Jis gavo patentą už apšvietimo dujų panaudojimą ir gavimo būdą sausai distiliuojant medieną arba anglį. Šis atradimas buvo labai svarbus, visų pirma apšvietimo technologijų plėtrai. Labai greitai Prancūzijoje, o vėliau ir kitose Europos šalyse dujinės lempos pradėjo sėkmingai konkuruoti su brangiomis žvakėmis. Tačiau šviečiančios dujos tiko ne tik apšvietimui.
Dujinio variklio dizaino patentas
Lenoir nebuvo iš karto pasisekęs. Po to, kai pavyko pagaminti visas detales ir surinkti mašiną, ji gana ilgai dirbo ir sustojo, nes dėl šildymo stūmoklis išsiplėtė ir užstrigo cilindre. Lenoiras patobulino savo variklį išradęs vandens aušinimo sistemą. Tačiau antrasis paleidimo bandymas taip pat baigėsi nesėkme dėl prasto stūmoklio eigos. Lenoir savo dizainą papildė tepimo sistema. Tik tada pradėjo veikti variklis.
Augustas Otto
Ieškokite naujų degalų
Todėl naujų degalų varikliui paieškos nenutrūko. vidaus degimas. Kai kurie išradėjai bandė naudoti skystojo kuro garus kaip dujas. Dar 1872 metais amerikietis Braitonas bandė šiam tikslui panaudoti žibalą. Tačiau žibalas blogai išgaravo, ir Braitonas perėjo prie lengvesnio naftos produkto – benzino. Bet tam, kad skysto kuro variklis sėkmingai konkuruotų su dujiniu, reikėjo sukurti specialus prietaisas išgaruoti benziną ir gauti degus mišinys tai su oru.
Tais pačiais 1872 m. Braitonas sugalvojo vieną iš pirmųjų vadinamųjų „garavimo“ karbiuratorių, tačiau jis neveikė patenkinamai.
Dujinis variklis
Efektyvus Benzie naujas variklis pasirodė tik po dešimties metų. Jo išradėjas buvo vokiečių inžinierius Gottliebas Daimleris. Daug metų dirbo Otto įmonėje ir buvo jos valdybos narys. Devintojo dešimtmečio pradžioje jis pasiūlė savo viršininkui kompaktiško benzininio variklio, kuris galėtų būti naudojamas transporte, projektą. Otto šaltai sureagavo į Daimlerio pasiūlymą. Tada Daimleris kartu su draugu Wilhelmu Maybachu priėmė drąsų sprendimą – 1882 metais jie paliko Otto įmonę, įsigijo nedidelę dirbtuvę netoli Štutgarto ir pradėjo dirbti prie savo projekto.
„Daimler“ ir „Maybach“ problema nebuvo iš lengvųjų: jie nusprendė sukurti variklį, kuriam nereikėtų dujų generatoriaus, jis būtų labai lengvas ir kompaktiškas, tačiau tuo pat metu pakankamai galingas, kad galėtų varyti įgulą. „Daimler“ tikėjosi padidinti galią padidindamas veleno greitį, tačiau tam reikėjo užtikrinti reikiamą mišinio uždegimo dažnį. Pirmoji 1883 m Dujinis variklis su uždegimu iš karšto tuščiavidurio vamzdžio, atidaryto į cilindrą.
Pirmasis benzininio variklio modelis buvo skirtas pramoninei stacionariai įrangai.
Skysto kuro išgarinimo procesas pirmuosiuose benzininiuose varikliuose paliko daug norimų rezultatų. Todėl karbiuratoriaus išradimas padarė tikrą revoliuciją variklių gamyboje. Jos kūrėju laikomas vengrų inžinierius Donatas Bankis. 1893 m. jis patentavo reaktyvinį karbiuratorių, kuris buvo visų šiuolaikinių karbiuratorių prototipas. Skirtingai nei jo pirmtakai, Banki pasiūlė benzino ne garinti, o smulkiai išpurkšti į orą. Tai užtikrino tolygų jo pasiskirstymą cilindre, o pats garavimas vyko jau cilindre, veikiant suspaudimo šiluma. Purškimui užtikrinti benzinas buvo įsiurbiamas oro srautu per dozavimo srovę, o mišinio sudėties pastovumas buvo pasiektas išlaikant pastovus lygis benzinas karbiuratoriuje. Purkštukas buvo pagamintas iš vienos ar kelių skylių vamzdyje, esančių statmenai oro srautui. Slėgiui palaikyti buvo numatytas nedidelis bakas su plūde, kuri palaikydavo lygį tam tikrame aukštyje, kad įsiurbto benzino kiekis būtų proporcingas įeinančio oro kiekiui.
Pirmieji vidaus degimo varikliai buvo vieno cilindro, o siekiant padidinti variklio galią, dažniausiai buvo didinamas cilindro tūris. Tada jie pradėjo tai pasiekti padidindami cilindrų skaičių.
XIX amžiaus pabaigoje atsirado dviejų cilindrų varikliai, o nuo amžiaus pradžios pradėjo plisti keturių cilindrų varikliai.
taip pat žr
Nuorodos
Wikimedia fondas. 2010 m.
