Кто создал первый двигатель внутреннего сгорания: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия

Содержание

Первый автомобиль и его создатель | История | DW

Имя это известно каждому человеку, который хоть в какой-то степени интересуется автомобилями. Карл Бенц (Carl Friedrich Michael Benz) по прову считается изобретателем автомобиля. Он получил первые в мире патенты на двухтактный бензиновый двигатель, систему зажигания, работающую от батареи, свечу зажигания, акселератор, карбюратор, сцепление, коробку передач, водяной радиатор охлаждения, - словом, на все основные узлы автомобиля.

От мастерской до мирового концерна

Талант инженера и изобретателя проявился у Карла Бенца очень рано, но его профессиональная карьера вовсе не была само собой разумеющимся делом. Он родился в небогатой семье. Отец, машинист паровоза, умер, когда Карлу было всего два года. Благодаря усилиям матери, отличным оценкам самого Карла и государственной стипендии, он окончил политехнический университет уже в возрасте 19 лет, затем, после семи лет работы на различных предриятиях, создал собственную фирму. Собственно, поначалу это была просто мастеская.

Первый автомобиль Карла Бенца

Первый автомобиль, ставший серийной моделью, был запатентован в январе 1886 года. Патент под номером 37435 был выдан на трехколесный самодвижущийся экипаж. С этого трицикла началась история мирового автомобилестроения. Свое изобретение Бенц оснастил бензиновым двигателем внутреннего сгорания.

Первый "автопробег" совершила жена изобретателя Берта. 5 августа 1888 года она вместе с детьми преодолела больше ста километров, чтобы навестить свою мать. На подъемах машину приходилось толкать, и легенда гласит, что именно после этого Берта подала идею мужу оснастить ее коробкой передач.

В 1926 году компания Бенца объединилась с компанией Daimler, также занимавшейся выпуском автомобилей. Все модели были переименованы: они стали называться "Mercedes-Benz " (это имя - Мерседес - было именем дочери одного из партнеров Даймлера).

Концерн и после смерти его основателя продолжал идти в авангарде автомобилестроения. В 1936 году началось производство легковых автомобилей с дизельным мотором. Первой моделью с дизельным двигателем стал Mercedes-Benz 260 D.

История продолжается

Дизельный двигатель назван в честь его разработчика - немецкого изобретателя Рудольфа Дизеля (Rudolf Diesel). Этот двигатель обладает довольно высоким коэффициентом полезного действия, а топливо стоит дешевле бензина. И так как экономичность была одним из основных преимуществ дизельных двигателей перед бензиновыми, первыми об их использовании задумались производители грузовых автомобилей. В 1924 году на берлинской автовыставке немецкий концерн MAN представил модель, работающую на дизеле.

Благодаря снижению массы дизельного мотора, к возможности его использования решили присмотреться и производители легковых автомобилей. Особенно активно над решением этой задачи работали именно инженеры компании Daimler-Benz.

Смотрите также:

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    "Мерседес" как объект поп-арта

    Выставка работ Энди Уорхола из серии "Cars" проходит в музее MAC Museum Art & Cars в немецком Зингене. В экспозиции творения маэстро поп-арта выставлены рядом с оригинальными ретроавтомобилями.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Самый первый Benz

    29 января 1886 года Карл Фридрих Бенц (Karl Friedrich Benz) представил миру свой первый автомобиль. Эта моторизированная повозка могла развивать скорость до 18 км/ч. Первую поездку длиной в 100 километров без ведома супруга совершила Берта Бенц (Bertha Benz). Деревенские мальчишки в то время принимали рычащее авто за воплощение дьявола.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Искусство и автомобиль - почти синонимы

    Легким движением руки Энди Уорхола автомобиль превращается… в многоцветный веселый коллаж. Классик поп-арта верен своему стилю во всем, что бы он ни делал. Серия "Cars" подтверждает, что искусство и промышленный дизайн просто созданы друг для друга.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Культ в зеленых тонах

    В конце 1924 года на рынок вышел Mercedes-Benz 15/70. Дамы были в восторге от внешнего вида авто, мужчины - от мотора мощностью в 100 и 140 лошадиных сил. Уорхол добавил культовому объекту зеленый контур, сделав его предметом вожделения и для поклонников искусства.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    "Серебряная стрела" в сердце автолюбителей

    Модель "Серебряная стрела" поразила сердца поклонников гоночного спорта. Почти 50 лет подряд авто из этой серии занимали первые места в гонках по всему миру. Первую гонку модель Mercedes-Benz W 25 выиграла сразу же после своего выпуска - в 1934 году. "Иногда что-то кажется красивым просто потому, что немного отличается от окружающих предметов", - говорил Уорхол.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Гоночный цыпленок Уорхола

    Энди Уорхол добавил легендарной "Серебряной стреле" немного цвета и иронии. Правда, в поп-арт-версии гоночный автомобиль слегка напоминает цыпленка-гриль. В свое время Уорхол прославился за счет картин, отражающих эпоху потребления - баночный суп, бутылки кока-колы… Он всегда изображал товары американского производства. Для немецких машин художник сделал исключение.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Строго по формуле

    Автомобилестроители строго подчиняются правилам. Так, модель Mercedes-Benz W 125 была создана точно по формуле "750 килограмм". Согласно условиям гонок Гран-при, действовавшим с 1934 года, именно столько - и ни граммом больше - могли весить автомобили участников без учета смазочных и горючих материалов. Но в вариациях Уорхола у спорткаров свои правила. Главное - они очень яркие!

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Хайтек образца 1969 года

    Экспериментальная модель Mercedes-Benz С 111 стала прорывом в мире авто. Она могла развивать скорость до 300 км/ч. Несмотря на то, что желающих приобрести такое чудо было немало, С 111 так и не стал серийным автомобилем. На картинах Уорхола машины с раскрытыми дверьми похожи на парящих чаек.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Спорткар века

    Mercedes-Benz 300 SL дебютировал в Нью-Йорке в 1954 году. Новая спортивная машина могла развивать скорость до 250 км/ч, став самым быстрым серийным автомобилем того времени. Спустя много лет, в 1999 году, сообщество автомобильных журналистов признало его спорткаром века.

  • Энди Уорхол и его "мерседесы"

    Искусство дороже люксового автомобиля

    Из 80 запланированных работ до своей смерти Уорхол успел закончить только 40. Последняя картина из этой серии - Mercedes-Benz W 196 R Grand Prix Car - была выставлена на аукционе Christie's в Нью-Йорке в 2013 году: стартовая цена составила 16 млн долларов. Выставку в музее Mac Museum Arts & Cars можно увидеть до 17 мая.

    Автор: Сюзанне Кордс, Александра Поблинкова


История двигателя внутреннего сгорания - в подробностях

История появления двигателя внутреннего сгорания начинает свою историю с 1799 года, когда Филиппом Лебоном был открыт светильный газ. Именно он послужил основой для возникновения идеи по созданию двигателя, в котором топливо будет сгорать непосредственно в цилиндре.

Первые попытки создания двигателя

Итак, первым кто задумался над созданием двигателя внутреннего сгорания, был изобретатель Лебон. Воспользовавшись свойствами светильного газа, который при смешивании с воздухом взрывался и выделял огромное количество тепла, он создал двигатель способный конвертировать эту энергию на нужды человека. Его двигатель представлял собой механизм из камеры и двух компрессоров. В одном компрессоре находился светильный газ, а в другом – воздух. При их смешивании возникало воспламенение, которое и позволяло двигателю работать. Однако изобретателю так и не удалось реализовать свою задумку, так как в 1804 году он погиб.

Следующие годы были безуспешными для других исследователей старавшихся создать двигатель, однако бельгийский механик Ленуар решил попытать счастья и создать механизм, в котором смесь топлива и воздуха будет воспламеняться при помощи искры.

Прошли годы, однако, несмотря на затруднения и неудачи ему все-таки удалось воплотить задуманное в жизнь и к 1864 году мир увидели более трехсот двигателей различной мощности. Однако существенно заработав, Ленуар прекратил усовершенствование изобретения, чем и поплатился, ведь другому изобретателю удалось создать двигатель лучше предыдущего.

Новая ступень в создании двигателя

Итак, в 1865 году патент на создание газового двигателя получил немецкий изобретатель Август Отто, который сделал небольшой шаг назад и создал менее прогрессивный, но более экономичный аналог двигателя Ленуара, что позволило ему захватить рынок и существенно заработать.

Однако в отличие от предшественника он не остановился на этом и, получив в 1877 году патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом – создал его. Но выяснилась, что такую же модель ранние разработал французский инженер Бо деРоша, который отсудил права на изобретение у Отто.

Несмотря на это налаженное производство двигателей Отто позволило ему удержаться на ринке и даже захватить его существенную долю. Спрос возрастал, а вот потребность в светличном газе оказывалась все менее обеспеченной, что привело к необходимости поиска нового вида горючего, которое можно было бы распылить и воспламенить. И таким, в ходе исследований американца Брайтона изначально стал керосин, однако из-за высокой массы затрудняющей испарение он был заменен на бензин.

Прорыв в создании двигателя

С использованием бензина была достигнута необходимая конкурентоспособность двигателя, однако одним из немаловажных моментов оставалось обеспечение испарения этого самого бензина в воздушной смеси для достижения эффекта возгорания.

Брайтоном было достигнуто такого эффекта благодаря использованию так званого «испарительного» карбюратора, однако работа его была неудовлетворительной. И исследования продолжались дальше.

В 1880 году изобретателем Костовичем был создан первый работоспособный прототип бензинового двигателя, однако о его разработке мало кому известно.

