Trumpa vidaus degimo variklio istorija. Pirmasis vidaus degimo variklis: kaip viskas prasidėjo

15.07.2019

Pirmasis variklis vidaus degimas(ICE) išrado prancūzų inžinierius Lenoiras 1860 m. Šis variklis iš esmės pasikartojo garų variklis, dirbo su apšvietimo dujomis dviejų taktų ciklu be suspaudimo. Tokio variklio galia siekė maždaug 8 AG, efektyvumas – apie 5%. Šis „Lenoir“ variklis buvo labai stambus, todėl jo nebenaudojo.

Po 7 metų vokiečių inžinierius N. Otto (1867) sukūrė 4 taktų variklį su kompresiniu uždegimu. Šis variklis turėjo 2 AG galią, 150 aps./min. ir jau buvo gaminamas masiškai.

10 AG variklis efektyvumas buvo 17%, masė 4600 kg ir buvo plačiai naudojamas. Iš viso tokių variklių buvo pagaminta daugiau nei 6 tūkst.

Iki 1880 metų variklio galia buvo padidinta iki 100 AG.

3 pav. Lenoir variklis: 1 - ritė; 2 - cilindrų aušinimo kamera: 3 - uždegimo žvakė: 4 - stūmoklis: 5 - stūmoklio strypas: 6 - švaistiklis: 7 - uždegimo kontaktinės plokštės: 8 - ritės strypas: 9 - alkūninis velenas su smagračiais: 10 - ritės kotas ekscentrinis.

1885 metais Rusijoje Baltijos laivyno kapitonas I. S. Kostovičius sukūrė 80 AG variklį aeronautikai. kurių masė 240 kg. Tuo pat metu Vokietijoje G. Daimleris ir, nepriklausomai nuo jo, K. Benzas sukūrė mažos galios variklį savaeigiams vežimams – automobiliams. Šiais metais prasidėjo automobilių era.

pabaigoje – XIX a Vokiečių inžinierius Dyzelis sukūrė ir užpatentavo variklį, kuris vėliau tapo žinomas autoriaus vardu kaip dyzelinis variklis. Degalai dyzeliniame variklyje buvo tiekiami į cilindrą suspaustas oras iš kompresoriaus ir užsidega nuo suspaudimo. Tokio variklio efektyvumas buvo maždaug 30%.

Įdomu tai, kad likus keleriems metams iki dyzelino, rusų inžinierius Trinkleris sukūrė variklį, kuris varomas žalios naftos. mišrus ciklas- ant kurio dirba visi šiuolaikiniai dyzeliniai varikliai, tačiau jis nebuvo patentuotas, o Trinkler pavadinimą dabar žino nedaugelis.

Darbo pabaiga -

Ši tema priklauso:

Vidaus degimo varikliai

MiAS fakultetas .. Dalykos turinys .. Įvadas Vidaus degimo varikliai Vaidmuo ir taikymas ..

Jei tau reikia papildomos medžiagosšia tema, arba neradote to, ko ieškojote, rekomenduojame pasinaudoti paieška mūsų darbų duomenų bazėje:

Ką darysime su gauta medžiaga:

Jei ši medžiaga jums pasirodė naudinga, galite ją išsaugoti savo puslapyje socialiniuose tinkluose:

Visos temos šiame skyriuje:

Vidaus degimo variklių vaidmuo ir taikymas statybose
Vidaus degimo variklis (ICE) yra stūmoklinis šilumos variklis, kuriame vyksta kuro degimo, šilumos išsiskyrimo ir pavertimo mechaninis darbas vyks tiesiogiai

Pagrindiniai mechanizmai ir variklio sistemos
Vidaus degimo variklis susideda iš alkūninio mechanizmo, dujų paskirstymo mechanizmo ir penkių sistemų: galios, uždegimo, tepimo, aušinimo ir paleidimo. alkūninis mechanizmas skirtas žaisti

Teoriniai ir faktiniai ciklai
Darbo proceso pobūdis variklyje gali būti skirtingas - šilumos tiekimas (degimas) vyksta esant pastoviam tūriui (prie TDC, tai yra karbiuratoriaus varikliai) arba esant pastoviam slėgiui

1.7.3. Suspaudimo procesas yra skirtas: 1 išplėsti temperatūros ribas, tarp kurių vyksta darbo procesas; 2, kad užtikrintumėte, jog gausite daugiausiai

Šilumos perdavimas suspaudimo metu
Pradiniu suspaudimo periodu, uždarius įsiurbimo vožtuvą arba išpūtimo ir išmetimo angas, įkrovos, pripildusios cilindrą, temperatūra yra žemesnė už sienelių, galvutės ir stūmoklio karūnos temperatūrą. Todėl į

Efektyvumo, ekonomiškumo ir variklio konstrukcijos tobulumo rodikliai
Indikatoriaus indikatoriai: pav. 20. Indikatoriaus diagrama keturtaktis

Išmetamųjų dujų toksiškumo rodikliai ir toksiškumo mažinimo būdai
Pradinės medžiagos degimo reakcijoje yra oras, kuriame yra apie 85 % anglies, 15 % vandenilio ir kitų dujų bei angliavandenilių kuro, kuriame yra apie 77 % azoto, 23 % rūgšties

Oro ir kuro mišinių degumo ribos
Ryžiai. 24. Skirtingos sudėties benzino-oro degiųjų mišinių degimo temperatūros: T

Degimas karbiuratoriuose
Karbiuratoriniuose varikliuose, kol atsiranda kibirkštis, darbinis mišinys, susidedantis iš oro, garų ar dujinių degalų ir likutinių dujų, užpildo suspaudimo tūrį. Procesas

Detonacija
Detonacija yra sudėtingas cheminis-terminis procesas. Išoriniai detonacijos požymiai yra balsų atsiradimas metaliniai smūgiai variklio cilindruose, galios sumažinimas ir variklio perkaitimas

Degimas dyzeliniuose varikliuose
Degimo proceso ypatumai, pav. 28: - degalų tiekimas pradedamas kampu θ į TDC. ir baigiasi po v.m.t.; - slėgio pokytis nuo

Dyzelinių vidaus degimo variklių degimo kamerų formos
Nedalomos degimo kameros. Nedalomose degimo kamerose 29 pav. kuro purškimo ir maišymo su oru proceso pagerėjimas pasiekė

Alkūninis ir dujų paskirstymo mechanizmai
3.1. Alkūninis mechanizmas (33 pav.) skirtas suvokti dujų slėgį ir stūmoklio grįžtamąjį judėjimą paversti sukamuoju alkūninio veleno judėjimu.

Slėgis, spaudimo paskirtis ir metodai
Variklio cilindrų įkrovimas gali būti dinaminis arba atliekamas naudojant specialų kompresorių (kompresorių). Yra trys slėgio didinimo sistemos, kuriose naudojami kompresoriai: su p

Variklio maitinimo sistemos
4.1 Dyzelinė maitinimo sistema. Energijos tiekimo sistema tiekia kurą į cilindrus. Tuo pačiu metu didelė galia

Maitinimo sistema karbiuratoriniams varikliams
Karbiuratorių variklių cilindrų paruošimas ir tiekimas degus mišinys, jo kiekio ir sudėties reguliavimą atlieka elektros sistema, kurios darbas turi puikų

Kontaktinė-tranzistorinė uždegimo sistema
KTSZ pradėjo pasirodyti ant automobilių septintajame dešimtmetyje. Padidėjus suspaudimo laipsniui, naudojant prastesnius darbinius mišinius ir padidėjus alkūninio veleno greičiui bei cilindrų skaičiui

Nekontaktinė tranzistoriaus uždegimo sistema
BTSP buvo naudojamas nuo devintojo dešimtmečio. Jei KSZ pertraukiklis tiesiogiai atidaro pirminę grandinę, KSZ - valdymo grandinę, tai BTSP (61-63 pav.) nėra pertraukiklio ir valdymas tampa bekontaktis.