Pažiūrėkite, kas yra „Vidaus degimo variklių kūrimo istorija“ kituose žodynuose:
Diagrama: Dviejų taktų vidaus degimo variklis su duslintuvu ... Vikipedija
Delta variklis Nacionaliniame geležinkelių muziejuje, Jorkas, JK Delta variklis (Napier Deltic) yra britų variklis su priešpriešine... Wikipedia
Cugno garų vežimėlio brėžinys (Jonathanas Holguinisburgas) (1769 m.) Automobilio istorija prasidėjo dar 1768 m., kai buvo sukurtos garu varomos transporto priemonės, galinčios vežti žmones ... Wikipedia
Patikrinkite informaciją. Būtina patikrinti faktų tikslumą ir šiame straipsnyje pateiktos informacijos patikimumą. Pokalbių puslapyje turėtų būti paaiškinimas... Vikipedija
Turinys 1 Motociklo išradimas 2 Motociklas XX amžiuje ir XXI amžiaus pradžioje ... Vikipedija
Paleisti erdvėlaivis Apollo 11 iš Kenedžio kosminio centro į Mėnulį 1969 m. Jungtinių Valstijų technologijų ir pramonės istorija apibūdina galingiausių ir techno... Wikipedia
Pagrindinis bet kurios transporto priemonės, taip pat ir antžeminės transporto priemonės, įrenginys yra elektrinė – variklis, paverčiantis įvairias energijos rūšis į mechaninis darbas.
Per istorinė raida transporto varikliai mechaninis judėjimo darbas buvo atliktas naudojant:
1) žmonių ir gyvūnų raumenų jėga;
2) vėjo jėgos ir vandens srautai;
3) garo šiluminė energija ir įvairių tipų dujinis, skystasis ir kietasis kuras;
4) elektros ir cheminė energija;
5) saulės ir branduolinė energija.
Įrašai apie bandymus statyti savaeigių transporto priemonių judėjimų būta jau XV – XVI a. Tiesa, šių „transporto priemonių“ jėgainės buvo žmogaus raumenų jėga. Vienas iš pirmųjų gana gerai žinomų savaeigių agregatų su „raumenų varikliu“ yra rankiniu būdu varomas laikrodininko iš Niurnbergo Stefano Farflerio vežimas, kurį jis pastatė 1655 m.
Garsiausias Rusijoje buvo „savarankis vežimas“, kurį Sankt Peterburge pastatė valstietis L. L. Šamšurenkovas 1752 m.
Šis gana erdvus keliems žmonėms vežimas buvo varomas dviejų žmonių raumenų jėga. Pirmąjį pedalinį metalinį dviratį, savo dizainu artimą šiuolaikiniams, XVIII ir XIX amžių sandūroje pagamino Permės provincijos Verkhotrussky rajono valstietis Artamonovas.
Seniausios elektrinės, nors ir ne transporto, yra hidrauliniai varikliai- vandens ratai, varomi krintančio vandens srauto (svorio), taip pat vėjo varikliai. Vėjų jėga nuo seno buvo naudojama burlaiviams, o daug vėliau – rotoriniams. Vėjo panaudojimas rotoriniuose laivuose buvo atliktas bures pakeitusių vertikalių besisukančių kolonų pagalba.
Išvaizda XVII a vandens varikliai, o vėliau grojo garo mašinos svarbus vaidmuo manufaktūrinės gamybos atsiradime ir raidoje, o vėliau – pramonės revoliucija. .Tačiau didžiosios išradėjų viltys savaeigiai vežimai dėl pirmojo taikymo garo varikliai transporto priemonėms nebuvo pagrįsta. Prancūzų inžinieriaus Josepho Cagno 1769 metais pastatyta pirmoji garo savaeigė transporto priemonė, kurios keliamoji galia 2,5 tonos, pasirodė esanti labai stambi, lėta ir reikalaujanti privalomų sustojimų kas 15 judėjimo minučių.
Tik XIX amžiaus pabaigoje. Prancūzijoje buvo sukurti labai sėkmingi savaeigių įgulų su garo varikliais pavyzdžiai. Nuo 1873 m. prancūzų dizaineris Ademe Bolet sukonstravo keletą sėkmingų garo mašinų. Pasirodė 1882 m garo automobiliai Dion-Bouton,
o 1887 m. - Leono Serpole, kuris buvo vadinamas „garų apaštalu“, automobiliai. Serpol sukurtas katilas su plokščiais vamzdžiais buvo labai pažangus garo generatorius, beveik akimirksniu išgaruojantis vandenį.
Varžėsi Serpolo garo automobiliai benzininiai automobiliai daugelyje lenktynių ir greičio rungčių iki 1907 m. Tuo pat metu garo variklių, kaip transporto variklių, tobulinimas ir šiandien tęsiamas jų svorio ir dydžio rodiklių mažinimo bei efektyvumo didinimo kryptimi.
Tobulumas garo varikliai ir vidaus degimo variklių raida XIX amžiaus antroje pusėje. lydėjo daugybė išradėjų bandymų panaudoti elektros energiją transporto varikliams. Trečiojo tūkstantmečio išvakarėse Rusija šventė miesto žemės naudojimo šimtmetį elektrinis transportas- tramvajus. Prieš kiek daugiau nei šimtą metų, XIX amžiaus 80-aisiais, pasirodė pirmieji elektromobiliai. Jų išvaizda siejama su kūryba 1860 m švino baterijos. Tačiau per didelis savitasis svoris ir nepakankama talpa neleido elektra varomoms transporto priemonėms konkuruoti su garo varikliais ir dujiniais-benzininiais varikliais. Elektromobilių su lengvesnėmis ir daug energijos sunaudojančiomis sidabro-cinko baterijomis taip pat nerasta platus pritaikymas. Rusijoje talentingas dizaineris I. V. Romanovas kūrė XIX amžiaus pabaigoje. kelių tipų elektromobilių su gana lengvomis baterijomis.
Elektromobiliai turi gana didelių privalumų. Visų pirma, jie yra ekologiški, nes neturi išmetamosios dujos, turi labai geras traukos charakteristikas ir didelius pagreičius dėl didėjančio sukimo momento mažėjant greičiui; naudoja pigią elektrą, yra lengvai valdomi, patikimi eksploatuoti“ ir tt Šiandien elektromobiliai ir troleibusai turi rimtų perspektyvų vystytis ir naudoti miesto bei priemiestinis transportas dėl būtinybės radikaliai spręsti problemas siekiant sumažinti aplinkos taršą.