В это же время в Европе разработкой бензинового двигателя занимался сотрудник компании Отто по имени Готлиб Даймлер. Однако представленная им разработка не была по достоинству оценена его руководством, и прототип бензинового двигателя так и дальше остался бы лишь прототипом, если бы Готлиб не был так уверен в его дееспособности на транспорте.

Решившись на отчаянный шаг, Даймлер вместе с напарником из фирмы Отто Майбахом оставляют компанию и, купив небольшую мастерскую неподалеку от Штутгарта, начинают работу над проектом.

Основной задачей для них становится создание легкого, и компактного двигателя способного перемещать экипаж. Увеличение мощности разработчиками планировалось за счет более частого вращения вала, однако чтобы достигнуть этого, им необходимо было обеспечить постоянный источник воспламенения. И им это удалось, в 1883 году они создают первый калильный бензиновый двигатель, в котором вещество воспламеняется благодаря раскаленной трубочке, вставленной в цилиндр.

Настоящим прорывом для использования бензиновых двигателей стало изобретение карбюратора, создателем которого был венгерский инженер Донат Банки. Именно он придумал не испарять бензин, а лишь распылять его в воздухе, благодаря чему он равномерно распределялся по цилиндру, а его испарение было обусловлено действием сжатого тепла.

Распыление бензина обеспечивалось проходящим потоком воздуха, через дозирующий жиклер, который представлял собой трубку с несколькими отверстиями расположенной перпендикулярно. Равномерность достигалась благодаря поддержанию постоянного уровня бензина внутри карбюратора.

Именно эти двигатели стали первыми, и их мощность достигалась благодаря увеличению цилиндра, однако в конце девятнадцатого века для увеличения мощности начали просто увеличивать количество цилиндров.

Желаем Вам успехов во всех делах!

Мотор в будущее

Почему у двигателя внутреннего сгорания все еще нет серьезной альтернативы, узнал Кирилл Журенков


У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут... Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.

— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

экспертиза

Преждевременный энтузиазм

Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.

Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

брифинг

Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно... Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково» 

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково». Фото: Sk.ru

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок. <...> Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.

Коджи Нагано, автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30? 

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

     

Источник: kommersant.ru

ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ ДВС судовой

тепловой поршневой двигатель, в котором сгорание топлива, образование рабочего тела (газа) и совершение им работы осуществляются в одном устройстве — цилиндре. Первый ДВС, работавший на светильном газе, был построен в 1860 г. французским инженером Э. Ленуаром. Жидкое топливо для ДВС впервые использовалось
в двигателе, сконструированным русским инженером М. С. Костовичем в 1879 г. В 1897 г. немецкий инженер Р. Дизель создал первый керосиновый двигатель с воспламенением от сжатия. Применение сырой нефти в качестве топлива для ДВС и установка их на судах впервые осуществлены в России в 1898 и 1903 гг. соответственно. По способу воспламенения топлива различают ДВС с принудительным зажиганием (от электрической искры или запального шара) и ДВС с воспламенением топлива от сжатия. Первые используют на судах редко из-за низкой экономичности и повышенной пожаро- и взрывоопасности. Вторые, называемые дизелями по имени их изобретателя Р. Дизеля, имеют преимущественно распространение на судах морского флота. Современные судовые ДВС отличаются большим разнообразием конструктивного исполнения. Они могут быть тронковыми и крейцкопфными (в тронковых шатун крепится непосредственно к поршню, в крейцкопфных между ними располагается крейцкопфный механизм), а по расположению цилиндров — рядными, двухрядными, V-образными, звездообразными и т. д. В одном цилиндре могут располагаться 2 поршня, образующих одну камеру сгорания (двигатели с противоположно движущимися поршнями), и один поршень, образующий 2 камеры сгорания (двигатель двойного действия). Основные достоинства ДВС — высокий КПД (до 48%), обусловливающий высокую топливную экономичность, возможность работы на жидком (легком и тяжелом) газообразном и пылевидном топливе, ограниченный расход воздуха, малая чувствительность к загрязнениям (засолениям) проточной части, высокая готовность к действию. Характерным для ДВС является низкий удельный расход топлива в широком диапазоне нагрузок. К недостаткам ДВС относятся: значительные шум и вибрации, повышенный расход смазочного масла (по сравнению с др. типами тепловых двигателей). Агрегатные мощности судовых ДВС достигают: малооборотных — 35 тыс. кВт, среднеоборотных — 24 тыс. кВт, высокооборотных — 5900 кВт.
ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:
  1. Определение "Двигатель внутреннего сгорания" в свободной энциклопедии Википедия
По данным
"МОРСКОЙ ЭНЦИКЛОПЕДИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ" в двух томах, том 1. Под редакцией академика Н.Н.Исанина

История двигателя внутреннего сгорания

Главное устройство любого транспортного средства, в том числе назем­ного, является силовая установка — двигатель, преобразующий различные разновидности энергии в механическую работу.

 

В ходе исторического развития транспортных двигателей меха­ническая работа движения осуществлялась за счет применения:

 

1) мускульной силы человека и животных;

 

2) силы ветра и потоков воды;

 

3) тепловой энергии пара и различных видов газообразного, жидкого и твердого топлива;

 

4) электрической и химической энергии;

 

5) солнечной и ядерной энергии.

 

Записи о попытках построить самоходные средства перед­вижения были уже в XV — XVI вв. Правда, силовыми установками этих «средств передвижения» была мускульная сила человека. Одной из первых достаточно хорошо известной самоходной установкой с «мускуль­ным двигателем» является коляска с ручным приводом безногого часовщика из Нюрнберга Стефана Фарфлера, которую он соорудил в 1655 г.

 

 

 

Наибольшую известность в России получила «самобеглая коляска», построенная в Петербурге крестьянином Л. Л. Шамшуренковым в 1752 г.

 

 

Эта коляска, вполне вместительная для пере­возки нескольких человек, приводилась в движение мускульной силой двух человек. Первый педальный металлический велосипед, близкий по конструкции к современным, был изготовлен крепостным крестьянином Верхотрусского уезда Пермской губернии Артамоно­вым на рубеже XVIII и XIX вв.

 

 

Древнейшими силовыми установками, правда, не транспортны­ми, являются гидравлические двигатели — водяные колеса, приво­дящиеся в движение потоком (весом) падающей воды, а также ветряные двигатели. Сила ветров с древних времен использовалась для движения парусных судов, а значительно позднее и роторных. Использование ветра в роторных судах осуществлялось с помощью вертикальных вращающихся колонн, заменивших паруса.

 

Появление в XVII в. водяных двигателей, а позднее и паровых сыграло важную роль в зарождении и развитии мануфактурного производства, а затем и промышленной революции. .Однако боль­шие надежды изобретателей самоходных экипажей по применению первых паровых двигателей для транспортных средств не оправда­лись. Первый паровой самоход грузоподъемностью 2,5 т, построен­ный в 1769 г. французским инженером Жозефом Каньо, получился очень громоздким, тихоходным и требующим обязательных оста­новок через каждые 15 минут движения.

 

Только в конце XIX в. во Франции были созданы весьма удач­ные образцы самоходных экипажей с паровыми двигателями. Начи­ная с 1873 г. французский конструктор Адеме Боле построил неско­лько удачных паровых двигателей. В 1882 г. появились паровые автомобили Дион-Бутона,

 

 

а в 1887 — автомобили Леона Серполе, которого называли «апостолом пара». Созданный Серполе котел с плоскими трубками представлял весьма совершенный парогенера­тор с почти мгновенным испарением воды.

 

 

Паровые автомобили Серполе конкурировали с бензиновыми автомобилями на многих гонках и скоростных состязаниях вплоть до 1907 г. Вместе с тем совершенствование паровых двигателей в качестве транспортных двигателей продолжается и сегодня в направлении снижения их массогабаритных показателей и повышения коэффициента полез­ного действия.

 

Совершенствование паровых машин и развитие двигателей внут­реннего сгорания во второй половине XIX в. сопровождалось по­пытками ряда изобретателей использовать электрическую энергию для транспортных двигателей. Накануне третьего тысячелетия Рос­сия отметила столетие со дня использования городского наземного электрического транспорта — трамвая. Немногим более ста лет назад, в 80-е годы XIX в., появились и первые электрические авто­мобили. Их появление связано с созданием в 1860-е годы свинцовых аккумуляторов. Однако слишком большая удельная масса и недо­статочная емкость не позволили электромобилям принять участие в конкуренции с паровыми машинами и газобензиновыми двига­телями. Электромобили с более легкими и энергоемкими серебряно-цинковыми аккумуляторами также не нашли широкого применения. В России талантливый конструктор И. В. Романов создал в конце XIX в. несколько типов электромобилей с достаточно легкими аккумуляторами.

 

 

 

Электромобили имеют достаточно высокие пре­имущества. Прежде всего они экологически чистые, так как вообще не имеют выхлопных газов, обладают очень хорошей тя­говой характеристикой и большими ускорениями за счет возраста­ющего крутящего момента при снижении числа оборотов; исполь­зуют дешевую электроэнергию, просты в управлений, надежны в эксплуатации» и т. д. Сегодня электромобили и троллейбусы имеют серьезные перспективы их развития и применения на го­родском и пригородном транспорте в связи с необходимостью коренного решения проблем по снижению загрязнения окружающей среды.

 

Попытки создания поршневых двигателей внутреннего сгорания предпринимались еще в конце XVIII в. Так, в 1799 г. англичанин Д. Барбер предложил двигатель, работавший на смеси воздуха с газом, полученным путем перегонки древесины. Другой изобрета­тель газового двигателя Этьен Ленуар использовал в качестве топ­лива светильный газ.