Variklio mikroprocesorinės valdymo sistemos
MSUD buvo pradėtas montuoti automobiliuose nuo devintojo dešimtmečio vidurio automobiliuose su degalų įpurškimo sistemomis. Sistema valdo variklį optimalus našumas ir n

skirstytuvo dangtelis
Išorinis skirstytuvo dangtelio paviršius ir uždegimo ritės turi būti švarūs. Aukštiems „Žiguli“ dangčiams impulsas nuteka išilgai išorinio paviršiaus į paskirstymo korpusą

Uždegimo žvakė
Uždegimo žvakės naudojamos generuoti elektros kibirkštį, reikalingą darbiniam mišiniui variklio cilindruose uždegti.

Pertraukiklio kontaktai
Patikimumas klasikinė sistema uždegimas (KC3) labai priklauso nuo pertraukiklio. Dažnai atsitinka, kad apie pertraukiklį (beje, taip pat apie kitus uždegimo sistemos elementus)

Tepimo ir aušinimo sistemos bei paleidimas
Pagrindinės nuostatos Variklio tepimo sistema sukurta taip, kad išvengtų padidėjusio susidėvėjimo, perkaitimo ir besitrinančių paviršių užstrigimo, sumažintų indikatoriaus kainą

Vėsinimo sistema
IN stūmokliniai varikliai degant darbiniam mišiniui temperatūra variklio cilindruose pakyla iki 2000-28000 K. Išsiplėtimo proceso pabaigoje sumažėja iki 1000-1

Paleidimo sistema
Stūmoklinio variklio užvedimas s., nepriklausomai nuo tipo ir konstrukcijos, atliekama sukant variklio alkūninį veleną iš išorinio energijos šaltinio. Tokiu atveju sukimosi greitis turėtų būti

Kuro
Degalai vidaus degimo varikliams yra žalios naftos perdirbimo produktai (benzinas, dyzelinas) – pagrindinė jo dalis yra angliavandeniliai. Benzinas gaminamas kondensuojant lengvąsias naftos perdirbimo frakcijas

Variklio alyva
7.3.1 Reikalavimai variklinėms alyvoms Stūmokliniuose varikliuose detalėms sutepti daugiausiai naudojamos naftos kilmės alyvos. Aliejų fizikinės ir cheminės savybės

Aušinimo skysčiai
25-35% visos šilumos pašalinama per aušinimo sistemą. Aušinimo sistemos efektyvumas ir patikimumas labai priklauso nuo aušinimo skysčio kokybės. aušinimo reikalavimai

Vidaus degimo variklių kūrimo ir plėtros istorija

Įvadas

Bendra informacija apie vidaus degimo variklį

Vidaus degimo variklių kūrimo ir plėtros istorija

Išvada

Naudotų šaltinių sąrašas

Taikymas

Įvadas

Gyvename elektros ir kompiuterinių technologijų amžiuje, tačiau galima teigti, kad vidaus degimo variklių amžiuje. Iki praėjusio amžiaus vidurio kelių transporto apimtys pasiekė 20 milijardų tonų, o tai buvo penkis kartus daugiau nei geležinkelių transportas ir 18 kartų – karinio jūrų laivyno pervežimų apimtis. Dabar kelių transporto dalis mūsų šalyje sudaro daugiau nei 79% krovinių pervežimo apimties. Apie platų vidaus degimo variklių naudojimą liudija ir tai, kad bendra vidaus degimo variklių instaliuota galia yra penkis kartus didesnė už visų pasaulio stacionarių jėgainių galią. Šiuo metu vidaus degimo variklio naudojimas nieko nenustebins. Vidaus degimo variklius kaip pavarą naudoja milijonai automobilių, dujų generatorių ir kitų įrenginių. IN ICE kuras dega tiesiai cilindre, paties variklio viduje. Štai kodėl jis vadinamas vidaus degimo varikliu. Šio tipo varikliai XIX amžiuje pirmiausia atsirado dėl poreikio sukurti efektyvią ir šiuolaikišką įvairių pramoninių įrenginių ir mechanizmų pavarą. Tuo metu dažniausiai buvo naudojamas garo variklis. Jis turėjo daug trūkumų, pavyzdžiui, mažas efektyvumas (t. y. didžioji dalis energijos, sunaudojamos garo gamybai, tiesiog dingo), buvo gremėzdiškas, reikalavo kvalifikuotos priežiūros ir didelis skaičius pradžios ir pabaigos laikas. Pramonei reikėjo naujo variklio. Jie tapo vidaus degimo varikliu, kurio istorijos tyrinėjimas yra šio darbo tikslas. Didelis efektyvumas, santykinai maži matmenys ir svoris, patikimumas ir autonomija užtikrino jų platų naudojimą kaip elektrinę automobilių, geležinkelių ir vandens transportas, V Žemdirbystė ir statyba.

Darbą sudaro įvadas, pagrindinė dalis, išvados, literatūros sąrašas ir priedas.

1. Bendra informacija apie vidaus degimo variklį

Šiuo metu labiausiai paplitęs gauti vidaus degimo varikliai (ICE) - variklio tipas, šiluminis variklis, kuriame deginama kuro (dažniausiai skysto arba dujinio angliavandenilio) cheminė energija. darbo zona, paverčiamas mechaniniu darbu.

Variklis susideda iš cilindro, kuriame juda stūmoklis, švaistikliu sujungtas su alkūniniu velenu (1 pav.).

1 pav. – Vidaus degimo variklis

Cilindro viršuje yra du vožtuvai, kurie automatiškai atsidaro ir užsidaro tinkamu metu, kai variklis veikia. Degus mišinys patenka per pirmąjį vožtuvą (įleidimo angą), kuris uždegamas žvake, o išmetamosios dujos išleidžiamos per antrąjį vožtuvą (išmetimas). Periodiškai cilindre dega degiojo mišinio, susidedančio iš benzino ir oro garų, degimas (temperatūra siekia 16000 - 18000C). Stūmoklio slėgis smarkiai pakyla. Plečiantis, dujos stumia stūmoklį, o kartu su juo alkūninis velenas atliekant mechaninius darbus. Šiuo atveju dujos atšaldomos, nes dalis jų vidinės energijos paverčiama mechanine energija.

Kraštutinės stūmoklio padėtys cilindre vadinamos negyvaisiais taškais. Stūmoklio nuvažiuotas atstumas nuo vieno mirusiojo taško iki kito vadinamas stūmoklio eiga, kuri dar vadinama eiga. Vidaus degimo variklio ciklai: įsiurbimas, suspaudimas, galios taktas, išmetimas, todėl variklis vadinamas keturtakčiu. Leiskite mums išsamiau apsvarstyti keturių taktų variklio darbo ciklą - keturis pagrindinius etapus (taktus):

Šio smūgio metu stūmoklis juda iš viršutinio negyvojo taško į apačią. Tuo pačiu metu atsidaro skirstomojo veleno kumšteliai įleidimo vožtuvas, o per šį vožtuvą į cilindrą įsiurbiamas šviežias kuro-oro mišinys.