Bandymai kurti stūmokliniai varikliai XVIII amžiaus pabaigoje imtasi vidaus degimo. Taigi 1799 metais anglas D. Barberis pasiūlė variklį, kuris veiktų oro ir dujų mišiniu, gautu distiliuojant medieną. Kitas dujinio variklio išradėjas Etjenas Lenuaras kaip kurą naudojo apšvietimo dujas.
Dar 1801 metais prancūzas Philippe'as de Bonnet pasiūlė dujinio variklio projektą, kuriame oras ir dujos buvo suspaudžiami nepriklausomais siurbliais, tiekiami į maišymo kamerą, o iš ten į variklio cilindrą, kur mišinys uždegamas elektros kibirkštimi. Šio projekto atsiradimas laikomas oro ir kuro mišinio elektrinio uždegimo idėjos gimimo data.
Pirmąjį naujo tipo stacionarų variklį, veikiantį keturių taktų ciklu su išankstiniu mišinio suspaudimu, 1862 m. suprojektavo ir pagamino Kelno mechanikas N. Otto.
Beveik visi šiuolaikiniai benzininiai ir dujiniai varikliai iki šiol veikia Otto ciklu (ciklas su pastovaus tūrio šilumos įvedimu).
Praktinis vidaus degimo variklių pritaikymas transporto brigados prasidėjo 70-80-aisiais. XIX a remiantis dujų ir benzino-oro mišinių naudojimu kaip kuro ir išankstiniu suspaudimu cilindruose. Trys vokiečių konstruktoriai oficialiai pripažinti transporto variklių, veikiančių skystosiomis naftos distiliavimo frakcijomis, išradėjais: Gottliebas Daimleris, sukūręs motociklą su benzininiu varikliu pagal 1885 m. rugpjūčio 29 d. patentą;
Karlas Benzas, kuris pagal 1886 m. kovo 25 d. patentą sukonstravo triratį vežimą su benzininiu varikliu;
Rudolfas Dyzelis, 1892 metais gavęs patentą varikliui su savaime užsidegančiu oro ir skysto kuro mišiniu dėl suspaudimo metu išsiskiriančios šilumos.
Čia reikia pažymėti, kad pirmieji vidaus degimo varikliai, veikiantys lengvomis alyvos distiliavimo frakcijomis, buvo sukurti Rusijoje. Taip 1879 metais rusų jūreivis I. S. Kostovič sukonstravo ir 1885 metais buvo sėkmingai išbandytas mažo svorio ir didelės galios 8 cilindrų benzininis variklis. Šis variklis buvo skirtas aviacijos transporto priemonėms.
1899 metais Sankt Peterburge buvo sukurtas pirmasis pasaulyje ekonomiškas ir efektyvus slėginio uždegimo variklis. Darbo ciklo srautas šiame variklyje skyrėsi nuo vokiečių inžinieriaus R. Dieselio pasiūlyto variklio, kuris pasiūlė įgyvendinti Karno ciklą su izoterminiu degimu. Rusijoje per trumpą laiką buvo patobulinta naujo variklio, dyzelinio be kompresoriaus, konstrukcija, o jau 1901 m. Rusijoje buvo pagaminti G. V. Trinklerio sukurti dyzeliniai varikliai be kompresorių, o Ya. V. Mamin – 1910 m.
Rusų dizaineris E. A. Jakovlevas suprojektavo ir pastatė motorinį vežimą su žibaliniu varikliu.
Rusų išradėjai ir dizaineriai sėkmingai dirbo kurdami įgulas ir variklius: F. A. Blinovas, Khaidanovas, Guryevas, Makhchansky ir daugelis kitų.Kita.
Pagrindiniai variklių projektavimo ir gamybos kriterijai iki XX amžiaus 70-ųjų. Išliko noras padidinti litro galią, taigi ir gauti kompaktiškiausią variklį. Po naftos krizės 70-80 m. pagrindinis reikalavimas buvo pasiekti maksimalų efektyvumą. Paskutiniai 10–15 XX amžiaus metų. Pagrindiniais kriterijais bet kokiam varikliui tapo nuolat augantys reikalavimai ir standartai variklių aplinkos švarai ir, svarbiausia, radikaliai sumažinti išmetamųjų dujų toksiškumą, kartu užtikrinant gerą efektyvumą ir didelę galią.
Karbiuratoriniai varikliai, kurie ilgus metus neturėjo konkurentų pagal kompaktiškumą ir litrų galią, šiandien neatitinka aplinkosaugos reikalavimų. Netgi elektroniniu būdu valdomi karbiuratoriai negali atitikti šiuolaikinių išmetamųjų dujų emisijos reikalavimų daugeliu variklio veikimo sąlygų. Šie reikalavimai ir atšiaurios konkurencijos sąlygos pasaulinėje rinkoje greitai pakeitė transporto priemonių ir, svarbiausia, keleivinių transporto priemonių elektrinių tipą. Šiandien įvairios sistemos degalų įpurškimas su įvairiomis valdymo sistemomis, įskaitant elektronines, beveik visiškai pakeitė karbiuratorių naudojimą varikliuose automobiliai.