 


 

Еще в 1801 г. француз Филипп де Бонне предложил проект газового двигателя, в котором воздух и газ сжимались самостоятельными насосами, подавались в смеситель­ную камеру и оттуда в цилиндр двигателя, где смесь воспламеня­лась от электрической искры. Появление этого проекта считается датой рождения идеи электрического воспламенения топливовоз-душной смеси.

 

Первый стационарный двигатель нового типа, работающий по четырехтактному циклу с предварительным сжатием смеси, был спроектирован и построен в 1862 г. кельнским механиком Н. Отто.

 


 

 Практически все современные бензиновые и газовые двигатели до настоящего времени работают по циклу Отто (цикл с подводом теплоты при постоянном объеме).

 

Практическое применение двигателей внутреннего сгорания для транспортных экипажей началось в 70 — 80 гг. XIX в. на основе использования в качестве топлива газовых и бензовоздушных сме­сей и предварительного сжатия в цилиндрах. Официально изобрета­телями транспортных двигателей, работающих на жидких фракциях перегонки нефти, признаны три немецких конструктора: Готлиб Даймлер, построивший по патенту от 29 августа 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем;

 


 

Карл Бенц, построивший по патенту от 25 марта 1886 г. трехколесный экипаж с бензиновым двигателем;

 


 

Рудольф Дизель, получивший в 1892 г. патент на двигатель с само­воспламенением смеси воздуха с жидким топливом за счет теплоты, выделяющейся при сжатии.

 

 

Здесь следует отметить, что первые двигатели внутреннего сго­рания, работающие на легких фракциях перегонки нефти, были созданы в России. Так, в 1879 г. русским моряком И. С. Костовичем был спроектирован ив 1885 г. успешно прошел испытания 8-цилин­дровый бензиновый двигатель малой массы и большой мощности. Этот двигатель предназначался для воздухоплавательных аппара­тов.


 


 

В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Проте­кание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который пред­полагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В Рос­сии в течение короткого времени была усовершенствована конст­рукция нового двигателя — бескомпрессорного дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, а конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г.

 

Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем.

 

 

Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конст­рукторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие.

 

Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремле­ние к повышению литровой мощности, а следовательно, и к полу­чению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кри­зиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение макси­мальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и преж­де всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощ­ности.

 

 

Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурен­тов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требо­ваний по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя. Эти требования и жесткие условия конкуренции на мировом рынке достаточно быстро изменили типаж силовых установок для транспортных средств и прежде всего для легкового транспорта. Сегодня различные системы впрыска топлива с различ­ными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.

 

Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомо­бильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная про­мышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двига­телестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созда­нию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специ­алистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опыт­ные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, а также с регулируемой степенью сжатия. В 1995 г. разработана и внедрена на Заволжском моторном заводе и на Нижне-Новгородском авто­заводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микро­процессорной системой управления топливоподачей и нейтрализа­торами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизель­ных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, пла­вающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.

 

Современные наземные виды транспорта обязаны своим раз­витием главным образом применению в качестве силовых устано­вок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршне­вые ДВС до настоящего времени являются основным видом сило­вых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и стро­ительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе. Основные конкуренты по­ршневых двигателей — газотурбинные и электрические, солнечные и реактивные силовые установки — пока еще не вышли из этапа создания экспериментальных образцов и небольших опытных пар­тий, хотя работы по их доводке и совершенствованию в качестве автотракторных двигателей продолжаются во многих компаниях и фирмах всего мира.

 

 

Источник: Колчин А.И., Демидов В.П. - Конструкция и расчет автотракторных двигателей, 2008 г.

Самые первые автомобили с привычными сегодня качествами — журнал За рулем

Кондиционер, турбонаддув или автоматическая коробка передач — хотите узнать, на каком серийном автомобиле впервые появились те или иные решения и технологии? Тогда эта подборка для вас. И я абсолютно уверен, что некоторые факты вас удивят.

Чтобы осознать, насколько стремительно развивается автомобильная промышленность, достаточно посмотреть на городской поток, а затем вспомнить автомобили из своего детства. И самое интересное здесь заключается в том, что ваш текущий возраст никакого значения не имеет! Автомобильная промышленность прогрессирует такими темпами, что даже ребятам, которым еще очень далеко до получения водительских прав, найдется что вспомнить. Чего уж говорить о тех людях, чье автомобильное детство прошло вдали от таких понятий, как ABS, ESP или airbag.

Первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания

Первый в мире серийный автомобиль с ДВС Карла Бенца

Первый в мире серийный автомобиль с ДВС построил в 1895-м и запатентовал год спустя немецкий изобретатель Карл Бенц.

Первый в мире серийный автомобиль с ДВС построил в 1895-м и запатентовал год спустя немецкий изобретатель Карл Бенц.

Материалы по теме

Логично будет начать с воспоминаний о первом автомобиле с ДВС. В начале девятнадцатого века над его созданием экспериментировали сразу несколько ученых. Швейцарский инженер Франсуа Исаак Де Риваз еще в 1806-м построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на водородно-кислородной смеси. Двадцать лет спустя аналогичные попытки предпринял англичанин Семюэль Браун. В историю также навсегда вошли Этьен Ленор и Зигфрид Маркус. Но совершенно незыблемым «брендом» стал Карл Бенц. Именно он в 1895-м разработал и запустил в серийное производство автомобиль Benz Patent-Motorwagen, который и принято считать первым.

Первый легковой автомобиль с дизельным двигателем

Патент на собственный двигатель, в основе работы которого лежал цикл Карно, немецкий инженер Рудольф Дизель получил в 1892 году (в США — в 1895-м). Тем не менее на протяжении многих десятков лет применения дизельным двигателям в автомобильном транспорте не находилось по причине несовершенства существующих систем впрыска топлива. Такие моторы использовали, в основном, в стационарных механизмах и силовых установках морских судов. И только в двадцатые годы прошлого века — когда Роберт Бош создал модификацию бескомпрессорной форсунки — дизельные двигатели начали широко устанавливаться на грузовые автомобили.

Mercedes-Benz 260D, 1936

Между появлением первого дизельного двигателя и началом широкого применения дизелей в автомобильной промышленности — настоящая временная пропасть. На фото — первый серийный легковой автомобиль с дизельным двигателем, Mercedes-Benz 260D образца 1936 года.

Между появлением первого дизельного двигателя и началом широкого применения дизелей в автомобильной промышленности — настоящая временная пропасть. На фото — первый серийный легковой автомобиль с дизельным двигателем, Mercedes-Benz 260D образца 1936 года.

А вот первой серийной легковой машиной с дизелем под капотом принято считать Mercedes-Benz 260D. Компания представила его в 1936 году на выставке в Берлине. Двигатель объемом 2,6 литра развивал 45 л.с., потреблял менее 10 литров топлива на 100 км пробега и… без глобальных изменений дожил до 1980-х годов XX века. Модификации этого двигателя устанавливались на Mercedes-Benz W123, которые до сих пор можно встретить на наших дорогах.

Первый легковой автомобиль с турбонаддувом

Готлиб Даймлер и Рудольф Дизель экспериментировали с наддувом практически с момента создания своих первых двигателей — под занавес девятнадцатого века. Однако на первых порах сфера применения турбокомпрессоров ограничивалась корабельными, а затем — авиационными двигателями. Первыми серийными легковыми автомобилями с турбонаддувом стали… Chevrolet Corvair Monza и Oldsmobile Jetfire, дебютировавшие лишь в 1960-х.

Oldsmobile Jetfire

Oldsmobile Jetfire — первая серийная легковушка с турбонаддувом. На момент его появления люди боялись сложной конструкции, к тому же проблемы с надежностью действительно имели место быть.

Oldsmobile Jetfire — первая серийная легковушка с турбонаддувом. На момент его появления люди боялись сложной конструкции, к тому же проблемы с надежностью действительно имели место быть.

Парочка от концерна GM попала на прилавки США в 1962-м и наделала много шума. V-образная «восьмерка» объемом 3,5 литра выдавала 215 л.с. и 411 Н∙м крутящего момента. Разгон до сотни занимал меньше 9 секунд. Вот только на конвейере автомобили продержались всего два года. Основной причиной стали проблемы с надежностью.

Первый автомат для легкового автомобиля

GM Hydra-Matic

GM Hydra-Matic считается первой массовой автоматической коробкой передач и использовалась многими автомобильными компаниями по всему миру.

GM Hydra-Matic считается первой массовой автоматической коробкой передач и использовалась многими автомобильными компаниями по всему миру.

Создание первой полностью автоматизированной коробки передач — еще один повод для гордости концерна General Motors. В 1940-м коробка GM Hydra-Matic стала доступна в качестве опции для автомобилей Cadillac, Oldsmobile и Pontiac. Именно GM Hydra-Matic вошла в историю как первая массовая автоматическая коробка передач. Кстати, помимо автомобилей концерна GM этот 4-ступенчатый гидромеханический автомат устанавливали на Bentley и Rolls-Royce. Эта же коробка легла в основу разработок многих автомобильных компаний по всему миру.

Первый автомобиль с подушкой безопасности

Oldsmobile Toronado 1973

Oldsmobile Toronado 1973 модельного года — первый в мире серийный автомобиль с подушкой безопасности.

Oldsmobile Toronado 1973 модельного года — первый в мире серийный автомобиль с подушкой безопасности.

Cadillac Deville 1975

Cadillac Deville образца 1975 года также был одним из первых автомобилей, опционально оснащавшихся водительским эйрбэгом.

Cadillac Deville образца 1975 года также был одним из первых автомобилей, опционально оснащавшихся водительским эйрбэгом.

