما بخار را برای بلند کردن پیستون، مانند سوری، در یک دیگ بخار دریافت کرد.

ماشین نیوکامن، مانند تمام پیشینیان خود، به طور متناوب کار می کرد - یک مکث بین دو ضربه پیستون وجود داشت. ارتفاع آن به اندازه یک ساختمان چهار یا پنج طبقه بود و بنابراین استثنایی بود<прожорлива>: پنجاه اسب به سختی توانستند به او سوخت برسانند. خادمین متشکل از دو نفر بودند: استوکر پیوسته زغال سنگ را به داخل می‌پرداخت<ненасытную пасть>کوره ها، و مکانیک شیرهایی را کار می کرد که بخار و آب سرد را به داخل سیلندر می داد.

موتور یکی از اجزای اصلی خودرو است. بدون اختراع موتور، احتمالاً صنعت خودرو بلافاصله پس از اختراع چرخ متوقف می شد. به لطف اختراع موتور احتراق داخلی، پیشرفتی در تاریخ ایجاد خودروها رخ داد. این دستگاه به یک نیروی محرکه واقعی تبدیل شده است که سرعت می دهد.

تلاش برای ایجاد یک دستگاه شبیه موتوراحتراق داخلی در قرن 18 آغاز شد. بسیاری از مخترعان در ساخت دستگاهی مشارکت داشتند که می توانست انرژی سوخت را به انرژی مکانیکی تبدیل کند.

اولین‌ها در این منطقه برادران نیپس از فرانسه بودند. آن ها وسیله ای ابداع کردند که خودشان آن را «پیریولوفور» نامیدند. قرار بود از گرد و غبار زغال سنگ به عنوان سوخت این موتور استفاده شود. با این حال، این اختراع هرگز به رسمیت شناخته نشد و در واقع فقط در نقاشی ها وجود داشت.

اولین موتور موفقی که به بازار عرضه شد یک موتور احتراق داخلی توسط مهندس بلژیکی J.J. اتین لنوار. سال تولد این اختراع 1858 دو زمانه بود موتور الکتریکیبا کاربراتور و جرقه جرقه. سوخت دستگاه گاز زغال سنگ بود. با این حال، مخترع نیاز به روغن کاری و خنک کننده موتور خود را در نظر نگرفت، بنابراین برای مدت بسیار کوتاهی کار کرد. در سال 1863، لنوار موتور خود را دوباره طراحی کرد - سیستم های گم شده را اضافه کرد و نفت سفید را به عنوان سوخت معرفی کرد.

جی جی اتین لنوار

دستگاه بسیار ناقص بود - بسیار داغ شد، از روان کننده و سوخت ناکارآمد استفاده کرد. با این حال، با کمک آن رفت سه چرخهکه از کامل بودن نیز دور بودند.

در سال 1864 یک موتور کاربراتوری تک سیلندر با احتراق فرآورده های نفتی اختراع شد. نویسنده اختراع زیگفرید مارکوس بود، او همچنین وسیله نقلیه ای را به مردم ارائه داد که سرعت 10 مایل در ساعت را توسعه می دهد.

در سال 1873، مهندس دیگری - جورج برایتون - توانست یک موتور 2 سیلندر طراحی کند. در ابتدا با نفت سفید و بعداً با بنزین کار می کرد. نقطه ضعف این موتور انبوه بودن بیش از حد بود.

در سال 1876، پیشرفتی در صنعت ایجاد موتورهای احتراق داخلی به وجود آمد. نیکلاس اتو اولین کسی بود که یک دستگاه پیچیده فنی ساخت که انرژی سوخت را به طور موثر به انرژی مکانیکی تبدیل می کرد.

نیکلاس اتو

در سال 1883، ادوارد دیلامار فرانسوی طرحی را برای موتوری طراحی کرد که با گاز کار می کند. با این حال، اختراع او فقط روی کاغذ وجود داشت.

در سال 1185، نام بزرگی در تاریخ صنعت خودرو ظاهر شد -. او نه تنها توانست نمونه اولیه یک موتور گازی مدرن - با سیلندرهای مرتب شده عمودی و یک کاربراتور - را اختراع کند، بلکه آن را نیز به تولید برساند. این اولین موتور فشرده بود که به توسعه سرعت سفر مناسب نیز کمک کرد.

او به موازات دایملر روی ساخت موتور و ماشین کار می کرد.

در سال 1903، شرکت‌های دایملر و بنز با هم ادغام شدند و یک شرکت خودروسازی تمام عیار را به وجود آوردند. اینجوری شروع شد عصر جدید، که به بهبود بیشتر موتور احتراق داخلی کمک کرد.