Paskutiniame XX amžiaus dešimtmetyje didžiausių pasaulio automobilių pramonės įmonių radikalus variklių gamybos restruktūrizavimas. sutapo su trečiuoju slopinimo periodu Rusijos variklių pramonė. Dėl šalies ekonomikos krizės šalies pramonė negalėjo užtikrinti savalaikio variklių gamybos perkėlimo į naujų tipų variklių gamybą. Tuo pat metu Rusija turi gerą mokslinių tyrimų potencialą kurti perspektyvūs varikliai ir kvalifikuotas specialistų personalas, galintis greitai įgyvendinti esamus mokslinius ir projektinius pagrindus gamyboje. Per pastaruosius 8 - 10 metų buvo sukurti ir pagaminti iš esmės nauji variklių prototipai su reguliuojamu darbiniu tūriu, taip pat su reguliuojamu suspaudimo laipsniu. 1995 m., sukurta ir įdiegta Zavolzhsky motorinė gamykla ir Nižnij Novgorodo automobilių gamykloje mikroprocesorinė sistema degalų tiekimo ir uždegimo kontrolė, užtikrinanti vykdymą aplinkosaugos standartus EURO-1. Sukurti ir pagaminti variklių su mikroprocesorine kuro tiekimo valdymo sistema ir keitikliais pavyzdžiai, patenkinti aplinkosaugos reikalavimus EURO-2. Per šį laikotarpį NAMI mokslininkai ir specialistai sukūrė ir sukūrė: perspektyvų turbokompresinį dyzelinį variklį, aplinkai nekenksmingą dyzelino ir benzino seriją. švarūs varikliai tradicinis išdėstymas, varikliai veikia vandenilinis kuras, plaukiojantis transporto priemonių didelis visureigio pajėgumasšvelniai veikiantis dirvą ir kt.
Modernus sausumos rūšys transporto plėtra daugiausia dėl stūmoklinių vidaus degimo variklių naudojimo kaip jėgainės. Būtent stūmokliniai vidaus degimo varikliai vis dar yra pagrindinis jėgainių tipas, daugiausia naudojamas automobiliuose, traktoriuose, žemės ūkio, kelių transporto ir statybų mašinose. Ši tendencija tęsiasi šiandien ir tęsis artimiausioje ateityje. Pagrindiniai stūmoklinių variklių konkurentai yra dujų turbininiai ir elektriniai, saulės ir reaktyviniai elektrinės- dar nepasitraukė iš eksperimentinių pavyzdžių ir mažų bandomųjų partijų kūrimo etapo, nors daugumos įmonių ir firmų visame pasaulyje darbas prie jų derinimo ir tobulinimo tęsiasi, nes autotraktorių varikliai.
Pirmojo vidaus degimo variklio kūrimas truko beveik du šimtmečius, kol vairuotojai galės atpažinti prototipus modernūs varikliai. Viskas prasidėjo nuo dujų, o ne nuo benzino. Tarp žmonių, kurie prisidėjo prie kūrimo istorijos, yra Otto, Benz, Maybach, Ford ir kiti. Tačiau naujausi moksliniai atradimai apvertė visą automobilių pasaulį aukštyn kojomis, nes pirmojo prototipo tėvas buvo laikomas netinkamu žmogumi.
Leonardo čia taip pat padėjo
Iki 2016 metų François Isaac de Rivaz buvo laikomas pirmojo vidaus degimo variklio įkūrėju. Tačiau anglų mokslininkų atliktas istorinis atradimas apvertė visą pasaulį aukštyn kojomis. Kasinėjant netoli vieno iš Prancūzijos vienuolynų, buvo rasti piešiniai, priklausę Leonardo da Vinci. Tarp jų buvo ir vidaus degimo variklio brėžinys.
Žinoma, pažvelgus į pirmuosius Otto ir Daimlerio sukurtus variklius, galima rasti dizaino panašumų, tačiau jų nebėra su šiuolaikiniais jėgos agregatais.
Legendinis da Vinci savo laiką aplenkė beveik 500 metų, bet kadangi jį suvaržė savo laikmečio technologijos ir finansinės galimybės, jis taip ir nesugebėjo sukonstruoti variklio.
Išsamiai išnagrinėję brėžinį, šiuolaikiniai istorikai, inžinieriai ir visame pasaulyje žinomi automobilių dizaineriai padarė išvadą, kad energijos vienetas galėtų dirbti gana produktyviai. Taigi, „Ford“ kompanija pradėjo kurti vidaus degimo variklio prototipą, remdamasi da Vinci brėžiniais. Tačiau eksperimentas buvo tik pusė sėkmės. Variklio užvesti nepavyko.
Tačiau kai kurie šiuolaikiniai patobulinimai leido energijos blokui suteikti gyvybės. Tai liko eksperimentiniu prototipu, tačiau „Ford“ kai ko išmoko ir pats – B klasės automobilių degimo kamerų dydis yra 83,7 mm. Kaip paaiškėjo, tai yra tobulas dydis degimui oro ir kuro mišinysšios klasės varikliams.
Inžinerija ir teorija
Pagal istoriniai faktai, XVII amžiuje olandų mokslininkas ir fizikas Christianas Hagensas sukūrė pirmąjį teorinį vidaus degimo variklį, paremtą paraku. Tačiau, kaip ir Leonardo, jį sukaustė savo laikų technologijos ir jis niekada negalėjo įgyvendinti savo svajonės.
Prancūzija. 19-tas amžius. Prasideda masinės mechanizacijos ir industrializacijos era. Šiuo metu tiesiog įmanoma sukurti kažką neįtikėtino. Pirmasis, kuriam pavyko surinkti vidaus degimo variklį, buvo prancūzas Nicephore'as Niepce, kurį jis pavadino Piraeoloforu. Jis dirbo su broliu Claude'u ir jie buvo kartu iki tol vidaus degimo variklių kūrimas pristatė kelis mechanizmus, kurie nerado savo klientų.
1806 m. Prancūzijos nacionalinėje akademijoje buvo pristatytas pirmasis variklis. Jis dirbo su anglies dulkėmis ir turėjo daugybę dizaino trūkumų. Nepaisant visų trūkumų, variklis gavo teigiamų atsiliepimų ir rekomendacijas. Dėl to broliai Niepce gavo finansinę pagalbą ir investuotoją.
