História vzniku prvého spaľovacieho motora Prvý skutočne
funkčný spaľovací motor (ICE)
sa objavil v Nemecku v roku 1878. Ale história stvorenia
ICE má svoje korene vo Francúzsku.
V roku 1860 francúzsky vynálezca Ethven Lenoir
vynašiel
prvý spaľovací motor. Ale táto jednotka
bol nedokonalý, s nízkou účinnosťou a nedal sa aplikovať
na praxi. Na pomoc prišiel ďalší Francúz
vynálezca Beau de Rochas, ktorý v roku 1862 navrhol
použite v tomto motore štyri zdvihy:
1.Vstup
2. Kompresia
3. Pracovný zdvih
4. Uvoľnite zdvih
Prvé štvortaktné auto ICE bolo
trojkolesový kočík od Karla Benza, vyrobený v roku 1885
rok.
O rok neskôr (1886) sa objavila verzia Gottlieba Daimera.
Obaja vynálezcovia pracovali nezávisle od seba.
V roku 1926 sa spojili a vytvorili Deimler-Benz.
AG.
Princíp činnosti spaľovacieho motora
Moderné auto, predovšetkým,poháňaný vnútorným motorom
spaľovanie. Existuje veľa takýchto motorov.
kopa. Líšia sa objemom
počet valcov, výkon, rýchlosť
rotácia, použité palivo (nafta,
benzínové a plynové motory). Ale v zásade,
zariadenie spaľovacieho motora
Zdá sa, ako. Ako toto zariadenie funguje a prečo?
nazývaný štvortaktný motor
vnútorné spaľovanie? O vnútornom spaľovaní
To je jasné. Palivo horí vo vnútri motora. A
prečo 4-taktný motor, čo to je?
V skutočnosti existujú dvojtaktné
motory. Ale na autách sa používajú
zriedka. Štvortaktný motor
volal kvôli tomu, že jeho práca môže byť
rozdelené na štyri rovnaké časti.
Piest prejde valcom štyrikrát - dva
dvakrát hore a dole. Beat začína o
nájdenie piestu v krajnej spodnej resp
vrcholový bod. Pre motoristov-mechanikov je
nazývaná horná úvrať (TDC) a
dolná úvrať (BDC).
Prvý zdvih - sací zdvih
Prvý úder, on je vstupom,začína na TDC (hore
mŕtvy bod). pohyb nadol
piest nasáva do valca
zmes vzduch-palivo. Job
tento úder nastáva, keď
otvorený sací ventil. Mimochodom,
existuje veľa motorov
viac sacích ventilov.
Ich počet, veľkosť, čas
byť na otvorenom priestranstve
môže výrazne ovplyvniť
výkon motora. Jedzte
motory, v ktorých
v závislosti od tlaku na pedál
plyn, nútený
predĺženie doby pobytu
sacie ventily otvorené
stave. Je vyrobený pre
zvýšenie počtu
nasávané palivo, ktoré
po zapálení sa zvyšuje
výkon motora. automobil,
v tomto prípade možno veľa
zrýchliť rýchlejšie.
Druhý zdvih je kompresný zdvih
Ďalší zdvih motora jekompresný zdvih. Po pieste
na dne, začína
vstať, čím sa stlačí
zmes, ktorá vstúpila do valca v rytme
prívod. Palivová zmes sa stlačí na
objemy spaľovacej komory. Čo to je
taký fotoaparát? Voľné miesto
medzi hornou časťou piestu a
horná časť valca
piest hore mŕtvy
bod sa nazýva spaľovacia komora.
Ventily, v tomto zdvihu motora
úplne zatvorené. Čím sú hustejšie
zatvorené, dochádza ku kompresii
lepšie. Veľký význam
má v tomto prípade štát
piest, valec, piestne krúžky.
Ak existujú veľké medzery, potom
dobrá kompresia nebude fungovať, ale
podľa toho sila takých
motor bude oveľa nižší. stupňa
kompresia - kompresia, môžete skontrolovať
špeciálne zariadenie. Podľa veľkosti
kompresie, možno usúdiť, že
opotrebovanie motora.
Tretí cyklus - pracovný zdvih
Tretie opatrenie je pracovné, začína sa týmTDC. Volá sa to robotník
nie náhodou. Koniec koncov, je to v tomto
takt je čin,
nútiť auto
pohybovať sa. V tomto takte pracovať
zapne sa systém zapaľovania. Prečo?
volá sa tento systém? Áno
pretože ona je zodpovedná
zapálenie palivovej zmesi, stlačená
vo valci, v spaľovacej komore.
Funguje to veľmi jednoducho – sviečka
systém dáva iskru. Spravodlivosť
kvôli tomu stojí za zmienku, že iskra
vydané na zapaľovacej sviečke pre
niekoľko stupňov pred dosiahnutím
horný piest. Títo
stupňov v modernom motore,
automaticky upravované
mozog auta. Potom
keď sa palivo zapáli
výbuch - prudko sa zvyšuje v
objem, núti piest
posunúť nadol. Ventily na tomto rytme
chod motora, ako v
predchádzajúce, sú v uzavretom
stave.