Материалы по теме

Можете мне не верить, но запуск в серийное производство автомобиля с водительской подушкой безопасности — вновь достижение General Motors. В 1972 году концерн выпустил Oldsmobile Toronado с эйрбэгом в руле, а уже через год GM предлагал подушки безопасности на целом ряде своих моделей — пусть и в качестве опции.

Интересно, что достижение запросто могло принадлежать другой американской корпорации. Аллен Бирд — изобретатель и владелец патента на шариковый сенсор для распознавания удара — еще в 1967-м представил свое изобретение руководству Chrysler. А в 1971-м корпорация Ford, возглавляемая на тот момент легендарным Ли Якоккой, изготовила экспериментальную партию Ford Taunus с подушками безопасности. Вот только дальше дело не пошло.

Первый автомобиль с боковыми подушками безопасности

Volvo 850

Volvo 850 — первый в мире серийный автомобиль с боковыми подушками безопасности.

Volvo 850 — первый в мире серийный автомобиль с боковыми подушками безопасности.

Пионером в области применения боковых подушек безопасности выступила компания Volvo. В 1995-м шведы начали оснащать этим ноу-хау седаны и универсалы Volvo 850. Да-да! Уже тогда компания из Гетеборга ставила безопасность во главу угла, попутно делая ее частью своего имиджа. Неудивительно, что шведам принадлежит еще одно новаторство в области пассивной безопасности: в 2012 году Volvo V40 стал первым серийным автомобилем с подушкой безопасности для пешехода.

подушка безопасности для пешеходов

«Пешеходная» подушка безопасности раскрывается при наезде на человека на скоростях от 20 до 50 км/ч. Эйрбэг раскрывается после того, как факт удара фиксирует один из семи датчиков.

«Пешеходная» подушка безопасности раскрывается при наезде на человека на скоростях от 20 до 50 км/ч. Эйрбэг раскрывается после того, как факт удара фиксирует один из семи датчиков.

Первый автомобиль с коленной подушкой безопасности

Kia Sportage первого поколения

Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.

Можете проверить сами, но коленная подушка безопасности дебютировала именно на Kia Sportage первого поколения еще в конце 1990-х.

Если бы до подготовки этого материала меня попросили назвать автомобиль, удостоенный этого звания, я бы назвал Mercedes-Benz S-Class в 221 кузове или что-то из современной линейки Тойоты. Однако правильный ответ заставил удивиться по-настоящему. Причем даже дважды. Первым в мире серийным автомобилем с коленной подушкой является… Kia Sportage. Причем речь идет о кроссовере самого первого поколения, выпускаемого с 1993 года. Так что на сегодняшний день это единственный в мире автомобиль, оснащенный тремя подушками безопасности.

Первый автомобиль с кондиционером

Заканчиваем сегодняшнюю подборку, вспоминая первый серийный легковой автомобиль с кондиционером. Им оказался Packard 12 Sedan, дебютировавший на мотор-шоу в Чикаго в 1939-м. Впрочем, на тот момент кондиционер в автомобиле оказался скорее дорогой игрушкой (около 300 долларов — тогда как за 1000 долларов можно было купить автомобиль), поскольку не отличался эффективностью и требовал особого внимания. Для охлаждения салона требовалось остановить Packard, открыть капот и вручную установить ремень на шкив системы кондиционирования. Кроме того, компоненты системы кондиционирования отнимали у автомобиля около трети багажника. Более-менее массовыми автомобильные кондиционеры стали лишь в 1950-е годы, а настоящий бум пришелся на 1970-е и 1980-е годы.

Packard 12 Sedan 1939

Packard 12 Sedan образца 1939 года стал первым в мире серийным легковым автомобилем, предлагающим кондиционер в качестве опции. Тем не менее громоздкая и дорогая система в то время не снискала популярности.

Packard 12 Sedan образца 1939 года стал первым в мире серийным легковым автомобилем, предлагающим кондиционер в качестве опции. Тем не менее громоздкая и дорогая система в то время не снискала популярности.

Продолжать эту подборку можно было бы до бесконечности, ведь у каждой системы, давно ставшей для нас абсолютно привычной, есть своя неповторимая история.

Фото: из архива автора

Короткий ход поршня

Рудольф Дизель родился 18 марта 1858 года в семье Теодора Дизеля и Элис Штробель — эмигрантов из Германии, осевших во Франции и владевших небольшой переплетной мастерской в Париже. С самого раннего детства у Рудольфа проявился интерес к разным машинам и механизмам: излюбленным времяпровождением умного, послушного, аккуратного и трудолюбивого мальчика было посещение парижского Музея искусств и ремесел.

В 1870 году началась Франко-прусская война, и из-за роста антинемецких настроений Дизелям пришлось перебраться в Англию, где вскоре они оказались в нищете. На семейном совете было принято решение отправить Рудольфа в Германию, в семью брата, любезно согласившуюся принять племянника. Дядя Дизеля был профессором и преподавал математику в Королевском земском училище, куда в 1871 году пристроил и Рудольфа, заметив у того склонность к технике, а уже в 1873-м юноша его успешно закончил, опередив по успеваемости всех остальных учеников.

Уже в 12 лет Рудольф испытывал склонность к технике

Иллюстрация: mandieselturbo.com

Затем Рудольф отправляется в Аугсбург, в Техническую школу, а через два года досрочно поступает в престижный Королевский баварский политехнический институт в Мюнхене. Во время учебы произошла судьбоносная для Дизеля встреча — его заметил один из преподавателей, профессор Карл фон Линде, помимо научной работы занимавшийся коммерцией, а именно созданием холодильного оборудования. В 1880 году, когда Дизель окончил институт, Линде пригласил его на работу в свою компанию на должность директора парижского филиала. В наше время Linde — одна из крупнейших и авторитетнейших в мире химических компаний, инжиниринговое подразделение которой занимается строительством «под ключ» крупнотоннажных химических производств, в том числе заводов по сжижению природного газа.

«Инженер все может»

Так ответил студент Рудольф Дизель на вопрос директора Высшей технической школы в Мюнхене профессора Бауэрфайнда о возможности создать двигатель внутреннего сгорания, способный заменить паровой. Теперь амбициозному молодому человеку предстояло доказать это на практике.

К концу XIX века в мире существовало множество поршневых двигателей, однако их КПД не превышал 10–12%, поскольку воспламенение горючей смеси в них производилось либо при помощи электричества, либо за счет тепла, идущего от стенок камеры сгорания. Однако уже в 1824 году французский инженер Сати Карнопредложил более перспективную схему работы двигателя. По его мнению, следовало «сперва сжать воздух насосом, затем пропустить его через вполне замкнутую топку, вводя туда маленькими порциями топливо при помощи приспособления, легко осуществимого; затем заставить воздух выполнять работу в цилиндре с поршнем или в любом другом расширяющемся сосуде и, наконец, выбросить его в атмосферу…». Эта схема, получившая наименование «цикла Карно», стала эталоном цикла теплового двигателя. Ее и попытался на практике реализовать Рудольф Дизель.

Забегая вперед, надо сказать, что у него это получилось не в полной мере: в дизелевском варианте в цилиндре сжималась не топливная смесь, а воздух, причем до запредельных для того времени значений.

Двенадцать лет проб и ошибок

А пока в течение десяти лет, с 1880-го по 1892-й, работая на фирме Линде, он постоянно занимался этим проектом, пытаясь найти такое рабочее тело, которое при соединении с топливом, создавало бы необходимую для воспламенения температуру. В его качестве последовательно использовались аммиак, уголь и бензин, но все было безрезультатно.

Помогла случайность. Использование воздуха в пневматической зажигалке для прикуривания сигар натолкнуло Рудольфа на мысль, что таким рабочим телом может стать сжатый воздух. «Не могу сказать, — писал позже изобретатель, — когда именно возникла у меня эта мысль. В неустанной погоне за целью, в итоге бесконечных расчетов родилась наконец идея, наполнившая меня огромной радостью: нужно вместо аммиака взять сжатый горячий воздух, впрыснуть в него распыленное топливо и одновременно со сгоранием расширить его так, чтобы возможно больше тепла использовать для полезной работы».

Основываясь на этом, Дизель разработал новую схему двигателя, в котором воздух должен был быть сжат с такой силой, чтобы при его соединении с топливом возникшая смесь воспламенилась до температуры 600–650 °С и в цилиндр начало поступать уже готовое для работы двигателя топливо.

Есть прототип!

В 1892 году Рудольф покидает компанию Линде и организовывает собственное предприятие, на котором в течение четырех лет изготавливает несколько опытных образцов. В том же году он получает свой первый патент № 67207 «Рабочий процесс и способ конструирования двигателя внутреннего сгорания для машин», которым закрепил за собой право собственности на «рациональный тепловой двигатель», и издает книгу, в которой дает теоретическое обоснование созданной им конструкции такого двигателя. «Моя идея, — писал он семье в Мюнхен, — настолько опережает все, что создано в данной области до сих пор, что можно смело сказать: я первый в этом новом и наиважнейшем разделе техники на нашем маленьком земном шарике! Я иду впереди лучших умов человечества по обе стороны океана!»

В 1897 году с третьей попытки ему наконец удалось построить готовый к практическому использованию прототип. Современники вспоминали, что это «был двигатель высотой три метра, который развивал 172 об/мин имел диаметр единственного цилиндра 250 мм, ход поршня 400 мм и мощность от 17,8 до 19,8 л. с., расходуя при этом 258 г нефти на 1 л. с. в час. Термический КПД был у него 26,2%, намного выше, чем имели паровые машины». Кроме того, двигатель Дизеля работал на дешевых видах топлива вроде керосина и не имел системы зажигания.