Pirmasis variklis toliau vystėsi. Pažangesnis prototipas buvo įdiegtas laivuose ir mažuose laivuose. Tačiau Klodui ir Nicephorui to nepakako, jie norėjo nustebinti visą pasaulį, todėl studijavo įvairius tiksliuosius mokslus, kad patobulintų savo jėgos agregatą.
Taigi jų pastangas vainikavo sėkmė, o 1815 m. Nicephore rado chemiko Lavoisier darbus, kurie rašė, kad „lakiosios alyvos“, kurios yra naftos produktų dalis, gali sprogti sąveikaudamos su oru.
1817 m Claude'as keliauja į Angliją, kad gautų naują variklio patentą, nes galiojimo laikas Prancūzijoje ėjo į pabaigą. Šiuo metu broliai išsiskiria. Claude'as pats pradeda dirbti su varikliu, nepranešęs savo broliui, ir reikalauja iš jo pinigų.
Claude'o įvykiai buvo patvirtinti tik teoriškai. Išrastas variklis nebuvo plačiai gaminamas, todėl tapo Prancūzijos inžinerinės istorijos dalimi, o Niépce buvo įamžintas paminklu.
Garsaus fiziko ir išradėjo Sadi Carnot sūnus paskelbė traktatą, kuris padarė jį legenda automobilių pramonėje ir išgarsino visame pasaulyje. Kūrinys buvo išleistas 200 egzempliorių ir vadinosi „Apmąstymai apie ugnies varomąją jėgą ir mašinas, galinčias išvystyti šią jėgą“, išleistas 1824 m. Nuo šio momento prasideda termodinamikos istorija.
1858 m Kolekcionuoja belgų mokslininkas ir inžinierius Jeanas Josephas Etienne'as Lenoiras dvitaktis variklis. Išskirtiniai elementai buvo tai, kad jis turėjo karbiuratorių ir pirmąją uždegimo sistemą. Kuras buvo anglies dujos. Tačiau pirmasis prototipas veikė tik kelias sekundes, o paskui žlugo visam laikui.
Taip atsitiko todėl, kad variklyje nebuvo tepimo ir aušinimo sistemų. Nepaisant šios nesėkmės, Lenoiras nepasidavė ir toliau dirbo prie prototipo, o jau 1863 metais ant 3 ratų automobilio prototipo sumontuotas variklis nuvažiavo istorines pirmąsias 50 mylių.
Visi šie pokyčiai pažymėjo automobilių pramonės eros pradžią. Pirmieji vidaus degimo varikliai buvo toliau kuriami, o jų kūrėjai jų vardus įamžino istorijoje. Tarp jų buvo austrų inžinierius Siegfriedas Markusas, George'as Brightonas ir kiti.
Prie vairo stoja legendiniai vokiečiai
1876 metais estafetę pradėjo perimti vokiečių kūrėjai, kurių vardai šiais laikais skamba garsiai. Pirmiausia reikia atkreipti dėmesį į Nicholas Otto ir jo legendinį „Otto ciklą“. Jis pirmasis sukūrė ir sukonstravo 4 cilindrų variklio prototipą. Po to, jau 1877 m., Jis užpatentavo naują variklį, kuris yra daugelio šiuolaikinių XX amžiaus pradžios variklių ir orlaivių pagrindas.
Kitas vardas automobilių pramonės istorijoje, kurį daugelis žmonių žino ir šiandien, yra Gottliebas Daimleris. Jis su savo inžinieriaus draugu ir broliu Wilhelmu Maybachu sukūrė dujų variklį.
1886 m. buvo lūžio taškas, nes būtent Daimleris ir Maybachas sukūrė pirmąjį automobilį su vidaus degimo varikliu. Maitinimo blokas vadinosi „Reitwagen“. Šis variklis anksčiau buvo montuojamas dviračiuose automobiliuose. Maybach sukūrė pirmąjį karbiuratorių su purkštukais, kuris taip pat buvo naudojamas gana ilgą laiką.
Norėdami sukurti funkcionalų vidaus degimo variklį, puikūs inžinieriai turėjo sujungti savo jėgas ir protus. Taigi mokslininkų grupė, kurią sudarė Daimleris, Maybachas ir Otto, pradėjo montuoti variklius po du gabalus per dieną, o tai tuo metu buvo didelis greitis. Tačiau, kaip visada nutinka, mokslininkų pozicijos tobulinant jėgos agregatus išsiskyrė ir Daimleris paliko komandą ir įkūrė savo įmonę. Dėl šių įvykių Maybachas seka savo draugą.
1889 Daimler įkūrė pirmąją automobilių gamybos įmonę Daimler Motoren Gesellschaft. 1901 m. Maybachas surinko pirmąjį Mercedes, kuris pažymėjo legendinio vokiečių prekės ženklo pradžią.
Kitas ne mažiau legendinis vokiečių išradėjas yra Karlas Benzas. Pirmąjį jo variklio prototipą pasaulis išvydo 1886 m. Tačiau prieš kurdamas pirmąjį variklį jis sugebėjo įkurti įmonę „Benz & Company“. Tolesnė istorija tiesiog nuostabu. Sužavėtas Daimler ir Maybach plėtros, Benz nusprendė sujungti visas įmones į vieną.
Taigi pirmiausia „Benz & Company“ susijungia su „Daimler Motoren Gesellschaft“ ir tampa „ Daimler-Benz“ Vėliau ryšys paveikė Maybachą, o įmonė pradėjo vadintis „Mersedes-Benz“.
Kitas reikšmingas įvykis automobilių pramonėje įvyko 1889 m., kai Daimleris pasiūlė sukurti V formos jėgos bloką. Jo idėją perėmė Maybachas ir Benzas, o jau 1902 m V formos varikliai pradėtas gaminti lėktuvuose, o vėliau ir automobiliuose.