Štvrtým opatrením je opatrenie uvoľnenia
Štvrtý pracovný cyklusmotor, posledný
maturitu. Dosiahnutie
spodný bod, po
pracovný cyklus v motore
sa začne otvárať
Výfukový ventil. Takéto
ventily, ako aj prívod,
môže byť niekoľko.
Pohyb hore, piest
odstraňuje cez tento ventil
výfukové plyny z
valec - odvetráva
jeho. O to lepšie to funguje
výfukový ventil,
viac výfukových plynov
odstránené z valca
čím sa uvoľní
miesto pre novú porciu
zmes paliva a vzduchu.
Odrody spaľovacieho motora
Dieselový spaľovací motor
Dieselový motor - piestovýmotor s vnútorným spaľovaním,
horľavý
atomizované palivo z
kontakt so stlačeným vyhrievaným
vzduchu. Dieselové motory bežia
na motorovú naftu (hovorovo -
„slnko“).
V roku 1890 túto teóriu vypracoval Rudolf Diesel
"ekonomický tepelný motor",
ktoré v dôsledku silného stlačenia v
valcov výrazne zlepšuje jeho
efektívnosť. Dostal na to patent
motor 23. februára 1893. Najprv
funkčný príklad s názvom „Dieselový motor“ postavil Diesel začiatkom roku 1897
roku a 28. januára toho istého roku bol úspešne
testovaný.
Princíp činnosti vstrekovacieho motora
V modernom vstrekovanímotory pre každého
poskytnutý valec
individuálna tryska.
Všetky trysky sú pripojené k
palivovej koľajnice, kde
palivo je pod
tlak, ktorý vytvára
elektrické palivové čerpadlo.
Vstreknuté množstvo
palivo závisí od
trvanie otvorenia
trysky. Otvárací moment
reguluje elektronickú jednotku
ovládanie (ovládač) zapnuté
na základe spracovaných
im údaje z rôznych
senzory.
1 snímka
2 snímka
Spaľovací motor (skrátene motor s vnútorným spaľovaním) je zariadenie, v ktorom sa chemická energia paliva premieňa na užitočnú mechanickú prácu. Spaľovacie motory sú klasifikované: Podľa účelu - delia sa na dopravné, stacionárne a špeciálne. Podľa druhu použitého paliva - ľahká kvapalina (benzín, plyn), ťažká kvapalina (nafta). Podľa spôsobu tvorby horľavej zmesi - vonkajšej (karburátor) a vnútornej pre dieselový motor. Podľa spôsobu zapálenia (iskra alebo kompresia). Podľa počtu a usporiadania valcov sa delia motory radové, vertikálne, boxer, V, VR a W.
3 snímka
Prvky spaľovacieho motora: Valec Piest - pohybuje sa vo valci Ventil vstrekovania paliva Zapaľovacia sviečka - zapaľuje palivo vo valci Vypúšťací ventil plynu Kľukový hriadeľ - otáča sa piestom
4 snímka
Pracovné cykly piestových spaľovacích motorov Piestové spaľovacie motory sa delia podľa počtu zdvihov v pracovnom cykle na dvojtaktné a štvortaktné. Pracovný cyklus v piestových spaľovacích motoroch pozostáva z piatich procesov: nasávanie, kompresia, spaľovanie, expanzia a výfuk.
5 snímka
6 snímka
1. V procese nasávania sa piest pohybuje z hornej úvrate (TDC) do dolnej úvrate (BDC) a uvoľnený priestor nad piestom valca je naplnený zmesou vzduchu a paliva. V dôsledku rozdielu tlakov v sacom potrubí a vo valci motora pri otvorení sacieho ventilu zmes vstupuje (nasáva sa) do valca
7 snímka
2. Počas procesu kompresie sú oba ventily uzavreté a piest, pohybujúci sa od n.m.t. do w.m.t. a zmenšenie objemu dutiny nad piestom stláča pracovnú zmes (vo všeobecnom prípade pracovnú tekutinu). Stlačenie pracovnej tekutiny urýchľuje proces spaľovania a tým predurčuje možnú úplnosť využitia tepla uvoľneného pri spaľovaní paliva vo valci.
8 snímka
3. V procese spaľovania dochádza k oxidácii paliva vzdušným kyslíkom, ktorý je súčasťou pracovnej zmesi, v dôsledku čoho sa prudko zvyšuje tlak v dutine nad piestom.
9 snímka
4. V procese expanzie horúce plyny, ktoré sa snažia expandovať, pohybujú piestom z T.M.T. do n.m.t. Vykonáva sa pracovný zdvih piestu, ktorý prenáša tlak cez ojnicu na ojničný čap kľukového hriadeľa a otáča ho.
10 snímka
5. Počas procesu uvoľňovania sa piest pohybuje od n.m.t. do w.m.t. a cez druhý ventil, ktorý sa medzitým otvorí, vytlačí výfukové plyny von z valca. Produkty spaľovania zostávajú iba v objeme spaľovacej komory, odkiaľ ich nemôže vytlačiť piest. Kontinuita motora je zabezpečená následným opakovaním pracovných cyklov.