Stūmoklis eina iš apačios į viršų, suspaudžiant darbinį mišinį. Mišinio temperatūra pakyla. Čia taip pat atsiranda apatiniame cilindro darbinio tūrio santykis miręs centras o degimo kameros tūris viršutinėje dalyje – vadinamasis „suspaudimo laipsnis“. Kuo ši vertė didesnė, tuo didesnis variklio degalų efektyvumas. Varikliui su didesniu suspaudimo laipsniu reikia daugiau degalų ́ didelis oktaninis įvertinimas kuris yra brangesnis.

Degimas ir plėtimasis (arba stūmoklio eiga).

Prieš pat suspaudimo ciklo pabaigą oro ir kuro mišinys užsidegė nuo uždegimo žvakės kibirkšties. Stūmoklio kelionės metu nuo viršutinis taškas apatiniame degalai išdega, o veikiamas šilumos, darbinis mišinys plečiasi, stumdamas stūmoklį.

Po to, kai atsidaro apatinis negyvasis darbo ciklo centras Išmetimo vožtuvas, o aukštyn judantis stūmoklis išstumia išmetamąsias dujas iš variklio cilindro. Kai stūmoklis pasiekia aukščiausią tašką, išmetimo vožtuvas užsidaro ir ciklas prasideda iš naujo.

Norint pradėti kitą veiksmą, nereikia laukti, kol baigsis ankstesnis - iš tikrųjų abu variklio vožtuvai (įleidimo ir išleidimo angos) yra atidaryti. Tai skiriasi nuo dvitakčio variklio, kuriame visas darbo ciklas vyksta per vieną alkūninio veleno apsisukimą. Akivaizdu, kad vienodo cilindro tūrio dvitaktis variklis bus galingesnis – vidutiniškai pusantro karto.

Tačiau nei didesnė galia, nei sudėtingos vožtuvų sistemos ir skirstomojo veleno nebuvimas, nei gamybos pigumas negali įveikti keturtakčių variklių pranašumų - didesnis išteklius, bo ́ geresnė ekonomija, švaresnis išmetimas ir mažesnis triukšmas.

Vidaus degimo variklio (dvitakčio ir keturtakčio) veikimo schema pateikta 1 priede.

Taigi, vidaus degimo variklio veikimo principas yra paprastas, suprantamas ir nekinta jau daugiau nei šimtmetį. Pagrindinis vidaus degimo variklių privalumas yra jų nepriklausomybė nuo nuolatinių energijos šaltinių (vandens išteklių, elektrinių ir kt.), todėl įrenginiai su vidaus degimo varikliais gali laisvai judėti ir būti bet kur. Ir, nepaisant to, kad vidaus degimo varikliai yra netobulas šiluminių variklių tipas (didelis triukšmas, toksiškos emisijos, mažiau resursų), dėl savo autonomiškumo vidaus degimo varikliai labai paplito.

Tobulinant vidaus degimo variklius, didinama jų galia, patikimumas ir ilgaamžiškumas, mažinamas svoris ir matmenys bei kuriamos naujos konstrukcijos. Taigi pirmieji vidaus degimo varikliai buvo vieno cilindro, o norėdami padidinti variklio galią, dažniausiai padidindavo cilindro tūrį. Tada jie pradėjo tai pasiekti padidindami cilindrų skaičių. XIX amžiaus pabaigoje atsirado dviejų cilindrų varikliai, o nuo XX amžiaus pradžios pradėjo plisti keturių cilindrų varikliai.

Šiuolaikiniai aukštųjų technologijų varikliai nebėra panašūs į šimtmečio senumo kolegas. Pasiektas labai įspūdingas veikimas galios, efektyvumo ir ekologiškumo požiūriu. Šiuolaikinis vidaus degimo variklis reikalauja minimalaus dėmesio ir yra skirtas šimtų tūkstančių, o kartais ir milijonų kilometrų ištekliams.

2. Vidaus degimo variklių kūrimo ir plėtros istorija

Apie 120 metų žmogus neįsivaizduoja gyvenimo be automobilio. Pabandykime pažvelgti į praeitį – iki pat šiuolaikinės automobilių pramonės pamatų pamatų atsiradimo.

Pirmieji bandymai sukurti vidaus degimo variklį datuojami XVII a. E. Toricelli, B. Pascal ir O. Guericke eksperimentai paskatino išradėjus naudoti oro slėgį kaip varomąją jėgą atmosferos mašinos. Vieni pirmųjų tokias mašinas pasiūlė Abbé Ottefel (1678-1682) ir H.Huygensas (1681). Norėdami perkelti stūmoklį cilindre, jie pasiūlė panaudoti parako sprogimus. Todėl Ottefel ir Huygens gali būti laikomi pradininkais vidaus degimo variklių srityje.

Tobulėjosi ir prancūzų mokslininkas Denisas Papinas, Huygens parako mašinos išradėjas išcentrinis siurblys, garo katilas su apsauginis vožtuvas, pirmoji stūmoklinė mašina, varoma garais. Pirmasis, kuris bando įgyvendinti ICE principas, buvo anglas Robert Street (pat. Nr. 1983, 1794). Variklis susideda iš cilindro ir judamojo stūmoklio. Stūmoklio judėjimo pradžioje į cilindrą pateko lakiojo skysčio (alkoholio) ir oro mišinys, skysčio ir skysčio garai, susimaišę su oru. Stūmoklio eigos viduryje mišinys užsiliepsnojo ir išmetė stūmoklį.

1799 m. prancūzų inžinierius Philippe'as Lebonas atrado apšvietimo dujas ir gavo patentą dėl apšvietimo dujų naudojimo ir gavimo metodo sausuoju medienos arba anglies distiliavimu. Šis atradimas turėjo didelę reikšmę, visų pirma, apšvietimo technologijų plėtrai, kuri labai greitai pradėjo sėkmingai konkuruoti su brangiomis žvakėmis. Tačiau apšvietimo dujos tiko ne tik apšvietimui. 1801 m. Le Bon patentavo dizainą dujinis variklis. Šios mašinos veikimo principas buvo pagrįstas gerai žinoma jo atrastų dujų savybe: jų mišinys su oru užsidegus sprogo, išskirdamas didelį šilumos kiekį. Degimo produktai greitai išsiplėtė, darydami didelį spaudimą aplinkai. Sudarius atitinkamas sąlygas, galima panaudoti išsiskiriančią energiją žmogaus interesams. Lebono variklis turėjo du kompresorius ir maišymo kamerą. Vienas kompresorius turėjo pumpuoti suslėgtą orą į kamerą, o kitas – suslėgtas lengvas dujas iš dujų generatoriaus. Tada dujų ir oro mišinys pateko į darbinį cilindrą, kur užsiliepsnojo. Variklis buvo dvigubas veiksmas ty pakaitomis veikiančios darbo kameros buvo abiejose stūmoklio pusėse. Iš esmės Lebonas puoselėjo vidaus degimo variklio idėją, tačiau R. Street ir F. Lebonas savo idėjų nebandė įgyvendinti.