Tėvas, automobilių pramonės įkūrėjas
Tačiau, kad ir kaip būtų galima sakyti, didžiausią indėlį į automobilių pramonės plėtrą ir automobilių variklių kūrimą įnešė amerikiečių dizaineris, inžinierius ir tiesiog legenda - Henris Fordas. Jo šūkis: „Automobilis kiekvienam“ sulaukė pripažinimo paprasti žmonės, kuris juos patraukė. 1903 metais įkūręs Ford kompaniją, jis ne tik ėmėsi kurti naujos kartos variklius savo automobiliui Ford A, bet ir suteikė naujų darbų eiliniams inžinieriams bei žmonėms.
1903 m. Fordui priešinosi Seldenas, kuris teigė, kad pirmasis panaudojo jo sukurtus variklius. Teismo procesas truko 8 metus, tačiau nė vienam iš dalyvių nepavyko laimėti bylos, nes teismas nusprendė, kad Seldeno teisės nebuvo pažeistos, o „Ford“ naudojo savo tipo ir konstrukcijos variklį.
1917 m., kai JAV įstojo į pirmąją pasaulinis karas„Ford“ pradeda kurti pirmąjį sunkus variklis sunkvežimiams su padidinta galia. Taigi iki 1917 m. pabaigos Henris pristatė pirmąjį benzininį 4 taktų 8 cilindrų jėgos agregatą „Ford M“, kuris buvo pradėtas montuoti sunkvežimiai o vėliau per Antrąjį pasaulinį karą kai kuriuose krovininiuose lėktuvuose.
Kai kiti automobilių gamintojai neturėjo geriausio laiko geresni laikai, tada Henry Ford kompanija klestėjo ir turėjo galimybę kurti vis naujas variklių parinktis, kurios buvo pritaikytos įvairiose automobilių serija Ford automobiliai.
Išvada
Tiesą sakant, pirmąjį vidaus degimo variklį išrado Leonardo da Vinci, tačiau tai buvo tik teoriškai, nes jį ribojo savo laiko technologijos. Tačiau pirmąjį prototipą ant kojų pastatė olandas Christianas Hagensas. Tada buvo prancūzų Niepce brolių raida.
Tačiau, nepaisant to, vidaus degimo varikliai įgijo masinį populiarumą ir plėtrą dėl tokių puikių vokiečių inžinierių kaip Otto, Daimler ir Maybach tobulėjimo. Atskirai verta paminėti automobilių pramonės įkūrėjo Henrio Fordo tėvo nuopelnus kuriant variklius.
Pirmasis tikrai efektyvus vidaus degimo variklis (ICE) pasirodė Vokietijoje 1878 m. Tačiau vidaus degimo variklių kūrimo istorija siekia Prancūziją. IN 1860 prancūzų išradėjas Etvenas Lenuaras išrado pirmasis vidaus degimo variklis. Tačiau šis įrenginys buvo netobulas, mažo efektyvumo ir negalėjo būti naudojamas praktiškai. Į pagalbą atėjo kitas prancūzų išradėjas Beau de Rocha, kuris 1862 m. pasiūlė šiame variklyje naudoti keturtaktį ciklą:
1. siurbimas
2. suspaudimas
3. degimas ir plėtimasis
4. išmetimas
Būtent šią schemą panaudojo vokiečių išradėjas Nikolajus Otto, pastatytas 1878 m pirmasis keturtaktis vidaus degimo variklis, Kurio efektyvumas siekė 22%, o tai gerokai viršijo vertes, gautas naudojant visų ankstesnių tipų variklius.
Pirmasis automobilis su keturtakčiu vidaus degimo varikliu buvo Karlo Benzo triratė karieta, pagaminta 1885 m. Po metų (1886 m.) atsirado galimybė
Kad ir kaip stengėsi XVIII–XIX a. inžinieriai. padidinti garo mašinos efektyvumą, jis vis tiek liko per mažas. Variklis išleidžia garus į aplinką, iš esmės, efektyvumas negalėjo būti didesnis nei 8–10% (pavyzdžiui, „Watt“ garo varikliui jis buvo tik 3–4%). Ir nors vėliau buvo sukurti galingesni garo augalai, sėkmingai naudojamas pramonėje, geležinkelių ir vandens transportas, jie negalėjo būti naudojami automobiliams.
Mūsų dienų rekordininkai
Pats galingiausias modernus variklis vidaus degimas laikomas Wartsila-Sulzer RTA96-C. Jis yra 27 x 17 m dydžio ir išvysto apie 109 tūkst. AG galią. Su. Šis įrenginys veikia mazutu ir naudojamas laivų statyboje. Amerikos Vector WX-8 superautomobilyje sumontuotas variklis pretenduoja į galingiausio automobilio variklio titulą. Jo galia yra 1200 AG. Su. (nors spaudoje yra 1850 AG skaičius).
Maža garo variklių galia paaiškinama laipsnišku proceso pobūdžiu: kuro degimo metu įkaitintas vanduo virsta garais, kurių energija paverčiama mechaniniu darbu. Todėl garo varikliai priskiriami varikliams. išorinis degimas. Kas atsitiks, jei vidinę kuro energiją naudosite tiesiogiai?
Pirmasis eksperimentus su vidaus degimo varikliu pradėjo olandų fizikas XVII a. Kristianas Huygensas. Tarp daugybės jo atradimų ir išradimų buvo visiškai prarastas niekada neįgyvendintas variklio, veikiančio juodais milteliais, projektas. 1688 m. prancūzas Denisas Papinas panaudojo Huygenso idėjas ir sukūrė cilindro pavidalo įrenginį, kuriame stūmoklis juda laisvai. Stūmoklis buvo sujungtas kabeliu, permestu per bloką su kroviniu, kuris taip pat pakilo ir nukrito po stūmoklio. Parakas buvo supiltas į cilindro dugną ir padegtas. Susidariusios dujos, besiplečiančios, pastūmėjo stūmoklį aukštyn. Po to cilindras ir stūmoklis buvo apipilami vandeniu iš išorės, cilindre esančios dujos buvo atvėsintos ir sumažėjo jų slėgis stūmokliui. Stūmoklis veikia savo svorio ir nukrito atmosferos slėgis, todėl apkrova pakilo. Deja, praktiniais tikslais panašus variklis nebuvo tinkamas: jo veikimo technologinis ciklas buvo per sudėtingas, o naudoti gana pavojinga.