11 snímka
12 snímka
História automobilu História automobilu sa začala písať v roku 1768 spolu s vytvorením strojov poháňaných parou schopných prepraviť osobu. V roku 1806 sa objavili prvé stroje poháňané spaľovacími motormi v angličtine. horľavý plyn, čo viedlo v roku 1885 k zavedeniu dnes bežne používaného benzínového alebo benzínového spaľovacieho motora.
13 snímka
Pioneer Inventors Nemecký inžinier Karl Benz, vynálezca mnohých automobilových technológií, sa zaslúžil o vynález moderného automobilu.
14 snímka
Karl Benz V roku 1871 zorganizoval spolu s Augustom Ritterom mechanickú dielňu v Mannheime, získal patent na dvojtaktný benzínový motor a čoskoro si nechal patentovať systémy budúceho auta: akcelerátor, zapaľovací systém, karburátor, spojku, prevodovku a chladič.
Spaľovací motor (skrátene motor s vnútorným spaľovaním) je typ motora, tepelného motora, v ktorom sa chemická energia paliva (zvyčajne kvapalných alebo plynných uhľovodíkových palív), ktoré horí v pracovnej zóne, premieňa na mechanickú prácu. Napriek tomu, že spaľovacie motory sú pomerne nedokonalým typom tepelných motorov (vysoká hlučnosť, toxické emisie, menej zdrojov), vďaka svojej autonómii (potrebné palivo obsahuje oveľa viac energie ako najlepšie elektrické batérie) sú spaľovacie motory veľmi rozšírené napríklad v doprave.
História spaľovacích motorov V roku 1799 objavil francúzsky inžinier Philippe Lebon osvetľovací plyn. V roku 1799 získal patent na použitie a spôsob získavania svietiplynu suchou destiláciou dreva alebo uhlia. Tento objav mal veľký význam predovšetkým pre rozvoj osvetľovacej techniky. Veľmi skoro vo Francúzsku a potom v iných európskych krajinách začali plynové lampy úspešne konkurovať drahým sviečkam. Svietiaci plyn bol však vhodný nielen na svietenie.
Patent na konštrukciu plynového motora. V roku 1801 si Le Bon nechal patentovať konštrukciu plynového motora. Princíp fungovania tohto stroja bol založený na známej vlastnosti plynu, ktorý objavil: jeho zmes so vzduchom pri zapálení explodovala, pričom sa uvoľnilo veľké množstvo tepla. Produkty spaľovania sa rýchlo rozširovali a vyvíjali silný tlak na životné prostredie. Vytvorením vhodných podmienok je možné využiť uvoľnenú energiu v záujme človeka. Motor Lebon mal dva kompresory a zmiešavaciu komoru. Jeden kompresor mal pumpovať stlačený vzduch do komory a druhý - stlačený ľahký plyn z plynového generátora. Zmes plynu a vzduchu sa potom dostala do pracovného valca, kde sa vznietila. Motor bol dvojčinný, to znamená, že pracovné komory pôsobili striedavo na obe strany piestu. Lebon v podstate podporoval myšlienku spaľovacieho motora, ale v roku 1804 zomrel skôr, ako mohol svoj vynález uviesť do života.
Jean Etienne Lenoir V nasledujúcich rokoch sa niekoľko vynálezcov z rôznych krajín pokúsilo vytvoriť funkčný motor využívajúci ľahký plyn. Všetky tieto pokusy však neviedli k tomu, že sa na trhu objavili motory, ktoré by mohli úspešne konkurovať parnému stroju. Pocta vytvoriť komerčne úspešný spaľovací motor patrí belgickému inžinierovi Jeanovi Etienneovi Lenoirovi. Lenoir počas práce v galvanovni prišiel s nápadom, že zmes vzduchu a paliva v plynovom motore by sa dala zapáliť elektrickou iskrou, a rozhodol sa postaviť motor na základe tejto myšlienky. Lenoir nebol okamžite úspešný. Po tom, čo bolo možné vyrobiť všetky diely a zmontovať stroj, ešte chvíľu pracoval a zastavil sa, pretože vplyvom zahrievania sa piest roztiahol a zasekol vo valci. Lenoir vylepšil svoj motor premýšľaním o systéme vodného chladenia. Aj druhý pokus o štart však skončil neúspechom pre zlý zdvih piestu. Lenoir svoj dizajn doplnil o systém mazania. Až potom sa motor rozbehol.
