Двигатель внутреннего сгорания кто изобрел и когда


История создания двигателей внутреннего сгорания

История создания двигателей внутреннего сгорания

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ. В 1799 году он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции, а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь своё изобретение.

Жан Этьен Ленуар

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу — она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша[de]. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

Ссылки

Как были устроены автомобили до изобретения бензинового двигателя

26 января 1886 года немецкий инженер Карл Бенц запатентовал автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Начиная с того момента, весь мир планомерно завоевали самодвижущиеся повозки на четырех колесах, и еще не известно, чем все это закончится. В своеобразный день рождения автомобиля "РГ" решила вспомнить, как были устроены машины до эпохи ДВС.

1. Историки предполагают, что первые автомобили могли появиться уже в ХIV веке. Ведь именно тогда итальянец Гвидо да Виджевано скрестил ветряную мельницу и тележку, получив прообраз современного транспортного средства. А немного позднее небезызвестный Леонардо да Винчи разработал подобный механизм, но с приводом на трехколесный велосипед. Гений он и есть гений…

2. А вот первым работающим паровым транспортом в мире считается изобретение Фердинанда Вербиста - иезуита из Китая, который построил свой автомобиль, как забавную игрушку, не более. Правда, игрушку для императора. Машинка была крайне мала и не могла доставить из точки "А" в точку "Б" ни царственную особу, ни простого смертного. Но факт остается фактом: в 1672 году паровой транспорт празднует свой день рождения.

3. Следующим в очереди отцов-основателей паровых машин стоит Томас Ньюкомен. Именно он в 1712 году воплотил в металле первый паровой двигатель, состоящий из цилиндра и поршня. Это уже, действительно, был прорыв! Однако, через 53 года Джеймс Уатт значительно усовершенствовал изобретение Ньюкомена. Теперь двигатель работал на основе давления, а не вакуума и стал более компактным и производительным. Его-то и начали ставить на первые паровозы.

4. В 1769 году Николас Джозеф Кагнот разработал почти полноценный авто для передвижения по узким улочкам Парижа. Копия этой машины выставлена сейчас в Музее искусств и ремесел в той же столице Франции. Правда, в те далекие времена горожане были не в восторге, когда мимо их домов проносился железный монстр весом более трех с половиной тонн! И хорошо, что в один прекрасный момент уже второй экземпляр этого "чуда" врезался в стену, разрушил ее и сам не подлежал восстановлению. Вообще, первые паровые машины были крайне тяжелыми, поэтому в следующие сто лет их ставили исключительно на рельсы… Вот как зарождалась система железнодорожных путей.

5. Вы не поверите, но электромобиль, это чудо современной техники, был изобретен еще до повсеместного применения двигателя внутреннего сгорания! Если исторические архивы не врут, то в 1828 году, изобретатель из Венгрии Аноис Джедлик собрал первую в мире модель электромобиля! А первым, кто попытался поставить данное изобретение на коммерческие рельсы, были Томас Давенпорт и Роберт Дэвидсон. Их авто с батареями увеличенной емкости начали производить в 1881-м. Но достаточно большой мощности тогда добиться так и не удалось, что дало толчок началу истории ДВС.

История бензинового двигателя (ДВС) - Двигатели автомобилей

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в нашем мире.


Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека. В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС.

Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки.

В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения.  Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.

В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником  Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров.  В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем. Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности.

Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки.


Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания. В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина.

На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.

С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами.

Первые. История, без которой бы не было Tesla / Хабр

2016 год. Жара. Нижний Новгород. На стоянке ретро-ралли «Пекин — Париж» толпился народ, около огромной La France стоял парень и что-то бормотал, наводя смартфон на каждую деталь. Я прислушалась, он заметил моё внимание и спросил удивлённо: «Неужели оно сюда само?!» Действительно, наш город был этапом ралли протяжённостью более 14 тысяч км, и на тот момент автомобили от 1907 до 1972 г.в. прошли почти две трети пути. Многие из них были не просто ретро автомобилями — они были моделями, на которых что-то появилось впервые, которые были основой всего автомобилестроения. Они были теми, без которых не было бы жарких споров на Хабре о Tesla или BMW. Они были первыми.


Цепной привод, деревянные спицы колеса, аутентичный интерьер — La France. Да, она смогла

Двигатель внутреннего сгорания

Первые попытки создать что-то похожее на двигатель внутреннего сгорания существовали ещё в XVIII веке, когда учёные озадачились вопросом, как бы так взять и преобразовать энергию топлива в механическую. Первыми, пожалуй, были братья Ньепс (Франция), которые изобрели пиреолофор — двигатель на угольной пыли. Однако их инновацию не признали, и двигатель так и остался на чертежах.

Затем были успешные и не очень опыты Этьена Ленуара — двухтактный двигатель с карбюратором и искровым зажиганием от постороннего источника на каменноугольном газе, затем одноцилиндровый карбюраторный двигатель Зигфрида Маркуса (впервые работал от сгорания нефтепродуктов и был установлен на «машину», выжимающую 10 миль в час), в 1873 году появился буквально огромный двигатель Джорджа Брайтона… Но прорыв совершил Николас Отто.

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания впервые был построен Николасом Отто в 1878 году, и это изобретение повлияло на всю автомобильную промышленность. Заслуга создания первого автомобиля с ДВС принадлежит Карлу Бенцу и датируется 1885 годом. Первый одноцилиндровый двигатель Бенца имел мощность менее одной лошадиной силы.

Однако первый серийный автомобиль с дизельным двигателем появился гораздо позже — в 1936 году, им стал Mercedes-Benz 260D.

Однако, как это нередко бывало в истории науки, право на изобретение экипажа без лошадей с двигателем внутреннего сгорания было оспорено и другими автостроителями, например, Зигфридом Маркусом в 1883 году и Готтлибом Даймлером в 1886. Даймлер разработал по сути прототип современного газового двигателя с вертикальными цилиндрами и карбюратором. Это была компактная модель, основной задачей которой было обеспечить приемлемо высокую скорость передвижения автомобиля.

Коробка передач

Итак, двигатель изобретён, но автомобили не могут взобраться в относительно крутую горку, им не хватает «сил». Дело в том. что ДВС способны развивать необходимую рабочую мощность в небольшом диапазоне оборотов, а как же тогда изменять крутящий момент, не ограничиваясь возможностями двигателя? Возникла необходимость в механизме, который будет передавать вращательный момент двигателя на колёса автомобиля. Такой механизм изобрёл Луи Рено… или нет?

На самом деле нет. Всё началось с изобретения Карла Бенца. В 1890 году жена Карла, Берта, вместе с сыном изобретателя втайне от мужа и отца отправилась в дорогу длиной 80 км, чтобы показать миру автомобиль мужа и доказать, что это не «дьявольская машина». Это был ужасный, невыносимо тяжёлый путь: изнашивались кожаные тормозные механизмы, приходилось собирать по аптекам и лавкам топливо — лигроин, средство для выведения пятен. 0,8 л.с. двигателя не хватало мощности и Берта с сыном постоянно были вынуждены толкать автомобиль. По итогам поездки мистер Бенц засел за чертежи.


Недавний ролик Mersedes о подвиге Берты. Путешествие, которое изменило всё.

Первая версия была примитивной: два шкива разного диаметра на ведущей оси, которая соединялась с валом двигателя ремнём. Всё. Работала эта конструкция на базе простой физики, изменяя крутящий момент на ведущих колёсах. Если шкив, расположенный на валу двигателя, вращал шкив оси большего диаметра, крутящий момент усиливался и машина трогалась с места. Если же вращался малый шкив, угловая скорость колёс возрастала и усилие двигателя становилось меньше. Чуть позже ремень заменили цепью, шкивы — звёздочками (помните автомобиль в начале поста? Он как раз такой).


La France

А что же Луи Рено? Ошибка в фактах? Нет.

Более современная коробка передач была изобретена в 1898 году и впервые была применена в Renault Voiturette (Рено «Автомобильчик»). 24 декабря 1898 года Луи Рено демонстративно проехал на своём автомобилей по одной из самых крутых улиц Парижа — без коробки передач это оказалось бы невозможным. А вот передний привод впервые появился только в 1929 году на автомобиле Cord L29, хотя до массового производство он дошёл уже в послевоенные годы.

Так что тогда изобрёл Луи Рено? По сути, карданный вал. Серийная модель Voiturette Type А имела мощность двигателя 1,75 л.с. и была оснащена первой в мире коробкой передач с тремя «передними» скоростями и одной задней. Прямая передача с карданным валом, изобретённая основателем Рено, используется в заднеприводных автомобилях по сей день.

Речь идёт, конечно, о механической КПП, а вот автоматическая КПП появилась в США в 1939 году в автомобилях Oldsmobile Custom 8 Cruiser.

Право руля

Первые автомобили были оснащены румпелями — рычагами управления, ни о каком круглом руле не было и речи. Управление было очевидным, но неэффективным на большой скорости: водитель тянул рычаг вправо или влево и автомобиль поворачивал в указанном направлении. Собственно, именно жажда скорости (ну по тем временам скорости) дала толчок к внедрению круглого руля. С появлением автомобилей к концу XIX века стали появляться первые гонки, на которых управление румпелем превращалось в кошмар водителя.


Автомобиль Даймлера с ДВС 1889 года с румпелями

В 1894 году Альфред Вашерон установил круглый руль на свой Panhard 4hp и достойно выступил на гонке «Париж — Руан». К 1898 году весь Panhard был оснащён рулевым колесом. Его примеру последовали остальные автопроизводители. Первые рули (да что там первые — сперва до 30-х, а потом и до 50-х годов XX века) имели жёсткую нерегулируемую рулевую колодку, что приводило к страшным травмам водителей порой даже при не очень серьёзных авариях.


Panhard с рулевым колесом

Кстати, в 1910 году появился первый электрический клаксон.


А таким был клаксон одного из Rolls-Royce ралли 2016 года

Мелочей не бывает

Угадайте, кто изобрёл трёхточечные ремни безопасности? Если вы увлечены автомобилями, то наверняка угадали по слову «безопасность», — конечно, Volvo. Впервые они появились в модели Volvo PV 544. До этого, конечно, они существовали даже более, чем сотню лет, но не были надёжными и эффективными — обычный крепёж двумя точками.


Volvo PV 544

Изобретения одной строкой


  • Подушки безопасности появились поздно — в 1972 году. Впервые они были установлены на Ford Taunus 20М P7B и Oldsmobile Toronado, но широкую популярность обрели более чем через десятилетие.
  • Кондиционер появился в 1939 году на Packard Twelve Sedan. Он был очень дорогим и крайне неудобным в использовании.
  • Первая аудиосистема появилась в 1930 году, это были радиоустановки Motorola, в 1932 на немецких Studebaker появились знаменитые Blaupunkt.
  • А вот дворники изобрела женщина, американка Мэри Андерсон, которая придумала и запатентовала механический привод для щёток, которыми водители чистили лобовые стёкла. Дворники с электроприводом изобрела Шарлотта Бриджвуд спустя 14 лет, в 1917-м. Но массовое «навешивание» дворников заслуга компании Bosch.
  • Поворотники в том виде, в каком мы их знаем, появились на Buick Roadmaster в 1939-м, они пришли на смену механическим стрелочкам и неудобным фонарикам.
  • Первый гидроусилитель руля появился на роскошном Chrysler Crown Imperial в 1951 году, сменив пневмосистемы и силу человеческих мышц. Через три года ГУР дошёл и до Европы — на французском Citroen DS 19. К слову, именно Citroen DS 19 стал первым обладателем дисковых тормозов. Да и вообще, это был удивительно продвинутый по своим временам автомобиль.
  • Барабанные тормоза на всех колёсах впервые появились на Lancia Lambda в 1922 году.

Среди первых автомобилей есть свои супергерои, которые оказались «первоносителями» сразу нескольких устройств. Одним из таких был Cadillac Model 30 Self Starter 1912 года: представленная публике модель имела стартер, зажигание и первые фары с вольфрамовой нитью (а не непрочной угольной). Что касается стартера, он пришёл на смену кривому стартеру (той самой ручке, которой заводили первые двигатели. Впрочем, до сих пор эта ручка актуальна для некоторых автомобилей, например, для некоторых УАЗов). Кстати, именно изобретение стартера отчасти откинуло существование электромобилей на много лет назад: использование ДВС стало простым и мотивация к развитию электродвигателей пропала, предстояло развивать двигатели внутреннего сгорания.


Cadillac Model 30 Self Starter

Стоп, каких ещё электродвигателей?

За два столетия до Tesla

Первым серийным электромобилем считается Mitsubishi i-MiEV 2009 года… Стоп! Нас не интересует 2009 год, нас интересует 1828 год, когда венгерский физик Аньош Иштван Йедлик изобрёл электрическую карету. На этом опыты с предками Tesla не закончились: в 1834 году кузнец Томас Давенпорт создал свою версию автомобиля на электроприводе, за ним последовал голландец Сибранд Стратингх и его помощник Кристофер Беккер, которые оснастили своё изобретение аккумулятором для подзарядки. Но самый продвинутый и более-менее «живучий» автомобиль получился в 1890 году у Уильяма Моррисона — он развивал скорость до 22 км/ч. Это были не разовые эксперименты — к началу XX века 30% всех автомобилей в США были электрическими.


Электромобиль Уильяма Моррисона, 1890 год


Электромобиль La Jamais Contente 1899 года, достигший скорости 100 км/ч. Обратите внимание на эргономику и по тем временам сверх футуристичный дизайн

Мы уже упомянули стартер, который, вероятно, стал убийцей электромобиля, но на самом деле был более очевидный убийца — автомобиль Ford T. Генри Форд использовал для сборки автомобилей конвейер, тем самым значительно снизив стоимость транспортного средства. А потом дело было за гениальной коммерцией: великий миллионер отказался от маржи и заработал на товарообороте, сделав первый в истории народный автомобиль. Ford T оказался втрое дешевле электромобиля — победитель конкурентной гонки был определён.


Ford T — «убийца» электромобилей

Автомобили прошлого продолжают будоражить мысли как инженеров, так и фанатов — представьте себе, они готовы подготовить свой автомобиль и заплатить взнос 65 000$, чтобы стартовать из Пекина, проехать степи Монголии и Казахстана, пересечь Алтай, проехать по России и добраться до Парижа в ралли, где каждый уже победитель. В этом году мы ждём ралли «Пекин — Париж» в Нижнем Новгороде 24 июня и готовимся к профессиональной и тёплой встрече. Потому что ничто не сравнить с этими автомобилями, благодаря которым состоялась история.

Если вы из Нижнего Новгорода, то время и место — здесь. Конечно же, посещение чек-пойнта и стоянки полностью бесплатно.

P.S. На официальном сайте ралли можно посмотреть маршрут и узнать, в каких городах будут промежуточные этапы — не пропустите в своём городе!

В каком году изобретен двигатель внутреннего сгорания. Кто изобрёл двигатель внутреннего сгорания? Рекордсмены наших дней

Двигатель внутреннего сгорания

Дви́гатель вну́треннего сгора́ния - двигатель, в котором топливо сгорает непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. ДВС преобразует тепловую энергию от сгорания топлива в механическую работу.

По сравнению с двигателями внешнего сгорания ДВС:

не имеет дополнительных элементов теплопередачи - топливо, сгорая, само образует рабочее тело;

компактнее, так как не имеет целого ряда дополнительных агрегатов;

экономичнее;

потребляет газообразное или жидкое топливо, обладающее весьма жёстко заданными параметрами (испаряемостью, температурой вспышки паров, плотностью, теплотой сгорания, октановым или цетановым числом), так как от этих свойств зависит сама работоспособность ДВС.

История создания

В 1807 г. французско-швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз (François Isaac de Rivaz) построил первый поршневой двигатель, называемый часто двигателем де Риваса. Двигатель работал на газообразном водороде, имея элементы конструкции, с тех пор вошедшие в последующие прототипы ДВС: шатунно-поршневую группу и искровое зажигание. Первый практически пригодный двухтактный газовый ДВС был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром (1822-1900) в 1860 году. Мощность составляла 8,8 кВт (11,97 л. с.). Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работавшую на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием от постороннего источника. КПД двигателя не превышал 4,65 %. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара получил некоторое распространение. Использовался как лодочный двигатель.