Dėl to Papinas atsisakė savo idėjos ir ėmėsi garo mašinų, o kitą daugiau ar mažiau sėkmingą bandymą sukonstruoti vidaus degimo variklį po 18 metų atliko prancūzas Jose Nicéphore'as Niepce'as, išgarsėjęs kaip fotografijos išradėjas. Kartu su broliu Claude'u Niepce'u jis išrado valties variklis, kaip kurą naudojant anglies dulkes. Išradėjų vadinamas „piraeoloforu“ (iš graikų kalbos išvertus kaip „nešamas ugnies vėjo“), variklis buvo patentuotas, tačiau jo nebuvo įmanoma pradėti gaminti.
Po metų šveicarų išradėjas François Isaac de Rivaz Prancūzijoje gavo patentą karietai, varomam vidaus degimo varikliu. Variklis buvo cilindras, kuriame buvo uždegamas elektrolizės būdu pagamintas vandenilis. Kai dujos sprogo ir išsiplėtė, stūmoklis pajudėjo aukštyn, o judėdamas žemyn suaktyvino diržo skriemulį. Karas neleido de Rivazui užbaigti darbo su išradimu, kuris vėliau pagimdė visą vandenilinių variklių šeimą.
Prieš keletą metų prancūzų inžinierius Philippe'as Lebonas buvo labai arti mugės sukūrimo efektyvus variklis vidaus degimas, varomas šviečiančiomis dujomis, degiųjų dujų, daugiausia metano ir vandenilio, mišiniu, gaunamu termiškai apdorojant anglį.
Nežinomas menininkas. Deniso Papino portretas. 1689 m
1930-ųjų amerikietiški automobiliai.
1799 m. Le Bonas gavo patentą šviečiančių dujų gamybos būdui sausuoju medienos distiliavimu, o po kelerių metų jis sukūrė variklio konstrukciją, kurioje buvo du kompresoriai ir maišymo kamera. Vienas kompresorius turėjo pumpuoti suslėgtą orą į kamerą, kitas – suslėgtas apšvietimo dujas iš dujų generatoriaus. Dujų ir oro mišinys pateko į darbinį cilindrą, kur užsiliepsnojo. Variklis buvo dvigubas veikimas t.y., pakaitomis veikiančios darbo kameros buvo abiejose stūmoklio pusėse. 1804 m. išradėjas mirė nespėjęs įgyvendinti savo idėjos.
Vėlesniais metais daugelis išradėjų pradėjo nuo Le Bon idėjos, kai kurie netgi gavo patentus savo varikliams, pavyzdžiui, anglai Brownas ir Wrightas, kurie kaip kurą naudojo oro ir šviečiančių dujų mišinį. Šie varikliai buvo gana dideli ir pavojingi eksploatuoti. Fondas skirtas sukuriant plaučius o kompaktišką variklį tik 1841 metais sumanė italas Luigi Cristoforis, sukūręs slėginio uždegimo principu veikiantį variklį. Šis variklis turėjo siurblį, kuris tiekdavo degų skystą žibalą kaip kurą. Jo tautiečiai Barzanti ir Mattocci išplėtojo šią idėją ir 1854 metais pristatė pirmąjį tikras variklis vidaus degimas. Jis veikė oro ir šviečiančių dujų mišiniu ir turėjo vandens aušinimas. Nuo 1858 m. Šveicarijos įmonė Escher-Wyss pradėjo jį gaminti mažomis partijomis.
Tuo pačiu metu belgų inžinierius Jeanas Etienne'as Lenoiras, remdamasis „Le Bon“ plėtra, po kelių nesėkmingų bandymų sukūrė savo variklio modelį. Labai svarbi naujovė buvo uždegimo idėja oro ir kuro mišinys naudojant elektros kibirkštį. Lenoir taip pat pasiūlė vandens aušinimo ir tepimo sistemą geriausias judesys stūmoklis Šio variklio naudingumo koeficientas buvo mažesnis nei 5 proc., jis nenaudojo degalų ir veikė per karštai, tačiau tai buvo pirmasis komerciškai sėkmingas vidaus degimo variklio dizainas, skirtas pramoniniam naudojimui. 1863 m. jie bandė jį sumontuoti ant automobilio, bet galia buvo 1,5 litro. Su. nepakako judėti. Gavęs nemažą pajamų iš savo variklio išleidimo, „Le Noir“ nustojo tobulinti jį ir netrukus jį iš rinkos išstūmė sėkmingesni modeliai.
J. E. Lenoir vidaus degimo variklis.
1862 metais prancūzų išradėjas Alphonse'as Beau de Rochas užpatentavo iš esmės naują įrenginį – pirmąjį pasaulyje vidaus degimo variklį, kurio darbo procesas kiekviename cilindre buvo baigtas dviem apsisukimais. alkūninis velenas t.y., keturiais stūmoklio taktais (taktais). Tačiau jis niekada nebuvo pradėtas gaminti keturtaktis variklis. Paryžiaus pasaulinėje parodoje 1867 m. gamyklos atstovai dujiniai varikliai Deutz, įkurtas inžinieriaus Nicolas Otto ir pramonininko Eugene'o Languino, pademonstravo variklį, sukurtą pagal Barzanti Mattocci principą. Šis agregatas sukūrė mažiau vibracijos, buvo lengvesnis, todėl netrukus pakeitė Lenoir variklį.