August Otto V roku 1864 bolo vyrobených viac ako 300 týchto motorov rôznych objemov. Keď Lenoir zbohatol, prestal pracovať na vylepšovaní svojho auta a to predurčilo jej osud - z trhu ju vytlačil pokročilejší motor, ktorý vytvoril nemecký vynálezca August Otto. V roku 1864 získal patent na svoj model plynového motora a v tom istom roku uzavrel dohodu s bohatým inžinierom Langenom o využití tohto vynálezu. Čoskoro vznikla firma „Otto and Company“. Otto motor na prvý pohľad predstavoval krok späť od motora Lenoir. Valec bol zvislý. Otočný hriadeľ bol umiestnený nad valcom na boku. Pozdĺž osi piestu bola k nemu pripevnená koľajnica spojená s hriadeľom. Motor fungoval nasledovne. Rotačný hriadeľ zdvihol piest o 1/10 výšky valca, v dôsledku čoho sa pod piestom vytvoril riedky priestor a nasala sa zmes vzduchu a plynu. Zmes sa potom zapálila. Otto ani Langen nemali dostatočné znalosti z elektrotechniky a opustili elektrické zapaľovanie. Cez trubicu sa zapálili otvoreným plameňom. Počas výbuchu sa tlak pod piestom zvýšil na približne 4 atm. Pôsobením tohto tlaku sa piest zdvihol, objem plynu sa zväčšil a tlak klesol. Keď sa piest zdvihol, špeciálny mechanizmus odpojil koľajnicu od hriadeľa. Piest najprv pod tlakom plynu a potom zotrvačnosťou stúpal, až sa pod ním vytvorilo vákuum. Energia spáleného paliva tak bola využitá v motore s maximálnou úplnosťou. Toto bol hlavný pôvodný nález Otta. Pracovný zdvih piestu smerom nadol začal pod vplyvom atmosférického tlaku a po dosiahnutí tlaku vo valci atmosférického tlaku sa otvoril výfukový ventil a piest svojou hmotnosťou vytlačil výfukové plyny. V dôsledku úplnejšieho rozšírenia produktov spaľovania bola účinnosť tohto motora výrazne vyššia ako účinnosť motora Lenoir a dosiahla 15%, to znamená, že prekročila účinnosť najlepších parných strojov tej doby.
Keďže Ottové motory boli takmer päťkrát účinnejšie ako motory Lenoir, okamžite sa po nich stal veľký dopyt. V nasledujúcich rokoch sa ich vyrobilo okolo päťtisíc. Otto tvrdo pracoval na zlepšení ich dizajnu. Čoskoro bol ozubený hrebeň nahradený kľukovým prevodom. Ale najvýznamnejší z jeho vynálezov prišiel v roku 1877, keď si Otto nechal patentovať nový štvortaktný motor. Tento cyklus je dodnes základom činnosti väčšiny benzínových a benzínových motorov. V nasledujúcom roku už boli nové motory uvedené do výroby. Štvortaktný cyklus bol Ottov najväčší technický úspech. Čoskoro sa ale ukázalo, že niekoľko rokov pred jeho vynálezom presne ten istý princíp fungovania motora opísal francúzsky inžinier Beau de Roche. Skupina francúzskych priemyselníkov napadla Ottov patent na súde. Súd považoval ich argumenty za presvedčivé. Ottove práva podľa jeho patentu boli značne obmedzené, vrátane odstránenia jeho monopolu na štvortaktný cyklus. Konkurenti síce rozbehli výrobu štvortaktných motorov, no model Otto vypracovaný na dlhé roky výroby bol stále najlepší a dopyt po ňom neustával. Do roku 1897 bolo vyrobených asi 42 tisíc týchto motorov rôznych objemov. Skutočnosť, že sa ako palivo používal ľahký plyn, však značne zúžila rozsah prvých spaľovacích motorov. Počet osvetľovacích a plynárenských závodov bol zanedbateľný aj v Európe a v Rusku boli len dve - v Moskve a Petrohrade.
Hľadanie nového paliva Hľadanie nového paliva pre spaľovací motor preto neprestávalo. Niektorí vynálezcovia sa pokúsili použiť paru kvapalného paliva ako plyn. V roku 1872 sa americký Brighton pokúsil použiť petrolej v tejto kapacite. Petrolej sa však zle odparoval a Brighton prešiel na ľahší ropný produkt – benzín. Aby však motor na kvapalné palivo úspešne konkuroval plynovému motoru, bolo potrebné vytvoriť špeciálne zariadenie na odparovanie benzínu a získavanie jeho horľavej zmesi so vzduchom. Brighton v tom istom roku 1872 vynašiel jeden z prvých takzvaných „odparovacích“ karburátorov, ale nefungoval uspokojivo.
Benzínový motor Funkčný benzínový motor sa objavil až o desať rokov neskôr. Vynašiel ho nemecký inžinier Julius Daimler. Dlhé roky pracoval pre firmu Otto a bol členom jej predstavenstva. Začiatkom 80. rokov navrhol svojmu šéfovi projekt kompaktného benzínového motora, ktorý by sa dal využiť v doprave. Otto na Daimlerov návrh zareagoval chladne. Potom Daimler spolu s priateľom Wilhelmom Maybachom urobili v roku 1882 odvážne rozhodnutie, opustili firmu Otto, získali malú dielňu neďaleko Stuttgartu a začali pracovať na svojom projekte. Problém, ktorému čelili Daimler a Maybach, nebol jednoduchý: rozhodli sa vytvoriť motor, ktorý by nevyžadoval plynový generátor, bol by veľmi ľahký a kompaktný, no zároveň dostatočne výkonný na pohyb posádky. Daimler očakával zvýšenie výkonu zvýšením otáčok hriadeľa, ale na to bolo potrebné zabezpečiť požadovanú frekvenciu zapaľovania zmesi. V roku 1883 bol vytvorený prvý benzínový motor so zapaľovaním z horúcej dutej trubice otvorenej do valca. Prvý model benzínového motora bol určený pre priemyselnú stacionárnu inštaláciu.