Познакомившись с двигателем Ленуара, выдающийся немецкий конструктор Николаус Аугуст Отто (1832-1891) создал в 1863 двухтактный атмосферный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель имел вертикальное расположение цилиндра, зажигание открытым пламенем и КПД до 15 %. Вытеснил двигатель Ленуара.

В 1876 г. Николаус Аугуст Отто построил более совершенный четырёхтактный газовый двигатель внутреннего сгорания.

В 1880-х годах Огнеслав Степанович Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель.

В 1885 году немецкие инженеры Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах разработали лёгкий бензиновый карбюраторный двигатель. Даймлер и Майбах использовали его для создания первого мотоцикла в 1885, а в 1886 году - на первом автомобиле.

Немецкий инженер Рудольф Дизель стремился повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания и в 1897 предложил двигатель с воспламенением от сжатия. На заводе «Людвиг Нобель» Эммануила Людвиговича Нобеля в Петербурге в 1898-1899 Густав Васильевич Тринклер усовершенствовал этот двигатель, использовав бескомпрессорное распыливание топлива, что позволило применить в качестве топлива нефть. В результате бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания высокого сжатия с самовоспламенением стал наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1899 на заводе «Людвиг Нобель» построили первый дизель в России и развернули массовое производство дизелей. Этот первый дизель имел мощность 20 л. с., один цилиндр диаметром 260 мм, ход поршня 410 мм и частоту вращения 180 об/мин. В Европе дизельный двигатель, усовершенствованный Густавом Васильевичем Тринклером, получил название «русский дизель» или «Тринклер-мотор». На всемирной выставке в Париже в 1900 двигатель Дизеля получил главный приз. В 1902 Коломенский завод купил у Эммануила Людвиговича Нобеля лицензию на производство дизелей и вскоре наладил массовое производство.

В 1908 году главный инженер Коломенского завода Р. А. Корейво строит и патентует во Франции двухтактный дизель с противоположно-движущимися поршнями и двумя коленвалами. Дизели Корейво стали широко использоваться на теплоходах Коломенского завода. Выпускались они и на заводах Нобелей.

В 1896 году Чарльз В. Харт и Чарльз Парр разработали двухцилиндровый бензиновый двигатель. В 1903 году их фирма построила 15 тракторов. Их шеститонный #3 является старейшим трактором с двигателем внутреннего сгорания в Соединенных Штатах и хранится в Смитсоновском Национальном музее американской истории в Вашингтоне, округ Колумбия. Бензиновый двухцилиндровый двигатель имел совершенно ненадёжную систему зажигания и мощность 30 л. с. на холостом ходу и 18 л. с. под нагрузкой

Первым практически пригодным трактором с двигателем внутреннего сгорания был американский трёхколёсный трактор lvel Дэна Элборна 1902 года. Было построено около 500 таких лёгких и мощных машин.

В 1903 году состоялся полёт первого самолёта братьев Орвила и Уилбура Райт. Двигатель самолёта изготовил механик Чарли Тэйлор. Основные части двигателя сделали из алюминия. Двигатель Райт-Тэйлора был примитивным вариантом бензинового инжекторного двигателя.

На первом в мире теплоходе - нефтеналивной барже «Вандал», построенной в 1903 году в России на Сормовском заводе для «Товарищества Братьев Нобель», были установлены три четырёхтактных двигателя Дизеля мощностью по 120 л. с. каждый. В 1904 году был построен теплоход «Сармат».

В 1924 по проекту Якова Модестовича Гаккеля на Балтийском судостроительном заводе в Ленинграде был создан тепловоз ЮЭ2 (ЩЭЛ1).

Практически одновременно в Германии по заказу СССР и по проекту профессора Ю. В. Ломоносова по личному указанию В. И. Ленина в 1924 году на немецком заводе Эсслинген (бывш. Кесслер) близ Штутгарта построен тепловоз Ээл2 (первоначально Юэ001).

Типы двигателей внутреннего сгорания

Поршневые двигатели - камера сгорания содержится в цилиндре, тепловая энергия превращается в механическую с помощью кривошипно-шатунного механизма.

Газовая турбина - преобразование энергии осуществляется ротором с клиновидными лопатками.

Жидкостный ракетный двигатель и воздушно-реактивный двигатель преобразуют энергию сгорающего топлива непосредственно в энергию реактивной газовой струи.

Роторно-поршневые двигатели - в них преобразование энергии осуществляется за счёт вращения рабочими газами ротора специального профиля (двигатель Ванкеля).

ДВС классифицируют:

по назначению - на транспортные, стационарные и специальные.

по роду применяемого топлива - лёгкие жидкие (бензин, газ), тяжёлые жидкие (дизельное топливо, судовые мазуты).

по способу образования горючей смеси - внешнее (карбюратор) и внутреннее (в цилиндре ДВС).

по объёму рабочих полостей и весогабаритным характеристикам - лёгкие, средние, тяжёлые, специальные.

по количеству и расположению цилиндров.

Помимо приведённых выше общих для всех ДВС критериев классификации существуют критерии, по которым классифицируются отдельные типы двигателей. Так, поршневые двигатели можно классифицировать по количеству и расположению коленчатых и распределительных валов, по типу охлаждения, по наличию или отсутствию крейцкопфа, наддува (и по типу наддува), по способу смесеобразования и по типу зажигания, по количеству карбюраторов, по типу газораспределительного механизма.

Сегодня двигатели внутреннего сгорания окружают нас практически со всех сторон – количество автомобилей измеряется сотнями миллионов. Кроме того, их применяют и во многих других устройствах – от генераторов электрического тока до авиации. Но при всем их разнообразии, принцип их работы одинаков – сгорание жидкого топлива в смеси с кислородом в маленькой камере. При этом происходит микровзрыв и под действием высокого давления от расширяющихся газов происходит движение главной подвижной части двигателя – поршня. Принцип, в общем, прост, но вот интересно, кто первым его придумал?

А первым человеком, который решил использовать энергию сгорающего топлива для создания двигателя, был французский инженер Филипп Лебон. В 1799 году он открыл так называемый светильный газ, который состоял из смеси водорода, метана и углекислого газа. В том же году он запатентовал способ получения этого газа из древесины или угля. В дальнейшем этот газ стали широко применять для освещения – в газовых лампах.

Но Лебон на этом не остановился. Уже в 1801 году он запатентовал газовый двигатель. В его конструкции в рабочий цилиндр нагнетался сжатый воздух и сжатый светильный газ, а затем воспламенялся и приводил в движение поршень. Что интересно – камеры сгорания находились с обеих сторон поршня и срабатывали поочередно, то есть двигатель производил полезную работу постоянно и должен был развивать хорошую мощность. Трагическая смерть в 1804 году прервала работу этого талантливого изобретателя.

Следующим, кто взялся за идею двигателя внутреннего сгорания, был бельгийский механик Жан Этьен Ленуар. Он тоже использовал светильный газ, но придумал воспламенять его с помощью электрической искры. Он даже создал первый рабочий двигатель, который работал совсем немного –расширившийся от температуры поршень заклинил в цилиндре. Во второй модификации Ленуар применил водяное охлаждение, а затем использовал и смазку поршня. И тогда двигатель заработал как следует. В 1864 году Ленуар продал 300 двигателей, но перестал их улучшать и скоро появились более совершенные конструкции.

Немекий изобретатель Август Отто запатентовал свою конструкцию двигателя в 1864 году, и со временем очень сильно ее усовершенствовал. Этот двигатель был очень популярен, но имел серьезный недостаток – в качестве топлива использовался все тот же светильный газ.

В 1872 году американец Брайтон придумал использовать в качестве топлива керосин, а потом – бензин. Но жидкость нужно было превращать в газ, чтобы получать воздушно – бензиновую смесь, поэтому Брайтон и придумал такое устройство – карбюратор. Только вот работал он плохо.

И вот, в 1883 году, был создан первый дествительно работающий бензиновый двигатель. А изобрел его немецкий инженер Готлиб Даймлер. Даймлер работал в фирме Отто, и ему был показан первый проект, но тот проигнорировал его. И в результате Даймлер и его друг – Вильгельм Майбах стали работать над новым двигателем самостоятельно. Так вот Отто и прозевал свое счастье, потому что в результате получился компактный, легкий и мощный двигатель.

Сейчас двигатели внутреннего сгорания настолько широко распространились, что бюджет многих стран зависит от продаж нефти, из которой производят бензин. Теперь уже не люди контролируют двигатель, а он – их. Предпринимаются попытки создания принципиально новых типов двигателей, более дешевых и экологически чистых.

Например, японцы представили действующую модель автомобиля, который работает на воде. Что может быть дешевле и доступнее воды, которой на планете больше, чем суши? Современные технологии позволяют получить энергию практически из чего угодно.

Так вот, этот японский автомобиль существует в единственном экземпляре – его сделали для регистрации патента. Что он может? А может он на литре воды любого качества – от дождевой до морской, лишь бы без грязи, проехать целый час, притом на скорости 80 км/ч. Представляете? Взял бутылку воды – и катайся себе на здоровье, а кончится – можно из речки или из крана еще набрать.

Есть ли будущее у таких автомобилей? Казалось бы – несомненно. Но… есть производители бензина и экспортеры нефти… Весь мир давно поделен на сферы влияния и что-то новое, нарушающее привычный порядок, а тем более – приносящее ущерб, быстро пресекается или прячется в ящик. Против монополистов не попрешь. Патенты на такие технологии выдаются неохотно. Но как знать, может идея и пробьет себе дорогу…

Двигатель - одно из основных составляющих автомобиля. Без изобретения двигателя автомобилестроение, скорее всего, остановилось в развитии сразу же после изобретения колеса. Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.

Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели.

Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали «пирэолофор». В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах.

Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения - 1858. Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель - добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин.


Ж.Ж.Этьен Ленуар

Устройство было крайне несовершенным - сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства.

В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час.

В 1873 году еще один инженер - Джордж Брайтон - смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность.

В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию.


Николас Отто

В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только на бумаге.

1185 году в истории автомобилестроения появляется громкое имя - . Он смог не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя - с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором. Это был первый компактный двигатель, который к тому же способствовал развитию приличной скорости перемещения.

Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал .

В 1903 году предприятия Даймлера и Бенца объединились, дав начало полноценному предприятию автомобилестроения. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.

Кто придумал двигатель внутреннего сгорания? Ключевые фигуры

Более двух веков прогресс человечества неразрывно связан с различными машинами, особенно с транспортными средствами. Которые помогали быстро перемещать товары от поставщиков к потребителям. Те, кто придумал двигатель внутреннего сгорания (ДВС), внесли весомый вклад в развитие человеческой цивилизации. Поскольку автомобили, корабли и самолеты до сих пор остаются главным двигателем в истории человечества. Первым коммерчески успешным ДВС считается двигатель французского изобретателя из Бельгии Жана Этьена Ленуара.

Первый шаг

Вам будет интересно:Японские символы самураев: фото, значение и описание

В конце 18 века французский механик Филипп Лебон впервые получил светильный газ и запатентовал способ его получения при пиролизе древесины или угля. Смесь метана, водорода и угарного газа стала широко использоваться для освещения улиц европейских городов. Изобретатели многих стран мира взялись за конструирования двигателя, использующего это относительно недорогое и эффективное топливо.

Тогда многие инженеры понимали, что эффективность двигателя повысится, если топливо не сжигать в топке, как в паровом двигателе. А непосредственно в цилиндре.

Однако тем, кто придумал первый двигатель внутреннего сгорания, стал все тот же Филипп Лебон. В 1801 году, через два года после открытия светильного газа, Лебон получил патент на двигатель, работающий на смеси сжатого газа и воздуха. Они накачивались в рабочий цилиндр и там воспламенялись. Однако изобретение осталось только на бумаге, в 1804 году Лебон был убит. Он остался одним из многих инженеров в истории создания двигателя внутреннего сгорания, кто придумал, но не реализовал на практике свое изобретение.

Первый коммерческий успех

В последующий период механики многих европейских стран пытались создать нормально работающий образец ДВС на светильном газе. Однако все эти усилия долгое время не приводили к появлению двигателя, который мог бы конкурировать по эффективности с паровой машиной.

Тем, кто придумал двигатель внутреннего сгорания, добившегося коммерческого успеха, стал бельгийский механик французского происхождения Жан Этьен Ленуар. Он первым решил воспламенять газовоздушную смесь посредством электрической искры. Возможно, такая идея пришла к нему, потому что инженер работал на гальваническом заводе. Однако успех пришел к нему не сразу. Первая модель проработала совсем немного и остановилась, потому что из-за большой температуры поршень расширился, и его заклинило в цилиндре. Ленуар дополнил свой ДВС водяной системой охлаждения. А после второго неудачного запуска и сконструировал систему смазки. К 1864 году он продал больше 1400 своих двигателей и разбогател.

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

Главная » Двигатели » Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

Двигатели

byakin 21.10.2020 974

23

в Избранноев Избранномиз Избранного 9

Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания

160 лет назад, 19 октября 1860 года, было зарегистрировано первое в мире предприятие по производству двигателей внутреннего сгорания. Интересно, что произошло это не в «кузнице мира» Англии и не во Франции, занимавшей тогда второе место в Европе по уровню промышленного развития, а в итальянском городе Флоренция.

Предприятие зарегистрировали изобретатели мотора — католический священник (!) Эженио Барсанти и инженер-гидравлик граф Феличе Матеуччи. Их силовая установка представляла собой стационарный двухцилиндровый промышленный двигатель с вертикальными цилиндрами, работавший на водороде или светильном газе и развивавший мощность пять лошадиных сил, — неплохой показатель по тем временам.

Над своим мотором они работали весьма неторопливо. Первый (одноцилиндровый) образец был изготовлен еще в 1853 году, но лишь через семь лет изобретатели решили, что конструкция стала пригодной для практического применения. Однако коммерческого успеха их предприятие не достигло. Газовые моторы спросом не пользовались и не выдержали конкуренции с широко распространенными и отлаженными в производстве паровыми машинами, работавшими на более дешевом и безопасном топливе.

Поэтому в 1864 году, после ранней смерти Барсанти от брюшного тифа, «Акционерное общество новых моторов Барсанти и Матеуччи» было закрыто, а выпуск двигателей — прекращен. Как это нередко бывает, первая ласточка весну не принесла. Гораздо более успешным оказался газовый мотор другой конструкции, изобретенный бельгийским инженером Жаном Ленуаром. Но это уже другая история.

образец мотора Барсанти-Матеуччи, сохранившийся до наших дней

акция их компании

В дополнение к заметке о первом в мире работоспособном двигателе внутреннего сгорания не лишним будем вспомнить о другом подобном моторе, появившемся чуть позже, но зато гораздо более массовом и коммерчески успешном. Кто-то, наверное уже догадался, что речь пойдет о двигателе бельгийского изобретателя Жана-Этьена Ленуара, которому в нынешнем году тоже исполнилось 160 лет.

Мотор Ленуара, как и двигатель Барсанти-Матеуччи, работал на водороде или светильном газе, но он был одноцилиндровым, с горизонтальным расположением цилиндра, а по конструкции он очень сильно напоминал паровую машину двойного действия, в которой пар, распределяемый золотником, попеременно подается в цилиндр по обе стороны поршня.

Так же работал и мотор Ленуара, только вместо пара в нем использовалась газовоздушная смесь, которая воспламенялась двумя электрическими свечами. Из-за отсутствия сжатия смеси перед воспламенением мотор обладал довольно низким КПД, лишь ненамного превышавшим КПД паровой машины, а также — малой литровой мощностью. Движок с внушительным объемом цилиндра 18 литров развивал на полных оборотах всего 12 л.с.

Зато он легко и быстро запускался, был легче и компактнее паровой машины с котлом и топкой, а также мог длительное время работать в автоматическом режиме, не требуя постоянного обслуживания кочегаром и машинистом. Благодаря этому мотор Ленуара в течение нескольких лет пользовался спросом в качестве стационарной промышленной силовой установки.

В 1860-е годы изобретателю удалось продать около 500 своих двигателей, которые работали на бельгийских, французских, немецких и даже американских заводах и фабриках, приводя в действие станки, насосы и другие устройства. Но появление в 1864 году двигателя немецкого изобретателя Николауса Отто, обладавшего более высокой удельной мощностью и топливной эффективностью, помешало более широкому распространению двигателей Ленуара. Постепенно «оттомоторы» вытеснили ленуаровские силовые установки, однако, полностью заместить паровые машины им так и не удалось.