Vėlesniais metais (iki 1860 m.) keli bandymai sukurti vidaus degimo variklį taip pat buvo nesėkmingi. Pagrindiniai sunkumai kuriant vidaus degimo variklį kilo dėl tinkamo kuro trūkumo, sunkumų organizuojant dujų mainų, degalų tiekimo, kuro uždegimo procesus. Daugeliu atvejų šiuos sunkumus pavyko apeiti Robertui Stirlingui, kuris 1816–1840 m. variklis su išorinis degimas ir regeneratorius. Stirlingo variklyje stūmoklio grįžtamasis judėjimas buvo paverstas sukamuoju judesiu naudojant rombinį mechanizmą, o oras buvo naudojamas kaip darbinis skystis.

Vienas pirmųjų, atkreipęs dėmesį į realią galimybę sukurti vidaus degimo variklį, buvo prancūzų inžinierius Sadi Carnot (1796-1832), nagrinėjęs šilumos teoriją, šilumos variklių teoriją. Savo esė „Apmąstymai apie ugnies varomąją jėgą ir mašinas, galinčias išvystyti šią jėgą“ (1824 m.) jis rašė: „Mums būtų naudingiau iš pradžių suspausti orą siurbliu, o tada visiškai jį praleisti. uždara krosnis, kuro įvedimas ten mažomis porcijomis, naudojant lengvai įgyvendinamas adaptacijas; tada priversti orą veikti cilindre su stūmokliu arba bet kuriame kitame besiplečiančiame inde ir galiausiai išmesti į atmosferą arba nuleisti į garo katilą, kad panaudotų likusią temperatūrą. Pagrindiniai sunkumai, su kuriais susiduriama atliekant tokias operacijas, yra šie: uždaryti krosnį pakankamai tvirtoje patalpoje ir tuo pačiu palaikyti tinkamą degimo būklę, palaikyti įvairių aparato dalių vidutinę temperatūrą ir išvengti greito baliono pažeidimo bei stūmoklis; nemanome, kad šie sunkumai būtų neįveikiami“. Tačiau S. Carnot idėjos nebuvo įvertintos jo amžininkų. Tik po 20 metų į juos pirmą kartą atkreipė dėmesį prancūzų inžinierius E. Clapeyronas (1799-1864), gerai žinomos būsenos lygties autorius. Dėka Clapeyrono, kuris panaudojo Carnot metodą, Carnot populiarumas pradėjo sparčiai augti. Šiuo metu Sadi Carnot yra visuotinai pripažintas šilumos inžinerijos įkūrėju.

Lenoir ne iš karto pasisekė. 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 galvodamas apie 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. Jau pirmosios netobulos konstrukcijos parodė reikšmingus vidaus degimo variklio pranašumus, palyginti su garo varikliu. Variklių paklausa sparčiai augo ir per kelerius metus J. Lenoiras pagamino per 300 variklių. Jis pirmasis panaudojo vidaus degimo variklį kaip elektrinę įvairiems tikslams. Tačiau šis modelis buvo netobulas, efektyvumas neviršijo 4 proc.

1862 metais prancūzų inžinierius A.Yu. Beau de Rochas kreipėsi dėl patento į Prancūzijos patentų biurą (pirmybės data 1862 m. sausio 1 d.), kuriame paaiškino Sadi Carnot išsakytą idėją apie variklio konstrukciją ir jo darbo procesus. (Ši peticija įsiminė tik per patentinius ginčus dėl N. Otto išradimo prioriteto). Beau de Rocha pasiūlė degiojo mišinio įsiurbimą per pirmąjį stūmoklio taktą, mišinio suspaudimą - antrojo stūmoklio takto metu, mišinio deginimą - kraštutiniu atveju. aukščiausia pozicija stūmoklis ir degimo produktų išsiplėtimas - trečiojo stūmoklio takto metu; degimo produktų išsiskyrimas - per ketvirtą stūmoklio taktą. Tačiau dėl lėšų stygiaus jo įgyvendinti nepavyko.

Šį ciklą, praėjus 18 metų, atliko vokiečių išradėjas Otto Nikolaus Augustas vidaus degimo variklyje, kuris dirbo pagal keturių taktų schemą: įsiurbimas, suspaudimas, galios eiga, išmetamosios dujos. Būtent šio variklio modifikacijos naudojamos plačiausiai. Daugiau nei šimtą metų, kuris teisingai vadinamas " automobilių era“, viskas pasikeitė – formos, technologijos, sprendimai. Kai kurie prekės ženklai išnyko, o kiti atėjo pakeisti juos. Automobilių mada išgyveno kelis vystymosi etapus. Vienas dalykas lieka nepakitęs – ciklų, kuriais veikia variklis, skaičius. O automobilių pramonės istorijoje šis skaičius amžiams asocijuojasi su savamokslio vokiečių išradėjo Otto vardu. Kartu su žinomu pramonininku Eugenu Langenu išradėjas Kelne įkūrė „Otto & Co.“ ir daugiausia dėmesio skyrė geriausio sprendimo paieškai. 1876 m. balandžio 21 d. jis gavo patentą kitai variklio versijai, kuri po metų buvo pristatyta 1867 m. Paryžiaus parodoje, kur buvo apdovanotas Didžiuoju aukso medaliu. 1875 m. pabaigoje Otto baigė kurti iš esmės naujo pirmojo pasaulyje 4 takto variklio projektą. Keturtakčio variklio privalumai buvo akivaizdūs ir 1878 metų kovo 13 dieną N. Otto buvo išduotas vokiškas patentas Nr. keturių taktų variklis vidaus degimo (3 priedas) Per pirmuosius 20 metų N. Otto gamykla pagamino 6000 variklių.

Eksperimentai kuriant tokį mazgą buvo atlikti ir anksčiau, tačiau autoriai susidūrė su daugybe problemų, visų pirma dėl to, kad degiojo mišinio pliūpsniai cilindruose įvyko tokia netikėta seka, kad nebuvo įmanoma užtikrinti sklandaus ir nuolatinis galios perdavimas. Tačiau būtent jam pavyko rasti vienintelį teisingą sprendimą. Empiriškai jis nustatė, kad visų ankstesnių bandymų nesėkmės buvo susijusios tiek su netinkama mišinio sudėtimi (kuro ir oksidatoriaus proporcijomis), tiek su klaidingu kuro įpurškimo sistemos ir jos degimo sinchronizavimo algoritmu.

Didelį indėlį į vidaus degimo variklių kūrimą įnešė ir amerikiečių inžinierius Braitonas, pasiūlęs kompresorinį variklį su pastoviu degimo slėgiu, karbiuratorių.

Taigi, J. Lenoiro ir N. Otto prioritetas kuriant pirmuosius efektyvius vidaus degimo variklius yra neginčijamas.