Proces vyparovania kvapalného paliva v prvých benzínových motoroch zanechal veľa požiadaviek. Preto vynález karburátora urobil skutočnú revolúciu v konštrukcii motorov. Jeho tvorcom je maďarský inžinier Donat Banki. V roku 1893 si nechal patentovať prúdový karburátor, ktorý bol prototypom všetkých moderných karburátorov. Na rozdiel od svojich predchodcov Banki navrhol benzín neodparovať, ale jemne ho rozprášiť do vzduchu. Tým sa zabezpečilo jeho rovnomerné rozloženie po valci a samotné vyparovanie prebiehalo už vo valci pôsobením kompresného tepla. Na zabezpečenie atomizácie sa benzín nasával prúdom vzduchu cez dávkovaciu trysku a stálosť zloženia zmesi sa dosahovala udržiavaním stálej hladiny benzínu v karburátore. Prúd bol vyrobený vo forme jedného alebo viacerých otvorov v trubici, umiestnených kolmo na prúdenie vzduchu. Na udržanie tlaku bola zabezpečená malá nádrž s plavákom, ktorý udržiaval hladinu v danej výške, takže množstvo nasávaného benzínu bolo úmerné množstvu prichádzajúceho vzduchu. Prvé spaľovacie motory boli jednovalcové a pre zvýšenie výkonu motora sa zvyčajne zväčšoval objem valca. Potom to začali dosahovať zvýšením počtu valcov. Koncom 19. storočia sa objavili dvojvalce a od začiatku 20. storočia sa začali rozširovať štvorvalce.
Zloženie Piestové motory Spaľovacia komora je valec, kde sa chemická energia paliva premieňa na mechanickú energiu, ktorá sa pomocou kľukového mechanizmu premieňa z vratného pohybu piestu na pohyb rotačný. Podľa druhu použitého paliva sa delia na: Benzínová zmes paliva a vzduchu sa pripravuje v karburátore a následne v sacom potrubí, alebo v sacom potrubí pomocou rozprašovacích trysiek (mechanických alebo elektrických), alebo priamo vo valci pomocou rozprašovacích trysiek, následne sa zmes privádza do valca, stlačí sa a následne sa zapáli zapaľovacou sviečkou, ktorá prekĺzne medzi elektródy. Špeciálna nafta sa vstrekuje do valca pod vysokým tlakom. Horľavá zmes sa vytvára (a okamžite vyhorí) priamo vo valci, keď sa vstrekuje časť paliva. Zmes sa zapáli vysokou teplotou stlačeného vzduchu vo valci.
Plynový motor, ktorý spaľuje ako palivo uhľovodíky, ktoré sú za normálnych podmienok v plynnom stave: Zmesi skvapalnených plynov sa skladujú vo valci pod tlakom nasýtených pár (do 16 atm). Kvapalná fáza odparená vo výparníku alebo plynná fáza zmesi postupne stráca tlak v reduktore plynu takmer na atmosférický tlak a je nasávaná motorom do sacieho potrubia cez zmiešavač vzduch-plyn alebo vstrekovaná do sacieho potrubia pomocou elektrických vstrekovačov. Zapálenie sa vykonáva pomocou iskry, ktorá preskočí medzi elektródami sviečky. Stlačené zemné plyny sú skladované vo fľaši pod tlakom atm. Konštrukcia energetických systémov je podobná ako pri systémoch na skvapalnený plyn, rozdiel je v absencii výparníka. Generátorový plyn je plyn získaný premenou tuhého paliva na plynné. Ako tuhé palivá sa používajú:
CoalPeatWood Plynová nafta Hlavná časť paliva sa pripravuje ako v jednom z druhov plynových motorov, ale nezapaľuje sa elektrickou sviečkou, ale zapaľovacou časťou motorovej nafty vstreknutou do valca podobne ako pri dieselovom motore. Rotačný piest Kombinovaný spaľovací motor s vnútorným spaľovaním, ktorý je kombináciou piestového (rotačný piest) a lopatkového stroja (turbína, kompresor), v ktorom sa oba stroje podieľajú na realizácii pracovného procesu. Príkladom kombinovaného spaľovacieho motora je piestový motor s posilňovačom plynovej turbíny (turbo). RCV je spaľovací motor, ktorého systém distribúcie plynu je realizovaný rotáciou valca. Valec vykonáva rotačný pohyb striedavo prechádzajúci vstupným a výstupným potrubím, zatiaľ čo piest vykonáva vratné pohyby.
Prídavné agregáty potrebné pre spaľovacie motory Nevýhodou spaľovacieho motora je, že produkuje vysoký výkon len v úzkom rozsahu otáčok. Preto základnými atribútmi spaľovacieho motora sú prevodovka a štartér. Len v niektorých prípadoch (napríklad v lietadlách) možno upustiť od zložitého prenosu. Myšlienka hybridného auta postupne dobýva svet, v ktorom motor vždy pracuje v optimálnom režime. Spaľovacie motory tiež potrebujú palivový systém (na prívod palivovej zmesi) a výfukový systém (na výfukové plyny).
tvorba..