Надо упомянуть, что Ленуар в 1862 году установил портативный вариант своего мотора мощностью в полторы лошадиные силы на трехколесную самоходную повозку, которую некоторые считают первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Изобретатель назвал его «иппомобилем» (от греческого ἵππος — лошадь).

Экипаж получился весьма примитивным, в нем не было ни коробки передач, ни дифференциала, ни нормального тормоза (тормозной башмак прижимался рычагом снаружи к ободу правого заднего колеса). К тому же, сжатый горючий газ оказался крайне непрактичным топливом для транспортного средства.

Баллона хватало всего на 18-20 километров, а заправить его потом было негде. Вдобавок, скорость экипажа не превышала 6-7 км/ч. Поэтому «иппомобиль» спросом не пользовался. Ленуар сумел продать лишь несколько экземпляров любителям технических курьезов. По слухам, один из них купил русский царь Александр-II.

Жан-Этьен Ленуар и один из серийных вариантов его двигателя

Гравюра XIX века с изображением двигателя Ленуара, на которой хорошо видно его устройство. Отличительной особенностью этого мотора являлся огромный маховик, прокрутка которого «съедала» изрядную часть рабочей мощности. Под станиной видна катушка зажигания и аккумуляторные банки. Над кривошипно-шатунным механизмом — центробежный ограничитель скорости, позаимствованный от паровой машины. Вверху — труба подачи газа с резиновым баллоном-ресивером

Один из двигателей Ленуара, сохранившихся до наших дней

Разрез «иппомобиля»

современный макет «иппомобиля». К сожалению, оригинальных фотографий машины не сохранилось

Наконец — самое зрелищное: двигатель Ленуара в работе:

Рассказ о ранних «добензиновых» двигателях внутреннего сгорания стоит дополнить описанием самого успешного из них — «гравитационно-атмосферного» газового мотора немецкого изобретателя Николауса Отто, запатентованного в 1864 году. Он оказался в пять раз экономичнее двигателя Ленуара, а потому впервые смог составить серьезную конкуренцию паровым машинам.

«Отто-мотор» представлял собой высокую изящную колонну, она же — цилиндр. Это было время красивых, а не просто утилитарных машин, поэтому ее нередко оформляли в «архитектурном» стиле. Поршень внутри нее двигался вверх-вниз на метр-полтора, в зависимости от размеров двигателя. Вверху крепился массивный маховик, на который движение поршня передавалось с помощью шестерни и зубчатой рейки.

Характерной особенностью мотора было то, что рабочий ход поршня осуществлялся не при его движении вверх под напором топливных газов, а при падении вниз под действием собственного веса. При «скачке» поршня вверх специальный храповой механизм расцеплял рейку с маховиком.

Двигатели Отто выпускались полтора десятилетия. Их было продано около пяти тысяч, то есть, примерно в 10 раз больше, чем двигателей Ленуара. Многие из них сохранились до сих пор, в том числе и в исправном состоянии (жаль только, что не у нас). Работа одного из них показана в видеоролике:

подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?

подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?

источники:

  1. https://vikond65.livejournal.com/1136720.html
  2. https://vikond65.livejournal.com/1137959.html
  3. https://vikond65.livejournal.com/1138454.html

Первый двигатель в массовом производстве

Среди тех, кто придумал двигатель внутреннего сгорания — немецкий инженер Николас Отто. Он усовершенствовал машину, работающую на светильном газе, и в 1864 году получил патент на свою модель ДВС. Которая была продана в количестве более 5000 штук.

В 1877 году Отто получил патент на двигатель с четырехтактным циклом. Этот принцип лежит и сейчас в основе работы большой части газовых и бензиновых двигателей. В течение следующих двадцати лет было выпущено более 42 000 таких ДВС. Однако использование светильного газа сильно сужало возможности их использования.

Изобретение Дизеля

В начале 19 века было сформулировано описание процесса Карно. Оно утверждало, что в тепловой машине быстрое изменение объема газа (быстрое сжатие) позволит разогреть рабочее тело до температуры горения.

В 1890 году Рудольф Дизель изобрел способ практического использования цикла Карно. Он стал первым, кто придумал дизельный двигатель внутреннего сгорания. В течение нескольких лет немецкий инженер запатентовал несколько вариантов конструкции. Первая, практически работающая модель, была собрана в 1897 году и названа дизель-мотором. С 1889 года начато массовое производство дизельных двигателей.

В поисках нового топлива

Одновременно с совершенствованием ДВС шел активный поиск наиболее эффективного топлива. Уже были опробованы двигатели, использовавшие в качестве горючего угольную пыль, водород, смесь скипидара и спирта, нефть. Некоторые из них работали, но не получили широкого распространения из-за высокой цены. Однако наиболее перспективным направлением для инженеров виделось использование вместо газа паров испаряемого жидкого горючего.

В 1872 году американец Брайтон пытался работать с керосином. Однако тот испарялся не очень интенсивно, и он перешел на бензин более легкой фракции. Для работы на новом топливе необходимо было разработать дополнительное устройство, переводившее новое горючее в газообразное состояние. После чего пары бензина необходимо было смешать с воздухом. Брайтон изобрел и первый испарительный карбюратор, который однако получился не очень удачным. Но именно он задал тренд в использовании горюче-смазочных материалов в качестве топлива.

Бензиновый двигатель

Когда наиболее эффективный вид горючего для ДВС был определен, многие инженеры начали работать над машиной, работающей на бензине. Среди тех, кто придумал бензиновый двигатель внутреннего сгорания, наибольший вклад внес Готлиб Даймлер. Вместе со своим партнером Вильгельмом Майбахом он создал мастерские в Штутгарте. Там начали производить калильные бензиновые двигатели.

Венгерский инженер Донат Банки тоже относится к тем, кто придумал двигатель внутреннего сгорания. В 1893 году ему выдали патент на карбюратор с жиклером, принцип работы которого до сих пор используется в современных машинах. Первые ДВС были с одним цилиндром, в конце 19 века появились двухцилиндровые, а с началом 20 века — четырехцилиндровые.

Источник

Эволюция развития автомобильных двигателей с начала 90-х годов

Основой современного автомобиля является его двигатель внутреннего сгорания(ДВС), и несмотря на развитие альтернативных источников энергии, традиционный ДВС сохраняет свое превосходство из-за культурных, экономических и социальных причин. За период с 1994 по 2008 года автомобильные двигатели претерпели множество изменений и усовершенствований, что положительно сказалось на его экономических и экологических показателях. Понять логику развития ДВС можно на основе тенденций и закономерностей общемирового масштаба за определенный период времени. С начала 90-х в автомобилестроении происходили радикальные изменения конструкции за счет новых материалов, и новых требований к «общемировому» автомобилю.

кросспост

Изменение соотношения дизельных моделей к бензиновым за период 15-ти лет, способствовало увеличению использования дизельных автомобилей в мире, хотя этот процесс происходит неодинаково, и в основном сильно отразился на Западной Европе, где автопарк дизельных автомобилей в некоторых странах вырос с 25% до 70%. Дизель, обладая более высокой топливной экономичностью по сравнению с бензиновыми двигателями, имеет и известные недостатки: пониженную удельную мощность, относительно высокий уровень шума, трудно снижаемую токсичность отработавших газов, более высокую стоимость производства. Поэтому окончательный выбор между бензиновым и дизельным двигателем для легкового автомобиля является все еще спорным. Вполне возможно, что влияние экологических стандартов и требований к топливной экономичности автомобильных двигателей в ближайшие 10-15 лет приведет к сближению в техническом плане бензиновых двигателей и дизелей с одновременным уменьшение разницы в расходах топлива и стоимости производства этих типов двигателей. Об этом говорят разработки DaimlerChycler в концепте Mersedes Benz F700 с двигателем, в котором реализовано воспламенение бензина от сжатия, как на дизельном двигателе, что приближает его по экономичности к дизелям, из-за использования более совершенного термодинамического цикла. В этом двигателе реализованы все современные технологии десятилетия: непосредственный впрыск, управляемый турбонаддув, изменяемая степень сжатия и другие последние разработки, обеспечивающие расход топлива 5л/100км для относительно немаленького автомобиля. Изучением технологии воспламенения от сжатия бензина сейчас занялись многие автоконцерны, это сближает технологии дизельных и бензиновых моторов и создает условия для создания многотопливного автомобиля. За период 15-ти лет в современном двигателестроении укрепилась философия Downsizing, которая говорит о том что, лучше получить большую мощность с меньшего объема, чем с большего, так как это открывает перспективы снижения массы и размеров силового агрегата, а также повыситься топливная экономичность на режимах холостого хода и частичных нагрузок. Это современное мышление запустило процесс уменьшения объемов и количества цилиндров двигателей, и теперь даже основа автомобильных двигателей — 4-х цилиндровые ДВС стали уменьшать рабочий объем и подвергаться модернизации в сторону технологии «рабочий объем по требованию», которая по сути превращает эти двигатели в 2-х цилиндровые. Двигатели последних лет стали более многообразны по числу компоновок в моторном отсеке: появились схемы W, VR и V-образные с различным углом развала блока, а также рядные двигатели с нечетным количеством цилиндров, но все эти схемы в общем никак не повлияли на основную массу компоновок и только разнообразили двигателестроение. Основой ДВС по прежнему остается двигатель R компоновки.
Система топливоподачи также сильно изменилась. Эпоха карбюраторных систем и двигателей с центральным впрыском прошла, а на смену ей приходит распределенный впрыск и непосредственный. На рубеже веков начался новый новый виток развития систем впрыскивания топлива, основанный на применении принципиально новых электронных схем непосредственного впрыска топлива, и их использование нарастает, несмотря на сложность и требовательность к качеству топлива у этих моторов. У большинства ДВС современной конструкции все же используется распределенный впрыск, который и в дальнейшем будут усовершенствовать, улучшая регулирование вихреобразования на впуске и качество распыления топлива, так как возможности в этом есть немалые с учетом развития технологий.

Дизельная система топливоподачи так же эволюционировала в последнее время. Для дизелей важнейшим фактором, определяющим показатели рабочего процесса, является применяемая схема смесеобразования. Использование дизелей на легковых автомобилях начиналось с предкамерных и вихрекамерных конструкций(разделенные камеры сгорания). Однако в следствие ряда принципиальных недостатков этих схем смесеобразования, а также благодаря развитию в области дизелей с неразделенными камерами, в последние годы наметилась тенденция к использованию непосредственного впрыска топлива. На развитие непосредственного впрыска повлияло развитие системы топливоподачи Common Rail, которая позволила расширить гамму модификаций и моделей двигателей с дизельным двигателем. Дальнейшее развитие системы Common Rail связано с дальнейшим повышением давления топлива в топливной рейке(180…200МПа), оптимизацией процесса впрыскивания топлива, снижением уровня шума и токсичности выхлопных газов.

Под влиянием угрозы истощения нефтяных ресурсов и ужесточения экологических норм к ДВС, большинство автоконцернов при разработке новых моделей ставят приоритетной задачу высокой топливной экономичности и экологичности. Мощностные показатели теперь занимают третье место в списке приоритетов(исключение только для спортивных моделей). Именно поэтому мощность массовых автомобилей растет не так сильно как до начала 90-х. Изменения в системе газораспределения за последние годы показывает, что 4-х клапанная схема становится стандартом для автомобилей из-за ее очевидных преимуществ, а 3-х и 5-ти клапанные остаются редким исключением из правил.Так же растет количество автомобилей использующих наддув двигателей. Основой современного наддува являются турбонаддув в различных вариациях а также в комбинации с механическим наддувом. Следует заметить, что практически все двигатели с распределенным впрыском бензина имеют настроенные впускные трубопроводы, обеспечивающие газодинамический наддув. При этом все шире применяются трубопроводы с изменяемой геометрией, позволяющие добиться оптимальной настройки впуска на различных эксплуатационных режимах. Применение турбонаддува особенно ярко отразилось на дизельных двигателях, и с развитием технологии наддува для повышения эффективности стали применяться охладители наддувного воздуха(интеркуллеры). Сейчас применение интеркуллеров стало правилом для большинства наддувных моторов.

Потенциал ДВС за период с 90-х годов до нашего времени в основном пытаются расширить за счет увеличения эффективности на режимах холостого хода и частичных нагрузках, которые составляют основную часть времени использования современного автомобиля. Нашла широкое применение система регулирования фаз газораспределения которая регулирует фазы открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов с помощью установленных на распредвалах фазовращателей. Первые модели фазовращателей в основном были гидравлические, и регулировали работу впускных клапанов, но последние модели уже электрические, что увеличивает быстродействие и эффективность, а также они уже регулируют как впускные так и выпускные клапана. Недостатком регулирования фаз с помощью фазовращателей установленых на распредвалу было ступенчатое изменение фаз газораспределения что послужило поводом для разработки систем плавного регулирования фаз газораспределения. Первой такой системой стала Valvetronic от BMW, которая регулировала фазы за счет плавного регулирования изменения высоты подъема впускных клапанов(благодаря этой системе впервые удалось создать бензиновый ДВС без дроссельной заслонки!). Вскоре аналогичные технологии освоили Nissan(VVEL) и Toyota(Valvematic). Но наиболее совершенную разработку представил FIAT под названием MultiAir. В системе MultiAir используется один распредвал на впускные и выпускные клапаны, причем на впускные воздействие кулачков происходит через специальную электрогидравлическую систему, которая позволяет управлять впуском каждого клапана индивидуально. Развитие технологий газораспределения позволило развить идеи модульного объема двигателя, впервые появившемся на автомобилях с большим объемом и количеством цилиндров — эта система давала экономию топлива за счет отключения части цилиндров из работы при неполной нагрузке, а теперь стало возможно применение этой технологии на двигателях с малым объемом и количеством цилиндров.

Современные автомобильные двигатели сейчас стали более совершенны благодаря новым материалам при их изготовлении и более глубокому просчету и изучению процессов происходящих в ДВС, что дало результат в снижении потерь на трение и насосных потерь внутри двигателя. Внедрение принципа изменения мощности приводных агрегатов двигателя в зависимости от необходимости позволило уменьшить энергетические затраты на привод маслонасоса и водяной помпы ДВС, а также отключать генератор при разгоне и включать при торможении в зависимости от возможности и необходимости в этом.

Период с начала 90-х до наших дней по праву можно назвать периодом перехода от сложных механических конструкций симбиоза различных технологий к электрификации всех возможных вспомогательных агрегатов в автомобиле для достижения наибольшей энергоэффективности.

P.S. Если кратко описать суть всего выше описанного, то это о том, что количество внедренных технологий впервые с 90-х годов не увеличило в разы возможности автомобиля, а только позволило достичь целого ряда промежуточных целей. Именно последующий переход на внедрение электрических компонентов в ДВС дал качественно лучший результат, без усложнения конструкции, при одновременном достижении таких же целей, что и механико-гидро-пневматические системы в ДВС.

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.

История двигателя внутреннего сгорания. Кто изобрёл двигатель внутреннего сгорания

Сегодня двигатели внутреннего сгорания окружают нас практически со всех сторон – количество автомобилей измеряется сотнями миллионов. Кроме того, их применяют и во многих других устройствах – от генераторов электрического тока до авиации. Но при всем их разнообразии, принцип их работы одинаков – сгорание жидкого топлива в смеси с кислородом в маленькой камере. При этом происходит микровзрыв и под действием высокого давления от расширяющихся газов происходит движение главной подвижной части двигателя – поршня. Принцип, в общем, прост, но вот интересно, кто первым его придумал?

К предпоследнему столетнему повороту автомобили с паровыми двигателями все еще представляли серьезную конкуренцию тем, у кого двигатели внутреннего сгорания. Паровые машины не нуждаются в снаряжении и тише. На сегодняшний день, по крайней мере, «паровой ролик» сохранился в пресловутом сокровище. Тем не менее, двигатель внутреннего сгорания затем зашел в тупик из-за его более высокой эффективности и потому, что он не требует периода ожидания до нарастания давления, но может быть запущен немедленно.

Сегодняшние автомобили имеют оттомотор или дизельный двигатель. Они называются двигателями внутреннего сгорания, поскольку сжигание топлива происходит в самом двигателе, а не за паровым двигателем. В четырехцилиндровом двигателе есть, как следует из названия, всего четыре цилиндра, которые сдвигают четыре бара. Поэтому, когда двигатель работает, в рабочем цикле всегда есть один цилиндр и может снабжать другие цилиндры энергией.