Nuolat didėjo vidaus degimo variklių gamyba, tobulinama jų konstrukcija. 1878-1880 metais. pradėti gaminti dvitakčiai varikliai, kuriuos pasiūlė vokiečių išradėjai Wittigas ir Hessas, anglų verslininkas ir inžinierius D. Klerkas, o nuo 1890 metų - dvitakčius variklius su alkūninės kameros prapūtimu (Anglijos patentas Nr. 6410, 1890) . Naudoti švaistiklio kamerą kaip prapūtimo siurblį kiek anksčiau pasiūlė vokiečių išradėjas ir verslininkas G. Daimleris. 1878 metais Karlas Benzasįrengtas triratis su 3 AG varikliu, kuris išvystė virš 11 km/val. Jis taip pat sukūrė pirmuosius automobilius su vieno ir dviejų cilindrų varikliais. Cilindrai buvo išdėstyti horizontaliai, sukimo momentas ratams buvo perduodamas naudojant diržinę pavarą. 1886 m. K. Benzui buvo išduotas vokiškas patentas automobiliui Nr. 37435 su pirmenybe 1886 m. sausio 29 d. Pasaulinėje Paryžiaus parodoje 1889 m. Benzo automobilis buvo vienintelis. Su šiuo automobiliu prasideda intensyvi automobilių pramonės plėtra.

Kitas svarbus įvykis vidaus degimo variklių istorijoje buvo slėginio uždegimo vidaus degimo variklio sukūrimas. 1892 metais vokiečių inžinierius Rudolfas Dieselis (1858-1913) užpatentavo, o 1893 metais aprašė brošiūroje Theory and Construction of Rational šiluminis variklis pakeisti garo variklius ir šiuo metu žinomus šiluminius variklius „variklį, veikiantį Carnot ciklu. 1892 m. vasario 28 d. Vokietijos patente Nr. 67207 su pirmenybe „Darbo procesas ir būdas atlikti vieno cilindro ir kelių cilindrų variklis» Variklio veikimo principas buvo nurodytas taip:

Darbo procesas vidaus degimo varikliuose pasižymi tuo, kad cilindre esantis stūmoklis taip stipriai suspaudžia orą ar kokias nors indiferentiškas dujas (garus), kad susidaranti suspaudimo temperatūra yra žymiai aukštesnė už kuro užsidegimo temperatūrą. Šiuo atveju degalų deginimas palaipsniui įvedamas po negyvosios vietos, kad variklio cilindre nepadidėtų slėgis ir temperatūra. Po to, nutraukus degalų tiekimą, cilindre toliau plečiasi dujų mišinys.

Norint įgyvendinti 1 dalyje aprašytą darbo eigą, prie darbinio cilindro pritvirtinamas daugiapakopis kompresorius su imtuvu. Taip pat galima sujungti kelis darbinius cilindrus tarpusavyje arba prie cilindrų išankstiniam suspaudimui ir tolesniam išplėtimui.

Pirmąjį variklį R. Dyzelis sukonstravo iki 1893 m. liepos mėn. Buvo manoma, kad suspaudimas bus vykdomas iki 3 MPa slėgio, oro temperatūra suspaudimo pabaigoje sieks 800 C, o kuras (anglies milteliai) bus įpurškiamas tiesiogiai. į cilindrą. Užvedus pirmąjį variklį, įvyko sprogimas (kuras buvo naudojamas benzinas). Per 1893 metus buvo pagaminti trys varikliai. Pirmųjų variklių gedimai privertė R. Dyzelį atsisakyti izoterminio degimo ir pereiti prie ciklo su degimu esant pastoviam slėgiui.

1895 m. pradžioje buvo sėkmingai išbandytas pirmasis skystojo kuro (žibalo) slėginio uždegimo kompresorinis variklis, o 1897 m. prasidėjo plataus masto naujojo variklio bandymų laikotarpis. Variklio efektyvumas buvo 0,25, mechaninis 0,75. Pirmąjį vidaus degimo variklį su slėginiu uždegimu pramoniniais tikslais 1897 m. pastatė Augsburgo mašinų gamykla. 1899 metais parodoje Miunchene 5 R. Dyzelinius variklius jau pristatė Otto-Deutz, Krupp ir Augsburg mašinų gamybos gamyklos. Pasaulinėje parodoje Paryžiuje (1900) sėkmingai buvo demonstruojami ir R. Dyzelio varikliai. Ateityje jie buvo plačiai pritaikyti ir pagal išradėjo vardą buvo vadinami „dyzeliniais varikliais“ arba tiesiog „dyzeliniais“.

Rusijoje pirmieji žibaliniai varikliai buvo pradėti gaminti 1890 m., E.Ya. Bromley (keturtakčiai kalorizeriai), o nuo 1892 m. E. Nobelio mechaninėje gamykloje. 1899 metais Nobelis gavo teisę gaminti R. Dyzelinius variklius, tais pačiais metais gamykla pradėjo juos gaminti. Variklio konstrukciją sukūrė gamyklos specialistai. Variklis išvystė 20-26 AG galią, dirbo su žalia nafta, saulės energija, žibalu. Gamyklos specialistai taip pat kūrė slėginio uždegimo variklius. Jie sukonstravo pirmuosius kryžminius variklius, pirmuosius variklius su V formos išdėstymas cilindrai, dvitakčiai varikliai su tiesioginio srauto vožtuvo ir kilpos prapūtimo schemomis, dvitakčiais varikliais, kuriuose valymas buvo atliktas dėl dujų dinaminių reiškinių išmetimo kanale. Kompresinio uždegimo varikliai pradėti gaminti 1903–1911 m. Kolomnos, Sormovo, Charkovo garvežių gamyklose, Felzer gamyklose Rygoje ir Nobelio gamyklose Sankt Peterburge, Nikolajevo laivų statybos gamykloje. 1903-1908 metais. Rusijos išradėjas ir verslininkas Ya.V. Maminas sukūrė kelis veikiančius greitaeigius variklius su mechaniniu degalų įpurškimu į cilindrą ir slėginiu uždegimu, kurių galia 1911 metais jau buvo 25 AG. Kuro įpurškimas buvo atliktas iš ketaus pagamintoje prieškameroje su variniu įdėklu, todėl buvo galima gauti aukštos temperatūros prieškameros paviršiai ir patikimas savaiminis užsidegimas. Tai buvo pirmasis pasaulyje nesuspaustas dyzelinis variklis.1906 metais profesorius V.I. Grinevetsky pasiūlė sukurti variklį su dvigubu suspaudimu ir išsiplėtimu - prototipą kombinuotas variklis. Jis taip pat sukūrė darbo procesų terminio skaičiavimo metodą, kurį vėliau sukūrė N.R. Brilingas ir E.K. Mazing ir neprarado savo reikšmės šiandien. Kaip matote, ekspertai ikirevoliucinė Rusija neabejotinai atliko didelius nepriklausomus slėginio uždegimo variklių pokyčius. Sėkmingas dyzelino pramonės vystymas Rusijoje paaiškinamas tuo, kad Rusija turėjo savo alyvą, o dyzeliniai varikliai geriausiai atitiko mažų įmonių poreikius, todėl dyzelinių variklių gamyba Rusijoje prasidėjo beveik tuo pačiu metu su Vakarų Europos šalimis.

Buitinių variklių gamyba taip pat sėkmingai vystėsi porevoliuciniu laikotarpiu. 1928 metais šalyje jau buvo gaminami per 45 tipų varikliai, kurių bendra galia apie 110 tūkstančių kW. Per pirmųjų penkerių metų planų metus įsisavinta automobilių ir traktorių variklių, jūrinių ir stacionarių iki 1500 kW galios variklių gamyba, sukurtas orlaivio dyzelinis variklis, V-2 bako dyzelinis variklis, kuris iš esmės nulėmė aukštas taktines ir technines šalies šarvuočių charakteristikas. Didelį indėlį į vidaus variklių gamybos plėtrą įnešė puikūs sovietų mokslininkai: N.R. Brilingas, E.K. Mazingas, V.T. Tsvetkovas, A.S. Orlinas, V.A. Vanscheidt, N.M. Glagolevas, M.G. Kruglovas ir kt.