História stvorenia
Etienne Lenoir (1822-1900)
Etapy vývoja ICE:
1860 Étienne Lenoir vynašiel prvý motor na ľahký plyn
1862 Alphonse Beau De Rochas navrhol myšlienku štvortaktného motora. Svoj nápad sa mu však nepodarilo zrealizovať.
1876 Nikolaus August Otto vytvára štvortaktný motor Roche.
1883 Daimler navrhol konštrukciu motora, ktorý by mohol bežať na plyn aj na benzín
Karl Benz vynašiel samohybnú trojkolku založenú na technológii Daimler.
Do roku 1920 sa na popredné miesto dostali spaľovacie motory. posádky na parnej a elektrickej trakcii sa stali vzácnosťou.
August Otto (1832-1891)
Karl Benz
História stvorenia
Trojkolka, ktorú vynašiel Karl Benz
Princíp fungovania
Štvortaktný motor
Pracovný cyklus štvortaktného karburátorového spaľovacieho motora prebieha v 4 zdvihoch piestu (zdvih), t.j. v 2 otáčkach kľukového hriadeľa.
Existujú 4 cykly:
1 zdvih - sanie (horľavá zmes z karburátora vstupuje do valca)
2-takt - kompresia (ventily sú uzavreté a zmes je stlačená, na konci kompresie je zmes zapálená elektrickou iskrou a dochádza k spaľovaniu paliva)
3-takt - pracovný zdvih (teplo prijaté spaľovaním paliva sa premieňa na mechanickú prácu)
4-takt - uvoľnenie (výfukové plyny sú vytláčané piestom)
Princíp fungovania
Dvojtaktný motor
Nechýba ani dvojtaktný spaľovací motor. Pracovný cyklus dvojtaktného karburátorového spaľovacieho motora sa uskutočňuje v dvoch zdvihoch piestu alebo v jednej otáčke kľukového hriadeľa.
1 miera 2 miera
Spaľovanie |
|
V praxi výkon dvojtaktného spaľovacieho motora s karburátorom často nielenže neprevyšuje výkon štvortaktného, ale je ešte nižší. Je to spôsobené tým, že značnú časť zdvihu (20-35%) robí piest s otvorenými ventilmi
Účinnosť motora
Účinnosť spaľovacieho motora je nízka a je približne 25% - 40%. Maximálna efektívna účinnosť najmodernejších spaľovacích motorov je asi 44 %. Mnohí vedci sa preto snažia zvýšiť efektivitu, ako aj samotný výkon motora.
Spôsoby, ako zvýšiť výkon motora:
Použitie viacvalcových motorov
Použitie špeciálneho paliva (správny pomer zmesi a typ zmesi)
Výmena dielov motora (správne veľkosti komponentov, v závislosti od typu motora)
Eliminácia časti tepelných strát prenesením miesta spaľovania paliva a ohrevu pracovnej tekutiny vo vnútri valca
Účinnosť motora
Pomer kompresie
Jednou z najdôležitejších charakteristík motora je jeho kompresný pomer, ktorý je určený nasledujúcim:
eV2V1
kde V2 a V1 sú objemy na začiatku a na konci kompresie. So zvyšovaním kompresného pomeru sa zvyšuje počiatočná teplota horľavej zmesi na konci kompresného zdvihu, čo prispieva k jej úplnejšiemu spaľovaniu.
Odrody spaľovacích motorov
Spaľovacie motory
Hlavné komponenty motora
Štruktúra jasného predstaviteľa spaľovacieho motora - karburátorového motora
Rám motora (kľuková skriňa, hlavy valcov, veká ložísk kľukového hriadeľa, olejová vaňa)
pohybový mechanizmus(piesty, ojnice, kľukový hriadeľ, zotrvačník)
Mechanizmus distribúcie plynu(vačkový hriadeľ, tlačné tyče, tyče, vahadlá)
Mazací systém (olej, hrubý filter, vaňa)
kvapalina (radiátor, kvapalina atď.)
Chladiaci systém
vzduch (fúkanie vzduchovými prúdmi)
Pohonný systém (palivová nádrž, palivový filter, karburátor, čerpadlá)
Hlavné komponenty motora
Systém zapaľovania(zdroj prúdu - generátor a batéria, istič + kondenzátor)
Štartovací systém (elektrický štartér, zdroj prúdu - batéria, diaľkové ovládače)
Nasávací a výfukový systém(potrubia, vzduchový filter, tlmič)
Karburátor motora
V roku 1799 francúzsky inžinier Philippe Lebon objavil osvetľovací plyn a získal patent na použitie a spôsob získavania osvetľovacieho plynu suchou destiláciou dreva alebo uhlia. Tento objav mal veľký význam predovšetkým pre rozvoj osvetľovacej techniky. Veľmi skoro vo Francúzsku a potom v iných európskych krajinách začali plynové lampy úspešne konkurovať drahým sviečkam. Svietiaci plyn bol však vhodný nielen na svietenie. Vynálezcovia sa pustili do konštrukcie motorov, ktoré by mohli nahradiť parný stroj, pričom palivo by nehorelo v peci, ale priamo vo valci motora.