Как удалось достичь такого очень высокого для того времени КПД? Главным образом за счет многократного увеличения давления сжатия с помощью специального компрессора — в двигателе англичанина Герберта Акройда-Стюарта, наиболее похожего по конструкции на дизелевский, оно равнялось шести атмосферам, а в устройстве Рудольфа достигало 36 атмосфер.

#image-kit_1496

В связи с этим неоднократно вставал вопрос: кто первый изобрел ДВС, Стюарт или Дизель? Известно, что основные признаки современного дизельного двигателя — непосредственный впрыск топлива (без применения сжатого воздуха) и компрессионное зажигание. В 1890 году Стюарт получил патент № 7146 «Усовершенствование в работе двигателей при помощи взрыва воспламеняемых паров или смеси газа с воздухом». Но этот патент был дан только на компрессионное зажигание, о применении сжатого воздуха для воспламенения смеси там речи не шло.

Спустя некоторое время Стюарт построил экспериментальный образец устройства, функционировавшего на бензине и проработавшего всего несколько часов. Дизель же патент на компрессионное зажигание получил только в 1892 году, но в отличие от Стюарта в его патент уже была включена идея о сжатом воздухе, которую позже, в 1897 году, он и воплотил. Так что если вести отсчет от идеи, то первенство в изобретении ДВС принадлежит, безусловно, Дизелю. А поскольку идею придумал он и он же построил реально работающий образец, то и сам двигатель стали называть по его фамилии. Топливо такого двигателя, состоит из керосиново-газойлевых фракций переработанной нефти и имеет высокую — 200–350 °С — температуру кипения, в дизельном двигателе оно самовоспламеняется при сильном сжатии. В бензиновом двигателе горючую смесь образуют бензин и воздух, она воспламеняется от искры зажигания.

Развитие изделия

Это был успех. На Всемирной выставке в Париже в 1900 году изделие Дизеля произвело фурор, началась массовая скупка лицензий на производство его двигателей. Однако в начале промышленного изготовления дизелевских двигателей возникли серьезные трудности: первые партии оказывались бракованными, часто ломались и выходили из строя, на многих заводах не было необходимого оборудования и рабочей силы нужной квалификации.

Постепенно болезни роста были преодолены, и двигатель Дизеля стал постепенно использоваться во многих сферах жизнедеятельности, связанных с техникой. А его изобретатель стал миллионером. Дизеля стали приглашать повсюду — во Францию, Швейцарию, Австрию, Бельгию, Россию, Америку… Особый интерес к нему был проявлен в России. Уже в 1898 году Людвиг Нобель, купив у Дизеля лицензию на двигатель, организовал его производство на своем заводе в Санкт-Петербурге (сейчас это известное на всю страну предприятие «Русский дизель»).

Устройство быстро завоевало популярность и стало использоваться всюду — на электростанциях, водонапорном оборудовании, с его помощью освещались крупные магазины и центральные улицы Санкт-Петербурга и других известных городов Российской империи.

Велись работы по его модификации. Известный русский инженер Вадим Аршаулов создал так называемый русский дизель, который, в отличие от своего прототипа, работал на нефти, а не на керосине, и имел топливный насос высокого давления, работавший от сжатого в цилиндре воздуха. На Путиловском заводе инженер Густав Тринклер построил «Тринклер-мотор», который отличался от дизелевского варианта тем, что не имел воздушного компрессора для накачки воздуха, его роль играла гидравлическая система для нагнетания и впрыска топлива.

Дизеля наконец-таки признали и на родине: сам кайзер Вильгельм II вручил ему диплом о присвоении почетного звания доктора-инженера и пригласил в оборонные проекты. Занялся Дизель и совершенствованием конструкции реверсивного судового четырехтактного мотора и созданием двигателя для грузовых автомобилей.

Закат

Дизель жил на широкую ногу. Построил в Мюнхене дворец стоимостью 900 тысяч марок, покупал нефтяные участки в Баварии, где, как выяснялось потом, не было нефти, широко и необдуманно спекулировал акциями, вкладывал деньги в католические лотереи. В итоге финансовые дела стали настолько плохи, что, как пишут его биографы, «пришлось рассчитать почти всю прислугу и заложить дом».

Нервы Дизеля были издерганы постоянными нападками недоброжелателей и конкурентов, среди которых были как малоизвестные инженеры, так и могущественные люди вроде угольных и нефтяных магнатов, постоянно таскавшие его по судам по обвинениям в плагиате и других неблаговидных поступках.

Характерный пример — намерение его ярого противника профессора Людерса издать книгу под названием «Миф Дизеля», пытаясь доказать, что ничего нового в его изобретении нет, поскольку основа работы его двигателя была известна и раньше, а сам Дизель присвоил себе чужие заслуги.

Третьи вспоминали «нобелевскую» историю: незадолго до своей смерти, изобретатель обратился с письмом к председателю Нобелевского комитета Эммануилу Нобелю, в котором намекал на возможность получения Нобелевской премии за свое изобретение, рассчитывая, таким образом, поправить свои финансовые дела и заодно напомнив всем о себе. Но тот отказал. И это ввергло Дизеля в пучину черной депрессии.

К лету 1913 года Дизель стал полным банкротом и, по всей видимости, не видя другого выхода, решился на самоубийство. На это указывает его странное поведение: сначала он вместе с женой объехал всю Европу, как будто прощаясь с ней. Когда он погиб, его жена вспомнила странную фразу, которую он как-то обронил: «Мы можем попрощаться с этими местами. Больше мы их никогда не увидим». Затем он поехал в Баварские Альпы, где участвовал в опасных горных путешествиях и рискованных мероприятиях.

29 сентября 1913 года, в Антверпене 55-летний Рудольф Дизель и еще двое его друзей сели на паром «Дрезден», идущий в Англию, где он собирался работать инженером-консультантом на одном из двигателестроительных заводов. И ночью пропал. А через десять дней в Северном море рыбаки выловили труп. В одежде были найдены некоторые личные вещи, и сын Дизеля подтвердил, что они принадлежали его отцу.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Внутренний Двигатель внутреннего сгорания

Автор Рошель Форрестер

Все права защищены

Публикация Дата 2006

Вернуться на главную страницу

Пар Двигатель был двигателем внешнего сгорания, так как топливо сжигалось вне двигателя. Первый двигатель внутреннего сгорания, в котором топливо сжигается внутри цилиндра, чтобы заставить поршень двигаться был изобретен в 1856 году итальянцами Барсанти и Маттеуччи.Принцип работы двигателя внутреннего сгорания был таким же, как и у двигателя внутреннего сгорания. что за паровой машиной, а именно поршень, приводимый в движение альтернативным фазы расширения газа и вакуума. Первый двигатель внутреннего сгорания, который будет в значительных количествах был произведен газовый двигатель, построенный бельгийцем Ленуаром в 1860. Двигателю не хватало мощности, и он потреблял значительное количество топлива. потому что топливно-воздушная смесь не была сжата перед воспламенением. В 1862 г. Французский инженер Рокас запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. в котором происходило сжатие топливовоздушной смеси.Однако двигатель был никогда не строился, и в 1876 году четырехтактный двигатель был независимо изобретен Отто. Двигатель Отто производил больше мощности и потреблял значительно меньше топлива. чем двигатель Ленуара.

Четырехтактный двигатель работал за счет первого хода поршня вниз, всасывающего топливо и смесь воздуха в цилиндр через открытый впускной клапан. Нисходящий поршень создает частичный вакуум в цилиндре и клапан в цилиндре закрывается, и поршень поднимается, сжимая топливно-воздушную смесь.Микстура затем воспламеняется, вызывая третий ход, когда поршень движется вниз. Это это третий ход, придающий двигателю мощность. Происходит четвертый удар когда выпускной клапан открыт и поднимающийся поршень нагнетает выхлопные газы из цилиндра.

В 1883 г. Готлиб Даймлер, который ранее работал с Отто, разработал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине или бензине. Двигатель работал быстрее, чем Ottos, так что он производил больше мощности для веса двигателя.Карбюратор использовался для пропускания воздуха над бензином и смешивания паров бензина. и воздух, который воспламенился, чтобы заставить поршень опуститься в третьем такте. Дальше усовершенствования Карла Бенца включали электрическую индукционную катушку для зажигания топливная смесь.

Эффект двигатель внутреннего сгорания в обществе был огромен. Его главное преимущество перед паровой двигатель имел отношение веса к мощности. В 1880 году газ Отто двигатель внутреннего сгорания весил 440 фунтов на единицу произведенной лошадиных сил; к 1900 г. бензиновый двигатель внутреннего сгорания весил всего 9 фунтов на единицу Лошадиные силы.Соотношение веса и мощности позволяло использовать двигатель для движения автомобили, самолеты, тракторы, подводные лодки и танки. В течение 20-го века автотранспортные средства должны были заменить железные дороги в качестве основного средства передвижения по суше. транспорт. Городская и сельская среда стран первого мира должна была быть пересекается дорогами, автомагистралями и автомагистралями, построенными специально для автомобильных автомобили с двигателем внутреннего сгорания. Обычные граждане страны первого мира наслаждались новой свободой передвижения, которой у них не было раньше одержимый.Самолет значительно улучшил характеристики и безопасность в течение 20 века. Они стали новым оружием войны, но они также помогли ускорить огромный рост международного туризма, который должен был произойти в вторая половина 20 века. Значительно повысилась продуктивность сельского хозяйства с разработкой трактора и другой сельхозтехники с приводом от двигатель внутреннего сгорания. Развитие двигателя дало и масло производящие страны богатство и влияние в мировых делах, которое они имели ранее не владели.Эти социальные и культурные последствия двигатели внутреннего сгорания были неизбежным результатом изобретения двигатель и двигатель были изобретены только после того, как некоторые более ранние открытия было сделано.