Iš XX amžiaus paskutiniųjų dešimtmečių šiluminių variklių raidos reikėtų pažymėti tris svarbiausius: vokiečių inžinieriaus Felixo Wankelio sukūrimą veiksmingą rotacinio stūmoklinio variklio konstrukciją, kombinuotą aukšto slėgio variklį. ir išorinio degimo variklio konstrukcija, kuri konkuruoja su greitaeigiu dyzeliniu varikliu. Wankel variklio pasirodymas buvo sutiktas entuziastingai. Turintys nedidelį specifinį svorį ir matmenis, didelis patikimumas, RAP greitai išplito, daugiausia lengvųjų automobilių, aviacijoje, laivuose ir stacionariuose įrenginiuose. Licenciją F. Wankelio variklio gamybai įsigijo daugiau nei 20 įmonių, tarp jų tokių kaip „General Motors“, „Ford“. Iki 2000 m. buvo pagaminta daugiau nei du milijonai transporto priemonių su RPD.

IN pastaraisiais metais tęsiamas benzininių ir dyzelinių variklių veikimo tobulinimo ir gerinimo procesas. Benzininių variklių kūrimas juda jų aplinkosaugos veiksmingumo, efektyvumo ir galios gerinimo keliu, plačiau naudojant ir tobulinant benzino įpurškimo į cilindrus sistemą; elektroninių įpurškimo valdymo sistemų naudojimas, įkrovos stratifikavimas degimo kameroje su liesu mišiniu esant dalinėms apkrovoms; elektros kibirkšties energijos padidėjimas uždegimo metu ir pan.. Dėl to benzininių variklių darbo ciklo efektyvumas tampa artimas dyzelinių variklių.

Siekiant pagerinti dyzelinių variklių technines ir ekonomines charakteristikas, didinamas degalų įpurškimo slėgis, naudojami valdomi purkštukai, didinantys vidutinį efektyvų slėgį didinant ir aušinant įpūtimo orą, taikomos priemonės išmetamųjų dujų toksiškumui mažinti.

Taigi nuolatinis vidaus degimo variklių tobulinimas suteikė jiems dominuojančią padėtį ir tik aviacijoje vidaus degimo variklis prarado savo pozicijas. dujų turbininis variklis. Kitiems šalies ūkio sektoriams alternatyvios energijos įrenginiai mažai energijos, toks universalus ir ekonomiškas kaip vidaus degimo variklis, kol kas nepasiūlytas. Todėl ilgalaikėje perspektyvoje vidaus degimo variklis laikomas pagrindiniu vidutinės ir mažos galios jėgainės tipu transportui ir kitiems ūkio sektoriams.

Išvada

vidaus degimo variklis

Naudotų šaltinių sąrašas

1.Dyachenko V.G. Vidaus degimo variklių teorija / V.G. Djačenka. - Charkovas: KHNADU, 2009. - 500 p.

.Dyatchin N.I. Technologijų vystymosi istorija: Pamoka/ N.I. Dyatchin. - Rostovas n / D .: Feniksas, 2001. - 320 p.

.Raikovas I.Ya. Vidaus degimo varikliai / I.Ya. Raikovas, G.N. Rytvinskis. - M.: Aukštoji mokykla, 1971. - 431 p.

.Šaroglazovas B.A. Vidaus degimo varikliai: teorija, modeliavimas ir procesų skaičiavimas: Vadovėlis / B.A. Šaroglazovas, M.F. Farafontovas, V.V. Klementjevas. - Čeliabinskas: Red. SUSU, 2004. - 344 p.

Taikymas

1 priedas

Dviejų taktų variklio veikimo schema

Keturių taktų variklio veikimo schema

2 priedas

Lenoir variklis (pjūvio vaizdas)

3 priedas

Otto variklis

Žmonės automobilius gamina daugiau nei šimtmetį, o beveik po kiekvienu gaubtu yra vidaus degimo variklis. Per pastarąjį jo veikimo principas išliko nepakitęs: deguonis ir degalai patenka į variklio cilindrus, kur įvyksta sprogimas (užsidegimas), ko pasekoje jėgos agregato viduje susidaro jėga, kuri stumia automobilį į priekį. Tačiau nuo pat pirmojo vidaus degimo variklio (ICE) pasirodymo kasmet inžinieriai jį tobulina, kad būtų greitesnis, patikimesnis, ekonomiškesnis, efektyvesnis.

To dėka šiandien modernių automobilių tapo galingesnis ir ekonomiškesnis. Kai kurie įprasti automobiliaišiandien jie turi tokią galią, kokia dar neseniai buvo tik galinguose brangiuose superautomobiliuose. Tačiau be didžiulių proveržių šiandien turėtume mažai energijos šlykštūs automobiliai, kuriuo toli nuo degalinės nenuvažiuosite. Laimei, kartkartėmis tokios proveržio technologijos jau buvo atrastos ne kartą. naujas etapas kuriant vidaus degimo variklius. Nusprendėme prisiminti svarbiausias evoliucijos datas ICE plėtra. Jie yra čia.

1955: kuro įpurškimas

Prieš atsirandant įpurškimo sistemai, degalų patekimo į variklio degimo kamerą procesas buvo netikslus ir prastai reguliuojamas, nes jį tiekė karbiuratorius, kurį nuolat reikėjo valyti ir periodiškai sunku. mechaninis reguliavimas. Deja, nukentėjo karbiuratorių efektyvumas oras, temperatūra, oro slėgis atmosferoje ir net kokiame aukštyje virš jūros lygio yra automobilis. Su atėjimu elektroninis įpurškimas kuro (purkštuko), kuro padavimo procesas tapo labiau kontroliuojamas. Be to, atsiradus purkštukui, automobilių savininkai atsikratė būtinybės rankiniu būdu valdyti variklio įšilimo procesą, reguliuojant droselio vožtuvas siurbimo pagalba. Tiems, kurie nežino, kas yra siurbimas:

Droselis yra karbiuratoriaus starterio valdymo rankenėlė, su kuria karbiuruotos mašinos reikėjo reguliuoti kuro sodrinimą deguonimi. Taigi, jei bėgate šaltas variklis, tada karbiuratorinėse mašinose reikia atidaryti „droselinę sklendę“, praturtinant degalus deguonimi daugiau nei būtina šiltame variklyje. Kai variklis įšyla, palaipsniui uždarykite reguliavimo rankenėlę. paleidimo įrenginys karbiuratorius, grąžinantis deguonies prisodrinimą į normalias vertes.

Šiandien tokia technologija, žinoma, atrodo prieš patekimą. Tačiau dar visai neseniai dauguma automobilių pasaulyje buvo aprūpinti karbiuratorių sistemos degalų tiekimas. Tai nepaisant to, kad degalų įpurškimo technologija naudojant purkštuką į pasaulį atėjo 1955 m., kai purkštukas pirmą kartą buvo panaudotas automobilyje (anksčiau tokia degalų tiekimo sistema buvo naudojama lėktuvuose).