V roku 1801 si Le Bon nechal patentovať konštrukciu plynového motora. Princíp fungovania tohto stroja bol založený na známej vlastnosti plynu, ktorý objavil: jeho zmes so vzduchom pri zapálení explodovala, pričom sa uvoľnilo veľké množstvo tepla. Produkty spaľovania sa rýchlo rozširovali a vyvíjali silný tlak na životné prostredie. Vytvorením vhodných podmienok je možné využiť uvoľnenú energiu v záujme človeka. Motor Lebon mal dva kompresory a zmiešavaciu komoru. Jeden kompresor mal pumpovať do komory stlačený vzduch a druhý stlačený ľahký plyn z plynového generátora. Zmes plynu a vzduchu sa potom dostala do pracovného valca, kde sa vznietila. Motor bol dvojčinný, to znamená, že pracovné komory pôsobili striedavo na obe strany piestu. Lebon v podstate podporoval myšlienku spaľovacieho motora, ale v roku 1804 zomrel skôr, ako mohol uviesť svoj vynález do života.
Jean Etienne Lenoir V nasledujúcich rokoch sa niekoľko vynálezcov z rôznych krajín pokúsilo vytvoriť funkčný motor využívajúci ľahký plyn. Všetky tieto pokusy však neviedli k tomu, že sa na trhu objavili motory, ktoré by mohli úspešne konkurovať parnému stroju. Pocta vytvoriť komerčne úspešný spaľovací motor patrí belgickému mechanikovi Jeanovi Etienneovi Lenoirovi. Lenoir pri práci v galvanovni prišiel s nápadom, že zmes vzduchu a paliva v plynovom motore možno zapáliť pomocou elektrickej iskry a na základe tejto myšlienky sa rozhodol zostrojiť motor. Lenoir s parným strojom založeným na tejto myšlienke hneď neuspel. Po tom, čo bolo možné vyrobiť všetky diely a zmontovať stroj, ešte chvíľu pracoval a zastavil sa, pretože vplyvom zahrievania sa piest roztiahol a zasekol vo valci. Lenoir vylepšil svoj motor premýšľaním o systéme vodného chladenia. Aj druhý pokus o štart však skončil neúspechom pre zlý zdvih piestu. Lenoir svoj dizajn doplnil o systém mazania. Až potom sa motor rozbehol.
August Otto Do roku 1864 už bolo vyrobených viac ako 300 týchto motorov rôznych objemov. Keď Lenoir zbohatla, prestala pracovať na vylepšovaní svojho auta a to predurčilo jej osud; z trhu ju vytlačil pokročilejší motor, ktorý vytvoril nemecký vynálezca August Otto. 1864 August Otto V roku 1864 získal patent na svoj model plynového motora a v tom istom roku uzavrel dohodu s bohatým inžinierom Langenom o prevádzke tohto vynálezu. Čoskoro vznikla spoločnosť „Otto and Company.“ V roku 1864 Langen
Do roku 1864 už bolo vyrobených viac ako 300 týchto motorov rôznych objemov. Keď Lenoir zbohatla, prestala pracovať na vylepšovaní svojho auta a to predurčilo jej osud; z trhu ju vytlačil pokročilejší motor, ktorý vytvoril nemecký vynálezca August Otto. 1864 August Otto V roku 1864 získal patent na svoj model plynového motora a v tom istom roku uzavrel dohodu s bohatým inžinierom Langenom o prevádzke tohto vynálezu. Spoločnosť Otto and Company bola čoskoro založená 1864 Langen Ottov motor na prvý pohľad predstavoval krok späť od motora Lenoir. Valec bol zvislý. Otočný hriadeľ bol umiestnený nad valcom na boku. Pozdĺž osi piestu bola k nemu pripevnená koľajnica spojená s hriadeľom. Motor fungoval nasledovne. Rotačný hriadeľ zdvihol piest o 1/10 výšky valca, v dôsledku čoho sa pod piestom vytvoril riedky priestor a nasala sa zmes vzduchu a plynu. Zmes sa potom zapálila. Otto ani Langen nemali dostatočné znalosti z elektrotechniky a opustili elektrické zapaľovanie. Cez trubicu sa zapálili otvoreným plameňom. Počas výbuchu sa tlak pod piestom zvýšil na približne 4 atm. Pôsobením tohto tlaku sa piest zdvihol, objem plynu sa zväčšil a tlak klesol. Keď sa piest zdvihol, špeciálny mechanizmus odpojil koľajnicu od hriadeľa. Piest najprv pod tlakom plynu a potom zotrvačnosťou stúpal, až sa pod ním vytvorilo vákuum. Energia spáleného paliva tak bola využitá v motore s maximálnou úplnosťou. Toto bol hlavný pôvodný nález Otta. Pracovný zdvih piestu smerom nadol začal pod vplyvom atmosférického tlaku a po dosiahnutí tlaku vo valci atmosférického tlaku sa otvoril výfukový ventil a piest svojou hmotnosťou vytlačil výfukové plyny. Vďaka úplnejšiemu rozšíreniu splodín spaľovania bola účinnosť tohto motora výrazne vyššia ako účinnosť motora Lenoir a dosiahla 15%, to znamená, že prevyšovala účinnosť najlepších parných strojov tej doby.Otovský motor
Keďže Ottové motory boli takmer päťkrát účinnejšie ako motory Lenoir, okamžite sa po nich stal veľký dopyt. V nasledujúcich rokoch sa ich vyrobilo okolo päťtisíc. Otto tvrdo pracoval na zlepšení ich dizajnu. Čoskoro bol ozubený hrebeň nahradený kľukovým prevodom. Ale najvýznamnejší z jeho vynálezov prišiel v roku 1877, keď si Otto nechal patentovať nový štvortaktný motor. Tento cyklus je dodnes základom činnosti väčšiny benzínových a benzínových motorov. V nasledujúcom roku sa už nové motory vyrábali 1877 Štvortaktný cyklus bol Ottov najväčší technický úspech. Čoskoro sa ale ukázalo, že pár rokov pred jeho vynálezom presne ten istý princíp fungovania motora opísal francúzsky inžinier Beau de Rocha. Skupina francúzskych priemyselníkov napadla Ottov patent na súde. Súd považoval ich argumenty za presvedčivé. Ottove práva vyplývajúce z jeho patentu boli výrazne obmedzené, vrátane zrušenia jeho monopolu na štvortaktný cyklus Bo de Rocha Hoci konkurenti rozbehli výrobu štvortaktných motorov, Ottov model vypracovaný počas mnohých rokov výroby bol stále najlepší a dopyt po ňom neustával. Do roku 1897 bolo vyrobených asi 42 tisíc týchto motorov rôznych objemov. Skutočnosť, že sa ako palivo používal ľahký plyn, však značne zúžila rozsah prvých spaľovacích motorov. Počet osvetľovacích a plynárenských závodov bol zanedbateľný aj v Európe a v Rusku boli len dve - v Moskve a Petrohrade.