Naujojo variklio cilindras buvo vertikalus, sukamasis velenas buvo padėtas virš jo šone. Prie jo išilgai stūmoklio ašies buvo pritvirtintas stovas, sujungtas su velenu. Velenas pakėlė stūmoklį, po juo susidarė vakuumas ir buvo įsiurbtas oro ir dujų mišinys. Tada mišinys buvo uždegtas atvira liepsna per vamzdelį (Otto ir Langenas nebuvo elektros inžinerijos specialistai ir atsisakė elektrinis uždegimas). Sprogimo metu slėgis po stūmokliu padidėjo, stūmoklis pakilo, dujų tūris padidėjo, slėgis sumažėjo. Stūmoklis, iš pradžių esant dujų slėgiui, o paskui inercijai, kilo, kol po juo vėl susidarė vakuumas. Taigi variklyje sudegusių degalų energija buvo panaudota maksimaliai efektyviai, šio variklio naudingumo koeficientas siekė 15%, t.y. viršijo geriausių to meto garo mašinų efektyvumą.
Keturių taktų vidaus degimo variklio darbo ciklas.
A. Įvadas darbinis mišinys. Stūmoklis (4) juda žemyn; per įleidimo vožtuvas(1) degusis mišinys patenka į cilindrą. B. Suspaudimas. Stūmoklis (4) juda aukštyn; įleidimo (1) ir išleidimo (3) vožtuvai yra uždaryti; didėja slėgis cilindre ir darbinio mišinio temperatūra. 6. Galios eiga (degimas ir plėtimasis). Dėl uždegimo žvakės (2) kibirkštinio išlydžio greitai dega mišinys cilindre; dujų slėgis degimo metu veikia stūmoklį (4); stūmoklio judėjimas perduodamas per stūmoklio kaištis(5) ir švaistiklis (6). alkūninis velenas(7), todėl velenas sukasi. D. Dujų išsiskyrimas. Stūmoklis (4) juda aukštyn; Išmetimo vožtuvas(3) atviras; išmetamosios dujos iš cilindro patenka į išmetimo vamzdį ir toliau į atmosferą.
Otto, skirtingai nei Lenoiras, tuo nesustojo ir atkakliai plėtojo savo sėkmę, toliau dirbdamas ties savo išradimu. 1877 m. jam buvo suteiktas keturtakčio kibirkštinio uždegimo variklio patentas. Šis keturtaktis ciklas šiuo metu naudojamas kaip daugelio benzininių ir dujinių variklių veikimo pagrindas. Po metų naujas produktas buvo pradėtas gaminti, tačiau kilo skandalas. Buvo nustatyta, kad Otto pažeidė Beau de Roches autorines teises, o po teismo sprendimo Otto monopolija keturtakčiams varikliui buvo panaikinta.
Šviečiančių dujų kaip kuro naudojimas labai susiaurino pirmųjų vidaus degimo variklių taikymo sritį. Dujų gamyklų buvo mažai net Europoje, o Rusijoje – tik dvi Maskvoje ir Sankt Peterburge. Dar 1872 m. amerikietis Braitonas, kaip ir Christoforis anksčiau, bandė naudoti žibalą kaip kurą, bet tada perėjo prie lengvesnio naftos produkto – benzino.
1883 m. pasirodė benzininis variklis su uždegimu iš karšto tuščiavidurio vamzdžio, atidaryto į cilindrą, kurį išrado vokiečių inžinieriai Gottliebas Daimleris ir Wilhelmas Maybachas, buvę Otto įmonės darbuotojai. Tačiau skystojo kuro variklis negalėjo konkuruoti su dujiniu varikliu, kol nebuvo sukurtas prietaisas benzinui išgarinti ir degiam mišiniui su oru gauti. Karbiuratorių su purkštuku, visų šiuolaikinių karbiuratorių prototipą, išrado vengrų inžinierius Donatas Bankis, kuris 1893 metais gavo savo prietaiso patentą. Bankai pasiūlė užuot išgarinę benziną, jį smulkiai išpurkšti į orą. Tai užtikrino tolygų benzino pasiskirstymą visame cilindre, o išgaravimas įvyko veikiant suspaudimo šilumai jau cilindre.
Iš pradžių vidaus degimo varikliai turėjo tik vieną cilindrą, o norint padidinti variklio galią, reikėjo padidinti jo darbinį tūrį. Tačiau tai negalėjo tęstis neribotą laiką, todėl teko griebtis cilindrų skaičiaus didinimo. pabaigoje – XIX a. Atsirado pirmieji dviejų cilindrų varikliai, nuo XX amžiaus pradžios pradėjo plisti keturių cilindrų varikliai, o dabar jau nieko nenustebinsi dvylikos cilindrų varikliais. Tačiau varikliai tobulinami daugiausia galios didinimo kryptimi grandinės schema lieka ta pati.
Dviejų cilindrų G. Daimlerio variklis, vaizdas dviejose projekcijose.
Kai Rudolfas Dieselis daugiau nei prieš šimtmetį sukūrė savo variklį, jis to negalėjo įsivaizduoti dyzeliniai varikliai gali būti labai jautrūs degalų kokybei. Juk Dyzelis savo variklio pranašumą įžvelgė būtent tame, kad jis gali dirbti su bet kuo – nuo anglies dulkių iki apdoroto kukurūzų pyrago. Šiuolaikinius turbodyzelinius variklius su degalų įpurškimu reikia tik gerai išvalyti dyzelinis kuras mažas sieros kiekis. Štai kodėl daugelis užsienio automobilių gamintojų dar visai neseniai nedrįso parduoti savo automobilių. dyzeliniai modeliai Rusijoje.
R. Dyzelis.
R. Dyzelinis variklis.