Šiemet purkštukas buvo išbandytas sportiniam automobiliui „Mercedes-Benz 300SLR“, kuris nesulūžęs sugebėjo nuvažiuoti beveik 1600 km. Šį atstumą automobilis įveikė per 10 valandų 7 minutes ir 48 sekundes. Bandymas vyko kaip kitų automobilių lenktynių „Tūkstantis mylių“ dalis. Šis automobilis pasiekė pasaulio rekordą.

Beje, Mercedes-Benz 300SLR buvo ne tik pats pirmasis serijinis automobilis injekcijos injekcija„Bosch“ sukurtų degalų, bet ir daugiausia greitas automobilis tuo metu pasaulyje.

Po dviejų metų Chevrolet kompanija pristatė sportinį automobilį Corvette su degalų įpurškimu (Rochester Ramjet sistema). Dėl to šis automobilis tapo greitesnis už pradininką Mercedes-Benz 300SLR.

Tačiau nepaisant sėkmės unikali sistema Rochester Ramjet degalų įpurškimo sistemos, ypač Bosch elektroninės įpurškimo sistemos (su elektroninis valdymas) pradėjo puolimą visame pasaulyje. Dėl to per trumpą laiką „Bosch“ sukurtas degalų įpurškimas pradėjo pasirodyti daugelyje europietiški automobiliai. 1980-aisiais elektronines sistemas kuro įpurškimas (purkštukas) nušlavė visą pasaulį.

1962: su turbokompresoriumi

Turbokompresorius yra vienas brangiausių vidaus degimo variklių brangakmenių. Faktas yra tas, kad turbina, kuri tiekia daugiau oro į variklio cilindrus, kartą buvo leidžiama

12 cilindrų naikintuvai Antrojo pasaulinio karo metais skristi aukščiau, skristi greičiau, toliau ir naudoti pigesnius degalus.

Dėl to, kaip ir daugelis technologijų, orlaivių turbinų sistema atkeliavo į automobilių pramonę. Taigi 1962 metais pasaulyje buvo pristatyti pirmieji masinės gamybos automobiliai su turbokompresoriumi. Jais tapo arba Saab 99.

Tada Įmonės generalinis„Motors“ bandė toliau plėtoti šią lengvųjų automobilių vidaus degimo variklių turbokompresoriaus technologiją. Taigi „Oldsmobile Jetfire“ automobilyje pasirodė „Turbo Rocket Fluid“ technologija, kuri, be turbinos, naudojo dujų baką ir distiliuotą vandenį, kad padidintų variklio galią. Tai buvo tikra fantazija. Bet tada GM atsisakė šios sudėtingos ir brangios bei pavojingos technologijos. Faktas yra tas, kad jau aštuntojo dešimtmečio pabaigoje tokios kompanijos kaip MW, Saab ir Porsche, užėmusios pirmąsias vietas daugelyje pasaulio automobilių lenktynių, įrodė turbinų vertę automobilių sporte. Šiandien turbinos atkeliavo į paprastus automobilius ir artimiausiu metu atsiųs paprastus atmosferiniai varikliai išėjus į pensiją.

1964 m.: rotorinis variklis

Vienintelis variklis, kuris tikrai galėjo sulaužyti įprasto vidaus degimo variklio formą, buvo inžinieriaus Felixo Wankelio rotorinis stebuklų variklis. Jo vidaus degimo variklio forma neturėjo nieko bendra su varikliu, prie kurio esame įpratę. yra trikampis ovalo viduje, besisukantis su velniška jėga. Pagal konstrukciją rotorinis variklis yra lengvesnis, ne toks sudėtingas ir statesnis nei įprastinis variklis vidaus degimo stūmokliai ir vožtuvai.

Pirmieji rotoriniai varikliai serijiniai automobiliai pradėjo vartoti Mazda kompanija ir dabar nebeveikianti Vokietijos automobilių gamintoja NSU.

Pats pirmasis masinės gamybos automobilis su Wankel rotoriniu varikliu buvo NSU Spider, pradėtas gaminti 1964 m.

Tada Mazda pradėjo gaminti savo automobilius su rotoriniu varikliu. Tačiau 2012 m. ji nustojo vartoti rotoriniai varikliai. Paskutinis modelis su rotoriniu varikliu buvo .

Tačiau neseniai, 2015 m., Tokijo automobilių parodoje Mazda pristatė koncepcinį automobilį RX-Vision-2016, kuriame naudojamas rotorinis variklis. Dėl to pasaulyje ėmė sklisti gandai, kad japonai artimiausiais metais planuoja atgaivinti rotorinius automobilius. Spėjama, kad šiuo metu kažkur Hirosimoje sėdi specializuota Mazda inžinierių grupė už uždarų durų ir sukuria naują kartą sukamieji varikliai, kurie turėtų tapti pagrindiniais varikliais visose ateities naujovėse Mazda modeliai, pradedant naują įmonės renesanso erą.

1981 m.: variklio cilindrų išjungimo technologija

Idėja paprasta. Kuo mažiau cilindrų variklyje, tuo mažiau. Natūralu, kad V8 variklis yra daug nuobodesnis nei keturių cilindrų. Taip pat žinoma, kad eksploatuodami automobilį dažniausiai žmonės naudojasi automobiliu mieste. Logiška, kad jei automobilyje sumontuoti 8 ar 6 cilindrų varikliai, tai keliaujant mieste visi variklio cilindrai iš principo nereikalingi. Bet kaip jūs galite tiesiog paversti 8 cilindrų variklį keturių cilindrų, kai jums nereikia naudoti visų cilindrų galiai? „Cadillac“ nusprendė atsakyti į šį klausimą 1981 m., kuris pristatė variklį su 8-6-4 cilindrų išjungimo sistema. Šis variklis naudojo elektromagnetinius solenoidus, kad uždarytų dviejų ar keturių variklio cilindrų vožtuvus.

Pavyzdžiui, ši technologija turėjo padidinti variklio efektyvumą. Tačiau vėlesnis šio variklio su cilindrų išjungimo sistema nepatikimumas ir nerangumas išgąsdino visus automobilių gamintojus, kurie 20 metų bijojo naudoti šią sistemą savo varikliuose.

Tačiau dabar ši sistema vėl pradeda užkariauti automobilių pasaulį. Šiandien keli automobilių gamintojai jau naudoja šią sistemą savo gamybos automobiliuose. Be to, technologija pasitvirtino labai, labai gerai. Įdomiausia, kad ši sistema toliau tobulėja. Pavyzdžiui, ši technologija netrukus gali pasirodyti keturių ir net trijų cilindrų varikliuose. Tai fantastiška!

2012 m. didelio suspaudimo variklis – benzininis kompresinis uždegimas

Mokslas nestovi vietoje. Jei mokslas nebūtų išsivystęs, tai šiandien dar gyventume viduramžiais ir tikėtume burtininkais, būrėjais ir tuo, kad žemė plokščia (nors šiandien vis dar yra daug žmonių, tikinčių tokiomis nesąmonėmis).

Mokslas automobilių pramonėje nestovi vietoje. Taigi 2012 metais pasaulyje pasirodė dar viena proveržio technologija, kuri, ko gero, netrukus apvers visą pasaulį aukštyn kojomis.

Tai varikliai su aukštas laipsnis suspaudimas.