Необходимые шаги в изобретении двигателя внутреннего сгорания последовало логическое и необходимый порядок. Первым шагом было изобретение двигателя. Барсанти и Маттуччи и его развитие Ленуаром. Только после того, как двигатель был изобретено было возможно разработать лучший способ работы двигателя, который это система четырехтактного цикла, изобретенная Рочасом и Отто.В использование бензина в двигателе зависело от более ранних разработок бурение на нефть, начатое в Соединенных Штатах в 1850-х годах, и методы переработки сырой нефти дистилляцией или термическим крекингом, который был разработан в 1860-е гг.

Внутренний двигатель внутреннего сгорания мог быть изобретен только из-за определенных свойств газов и пылесосы. При нагревании газы расширяются, и поршень будет двигаться, чтобы уменьшить вакуум - это свойства газов и вакуума, которые позволили изобрести двигатель внутреннего сгорания.Если бы газы и вакуум не обладали этими свойствами, двигатель внутреннего сгорания не мог быть изобретен. Еще одно требование для двигателя внутреннего сгорания - подходящее топливо, которое существует в природе в форма нефтяных отложений. Это показывает, как свойства материалов в природа оказала большое влияние на социальную и культурную историю человечества.

Вернуться на главную страницу

Двигатель внутреннего сгорания Ленуара | В.О. Патенты и товарные знаки

В 2019 году двухтактный двигатель по-прежнему используется в мопедах и газонокосилках.Технология для этого двигателя пришла непосредственно из мозга французского изобретателя Ленуара более 150 лет назад.

Изобретатель

Этьен Ленуар (1822-1900) родился в бельгийской деревне Мусси-ла-Виль. В возрасте двенадцати лет он уже сильно увлекался машинами. В последующие годы он сам изучил принципы технологии и химии. В 1850 году он уехал в Париж, а в 1859 году сконструировал первый двигатель внутреннего сгорания. В 1859 году он получил патент No.43624 на 15 лет. Во Франции он стал натурализованным французом.

Изобретение

В то время машины в основном работали с использованием пара. Ленуар хотел маленькие машины, которые могли бы работать на угольном газе и городском или легком газе, который был доступен повсюду в Париже. Принцип представлял собой паровой двигатель, в котором в первой половине первого такта всасывалась смесь из 6% городского газа и 94% воздуха. На полпути первого такта несжатая смесь воспламенялась свечой зажигания - также запатентованное изобретение Ленуара.Горящая газовая смесь расширилась и с большой силой вытолкнула поршень. Во время входящего второго хода сгоревшая газовая смесь выдавливалась.

В машине Ленуара объединены различные знания его времени: паровой двигатель и недавно изобретенная катушка зажигания Румкорфа, а также свеча зажигания, собственное изобретение Ленуара. Был изобретен первый двигатель внутреннего сгорания, двусторонний, двухтактный и без предварительного сжатия.

Продолжение

Вскоре после этого немец Николаус Август Отто (1832-1891) разработал вдохновленный Ленуаром двигатель, работающий на бензине: атмосферный газовый двигатель, двигатель flugkolben.Это был предшественник совершенного четырехтактного двигателя. Этот двигатель уже работал лучше и в том году произвел фурор на Всемирной выставке в Париже. Окончательный прорыв произошел в 1876 году. В том же году Отто разработал четырехтактный двигатель, который должен был стать прототипом для более поздних двигателей внутреннего сгорания. Четырехтактный двигатель более экономичен, поскольку топливная смесь оптимально обновлена. Он стал известен как двигатель Отто.

Отто подал заявку на патент на улучшенную версию (под номером DE532C).Независимо от Отто, другие (Бо де Роша) работали над аналогичными разработками. Таким образом, патентные права Отто были объявлены недействительными. Он достиг урегулирования, и продукт имел большой успех.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Блейк Кроу


11 декабря 2012 г.

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2012 г.

Рис.1: Иллюстрация оригинала Ленуара двигатель. [3] (Общественное достояние.)

Проблема Америки

Америка любит двигатель внутреннего сгорания как сердце ее автомобилей привело нас по дороге с односторонним движением к иностранная нефтяная зависимость. Америка - один из крупнейших производителей сырой нефти в мир, но мы по-прежнему импортируем огромное количество ископаемого топлива. [1] С огромные инвестиции в инфраструктуру для поддержки этих транспортных средств мы должны найти способ не только подпитывать их, но и развивать их.Электромобиль может сыграть свою роль в будущем, но это далек от того, чтобы быть автомобилем, которым может владеть обычный человек. В среднем раз у нас есть двигатель с низким КПД, который горит больше всего часть невозобновляемых видов топлива. [2] Имея это в виду, я смотрю на внутренние двигатель внутреннего сгорания по мере необходимости на следующие несколько лет и посмотрите, чтобы увидеть как и где можно сделать улучшения.

Процесс

  • Современный двигатель внутреннего сгорания производит энергию с использованием четырехтактного двигателя, отсюда и название четырехтактного двигателя.В первый такт - это впуск, в который попадает топливно-воздушная смесь. впрыскивается в цилиндр через впускное отверстие, управляемое таймером кулачок.

  • Далее впуск закрывается и смесь подвергается увеличению давления и температуры, поскольку цилиндр сжимает объем.

  • При T max и P max смесь воспламеняется мощной искрой, создающей и взрыв и силовой удар.

  • Поршень захватывает часть взрывчатого вещества. усилие и передает его на коленчатый вал.

  • Наконец-то выхлоп выходит через другой синхронизированная камера. Как только выпускное отверстие закрывается, впускное отверстие открывается. и цикл начинается заново. [2]

История

Современный двигатель внутреннего сгорания очень похож на двигатель внутреннего сгорания 100-летней давности как по материалу, так и по функциям.В первый патент, выданный на то, что очень похоже на современный двигатель внутреннего сгорания был для некоего Жана Жозефа Этьена Ленуара бельгийским инженером. [3] Его дизайн вызвал повышенное внимание к внутреннему сгоранию двигатель. Катализатор вскоре был добавлен в начале добычи нефти. в конце 19 века. [4] Реакция была взрывной с мотором. управляемые тележки и, в конечном итоге, автомобили, меняющие образ людей перевезли сами.

Заключение

Поскольку мы увеличиваем добычу нефти и используем весь мир закончатся легкодоступные жидкие топлива.[1] Это легче всего транспортировать, например по трубопроводу, и из-за отсутствия кислород и другие тяжелые молекулы больше всего энергии на килограмм. Есть много альтернативных видов топлива, но независимо от того, какие они есть, больше экономичные двигатели будут иметь жизненно важное значение для эффективного использования наших Ресурсы. Самые основные улучшения были сделаны за столетие. в результате появились более надежные, стабильные и мощные двигатели. Исследования в материалы и более точные машины были одними из областей внимания в прошлом, но теперь мы можем проводить гораздо более впечатляющие исследования.Благодаря новому топливу E85 они смогли лучше оптимизировать двигатели. Благодаря большему количеству энергии, высвобождаемой из-за более высокой теплоты испарения, он способен работать в двигателе на относительно бедных смесях и избегать детонации. [5] Другими преимуществами являются более высокая степень сжатия, которая может привести к меньшие и более легкие двигатели. [6] Другие способы увеличения сжатия передаточные числа - турбо-зарядка и супер-зарядка. Оба эти метода работают за счет получения мощности либо от выхлопных газов, либо от приводного вала и использования они увеличивают давление в ваших цилиндрах.Турбо раздражение существует уже некоторое время как способ повысить мощность любого в в сочетании с более легкими двигателями меньшего размера сокращает срок службы двигателя разработка, похоже, сосредоточена на этих разработках.

© Блейк Кроу. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с ссылка на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] Р. Хирш, Р. Бездек и Р. Вендлинг, «Пик мировой добычи нефти: воздействия», Смягчение последствий и управление рисками »(Nova Science, 2006).

[2] Дж. Б. Хейвуд, Двигатель внутреннего сгорания. Основы (McGraw-Hill, 1988).

[3] Э. Дж. Дж. Ленуар, «Газовый двигатель», Патент США. 345596, 13 июля 1886 г.

[4] А.С. Лефон, Дж. Д. Хусар и Р. Б.Гусар, "Оценка исторических антропогенных моделей глобальных выбросов серы для период 1850–1990, "Атмос. ок. 33 , 3435 (1999).

"

[5] Р. А. Штейн, К. Дж. Хаус и Т. Г. Леоне, «Оптимальное использование E85 в двигателе с прямым впрыском с турбонаддувом», SAE Int. J. Fuels Lubr. 2 , 670 (2009).

[6] J. Yi et al. , «Развитие и Оптимизация системы сгорания Ford 3.5 L V6 EcoBoost, SAE Int.J. Двигатели 2 , 1388 (2009).

История автомобиля

Люди думали о разных способах путешествовать тысячи лет. Шло время, они изобретали все более эффективные и действенные способы передвижения. Автомобиль кардинально изменил способ передвижения людей. На вопрос, кто и когда изобрел автомобиль, нет однозначного ответа. Это была работа, которая развивалась в течение последних нескольких сотен лет.Чтобы лучше понять историю автомобиля, было бы полезно взглянуть на временную шкалу и увидеть, как все части сочетаются друг с другом. Эта временная шкала описывает изобретение автомобиля и его развитие с акцентом на американские автомобили двадцатого века.