Hľadanie nového paliva Hľadanie nového paliva pre spaľovací motor preto neprestávalo. Niektorí vynálezcovia sa pokúsili použiť paru kvapalného paliva ako plyn. V roku 1872 sa americký Brighton pokúsil použiť petrolej v tejto kapacite. Petrolej sa však dobre neodparoval a Brighton prešiel na ľahší ropný produkt, benzín. Aby však motor na kvapalné palivo úspešne konkuroval plynu, bolo potrebné vytvoriť špeciálne zariadenie na odparovanie benzínu a získavanie jeho horľavej zmesi so vzduchom. Brighton 1872
Benzínový motor Funkčný benzínový motor sa objavil až o desať rokov neskôr. Pravdepodobne Kostovič O.S., ktorý v roku 1880 poskytol funkčný prototyp benzínového motora, možno nazvať jeho prvým vynálezcom. Jeho objav však stále zostáva slabo osvetlený. V Európe k vytvoreniu benzínových motorov najviac prispel nemecký inžinier Gottlieb Daimler. Dlhé roky pôsobil vo firme Otto a bol členom jej predstavenstva. Začiatkom 80. rokov navrhol svojmu šéfovi projekt kompaktného benzínového motora, ktorý by sa dal využiť v doprave. Otto na Daimlerov návrh zareagoval chladne. Potom Daimler spolu s priateľom Wilhelmom Maybachom urobili v roku 1882 odvážne rozhodnutie, opustili firmu Otto, získali malú dielňu neďaleko Stuttgartu a začali pracovať na svojom projekte.
Problém, ktorému čelili Daimler a Maybach, nebol jednoduchý: rozhodli sa vytvoriť motor, ktorý by nevyžadoval plynový generátor, bol by veľmi ľahký a kompaktný, no zároveň dostatočne výkonný na pohyb posádky. Daimler očakával zvýšenie výkonu zvýšením otáčok hriadeľa, ale na to bolo potrebné zabezpečiť požadovanú frekvenciu zapaľovania zmesi. V roku 1883 vznikol prvý žeravý benzínový motor zapaľovaním z horúcej trubice vloženej do valca plynového generátora 1883 žeravý benzínový motor horúcej trubice
Prvý model benzínového motora bol určený pre priemyselnú stacionárnu inštaláciu. Proces vyparovania kvapalného paliva v prvých benzínových motoroch zanechal veľa požiadaviek. Preto vynález karburátora urobil skutočnú revolúciu v konštrukcii motorov. Jeho tvorcom je maďarský inžinier Donat Banki. V roku 1893 si nechal patentovať prúdový karburátor, ktorý bol prototypom všetkých moderných karburátorov. Na rozdiel od svojich predchodcov Banki navrhol benzín neodparovať, ale jemne ho rozprášiť do vzduchu. Tým sa zabezpečilo jeho rovnomerné rozloženie po valci a samotné vyparovanie prebiehalo už vo valci pôsobením kompresného tepla. Na zabezpečenie atomizácie sa benzín nasával prúdom vzduchu cez dávkovaciu trysku a stálosť zmesi sa dosahovala udržiavaním konštantnej hladiny benzínu v karburátore. Prúd bol vyrobený vo forme jedného alebo viacerých otvorov v trubici, umiestnených kolmo na prúdenie vzduchu. Na udržanie tlaku bola malá nádrž vybavená plavákom, ktorý udržiaval hladinu v danej výške, takže množstvo nasávaného benzínu bolo úmerné množstvu vstupujúceho vzduchu. Potom to začali dosahovať zvyšovaním počtu valcov Objem valcov Koncom 19. storočia sa objavili dvojvalcové motory a od začiatku 20. storočia sa začali rozširovať štvorvalce.XIX.