Žinome, kad kuo mažiau suspaudžiame oro ir degalų vidaus degimo variklyje, tuo mažiau energijos gauname tuo metu kuro mišinys užsidega (sprogsta). Todėl automobilių gamintojai visada stengėsi gaminti variklius su gana dideliu suspaudimo laipsniu.

Tačiau yra problema: kuo didesnis suspaudimo laipsnis, tuo daugiau rizikos savaiminis kuro mišinio užsidegimas.

Todėl, kaip taisyklė, vidaus degimo varikliai turi tam tikras suspaudimo laipsnio ribas, kurios per visą automobilių pramonės istoriją nesikeitė. Taip, kiekvienas variklis turi savo suspaudimo laipsnį. Bet ji nesikeičia.

Aštuntajame dešimtmetyje visame pasaulyje buvo platinamas bešvinis benzinas, kurį deginant susidaro didžiulis kiekis smogo. Norėdami kažkaip susidoroti su siaubingu ekologiškumu, automobilių gamintojai pradėjo naudoti V8 variklius su mažu suspaudimo laipsniu. Tai sumažino degalų savaiminio užsidegimo riziką. Prastos kokybės varikliuose, taip pat pagerinti jų patikimumą. Faktas yra tas, kad jei kuras savaime užsiliepsnoja, variklis gali patirti nepataisomą žalą.

VIDAUS DEGO VARIKLIAI

(MiAS fakultetas)

Įvadas. Vidaus degimo varikliai

Vidaus degimo variklių vaidmuo ir taikymas statybose

Vidaus degimo variklis (ICE) – tai stūmoklinis šilumos variklis, kuriame kuro degimo, šilumos išsiskyrimo ir jos pavertimo mechaniniu darbu procesai vyksta tiesiai variklio cilindre.

1 pav. Bendra forma dyzelinis vidaus degimo variklis

Vidaus degimo varikliai, ypač dyzeliniai, buvo plačiai naudojami kaip galios įranga įvairiose konstrukcijose ir kelių automobiliai reikalaujantys nepriklausomybės nuo išorinių energijos šaltinių. Tai, visų pirma, transportas (bendrasis ir specialus tikslas, sunkvežimių vilkikai, traktoriai), krovimo mašinos (krautuvai su šakėmis ir kaušais, kaušiniai krautuvai), strėlė mobilieji kranai, mašinos, skirtos žemės darbai ir tt Statybinėse ir kelių mašinose naudojami varikliai, kurių galia nuo 2 iki 900 kW.

Jų veikimo ypatybė yra ta, kad šios mašinos ilgą laiką dirba režimais, artimais vardiniams, su reikšmingu

nom ir nuolatinis išorinės apkrovos pokytis, padidėjęs dulkių kiekis ore, žymiai skiriasi klimato sąlygos ir dažnai be saugyklos garaže.

2 pav. matmenysįvairių tipų varikliai: a - motociklas;

b - keleivinis automobilis; V - sunkvežimis vidutinė apkrova; g - dyzelinis lokomotyvas; e - jūrinis dyzelinas; e - aviacinis turboreaktyvinis variklis.

Trumpa ICE vystymosi istorija

Pirmąjį vidaus degimo variklį (ICE) išrado prancūzų inžinierius Lenoiras 1860 m. Šis variklis daugeliu atžvilgių pakartojo garo variklį, jis veikė uždegdamas dujas dviejų taktų cikle be suspaudimo. Tokio variklio galia siekė maždaug 8 AG, efektyvumas – apie 5%. Šis „Lenoir“ variklis buvo labai stambus, todėl jo nebenaudojo.

Po 7 metų vokiečių inžinierius N. Otto (1867) sukūrė 4 taktų variklį su kompresiniu uždegimu. Šio variklio galia siekė 2 AG, sukimosi greitis siekė 150 aps./min. 10 AG variklis turėjo 17% naudingumo koeficientą, buvo plačiai naudojama 4600 kg masė. Iš viso tokių variklių buvo pagaminta daugiau nei 6 tūkst.. 1880 metais variklio galia padidinta iki 100 AG.

pabaigoje – XIX a Vokiečių inžinierius Dyzelis sukūrė ir užpatentavo variklį, kuris vėliau tapo žinomas autoriaus vardu kaip dyzelinis variklis. Degalai dyzeliniame variklyje buvo tiekiami į cilindrą suspaustu oru iš kompresoriaus ir uždegami suspaudimo būdu. Tokio variklio efektyvumas buvo maždaug 30%.

Įdomu tai, kad likus keleriems metams iki Dyzelino rusų inžinierius Trinkleris sukūrė žalią alyvą varomą kombinuoto ciklo variklį – kuriuo veikia visi šiuolaikiniai dyzeliniai varikliai, tačiau jis nebuvo patentuotas, o Trinklerio pavadinimą dabar žino nedaugelis.

Enciklopedinis „YouTube“.

1 / 3

✪ 6 paskaita Orlaivių variklių kūrimo istorija. 1 dalis stūmoklinio orlaivio variklio laikotarpis

✪ Pirmieji automobiliai (rusiški) Nauja istorija

✪ Šiuolaikinės manekenų technologijos. 8 paskaita. Vidaus degimo varikliai

Subtitrai

Philippe'as Lebonas

Nikolajus Otto

Naujo kuro paieška

Todėl naujų degalų vidaus degimo varikliui paieškos nenutrūko. Kai kurie išradėjai bandė naudoti skystojo kuro garus kaip dujas. Dar 1872 m. amerikietis Braitonas bandė naudoti 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 benzinui išgarinti ir degiam jo mišiniui su oru gauti.

Tais pačiais 1872 m. Braitonas sugalvojo vieną iš pirmųjų vadinamųjų „garavimo“ karbiuratorių, tačiau jis neveikė patenkinamai.

Dujinis variklis

Veikiantis benzininis variklis atsirado tik po dešimties metų. Tikriausiai Kostovič O.S. galima vadinti pirmuoju jo išradėju. kurie pateikė veikiantį prototipą benzininis variklis 1880 metais. Tačiau jo atradimas vis dar prastai apšviestas. Europoje prie benzininių variklių kūrimo didžiausią indėlį įnešė vokiečių inžinierius Gottliebas Daimleris. Daug metų dirbo firmoje Otto 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 kompaniją, įsigijo nedidelę dirbtuvę netoli Štutgarto ir pradėjo dirbti prie savo projekto.

„Daimler“ ir „Maybach“ problema nebuvo iš lengvųjų: jie nusprendė sukurti variklį, kuriam nereikės dujų generatoriaus, jis būtų labai lengvas ir kompaktiškas, tačiau tuo pačiu pakankamai galingas, kad galėtų išjudinti ekipažą. Daimler tikėjosi padidinti galią padidindamas veleno greitį, tačiau tam reikėjo užtikrinti reikiamą mišinio uždegimo dažnį. 1883 m. buvo sukurtas pirmasis kaitrinis benzininis variklis su uždegimu iš ir smulkiai purškiant jį ore. 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 pastovumas buvo pasiektas išlaikant pastovų benzino lygį 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 norėdami padidinti variklio galią, dažniausiai didindavo cilindro tūrį. Tada jie pradėjo tai pasiekti padidindami cilindrų skaičių.

XIX amžiaus pabaigoje atsirado dviejų cilindrų varikliai, o nuo amžiaus pradžios pradėjo plisti keturių cilindrų varikliai.