А первым человеком, который решил использовать энергию сгорающего топлива для создания двигателя, был французский инженер Филипп Лебон. В 1799 году он открыл так называемый светильный газ, который состоял из смеси водорода, метана и углекислого газа. В том же году он запатентовал способ получения этого газа из древесины или угля. В дальнейшем этот газ стали широко применять для освещения – в газовых лампах.

Для начала вам нужна энергия от аккумулятора. Ход - ход всасывания. Уже перед камерой сгорания образуется бензино-воздушная смесь и вводится в цилиндр через впускной клапан. Понижающий вниз поршень создает вакуум и всасывает смесь в цилиндр. Ход - компрессионный ход. Бензино-воздушная смесь уплотняется поршнем, идущим вверх. Окончание субтитров Рисунок 2: Оттомотор и указатель часов Влево: рабочий цикл часов Электрические искры, генерируемые свечой зажигания, зажигают смесь. Он горит, расширяет и перемещает поршень вниз.

Поэтому в этом цикле тепло превращается в механическую, полезную работу. Ход - Ход выпуска. Поршень, который движется вверх снова, выталкивает выхлопные газы через выпускной клапан. В конце цепи поршень снова поднимается и может начинаться спереди. Оттомотор основан на идеализированном цикле Отто. Он состоит из адиабатического сжатия, изохорного теплоснабжения, адиабатического теплоснабжения и изохорной теплоотдачи.

Но Лебон на этом не остановился. Уже в 1801 году он запатентовал газовый двигатель. В его конструкции в рабочий цилиндр нагнетался сжатый воздух и сжатый светильный газ, а затем воспламенялся и приводил в движение поршень. Что интересно – камеры сгорания находились с обеих сторон поршня и срабатывали поочередно, то есть двигатель производил полезную работу постоянно и должен был развивать хорошую мощность. Трагическая смерть в 1804 году прервала работу этого талантливого изобретателя.

Давайте посмотрим на это в реальном Оттомоторе. В такте всасывания всасывается смесь воздух-бензин. Когда поршень убирается, объем в цилиндре увеличивается. Полученное отрицательное давление компенсируется входящей топливной смесью, так что давление остается постоянным во время процесса - такт всасывания является изобарным. Последующий такт сжатия представляет собой адиабатическое сжатие. Зажигание в рабочем цикле происходит настолько быстро, что объем бензино-воздушной смеси можно считать постоянным - здесь у нас есть изохорная теплоснабжение.

Следующим, кто взялся за идею двигателя внутреннего сгорания, был бельгийский механик Жан Этьен Ленуар. Он тоже использовал светильный газ, но придумал воспламенять его с помощью электрической искры. Он даже создал первый рабочий двигатель, который работал совсем немного –расширившийся от температуры поршень заклинил в цилиндре. Во второй модификации Ленуар применил водяное охлаждение, а затем использовал и смазку поршня. И тогда двигатель заработал как следует. В 1864 году Ленуар продал 300 двигателей, но перестал их улучшать и скоро появились более совершенные конструкции.

После воспламенения смесь расширяется адиабатически. Таким образом, рабочий цикл включает изохорическое теплоснабжение и адиабатическое расширение. В такте выхлопа горячие выхлопные газы выталкиваются из цилиндра поршнем, который возвращается назад. Поскольку выхлопные газы могут выходить за пределы давления поршня, этот процесс также является изобарным. Тепло также рассеивается через выход горячих выхлопных газов. В такте выхлопа в оттомоторе это изобарическая теплоотдача.

Однако в идеализированном цикле Отто такие реальные проблемы, как подача топлива или удаление выхлопных газов, не учитываются, здесь газ остается в цилиндре в течение всего процесса без замены. Поэтому цикл Отто не содержит ни процесса всасывания, ни процесса выхлопа. Таким образом, поршень остается в крайнем положении после рабочего хода и может начинаться оттуда с такта сжатия. Тепло не исчерпывается выхлопными газами, но поставляется «просто так». По мере того, как поршень снова не перемещается в цилиндр после рабочего цикла, тепло выделяется с неизменным объемом - отсюда и изохорная теплоотдача в цикле Отто.

Немекий изобретатель Август Отто запатентовал свою конструкцию двигателя в 1864 году, и со временем очень сильно ее усовершенствовал. Этот двигатель был очень популярен, но имел серьезный недостаток – в качестве топлива использовался все тот же светильный газ.

В 1872 году американец Брайтон придумал использовать в качестве топлива керосин, а потом – бензин. Но жидкость нужно было превращать в газ, чтобы получать воздушно – бензиновую смесь, поэтому Брайтон и придумал такое устройство – карбюратор. Только вот работал он плохо.


Воздух всасывается в цилиндр, который затем сильно сжимается. До сих пор температура повышается, так что впоследствии впрыскиваемое дизельное топливо самопроизвольно воспламеняется. Поэтому не следует создавать топливно-воздушную смесь, и искры не требуется.

Дизельный двигатель также основан на идеализированном круговом процессе, аналогичном циклу Отто. В отличие от этого, однако, зажигание вызывает изобарическое теплоснабжение, поскольку оно медленнее, и поэтому объем нельзя считать постоянным. В то время как двигателю внутреннего сгорания требуется топливо, которое необходимо сжечь, а паровой двигатель зависит от транспортировки тепла паром, движется двигатель Стирлинга с любым источником тепла.

И вот, в 1883 году, был создан первый дествительно работающий бензиновый двигатель. А изобрел его немецкий инженер Готлиб Даймлер. Даймлер работал в фирме Отто, и ему был показан первый проект, но тот проигнорировал его. И в результате Даймлер и его друг – Вильгельм Майбах стали работать над новым двигателем самостоятельно. Так вот Отто и прозевал свое счастье, потому что в результате получился компактный, легкий и мощный двигатель.

Идея сжигания водорода в двигателе не нова сама по себе. Результаты итогового отчета были следующими. Эта технология сжигания обладает очень высокой эксплуатационной безопасностью и может быть экономически выгодной в краткосрочной перспективе. Напротив, параллельный тест на топливных элементах для крупных транспортных средств был сертифицирован как «высокие закупочные расходы и высокие простои». Тем не менее, до сих пор нет доступного и модернизированного двигателя для сжигания водорода с рыночной зрелостью.

В испытательной мастерской в ​​Нордхаузене в Тюрингии разработка такого двигателя разрабатывается специально для грузовых автомобилей. Сердцем эксперимента является полностью нормальный дизельный двигатель. Мы изменили систему зажигания, систему впрыска и геометрию поршня. Мы превращаем его в принцип оттомотора, потому что нам нужно воспламенить водород, чтобы он горел в камере сгорания. Измерительные приборы контролируют, насколько эффективно двигатель сжигает водород. Наша цель - дальнейшее повышение ценностей.

Сейчас двигатели внутреннего сгорания настолько широко распространились, что бюджет многих стран зависит от продаж нефти, из которой производят бензин. Теперь уже не люди контролируют двигатель, а он – их. Предпринимаются попытки создания принципиально новых типов двигателей, более дешевых и экологически чистых.

Например, японцы представили действующую модель автомобиля, который работает на воде. Что может быть дешевле и доступнее воды, которой на планете больше, чем суши? Современные технологии позволяют получить энергию практически из чего угодно.

Новым является то, что этот двигатель внутреннего сгорания также использует водород, который производится как отходы в промышленности, без необходимости дорогостоящей переработки. Тем не менее, это работает почти без выбросов. Только масло, которое смазывает цилиндры, вырабатывает выхлопные газы. Но они минимальны, говорит Кох. Не образуется монооксид углерода, потому что углерод не участвует в этом процессе горения, в отличие от дизельного топлива, природного газа и бензина.

Доступная и модифицированная альтернатива для транспортных компаний

То, что остается от загрязнителей, по-прежнему остается оксидом азота, однако настолько низким, что будет соблюден стандарт Евро 6. Только спрос на коммерческие автомобили является самым большим, потому что им по-прежнему не хватает недорогих альтернатив. В этом году компания планирует представить прототип. Когда ожидается запуск рынка, он все еще открыт. Но тогда владельцы коммерческих автомобилей могли бы превратить свой дизельный двигатель примерно в € 000. На следующем этапе транспортные средства должны быть оснащены двигателем с водородным двигателем непосредственно с завода, а затем за значительно меньшие деньги.

Так вот, этот японский автомобиль существует в единственном экземпляре – его сделали для регистрации патента. Что он может? А может он на литре воды любого качества – от дождевой до морской, лишь бы без грязи, проехать целый час, притом на скорости 80 км/ч. Представляете? Взял бутылку воды – и катайся себе на здоровье, а кончится – можно из речки или из крана еще набрать.

Экологически чистые синтетические топлива: промышленность давно работает над альтернативными видами топлива, которые предназначены для обеспечения долговечности двигателя внутреннего сгорания. «Трюки на грани законности». Теперь пришли гигантские мамы.

Проект закона мобильности предназначен для регулирования автоматического вождения. «Мы находимся перед двигателем номер один из истории, который является предшественником четырехтактного двигателя, который мы все знаем сегодня в самых разных вариантах». До этого г-н Отто думал о разработке машины, что является более экономичным, чем паровой двигатель, используемый в то время, и то, что мы видим здесь, представляет собой одноцилиндровый двигатель с большим маховиком, а когда на этой линии зажигания горит пламя, машина может быть введена в эксплуатацию.

Есть ли будущее у таких автомобилей? Казалось бы – несомненно. Но… есть производители бензина и экспортеры нефти… Весь мир давно поделен на сферы влияния и что-то новое, нарушающее привычный порядок, а тем более – приносящее ущерб, быстро пресекается или прячется в ящик. Против монополистов не попрешь. Патенты на такие технологии выдаются неохотно. Но как знать, может идея и пробьет себе дорогу…

Машина за ним гремит. Поршень поднимается, большой и небольшой поворот колеса. Теперь он показывает посетителям один из первых двигателей в мире. Прямо рядом с ним: еще одна огромная машина. Он не растет по ширине. Четвертый акт - веха мобильности - до сегодняшнего дня. Вначале можно было управлять автомобилем с четырехтактным двигателем.

Только один процент автомобилей управляется наполовину и электрически или с газом

Вскоре после разработки первых двигателей, Карл Фридрих Бенц строит один из первых автомобилей в Мангейме, что также практично. Происходит триумфальное шествие двигателя внутреннего сгорания. Чуть более одного процента автомобилей управляют электрическим, полуэлектрическим или газовым. Неутешительная доля. Рынок бензина и дизельного топлива.

Три века назад, в 1680 г. голландский ученый- механик Христиан Гюйгенс придумал «пороховой двигатель». Согласно $го идее под поршень, размещенный в вертикальном цилиндре, нужно было заложить заряд пороха и поджечь его через маленькое отверстие в стенке цилиндра. Продукты горения подбрасывали бы поршень до большого отверстия, сообщающего камеру сгорания с атмосферой. Опускаясь, поршень должен был тянуть груз, подвешенный на блоках. Для эпохи Гюйгенса это была сверхнеобычная «махина» (термины «двигатель» или «машина» еще не появились), ибо тогда единственным мощным двигателем было водяное колесо.

Но самое позднее, поскольку дело об управляемых значениях выхлопных газов, дизельное топливо находится под давлением. Автомобили с двигателем внутреннего сгорания с ископаемым топливом больше не имели бы шанса. Приоритетный привод должен иметь альтернативные приводы, Зеленые вызовы выше всего электродвигателя.

Электродвигатель вместо сгорания. Однако автомобильная промышленность не согласна с этой формулой. Даймлершеф Дитер Цетше, приглашенный оратор на Зеленой партийной конференции. Сегодня никто не может с уверенностью сказать, что электромобили, в том числе плагины-гибриды, будут иметь абсолютное большинство в новых автомобилях.

Сам X. Гюйгенс в то время увлекся шлифовкой линз для гигантских и по нынешним понятиям телескопов с фокусным расстоянием до 60 м. Поэтому постройку небезопасной «махины» поручил ученику - французскому физику Дени Папену, воплотившему идею в металл. Его именем и открывается история тепловых двигателей. Распространенное утверждение, что первой появилась паровая машина, неверно. «Пороховая махина» Д. Папена - прообраз современного двигателя внутреннего сгорания, поскольку горение внутри цилиндра - его неотъемлемый признак.

Вместо того, чтобы точно обсуждать, когда мы приходим, речь идет о ускорении темпа. Итак: альтернативные типы дисков, да, запрет на горение нет. Обсуждение также касается рабочих мест. Поставщики, мастерские с исследованиями выхлопных газов, заправочные станции - тысячи рабочих мест зависят от горелки.

Германия - это сильная аппаратно-ориентированная отрасль, которая сильно зависит от двигателя внутреннего сгорания. И все же, говорит Братзель, изменить нельзя. Соотношение двигателя внутреннего сгорания вернется и отрасль должна отрегулировать. По словам Братцеля, автомобильная индустрия потеряла доверие к дизельному двигателю.

Провозившись с «махиной» несколько лет, Папен понял, что порох - горючее не из лучших. Судьба послала ему в ту пору новых выдающихся учителей. В Англии он знакомится с Робертом Бойлем, изучавшим состояние газов, а позже, в Германии, с математиком Готфридом Лейбницем. Возможно, что их работы и помогли Д. Папену создать «пароатмосферный двигатель», в котором поршень поднимал «получаемый при посредстве огня водяной пар». Когда источник тепла (огонь) убирали, пар «опять сгущался в воду», и поршень под действием веса и атмосферного давле- ния (!) опускался вниз.

Но великий прорыв еще впереди. В прошлом году это было неплохо 000 раз. Экологический баланс электромобилей также противоречив. Они являются только экологически чистыми, когда им предъявляются обвинения в использовании возобновляемой электроэнергии. Скептицизм - это также оценка жизненного цикла в производстве автомобилей.

Но их вряд ли рекламируют. «Электронная мобильность уже входит в рекламу, вы видите сообщения, но если вы посмотрите на цифры, мы еще не находимся там, что электронная мобильность - большая тема». Он изучил расходы строителей на рекламу. Всего на рекламу на рекламном рынке тратится около одного миллиарда долларов, и на этом рекламном рынке электронная мобильность достигла пика от 60 до 70 миллионов евро или хорошие пять процентов.

И хотя здесь уже используется пар, новую машину Папена нельзя назвать паровой: рабочее тело в ней не покидает пределов цилиндра и только источник тепла расположен снаружи. Поэтому можно сказать, что вслед за ДВС Папен изобрел двигатель внешнего сгорания. Первый в мире делал всего один ход в минуту, что не отвечало даже непритязательным требованиям тех времен. И Папен, отделив котел от цилиндра, изобрел паровую машину!

Первая в мире пароатмосферная машина попала в «подмастерья» к водяному колесу. В книге Д. Папена «Новое искусство эффективно поднимать воду на высоту при помощи огня» сказано, что она качала воду, чтобы та... вращала водяное колесо.

Восемнадцатый век. Он не принес нового истории ДВС. Но зато Томас Ньюкомен в Англии (в 1711 г.), Иван Ползунов (в 1763 г.) и англичанин Джеймс Уатт (в 1784 г.) развили идеи Д. Пап^ра. Началась самостоятельная жизнь паровой машины, ее победное шествие. Оживились и сторонники внутреннего сгорания. Да разве не заманчиво объединить и топку и котел паровой машины с ее цилиндром? Когда-то Папен поступил наоборот, а теперь...

В 1801 г. француз Ф. Лебон предположил, что светильный газ - неплохое топливо для ДВС. На претворение идеи в жизнь ушло 60 лет. Его земляк, Жак Эть- ен Ленуар, бельгиец по национальности, запустил в 1861 г. первый в мире ДВС. По устройству это была паровая машина двойного действия без котла, приспособленная для сжигания в ней4 смеси воздуха и светильного газа, подаваемой при атмосферном давлении.

Нельзя сказать, что Ленуар был первым. За 60 лет патентные ведомства получили множество заявок на «привилегии» по постройке необычных тепловых двигателей. Например, в 1815 г. заработал «воздушный тепловой двигатель» Po6efpTa Стирлинга, который в 1862 г. удалось превратить в холодильную машину. Были и другие попытки постройки ДВС.