1478 - Леонардо да Винчи изобретает самоходную машину. Это происходит за много лет до того, как кто-то даже задумывается об автомобилях. Однако машина так и осталась наброском на бумаге и так и не была сделана. Этот самоходный автомобиль не похож на те, что мы видим сегодня.Он больше похож на тележку и не имеет места. В 2004 году наконец-то создается точная копия автомобиля да Винчи. Его можно увидеть на выставке в Институте и Музее истории науки во Флоренции, Италия.

1769 - Николя-Жозеф Кюньо строит первое самоходное транспортное средство во Франции. Эта машина представляет собой тягач для французской армии. Он имеет три колеса и движется со скоростью около 2,5 миль в час.

1789 - Американец Оливер Эванс получает первый в США патент на паровой наземный транспорт.

1801 - В Великобритании изобретатель Ричард Тревитик строит дорожную повозку с паровым двигателем. Считается первым трамвайным локомотивом. Он предназначен для использования на дороге, а не на железной дороге.

1807 - Двигатель внутреннего сгорания, в котором используется смесь водорода и кислорода, изобретен Франсуа Исааком де Ривазом в Швейцарии. Он также конструирует автомобиль с двигателем, первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Однако его конструкция оказалась очень неудачной.

1823 - Английский инженер и изобретатель Сэмюэл Браун изобретает двигатель внутреннего сгорания.Он имеет отдельные цилиндры сгорания и рабочий цилиндры и используется для привода транспортного средства.

1832 - Роберт Андерсон изобретает первый примитивный электромобиль в Шотландии. Он питается от неперезаряжаемых первичных элементов питания.

1863 - Бельгийский инженер Жан-Жозеф-Этьен Ленуар изобретает «безлошадную повозку». Он использует двигатель внутреннего сгорания и может двигаться со скоростью около 3 миль в час. Это первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания.

1867 - Немец Николаус Август Отто совершенствует двигатель внутреннего сгорания.Его двигатель является первым, кто эффективно сжигает топливо непосредственно в поршневой камере.

1870 - Юлиус Хок из Вены создает первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине.

1877 - Отто создает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, который является прототипом современных автомобильных двигателей.

21 августа 1879 - Американский изобретатель Джордж Болдуин подает первый патент США на автомобиль. Это изобретение больше похоже на вагон с двигателем внутреннего сгорания.

1885 - Немецкий конструктор двигателей Карл Бенц создает первый настоящий автомобиль с бензиновым двигателем. У него три колеса, и он был похож на карету.

1886 - В Мичигане Генри Форд строит свой первый автомобиль.

1886 - Готлиб Вильгельм Даймлер и Вильгельм Майбах изобретают первый четырехколесный четырехтактный двигатель в Германии. Он известен как «Каннштатт-Даймлер».

1876 г. - американец Джордж Болдуин Селден изобретает комбинированный двигатель внутреннего сгорания с тележкой.Он никогда не производился.

1893 - Братья Франк и Чарльз Эдгар Дурья изобретают первый успешный газовый автомобиль в Соединенных Штатах.

1896 - Братья Дурье открывают первую американскую компанию по производству автомобилей в Спрингфилде, штат Массачусетс. Это называется Motor Wagons.

1900- Рулевое колесо предназначено для замены румпеля.

1906 - Алабама устанавливает ограничение максимальной скорости в штате 8 миль в час.

1913 г. - серийные ракеты Ford Model T из 7.От 5 автомобилей в час до 146 автомобилей в час, благодаря загрузке сборочной линии.

1924 - Представлено автомобильное радио.

1940 - Первый полноприводный универсальный автомобиль, разработанный для вооруженных сил США. Он стал известен как Jeep.

1956 - Закон о автомагистралях между штатами создает сеть автомагистралей, которая соединяет все части Соединенных Штатов.

1962 - Висконсин становится первым штатом, принявшим закон о ремнях безопасности. Это требует, чтобы ремень безопасности был стандартным требованием в автомобилях.

1974 - Подушки безопасности становятся новым средством безопасности в автомобиле.

1984 - Штат Нью-Йорк становится первым штатом, в котором действует закон, требующий использования ремней безопасности.

1995 - Представлена ​​автомобильная система глобального позиционирования (GPS).

1996 - Из-за роста стоимости бензина и воздействия глобального изменения климата электромобили с нулевым уровнем выбросов возвращаются в автосалоны. Первые электромобили были разработаны в начале 1800-х годов.

1997 - В Японии продается первая Toyota Prius.

Конец 2000-х - Многие производители автомобилей начинают отказываться от когда-то популярных внедорожников, потребляющих много бензина, в пользу более эффективных транспортных средств из-за экологических проблем и рецессии.

Автомобиль имеет долгую и подробную историю. Пожалуйста, посетите следующие ссылки для дальнейшего чтения.

История автомобилестроения от Университета Колорадо в Боулдере

Кто изобрел автомобиль?

Автомобиль - График времени

Early Cars: информационный бюллетень для детей

Генри Форд меняет мир, 1908

Автомобиль и окружающая среда в американской истории

Восстание автомобилей

Выставочный зал истории автомобилестроения

Музей истории автомобилей

Автомобильная культура

Калифорнийский автомобильный музей

Факты об автомобилях для детей

Ford в Европе: первые сто лет

История автомобиля 4U

автомобилей | Национальное географическое общество


Автомобиль - это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозки пассажиров по суше.Обычно он имеет четыре колеса и двигатель внутреннего сгорания, работающий чаще всего на бензине, жидком нефтепродукте. Известный чаще как автомобиль, ранее как легковой автомобиль, он представляет собой одну из самых универсальных современных технологий, производимых одной из крупнейших мировых отраслей промышленности. В 2017 году во всем мире было произведено более 73 миллионов новых автомобилей.

Научно-технические строительные блоки автомобиля насчитывают несколько сотен лет. Например, в конце 1600-х годов голландский ученый Кристиан Гюйгенс изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий от пороха.«Безлошадный экипаж» в его современном виде был разработан к концу 19 -х годов века. В то время было неясно, какой из трех источников топлива станет наиболее коммерчески успешным: пар, электроэнергия или бензин. Машины, управляемые паровыми двигателями, могли двигаться с высокой скоростью, но имели небольшой запас хода и неудобны для запуска. В 1900 году электромобили с батарейным питанием занимали 38 процентов автомобильного рынка Соединенных Штатов, но они также имели ограниченный запас хода, и станции подзарядки было трудно найти.

Победил в конкурсе автомобиль с бензиновым двигателем. К 1920 году он охватил улицы и переулки Европы и Соединенных Штатов. Методы производства, введенные американским автопроизводителем Генри Фордом, произвели революцию в промышленном производстве. Форд первым установил на своем заводе сборочные линии, чтобы ускорить производство. Такие методы снижали цену Ford Model T до тех пор, пока она не стала доступной для большинства семей среднего класса. По мере того, как 20–90–250–90–251 век прогрессировал, современная жизнь казалась все более немыслимой или, по крайней мере, очень неудобной без доступа к машине.В настоящее время население США проезжает в среднем более 4,8 триллиона километров (три триллиона миль) в год.

Но этот фундаментальный компонент индустриального и потребительского общества сыграл важную роль в дестабилизации атмосферы Земли, от которой зависят все живые существа. Средний автомобиль выбрасывает от четырех до девяти тонн (от 3629 до 8165 килограммов; от 8000 до 18000 фунтов) углекислого газа и других парниковых газов в год. Каждый галлон бензина, израсходованный при эксплуатации автомобиля, выделяет чуть меньше 9.1 килограмм (20 фунтов) углекислого газа. Транспортный сектор в целом, включая автомобили, грузовики, поезда и самолеты, стал крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США в 2017 году. Загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей также является серьезной проблемой, как и автомобильные аварии, в результате которых погибло более 100 человек. человек в день в США в 2016 году, по данным Национальной администрации безопасности дорожного движения.

№ 1596: Первый автомобиль?

Сегодня попробуем найти первую машину.В Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет эту серию о машинах, которые делают наша цивилизация бежит, и люди, чьи изобретательность создала их.

Автомобиль - это еще один изобретение, которое, кажется, всегда имеет еще один предшествующий. Самый ранний из известных нам паровых автомобилей о был закончен еще в 1769 году французскими изобретатель Николя Кугно.Это был большой трехколесная машина, двигавшаяся со скоростью ходить и должен был тащить пушку. Ранее автомобили имели приводится в движение пружинами и сжатым воздухом. До них были созданы автомобили с приводом от ветряных мельниц. Леонардо да Винчи зарисовал самоходные машины, и даже Гомер писал о них.

Итак, давайте ограничим наш поиск автомобилями, управляемыми внутреннего сгорания и фактически построенных.Мы обычно вручают этот приз Карлу Бенцу. Benz отстаивал новые двигатели внутреннего сгорания и он работал целенаправленно, чтобы создать машину, управляемую один. Он построил небольшую трехколесную машину в 1885 году. и продал свой первый два года спустя. Он пошел в производство с четырехколесной модели в 1890 году, и компания Mercedes-Benz по-прежнему с нами.

Но Бенц не был первым.Французский изобретатель де Рочас построил автомобиль и двигатель для его привода в 1862. Два года спустя австриец Зигфрид Маркус начал работать над автомобилями. Его второй был вновь обнаружен в 1950 году. Он был замурован кирпичом за фальш-стена в подвале венского музея, чтобы скрыть от немцев. Маркус был евреем, и нацисты получили приказ уничтожить его машину и все литература, описывающая это.Кстати, когда машина был открыт заново, его все еще можно было вести.

