Первый бензиновый двигатель: Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — это… Что такое Бензиновый двигатель внутреннего сгорания?

Содержание

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — это… Что такое Бензиновый двигатель внутреннего сгорания?

Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление горючей смеси в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Рабочий орган представляет собой пластину, закрепленную на вращающейся оси, помещённую в трубу, в которой протекает регулируемая среда. В автомобилях управление дросселем производится с места водителя, причём обычно предусматривается двойная система привода: от руки рычажком или кнопкой и от ноги педалью. Их обычно связывают между собой так, что при нажатии водителем на педаль кнопка ручного управления остаётся неподвижной, а при вытягивании кнопки ручного управления педаль опускается.

Дальнейшее открывание дросселя можно производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением.

Классификация бензиновых двигателей

  • По способу смесеобразования — карбюраторные и инжекторные;
  • По способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД. Поэтому двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизированных инструментах. Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств. Следует заметить, что дизели также могут быть четырёхтактными или двухтактными; двухтактные дизели лишены многих недостатков бензиновых двухтактных двигателей, однако применяются в основном на больших судах (реже на тепловозах и грузовиках).
    ;
  • По числу цилиндров — одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые;
  • По расположению цилиндров — двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд (т. н. «рядный» двигатель), V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным),W-образные, использующие 4 ряда цилиндров, расположенных под углом с 1 коленвалом (у V-образного двигателя 2 ряда цилиндров), звездообразные;
  • По способу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
  • По типу смазки смешанный тип(масло смешивается с топливной смесью) и раздельный тип(масло находится в картере)
  • По виду применяемого топлива — бензиновые и многотопливные [1];
  • По степени сжатия. В зависимости от степени сжатия различают двигатели высокого (E=12…18) и низкого (E=4…9) сжатия;
  • По способу наполнения цилиндра свежим зарядом: двигатели без наддува (атмосферные), у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;
  • По частоте вращения: тихоходные, повышенной частоты вращения, быстроходные;
  • По назначению различают двигатели стационарные, автотракторные, судовые, тепловозные, авиационные и др.
  • Практически не употребляемые
    виды моторов — роторно-поршневые Ванкеля (производились только фирмами Mazda (Япония) и ВАЗ (Россия)), с внешним сгоранием Стирлинга и т. д..

См. также: Классификация автотракторных двигателей

Рабочий цикл бензинового двигателя

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя

Как следует из названия, рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.

1. Впуск. В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.
2. Сжатие. Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степень сжатия . Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя.
Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с бо́льшим октановым числом, которое дороже.
3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня). Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы основная масса бензовоздушной смеси успела воспламениться к моменту, когда поршень будет находиться в ВМТ (процесс воспламенения является медленным процессом относительно скорости работы поршневых систем современных двигателей). При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов.
В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством центробежным вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель. В более современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику. В этом случае используется датчик положения коленчатого вала, работающий обычно по емкостному принципу.
4. Выпуск. После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов.

Рабочий цикл двухтактного двигателя

Рабочий цикл двухтактного двигателя

В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. При этом от цикла четырёхтактного двигателя остаётся только сжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи НМТ поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.

Более подробно цикл двигателя устроен следующим образом: когда поршень идёт вверх, происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре. Одновременно, движущийся вверх поршень создаёт разрежение в кривошипной камере. Под действием этого разрежения открывается клапан впускного коллектора и свежая порция топливовоздушной смеси (как правило, с добавкой масла) засасывается в кривошипную камеру. При движении поршня вниз давление в кривошипной камере повышается и клапан закрывается. Поджиг, сгорание и расширение рабочей смеси происходят так же, как и в четырёхтактном двигателе. Однако, при движении поршня вниз, примерно за 60° до НМТ открывается выпускное окно (в смысле, поршень перестаёт перекрывать выпускное окно). Выхлопные газы (имеющие ещё большое давление) устремляются через это окно в выпускной коллектор. Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, расположенное со стороны впускного коллектора. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры идущим вниз поршнем, попадает в рабочий объём цилиндра и окончательно вытесняет из него отработавшие газы. При этом часть рабочей смеси может выбрасываться в выпускной коллектор. При движении поршня вверх свежая порция рабочей смеси засасывается в кривошипную камеру.

Можно заметить, что двухтактный двигатель при том же объёме цилиндра, должен иметь почти в два раза большую мощность. Однако, полностью это преимущество не реализуется, из-за недостаточной эффективности продувки по сравнению с нормальным впуском и выпуском. Мощность двухтактного двигателя того же литража, что и четырёхтактный больше в 1,5 — 1,8 раза.

Важное преимущество двухтактных двигателей — отсутствие громоздкой системы клапанов и распределительного вала.

Преимущества 4-тактных двигателей

  • Больший ресурс.
  • Бо́льшая экономичность.
  • Более чистый выхлоп.
  • Не требуется сложная выхлопная система.
  • Меньший шум.
  • Не требуется добавление масла к топливу.

Преимущества двухтактных двигателей

  • Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов.
  • Бо́льшая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма.
  • Проще и дешевле в изготовлении.
  • Отсутствие блока клапанов и распределительного вала.

См. также: «Два такта и четыре. В чем отличия?»

Карбюраторные и инжекторные двигатели

В карбюраторных двигателях процесс приготовления горючей смеси происходит в карбюраторе — специальном устройстве, в котором топливо смешивается с потоком воздуха за счёт аэродинамических сил, вызываемых энергией потока воздуха, засасываемого двигателем.

В инжекторных двигателях впрыск топлива в воздушный поток осуществляют специальные форсунки, к которым топливо подаётся под давлением, а дозирование осуществляется электронным блоком управления — подачей импульса тока, открывающим форсунку или же, в более старых двигателях, специальной механической системой.

Одной из первых такие разработки внедрила в свои моторы корпорация OMC в 1997 году, выпустив двигатель, построенный с использованием технологии FICHT. В этой технологии ключевым фактором было использование специальных инжекторов, которые позволяли впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания. Это революционное решение наряду с использованием современного бортового компьютера позволило точно дозировать топливо в тот момент, когда поршень при обратном движении перекроет все окна. Плюс в полость коленвала распыляется чистое масло, которое не смывается топливом — теперь его там нет! Топливо не смывает масло, что позволяет уменьшить его количество. Благодаря этому решению разработчики получили двухтактный двигатель с его совершенной динамикой разгона, великолепной кривой мощности и малым весом, но при этом имеющий уровни выброса и экономичности, как у карбюраторного четырехтактного двигателя.

Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторам произошёл в основном из-за возрастания требований к чистоте выхлопа (выпускных газов), и установке современных нейтрализаторов выхлопных газов (каталитических конвертеров или просто катализаторов). Именно система впрыска топлива, контролируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов, идущих в катализатор. Постоянство же состава необходимо для нормальной работы катализатора, так как современный катализатор способен работать лишь в узком диапазоне данного состава, и требует строго определённого содержания кислорода. Именно поэтому в тех системах управления, где установлен катализатор, обязательным элементом является лямбда-зонд, он же кислородный датчик. Благодаря лямбда-зонду система управления, постоянно анализируя содержание кислорода в выхлопных газах, поддерживает точное соотношение кислорода, недоокисленных продуктов сгорания топлива, и оксидов азота, которое способен обезвредить катализатор. Дело в том, что современный катализатор вынужден не только окислять не полностью сгоревшие в двигателе остатки углеводородов и угарный газ, но и восстанавливать оксиды азота, а это — процесс, идущий совершенно в другом (с точки зрения химии) направлении. Желательно также ещё раз окислять окончательно весь поток газов. Это возможно лишь в пределах так называемого «каталитического окна», то есть узкого диапазона соотношения топлива и воздуха, когда катализатор способен выполнить свои функции. Соотношение топлива и воздуха в данном случае составляет примерно 1:14,7 по весу (зависит также от соотношения С к Н в бензине), и удерживается в коридоре приблизительно плюс-минус 5 %. Так как одной из труднейших задач является удержание нормативов по оксидам азота, дополнительно необходимо снижать интенсивность их синтеза в камере сгорания. Делается это в основном снижением температуры процесса горения с помощью добавления определённого количества выхлопных газов в камеру сгорания на некоторых критичных режимах (Система рециркуляции выхлопных газов).

Основные вспомогательные системы бензинового двигателя

Системы, специфические для бензиновых двигателей

  • Система зажигания — обеспечивает поджиг топлива в нужный момент. Она может быть контактной, бесконтактной или микропроцессорной. Контактная система включает в себя: прерыватель-распределитель, катушку, выключатель зажигания, свечи. Бесконтактная система включает то же самое оборудование, только вместо прерывателя стоит датчик Холла или индукционный датчик. Микропроцессорная система зажигания управляется специальным блоком-компьютером, она включает в себя датчик положения коленвала, блок управления зажиганием, коммутатор, катушки, свечи, датчик температуры двигателя. У инжекторного двигателя к этой системе добавляются датчик положения дроссельной заслонки и датчик массового расхода воздуха.
  • Система приготовления топливовоздушной смеси — карбюратор или же инжекторная система.

Некоторые особенности современных бензиновых двигателей

  • Для повышения надежности работы используется индивидуальная катушка зажигания для каждой свечи (например, в двигателе ЗМЗ-405. 24 и многих современных японских двигателях).
  • Используется по 2 впускных и 2 выпускных клапана на цилиндр вместо одного впускного и одного выпускного. Это связано с тем, что суммарная площадь отверстий клапанов в головках цилиндров современных двигателей значительно увеличена, а при использовании одного большого клапана на высоких оборотах заслонки клапанов не успевают закрыть отверстие к началу следующего цикла, ввиду своей относительно большой массы. Таким образом, имеет место «зависание» заслонок вокруг определенной позиции, в результате чего клапан получается постоянно открытым. Использование более жестких пружин не решает проблемы.
  • Для управления дроссельной заслонкой используется электропривод, а не тросик педали акселератора (например, в двигателе ЗМЗ-405.24 и многих современных иностранных двигателях, особенно тех, что оснащены системой cruise control).

Системы, общие для большинства типов двигателей

  • Система охлаждения
  • Система выпуска отработанных газов. Включает выпускной коллектор, каталитический конвертер (на современных машинах), и глушитель.
  • Система смазки — бывает с отдельным маслобаком (авиация) и без него (почти все современные автомобили).
  • Система запуска двигателя. Для приготовления двигателя к работе необходимо произвести хотя бы один оборот коленчатого вала, для того, чтобы в одном из цилиндров произошли такты впуска и сжатия. Для запуска четырёхтактного двигателя обычно применяется специальный электромотор — стартер, работающий от аккумулятора. Для запуска маломощных двухтактных бензиновых двигателей можно применять мускульную силу человека, например так работает кикстартер в мотоцикле.

См. также

Ссылки

Сайт о скутерах с 2х тактными двигателями

Первый бензиновый двигатель был разработан и создан в России | РЕКА ВРЕМЕНИ

Мало кому известно, что первый полноценный бензиновый двигатель был разработан в Российской Империи. Его изобретателем стал Огнеслав Костович.

Первый бензиновый двигатель был разработан и создан в России

Подданный Австро-Венгрии, серб Огнеслав Костович, как и большинство сербов был русофилом. В качестве капитана парохода «Ада» участвовал в русско-турецкой войне, был ранен, а в 1878 году подал прошение на получение русского подданства.

Полный список его разработок назвать невозможно. Считается, что на его счету не менее сотни изобретений, хотя большинство из них так и остались на бумаге.

Разработкой двигателя внутреннего сгорания (ДВС), предназначенного для установки на дирижабль «Россия», Костович занялся в 1879 году. В 1880 году он успешно испытал его уменьшенную копию.

Первый бензиновый двигатель был разработан и создан в России

Это был двухцилиндровый оппозитный двигатель, топливная смесь на котором поджигалась с помощью электрической искры.

Первый бензиновый двигатель был разработан и создан в России

В качестве топлива впервые в мире был применен бензин.

Полноценный двигатель был построен в 1883 году. Это был оппозитный восьмицилиндровый двигатель водяного охлаждения, имевший при весе 240 кг, мощность в 89 л.с. Два года длилась его доводка, еще столько же налаживали производство.

Кинематическая схема двигателя Костовича напоминала паровой двигатель, что сказывалось на его компактности. Широкого распространения они не получили и использовался в качестве стационарных двигателей.

Первый бензиновый двигатель был разработан и создан в России

Неизвестно, какое количество двигателей было изготовлено. Информации о разработках Костовича очень скудна. Сообщалось, что в связи с тем, что эти двигатели планировалось устанавливать на подводные лодки и дирижабли,они сразу же были засекречены.

Первый бензиновый двигатель был разработан и создан в России

Стационарный бензиновый двигатель, имеющий калильное зажигание они разработали в 1883 году, а в 1885 году появился созданный ими мотоцикл с бензиновым двигателем.

Имена Даймлера и Майбаха известны всему миру и известность свою они получили заслуженно.

Но все же хотелось бы, чтобы имя Огнеслава Костовича, создавшего первый в мире бензиновый двигатель, не кануло бы в безвестность. Талантливый изобретатель достоин почестей.

Об истории создания бензинового двигателя написано очень много и, зачастую, эта информация достаточно противоречива. Очень часто встречается, что уже в 1878 году патент на двухтактный бензиновый двигатель получил Карл Бенц, но другие источники это опровергают и утверждают, что Карл Бенц в 1878 году запатентовал двухтактный газовый двигатель. Так что, пока не будут найдены полностью достоверные данные по этому вопросу, приоритет на разработку бензинового двигателя остается за Костовичем

Mazda готовит серийный бензиновый двигатель с воспламенением от сжатия — Авторевю

Японская компания Mazda давно известна экспериментами с рабочим процессом двигателей внутреннего сгорания. Еще в начале девяностых она серийно выпускала компрессорные «шестерки», работавшие по экономичному циклу Миллера, а в 2012 году начала производство моторов семейства Skyactiv со степенью сжатия 14:1. Для бензиновых двигателей это очень высокий показатель, а для дизелей, наоборот, низкий. Теперь же японское деловое издание Nikkei сообщает, что ближайшей осенью Mazda представит новый бензиновый мотор Skyactiv II, в котором воспламенение горючей смеси осуществляется без свечей зажигания — при помощи сжатия, как в дизелях!

По общей терминологии рабочий цикл таких двигателей имеет обозначение HCCI: Homogeneous Charge Compression Ignition, то есть «воспламенение гомогенной смеси от сжатия». Над его реализацией инженеры работают не первый десяток лет, прототипы таких моторов еще в 2007 году показывали американцы из GM. Работают над циклом HCCI Daimler (там его называют DiesOtto), Volkswagen и Nissan, а о наработках компании Mazda мы писали еще три года назад. И, похоже, именно эта относительно небольшая фирма первой запустит серийное производство таких двигателей! По словам представителя немецкого подразделения Mazda Deutschland Йохена Мюнцингера, революционный мотор справит дебют на автомобиле Mazda 3 следующего поколения, который поступит в продажу в конце 2018 или начале 2019 года.

Интересно, что в издании Nikkei новый мотор описывают как вообще лишенный свечей зажигания. Однако во время нашего визита в исследовательский центр компании Mazda инженеры говорили, что цикл HCCI пока далек от идеала и без системы зажигания все же не обойтись. В мощностных режимах воспламенение останется принудительным, от искры, а при частичных нагрузках и на холостом ходу моторы будут переходить на «идеальный» цикл HCCI. И только Skyactiv третьего поколения, возможно, обойдется вообще без свечей зажигания. Степень сжатия нового мотора будет увеличена до невероятного показателя 18:1. Обещают, что внедрение таких двигателей позволит снизить расход топлива примерно на 30%, а вдобавок новый рабочий процесс сулит значительное снижение содержания в выхлопных газах окислов азота и сажи.

Впрочем, Mazda сейчас делает ставку не только на двигатели внутреннего сгорания. Как мы писали прошлой осенью, в 2019 году японская фирма представит серийный электромобиль.

Проект по физике на тему; «Двигатель внутреннего сгорания»

Муниципальное общеобразовательное учреждение-

средняя общеобразовательная школа №1

имени 397-й Сарненской дивизии

города Аткарска Саратовской области


Проект по физике

«Двигатель внутреннего сгорания»

Выполнил:

ученик 8 «Б» класса

Глухов Антон

Руководитель:

Илларионова Наталья Викторовна

г. Аткарск

2018 год

Цель проекта:

Узнать, что такое двигатель внутреннего сгорания, и где он используется.

Задачи проекта:

  • Изучить историю ДВС

  • Изучить строение ДВС

  • Составить схему строения ДВС

  • Провести анкетирование

  • Сделать выводы

Содержание

1) Цели и задачи……………………………………………………………………………2

2) Введение…………………………………………………………………………………3

3) История создания двигателя внутреннего сгорания…………………………………4

4) Строение двигателя внутреннего сгорания……………………………………………7

5) Влияние двигателя внутреннего сгорания на окружающую среду…………………..10

6) Анкетирование…………………………………………………………………………. .13

7) Практическое применение двигателя внутреннего сгорания…………………………14

8) Заключение………………………………………………………………………………15

Введение

Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя.

Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был изобретен французским инженером Ленуаром в 1860 г. Этот двигатель во многом повторял паровую машину, работал на светильном газе по двухтактному циклу без сжатия. Мощность такого двигателя составляла примерно 8 л.с., КПД – около 5%. Этот двигатель Ленуара был очень громоздким и поэтому не нашел дальнейшего применения.

Через 7 лет немецкий инженер Н. Отто (1867 г.) создал 4-х-тактный двигатель с воспламенением от сжатия. Этот двигатель имел мощность 2 л. с., с числом оборотов 150 об/мин. Двигатель мощностью 10 л.с. имел КПД 17% , массу 4600 кг нашел широкое применение. Всего таких двигателей было выпущено более 6 тыс.1880 г. мощность двигателя была доведена до 100 л.с.

В 1885 г. в России капитан Балтийского флота И.С.Костович создал двигатель для воздухоплавания мощностью 80 л.с. с массой 240 кг. Тогда же в Германии Г.Даймлер и независимо от него К.Бенц создали двигатель небольшой мощность для самодвижущихся экипажей – автомобилей. С этого года началась эра автомобилей.

В конце 19 в. немецким инженером Дизелем был создан и запатентован двигатель, который впоследствии стали называть по имени автора двигателем Дизеля. Топливо в двигателе Дизеля подавалось в цилиндр сжатым воздухом от компрессора и воспламенялось от сжатия. КПД такого двигателя составляло примерно 30%.

Интересно, что за несколько лет до Дизеля русский инженер Тринклер разработал двигатель, работающий на сырой нефти по смешанному циклу – по которому работают все современные дизельные двигатели, однако он не был запатентован, а имя Тринклера мало кто теперь знает.

Двигатели внутреннего сгорания, особенно дизельные, нашли самое широкое применение в качестве силового оборудования на разнообразных строительных и дорожных машинах, требующих независимости от внешних источников энергии. Это, в первую очередь, транспортные (автомобили общего и специального назначения, седельные тягачи, тракторы), погрузочно-разгрузочные машины (вилочные и ковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики), стреловые самоходные краны, машины для земляных работ и т.д. На строительных и дорожных машинах применяются двигатели мощностью от 2 до 900 кВт. Особенностью их эксплуатации является то, что эти машины длительное время эксплуатируются на режимах близких к номинальным, при значительном и непрерывном изменении внешней нагрузки, повышенной запыленности воздуха, в существенно различных климатических условиях и нередко без гаражного хранения.

История создания двигателя внутреннего сгорания

Филипп Лебон

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 был убит, 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.

Николаус Отто

К 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 Николаусом Отто.

В 1864 году он 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 разрежение.

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. 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.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Вероятно, первым его изобретателем можно назвать Костовича О.С., предоставившим работающий прототип бензинового двигателя в 1880 году. Однако его открытие до сих пор остается слабо освещенным. В Европе в создании бензиновых двигателей наибольший вклад внес 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 калильный бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой трубочки, вставляемой 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.

Строение и принцип действия ДВС

Строение ДВС

В устройстве двигателя поршень является ключевым элементом рабочего процесса. Поршень выполнен в виде металлического пустотелого стакана, расположенного сферическим дном (головка поршня) вверх. Направляющая часть поршня, иначе называемая юбкой, имеет неглубокие канавки, предназначенные для фиксации в них поршневых колец. Назначение поршневых колец – обеспечивать, во-первых, герметичность надпоршневого пространства, где при работе двигателя происходит мгновенное сгорание бензиново-воздушной смеси и образующийся расширяющийся газ не мог, обогнув юбку, устремиться под поршень. Во-вторых, кольца предотвращают попадание масла, находящегося под поршнем, в надпоршневое пространство. Таким образом, кольца в поршне выполняют функцию уплотнителей. Нижнее (нижние) поршневое кольцо называется маслосъемным, а верхнее (верхние) – компрессионным, то есть обеспечивающим высокую степень сжатия смеси.

Когда из карбюратора или инжектора внутрь цилиндра попадает топливно-воздушная или топливная смесь, она сжимается поршнем при его движении вверх и поджигается электрическим разрядом от свечи системы зажигания (в дизеле происходит самовоспламенение смеси за счет резкого сжатия). Образующиеся газы сгорания имеют значительно больший объем, чем исходная топливная смесь, и, расширяясь, резко толкают поршень вниз. Таким образом, тепловая энергия топлива преобразуется в возвратно-поступательное (вверх-вниз) движение поршня в цилиндре.

Далее необходимо преобразовать это движение во вращение вала. Происходит это следующим образом: внутри юбки поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, последний шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. Коленвал свободно вращается на опорных подшипниках, что расположены в картере двигателя внутреннего сгорания. При движении поршня шатун начинает вращать коленвал, с которого крутящий момент передается на трансмиссию и – далее через систему шестерен – на ведущие колеса.

Принцип работы двигателя внутреннего сгорания

Современный автомобиль, чаше всего, приводится в движение двигателем внутреннего сгорания. Таких двигателей существует огромное множество. Различаются они объемом, количеством цилиндров, мощностью, скоростью вращения, используемым топливом (дизельные, бензиновые и газовые ДВС). Но, принципиально, устройство двигателя внутреннего сгорания, похоже.

Как работает двигатель и почему называется четырехтактным двигателем внутреннего сгорания? Про внутреннее сгорание понятно. Внутри двигателя сгорает топливо. А почему 4 такта двигателя, что это такое? Действительно, бывают и двухтактные двигатели. Но на автомобилях они используются крайне редко.

Четырехтактным двигатель называется из-за того, что его работу можно разделить на четыре, равные по времени, части. Поршень четыре раза пройдет по цилиндру – два раза вверх и два раза вниз. Такт начинается при нахождении поршня в крайней нижней или верхней точке. У автомобилистов-механиков это называется верхняя мертвая точка и нижняя мертвая точка.

Первый такт — такт впуска

Первый такт, он же впускной, начинается с ВМТ (верхней мертвой точки). Двигаясь вниз, поршень, всасывает в цилиндр топливовоздушную смесь. Работа этого такта происходит при открытом клапане впуска. Кстати, существует много двигателей с несколькими впускными клапанами. Их количество, размер, время нахождения в открытом состоянии может существенно повлиять на мощность двигателя. Есть двигатели, в которых, в зависимости от нажатия на педаль газа, происходит принудительное увеличение времени нахождения впускных клапанов в открытом состоянии. Это сделано для увеличения количества всасываемого топлива, которое, после возгорания, увеличивает мощность двигателя. Автомобиль, в этом случае, может гораздо быстрее ускориться.

Второй такт — такт сжатия

Следующий такт работы двигателя – такт сжатия. После того как поршень достиг нижней точки, он начинает подниматься вверх, тем самым, сжимая смесь, которая попала в цилиндр в такт впуска. Топливная смесь сжимается до объемов камеры сгорания. Что это за такая камера? Свободное пространство между верхней частью поршня и верхней частью цилиндра при нахождении поршня в верхней мертвой точке называется камерой сгорания. Клапаны, в этот такт работы двигателя закрыты полностью. Чем плотнее они закрыты, тем сжатие происходит качественнее. Большое значение имеет, в данном случае, состояние поршня, цилиндра, поршневых колец. Если имеются большие зазоры, то хорошего сжатия не получится, а соответственно, мощность такого двигателя будет гораздо ниже. Компрессию можно проверить специальным прибором. По величине компрессии можно сделать вывод о степени износа двигателя.

Третий такт — рабочий ход

Третий такт – рабочий, начинается с ВМТ. Рабочим он называется неслучайно. Ведь именно в этом такте происходит действие, заставляющее автомобиль двигаться. В этом такте в работу вступает система зажигания. Почему эта система так называется? Да потому, что она отвечает за поджигание топливной смеси, сжатой в цилиндре, в камере сгорания. Работает это очень просто – свеча системы дает искру. Справедливости ради, стоит заметить, что искра выдается на свече зажигания за несколько градусов до достижения поршнем верхней точки. Эти градусы, в современном двигателе, регулируются автоматически «мозгами» автомобиля.

После того как топливо загорится, происходит взрыв – оно резко увеличивается в объеме, заставляя поршень двигаться вниз. Клапаны в этом такте работы двигателя, как и в предыдущем, находятся в закрытом состоянии.

Четвертый такт — такт выпуска

Четвертый такт работы двигателя, последний – выпускной. Достигнув нижней точки, после рабочего такта, в двигателе начинает открываться выпускной клапан. Таких клапанов, как и впускных, может быть несколько. Двигаясь вверх, поршень через этот клапан удаляет отработавшие газы из цилиндра – вентилирует его. От четкой работы клапанов зависит степень сжатия в цилиндрах, полное удаление отработанных газов и необходимое количество всасываемой топливно-воздушной смеси.

После четвертого такта наступает черед первого. Процесс повторяется циклически. А за счет чего происходит вращение – работа двигателя внутреннего сгорания все 4 такта, что заставляет поршень подниматься и опускаться в тактах сжатия, выпуска и впуска? Дело в том, что не вся энергия, получаемая в рабочем такте, направляется на движение автомобиля. Часть энергии идет на раскручивание маховика. А он, под действием инерции, крутит коленчатый вал двигателя, перемещая поршень в период «нерабочих» тактов.

Влияние ДВС на окружающую среду

При полном сгорании углеводородов конечными продуктами являются углекислый газ и вода. Однако полного сгорания в поршневых ДВС достичь технически невозможно. Сегодня порядка 60% из общего количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу крупных городов, приходится на автомобильный транспорт.

В состав отработавших газов ДВС входит более 200 различных химических веществ. Среди них:

  • продукты неполного сгорания в виде оксида углерода, альдегидов, кетонов, углеводородов, водорода, перекисных соединений, сажи;

  • продукты термических реакций азота с кислородом – оксиды азота;

  • соединения неорганических веществ, которые входят в состав топлива, – свинца и других тяжелых металлов, диоксид серы и др.;

  • избыточный кислород..

Оксиды азота в отработавших газах образуются в результате обратимой реакции окисления азота кислородом воздуха под воздействием высоких температур и давления. По мере охлаждения отработавших газов и разбавления их кислородом воздуха оксид азота превращается в диоксид. Оксид азота (NO) – бесцветный газ, диоксид азота (NO2 ) – газ красно-бурого цвета с характерным запахом. Оксиды азота при попадании в организм человека соединяются с водой. При этом они образуют в дыхательных путях соединения азотной и азотистой кислоты. Оксиды азота раздражающе действуют на слизистые оболочки глаз, носа, рта. Воздействие NO2 способствует развитию заболеваний легких. Симптомы отравления проявляются только через 6 часов в виде кашля, удушья, возможен нарастающий отек легких.

Причиной образования углеводородов (СН) является неоднородность состава горючей смеси в камере сгорания двигателя, а также неравномерность температуры и давления в различных ее частях. В некоторых зонах цилиндра (паразитных объемах) топливо практически не сгорает, так как происходит обрыв цепной реакции окисления углеводородов.

Оксиды азота и углеводороды тяжелее воздуха и могут накапливаться вблизи дорог и улиц. В них под воздействием солнечного света проходят различные химические реакции. Разложение оксидов азота приводит к образованию озона (О3 ). В нормальных условиях озон не стоек и быстро распадается, но в присутствии углеводородов процесс его распада замедляется. Он активно вступает в реакции с частичками влаги и другими соединениями, образуя смог. Кроме того, озон разъедает глаза и легкие.

Состав отработавших газов дизельных двигателей отличается от бензиновых. В дизельном двигателе происходит более полное сгорание топлива. При этом образуется меньше окиси углерода и несгоревших углеводородов. Но, вместе с этим, за счет избытка воздуха в дизеле образуется большее количество оксидов азота.

В отработавших газах также обнаружен акреолин (особенно при работе дизельных двигателей). Он имеет запах пригорелых жиров и при содержании более 0.004 мг/л вызывает раздражение верхних дыхательных путей, а также воспаление слизистой оболочки глаз.

Чтобы предотвратить экологические проблемы люди стали искать альтернативные виды двигателей:

а) Электродвигатель — электрическая машина, в которой электрическая энергия преобразуется в механическую.

Электромобиль появился раньше, чем двигатель внутреннего сгорания. Первый электромобиль в виде тележки с электромотором был создан в 1841 году. Первый двухместный электромобиль русского инженера-изобретателя Ипполита Романова образца 1899 года изменял скорость движения в девяти градациях — от 1,6 км в час до максимальной в 37,4 км в час. В первой четверти XX века широкое распространение получили электромобили и автомобили с паровой машиной. В 1900 году примерно половина автомобилей в США была на паровом ходу, в 1910-х в Нью-Йорке в такси работало до 70 тысяч электромобилей. Значительное распространение в начале века получили и грузовые электромобили, а также электрические омнибусы (электробусы). Возрождение интереса к электромобилям произошло в 1960-е годы из-за экологических проблем автотранспорта, а в 1970-е годы и из-за резкого роста стоимости топлива в результате энергетических кризисов.

б) Гибридный двигатель — двигатель, комбинирующий преимущества обоих моторов: ДВС и электродвигателя. Применяется в автомобилях как альтернатива двигателю внутреннего сгорания. Первоначально идея организации принципа «электрической коробки передач», то есть замены механической коробки передач на электрические провода, была воплощена в железнодорожном транспорте и большегрузных карьерных самосвалах. Причина применения такой схемы обусловлена огромными сложностями механической передачи управляемого крутящего момента на колеса мощного транспортного средства

Первым автомобилем с гибридным приводом считается Lohner-Porsche. Автомобиль был разработан конструктором Фердинандом Порше в 1900 — 1901 годах. В Советском Союзе также велись работы по разработке гибридных автомобилей. Так, работы советского ученого Нурбея Гулиа привели к созданию прототипа гибридного автомобиля на базе автомобиля-грузовика УАЗ-450.

в) Водородный ДВС — это двигатель, использующий в качестве топлива водород.

В конце 70-ых годов прошлого века исследователи пришли к выводу, что заменителем нефти и ее производных станет водород. Работы по созданию 21 двигателей, работающих на водородном топливе, велись в США, Германии, Японии и в СССР. Ученые Ленинградского Политехнического института начали исследования по возможности создания автомобиля, двигатель которого работает на водороде. В Германии, США и Японии работы не прекращаются и сейчас, там довольно большой парк экспериментальных водородных автомобилей. Необходимые затраты для получения сжиженного водорода довольно быстро окупаются при больших пробегах автомобиля. Для поездок на малые расстояния могут быть более выгодны установки с гидридным способом хранения водорода — в порошке. Порошок подогревается отработавшими газами, и водород переходит в газообразное состояние. За эти 15 лет технологии сделали определенный шаг вперед по водородной тематике.

Сейчас компания Дженерал Моторс разработала автомобиль, работающий на водородном топливе. Его эффективность в четыре раза превышает обычные машины, использующие бензин. Экономия топлива в этой машине эквивалентна потреблению бензина 3 литра на 100 км. По внешнему виду машина не отличается от традиционных моделей. Топливный бак придется заполнять через каждые 800 км. До скорости 90 км\ ч машине понадобится 9 секунд. Специалисты Мюнхенского Технического университета перевели на чистый водород некоторые модели ВМW. Сжиженный водород хранится на автомобиле в криогенном баке. Широкое внедрение водородного топлива сдерживается более высокой ценой водорода по сравнению с привычными топливами, а также отсутствием необходимой инфраструктуры.

Анкетирование

  1. Вопрос: «Вы знаете, что такое двигатель внутреннего сгорания?»

Количество опрошенных: 30 человек

Ответы: Да — 21 человек

Нет — 9 человек

  1. Вопрос: «Как Вы считаете, где чаще используются двигатели внутреннего сгорания?»

Количество опрошенных:30 человек

Ответы:

  • В легковых автомобилях:8 человек

  • В самолетах: 5 человек

  • В поездах: 1 человек

  • В морских судах: 5 человек

  • В грузовых автомобилях: 7 человек

  • В тракторах:4 человека

Практическое применение ДВС

Применение двигателей внутреннего сгорания чрезвычайно разнообразно. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы, строительные краны. Мощные двигатели внутреннего сгорания устанавливают на речных и морских судах.  

Применение двигателей внутреннего сгорания, работающих на жидком топливе, однако, ограничивается транспортными и судовыми установками вследствие меньших ресурсов жидкого топлива сравнительно с каменным углем. Двигатели внутреннего сгорания на стационарных установках применяются также в районах, где жидкое и газообразное топливо используется в качестве основного.

Эффективность применения двигателей внутреннего сгорания в значительной степени определяется их долговечностью и надежностью в эксплуатации. Одним из важных факторов при этом является износостойкость, зависящая не только от металлофизических характеристик поверхностей трения, но и от свойств смазочного масла, способов подачи к узлам трения, а также от конструкции системы смазки. Для обеспечения надежной работы современных двигателей внутреннего сгорания большое значение имеет предотвращение образования в них лаков, нагаров, низкотемпературных осадков, коррозии поверхностей некоторых деталей, а также очистка масла в двигателях ( фильтрация, центрифугирование) от образующихся в нем механических примесей. Все перечисленные вопросы отражены в книге.

Повышение экономичности применения двигателей внутреннего сгорания, снижение трудоемкости технического ухода за ними имеет важное народнохозяйственное значение. Большую роль при этом играет установление обоснованных сроков замены масла. Малые сроки замены масла приводят к значительному его перерасходу; особенно это заметно в связи с тем, что ряд удачных конструктивных и технологических решений способствовал снижению проникновения масла в камеры сгорания и его расхода на угар в современных двигателях.

В настоящее время применение двигателей внутреннего сгорания на промыслах весьма ограничено, а с расширением применения двигателей внутреннего сгорания потребность в бензине непрерывно увеличилась.

Исключительное разнообразие областей применения двигателей внутреннего сгорания обусловливает соответственно и многообразие конструктивных форм этих двигателей, а также значительные трудности их классификации.

В виду чрезвычайного разнообразия областей применения двигателей внутреннего сгорания и соответственно многочисленности конструкций и типов двигателей, различающихся как по условиям работы, так и по видам применяемого топлива, не представляется возможным дать единые нормы испытаний для всех двигателей внутреннего сгорания.

Вместе с тем по условиям работы двигатели внутреннего сгорания могут быть разделены на три основные группы:

1) двигатели, работающие при постоянном числе оборотов под воздействием скоростного регулятора, — стационарные и с ручной регулировкой – судовые

2) двигатели, работающие при переменных числах оборотов, обычно быстроходные

3) двигатели, работающие при постоянном высоком числе оборотов.

Заключение

В итоге проделанной работы цели и задачи, поставленные в начале, достигнуты. Я выяснил, что такое ДВС. ДВС — поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя.

Также изучил историю создания ДВС. Первый ДВС был изобретен Ленуаром в 1860 г. Через 7 лет немецкий инженер Отто создал 4-х-тактный двигатель с воспламенением от сжатия. В 1885 г. в России капитан Балтийского флота Костович создал двигатель для воздухоплавания. В конце 19 века немецким инженером Дизелем был создан двигатель, который впоследствии стали называть по имени автора. В настоящее время дизели применяются на разных транспортных машинах.

После узнал строение ДВС. Главным элементом является поршень. Внутри поршня расположен палец, на котором закрепляется верхняя часть шатуна, тот шарнирно зафиксирован на кривошипе коленчатого вала. В надпоршневом пространстве расположены впускной и выпускной клапаны, а также свеча зажигания.

Двигатели внутреннего сгорания бывают двух- и четырехтактные. На современных автомобилях чаще ставят четырехтактные.

1 такт – впуск смеси бензина с воздухом

2 такт – сжатие горючей смеси

3 такт – рабочий ход (расширение газа)

4 такт – выпуск отработанных газов

ДВС оказывает на окружающую среду отрицательное влияние. Углеводороды, которые должны разделяться на воду и углекислый газ, полностью не сгорают и выбрасываются в атмосферу вместе с оксидом азота, диоксидом серы и других металлов.

Чтобы предотвратить экологические проблемы люди стали искать альтернативные виды двигателей, таких как:

  • Электродвигатель

  • Гибридный двигатель

  • Водородный ДВС

В настоящее время двигатели внутреннего сгорания ставят на легковые и грузовые автомобили, самолеты, теплоходы, тракторы, тепловозы, строительные краны, а также на речные и морские суда.

Выводы:

  • Если бы не было двигателя внутреннего сгорания то, возможно, некоторые отрасли человеческой деятельности также не существовали бы.

  • Хоть двигатель внутреннего сгорания полезен для людей, но для экологии он приносит вред.

  • Двигатели внутреннего сгорания имеют ряд недостатков, следовательно, их скоро заменят на более современные типы двигателей.

Motorwagen: первый автомобиль с бензиновым двигателем. Инфографика | Инфографика | Вопрос-Ответ

18 января 1886 года немецкий инженер Карл Бенц сконструировал свой Motorwagen* — первый в мире автомобиль с бензиновым двигателем. О том, как выглядела эта машина, смотрите в инфографике АиФ.ru.

 

Как работал первый автомобиль с бензиновым двигателем?

Motorwagen Бенца представлял собой трёхколёсный двухместный экипаж, который мог развивать скорость 16 км/ч. Машина заводилась путём электрического зажигания, которое питалось от гальванической батареи. В качестве топлива использовался лигроин**. Он заливался в специальный цилиндр-бензобак, который был совмещён с карбюратором. Двигатель запускался после того, как водитель раскручивал руками маховик, который был расположен под мотором. После этого цилиндр приводил в движение задние колёса через одну ременную и две цепные передачи. Управление осуществлялось рулевой рукояткой через рычажное устройство передним колесом.

Патент на своё изобретение за номером DRP 37435 Карл Бенц получил 29 января 1886 года. Демонстрация автомобиля для широкой публики состоялась 3 июля 1886 года на улице Рингштрассе в Мангейме. В 1887 году «Motorwagen» был представлен на Парижской выставке.

Шерше ля фам!

Говорят, что своим успехом Motorwagen обязан не столько международным выставкам, сколько жене автоконструктора. Дело в том, что в первые годы о машине говорили как о чудной игрушке, которую едва ли можно рассматривать в качестве полноценного транспортного средства. Берту Бенц такая несправедливость не устраивала категорически. В 1888 году втайне от супруга она вместе с двумя сыновьями отправилась на автомобиле в поездку из Мангейма в Пфорцхайм. Бензозаправками по пути следования участников этой авантюры служили аптеки, в которых лигроин продавался как чистящее средство. Во время автопробега путешественников ожидали многочисленные трудности, но фрау Берта всегда находила выход. Так, на одном из участков трассы был крутой подъём, машина оказалась не в состоянии самостоятельно его преодолеть, тогда Берта посадила за руль своего сына, а сама вместе со вторым своим ребёнком начала толкать автомобиль. Вскоре после этого героического преодоления небольшой горки у авто лопнул кожаный приводной ремень — залатать его помог сапожник из ближайшей деревни. Вслед за этим пробило изоляцию на проводе высокого напряжения, но и эта оказия не сломила Берту — в качестве изоленты супруга изобретателя использовала резиновую подвязку от своего чулка, забившуюся же пробку в топливной трубке она прочистила шпилькой от шляпы. В результате всех этих неприятностей на преодоление стокилометровой дистанции между Мангеймом и Пфорцхаймом у путешественников ушли целые сутки. Но это по тем временам было настоящим прорывом. Берта Бенц, ставшая первой в мире женщиной за рулём, вмиг превратилась в главную любимицу немецкой прессы. О ней написали все газеты Старого света, а дорогу, по которой она проехала, назвали Мемориальной трассой имени Берты Бенц. Такая шумиха в СМИ привела к тому, что заказы на автомобиль стали приходить со всего света, ведь мир благодаря подвигу супруги изобретателя наконец понял, что Motorwagen — это серьёзно.


* Motorwagen — в переводе с немецкого «моторный экипаж».

** Лигроин — вид топлива, получаемый при прямой перегонке нефти. Широко использовался до появления бензина и дизельного топлива.

Смотрите также:

Когда появился первый бензиновый двигатель? | Novosti.Info

Газовый двигатель Отто, появившийся во второй половине XIX века, был большим шагом вперед по сравнению с паровыми машинами, но все-таки не мог быть полноценно использованным на средствах передвижения (подробнее о Двигателе Отто и Паровых двигателях).

Изобретатели продолжали исследования в сфере разработки более компактного, экономического и продуктивного двигателя.Особенных успехов в этом достигли Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах, которые сначала работали на заводе Отто, а позже основали собственную фирму (подробнее об Автомобилях Даймлера).

Велосипед с двигателем Даймлера, запатентован 29 августа 1885 г как “Повозка для верховой езды с керосиновым двигателем”

Даймлер и Майбах были «классическими» изобретателями. Даймлер с детства интересовался машинами и подробно изучал строение локомотивов. Окончил Высшее политехническое училище в Штутгарте, долгое время работал на машиностроительных заводах в Эльзасе, изучил всю передовую технику того времени, а также техническую литературу, так как владел французским и английским языками. Майбаха же биографы называли «гениальным» самоучкой.

В 1881 году Даймлер совершил путешествие по России, где у него и родилась идея бензинового двигателя. В то время в России уже работал завод, перерабатывающий сырую нефть в керосин. Исследования А.А. Летнего показали, что при перегонке нефти и ее остатков через раскаленные железные трубы, получаются различные горючие смеси, в том числе и бензин. Это легкое топливо, которое хорошо испаряется, полностью сгорает и является удобным в транспортировке, и решил использовать Даймлер для своих экипажных двигателей.

Первый двигатель Даймлера появился в 1883 году. Он работал как на газе, так и на бензине, хотя все позднейшие модели двигателей Даймлера были рассчитаны только на жидкое топливо. Частота вращения вала двигателя Даймлера была в 4-5 раз больше, чем у газовых двигателей, и мощность рабочего объема вдвое больше. Это позволило уменьшить массу конструкции. Двигатель помещался в кожух, заполненный смазочным маслом, что предотвращало загрязнение подвижных частей. Температура воды, охлаждавшей двигатель, поддерживалась при помощи пластинчатого радиатора. Заводился двигатель при помощи специальной рукоятки.

Статья подготовлена по материалам книги: Ю. А. Долматовский «Автомобиль за 100 лет», 1986 г.

КТО ПОСТРОИЛ ПЕРВЫЙ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ? — Газовый двигатель Magazine

Главная &nbsp/&nbsp Газовые двигатели &nbsp/&nbsp КТО ПОСТРОИЛ ПЕРВЫЙ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В СОЕДИНЕННЫХ ШТАТАХ?

Персонал

1 / 3

Эрл Рейнс

2 / 3

Эрл Рейнс

3 / 3

Предоставлено Эрлом Рейнсом, 209 North Olive St., Элдон, Мо. 65026.

Эрл Рейнс

❮ ❯

Айова 52206.

Мы благодарим Клуб старинных механиков Университета
Калифорния, Дэвис за их усилия по восстановлению двигателя Regan
(см. статью в выпуске GEM за ноябрь-декабрь 1972 г.). Тем не менее, статья
, касающаяся двигателя Regan, подтолкнула нас к некоторым исследованиям с нашей стороны, поскольку
действительно построил первый бензиновый двигатель.

Вм. Робинсон в своей книге «Газовые и нефтяные двигатели»
, опубликованной в 1890 году, утверждает, что в 1872 году был выдан патент Г.B.
Brayton of Philadelphia, двигатель называется Brayton’s
Ready-Motor. Первый из этих двигателей поступил в продажу в 1873 году, а
был испытан в Нью-Йорке профессором Терстоном из Технологического института Стивенса
. В 1878 году этот двигатель был введен в Великобританию
господами Саймоном Ноттингемским.

Насос использовался для сжатия воздуха и проталкивания его через ряд перфорированных латунных дисков
и материалов, обнажающих большую поверхность нефти
в отдельном цилиндре, чтобы полностью испарить топливо
.

Вероятно, первым практичным ГАЗОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (помимо тех
, использующих нефть в качестве топлива), построенным в Соединенных Штатах, был двигатель
, изобретенный доктором Альфредом Дрейком. Он начал эксперименты в 1837 году, и в апреле 1855 года
получил патент № 12715. Этот двигатель
был выставлен в Филадельфии в 1843 году и снова с улучшениями в
в Хрустальном дворце Нью-Йорка в 1855 году.

В дальнейшем мы отмечаем, что довольно много патентов было выдано Д. С. Регану, и нет никаких сомнений в том, что двигатель
был, вероятно, успешным на том этапе развития техники.

Есть надежда, что Клуб антикварной механики UCD не будет
огорчен моим противоречием относительно того, кто построил первый двигатель. Кто
знает? Может быть, кто-нибудь из ребят в Филадельфии откопает
ранний двигатель Брайтона или Дрейка!! Удачной охоты товарищи.

Высылаю два вида маленькой модели вертикального двигателя, которую я построил
два года назад. На одном снимке показаны детали до сборки
. Он был изготовлен из стандартных материалов, единственными отливками
были маховики, которые я нашел на свалке.Они были
6 дюймов в диаметре, я увеличил их до 8 дюймов для дополнительного веса.
Диаметр цилиндра 1 3/8 дюйма, ход поршня 2 дюйма, регулятор массы
с ударным весом, катушка зажигания, водяное охлаждение, термосифон, радиатор
и вентилятор. Бензобак в основании, топливный насос с эксцентриковым приводом.

Этот небольшой двигатель был выставлен на выставке паровых двигателей
в долине Миссури в Бунвилле, штат Миссури, и на выставке паровых и газовых двигателей
в Озарк-Хиллз в Ульмане, штат Миссури, в течение последних двух лет.

Опубликовано 1 января 1973 г.

РОДСТВЕННЫЕ СТАТЬИ

Посмотрите, как находка на распродаже вдохновляет на поиски истории компании и происхождения двигателя.

Посмотрите подборку видеороликов с июньской выставки и блошиного рынка Музея энергетики Кулспринг в 2016 году.

Компания по производству двигателей и шкивов Браунуолл.возникла во времена расцвета одноцилиндровых газовых двигателей и стала преемницей Parker Manufacturing Co.

.

Copyright 2022, Все права защищены | Ogden Publications, Inc.

Сварливое сгорание — 1-й автосалон в США

Ранние автомобили делили грунтовые дороги с лошадьми и повозками.

 

Первый в Америке автосалон открылся в Мэдисон-Сквер-Гарден в Нью-Йорке в ноябре 1900 года, всего через пять лет после того, как Чарльз Дьюри получил первый американский патент на автомобиль с бензиновым двигателем. Газ оказался наименее популярным источником мощности двигателя.

3 ноября 1900 года в Мэдисон-Сквер-Гарден в Нью-Йорке открылась первая в Америке национальная автомобильная выставка. Эти безлошадные повозки приводились в движение инновационным набором электрических, паровых двигателей и двигателей «внутреннего взрыва».Новые производители, такие как Olds Motor Works в Лансинге, штат Мичиган, производили модели каждого типа, чтобы конкурировать на развивающемся рынке.

На первом национальном автосалоне производители представили 160 различных автомобилей. Будущие лидеры крупнейшей транспортной отрасли страны устроили демонстрации вождения и маневренности на трассе шириной 20 футов, которая окружала экспонаты. Деревянный 200-футовый пандус проверял способность преодолевать подъемы.

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания на Национальном автомобильном салоне 1900 года были примитивными.Самыми популярными моделями оказались электрические, паровые и бензиновые… именно в таком порядке.

Около 48 000 посетителей выставки заплатили по 50 центов каждый, чтобы увидеть новейшие автомобильные технологии. Самыми популярными моделями оказались электрические, паровые и бензиновые… именно в таком порядке.

Электромобили

Жители Нью-Йорка приветствовали электрические модели как способ уменьшить примерно 450 000 тонн конского навоза, 21 миллион галлонов мочи и 15 000 лошадиных туш, удаляемых с улиц города каждый год.

Сотни кабин «Hansom», построенных компанией Electric Vehicle Company, работали хорошо, но тяжелые свинцово-кислотные батареи, грязные дороги и отсутствие электрической инфраструктуры ограничивали эти ранние электрические автомобили городскими районами.

Эта реклама моторной тележки Winton, которую, по данным Музея Генри Форда, часто называют первой американской автомобильной рекламой, появилась в выпуске журнала Scientific American за 1898 год.

Потребители предпочитали пароходы своим бензиновым конкурентам.История автомобилей с паровым двигателем восходит к 1768 году, когда французский военный инженер Николя-Жозеф Кюньо построил самоходный паровой трехколесный велосипед для перемещения артиллерии.

К 1900 году такие производители, как Бриджпорт, штат Коннектикут, Locomobile (от слов «локомотив» и «автомобиль»), Stanley Motor Carriage Co., Тэрритаун, штат Нью-Йорк, и другие хвастались безопасностью своей продукции и превозносили преимущества простой силы пара над «сложной и зловещие двигатели внутреннего сгорания.

Locomobile произвел 750 пароходов в 1900 году, уступая по продажам только Columbia & Electric Vehicle Co.Хартфорда, штат Коннектикут, но потребители жаловались на время, необходимое для разогрева котлов, и на необходимость частых остановок для воды. Прогресс в развитии двигателей внутреннего сгорания вскоре опередил паровую технику.

На рубеже веков около 8000 транспортных средств делили в основном грунтовые дороги с лошадьми и повозками. На автосалоне 1900 года инновационный ассортимент электрических, паровых двигателей и двигателей с «внутренним взрывом» приводил в действие новейшие конструкции безлошадных экипажей.

Автомобили с двигателями внутреннего сгорания на Национальном автомобильном салоне 1900 года были примитивными, шумными и сварливыми.Большинство из них были основаны на четырехтактном дизайне Николаса Отто 1876 года и работали на различных «легких спиртах», таких как печной газ, керосин, нафта, ламповое масло, бензол, уайт-спирит, спирт и бензин.

В 1906 году «Stanley Steamer» (вверху) установил мировой рекорд наземной скорости — 127,7 миль в час. – до сих пор официально признанный рекордом наземной скорости для парового автомобиля.

Один из первых критиков жаловался, что двигатель внутреннего сгорания был «вредным, шумным, ненадежным и громоздким. Он вибрирует так сильно, что расшатывает зубные протезы.Автомобильная промышленность, несомненно, расцветет в Америке, но этот мотор не будет иметь значения».

Критик ошибся. Бензин, который когда-то был нежелательным побочным продуктом очистки керосина, в 1900 году стоил всего около 15 центов за галлон и привел к резкому увеличению мощности двигателя. Несмотря на отсутствие «заправочных станций», бензин был легко доступен на рынке, где электрическое освещение делало керосин устаревшим.

 

Нефтеперерабатывающей промышленности нужен был продукт для замены керосина и бензина.В 1901 году компания Olds Motor Works продала 425 моделей автомобилей Curved Dash Runabout с бензиновым двигателем по 650 долларов каждая. Четыре года спустя, когда модель была снята с производства, было продано почти 19 000 экземпляров. Американские потребители предпочитают бензиновые двигатели внутреннего сгорания.

Технология

для современных гибридных автомобилей во многом обязана бензиново-электрическому Mixte 1902 года Фердинанда Порше.

Когда в Нью-Йорке пройдет следующий Международный автомобильный салон, на миллион посетителей будет выставлено более 1000 автомобилей.Хорошо были представлены автомобили с двигателем внутреннего сгорания и гибридные бензиново-электрические автомобили.

Америка в движении

Чарльз Дьюри и его брат Фрэнк в апреле 1892 года испытали автомобиль с бензиновым двигателем, построенный в их мастерской в ​​Спрингфилде, штат Массачусетс. Считается первым автомобилем, регулярно выпускаемым для продажи в Соединенных Штатах, 13 моделей были произведены компанией Duryea Motor Wagon Company.

Усовершенствованные бензиновые двигатели станут популярными среди потребителей.

Хотя их компания просуществовала всего три года, по данным музея Генри Форда, братья Дьюриа стали первыми американцами, которые попытались производить и продавать автомобили с прибылью. Другие производители быстро последовали примеру Duryea. К тому времени, когда Генри Форд продал свой первый «квадрицикл» в 1896 году, общественные работники Нью-Йорка ежегодно убирали с улиц 450 000 тонн конского навоза.

Растущее число новых «адских машин» вскоре делило грунтовые U.С. дороги с испуганными лошадьми. Из 4200 новых автомобилей, проданных в Соединенных Штатах на рубеже веков, на бензине работало менее 1000 автомобилей. Через два месяца после первой продажи компании в 1896 году стало известно, что автомобилист из Нью-Йорка, управлявший Duryea, сбил велосипедиста. Это было зарегистрировано как первое автомобильное дорожно-транспортное происшествие в стране.

Ford Model T «Tin Lizzy», первый серийный автомобиль, произведенный для среднего американского покупателя, впервые сошел с конвейера 1 октября 1908 года.

«Нефть, состоящая из сырой нефти и продуктов переработки, таких как бензин, дизельное топливо и пропан, является крупнейшим первичным источником энергии, потребляемым в Соединенных Штатах, на долю которого приходится 36 процентов от общего потребления энергии в 2018 году… Более двух- трети потребляемых в США готовых нефтепродуктов используются в транспортной сфере». — Управление энергетической информации США, Today in Energy, август 2019 г.

В 2003 году Смитсоновский институт в Вашингтоне, округ Колумбия.C., открылась крупная выставка о роли транспорта в обществе (см. American on the Move). Узнайте больше о сохранении истории двигателей внутреннего сгорания в Музее мощности Cool Coolspring.

Электромобили: Назад в будущее

Гибриды 21-го века автомобильной промышленности подражают своим предшественникам более 100 лет назад. Электромобили когда-то были практичны на ровных дорогах — даже с их гигантскими свинцово-кислотными батареями и ограниченным запасом хода — но в основном они были ограничены большими городами, где была доступна инфраструктура для подзарядки.

«Доступный запас бензина, как известно, весьма ограничен, и дальновидным деятелям автомобильной промышленности надлежит искать подходящие заменители». — Безлошадный век, 1905 г.

Инженеры того времени изучили новые способы комбинирования электродвигателей и бензиновых двигателей, чтобы использовать сильные стороны и свести к минимуму недостатки каждого из них. «В этой системе электрический генератор или динамо-машина подключены непосредственно к бензиновому двигателю, а потребляемый ток используется для приведения в действие электродвигателей, приводящих в движение автомобиль», — отмечается в «Автомобиле 1905 года: практический трактат о конструкции современных автомобилей». Пар, Бензин, Электричество и Петро-Электрик , Пол Хаслак.

Ракетный двигатель, работающий на природном газе, позволил Blue Flame в октябре 1970 года установить мировой рекорд наземной скорости, который продержится более десяти лет.

Современные гибриды во многом обязаны бензиново-электрическому Mixte 1902 года Фердинанда Порше. В Mixte использовался небольшой четырехцилиндровый бензиновый двигатель для выработки электроэнергии, но не для вращения колес. Двигатель приводил в действие два электродвигателя мощностью по три лошадиных силы, установленных в ступицах передних колес Mixte, которые могли на короткое время увеличить мощность до семи лошадиных сил и разогнать его до максимальной скорости 50 миль в час.

В то время как более века технологической эволюции отделяет Mixte от сегодняшних гибридов, оба полагаются на бензин, чтобы улучшить и напомнить о достоинствах «электриков» как автомобилей с будущим.

Узнайте об экологически чистом установщике мировой скорости 1970 года в Blue Flame Natural Gas Rocket Car.

____________________________

Рекомендуемая литература: История Нью-Йоркского международного автосалона: 1900-2000 (2000). Ваша покупка на Amazon приносит пользу Американскому историческому обществу нефти и газа.Как партнер Amazon, AOGHS получает комиссию от соответствующих покупок.

____________________________

Американское историческое общество нефти и газа сохраняет историю нефти США. Станьте ежегодным поддерживающим членом AOGHS и помогите поддерживать этот веб-сайт по энергетическому образованию и расширять исторические исследования. Для получения дополнительной информации обращайтесь по адресу [email protected] © 2021 Брюс А. Уэллс. Все права защищены.

Информация для цитирования — Название статьи: «Сварливое горение — 1-й У.С. Автосалон». Авторы: Б.А. Уэллс и К.Л. Уэллс. Название веб-сайта: Американское историческое общество нефти и газа. URL: https://aoghs.org/transportation/first-auto-show. Последнее обновление: 1 ноября 2021 г. Исходная дата публикации: 1 марта 2008 г.

.

Автомобиль Зигфрида Маркуса — ASME


1875

Прямой предшественник современного автомобиля.



Зигфрид Маркус (1833-1898), выдающийся инженер и фабрикант, прожил большую часть своей жизни и умер в Вене, оставив свое самое важное наследие — экспериментальный автомобиль, похожий на сегодняшний современный автомобиль и самый старый из сохранившихся автомобилей, известный во всем мире.Второй автомобиль Маркуса, построенный примерно в 1875 году (более точная дата все еще исследуется историками), считается первым автомобилем с четырехтактным двигателем и первым автомобилем, использующим бензин в качестве топлива, с первым карбюратором для двигателя. бензиновый двигатель и первое зажигание от магнето. Второй автомобиль Маркуса, который все еще находится в рабочем состоянии, теперь принадлежит Австрийскому автомобильному, мотоциклетному и туристическому клубу в Вене и выставлен в Венском техническом музее. Первую машину посчитали негодной и он ее разобрал.Третья и, возможно, четвертая машина не уцелели, так что вторая его единственная выжившая. Описанный как «экспериментальный», он так и не был запущен в производство, но, как сообщается, во время демонстрационного запуска он заметно появлялся на улицах Вены.

Многое из того, что известно о Маркусе, взято из немецкоязычной книги Die Automobile des Siegfried Marcus Альфреда Буберля (Bad Sauerbrunn, Austria: Edition Tau, 1994):

Маркус родился 18 сентября 1833 года в Мальхине, Мекленбург, к северо-западу от Берлина, в Германии.Неизвестно, имел ли он какое-либо формальное инженерное образование, но в возрасте 12 лет он стал учеником механика в Гамбурге. Пять лет спустя он присоединился к инженерной компании, которая строила телеграфные линии. В Берлине он стал техническим помощником Вернера фон Сименса, выдающегося основателя немецкой электротехнической промышленности. В 1852 году Маркус переехал в Вену, где сначала работал техником в Физическом институте Медицинской школы, затем ассистентом профессора Людвига, выдающегося физиолога.К 1860 году он начал собственное дело, завод по производству механического и электрического оборудования, которым руководил до конца жизни.

У Маркуса было около 76 патентов примерно в дюжине стран, в том числе электрическая лампа (1877 г.) и воспламенитель взрывчатых веществ. Он установил первый электрический звонок в спальне императрицы Елизаветы и стал инструктором по физике злополучного кронпринца Рудольфа. Он построил и продал двигатели внутреннего сгорания — сначала атмосферные двигатели, в которых ход поршня вниз обеспечивает выходную мощность при атмосферном давлении, а затем двухтактные и, наконец, четырехтактные двигатели.

Маркус впервые начал работать над самоходным транспортным средством около 1860 года, внеся значительный вклад в дальнейшие разработки. Фотографии его первого автомобиля, построенного около 1864 года, были сделаны в 1870 году. Второй автомобиль — знаковый — был построен около 1875 года на его заводе в Вене. Сначала он был оснащен двухтактным двигателем, а затем четырехтактным двигателем. Буберл определил, что второй автомобиль Маркуса был первым автомобилем с четырехтактным двигателем. Первые четырехтактные двигатели были построены в Мюнхене в 1873 году австрийским механиком Кристианом Рейтманном.(Согласно Britannica Online, французский инженер Альфонс Бо де Роша установил принцип четырехтактного цикла в 1862 году. Однако Николаусу Отто из Германии широко приписывают применение работы де Роша к прототипу автомобильного двигателя в 1876 году, через три года. позже, чем Райтманн.)

Маркус задумал самоходные транспортные средства, которые будут доставлять пассажиров к быстро развивающимся железнодорожным сетям. Осветительный газ был обычным топливом для стационарных двигателей внутреннего сгорания, но не подходил для движущихся транспортных средств.Австрийские части территории нынешней Польши начали добывать нефть. Переработка дала керосин, смазочное масло, а также бензин в качестве нежелательного побочного продукта. Маркус начал экспериментировать с бензином, обнаружив, что бензин можно использовать в качестве моторного топлива только в мелкодисперсной форме при всасывании двигателем.

Маркус начал работу над предшественником карбюратора в 1864 году и получил свою первую австрийскую привилегию (патент) на «аппарат для карбонизации атмосферного воздуха» № 1.5372/g, выданный 16 мая 1886 года. Этот патент 1864 года, названный испарителем, является доказательством того, что он использовал бензин в качестве моторного топлива, таким образом, он является создателем первого дорожного транспортного средства, работающего на бензине.

 

Для получения дополнительной информации

Технический музей
Марияхильфер Штраус 212 A-1140
Вена, Австрия
Для получения информации о посещении звоните по телефону +43-1 89998-0 или перейдите на https://www.technischesmuseum.at/

.

Полезные ссылки

Страница автомобиля Зигфрида Маркуса (на немецком языке) Гюнтера Ротта и Маттиаса Дренгка, на которой рассматриваются споры о дате
http://www.siegfried-marcus.de

Венский технический музей
https://www.technischesmuseum.at/

Австрийский автомобильный и мотоциклетный туристический клуб, ÖAMTC (на немецком языке)
http://www.oeamtc.at

Инж. Домашняя страница Альфреда Буберля (на немецком языке)
http://members.aon.at/alfredbuberl

Двигатели Джона Линхарда. Эпизод об автомобиле
http://www.uh.edu/engines/epi125.htm

Церемониальные записи

23 сентября 1998 г.; Совместно с OIAV — Österreichischer Ingenieur und Architektenverein — Австрийской ассоциацией инженеров и архитекторов.

Первый бензиновый трактор был изобретен Джоном Фрёлихом в 1892 году

В 1892 году Джон Фрёлих изобрел первый бензиновый трактор

Машина была разработана в небольшой деревне на северо-востоке Айовы. В то время для обмолота пшеницы использовались паровые машины. Джон был разочарован проблемами паровых двигателей, поскольку они были тяжелыми и громоздкими, а также неуправляемыми. Фрелих решил, что может изобрести лучший способ приведения в действие двигателя.Ответ был бензин. Фрелих работал со своим кузнецом, разработал вертикальный одноцилиндровый двигатель, установленный на ходовой части двигателя парового трактора, и разработал детали, чтобы все это работало вместе. Вскоре Фрелих и его команда использовали его для обмолота 72 000 бушелей мелкого зерна.

Джон Фрёлих и несколько бизнесменов немедленно создали компанию по производству «Трактора Фрёлиха». Компания была названа The Waterloo Gasoline Traction Engine Company, президентом которой был Джон.Попытки продать машину не увенчались успехом. Только 2 были проданы и вскоре возвращены. Компания продолжала работать, производя стационарные газовые двигатели, в то время как эксперименты с тракторами продолжались. В 1895 году Фрелих покинул компанию, так как его интересовали тракторы, а не стационарные двигатели. Компания Waterloo продолжила развитие и к 1914 году разработала несколько успешных моделей. С ростом цен на фермы спрос на механическую сельскохозяйственную мощность стал популярным, что стимулировало появление многих производителей тракторов.

Deere and Company, производитель полной линейки навесного оборудования John Deere, следил за компанией и искал проверенный сельскохозяйственный трактор, который дополнил бы ее ассортимент. В 1918 году компания Waterloo была куплена John Deere.

Фрёлих, штат Айова, теперь известен как «Тракторный город США». Если вы посетите универсальный магазин города, вы сможете увидеть масштабную модель оригинального трактора Froelich, сделанную по оригинальным чертежам.

 

Источник: Фонд Фрелиха

Подробнее о сельском хозяйстве AgHires.

Изобретение первого бензинового автомобиля — История

Первый бензиновый автомобиль был изобретен в 1870 году австрийским изобретателем. Зигфрид Маркус. Первый автомобиль Маркуса был больше похож на четырехколесный. ручная тележка для перемещения людей и предметов. Маркус также изобрел система зажигания magento низкого напряжения, которая вошла бы в 4-местный второй автомобиль Marcus 1888 г. и в других последующих автомобилях.

Еще один человек, у которого есть претензии на первую бензиновую машину, это Этьен Ленуар из Франции.Ленуар изобрел водородный автомобиль в 1860 году. под названием «Гиппомобиль». Два года спустя он также утверждал, что запустить машину на бензоле, производной от масла и если это правда, то его заявление об изобретении первого автомобиля, работающего на бензине, правильный.

В 1873 году американский инженер Джордж Брайтон разработал двухтактный двигатель. керосиновый двигатель, и некоторые считают его первым двигателем, работающим на бензине. машина.

Есть еще несколько человек, которым иногда приписывают изобретение первый автомобиль с бензиновым двигателем. Некоторые из имен включают Энрико Бернарди из Италии, который изобрел одноцилиндровый двигатель на трехколесном велосипеде. и мотоцикл, Карл Бенц из Германии и Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах также из Германии.

В 1889 году Даймлер и Майбах спроектировали автомобиль с нуля. вверх, а не прикреплять бензиновый двигатель к вагону без лошадь.В 1885 году Карл Бенц построил свой первый бензиновый автомобиль в Мангейме, Германия. Бенц получил патент на свой автомобиль в 1886 г. и начал его выпуск в 1888 г. Большая часть литературы вы обнаружите, что дни приписывают Карлу Бенцу изобретение первого автомобиль с бензиновым двигателем, так как он зарекомендовал себя на дальнем расстоянии поездку в 1888 году и всерьез запустил производство.

Первый полноприводный бензиновый автомобиль изобрел Фредерик Уильям Ланчестер из Великобритании в 1895 году.Ланчестер также запатентовал первый в мире электростартер вместе с дисковый тормоз.

В 1889 году первая в мире компания, созданная исключительно для сборка автомобилей была Panhard et Levassor во Франции. Два года спустя Пежо последовал. В США компания Duryea Motor Wagon Company в 1893 г. первый официальный производитель автомобилей.

В 1897 году завод Olds Motor Works (теперь известный как Oldsmobile) в Лансинге, Мичиган был образован и к 1901 году стал крупнейшим продавцом американской автомобили с бензиновым двигателем.В 1901 году была основана компания Генри Форда, которая сменила название на Cadillac Motor Company в 1902 и 1909 годах. он был куплен General Motors. В 1902 — 1903 годах Форд Мотор Компани запущен на переоборудованном заводе на деньги 12 инвесторов и создал свой первый серийный автомобиль Model A.

.

По истечении этого времени Форд и Дженерал Моторс нарастят производство своих автомобилей. А в 1930-х годах обе компании были двумя из немногих автопроизводителей, переживших Великую депрессию в США Состояния.

Исследование и влияние угла опережения зажигания на работу бензинового двигателя и выбросы | European Transport Research Review

Первая корректировка данных о производительности была проведена при изменении положения дроссельной заслонки. Изменяя положение дроссельной заслонки, давление во впускном коллекторе изменялось до 100 кПа в положении полностью открытой дроссельной заслонки. Скорость поддерживалась на уровне 3400 об/мин, а коэффициент эквивалентности оставался равным единице.

Результаты показывают, что среднее эффективное давление в тормозной системе (BMEP) имеет тенденцию увеличиваться с увеличением угла опережения зажигания до 31° перед верхней мертвой точкой (ВМТ), а затем падает.Наилучшие характеристики будут достигнуты при максимальном зажигании 31° до ВМТ. Если угол опережения зажигания недостаточно опережен, первоначальная часть максимального давления будет создаваться в такте расширения, и в этом случае мы теряем полезную эффективность и снижаем производительность.

Максимальный BMEP достигается при моменте зажигания 31°ВМТ. Минимальное опережение для максимального тормозного момента (MBT) определяется как наименьшее опережение, при котором достигается 99 % максимальной мощности.

Следует отметить, что MBT будет изменяться как в зависимости от положения дроссельной заслонки, так и от частоты вращения двигателя в условиях более дроссельной заслонки; плотности заряда в цилиндре на менее плотных смесях потребуется не очень большое опережение зажигания.В этом случае воспламенение происходит и дает соответствующие характеристики (рис. 2).

Рис. 2

Взаимосвязь между IMEP и BMEP и опережением зажигания — Широко открытый дроссель; Соотношение эквивалентности одного

На приведенном выше рисунке показано, что указанное среднее эффективное давление (IMEP) имеет тенденцию к увеличению с опережением опережения зажигания между 21 и 41° до ВМТ. Ожидается, что IMEP должен увеличиваться с увеличением угла синхронизации до определенной точки, а затем уменьшаться. Наилучшие характеристики достигаются, когда большая часть сгорания происходит вблизи верхней мертвой точки.Если момент зажигания недостаточно опережен, поршень уже будет двигаться вниз, когда происходит большая часть сгорания. В этом случае мы теряем возможность расширять эту порцию газа на весь диапазон, снижая производительность. Если угол опережения зажигания будет слишком опережать, слишком много газа сгорит, пока поршень все еще поднимается. Работа, которую необходимо совершить для сжатия этого газа, уменьшит произведенную чистую работу. Эти конкурирующие эффекты приводят к тому, что IMEP достигает максимума в зависимости от опережения зажигания.

Как видно на рис. 3, пиковое давление увеличивается с увеличением угла опережения зажигания до верхней мертвой точки. Максимальное давление будет достигнуто, если весь газ сгорит к моменту достижения поршнем ВМТ. Но давление уменьшается с менее опережающим опережением зажигания, потому что; газ не сгорает полностью, пока поршень не опустится на такте расширения.

Рис. 3

Взаимосвязь между температурой выхлопных газов и пиковым давлением в цилиндре в зависимости от момента зажигания при полностью открытой дроссельной заслонке; коэффициент эквивалентности одного

На приведенном выше рисунке также показано, что температура выхлопных газов снижается по мере приближения к ВМТ и ВМТ.IMEP представляет собой работу, совершаемую поршнем. Температура выхлопных газов представляет собой энтальпию выхлопных газов для идеальных газов. Энтальпия является функцией только температуры, и энергия, выделяемая при сгорании топлива, должна идти на работу расширения. Температура выхлопных газов также снижается, если необходимо сохранить энергию (рис. 4).

Рис. 4

Зависимость между BMEP и опережением зажигания. Частота вращения двигателя 3400 об/мин, давление во впускном коллекторе 100 кПа

Результаты показывают, что BMEP увеличивается с опережением опережения зажигания.Это ожидало, что BMEP уменьшится с закрытием времени зажигания до верхней мертвой точки. Если зажигание недостаточно опережающее, поршень уже будет двигаться вниз, когда происходит большая часть сгорания. В этом случае мы теряем возможность расходовать эту порцию газа и снижаем производительность. Если зажигание слишком раннее, большая часть газа сгорит, пока поршень еще поднимается; работа, которую необходимо совершить, чтобы сжать этот газ, уменьшит произведенную чистую работу. Кроме того, результаты показывают, что максимальное значение BMEP находится в диапазоне от −21° до 41°, а максимальное значение BMEP для даты имеет момент зажигания при 31° до ВМТ.

Рисунок 5 показывает, что удельный расход топлива при торможении (BSFC) имеет тенденцию улучшаться с увеличением угла опережения зажигания до верхней мертвой точки. Следует отметить, что при увеличении BMEP обратно пропорционально увеличивается BSFC.

Рис. 5

Взаимосвязь между BSFC и опережением зажигания при 3400 об/мин и коэффициентом эквивалентности, равным единице

На рисунке 6 показана концентрация O 2 и HC в зависимости от угла опережения зажигания. Угол опережения зажигания вызывает более высокое пиковое давление в цилиндре. Это более высокое давление выталкивает больше топливно-воздушной смеси в щели (в первую очередь пространство между днищем поршня и стенками цилиндра), где пламя гасится, а смесь остается несгоревшей.Кроме того, температура в конце цикла, когда смесь выходит из этих щелей, ниже при более раннем зажигании. Более поздняя температура означает, что углеводороды и кислород не реагируют. Это увеличивает концентрацию кислорода в выхлопных газах и несгоревших углеводородов.

Рис. 6

Зависимость между O 2 и концентрацией углеводородов в зависимости от момента зажигания при 3400 об/мин и давлении во впускном коллекторе 100 кПа

Рис. момент зажигания, давление во впускном коллекторе 100 кПа и коэффициент эквивалентности, равный единице

На приведенном выше рисунке концентрации угарного газа, кислорода и углекислого газа очень мало изменяются с изменением угла опережения зажигания в исследуемом диапазоне (рис.7).

Здесь отношение эквивалентности поддерживалось постоянным и равным единице, так что кислорода было достаточно для превращения большей части углерода в CO 2 . Концентрация CO увеличилась, а концентрация CO 2 уменьшилась, когда не хватает кислорода. Некоторое количество угарного газа действительно появляется в выхлопных газах из-за замороженной равновесной концентрации CO, O 2 и CO 2 .

Рис. 8

Зависимость концентрации NO от момента зажигания.Частота вращения двигателя при 3400 об/мин и давлении во впускном коллекторе 100 кПа

На рисунке показана зависимость концентрации NO в отработавших газах от момента зажигания. Образование NO зависит от температуры. С увеличением угла опережения зажигания пиковое давление в цилиндре увеличивается. Закон идеального газа гласит, что увеличение пикового давления должно соответствовать увеличению пиковой температуры, а более высокая температура приводит к увеличению концентрации NO (рис. 8).

Рис. 9

Взаимосвязь между мощностью и крутящим моментом в зависимости от момента зажигания

Результаты показывают, что мощность имеет тенденцию к увеличению с опережением зажигания между 17 и 35°C до ВМТ.Ожидается, что мощность должна увеличиваться с продвижением искры до точки, а затем падать. Наилучшие характеристики достигаются, когда большая часть сгорания происходит вблизи верхней мертвой точки. Если искра недостаточно развита, поршень уже будет двигаться вниз, когда происходит большая часть сгорания. В этом случае мы теряем возможность расширять эту порцию газа на весь диапазон, снижая производительность. Если зажигание слишком раннее, слишком много газа сгорит, пока поршень все еще поднимается.В результате работа, которую необходимо совершить для сжатия этого газа, уменьшит произведенную чистую работу. Эти конкурирующие эффекты приводят к тому, что максимальная мощность зависит от опережения зажигания.

Также показывает, что крутящий момент увеличивается с увеличением опережения зажигания. Это связано с увеличением давления в такте сжатия и, следовательно, с увеличением полезной работы. Следует отметить, что при дальнейшем увеличении опережения зажигания крутящий момент не будет увеличиваться в основном из-за пикового давления в цилиндре в период сжатия и снижения давления в такте расширения.По этой причине определение оптимального угла опережения зажигания является одной из наиболее важных характеристик двигателя SI (рис. 9).

На рисунке 10 представлены прогнозируемые результаты теплового КПД в сравнении с экспериментальными данными. Тепловой КПД — это работа, деленная на потребляемую энергию. Видно, что чистая работа увеличивается с увеличением опережения зажигания до точки, а затем несколько уменьшается. Это происходит из-за увеличения трения при высоких значениях опережения зажигания и, следовательно, уменьшения полезной работы.Согласно рис. 6, наибольшее количество сети происходит при 31° СА до ВМТ.

Рис. 10

Зависимость КПД от угла опережения зажигания

История автомобильных газовых двигателей

Эта тема является довольно подробной, так как первые автономные дорожные транспортные средства приводились в движение паровыми двигателями, что делает француза Николя Жозефа Кюньо строителем первого автомобиля в 1769 году! Это было признано как Британским Королевским автомобильным клубом, так и Автомобильным клубом Франции.Однако Даймлер и Бенц изобрели очень успешный и практичный автомобиль с бензиновым двигателем, который открыл путь для современных автомобилей. И Daimler, и Benz изобрели автомобили, которые выглядели и работали так же, как автомобили, которыми мы пользуемся сегодня (довольно удивительно!).

Прежде чем я углублюсь в историю бензиновых двигателей внутреннего сгорания, я хотел бы дать небольшое описание того, как они работают! По сути, двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель (состоящий из блока цилиндров, поршней, шатунов и т.), который использует смесь воздуха и бензина (можно считать взрывоопасной смесью), чтобы толкать поршень внутри цилиндра. Это, в свою очередь (движение поршня), вращает коленчатый вал, который затем вращает колеса автомобиля через цепь или приводной вал. Основными видами топлива, используемыми для двигателей внутреннего сгорания, являются бензин, дизельное топливо и керосин.

История автомобильных газовых двигателей кратко изложена ниже:

1680 год. Голландский физик Кристиан Гюйгенс сконструировал двигатель внутреннего сгорания, который должен был работать на порохе.Однако он так и не построил его!

1807 год. Швейцарец по имени Франсуа Исаак де Риваз изобрел двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве топлива использовалась смесь водорода и кислорода. Он приступил к разработке автомобиля для своего двигателя, который оказался первым автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Однако его конструкция имела некоторые недостатки, поэтому она оказалась очень неудачной.

1824 год. Английский инженер Сэмюэл Браун модифицировал старый паровой двигатель для сжигания газа, который он некоторое время использовал для приведения в движение автомобиля на Шутерс-Хилл в Лондоне (довольно удивительно!).

1858 год. Инженер бельгийского происхождения по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар изобрел двигатель внутреннего сгорания двойного действия с электрическим искровым зажиганием, работающий на угольном газе. Он запатентовал его в 1860 и 1863 годах; он прикрепил улучшенный / переработанный двигатель, который использовал бензин в качестве топлива вместе с карбюратором, к трехколесному фургону! Трехколесному транспортному средству удалось совершить пятидесятимильное путешествие.

1862 год – Французский инженер-строитель по имени Альфонс Бо де Роша запатентовал четырехтактный двигатель.Однако он не построил его.

1864 год — Австрийский инженер по имени Зигфрид Маркус построил одноцилиндровый двигатель с «сырым» карбюратором. Затем он прикрепил свой двигатель к тележке, на которой проехал по каменистой 500-футовой дороге. Несколько лет спустя он разработал автомобиль, который на короткое время разгонялся до 10 миль в час!

1873 год — Американский инженер Джордж Брайтон разработал неудачный двухтактный керосиновый двигатель. В нем использовались два внешних насосных цилиндра. Несмотря на то, что он не увенчался успехом, он считался первым безопасным и практичным масляным двигателем.

1866 год. Два немецких инженера, Ойген Ланген и Николаус Август Отто переработали и улучшили конструкции Ленуара и де Роша (1858 и 1862 соответственно). Они в основном изобрели более эффективный газовый двигатель.

1876 год – Тот же упомянутый выше немецкий инженер Николаус Август Отто изобрел удачный четырехтактный двигатель, который получил название «цикл Отто». Позже он запатентовал его!

1876 год — сэр Дугалд Клерк изобрел первый успешный двухтактный двигатель (не звучит ли это знакомо с мотоциклами?).

1883 год – Французский инженер Эдуар Деламар-Дебутвиль построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель, работавший на газе для приготовления пищи. На самом деле неизвестно, построил ли он машину для установки двигателя, но его конструкция была очень продвинутой для того времени. В некотором смысле он опередил и Daimler, и Benz, по крайней мере, на бумаге.

1885 год. Парень по имени Готлиб Даймлер изобрел то, что известно как прототип современного газового двигателя, то есть двигатели с вертикальным расположением цилиндров и направлением хода.У него также был впрыск бензина через карбюратор. Это было запатентовано в 1887 году. В процессе Daimler сначала построил двухколесное транспортное средство, известное как «Reitwagen» (повозка для верховой езды), с этим двигателем. Год спустя он построил первый в мире четырехколесный автомобиль.

1886 год – 29 января Карл Бенц получил первый патент на автомобиль, работающий на газе.

1889 год – Даймлер продолжил свое изобретение, создав усовершенствованный четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и двумя цилиндрами с V-образным наклоном.

1890 год. Парень по имени Вильгельм Майбах построил первый четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.

История автомобиля на самом деле более подробная, чем то, что приведено выше, но чтобы не сделать статью слишком длинной и скучной, я решил сделать ее короткой. Все упомянутые выше изобретатели внесли заметные улучшения в развитие транспортных средств с двигателем внутреннего сгорания.

Однако, по моему мнению, Николаус Отто был одним из самых важных игроков в разработке двигателей.Он был первым, кто по существу изобрел «эффективный» газовый двигатель. Он также построил первый практичный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания под названием «Двигатель цикла Отто». Как только он закончил двигатель, ему удалось встроить его в мотоцикл.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.