Но распространение получил лишь , несмотря на то, что он был громоздок, капризен, поглощал массу смазки и воды, за что даже получил нелестное прозвище «вращающийся кусок сала». Но Жак Ленуар потирал руки - спрос на «куски сала» рос. Однако торжествовал он недолго. На Всемирной выставке 1867 г. в Париже вопреки ожиданиям первый приз получил «газовый атмосферный двигатель», привезенный из Германии Николаусом Отто и Эйг^ном Лангеном. Он оглушал посетителей неимоверным треском, но зато потреблял гораздо меньше топлива, чем двигатель Лену ара, и имел на 10% больший КПД. Секрет его успеха - предварительное сжатие рабочей смеси, чего в двигателях Ленуара не было.

Еще в 1824 г. французский инженер Никола Леонар Сади Карно издал книжку «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». Фейерверк идей: принципы теплопередачи, критерии для сравнения всех тепловых циклов, основы термодинамики двигателей и среди них предварительное сжатие - был рассыпан на страницах этой маленькой книжки. Через десять лет эти идеи развил Б. Клапейрон, а чуть позднее - У. Томсон. Теперь эти имена всем знакомы. Но ни Ленуар, ни Отто, ни Ланген об их трудах ничего не знали. Они предпочитали теории эксперимент. Не знали они и того, что в 1862 г. француз А. Бо де Роша уже запатентовал четырехтактный цикл. А второй по счету такт - как раз и есть предварительное сжатие рабочей смеси.

Четырехтактный двигатель, практически не отличающийся от современных ДВС, Отто и Ланге привезли лишь на Всемирную выставку 1873 г. До этого изобретатели не только использовали опыт производства паровых машин, но применяли такой же, как у них, механизм газораспределения - золотник. В новом двигателе вместо золотника стояли клапаны.

Неприступные позиции паровой машины пошатнулись. ДВС перешел в наступление. Недолго поработав на светильном газе, он принялся за более калорийный - генераторный. А потом, и поначалу это казалось невероятным, добрался до «необычного» жидкого топлива.

Сдалась не сразу. В 1880 г. М. Д. Можайский заказал для своего самолета две паровые машины. Об «удельном» весе, равном 5 кг/л. е., конструкторы ДВС в то время только мечтали, а М. Можайский достиг этого без особого труда. Но уже через восемь лет «Товарищество по постройке воздушного корабля «Россия» собралось установить на свой дирижабль один из первых в мире бензиновых двигателей, построенный Огнеславом Костовичем. Он добился не

обычайной легкости конструкции: на 1 л. с. мощности в его двигателе приходилось всего по 3 кг веса. Оригинальной была и компоновка двигателя. Пары противолежащих поршней через расположенные с боков коромысла вращали коленчатый вал, размещенный над цилиндрами (2). Двигатель сохранился, и с ним мож^о ознакомиться в Московском Доме авиации им. М. В» Фрунзе.

На рубеже XX в. в постройку здания ДВС был заложен последний камень. В 1893 г. с претенциозной идеей «рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели» выступил немецкий инженер Рудольф Дизель. Первый образец его двигателя заработал в 1897 г. Масса недостатков сполна компенсировалась небывало высоким КПД, равным 26%. Для первого образца этого более чем достаточно. Интересно, что усовершенствование двигателей Дизеля, их доводку осуществили русские инженеры на Петербургском заводе Нобеля в 1899-1902 гг. Только после этого дизель стал достойным конкурентом карбюраторного ДВС.

Массовое распространение ДВС резко изменило жизнь человека. Грохот моторов стал слышаться со всех сторон. Он заставил пешеходов испуганно жаться к стенам домов, с любопытством задирать голову вверх, часами глазеть на манипуляции различных машин.

Двигатель внутреннего сгорания – изобретения и открытия 9000 1

Двигатель, в котором внутри него сжигается топливо, дающее тепловую энергию. Затем она преобразуется в механическую энергию.

Первый такой двигатель (вдобавок экологический, т.к. он сжигает смесь водорода и кислорода и выделяет в качестве выхлопных газов чистую воду ! ), появился благодаря Бракенбургу еще в 1836 году, но безопасность его изобретения не вызывала доверия среди потенциальных покупателей и идея немецкого изобретателя была быстро забыта.

В 1860 году был создан прародитель двигателя внутреннего сгорания. Это был двухтактный одноцилиндровый двигатель с искровым зажиганием, работавший на смеси природного газа и воздуха, мощностью 8,8 кВт; он работал аналогично паровой машине двойного действия, т. е. сгорание смеси происходило в его цилиндре как под, так и над поршнем, благодаря системе двух впускных и выпускных каналов, подающих и отводящих попеременно смесь и выхлопные газы. С другой стороны, не происходило сжатия топлива, а только расширение, вызванное его взрывом, и поршень возвращался в исходное положение.
Его конструктором был французский инженер бельгийского происхождения Этьен Ленуар.
Конечно, у него была идея втиснуть его в легкую карету и превратить в автомобиль — несколько неудачных попыток, однако, отбили у него охоту к дальнейшим экспериментам. Двигатель работал не очень эффективно, потреблял много бензина и смазки, работал с перебоями и часто останавливался.

Через несколько лет его соотечественник Пьер Равель построил автомобиль с двигателем, работавшим на керосине. К сожалению, франко-прусская война помешала испытанию готовой машины — ее похоронили вместе с навесом, в котором она была построена.


Лишь в 1876 году немецкий изобретатель-самоучка Николаус Отто разработал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, положивший начало автомобильной эре. Также благодаря этому изобретению человек смог впервые подняться в воздух на самолете. С тех пор произошло бурное развитие различных типов двигателей.

В 1878-79 годах Карл Бенц разработал первый двухтактный бензиновый двигатель, а в 1893 году Рудольф Дизель запатентовал первый двигатель с воспламенением от сжатия.

В 1883 году Вильгельм Майбах и Готлиб Даймлер построили свой первый бензиновый двигатель, который еще не подходил для мобильного использования. 12 февраля 1884 года Эдуар Деламар-Дебутвиль получает патент на свой автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, в котором, однако — вместо бензина — сжигается… легкий газ. А играть с газом (особенно хранящимся в кожаных мешках для воды) — не шутка: запатентованная машина Делемара взлетает на воздух при первой же поездке.


Стальной бензиновый трехколесный велосипед Mannheim производства Карла Фридриха Бенца прибыл в следующем году. Мощность его двигателя всего 2/3 лошадиных силы, он мог перевозить одного водителя и одного пассажира со скоростью 12 км/ч.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?
В поршневых двигателях внутреннего сгорания движение поршня обусловлено быстрым сгоранием топливно-воздушной смеси внутри цилиндров. Воспламенение горючей смеси вызывает отталкивание поршней и тем самым вращение коленчатого вала

По различному строению и принципу работы поршневые двигатели внутреннего сгорания можно разделить на: .

Двигатель внутреннего сгорания. Что это такое и как это работает?

Двигатель внутреннего сгорания до сих пор является основой работы многих устройств. Используется не только автомобилями, но и кораблями и самолетами. Моторный привод работает на основе теплых и горячих веществ. Сжимая и разжимая, он получает энергию, которая позволяет объекту двигаться. Это основа, без которой ни одно транспортное средство не может функционировать должным образом. Именно поэтому каждый водитель должен знать его базовую структуру и принцип работы, чтобы в случае возникновения проблемы проще и быстрее диагностировать возможную неисправность.Читай дальше, чтобы узнать больше!

Что такое двигатель внутреннего сгорания?

Как следует из названия, это прежде всего устройство, сжигающее топливо. Таким образом, он вырабатывает энергию, которую затем можно перенаправить, например, на движение автомобиля или использовать для включения какой-либо другой машины. Двигатель внутреннего сгорания состоит из, среди прочего:

Стоит отметить, что процессы внутри двигателя цикличны и должны быть достаточно равномерными. Поэтому, если транспортное средство перестает двигаться гармонично, проблема вполне может быть в двигателе.

Как работает двигатель внутреннего сгорания? Это довольно простой механизм

.

Для работы двигателя внутреннего сгорания требуется холодная и теплая среда. Первый обычно представляет собой воздух, который всасывается из окружающей среды и сжимается. Таким образом, и его температура, и давление увеличиваются. Затем он нагревается сгорающим в кабине топливом. Достигнув соответствующих параметров, он расширяется в цилиндре или в турбине, в зависимости от конструкции конкретного двигателя. Это создает энергию, которую затем можно перенаправить на привод машины.

Двигатели внутреннего сгорания и их типы

Двигатели внутреннего сгорания можно разделить на множество различных типов. Разбивка зависит от учитываемых параметров. В первую очередь различаем двигатели:

  • открытое горение;
  • закрытого сгорания.

Первые могут находиться в газообразном состоянии с неизменным составом, а вторые могут иметь переменный состав. Кроме того, их можно разделить по давлению во всасывающем коллекторе. Таким образом, можно провести различие между безнаддувными и наддувными двигателями.Последние делятся на низко-, средне- и высокозарядные. Есть еще, например, двигатель Стрелинга, в основе которого лежит химический источник тепла.

Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Это началось в 18 веке на

Один из первых прототипов создал Филипп Лебон, французский инженер, живший во второй половине 18 века. Французы работали над усовершенствованием паровой машины, но, наконец, в 1799 году изобрели машину, задачей которой было сжигание выхлопных газов.Однако публике презентация не понравилась из-за запаха, исходящего от машины. Почти 60 лет изобретение не пользовалось популярностью. Когда был разработан двигатель внутреннего сгорания, каким мы его знаем сегодня? Только в 1860 году Этьен Ленуар нашел свое применение, создав транспортное средство из старой гужевой повозки, и тем самым начал путь к современной автомобилизации.

Двигатель внутреннего сгорания в первых современных автомобилях

Первые двигатели внутреннего сгорания, которые использовались для привода транспортных средств, подобных современным автомобилям, начали создаваться в 1980-х годах.XIX век. Среди пионеров был Карл Бенц, который в 1886 году создал транспортное средство, считающееся первым автомобилем в мире. Именно он положил начало мировой моде на автомобильную промышленность. Основанная им компания существует и по сей день и широко известна как Mercedes. Однако стоит также отметить, что в 1893 году Рудольф Дизель создал первый в истории двигатель с воспламенением от сжатия.

Является ли двигатель внутреннего сгорания последним ключевым изобретением в автомобильной промышленности?

Двигатель внутреннего сгорания — основа современной автомобилизации, но и о нем, вероятно, со временем забудут. Инженеры сообщают, что больше не могут создавать более мощные механизмы такого рода. По этой причине электроприводы, не загрязняющие окружающую среду, будут становиться все более популярными, а их возможности намного больше.

Двигатель внутреннего сгорания стал важной вехой в развитии автомобилестроения. Все указывает на то, что это скоро уйдет в прошлое из-за все более ограничивающих стандартов на выбросы выхлопных газов. Поэтому тем более стоило знать его структуру и историю, потому что скоро он сам станет пережитком прошлого.

.90 000 176 лет назад родился изобретатель 4-тактного бензинового двигателя

Николаус Август Отто родился 14 июня 1832 года в Хольцхаузене-на-Хайде в Рейнской области.Он бросил школу в шестнадцать лет, чтобы работать в продуктовом магазине, затем переехал в Кельн на Рейне, где впервые столкнулся с бельгийским двухтактным газовым двигателем Этьена Ленуара. Событие, произошедшее в 1859 году, стало поворотным в жизни Отто. Через два года он построил свой первый силовой агрегат на основе двигателя Ленуара.

В 1864 году вместе с Ойгеном Лангеном он основал компанию «Н.А. Отто и Си». производство «безнаддувных» двухтактных двигателей, работающих на газе. Вначале речь шла о штучном производстве, «серийное» производство началось только в 1868 году. Интересен тот факт, что позже двигатель Отто получил золотую медаль на всемирной выставке в Париже. Через четыре года после начала серийного производства, в 1872 году, к компании присоединились два новых конструктора — Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. Хотя они проработали в компании недолго, благодаря им Отто заинтересовался 4-тактными бензиновыми двигателями с «внутренним сгоранием».Вскоре после этого компания была преобразована в акционерное общество «Газмоторенфабрик Дойц АГ».

Прототип двигателя с фазами всасывания-сжатия-расширения-взрыва был готов за четыре года, а в 1877 году двигатель был запатентован.Четырехтактный цикл стационарного газового двигателя был назван в честь его создателя, т. е. «циклом Отто». В 1882 году дизайнер был удостоен звания почетного доктора философского факультета Вюрцбургского университета.

Otto вошел в историю двигателей внутреннего сгорания еще с одним решением.До 1884 года двигатели работали на газе, использование жидкого топлива было невозможно из-за отсутствия подходящей системы зажигания. Отто разработал простое низковольтное магнитное зажигание и проблема была решена — с тех пор топливно-воздушная смесь воспламеняется от электрической искры.

Это изобретение произвело революцию в дальнейшем развитии силовых агрегатов - бензиновый двигатель с искровым зажиганием, хотя и только 2-тактный, Карл Бенц приспособил к нему 3-х колесный привод, и в том же году состоялась премьера 4-тактного двигателя, построенного по схеме Отто. имели место патенты.Это был мопед, построенный Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом, бывшими сотрудниками Otto. В следующем году они установили свой двигатель в лафет, а в 1889 году в легкий 4-колесный стальной колесный Stahlardwagen.

Конкуренты, конечно же, стремились дискредитировать Отто.Четырехтактный двигатель ранее был разработан французским дизайнером Альфонсом Бо-Эженом де Роша, который даже выиграл иск в порядке очереди, что привело к аннулированию патентов Отто. Однако уже тогда, в середине 1880-х, двигатели Отто пользовались большой популярностью. Согласно последним исследованиям, итальянские инженеры Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи получили патент на двигатель с «эффективным внутренним сгоранием» в Лондоне в 1854 году.

Немецкий изобретатель умер 26 января 1891 года в Кёльне на Рейне в возрасте 59 лет.

Возможно, Николаус Август Отто не был первым, кто разработал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Тем не менее, это был определенно первый двигатель, который использовался на практике.Недавно концерн Daimler AG воздал должное гениальному конструктору, представив прототип экспериментального силового агрегата, сочетающего принципы работы дизельного и бензинового двигателей — DiesOtto. Также следует подчеркнуть, что компания, основанная Отто, действует до сих пор, но название было сокращено до Deutz AG.

.

В каком году был изобретен двигатель внутреннего сгорания? Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Рекордсмены нашего времени

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания - двигатель, в котором топливо сжигается непосредственно в рабочей камере (внутри) двигателя. Двигатель внутреннего сгорания преобразует тепловую энергию от сжигания топлива в механическую работу.

По сравнению с двигателями внутреннего сгорания внешнего сгорания:

отсутствуют дополнительные элементы теплопередачи - топливо, само сгорание создает рабочее тело;

компактнее, так как не так много дополнительных блоков;

более экономичный;

потребляет газообразное или жидкое топливо с очень жестко определенными параметрами (летучесть, температура воспламенения паров, плотность, теплота сгорания, октановое или цетановое число), потому что от этих свойств зависит работоспособность самого ДВС.

История создания

В 1807 году Франсуа Исаак де Риваз построил первый поршневой двигатель, часто называемый двигателем де Риваза. Двигатель работал на газообразном водороде, конструктивные элементы которого использовались уже в последующих прототипах ДВС: шатунный узел и искровое зажигание. Первый практически пригодный двухтактный двигатель внутреннего сгорания был сконструирован французским механиком Этьеном Ленуаром (1822-1900) в 1860 году. Мощность составляла 8,8 кВт (11,97 л.с.).Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работающую на смеси воздуха и осветительного газа с электроискровым зажиганием от внешнего источника. КПД двигателя не превышал 4,65%. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара приобрел некоторую популярность. Используется в качестве лодочного двигателя.

После ознакомления с двигателем Ленуара выдающийся немецкий конструктор Николаус Август Отто (1832-1891) создал в 1863 году двухтактный атмосферный двигатель внутреннего сгорания. Двигатель имел вертикальное расположение цилиндров, открытое пламенное зажигание и КПД до 15%.Двигатель Ленуара был смещен.

В 1876 году Николаус Август Отто построил усовершенствованный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе.

В 1880-х годах Огнеслав Степанович Костович построил первый в России бензиновый карбюраторный двигатель.

В 1885 году немецкие инженеры Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах разработали легкий бензиновый двигатель с карбюратором. Даймлер и Майбах использовали его для создания первого мотоцикла в 1885 году, а в 1886 году — для первого автомобиля.

Немецкий инженер Рудольф Дизель стремился повысить эффективность двигателя внутреннего сгорания и в 1897 году предложил двигатель с воспламенением от сжатия. На заводе Людвига Нобеля Эммануэля Людвиговича Нобеля в Санкт-Петербурге в 1898-1899 годах Густав Васильевич Тринклер усовершенствовал этот двигатель, применив бескомпрессорное распыление топлива, что позволило использовать в качестве топлива масло. В результате бескомпрессорный дизельный двигатель с воспламенением от сжатия стал самым экономичным стационарным тепловым двигателем.В 1899 году на заводе Людвига Нобеля был построен первый в России дизельный двигатель и налажено серийное производство дизелей. Этот первый дизельный двигатель имел мощность 20 л.с. с., один цилиндр диаметром 260 мм, ход поршня 410 мм и частота вращения 180 об/мин. В Европе дизель, усовершенствованный Густавом Васильевичем Тринклером, называли «русским дизелем» или «двигателем Тринклера». На Всемирной выставке в Париже в 1900 году дизельный двигатель получил главный приз.В 1902 году Коломенский завод купил у Эммануила Людвиговича Нобеля лицензию на дизельный двигатель и вскоре приступил к серийному производству.

В 1908 году главный инженер Коломенского завода Р.А. Корейвские дизели стали широко применяться на теплоходах Коломенского завода. Они также производились на заводах Нобеля.

В 1896 году Чарльз У. Харт и Чарльз Парр разработали двухцилиндровый бензиновый двигатель. В 1903 году их компания построила 15 тракторов. Их 6-тонный трактор № 3 является старейшим трактором с двигателем внутреннего сгорания в Соединенных Штатах и ​​​​находится в Смитсоновском национальном музее американской истории в Вашингтоне.Двухцилиндровый бензиновый двигатель имел совершенно ненадежную систему зажигания и мощность 30 л.с. З. на холостых и 18 л. Z. под нагрузкой

Первым практически пригодным трактором с двигателем внутреннего сгорания был американский трехколесный трактор Дэна Олборна 1902 года. Было построено около 500 таких легких и мощных машин.

В 1903 году братья Орвилл и Уилбур Райт совершили полет на первом самолете. Двигатель самолета сделал механик Чарли Тейлор. Основные детали двигателя изготовлены из алюминия.Двигатель Райта-Тейлора был примитивным вариантом инжекторного бензинового двигателя.

На первом в мире теплоходе - нефтебарже "Вандал", построенном в 1903 году в России на Сормовском заводе для Товарищества братьев Нобель, были установлены три четырехтактных дизеля мощностью по 120 л каждый. З. каждый. В 1904 году был построен теплоход «Сармат».

В 1924 году на Балтийском заводе в Ленинграде по проекту Якова Модестовича Гаккеля был построен тепловоз ЮЭ2 (Щел1).

Практически одновременно в Германии, по приказу СССР и по проекту профессора И. В. Ломоносова, по личному распоряжению В. И. Ленина, в 1924 г. на немецком заводе в Эсслингене (бывш. ). Кесслер) недалеко от Штутгарта.

Типы двигателей внутреннего сгорания

Поршневые двигатели - камера сгорания находится в цилиндре, тепловая энергия преобразуется в механическую посредством кривошипно-шатунного механизма.

Газовая турбина - Энергия преобразуется клиновидным рабочим колесом.

Жидкостный ракетный двигатель и воздушно-реактивный двигатель преобразуют энергию сгорания топлива непосредственно в энергию газовой струи.

Двигатели с поворотными поршнями - в них преобразование энергии происходит в результате вращения рабочих газов ротора со специальным профилем (двигатель Ванкеля).

Двигатели внутреннего сгорания классифицируются:

по назначению - для стационарного и специального транспорта.

по виду используемого топлива - легкие жидкости (бензин, газ), тяжелые жидкости (дизель, мазут).

по способу создания горючей смеси - наружный (карбюратор) и внутренний (в цилиндре двигателя внутреннего сгорания).

по объему рабочих полостей, а также массе и габаритам - легкие, средние, тяжелые, специальные.

по количеству и расположению цилиндров.

В дополнение к указанным выше критериям классификации, общим для всех двигателей внутреннего сгорания, существуют критерии, по которым классифицируются отдельные типы двигателей. Так, поршневые двигатели можно классифицировать по количеству и положению коленчатых и распределительных валов, по типу охлаждения, по наличию или отсутствию поперечины, давлению (и типу наддува), способу смесеобразования, по типу зажигания, количеству карбюраторов, тип газораспределительного механизма.

Сегодня двигатели внутреннего сгорания окружают нас практически со всех сторон - количество автомобилей измеряется сотнями миллионов. Кроме того, они используются во многих других устройствах, от электрогенераторов до авиации. Но при всем их разнообразии принцип их работы одинаков – сжигание жидкого топлива в смеси с кислородом в небольшой камере. При этом возникает микровспышка и под действием высокого давления расширяющихся газов происходит перемещение основной подвижной части двигателя - поршня.В принципе правило простое, но интересно, кто его придумал?

А первым, кто решил использовать энергию сгорания топлива для создания двигателя, был французский инженер Филипп Ле Бон. В 1799 году он открыл так называемый светящийся газ, который состоял из смеси водорода, метана и углекислого газа. В том же году он запатентовал способ получения этого газа из древесины или угля. Позже этот газ стали широко использовать для освещения — в газовых фонарях.

Но Ле Бон на этом не остановился.Уже в 1801 году он запатентовал газовый двигатель. В его конструкции сжатый воздух и сжатый светящийся газ впрыскивались в рабочий цилиндр, а затем воспламенялись и приводили в движение поршень. Интересно, что камеры сгорания располагались по обеим сторонам поршня и стреляли попеременно, то есть двигатель постоянно совершал полезную работу и должен был развивать неплохую мощность. Трагическая смерть в 1804 году прервала деятельность этого талантливого изобретателя.

Другим, кто подхватил идею двигателя внутреннего сгорания, был бельгийский механик Жан Этьен Ленуар.Он также использовал светящийся газ, но ему пришла в голову идея поджечь его от электрической искры. Он даже создал первый работающий двигатель, который работал совсем немного — поршень, расширявшийся под воздействием температуры, застревал в цилиндре. Во второй модификации Ленуар применил водяное охлаждение с последующей поршневой смазкой. И тут двигатель заработал нормально. В 1864 году Ленуар продал 300 двигателей, но прекратил их усовершенствование, и вскоре последовали более совершенные конструкции.

Немецкий изобретатель Август Отто запатентовал конструкцию своего двигателя в 1864 году и со временем значительно улучшил ее.Этот двигатель был очень популярен, но у него был серьезный недостаток — в качестве топлива использовался тот же легкий газ.

В 1872 году американцу Брайтону пришла в голову идея использовать в качестве топлива керосин, а затем бензин. Но жидкость нужно было превратить в газ, чтобы получить воздушно-бензиновую смесь, поэтому Брайтон изобрел такое устройство — карбюратор. Только вот работал он плохо.

Итак, в 1883 году был изготовлен первый реально работающий бензиновый двигатель. Его изобрел немецкий инженер Готлиб Даймлер.Даймлер работал в компании Отто, и ему показали первый эскиз, но он проигнорировал его. В результате Даймлер и его друг Вильгельм Майбах начали работать над новым двигателем самостоятельно. Отто упустил свое счастье, так как в результате получил компактный, легкий и мощный двигатель.

Сегодня двигатели внутреннего сгорания настолько распространены, что бюджет многих стран зависит от продажи масла, из которого производится бензин. Теперь не люди управляют двигателем, а он ими. Предпринимаются попытки создания совершенно новых типов двигателей, более дешевых и экологичных.

Например, японцы представили действующую модель автомобиля, передвигающегося по воде. Что может быть дешевле и доступнее воды, которой на планете больше, чем на суше? Современные технологии позволяют получать энергию практически из чего угодно.

Так вот этот японский автомобиль существует в единственном экземпляре - он создан с целью регистрации патента. Что он может сделать? А может час проехать на литре воды любого качества - от дождевой до морской, даже без грязи, проехать час, причем со скоростью 80 км/ч.Ты можешь представить? Взял бутылку воды - и катайся за здоровьем, а она кончится - можно набрать еще из речки или из-под крана.

Есть ли будущее у таких автомобилей? Казалось бы - несомненно. Но... есть производители бензина и экспортеры нефти... Весь мир давно поделен на сферы влияния, и что-то новое, ломающее устоявшийся порядок, а тем более вредное, быстро замалчивается или прячется в ящик. На монополистов нельзя наступать. Патенты на такие технологии выдаются неохотно.Но кто знает, может идея получит развитие...

Двигатель является одним из основных компонентов автомобиля. Без изобретения двигателя автомобильная промышленность, вероятно, остановилась вскоре после изобретения колеса. Прорыв в истории автомобилестроения произошел с изобретением двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало настоящей движущей силой, дающей скорость.

Попытки создать устройство, похожее на двигатель внутреннего сгорания, начались еще в 18 веке. Многие изобретатели участвовали в создании устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую энергию.

Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они изобрели устройство, которое назвали «пиреолофор». Топливом для этого двигателя должна была стать угольная пыль. Однако это изобретение так и не получило научного признания и существовало на самом деле только в чертежах.

Первым успешным двигателем, представленным на рынке, стал двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Дж.Дж. Этьен Ленуар. Год рождения этого изобретения – 1858 год. Это был двухтактный электродвигатель с карбюратором и искровым зажиганием.Топливом для устройства служил угольный газ. Изобретатель, однако, не учел необходимость смазывать и охлаждать свой двигатель, поэтому проработал он очень недолго. В 1863 году Ленуар модернизировал свой двигатель, добавив недостающие системы и введя в качестве топлива керосин.


Дж. Дж. Этьен Ленуар

Машина была крайне несовершенной - грелась, неэффективно расходовала смазку и топливо. Однако с его помощью двигались и трехколесные машины, тоже далекие от идеала.

В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работавший на сгорании нефтепродуктов. Автором изобретения был Зигфрид Маркус, он же представил публике транспортное средство со скоростью 10 миль в час.

В 1873 году другой инженер, Джордж Брайтон, смог сконструировать двухцилиндровый двигатель. Первоначально он работал на керосине, а затем на бензине. Недостатком этого двигателя была его чрезмерная массивность.

В 1876 году произошел прорыв в производстве двигателей внутреннего сгорания.Николас Отто первым создал технологически совершенное устройство, эффективно преобразующее энергию топлива в механическую энергию.


Николас Оттон

В 1883 году француз Эдуард Деламар разработал конструкцию газового двигателя. Однако его изобретение существовало только на бумаге.

1185 есть громкое имя в истории автомобилестроения -. Ему удалось не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя — с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором.Это был первый компактный двигатель, который также способствовал развитию приличной скорости движения.

Параллельно с Daimler работал над разработкой двигателей и автомобилей.

В 1903 году Daimler и Benz объединились в полноценную автомобильную компанию. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.

.

История автомобилей

История автомобилей начала складываться в начале разработки двигателя внутреннего сгорания. Но было ли это настоящим началом? В моих глазах реальное начало транспорта, движения, транспортных средств всех видов, а также автомобилей было одним из самых важных моментов в истории человечества, а именно изобретением колеса около 4000 лет до н.э. в Месопотамии. Именно это, казалось бы, тривиальное изобретение положило начало развитию как транспорта, так и оказало влияние практически на все сферы нашей жизни.Мы можем найти все виды колес практически везде. Их можно найти в двигателях, транспортных средствах, промышленном оборудовании, часах и многих других предметах, которые невозможно заменить. Колесо произвело революцию в мире. До 200 г. н.э. его использовали как водяное колесо для привода мельниц.

Следующим шагом на пути к созданию первого автомобиля стало изобретение двигателя. Может, это и не был двигатель внутреннего сгорания, но это изобретение явилось прообразом для создания нынешних конструкций, и речь идет о паровой турбине, изобретенной ок.60 г. н.э. в Древней Греции Героном. Это была довольно примитивная конструкция, но она представила представление о работе двигателя. Она преобразовывала энергию водяного пара в механическую энергию. Однако это было изобретение, которое служило игрушкой, технической новинкой. Практического применения этого изобретения пришлось ждать целых 1500 лет. В 17 веке возродилась идея паровой машины и начался ряд экспериментов с ее использованием. Эти попытки потребовали необходимых доработок и исправлений в конструкции.Появилось много концепций паровых двигателей. Это привело к разработке первой полностью функционирующей паровой машины с рабочим потенциалом. Однако это был слишком сложный для эксплуатации проект, поэтому он не был принят. Изделие Папена, однако, не затерялось где-то среди других экспериментов, потому что оно заинтересовало капитана-мореплавателя и горного инженера Томаса Савери, который усовершенствовал машину Папена и изобрел пароатмосферный насос, который наконец нашел практическое применение.Рубеж 17-го и 18-го веков является приблизительной датой рождения первой паровой машины, которая использовалась на практике. Это был прорыв не только в календаре, но и в технологиях. Огромный шаг был сделан на пути к конструкциям двигателей, которые мы знаем сегодня.

По мере того, как шли годы и расширялись знания конструкторов различных изобретений, все большее значение стало приобретать электричество, которое, по общему признанию, было «известно», вернее, наблюдалось ранее, хотя никто толком не понимал, что это вообще такое. века некий Отто фон Герике изобрел простую электростатическую машину, благодаря которой наблюдал способность различных предметов соотноситься с наэлектризованным предметом.В этот момент началась лавина испытаний, экспериментов и изобретений, развивающих темы, связанные с электричеством, электричеством и всем, что с ними связано. Так, в 1729 году англичанин Стивен Грей обнаружил, что электрическая жидкость способна переходить из стеклянной трубки в ее пробку, и заметил, что существуют хорошие и плохие электрические проводники. В 1734 году француз Шарль-Франсуа де Систерне Дюфе обнаружил два типа электрических зарядов: положительный и отрицательный. В 1745 году по воле случая голландский профессор Питер ван Мусшенбрук изобрел лейденскую бутылку (название происходит от города, где она была изобретена), а независимо от него немец Эвальд Юрген фон Клейст создал такой безымянный прибор.Они оба подали заявки на патент одновременно в разных местах по всему миру. С лейденской бутылкой было проведено множество экспериментов и демонстраций.

Следующим шагом вперед стала акция американца Бенджамина Франклина. Именно он в 1752 году «поймал» молнию в лейденской бутылке знаменитым воздушным змеем на металлическом шнуре, выпущенным во время грозы. Это привело к созданию первого громоотвода. В 1785 году Шарль Огюстен де Кулон сформулировал свои законы относительно покоящихся электрических зарядов.Алесандро Вольт изобрел конденсатор в 1782 году, а через несколько лет, в 1800 году, создал первую электрическую ячейку.

«Электродвигатель изобрел английский физик и химик - Майкл Фарадей. Он открыл в 1831 г. явление электромагнитной индукции, способствовавшее созданию электродинамики, и построил так называемый Щит Фарадея, который запускал электродвигатели. В 1834 году. Мориц Герман Якоби, физик и инженер-электрик немецкого происхождения, построил коллекторный электродвигатель и использовал его для приведения в движение лодки.Первый электродвигатель, использованный в станке, был построен в 1837 году американским конструктором Томасом Дэвенпортом. Затем он использовал его, чтобы управлять дрелью и токарным станком по дереву. Этот двигатель достиг скорости 450 об/мин. Первый миниатюрный двигатель был построен Томасом Алва Эдисоном в 1880 году. Двигатель имел размеры 25 х 40 мм и развивал скорость 4000 об/мин. Эдисон использовал его в электрической ручке для создания штампов для копировальных аппаратов с точками, приводя в действие вибрирующую иглу в держателе. Ручка проделала в матрице отверстия, которые сформировали контуры букв.Всего было выпущено около 60 000 электрических ручек Эдисона. Первым применением электродвигателя для привода большого объекта является электровоз на 150 В, построенный в 1879 году Эрнстом Вернером фон Сименсом. Двухфазный асинхронный двигатель был изобретен в 1887 году Николой Теслой, американским электриком хорватского происхождения. Два года спустя Михал Доливо-Добровольский, инженер-электрик польского происхождения, построил трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.В 1902 году немецкий инженер Эрнст Даниэльсон построил синхронный двигатель».

Однако с электродвигателями связано много проблем, самой большой из которых является их способность преодолевать большие расстояния. Несмотря на простоту конструкции и чрезвычайно высокий КПД, который на данный момент составляет более 90%, аккумуляторы обеспечивают несравненно меньший запас хода традиционного топливного бака. И вот тут-то и начинаются приключения с двигателями внутреннего сгорания.

Начало производства легкого газа в 1783 году можно считать рождением идеи приводных машин с двигателями, преобразующими химическую энергию в механическую за счет сгорания вещества.Именно тогда люди начали задаваться вопросом, можно ли использовать это топливо для питания машин. С начала девятнадцатого века стали появляться первые двигатели внутреннего сгорания, которые реализовывали идею своей работы, но имели множество недостатков, которые дисквалифицируют их как практически используемый источник энергии. Благодаря этим прототипам и конструкциям стало возможным определить правила, регулирующие создание двигателя внутреннего сгорания. Они были отцами концепции двигателя внутреннего сгорания, в том числе: Филипп Лебон, Сэмюэл Браун, Л.У. Райт, Николо Барсанти и Феличе Матеуччи, Кристиан Райтман и Уильям Сименс. Именно их усилия и старания позволили создать рекомендации по проектированию двигателя внутреннего сгорания.

Первым, кто применил на практике принципы, основанные на предыдущих экспериментах, был Этьен Ленуар. Он создал первый тяжелый тихоходный газовый двигатель, который был признан первым двухтактным двигателем. Это не было массивным сооружением. Он имел мощность всего 0,5 л.с. при частоте вращения до 50 об/мин.Он был предельно прост по устройству, имел КПД, близкий к нулю, и не мог работать более 10 минут. Однако именно эта конструкция стала прообразом для дальнейшего развития концепции реального и вполне работоспособного двигателя внутреннего сгорания.

Схема рабочего цикла двухтактного двигателя

Концепция

Ленуара была разработана и усовершенствована немецким самоучкой Николаусом Отто и его инженером-соотечественником Ойгеном Лангером. Проанализировав эту конструкцию, они обнаружили, что топливо, питающее двигатель, должно быть изменено.Для этой цели Отто сконструировал карбюратор, но патента на него не получил, так как такое устройство уже было создано. Вместе они также начали работу над совершенно новой конструкцией двигателя внутреннего сгорания. На этот раз их интерес был сосредоточен на идее французского инженера Альфонса Бо де Роша, который в 1862 году представил конструкцию четырехтактного двигателя. Идея этого строительства разбита на четыре последовательных этапа. Первый - такт впуска, во время которого топливная смесь всасывается в цилиндр через один или несколько открытых впускных клапанов.Следующим шагом является сжатие топливной смеси в цилиндре. Поршень движется вверх по цилиндру. Когда поршень достигает своего верхнего положения, происходит третья стадия, т.е. воспламенение и сгорание смеси. Он инициируется искрой, исходящей от свечи зажигания, наконечник которой ввернут в верхнюю крышку цилиндра. Это приводит к взрыву топлива в цилиндре, который толкает поршень вниз. Завершающим этапом является выхлоп, т.е. удаление выхлопных газов. Они выталкиваются поршнем, который на этот раз движется вверх в камере сгорания и выталкивает выхлопные газы через выпускной клапан или клапаны.Однако Роша не стал развивать свою идею, поэтому Отто и Лангер использовали ее, чтобы представить миру первый в мире двухтактный двигатель в 1867 году. Он был представлен на всемирной выставке в Париже. Это вызвало большой интерес к такой технологии, и в течение следующих 10 лет было продано 5000 двухтактных двигателей внутреннего сгорания. Однако он был шумным, медленным и нерегулярным, и его быстро заменил четырехтактный двигатель Отто.

Схема рабочего цикла четырехтактного двигателя

Изобретение Отто и Лангера было не единственным развитием концепции Ленуара.Некий Дугалд Клерк в 1878 г. сконструировал модель первого двухтактного газового двигателя, в котором все рабочие фазы, т. тактов, т.е. с одним оборотом коленчатого вала. Первый неконцептуальный двигатель внутреннего сгорания был создан в 1880 году. Конструкция Клерка стала прототипом для более поздних конструкций двухтактных двигателей.

Еще одним шагом вперед стало основание в 1864 году Отто и Лангеном совместной компании «Н.A. Otto & Cie», преобразованная в 1869 году в «Газомоторенфабрик Дойц» (сегодня Дойц АГ). Сам факт создания компании не был прорывом, но в 1872 году членом правления стал человек, который инициировал революцию в конструировании двигателей внутреннего сгорания. Это был немецкий конструктор и промышленник господин Готлиб Даймлер. Он привел в компанию выдающегося дизайнера Вильгельма Майбаха. Daimler произвел революцию в конструкции двигателя. В его конструкции мощность в 1 л.с. была недостаточно высока, чтобы достигать 1000 кг двигателя (как в случае с двигателем Отто), а только 100 кг.Это изменение оказало колоссальное влияние на более поздние конструкции. Он также улучшил двигатель Отто, и в предыдущем 5-сильном одноцилиндровом двигателе он выдавал 8 л.с. Это позволило, среди прочего, в 1882 году компании выпустить первый двухцилиндровый двигатель с головокружительной мощностью 80 л.с.

Однако 10 лет спустя Daimler прекратил сотрудничество с Ott и начал работу с Maybach над новым двигателем небольших размеров, но высокой мощности. Через год работы они представили свой проект миру.Это был одноцилиндровый, четырехтактный двигатель с частотой вращения 800 – 900 об/мин. Их двигатель работал на бензине, а в то время достать его было непросто. Даймлер хотел проверить, как работает это «ребенок», поэтому установил его на двухколесном деревянном транспортном средстве. Это был первый в мире мотоцикл, который мог разгоняться до скорости 12 км/ч.

Разработка двигателей связана с другой очень важной фигурой, а именно с немецким конструктором и инженером Рудольфом Дизелем.Он хотел создать двигатель на основе общей концепции двигателя внутреннего сгорания, но гораздо более эффективный. В 1893 году он начал интенсивную работу над новой структурой. Эти работы заняли у него 4 года и в 1897 году он представил миру свой двигатель. Это был двухцилиндровый агрегат с самовоспламенением. Этот двигатель и его конструктор получили Гран-при на выставке в Париже, а сам двигатель сразу же с выставки отправили в Варшаву, где он служил приводом генератора в гостинице «Бристоль».

С тех пор конструкции с искровым и компрессионным зажиганием начали менять мировую историю.За прошедшие годы эти двигатели получили множество доработок, дополнений, усовершенствований, модификаций и вариаций. Однако есть гораздо более молодой дизайн, который заслуживает внимания. Разумеется, речь идет о двигателе с вращающимся поршнем.

Конструктором этого двигателя был немецкий конструктор и изобретатель Феликс Ванкель. Разработанный в 1960 году, прибор был и остается уникальным. Основное отличие стандартного двигателя с искровым зажиганием от двигателя Ванкеля заключается в движении, точнее, направлении движения поршня в цилиндре.В «обычном» двигателе поршень движется вверх и вниз, а в данном случае поршень вращается в эллиптическом цилиндре. Он вращается на эксцентрике внутри камеры сгорания. В ситуации, когда одна из трех стенок ротора касается впускного клапана, происходит подсос топливно-воздушной смеси. Затем эта смесь сжимается и воспламеняется от электрической искры. Выхлопной газ вытесняет рабочее колесо, а затем выходит через выпускной клапан.

Схема цикла двигателя Ванкеля

Вот, собственно, и заканчивается история одной из важнейших частей автомобиля.История самого транспортного средства началась с создания паровой машины. Уже тогда людям хотелось путешествовать быстрее, дальше и с комфортом. Первыми были паровые машины. Новаторским изобретением стал трактор французского конструктора Николя-Жозефа Кюньо. Это была трехколесная повозка с паровым котлом впереди, созданная в 1771 году. За котлом находилась двухцилиндровая паровая машина. Его поршневые штоки приводили в движение переднее колесо через цепи и шестерни. Автомобиль мог двигаться самостоятельно в течение ок.15-20 минут на скорости до 5 км/ч, после чего приходилось останавливаться для накопления новой дозы пара. Это был один из самых больших недостатков этой структуры.

Паровой автомобиль Cugnota

Еще одним поворотным моментом в истории автомобилей стало внедрение двигателя внутреннего сгорания в конструкцию автомобиля. Первым это сделал австриец Зигфрид Маркус. В 1875 году он установил двигатель на деревянную раму четырехколесной повозки, усиленную арматурой из листового металла.Этот автомобиль имел передний управляемый мост. Он был способен развивать скорость от 6 до 8 км/ч, а для остановки его с этой скорости использовались деревянные бруски, прижатые к ободу. К сожалению, из-за выброса выхлопных газов транспортное средство не понравилось обществу, поэтому полиция запретила Маркусу использовать его на публике.

Автомобиль Зигфрида Маркуса

Еще одним транспортным средством с двигателем внутреннего сгорания, существенно повлиявшим на историю автомобилестроения, был Готлиб Даймлер, конструктор модернизированного двигателя Отто.В 1886 году он создал автомобиль, оснащенный одноцилиндровым двигателем мощностью 1,5 л.с. и задним приводом, который реализовывался через ременную передачу, приводной вал и шестерни.

Автомобиль Готлиба Даймлера

Карл Фридрих Бенц, который в 1878 году разработал двухтактный двигатель внутреннего сгорания, а затем легкий четырехтактный двигатель, также внес значительный вклад в историю. Он также разработал дифференциал и другие компоненты автомобиля, такие как: свеча зажигания, сцепление, карбюратор, водяной охладитель и коробка передач.Затем, в 1885 году, он сконструировал свой знаменитый трехколесный «автомобиль», который был оснащен двигателем внутреннего сгорания и электрическим зажиганием. Однако, как и в случае с Маркусом, публике изобретение не понравилось, за что Бенц был встречен многочисленными насмешками. Однако он не сдался и спустя 10 лет создал первый полноценный автомобиль, многие элементы которого мы знаем и используем по сей день (конечно, в модернизированном виде).

Трехколесный транспорт Карла Фридриха Бенца

Ветеринар также оказался важной фигурой.Он изобрел пневматическую шину. Я говорю о Джоне Данлопе, конечно. В 1887 году Данлоп захотел усовершенствовать велосипед своего сына. Он решил поставить на колеса конструкцию из брезента, армированного резиной. Так он стал изобретателем пневматической велосипедной шины. Год спустя Данлоп запатентовал свое изобретение, используя волшебное слово «пневматический».

Так все эти замечательные люди и великие изобретатели определили историю и направление развития области под названием автомобилизация.Без них мы, наверное, до сих пор катались бы на известных в свое время каретах, каретах и ​​других повозках.

Родственные

.90 000 История автомобилестроения: трудные истоки двигателя внутреннего сгорания

Примерно в то же время, что и австриец Зигфрид Маркус, два немецких инженера, Готлиб Даймлер и Карл Бенц, работали независимо друг от друга над аналогичными проектами. Трудно поверить, что их примитивные автомобили без автомобилей породили один из самых известных мировых брендов. Но для этого пришлось ждать несколько десятков лет. Между тем, в 1885 году Бенц выехал на своем трехколесном транспортном средстве за пределы своего двора и проехал на нем 24 километра.

Соперничество между двумя немецкими инженерами

Автомобиль был оснащен одноцилиндровым четырехтактным бензиновым двигателем мощностью около 0,5 кВт с высоковольтной системой зажигания. Привод передавался на задние колеса с помощью цепи, а для стабилизации оборотов двигателя использовался большой горизонтальный маховик. Колеса повозки были похожи на те, что в конной повозке, деревянные со спицами и металлическими ободами, к которым примитивной механической системой прижимались тормозные колодки.Год спустя Бенц получил патент на свой автомобиль.

Смотрите также: История автомобилестроения: кто изобрел двигатель?

В том же году Готлиб Даймлер представил свой автомобиль. Это был квадроцикл с управляемой передней осью. Интересно, что конструктор, по-видимому, не очень доверял своей работе, поскольку предусмотрел возможность быстрой переделки ее в санную повозку. Используемый двигатель имел мощность около 4 кВт, что позволяло развивать «головокружительную» скорость чуть более 30 км/ч.Оба конструктора запустили конкурирующих производителей автомобилей, поэтому им приходилось постоянно их модернизировать и улучшать, добиваясь поразительных результатов. Еще в 1909 году спортивный автомобиль, изготовленный на заводе Бенца, на испытаниях развил скорость свыше 200 км/ч.

Французский автомобильный магнат

Примерно в то время, когда мастерские Даймлера и Бенца производили свои автомобили с двигателями внутреннего сгорания, во Франции он улучшал паровой привод тентов Альберта де Дижона.Он был большим энтузиастом автомобилестроения, хотя его остро смущало отсутствие технического образования. Он реализовал свои идеи благодаря тесному сотрудничеству с двумя инженерами, Жоржем Бутоном и Шарлем Трепарду. Все трое сформировали партнерство в 1883 году, которое быстро превратилось в великую автомобильную компанию de Dion-Bouton, крупнейшую в то время в мире.

Их первое паровое транспортное средство первоначально имело передние колеса с ременным приводом и управляемую заднюю ось. К сожалению, во время одной из попыток он полностью сгорел.Через год на заводе де Дижон-Бутон был построен еще один паровой автомобиль, на этот раз с управляемыми передними колесами и задним приводом. Он мог перевозить 4 человека.

В июле 1894 года маркиз де Дижон на своем транспортном средстве принял участие в автомобильных соревнованиях, организованных по инициативе парижской газеты «Le Petit Jornal», на 28-километровом маршруте между Парижем и Руаном. Он выиграл гонку, но не получил никакой награды, так как судьи решили, что транспортное средство, двигатель которого требовался на маршруте эксплуатации курильщиком, не может быть классифицировано, более того, это было сочлененное транспортное средство, состоящее из тягача, как мы Понимаем это сегодня - полуприцеп, где вес части, предназначенной для пассажирских перевозок, раскладывался на заднюю ось тягача и единственную ось этой части.Интересно, что машина де Дижона была единственной паровой машиной в авангарде гонки.

См. также: История автомобилестроения: от древности до XVII века

Остальные приводились в движение бензиновыми двигателями Panhard-Levassor. Де Дижон заинтересовался двигателем внутреннего сгорания и вскоре построил на своем заводе бензиновый двигатель с необычными для того времени параметрами, достигающими более 3000 оборотов в минуту. Это была конструкция, опередившая свое время как минимум на десятилетие.В 1900 году годовой объем производства de Dijon-Bouton превысил 3000 единиц. До Первой мировой войны автомобили этой марки можно было встретить на дорогах почти всех континентов. Бренд также пришел в Антарктиду вместе с, вероятно, первыми в истории мотосанями, произведенными для экспедиции Дж. Б. Шарко, на которых также ездил знаменитый полярный исследователь Роберт Скотт.

Другие изобретения

Успехи как немецких дизайнеров, так и де Дион-Бутон вдохновили многих изобретателей на поиск новых решений.Эволюционировал внешний вид современных автомобилей, которые все меньше и меньше походили на конные повозки. Двигатели становились все совершеннее и мощнее. Искали более совершенные и дешевые способы передачи привода на колеса и повышения комфорта вождения. В 1895 году братья Мишлен, основатели одного из самых известных производителей шин, создали запасное колесо, благодаря которому «зацепить резину» больше не было проблемой, занимая много времени на ремонт поврежденной камеры. Пять лет спустя было выпущено транспортное средство, гораздо более похожее на сегодняшние автомобили, чем на гужевые экипажи, в которых можно было быстро заменить открытый кузов на закрытый, напр.на случай непредвиденного дождя.

Все более быстрые автомобили требовали все более и более эффективных тормозов. Торможения на двух колесах уже недостаточно. В 1907 г. австрийский инженер чешского происхождения Х. Ледвинка разработал и изготовил механическую (стержневую) тормозную систему для 4 колес.

Если вы хотите узнать больше, загляните »

Код водителя.Изменения в 2022 году. Мандаты. Штрафные очки. Дорожные знаки

.

История авиации в двух словах | Блог R.pl 9000 1

Воздушные змеи, одуванчики и… деревянные игрушки

Первые попытки поднять человека в воздух приписывают Китаю и его воздушным змеям. Записи, показывающие первые идеи «летательных аппаратов», датируются годом 2 тысячи лет до нашей эры! Легенда гласит, что первое сооружение такого типа поднялось в воздух в 1766 году до Рождества Христова. Однако он был уничтожен по приказу императора Чэн Тана, чтобы никто не открыл мистическую тайну полета.В других мифах мы также можем найти упоминания о летающих деревянных птицах, которые могли преодолевать расстояния до нескольких километров. В 19 году нашей эры, согласно старым книгам, в небе наблюдали человека с двумя структурами, похожими на большие птичьи крылья, покрытые густыми перьями. Считается, что это первый в истории зарегистрированный «летающий эксперимент», который внес значительный вклад в понимание основных принципов аэродинамики. Однако, не принимая во внимание народные сказки, предполагается, что предшественниками сегодняшней авиации были воздушные змеи, которые были изобретены в V веке нашей эры.

Вскоре после этого они использовались для военных целей и участвовали во многих сражениях в Китае и Японии. Главной их задачей было напугать и сбить с толку врагов. Китайские ученые также первыми поняли, что можно поднимать предметы теплым воздухом. Поэтому родоначальником сегодняшних воздушных шаров являются… китайских фонарика, которых мы стремимся запустить сейчас, во время разного рода фестивалей.Китайская цивилизация также ответственна за закладку фундамента для создания вихревого двигателя. Первые гравюры, изображающие «бамбук-вертолет», из бамбука, относятся к 400 г. до н.э. И хотя изначально это была только деревянная игрушка для детей, сегодня мы считаем ее примитивной конструкцией того, что мы называем вертолетом .

Научные пионеры авиации

Огромное влияние на облик современной авиации приписывают эпохе Возрождения в Европе. Именно в этот период один из величайших известных нам умов Леонардо да Винчи разработал первые эскизы «летательных аппаратов». Орнитоптер , как он был назван, должен был приводиться в движение движением опорных поверхностей, которые работали как крылья птиц. Однако сила, необходимая для их поднятия, была слишком велика, и, несмотря на огромные усилия многих ученых, идеи Леонардо не удалось воплотить в жизнь в полной мере. И хотя его идеи не могли быть реализованы при его жизни, из-за технологических барьеров ушедшей эпохи они заложили прочную основу для последующих проектов, позволив создать первый самолет .


"Попробовав однажды полет, вы всегда будете ходить по земле, глядя в небо, потому что там вы были и туда вам всегда захочется вернуться." - Леонардо да Винчи.

17 и 18 века нашей эры были полны серьезных исследований аэродинамики и характеристик крыла. Без публикации «Принципов динамики» Ньютона и работ выдающихся математиков и физиков, таких как Христиан Гюйгенс, Даниил Бернулли и Леонард Эйлер, британский инженер Джон Смитон и Джордж Кейли (который создал современную концепцию самолета в 1799 г.) полет мог сбыться много-много позже.Одним из поворотных моментов стал также 1871 год, когда инженер Фрэнсис Х. Уэнам вместе с помощью известного американского конструктора огнестрельного оружия — Джона Браунинга — построили первую аэродинамическую трубу . Их исследования позже широко использовались при проектировании машин и полевых испытаниях. В 1870-е годы значительный вклад в развитие авиации внес и немецкий инженер Отто Лилиенталь. Его точные измерения сил, действующих на крылья под разными углами, позже использовались в Соединенных Штатах, среди прочих, братьями Райт.Мало кто знает, что после публикации своих диссертаций Отто Лиленталь сконструировал и построил серию планеров-монопланов и бипланов, на которых совершил свыше 2000 полетов! К сожалению, его величайшее изобретение также стало причиной его смерти в 1896 году.


Легкий как перышко

Настоящая "эра современной авиации" таким образом началась в первой половине 18 века и делилась на две категории машин - легче и тяжелее воздуха. К первой категории относятся все типы дирижаблей и воздушных шаров. Предшественниками пилотируемых полетов на воздушном шаре были братья Жозеф-Мишель и Жак-Этьен Монгольфье, которые уже 4 июня 1783 года совершили беспилотный полет на воздушном шаре во французском городке Аннуа. Чуть более 2 месяцев спустя, 27 августа того же года, братья презентовали первый в истории воздушный шар, наполненный водородом, который взлетел на Марсовых полях в Париже .Результатом успешных испытаний стал первый полет пилотируемого аэростата (все еще привязанного), в котором приняли участие и другие ученые, 19 октября.

21 октября состоялся свободный полет на дровяном воздушном шаре . Можно было тогда пролететь целых 8 километров, пока брезент не начал гореть и надо было быстро возвращаться на землю. В последующие годы воздушные шары приобрели огромную популярность, но из-за небольшой дальности полета и проблем с управлением они не прижились в пассажирской авиации.Однако их охотно использовали во время боевых действий, особенно для наблюдения за врагами с больших высот, а также для всевозможных «хобби»-приложений и интересных форм времяпрепровождения элиты. Дирижабли стали ответом на недостатки вышеописанных конструкций. Их структура и использование водорода или гелия вместо горячего воздуха позволяли им преодолевать гораздо большие расстояния. Первым полностью управляемым полетом был полет Анри Жиффара в 1852 году, полет с паровым двигателем на 24 км во Франции.Следующей вехой стала установка электродвигателей на дирижабли, что было достигнуто уже в 1884 году. Самые известные дирижабли производила немецкая компания Luftschiffbau Zeppelin GmbH. Благодаря стремительному развитию более совершенных технологий эра машин легче воздуха закончилась довольно быстро. Неофициально говорят, что его черной точкой стала знаменитая катастрофа дирижабля Zeppelin Hindenburg в 1937 году , в которой погибли 22 члена экипажа, 13 пассажиров и один человек из наземного экипажа.


"Скотти, нам нужно больше энергии!"

Эта популярная цитата из научно-фантастического сериала «Звездный путь» очень хорошо иллюстрирует проблему авиационных инженеров 18 и 19 веков. В то время паровые или электрические двигатели не были в состоянии обеспечить достаточную тягу достаточно тяжелых машин и позволить им подняться в воздух. С распространением паровых машин предпринималось множество попыток приспособить их к нуждам летательных аппаратов.Было создано даже несколько более-менее успешных проектов, которым удалось сдвинуться с мертвой точки, но эта технология оказалась недостаточно хороша для использования в более широких масштабах.

Однако уже в 1860 году, когда Этьен Ленуар построил , первый газовый двигатель внутреннего сгорания , открылась совершенно новая дверь и ряд ранее неизвестных возможностей для развития авиации тяжелее воздуха. В Германии следующий шаг был сделан в 1876 году немецким конструктором Николаусом А.Отто. Он произвел 4-тактный двигатель , работающий на жидком топливе . 1890-е годы и проектирование быстрых и легких двигателей внутреннего сгорания (а также постройка первых автомобилей) Готлибом Даймлером и Карлом Бенцем показали, что создание правильной силовой установки для самолета - это только вопрос времени... и соответствующих финансов. .

12 секунд, которые изменили все.

"Желание летать - это идея, переданная нам нашими предками, которые во время своих изнурительных путешествий по пустыне доисторических времен с завистью наблюдали, как птицы свободно парили в космосе, на полной скорости, над всеми препятствиями, в бескрайней воздушной Австралии" - Уилбур Райт

В 1902 году, после нескольких лет исследований конструкции крыльев и передовых методов управления самолетом в воздухе, братья Уилбур и Орвилл Райт совершили первый успешный полет на своем планере.Их точные расчеты позволили рассчитать соответствующую мощность двигателя, которая позволила бы совершить первый полностью управляемый полет самолета с двигателем внутреннего сгорания. К сожалению, из-за очень высоких требований братьев Райт к удельной массе двигателя ни один из ведущих производителей не захотел браться за эту непростую задачу. Но на помощь пришел Чарльз Тейлор, механик, работавший в магазине велосипедов братьев Райт. Он построил четырехцилиндровый двигатель весом 90 килограммов и мощностью 12,5 лошадиных сил.Это ни в коем случае не была самая передовая конструкция в мире, но она производила именно ту мощность, которая была необходима для движения их «Флайера». 17 декабря 1903 года братья Орвилл и Уилбур Райт совершили четыре успешных попытки полностью управляемого полета. Первый длился всего 12 секунд. Однако этого оказалось достаточно, чтобы навсегда изменить мир того времени и вписаться в страницы истории. Четвертый, самый продолжительный полет, длился 59 секунд и позволил преодолеть около 300 метров.В последующие годы наибольший упор был сделан на разработку инструментов, позволяющих еще лучше контролировать летательные аппараты.

"А когда на войну шли служить Родине..."

Как учит история, все величайшие достижения техники охотно использовались в военных целях. Не иначе было и с самолетами. Итальянцы первыми использовали их в военных целях. В 1911 году во время итало-турецкой войны они бомбили боевые станции противника в Ливии.За ними последовали болгары, сбросившие бомбы на османские позиции в 1912 году. Надвигающаяся Первая мировая война значительно ускорила развитие авиационной промышленности. В 1914 году, незадолго до первых выстрелов, Румынии сконструировали первый цельнометаллический самолет. Немногим позже, в 1915 году, в раздираемом войной небе велись регулярные воздушные бои. Одним из самых известных пилотов того периода был Манфред фон Рихтгофен, более известный под псевдонимом Красный Барон .В документах говорится, что за время службы он сбил более 80 самолетов!

Первые авиалинии и межвоенный период

С началом войны в 1914 году компания St. Авиакомпания Петербург-Тампа впервые запустила регулярные пассажирские авиаперевозки в США. И хотя перелеты из Санкт-Петербурга в Тампу заняли всего несколько месяцев, они заложили прочную основу для трансконтинентальных гражданских перелетов.В Европе одной из первых организаций была Air Transport and Travel, Ltd. Их первый рейс из Лондона в Париж состоялся 25 августа 1919 года, и на борт был взят один пассажир - журналист прессы. За ними последовали компании из других стран, такие как голландская KLM, совершившая свой первый регулярный рейс в 1920 году. Потом был спуск. Начали свою деятельность такие державы, как колумбийская Avianca, австралийская Qantas, российский Аэрофлот или чешская Czech Airlines.Авиация стала общедоступной. Большое развитие авиационного дела в межвоенные годы стало возможным, прежде всего, благодаря революции в конструкции самолетов. Такие модели, как Douglas DC-3, выполненные полностью из металла, значительно способствовали повышению комфорта, дальности и безопасности полетов.

После окончания боевых действий многие летчики, в связи с большим наличием уже не нужных самолетов, стали использовать их для "коммерческой авиации" - коммерческой фотосъемки, географических исследований, распыления удобрений на полях, а также - бешено популярное в то время - авиашоу, во время которого они могли блеснуть своими выдающимися способностями и заработать на них большие деньги.

Несмотря на большой кризис 1930-х годов, на развитие авиации по-прежнему тратились большие средства. Именно тогда были созданы первые легкие самолеты таких фирм, как Cesna Beechcraft или Piper. Также в этот период были построены первые общедоступные вертолеты, вероятно, самым известным из них является Sikorsky R-4. В начале использовались для специализированных спасательных операций, полицейских патрулей и т.д.


"А когда пошли на войну Родине служить..." - часть 2.

Технологические погони и огромное давление в межвоенный период способствовали быстрому развитию всех авиационных приборов. Самолеты, выпущенные в 1930-х годах, уже были оснащены такими устройствами, как импровизированный радар, радиотелефон или первые навигационные системы. Вторая мировая война также способствовала широкому использованию реактивного двигателя, работы над которым велись с 1920-х гг. Это была веха, которая произвела революцию в авиации (даже в большей степени в гражданской, чем в военной).Сэнфорд А. Мосс, инженер General Electric Co. еще в 1918 году. Турбокомпрессор, который ему удалось создать, имел большое значение для американских ВВС во время Второй мировой войны. Два года спустя Алан А. Гриффит, много лет проработавший в Rolls-Royce Ltd., обновил работу Мосса и разработал улучшенную теорию конструкции турбины . Во время глобального конфликта величайшие державы уделяли большое внимание скорейшему внедрению этой технологии и использованию ее для военных операций.Первыми успешно прошедшими испытания реактивными самолетами стали британский Gloster E.28/39, совершивший первый полет в 1941 году, и немецкий He 178, сконструированный Гансом Иоахимом Пабстом фон Охайном. Последний при помощи и поддержке немецкого авиационного инженера поднялся в воздух уже в 1939 году. Двигатель, который был запущен в серию и использовался в одном из самых известных немецких реактивных самолетов - Messerschmitt Me 262 , был разработан Junkers Motorenwerke GmbH.


"Человек должен подняться над Землей - до вершин атмосферы и выше, ибо только тогда он полностью поймет мир, в котором живет". - Сократ

Реактивная эра в гражданской авиации

В конце Второй мировой войны многие города строили свои аэропорты. Гражданская авиация в этот период переживала наибольший расцвет. Однако предыдущая технология, основанная на поршневых двигателях и гребных винтах, уже достигла своих физических пределов.Для увеличения скорости, маневренности, безопасности и возможной дальности полета необходимо было популяризировать относительно новую технологию, такую ​​как реактивные двигатели . Хотя поначалу считалось, что эта система будет экономически невыгодной из-за большого расхода топлива, быстро обнаружилось, что она превосходит уже умирающий метод подъема тяжелых машин в воздух. Реактивные двигатели и инновационные конструкции самолетов позволили совершать полеты на гораздо больших высотах, что оказало огромное влияние на экономию средств, избежание опасных атмосферных явлений, вызывающих турбулентность, а также поддержание надлежащего давления в салоне, что значительно повысило комфорт пассажиров, путешествующих на борту.

Первым гражданским реактивным самолетом стал de Havilland Comet, модель , построенная британской компанией de Havilland и дебютировавшая в 1951 году.

Однако после серии довольно громких аварий, вызванных дефектами оконной конструкции и чрезмерными нагрузками на металл, он был быстро выведен из эксплуатации и подвергнут тщательным испытаниям. Российский Аэрофлот был первой авиакомпанией, которая ввела регулярное авиасообщение на реактивных самолетах в 1956 году.Компания тогда использовала самолет Туполев Ту-104 .

Уже спустя два года другие авиационные компании также показали свои современные четырехмоторные машины, подняв летное мастерство на невиданный ранее уровень — Boeing представил культовый 707 , а Douglas Aircraft Company — свой DC-8 . Благодаря коммерческому успеху этих самолетов эти две компании доминировали на рынке продаж самолетов для крупных авиакомпаний.

Менее чем через десять лет французская компания Aérospatial, выпустив SE 210 Caravelle, предложила другую конструкцию реактивного самолета, переместив двигатели в заднюю часть своего самолета.Эту процедуру впоследствии довольно часто копировали другие, крупнейшие компании авиационной отрасли.

В 1969 году компания Aérospatial в сотрудничестве с British Aerospace явила миру технологический шедевр — сверхзвуковой авиалайнер Concorde . Двигаясь с головокружительной скоростью 2179 км/ч, он действительно был толпой авиации и вершиной инженерных возможностей, но при этом был совершенно невыгоден экономически. Огромные операционные расходы помешали ему завоевать широкую популярность и привели к его отставке в 2003 году.

В завершение статьи нельзя не упомянуть и о сегодняшнем магнате авиационной отрасли — , Airbus Industries . Она была основана в 1970 году как совместная собственность французских, немецких, британских, испанских, голландских и бельгийских компаний, и поначалу никто не предсказывал большого успеха. Их первый продукт — А320 , однако, оказался в яблочко и привел к быстрому созданию целого семейства машин, которые сегодня используются во всем мире и составляют настоящую конкуренцию Боингу.

Авиация претерпела невероятно динамичную метаморфозу всего за 100 лет. От простых летательных аппаратов через самолеты-монопланы до нынешних широкофюзеляжных Dreamliner и пассажирских самолетов, которые могут перевозить более 800 человек за один полет (Airbus A380).

В любой момент также наступят времена, когда обычные чартерные рейсы отправят нас в путешествие на орбиту Земли и еще дальше в космос.Мы с нетерпением ждем того, что принесет авиация в будущем, а пока желаем вам отличных путешествий и мирных полетов!

текст: Петр Вилк

.

Смотрите также


Оцените статьюПлохая статьяСредненькая статьяНормальная статьяНеплохая статьяОтличная статья (проголосовало 13 средний балл: 5,00 из 5)