История Маркуса особенно трогательна, потому что если Немецкий Бенц верил в автомобили, а он - нет. В 1898 г. Маркус был приглашен в качестве почетного гостя в австрийский автоклуб. Он отказался, позвонив в целом идея авто "бессмысленная трата сил и времени."

Поиск самых ранних автомобиль с двигателем внутреннего сгорания может закончиться Англия в 1826 году. Инженер по имени Сэмюэл Браун. приспособил старый паровой двигатель Ньюкомена для сжигания газа, и он использовал его, чтобы привести свой автомобиль в действие на Shooter's Hill В Лондоне. И вот тут весь приоритетный вопрос болота в определениях, вызывающих секущиеся волосы.

То, что мы обычно делаем в таких случаях, довольно произвольный. Мы считаем первый коммерческий успех. Вот как Эдисон получает признание за лампочку и Фултон для парохода. По этому определению Бенц действительно изобрел автомобиль.

Автомобильный историк Джеймс Флинк отмечает, что современные велосипеды появились как раз тогда, когда Бенц начал свою работы, и они вызвали общественный спрос на личные автомобили.Но производители велосипедов были такими же люди, которые продолжали делать сначала мотоциклы, затем самолеты. Они посеяли спрос, а затем повернули полностью перейти к другой технологии. Люди кто занялся автомобилями были ближе к железнодорожный бизнес. На короткое время это выглядело как хотя паровая машина могла выбить внутреннюю горение.

Итак, если мы вернемся к звездному приоритету вопросы, мы, вероятно, должны следовать нити пар.И это ведет не к Бенцу, а к Кугно, более двух веков назад.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы Работа.

(Музыкальная тема)

Развитие двигателей внутреннего сгорания

По Морской исполнительный 01-12-2011 11:02:43

Луи Лемос

Кристиан Гюйгенс - Вдохновленный Далле Гриете, крупнокалиберной пушкой, способной стрелять 700-фунтовым снарядом и использовавшейся во время битвы при Генте в 1411 году, голландец Кристиан Гюйгенс подозревал, что такая огневая мощь могла быть запряжены для неразрушающих целей.Работая советником короля Людовика XIV в Париже (с 1666 по 1681 год), Гюйгенс сконструировал вертикальный цилиндр, похожий на ствол пушки, оснащенный двумя буферными упорами и двумя выпускными отверстиями на верхнем конце, а также отверстием для касания на верхнем конце. нижний конец и плотно прилегающий поршень. Трос, прикрепленный к днищу поршня, проходил вертикально к системе поднятых шкивов, затем спускался до уровня земли, где он был прикреплен к утяжеленной платформе. При выстреле небольшим зарядом пороха поршень переместился в верхнюю часть цилиндра, упираясь в буферные упоры, и открыло выхлопные отверстия, позволив отработавшим газам выйти наружу.Когда давление в цилиндре падало, сочетание атмосферного давления и силы тяжести толкало поршень вниз. Фактически это был рабочий ход, при котором тяга вниз, действующая на веревку, поднимала платформу с отягощением над землей. Этот эксперимент, проведенный в 1673 году, произошел за 32 года до появления паровой машины Томаса Ньюкомена в 1705 году. См. Рис. 1.

Роберт Стрит - В 1794 году Роберт Стрит спроектировал единственный вертикальный цилиндр, окруженный угольной печью предварительного нагрева на нижнем конце и рубашкой водяного охлаждения на верхнем конце.Вертикальное движение поршня передавалось через шатун и поворотную балку-качалку для привода обезвоживающих насосов в угольных шахтах. Перед каждым рабочим тактом небольшое количество спиртов наливали в топливный бункер, соединенный подающей трубкой с нижним концом цилиндра. Затем для наполнения цилиндра воздухом использовался ручной воздушный насос, в результате чего поршень поднимался примерно на 25% своего хода. После этого тепло из печи испаряло топливно-воздушную смесь и вызывало воспламенение, приводя поршень к верхнему концу цилиндра, чтобы завершить рабочий ход и оказать толчок вверх на качающуюся балку.Когда давление и температура в цилиндре упали, ускоренные рубашкой охлаждения, сила тяжести вернула поршень в исходное положение, оказывая давление на качающуюся балку, которая, в свою очередь, приводила в действие насос плунжерного типа на другом конце.

Жан Ж. Этьен Ленуар - газовый двигатель, основанный на конфигурации горизонтального парового поршневого двигателя двойного действия, широко использовавшейся в то время, был запатентован в Париже, Франция, в 1860 году Ленуаром и предназначен для сжигания смеси воздуха и угольного газа. электрической искрой.Этот двигатель потреблял приблизительно 100 кубических футов газа на каждую тормозную мощность, достигая теплового КПД около четырех процентов и номинальной мощности 2,0 кВт. См. Рис. 2.

Отто-Ланген - атмосферный газовый двигатель, построенный двумя немецкими инженерами, Николаусом Августом Отто и Ойгеном Лангеном, был награжден золотой медалью на Парижской выставке 1867 года. Выполненный в виде перевернутого вертикального цилиндра, он имел свободный поршень с храповым механизмом реечного типа между поршнем и коленчатым валом, обеспечивающий тепловой КПД 12% при расходе газа 45 кубических футов на тормозную мощность.

Альфонс Бо де Роша - Несмотря на то, что Бо де Роша запатентовал оригинальную концепцию работы четырехтактного двигателя в Париже, Франция, в 1862 году, он не смог представить никаких чертежей или продвинуть свою теорию дальше этой стадии.

Зигфрид Маркос - Этот австрийский инженер спроектировал и построил в 1864 году одноцилиндровый двигатель, работающий на керосине, и установил его на модифицированном лафете.

Джордж Б. Брайтон - Первый бензиновый двигатель с наддувом, построенный в Соединенных Штатах, был разработан Джорджем Р. Брайтоном из Род-Айленда и продемонстрирован на Столетней выставке 1876 года в Филадельфии.

Дугальд Клерк - британский патент № 1089 был выдан Дугальду Клерку, шотландскому инженеру, на его конструкцию двухтактного двигателя под давлением, продемонстрированного в Килберне, Англия, в 1878 году. Признан коллегами в области термодинамики как образец выдающийся инженер, ему также приписывают перевод оригинального французского патентного описания четырехтактного режима работы Бо де Роша на английский язык.

Карл Бенц - В июле 1886 года Бенц продемонстрировал свою трехколесную тележку «Dogcart» на улицах Манхейна, Германия.Этот автомобиль был оснащен его собственной версией четырехтактного двигателя с системой зажигания от магнето, разработанной Робертом Бошем. Впоследствии его трехколесный "Patent Motorwagen" был представлен на Парижской выставке 1893 года.

Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах - эти два бывших сотрудника Николауса Отто представили переделанный бывший конный экипаж, работающий на их новом бензине. с двигателем в сентябре 1886 года. В 1893 году они представили новый вертикальный двигатель, который вскоре стал популярным тягачом для автомобилей.

Daimler и Maybach представили первый в мире грузовик с бензиновым двигателем В 1896 г. Чугунная «горячая лампочка», встроенная в головку блока цилиндров, которая должна была предварительно нагреваться с помощью паяльной лампы для запуска, и последующие такты зажигания поддерживали в баллоне достаточно высокую температуру, чтобы поддерживать непрерывное воспламенение впрыскиваемого в нее топлива.

Рудольф Кристиан Карл Дизель - После бакалавриата в Мюнхенском политехникуме в 1879 году Рудольф Дизель стал учеником слесаря-механика на заводе двигателей братьев Зульцер (впоследствии приобретенном Wartsila) в Винтертуре, Швейцария, где он научился строить пар. поршневые двигатели и холодильные компрессоры. Три года спустя он получил свой патент № 7241 на свой «Двигатель воспламенения от сжатия» из Библиотеки Патентного ведомства в Лондоне в 1892 году, основанный на следующей концепции:«Сжатие в баллоне чистого воздуха или другого нейтрального газа до такой степени, чтобы создаваемая при этом температура была намного выше точки горения или воспламенения используемого топлива, после чего топливо подается». Первоначально его попытка убедить Генриха Буса, управляющего директора Machinen Fabrik Augsburg создать свой новый двигатель, не увенчалась успехом, в основном из-за противодействия Йозефа Крумпера, M.F.A. Главный инженер, только что завершивший строительство паровой машины тройного расширения, считавшейся вполне удачной.На этот негативизм, вероятно, повлиял тот факт, что Дизель недавно опубликовал рукопись под названием «Теория и создание рационального ударного двигателя для замены паровых двигателей и современных двигателей внутреннего сгорания». После того, как Дизель снизил свое первоначально расчетное рабочее давление для нового двигателя с воспламенением от сжатия до более умеренного уровня, Генрих Буз согласился построить новый двигатель, чтобы определить осуществимость теории воспламенения от сжатия, и в феврале 1893 года был подписан контракт.

Вскоре после этого Фридрих Крупп Верке решил инвестировать в проект, после чего компания Sulzer Brothers предложила платить ему 20 000 марок в год в обмен на исключительное использование его патентов в Швейцарии. За этим последовала аналогичная договоренность с Burmeister & Wain Shipyard в Копенгагене, Дания. После нескольких модификаций, во время пробных прогонов нового двигателя в 1897 году, сжигающего керосин, было достигнуто давление сжатия 31,64 кг / кв / см с тепловым КПД 26%, и дизельная мечта стала реальностью.


На рисунке 4 представлены судовые двигатели малых судов 1920-х годов.
На рисунке 5 представлены судовые двигатели с большим диаметром цилиндра (720 мм) 1940-х годов.

С Луи Лемосом можно связаться по адресу [email protected]

. .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *