Benzie uus mootor sisepõlemine on kindlalt meie ellu sisenenud ja jääb sellesse määramata ajaks. Alternatiivi väljatöötamine kütusetehnoloogiad viitab sellele, et kunagi saab bensiinimootor lõpuks lihtsalt ajalooks, kuid selle potentsiaal on ekspertide sõnul ammendatud vaid 75 protsenti, mis võimaldab nimetada bensiinimootorit praegu üheks peamiseks mootoritüübiks. maailmas. meie maailm.

Leiutis bensiini mootor, nagu paljud teised kaasaegsed asjad, mille olemasolu pole tänapäeval mõeldav, juhtus üldiselt tänu õnnetusele, kui prantslane F. Lebon avastas 1799. aastal valgustava gaasi - vesiniku, süsinikmonooksiidi, metaani ja mõne muu kergestisüttiva segu. gaasid. Nagu nimigi ütleb, kasutati toona küünlaid asendavate valgustusseadmete jaoks valgustusgaasi, kuid Le Bon leidis sellele peagi muud kasutust. Leitud gaasi omadusi uurides märkas insener, et selle segu õhuga plahvatab, vabastades suurel hulgal energiat, mida saab kasutada inimese hüvanguks. 1801. aastal patenteeris Le Bon esimese gaasimootori, mis koosnes kahest kompressorist ja põlemiskambrist. Sisuliselt sai Le Boni gaasimootorist moodsa sisepõlemismootori primitiivne prototüüp.

Tuleb märkida, et katsed plahvatuse soojusenergiat inimkonna teenistusse panna tehti ammu enne Le Boni sündi. Veel 17. sajandil kasutas Hollandi teadlane Christiaan Huygens püssirohtu, et juhtida veepumpasid, mis toimetasid vett Versailles' palee aedadesse, ja Itaalia füüsik Alessandro Volta leiutas 18. sajandi 80ndate lõpus "elektripüstoli". milles elektrisäde süütas tünnist korgitüki tulistades vesiniku ja õhu segu.

1804. aastal suri Le Bon traagiliselt ja sisepõlemistehnoloogia areng jäi mõneks ajaks seisma, kuni belglane Jean Etienne Lenoir mõtles põhimõtet kasutada. elektriline süüde gaasimootori süüte puhastamiseks. Pärast mitut ebaõnnestunud katsed Lenoiril õnnestus luua töötav sisepõlemismootor, mille ta patenteeris 1859. aastal. Kahjuks osutus Lenoir pigem ärimeheks kui leiutajaks. Olles tootnud mitusada oma mootorit, teenis ta üsna korraliku rahasumma ja lõpetas oma leiutise edasise täiustamise. Lenoiri mootorit, mida kasutati vedurite, maanteevagunite, laevade jõuallikaks ja statsionaarsel kujul, peetakse aga ajaloo esimeseks töötavaks sisepõlemismootoriks.

1864. aastal sai Saksa insener August Otto patendi omaenda gaasimootori mudelile, mille kasutegur ulatus 15 protsendini, see tähendab, et see ei olnud ainult tõhusam kui mootor Lenoir, aga ka tõhusam kui ükski tol ajal eksisteerinud auruseade. Koos tööstur Langeniga lõi Otto ettevõtte Otto and Company, mille plaanidesse kuulus uute mootorite tootmine, mida toodeti umbes 5000 eksemplari. 1877. aastal patenteeris Otto neljataktilise sisepõlemismootori, kuid nagu selgus, leiutas neljataktilise tsükli mitu aastat enne seda kuupäeva prantslane Beau de Roche. Nende inseneride vaheline juriidiline lahing lõppes Otto lüüasaamisega, mille tulemusena võeti ära tema monopoolsed õigused neljataktilisele tsiklile. Otto mootori konstruktsioon oli aga paljuski parem kui prantslane, mis määras selle edu ette – 1897. aastaks oli neid erineva võimsusega mootoreid toodetud juba 42 000.

Gaasi valgustamine sisepõlemismootorite kütusena ahendas oluliselt nende kasutusala, mistõttu erinevate riikide insenerid otsisid pidevalt uut soodsamat kütust. Üks esimesi leiutajaid, kes kasutas sisepõlemismootorite kütusena bensiini, oli ameeriklane Brighton, kes töötas 1872. aastal välja niinimetatud aurustuva karburaatori. Tema disain oli aga nii ebatäiuslik, et ta loobus oma katsetest.

Vaid kümme aastat pärast Braytoni leiutist loodi töötav bensiinimootoriga sisepõlemismootor. Gottlieb Daimler, andekas saksa insener, kes töötas Otto ettevõttes 19. sajandi 80ndate alguses, pakkus oma ülemusele enda välja töötatud bensiinimootori projekti, mida saaks kasutada maanteetransport Otto aga lükkas tema algatused tagasi. Vastuseks lahkusid Daimler ja tema sõber Wilhelm Maybach Otto and Companyst ja asutasid oma äri. Esimene Daimler-Maybachi bensiinimootor ilmus 1883. aastal ja oli ette nähtud püsivaks paigaldamiseks. Süüde silindris toimus õõnsast kuumatorust, kuid üldiselt jättis mootori konstruktsioon soovida just mitterahuldava süüte, aga ka bensiini aurustumisprotsessi tõttu.

Selles etapis on lihtsam ja usaldusväärne süsteem bensiini aurustamine, mille leiutas 1893. aastal Ungari disainer Donat Banki. Ta leiutas karburaatori, millest sai prototüüp karburaatorisüsteemid täna teada. Banks pakkus välja nende aegade jaoks revolutsioonilise idee - mitte aurustada bensiini, vaid pihustada seda ühtlaselt kogu silindrisse. Õhuvool imes bensiini läbi aukudega toru kujul oleva doseerimisdüüsi. Voolurõhku hoiti väikese ujukiga paagi abil, mis tagab pideva proportsionaalse õhu ja bensiini segu.

Sellest ajaloopunktist alates hakkas sisepõlemismootorite areng hoogustuma. Esiteks karburaatori mootorid oli ainult üks silinder. Võimsuse kasv saavutati silindrite mahu suurendamisega, kuid sajandi lõpuks hakkasid ilmuma kahesilindrilised mootorid ja 20. sajandi algusega hakkasid laiemalt levima neljasilindrilised mootorid.

Iga sõiduki, sealhulgas maismaasõidukite põhiseade on elektrijaam - mootor, mis muundab erinevat tüüpi energiat mehaaniliseks tööks.

Transpordimootorite ajaloolise arengu käigus viidi liikumise mehaaniline töö läbi, kasutades:

1) inimeste ja loomade lihasjõud;

2) tuulejõud ja veevoolud;

3) auru ja erinevat tüüpi gaasiliste, vedelate ja tahkete kütuste soojusenergia;

4) elektri- ja keemiaenergia;

5) päikese- ja tuumaenergia.

Ülekanded iseliikuvate sõidukite ehitamise katsetest olid juba 15. - 16. sajandil. Tõsi, nende "sõidukite" elektrijaamad olid inimese lihasjõud. Üks esimesi üsna tuntumaid “lihasmootoriga” iseliikuvaid agregaate on jalutuskäru käsitsi ajam jalgadeta kellassepp Nürnbergist Stefan Farfleur, mille ta ehitas 1655. aastal.

Venemaal oli tuntuim “isejooksev vanker”, mille ehitas Peterburis talupoeg L. L. Šamšurenkov 1752. aastal.

Seda mitme inimese transportimiseks üsna ruumikat vankrit vedas kahe inimese lihasjõud. Esimese pedaaliga metallist jalgratta, mis on disainilt tänapäevastele lähedane, valmistas 18. ja 19. sajandi vahetusel Permi provintsi Verkhotrusski rajooni pärisorjapoeg Artamonov.

Vanimad elektrijaamad, kuigi mitte transpordi omad, on hüdromootorid- vesirattad, mida juhib langeva vee vool (kaal), samuti tuulemootorid. Alates iidsetest aegadest on purjelaevade ja palju hiljem ka rotaatorlaevade edasiliikumiseks kasutatud tuulte jõudu. Tuule kasutamine pöörlevatel laevadel viidi läbi vertikaalsete pöörlevate sammaste abil, mis asendasid purjed.

Välimus 17. sajandil. vesimootorid ja hiljem aurumasinad mängisid olulist rolli töötleva toodangu tekkes ja arengus ning seejärel tööstusrevolutsioonis. .Siiski leiutajate suured lootused iseliikuvad meeskonnad esimeste aurumasinate kasutamine sõidukites ei olnud õigustatud. Esimene 2,5-tonnise kandevõimega aurusõiduk, mille 1769. aastal ehitas prantsuse inseneri Joseph Cagno, osutus väga kogukaks, aeglaselt liikuvaks ja iga 15-minutilise liikumisminutilise sõidu järel kohustuslikku peatumist nõudvaks.

Alles 19. sajandi lõpus. Prantsusmaal loodi väga edukaid aurumasinatega iseliikuvate vankrite näiteid. Alates 1873. aastast ehitas prantsuse disainer Ademé Bole mitu edukat aurumasinat. 1882. aastal ilmusid nad auruautod Dion-Bouton,

ja 1887. aastal - "auruapostliks" kutsutud Leon Serpole autod. Serpoli loodud lamedate torudega katel oli väga arenenud aurugeneraator, millel oli peaaegu hetkeline vee aurustamine.

Võistlesid Serpoli auruautod bensiinimootoriga autod paljudel võidusõitudel ja kiirusvõistlustel kuni aastani 1907. Samas jätkub tänapäeval aurumasinate kui transpordimootorite täiustamine nende kaalu- ja suurusnäitajate vähendamise ning efektiivsuse tõstmise suunas.

Aurumasinate täiustamine ja sisepõlemismootorite arendamine 19. sajandi teisel poolel. sellega kaasnesid mitmete leiutajate katsed kasutada transpordimootorites elektrienergiat. Kolmanda aastatuhande eel tähistas Venemaa linnapinna kasutamise sajandat aastapäeva elektritransport- tramm. Veidi üle saja aasta tagasi, 19. sajandi 80ndatel, ilmusid esimesed elektriautod. Nende välimus on seotud pliiakude loomisega 1860. aastatel. Liiga suur erikaal ja ebapiisav võimsus ei võimaldanud aga elektrisõidukitel konkurentsis osaleda aurumootorid ja gaas-bensiinimootorid. Samuti ei leitud kergemate ja energiamahukamate hõbetsink-akudega elektrisõidukeid lai rakendus. Venemaal lõi andekas disainer I. V. Romanov 19. sajandi lõpus. mitut tüüpi elektrisõidukeid, millel on üsna kerged akud.

Elektriautodel on üsna kõrged eelised. Esiteks on need keskkonnasõbralikud, kuna neil pole väljaheite gaasid, on väga heade veoomadustega ja suure kiirendusega, mis on tingitud pöördemomendi suurenemisest kiiruse vähenemisel; need kasutavad odavat elektrit, on hõlpsasti kasutatavad, töökindlad,” jne. Tänapäeval on elektriautodel ja trollibussidel tõsised väljavaated nende arendamiseks ja kasutamiseks linna- ja linnalähitranspordis, kuna keskkonnasaaste vähendamiseks on vaja radikaalselt lahendada probleeme.

18. sajandi lõpus tehti katseid luua kolb-sisepõlemismootoreid. Nii pakkus inglane D. Barber 1799. aastal välja mootori, mis töötas puidu destilleerimisel saadud õhu ja gaasi segul. Teine gaasimootori leiutaja Etienne Lenoir kasutas kütusena valgustusgaasi.

Prantslane Philippe de Bonnet pakkus veel 1801. aastal välja gaasimootori projekti, milles õhk ja gaas suruti sõltumatute pumpade abil kokku, juhiti segamiskambrisse ja sealt edasi mootori silindrisse, kus segu süüdati elektrisädemega. Selle projekti ilmumist peetakse õhu-kütuse segu elektrilise süütamise idee sünnikuupäevaks.

Esimese uut tüüpi statsionaarse mootori, mis töötab neljataktilisel tsüklil koos segu eelneva kokkusurumisega, projekteeris ja ehitas 1862. aastal Kölni mehaanik N. Otto.

Peaaegu kõik kaasaegsed bensiini- ja gaasimootorid töötavad endiselt Otto tsükli järgi (konstantse mahuga soojussisendiga tsükkel).

Sisepõlemismootorite praktiline kasutamine transpordimeeskondade jaoks algas 70ndatel ja 80ndatel. XIX sajandil põhineb gaasi ja bensiini-õhu segude kasutamisel kütusena ja eelpressimisel silindrites. Kolm Saksa disainerit on ametlikult tunnustatud nafta destilleerimise vedelatel fraktsioonidel töötavate transpordimootorite leiutajatena: Gottlieb Daimler, kes ehitas 29. augustil 1885. aasta patendi alusel bensiinimootoriga mootorratta;

Karl Benz, kes ehitas 25. märtsil 1886 dateeritud patendi alusel bensiinimootoriga kolmerattalise vankri;

Rudolf Diesel, kes sai 1892. aastal patendi õhu ja vedelkütuse segust isesüttiva mootorile kompressiooni käigus eralduva soojuse tõttu.

Siinkohal tuleb märkida, et esimesed sisepõlemismootorid, mis töötavad õli destilleerimise kergel fraktsioonil, loodi Venemaal. Nii konstrueeris 1879. aastal vene meremees I. S. Kostovitš ja 1885. aastal katsetati edukalt väikese massi ja suure võimsusega 8-silindrilist bensiinimootorit. See mootor oli mõeldud lennundussõidukitele.

1899. aastal loodi Peterburis maailma esimene ökonoomne ja tõhus diiselmootor. Selle mootori töötsükli vool erines Saksa inseneri R. Dieseli pakutud mootorist, kes tegi ettepaneku rakendada Carnot' tsüklit isotermilise põlemisega. Venemaal täiustati lühikese aja jooksul uue mootori, mittekompressorita diiselmootori konstruktsiooni ja juba 1901. aastal hakati Venemaal ehitama G. V. Trinkleri konstrueeritud kompressorita diiselmootoreid ja Ya.V. Mamin – 1910. aastal.

Vene disainer E. A. Jakovlev projekteeris ja ehitas petrooleumimootoriga mootorvankri.

Vene leiutajad ja disainerid töötasid edukalt meeskondade ja mootorite loomisel: F. A. Blinov, Khaidanov, Guryev, Makhchansky ja paljudmuud.

Mootorite projekteerimise ja tootmise peamised kriteeriumid kuni 20. sajandi 70. aastateni. säilis soov suurendada liitri võimsust ja seega saada kõige rohkem kompaktne mootor. Pärast naftakriisi 70-80. Peamine nõue oli saavutada maksimaalne efektiivsus. 20. sajandi viimased 10 - 15 aastat. Iga mootori peamisteks kriteeriumiteks on saanud pidevalt kasvavad nõuded ja standardid mootorite keskkonnapuhtusele ning eelkõige heitgaaside mürgisuse radikaalsele vähendamisele, tagades samas hea kasuteguri ja suure võimsuse.

Karburaatormootorid, millel polnud pikki aastaid konkurente kompaktsuse ja liitrivõimsuse poolest, ei vasta tänapäeval keskkonnanõuetele. Isegi elektrooniliselt juhitavad karburaatorid ei suuda enamikes mootori töötingimustes vastata tänapäevastele heitgaaside heitkoguste nõuetele. Need nõuded ja karmid konkurentsitingimused maailmaturul muutsid kiiresti sõidukite ja eelkõige sõiduautode elektrijaamade tüüpi. Tänapäeval on sõiduautode mootorite karburaatorite kasutamise peaaegu täielikult asendanud erinevad kütuse sissepritsesüsteemid erinevate juhtimissüsteemidega, sealhulgas elektroonilised.

Mootoritööstuse radikaalne ümberstruktureerimine maailma suurimate autofirmade poolt 20. sajandi viimasel kümnendil. langes kokku Venemaa mootoritööstuse kolmanda aeglustumise perioodiga. Riigi majanduse kriisi tõttu ei suutnud kodumaine tööstus tagada õigeaegset mootorite ja telerite tootmise üleminekut uut tüüpi mootorite tootmisele. Samas on Venemaal hea teaduspotentsiaal loomiseks paljutõotavad mootorid ja kvalifitseeritud spetsialistidest koosnev personal, kes on suuteline kiiresti ellu viima tootmises olemasoleva teadusliku ja disainialase eeltöö. Viimase 8–10 aasta jooksul on välja töötatud ja toodetud põhimõtteliselt uusi reguleeritava töömahu ja ka reguleeritava surveastmega prototüüpmootoreid. 1995. aastal töötati välja ja rakendati Zavolžski mootoritehases ja Nižne-Novgorodi autotehases mikroprotsessori süsteem kütusevarustus ja süütekontroll, tagades vastavuse EURO-1 keskkonnastandarditele. Välja on töötatud ja toodetud EURO-2 keskkonnanõuetele vastavate kütusevarustuse ja neutralisaatorite mikroprotsessor-juhtsüsteemiga mootorite näidised. Sel perioodil töötasid NAMI teadlased ja spetsialistid välja ja lõid: paljutõotava turboühenddiiselmootori, keskkonnasõbraliku diisel- ja bensiinimootori. puhtad mootorid traditsiooniline paigutus, mootorid töötavad vesinikkütus, ujuvad sõidukid kõrge murdmaavõimeõrna mõjuga mullale jne.

Kaasaegne maismaatransport võlgneb oma arengu peamiselt kolb-sisepõlemismootorite kasutamisele elektrijaamadena. Just kolb-sisepõlemismootorid on endiselt peamised elektrijaamade tüübid, mida kasutatakse peamiselt autodes, traktorites, põllumajandus-, maanteetranspordi- ja ehitusmasinates. See suundumus jätkub täna ja jätkub ka lähitulevikus. Kolbmootorite peamised konkurendid - gaasiturbiinid ning elektri-, päikese- ja reaktiivelektrijaamad - ei ole veel eksperimentaalsete näidiste ja väikeste katsepartiide loomise etapist väljunud, kuigi töö nende rafineerimise ja täiustamise nimel, kuna automootorid jätkub, jätkub paljudes ettevõtetes ja ettevõtetes. üle maailma.

Koos omamine

Sissejuhatus…………………………………………………………………………………….2

1. Loomise ajalugu……………………………………………………………….…..3

2. Venemaa autotööstuse ajalugu……………………………7

3. Kolb-sisepõlemismootorid…………………………8

3.1 ICE klassifikatsioon ………………………………………….8

3.2 Kolb-sisepõlemismootorite konstruktsiooni põhialused…………………………9

3.3 Tööpõhimõte…………………………………………………………..10

3.4 Neljataktilise karburaatormootori tööpõhimõte…………………………………………………………………10

3.5 Neljataktilise diiselmootori tööpõhimõte……………11

3.6 Kahetaktilise mootori tööpõhimõte……………….12

3.7 Neljataktilise karburaatori ja diiselmootorite töötsükkel…………………………………………….………….13

3.8 Neljataktilise mootori töötsükkel…………………14

3.9 Kahetaktiliste mootorite töötsüklid…………………..15

Järeldus………………………………………………………………..16

Sissejuhatus.

20. sajand on tehnoloogiamaailm. Võimsad masinad ammutavad maa sügavusest miljoneid tonne kivisütt, maaki ja naftat. Võimsad elektrijaamad toodavad miljardeid kilovatt-tunde elektrit. Tuhanded tehased ja tehased toodavad riideid, raadioid, televiisoreid, jalgrattaid, autosid, käekellasid ja muid vajalikke tooteid. Telegraaf, telefon ja raadio ühendavad meid kogu maailmaga. Rongid, laevad ja lennukid viivad meid suurel kiirusel üle kontinentide ja ookeanide. Ja kõrgel meie kohal, väljaspool maakera atmosfääri, lendavad raketid ja Maa tehissatelliidid. Kõik see toimib elektri abil.

Inimene alustas oma arengut looduse valmistoodete omastamisest. Juba arengu esimesel etapil hakkas ta kasutama kunstlikke tööriistu.

Tootmise arenedes hakkavad tekkima tingimused masinate tekkeks ja arenemiseks. Alguses aitasid masinad, nagu ka tööriistad, inimest tema töös. Siis hakkasid nad seda järk-järgult asendama.

Ajaloo feodaalperioodil kasutati veevoolu jõudu esimest korda energiaallikana. Vee liikumine pööras veeratast, mis omakorda andis jõu erinevatele mehhanismidele. Sel perioodil ilmus palju erinevaid tehnoloogilisi masinaid. Nende masinate laialdast kasutamist takistas aga sageli lähedal asuva veevoolu puudumine. Tuli otsida uusi energiaallikaid masinate toiteks kõikjal maakera pinnal. Nad proovisid tuuleenergiat, kuid see osutus ebaefektiivseks.

Nad hakkasid otsima teist energiaallikat. Leiutajad töötasid pikka aega, katsetasid paljusid masinaid - ja lõpuks ehitati uus mootor. See oli aurumasin. See pani liikuma arvukalt masinaid ja masinaid tehastes ja tehastes.19. sajandi alguses leiutati esimesed maismaa aurusõidukid – auruvedurid.

Kuid aurumasinad olid keerulised, tülikad ja kallid paigaldused. Kiiresti arenev mehaaniline transport vajas teistsugust mootorit – väikest ja odavat. 1860. aastal konstrueeris prantslane Lenoir, kasutades aurumasina konstruktsioonielemente, gaasikütust ja süütamiseks elektrisädet, esimese praktilise sisepõlemismootori.

1. LOOMINGUAJALUGU

Sisemise energia kasutamine tähendab selle arvelt saavutamist kasulikku tööd, see tähendab sisemise energia muutmist mehaaniliseks energiaks. Kõige lihtsamas katses, mis seisneb katseklaasi veidi vee valamises ja keemiseni laskmises (katseklaas suletakse esialgu korgiga), tõuseb kork tekkiva auru survel üles ja hüppab välja.

Teisisõnu, kütuse energia muundatakse auru siseenergiaks ja aur paisudes töötab, lööb pistiku välja. Nii muundatakse auru siseenergia pistiku kineetiliseks energiaks.

Kui katseklaas asendada tugeva metallsilindriga ja kork kolviga, mis sobib tihedalt silindri seintega ja suudab neid mööda vabalt liikuda, siis saate kõige lihtsama soojusmasina.

Soojusmootorid on masinad, milles kütuse siseenergia muundatakse mehaaniliseks energiaks.

Soojusmasinate ajalugu ulatub kaugele tagasi, nad ütlevad, et rohkem kui kaks tuhat aastat tagasi, 3. sajandil eKr, ehitas suur Kreeka mehaanik ja matemaatik Archimedes kahuri, mis tulistas auruga. Archimedese kahuri joonis ja selle kirjeldus leiti 18 sajandit hiljem suure itaalia teadlase, inseneri ja kunstniku Leonardo da Vinci käsikirjadest.

Kuidas see relv tulistas? Tünni üks ots oli tule kohal tugevasti kuumutatud. Seejärel valati tünni kuumutatud ossa vesi. Vesi aurustus hetkega ja muutus auruks. Paisuv aur paiskas tuuma jõu ja mürinaga välja. Meie jaoks on siin huvitav see, et kahuritoru oli silinder, mida mööda kahurikuul libises nagu kolb.

Umbes kolm sajandit hiljem elas ja töötas Vahemere Aafrika rannikul asuvas kultuuri- ja jõukas linnas Aleksandrias silmapaistev teadlane Heron, keda ajaloolased kutsuvad Aleksandria Heroniks. Heron jättis mitu meieni jõudnud teost, milles ta kirjeldas erinevaid masinaid, neil päevil tuntud seadmed, mehhanismid.

Heroni kirjutistes on kirjeldus huvitavast seadmest, mida nüüd nimetatakse Heroni palliks. See on õõnes raudkuul, mis on fikseeritud nii, et see saab pöörata ümber horisontaaltelje. Suletud keeva veega pajast siseneb aur toru kaudu kuuli, see väljub kuulist kõverate torude kaudu ja pall hakkab pöörlema. Auru siseenergia muundatakse kuuli mehaaniliseks pöörlemisenergiaks. Heroni pall on kaasaegsete reaktiivmootorite prototüüp.

Sel ajal Heroni leiutist ei kasutatud ja see jäi ainult lõbusaks. 15 sajandit on möödas. Pärast keskaega saabunud teaduse ja tehnoloogia uue õitsengu ajal mõtles Leonardo da Vinci paari sisemise energia kasutamisele. Tema käsikirjad sisaldavad mitmeid jooniseid silindrist ja kolvist. Kolvi all olevas silindris on vesi ja silinder ise on kuumutatud. Leonardo da Vinci eeldas, et vee soojendamisel tekkiv aur, mis paisub ja suureneb, otsib väljapääsu ja lükkab kolvi üles. Ülesliikumise ajal võib kolb teha kasulikku tööd.

Giovanni Branca, kes elas suure Leonardo sajandil, kujutas auruenergiat kasutavat mootorit ette mõnevõrra teisiti. See oli ratas koos
labad, aurujuga tabas teist jõuga, mistõttu ratas hakkas pöörlema. Põhimõtteliselt oli see esimene auruturbiin.

17.-18. sajandil töötasid inglased Thomas Savery (1650-1715) ja Thomas Newcomen (1663-1729), prantslane Denis Papin (1647-1714), vene teadlane Ivan Ivanovitš Polzunov (1728-1766) jt. aurumasina leiutamine.

Papin ehitas silindri, milles kolb liikus vabalt üles-alla. Kolb ühendati üle ploki visatud kaabli abil koormaga, mis kolvi järgides samuti tõusis ja langes. Papini sõnul võiks kolvi ühendada mõne masinaga, näiteks veepumbaga, mis vett pumpaks. Popox valati silindri alumisse hingedega ossa, mis seejärel süüdati. Tekkinud gaasid, püüdes laieneda, surusid kolvi ülespoole. Pärast seda kallati silinder ja kolb väljastpoolt dioodiveega. Gaasid silindris jahtusid ja nende rõhk kolvile vähenes. Kolb langes oma raskuse ja välise atmosfäärirõhu mõjul alla, tõstes koormat. Mootor tegi kasulikku tööd. Praktilistel eesmärkidel see ei sobinud: selle töö tehnoloogiline tsükkel oli liiga keeruline (püssirohu täitmine ja süütamine, veega kastmine ja seda kogu mootori töötamise ajal!). Lisaks polnud sellise mootori kasutamine kaugeltki ohutu.

Siiski ei saa jätta Paleni esimeses autos nägemata moodsa sisepõlemismootori omadusi.

Oma uues mootoris kasutas Papin püssirohu asemel vett. See valati kolvi all olevasse silindrisse ja silindrit ennast soojendati altpoolt. Tekkinud aur tõstis kolvi üles. Seejärel silinder jahutati ja selles olev aur kondenseerus ning muutus tagasi veeks. Kolb, nagu pulbermootori puhulgi, kukkus oma raskuse ja atmosfäärirõhu mõjul alla. See mootor töötas paremini kui püssirohumootor, kuid tõsisel praktilisel kasutamisel oli sellest vähe kasu: tuli panna ja eemaldada, anda jahutatud vett, oodata auru kondenseerumist, vesi kinni keerata jne.

Kõik need puudused olid tingitud asjaolust, et mootori tööks vajaliku auru ettevalmistamine toimus silindris endas. Aga mis siis, kui silindrisse sisestatakse valmis aur, mis on saadud näiteks eraldi boileris? Siis piisaks auru ja jahutatud vee vaheldumisi silindrisse viimisest ning mootor töötaks suurematel pööretel ja väiksema kütusekuluga.

Denis Paleni kaasaegne inglane Thomas Severi arvas selle ära ja ehitas aurupumba, et kaevandusest vett välja pumbata. Tema masinas valmistati auru väljaspool silindrit - boileris.

Pärast Severit konstrueeris inglise sepp Thomas Newcomen aurumasina (samuti kohandatud kaevandusest vee pumpamiseks). Ta kasutas osavalt ära palju enne teda leiutatust. Newcomen võttis papeni kolviga silindri, kuid sai kolvi tõstmiseks auru, nagu Severi, eraldi boileris.

Newcomeni masin, nagu kõik tema eelkäijad, töötas katkendlikult – kolvi kahe töölöögi vahel tekkis paus. See oli nelja- kuni viiekorruselise hoone kõrgus ja seetõttu eranditult<прожорлива>: viiskümmend hobust jõudsid vaevalt aega talle kütust tarnida. Teeninduspersonal koosnes kahest inimesest: tuletõrjuja viskas järjepidevalt süsi sisse<ненасытную пасть>tulekambrid ja mehaanik juhtis klappe, mis lasid silindrisse auru ja külma vett.

2. Sisepõlemismootorite loomise ja arendamise ajalugu

Umbes 120 aastat ei kujuta inimesed elu ilma autota ette. Proovime vaadata minevikku – kuni moodsa autotööstuse aluste tekkimiseni.

Esimesed katsed luua sisepõlemismootor pärinevad 17. sajandist. E. Toricelli, B. Pascali ja O. Guericke'i katsed ajendasid leiutajaid kasutama õhurõhku atmosfäärimasinate liikumapaneva jõuna. Abt Ottefel (1678-1682) ja H. Huygens (1681) olid esimeste seas, kes sellised masinad välja pakkusid. Nad tegid ettepaneku kasutada silindris oleva kolvi liigutamiseks püssirohuplahvatusi. Seetõttu võib Ottefeli ja Huygensit pidada sisepõlemismootorite vallas pioneerideks.

Prantsuse teadlane Denis Papin, tsentrifugaalpumba ja aurukatla leiutaja kaitseklapp, esimene aurujõul töötav kolbmootor. Esimene, kes proovis sisepõlemismootorite põhimõtet rakendada, oli inglane Robert Street (pat nr 1983, 1794). Mootor koosnes silindrist ja liigutatavast kolvist. Kolvi liikumise alguses sisenes silindrisse lenduva vedeliku (alkoholi) ja õhu segu, vedelik ja vedelikuaur segunesid õhuga. Poole kolvikäigu pealt segu süttis ja paiskas kolvi üles.

1799. aastal avastas prantsuse insener Philippe Le Bon valgustusgaasi ja sai patendi valgustusgaasi kasutamise ja meetodi kohta puidu või kivisöe kuivdestilleerimisel. Sellel avastusel oli suur tähtsus ennekõike valgustustehnoloogia arendamiseks, mis hakkas väga kiiresti kallite küünaldega edukalt konkureerima. Valgusgaas ei sobinud aga ainult valgustamiseks. 1801. aastal võttis Le Bon välja patendi gaasimootori konstrueerimiseks. Selle masina tööpõhimõte põhines tema avastatud gaasi tuntud omadusel: selle segu õhuga plahvatas süütamisel, vabastades suure hulga soojust. Põlemissaadused laienesid kiiresti, avaldades tugevat survet keskkonnale. Luues vastavad tingimused, saab vabanevat energiat kasutada inimese hüvanguks. Leboni mootoril oli kaks kompressorit ja segamiskamber. Üks kompressor pidi kambrisse suruõhku pumpama ja teine ​​- gaasigeneraatori suruõhku. Seejärel sisenes gaasi-õhu segu töösilindrisse, kus see süttis. Mootor oli kahetoimeline, st vaheldumisi töötavad töökambrid asusid mõlemal pool kolvi. Sisuliselt koorus Le Bon välja sisepõlemismootori idee, kuid R. Street ja F. Le Bon ei püüdnud oma ideid ellu viia.

Järgnevatel aastatel (kuni 1860. aastani) ebaõnnestusid ka mõned sisepõlemismootori loomise katsed. Peamised raskused sisepõlemismootori loomisel olid tingitud sobiva kütuse puudumisest, gaasivahetusprotsesside korraldamise raskustest, kütusevarustusest, kütuse süütamisest. Robert Stirling, kes lõi aastatel 1816-1840, suutis neist raskustest suures osas üle saada. välispõlemise ja regeneraatoriga mootor. Stirlingi mootoris viidi kolvi edasi-tagasi liikumise muutmine pöörlevaks liikumiseks rombikujulise mehhanismi abil ja töövedelikuna kasutati õhku.

Üks esimesi, kes juhtis tähelepanu sisepõlemismootori loomise reaalsele võimalusele, oli prantsuse insener Sadi Carnot (1796-1832), kes töötas soojusteooria ja soojusmasinate teooria kallal. Oma essees “Mõtisklused tule liikumapaneva jõu ja seda jõudu arendavate masinate kohta” (1824) kirjutas ta: “Meile tundub kasulikum õhk esmalt pumbaga kokku suruda ja seejärel täielikult läbi lasta. suletud kamin, kütuse sisseviimine väikeste portsjonitena, kasutades hõlpsasti rakendatavaid kohandusi; seejärel õhu sundimine kolbsilindris või mõnes muus paisuvas anumas tööd tegema ja lõpuks atmosfääri paiskamine või aurukatlasse minema sundimine, et järelejäänud temperatuur ära kasutada. Peamised raskused, millega seda tüüpi toimingutel kokku puututakse, on järgmised: kamina sulgemine piisavalt tugevasse ruumi ja põlemise säilitamine õiges seisukorras, seadme erinevate osade mõõduka temperatuuri hoidmine ning silindri ja kolvi kiire riknemise vältimine; Me ei arva, et need raskused oleksid ületamatud." Carnot Sadi. Mõtisklusi tule edasiviivast jõust ja masinatest, mis on võimelised seda jõudu arendama / S. Carnot. - M. - Petr.: Riiklik Kirjastus, 1953. - 76 lk. Kuid S. Carnot’ ideid ei hinnanud tema kaasaegsed. Alles 20 aastat hiljem juhtis neile esmakordselt tähelepanu prantsuse insener E. Clapeyron (1799-1864), kuulsa olekuvõrrandi autor. Tänu Clapeyronile, kes kasutas Carnot’ meetodit, hakkas Carnot’ populaarsus kiiresti kasvama. Praegu on Sadi Carnot üldiselt tunnustatud soojustehnika rajajana.

Järgnevatel aastatel püüdsid mitmed leiutajad erinevatest riikidest luua toimiva lambi gaasimootori. Kuid kõik need katsed ei toonud kaasa mootorite ilmumist turule, mis suudaksid aurumasinaga edukalt konkureerida. Kaubanduslikult eduka sisepõlemismootori loomise au kuulub Prantsuse leiutajale (Belgia päritolu) Jean Etienne Lenoirile. Lenoir tuli galvaniseerimistehases töötades ideele, et gaasimootoris oleva õhu-kütuse segu saaks süüdata elektrisädeme abil. 24. jaanuaril 1860 sai Lenoir sisepõlemismootori patendi ja 1860. aasta lõpuks ehitati mootor. Mootor töötas lambigaasil ilma eelpressimiseta. Kolvi käigu osa ajal TDC-lt BDC-le sisenes silindrisse õhu ja gaasi segu ning seejärel segu süüdati elektrisädemega (lisa 2).

Lenoir ei olnud kohe edukas. Pärast seda, kui oli võimalik kõik osad teha ja masin kokku panna, töötas see väga lühikest aega ja jäi seisma, kuna kuumenemise tõttu kolb paisus ja kiilus silindrisse. Lenoir täiustas oma mootorit, arendades välja vesijahutussüsteemi. Kuid ka teine ​​stardikatse ebaõnnestus kolvi halva liikumise tõttu. Lenoir täiendas oma disaini määrdesüsteemiga. Alles siis hakkas mootor tööle. Juba esimesed ebatäiuslikud konstruktsioonid näitasid sisepõlemismootori olulisi eeliseid võrreldes aurumasinaga. Nõudlus mootorite järele kasvas kiiresti ja mõne aasta jooksul ehitas J. Lenoir üle 300 mootori. Ta oli esimene, kes kasutas sisepõlemismootorit a elektrijaam erinevatel eesmärkidel. See mudel oli aga ebatäiuslik, efektiivsus ei ületanud 4%.

1862. aastal asus prantsuse insener A.Yu. Beau de Rochas esitas Prantsusmaa patendiametile patenditaotluse (prioriteedikuupäev - 1. jaanuar 1862), milles ta selgitas Sadi Carnot' poolt väljendatud ideed mootori konstruktsiooni ja selle tööprotsesside osas. (See avaldus jäi meelde vaid patendivaidluste ajal N. Otto leiutise prioriteedi üle). Beau de Rocha tegi ettepaneku süstida põlev segu kolvi esimese käigu ajal, suruda segu kokku kolvi teise käigu ajal ja põletada segu äärmuslikult ülemine positsioon kolb ja põlemisproduktide paisumine - kolvi kolmanda käigu ajal; põlemisproduktide eraldumine - kolvi neljanda käigu ajal. Rahapuudusel seda aga ellu viia ei suudetud.

Seda tsüklit rakendas 18 aastat hiljem Saksa leiutaja Otto Nikolaus August sisepõlemismootoris, mis töötas neljataktilisel ahelal: sisselaske-, surve-, jõutakt, heitgaasid. Just selle mootori modifikatsioonid said suurim levik. Rohkem kui sajandi jooksul, mida õigustatult nimetatakse " autode ajastu“Kõik muutus – vormid, tehnoloogiad, lahendused. Mõned kaubamärgid kadusid ja teised tulid asemele. Automood on läbinud mitu arenguetappi. Üks asi jääb muutumatuks - tsüklite arv, mille jooksul mootor töötab. Ja autotööstuse ajaloos on see number igavesti seotud saksa iseõppinud leiutaja Otto nimega. Leiutaja asutas koos silmapaistva töösturi Eugen Langeniga Kölnis ettevõtte Otto & Co – ja keskendus otsingutele. parim lahendus. 21. aprillil 1876 sai ta patendi mootori järgmisele versioonile, mida aasta hiljem esitleti 1867. aasta Pariisi näitusel, kus talle omistati suur kuldmedal. 1875. aasta lõpus lõpetas Otto põhimõtteliselt uue, maailma esimese 4-taktilise mootori projekti väljatöötamise. Neljataktilise mootori eelised olid ilmsed ja 13. märtsil 1878 väljastati N. Ottole Saksa patent nr 532. neljataktiline mootor sisepõlemine (lisa 3).Esimese 20 aasta jooksul ehitas N. Otto tehas 6000 mootorit.

Sellise agregaadi loomiseks oli katseid tehtud ka varem, kuid autorid puutusid kokku mitmete probleemidega, eeskätt sellega, et silindrites leiduva põlevsegu sähvatusi toimus nii ootamatutes järjestustes, et sujuv ja pidev jõuülekanne oli võimatu tagada. Kuid just tema suutis leida ainuõige lahenduse. Ta tuvastas empiiriliselt, et kõigi varasemate katsete ebaõnnestumised olid seotud nii segu vale koostisega (kütuse ja oksüdeerija proportsioonid) kui ka kütuse sissepritsesüsteemi ja selle põlemise sünkroniseerimise vale algoritmiga.

Olulise panuse sisepõlemismootorite arendamisse andis ka Ameerika insener Brayton, kes pakkus välja pideva põlemisrõhuga kompressormootori ja karburaatori.

Seega on J. Lenoiri ja N. Otto prioriteet esimeste tõhusate sisepõlemismootorite loomisel vaieldamatu.

Pidevalt on suurenenud sisepõlemismootorite tootmine ja täiustatud on nende konstruktsiooni. Aastatel 1878-1880 hakati tootma kahetaktilisi mootoreid, mille pakkusid välja Saksa leiutajad Wittig ja Hess, inglise ettevõtja ja insener D. Clerk, ning alates 1890. aastast - kahetaktiliste mootorite tootmine väntkambri puhastusega (Inglismaa patent nr 6410, 1890). Vändakambri kasutamist puhastuspumbana pakkus mõnevõrra varem välja Saksa leiutaja ja ettevõtja G. Daimler. 1878. aastal varustas Karl Benz kolmerattaline 3 hj mootor, mis saavutas kiirused üle 11 km/h. Ta lõi ka esimesed ühe- ja kahesilindriliste mootoritega autod. Silindrid asusid horisontaalselt ja pöördemoment edastati ratastele rihmülekande abil. 1886. aastal väljastati K. Benzile Saksa patent nr 37435 prioriteediga autole, mis pärineb 29. jaanuarist 1886. 1889. aasta Pariisi maailmanäitusel oli Benzi auto ainuke. Sellest autost sai alguse autotööstuse intensiivne areng.

Teine silmapaistev sündmus sisepõlemismootorite ajaloos oli kütuse survesüütega sisepõlemismootori loomine. 1892. aastal patenteeris Saksa insener Rudolf Diesel (1858-1913) ning kirjeldas 1893. aastal brošüüris „The Theory and Design of Rational soojusmootor aurumasinate ja praegu teadaolevate soojusmasinate asendamiseks,” Carnot’ tsüklil töötav mootor. Saksa patendis nr 67207 prioriteediga 28. veebruaril 1892 "Ühe- ja mitmesilindrilise mootori tööprotsess ja meetod" on mootori tööpõhimõte märgitud järgmiselt: Ibid.

1. Tööprotsessi sisepõlemismootorites iseloomustab asjaolu, et silindris olev kolb surub õhku või mõnda indiferentset gaasi (auru) õhuga nii tugevasti kokku, et tekkiv kokkusurumistemperatuur on oluliselt kõrgem kui kütuse süttimistemperatuur. Sel juhul toimub kütuse põlemine järk-järgult pärast surnud punkti nii, et mootori silindris ei toimu olulist rõhu ja temperatuuri tõusu. Pärast seda, pärast kütusevarustuse peatamist, toimub silindris gaasisegu edasine paisumine.

2. Lõikes 1 kirjeldatud tööprotsessi läbiviimiseks ühendatakse töösilindriga mitmeastmeline vastuvõtjaga kompressor. Samuti on võimalik ühendada mitu töösilindrit omavahel või silindrite külge eelpressimiseks ja järgnevaks paisutamiseks.

R. Diesel ehitas esimese mootori juuliks 1893. Eeldati, et kokkusurumine viiakse läbi rõhuni 3 MPa, õhutemperatuur kokkusurumise lõpus jõuab 800 C-ni ja kütus (söepulber) süstitakse otse. silindrisse. Esimese mootori käivitamisel toimus plahvatus (kütusena kasutati bensiini). 1893. aasta jooksul ehitati kolm mootorit. Esimeste mootorite tõrked sundisid R. Dieseli loobuma isotermilisest põlemisest ja lülituma tsüklile, kus põlemine toimub konstantsel rõhul.

1895. aasta alguses katsetati edukalt esimest vedelkütusel (petrooleumil) töötavat survesüütega kompressormootorit ja 1897. aastal algas uue mootori ulatuslik katsetamise periood. Mootori efektiivne kasutegur oli 0,25, mehaaniline kasutegur 0,75. Esimese tööstuslikuks otstarbeks mõeldud survesüütega sisepõlemismootori ehitas 1897. aastal Augsburgi inseneritöökoda. 1899. aasta näitusel Münchenis esitlesid Otto-Deitzi, Kruppi ja Augsburgi inseneritehased juba 5 R. Diiselmootorit. R. Diiselmootoreid demonstreeriti edukalt ka Pariisi maailmanäitusel (1900). Hiljem leidsid nad laialdast rakendust ja leiutaja nime järgi nimetati neid "diiselmootoriteks" või lihtsalt "diisliteks".

Venemaal hakati esimesi petrooleumimootoreid ehitama 1890. aastal E.Yas. Bromley (neljataktiline kalorizer) ja alates 1892. aastast E. Nobeli mehaanilises tehases. 1899. aastal sai Nobel õiguse toota R. Diiselmootoreid ja samal aastal alustas tehas nende tootmist. Mootori disaini töötasid välja tehase spetsialistid. Mootor arendas võimsust 20-26 hj ja töötas toornafta, diisliõli ja petrooleumiga. Tehase spetsialistid töötasid välja ka diiselmootorid. Nad ehitasid esimesed ristpeata mootorid, esimesed V-kujulise silindrite paigutusega mootorid, kahetaktilised otsevooluklappide ja ahela puhastusskeemidega mootorid, kahetaktilised mootorid, milles gaasi dünaamiliste nähtuste tõttu viidi läbi puhastus. väljalaske kanal. Kütuse survesüütega mootorite tootmine algas aastatel 1903-1911. Kolomenski, Sormovski, Harkovi auruvedurite tehastes, Riias Felseri ja Peterburis Nobeli tehastes Nikolajevi laevatehases. Aastatel 1903-1908. Vene leiutaja ja ettevõtja Ya.V. Mamin lõi mitu tõhusat mehaanilise kütuse sissepritsega silindrisse ja diiselsüütega kiiret mootorit, mille võimsus oli 1911. aastal juba 25 hj. Kütus süstiti malmist valmistatud vasest sisestusega eelkambrisse, mis võimaldas saavutada eelkambri kõrge pinnatemperatuuri ja usaldusväärse isesüttimise. See oli maailma esimene kompressorita diiselmootor. Shepelev A.N. Essee leiutaja Ya.V elust ja tööst. Mamina/ A.N. Šepelev, A. A. Derevjantšenko, Y. Mamin. - Tšeljabinsk: Juž-Uural. raamat kirjastus, 1988. 1906. aastal MVTU professor V.I. Grinevetsky pakkus välja topeltsurve ja paisumisega mootori disaini - kombineeritud mootori prototüübi. Samuti töötas ta välja tööprotsesside termilise arvutamise meetodi, mille töötas hiljem välja N.R. Briling ja E.K. Masing ja pole tänaseks oma tähtsust kaotanud. Nagu näeme, viisid revolutsioonieelse Venemaa spetsialistid kahtlemata läbi suuri iseseisvaid arendusi kütuse survesüütega mootorite valdkonnas. Venemaa diislitööstuse edukat arengut seletatakse asjaoluga, et Venemaal oli oma õli ja diiselmootorid vastasid kõige paremini väikeettevõtete vajadustele, nii et diiselmootorite tootmine Venemaal algas peaaegu samaaegselt Lääne-Euroopa riikidega.

Kodumaine mootoritööstus arenes edukalt revolutsioonijärgsel perioodil. 1928. aastaks oli riigis toodetud juba üle 45 mootoritüübi koguvõimsusega umbes 110 tuhat kW. Esimese viie aasta plaanide jooksul hakati tootma auto- ja traktorimootoreid, laeva- ja statsionaarseid mootoreid võimsusega kuni 1500 kW, loodi lennukidiisel ja tanki diisel V-2, mis määras suuresti taktikalise ja tehnilise kõrge. riigi soomukite omadused. Silmapaistvad Nõukogude teadlased andsid olulise panuse kodumaise mootoriehituse arendamisse: N.R. Briling, E.K. Masing, V.T. Tsvetkov, A.S. Orlin, V.A. Vanscheidt, N.M. Glagolev, M.G. Kruglov ja teised.

Kahekümnenda sajandi viimaste aastakümnete soojusmootorite valdkonna arengutest tuleb esile tõsta kolm kõige olulisemat: Saksa inseneri Felix Wankeli poolt töötav pöörleva kolbmootori konstruktsioon, kombineeritud suure ülelaadimisega mootor ja välispõlemismootori disain, mis on konkurentsivõimeline kiirete diiselmootoritega. Wankeli mootori ilmumist tervitati entusiastlikult. millel on väike erikaal ja mõõtmed, kõrge töökindlus, RPDd levisid kiiresti peamiselt reisijatesõidukites, lennunduses, laevades ja statsionaarsetes seadmetes. F. Wankeli mootori tootmise litsentsi omandas enam kui 20 ettevõtet, sealhulgas General Motors, Ford. Aastaks 2000 oli toodetud üle kahe miljoni RPD-ga sõiduki. Pjatov I. Felix Wankel - pöörleva kolbmootori leiutaja / I. Pyatov // Mootor. - 2001. - nr 4.

IN viimased aastad Bensiini- ja diiselmootorite jõudluse parandamise ja parandamise protsess jätkub. Bensiinimootorite areng liigub nende keskkonnaomaduste, efektiivsuse ja võimsusnäitajate parandamise teel läbi laialdasema kasutamise ja bensiini sissepritsesüsteemi täiustamise silindritesse; elektrooniliste sissepritsejuhtimissüsteemide kasutamine, laengu kihistumine põlemiskambris lahja seguga osalistel koormustel; elektrisädeme energia suurendamine süütamise ajal jne. Selle tulemusena muutub bensiinimootorite töötsükli efektiivsus lähedaseks diiselmootorite efektiivsusele.

Diiselmootorite tehniliste ja majanduslike näitajate parandamiseks suurendatakse kütuse sissepritse rõhku, kasutatakse kontrollitavaid otsikuid ning ülelaadimise ja jahutamise abil tõstetakse keskmist efektiivset rõhku. laadimisõhk, kasutage heitgaaside toksilisuse vähendamise meetmeid.

Nii tagas sisepõlemismootorite pidev täiustamine nende domineeriva positsiooni ja alles lennunduses andis sisepõlemismootor teed gaasiturbiinmootorile. Teistele tööstusharudele Rahvamajandus Nii mitmekülgseid ja säästlikke alternatiivseid väikese võimsusega elektrijaamu nagu sisepõlemismootor pole veel välja pakutud. Seetõttu peetakse sisepõlemismootorit pikemas perspektiivis keskmise ja väikese võimsusega elektrijaamade peamiseks tüübiks transpordis ja muudes rahvamajandussektorites.

Naftafirma OJSC Samotlorneftegaz tegevuse analüüs

TNK-BP on üks Venemaa juhtivaid naftaettevõtteid ja on naftatootmise poolest üks kümnest suurimast eraõliettevõttest maailmas...

Ühtse munitsipaalettevõtte "Nižneudinski pagariäri" tegevuse analüüs

Ühtne munitsipaalettevõte "Nizhneudinsky BAKERY" ja selle eelkäijad. Ühendatud Arhiivfond. 20. sajandi 1931. aastal ehitati Nižneudinski linna Uda jõe ja selle Zastrjanka kanali vahele käsitöönduslik pagariäri...

Uurali standardimis-, metroloogia- ja sertifitseerimiskeskuse (FGU "Uraltest") tegevuse analüüs

1899. aastal külastas Uuraleid ja Siberit suur vene teadlane Dmitri Ivanovitš Mendelejev (1834-1907), kes saabus Uuralitesse ekspeditsiooni juhina, mille ülesandeks oli kaevandust uurida...

Sisepõlemismootori kasuteguri analüüs

Sisepõlemismootor on kolbsoojusmootor, milles kütuse põlemise, soojuse vabanemise ja selle mehaaniliseks tööks muundamise protsessid toimuvad otse mootori silindris...

Leelise kontsentratsiooni mõju uurimine dispergeeritud pulbrite struktuurile ja nendest paagutatud keraamiliste materjalide omadustele

Sisepõlemismootorite (ICE) heitgaaside täiendav oksüdeerimine on üks keerulisemaid ja pakilisemaid probleeme keskkonna kaitsmisel mürgiste ainetega...

Kaasaegsete buldooserite ajalugu

Sõna "buldooser" ilmus 19. sajandi lõpus – see viitas mis tahes jõule, mis on võimeline liikuma suurt massi. 1929. aastal ilmus esimene buldooser - tohutu ja mürarikas masin...

Sisepõlemismootorite loomise ja arendamise ajalugu

Praegu on kõige levinumad sisepõlemismootorid (ICE) - mootoritüüp, soojusmootor, milles kütuse keemiline energia (tavaliselt kasutatakse vedelat või gaasilist süsivesinikkütust) ...

Seadmete korrosiooni-mehaaniline kulumine

Kolvi rõngad Ja silindrite vooderdised Malmist valmistatud mootorite (vooderdused) moodustavad elektrolüüdi juuresolekul galvaanilised paarid nii omavahel kui ka malmi konstruktsioonikomponentide - perliit, grafiit...

Mootoriosa rekonstrueerimisprojekt Avtoexpress LLC tingimustes

Autoexpress LLC asutati 1997. aastal eesmärgiga edendada kaubandust Subaru kaubamärgid Ukraina turul. Asukoht: Donetsk, Ilyich Ave., 65...

Kaabitsa töökorpuse disain

Esimesed pinnase teisaldus- ja transpordimasinad viidi läbi rullidel, hiljem puit- ja metallratastel. Sõidukite võimsuse ja kaalu kasvades suurenes surve maapinnale...

Võimalikult kergema ja võimsaima mootori loomine on kõigi inseneride prioriteetne ülesanne autofirmad, mida nad on püüdnud vahelduva eduga lahendada juba üle saja aasta. Silindri vooder on silindriploki oluline osa...

Õõnesrootoriga mootoritel põhineva silindrite vooderdiste lasertermiliseks karastamise automatiseeritud seadme väljatöötamine ja uurimine

Silindriplokk või karter on mootori südamik. Peamised mehhanismid ja mootorisüsteemide osad asuvad sellel ja selle sees. Enamik kaasaegsed mootorid vedelikjahutussilinder, kus kolb liigub...

Kolbmootor sisepõlemismootor on soojusmootor, milles kütuse keemilise energia muundamine soojus- ja seejärel mehaaniliseks energiaks toimub töösilindri sees...

Sisepõlemismootori D-240 soojusarvutus

Liha tooraine töötlemise tehnoloogia ettevõttes KMP "Myasnaya Skazka" LLC, Tjumen

Liha pooltoodete tehas “Myasnaya Skazka” on registreeritud aadressil Tjumen, Babarynka tänav, 20a/2. Tootmiskoht asub linna piires, mis tagab efektiivse valmistoodangu müügi...

See on sissejuhatav osa artiklite sarjast, mis on pühendatud Sisepõlemismootor, mis on põgus ekskursioon ajalukku, mis räägib sisepõlemismootori arengust. Samuti puudutab artikkel esimesi autosid.

Järgmistes osades kirjeldatakse üksikasjalikult erinevaid sisepõlemismootoreid:

Ühendusvarras ja kolb
Rotary
Turboreaktiivmootor
Jet

Mootor paigaldati paadile, mis suutis Saône'i jõest üles sõita. Aasta hiljem, pärast katsetamist, said vennad oma leiutisele patendi, millele kirjutas alla Napoleon Bonoparte, 10 aastaks.

Õigem oleks seda mootorit nimetada reaktiivmootoriks, kuna selle ülesanne oli paadi põhja all asuvast torust vett välja suruda...

Mootor koosnes süütekambrist ja põlemiskambrist, õhu sissepritse lõõtsast, kütusepaagist ja süüteseadmest. Mootori kütuseks oli söetolm.

Lõõts süstis söetolmuga segatud õhujoa süütekambrisse, kus hõõguv taht segu süütas. Pärast seda sisenes osaliselt süttinud segu (söetolm põleb suhteliselt aeglaselt) põlemiskambrisse, kus see täielikult läbi põles ja paisus.
Järgmiseks surus gaaside rõhk vee välja väljalasketoru, mis pani paadi liikuma, misjärel tsükkel kordus.
Mootor töötas impulssrežiimil sagedusega ~12 i/min.

Mõne aja pärast täiustasid vennad kütust, lisades sellele vaiku, hiljem asendasid selle õliga ja kujundasid lihtsa sissepritsesüsteemi.
Järgmise kümne aasta jooksul ei saanud projekt mingit arendust. Claude läks Inglismaale mootori ideed propageerima, kuid raiskas kogu raha ega saavutanud midagi ning Joseph asus fotograafiasse ja temast sai maailma esimese foto "Vaade aknast" autor.

Prantsusmaal, Niepce majamuuseumis, on eksponeeritud "Pyreolophore" koopia.

Veidi hiljem monteeris de Riva oma mootori neljarattalisele kärule, millest sai ajaloolaste sõnul esimene sisepõlemismootoriga auto.

Alessandro Volta kohta

Volta asetas esmalt tsink- ja vaskplaadid happesse, et toota pidevat elektrivoolu, luues sellega maailma esimese keemilise vooluallika ("Volta kolonn").

1776. aastal leiutas Volta gaasipüstoli - "Volta püstoli", milles gaas plahvatas elektrisädemest.

1800. aastal ehitas ta keemiapatarei, mis võimaldas keemiliste reaktsioonide abil elektrit toota.

Elektripinge mõõtühik - Volt - on oma nime saanud Volta järgi.

A- silinder, B- "Süüteküünal, C- kolb, D- "õhupall" vesinikuga, E- põrkmehhanism, F- heitgaasi väljalaskeklapp, G- käepide klapi juhtimiseks.

Vesinikku hoiti "õhupallis", mis oli toruga ühendatud silindriga. Kütuse ja õhu juurdevool, samuti segu süütamine ja heitgaaside vabastamine viidi läbi käsitsi, hoobade abil.

Toimimispõhimõte:

Õhk sisenes põlemiskambrisse läbi heitgaaside väljalaskeklapi.
Klapp oli sulgumas.
Avati õhupallist vesiniku tarnimise klapp.
Kraan läks kinni.
Nupu vajutamisel rakendati “küünlale” elektrilahendus.
Segu põles ja tõstis kolvi üles.
Heitgaasi väljalaskeklapp avanes.
Kolb kukkus oma raskuse all (oli raske) ja tõmbas trossi, mis keeras rattad läbi ploki.

Pärast seda kordus tsükkel.

1813. aastal ehitas de Riva teise auto. See oli umbes kuue meetri pikkune käru, mille rataste läbimõõt oli kaks meetrit ja kaal ligi tonni.
Auto suutis kivikoormaga läbida 26 meetrit (umbes 700 naela) ja neli meest, kiirusega 3 km/h.
Iga tsükliga liikus masin 4-6 meetrit.

Vähesed tema kaasaegsed võtsid seda leiutist tõsiselt ja Prantsuse Teaduste Akadeemia väitis, et sisepõlemismootor ei konkureeri kunagi jõudluses aurumasinaga.

Aastal 1833, Ameerika leiutaja Lemuel Wellman Wright registreeris patendi kahetaktilise vesijahutusega sisepõlemisgaasimootori jaoks.
(vt allpool) oma raamatus "Gaasi- ja õlimootorid" kirjutas ta Wrighti mootori kohta järgmist:

«Mootori joonis on väga funktsionaalne ja detailid hoolikalt läbi töötatud. Segu plahvatus mõjub otse kolvile, mis pöörab väntvõlli läbi ühendusvarda. Kõrval välimus Mootor meenutab kõrgsurveaurumasinat, milles gaas ja õhk pumbatakse eraldi reservuaaridest. Sfäärilistes anumates asuv segu süüdati, kui kolb tõusis TDC-sse (ülemine surnud punkt) ja surus seda alla/üles. Löögi lõpus klapp avanes ja paiskas heitgaasid atmosfääri.

Pole teada, kas seda mootorit kunagi ehitati, kuid selle kohta on joonis:

Aastal 1838, Inglise insener William Barnett sai patendi kolmele sisepõlemismootorile.

Esimene mootor on kahetaktiline ühetoimeline (kütus põles ainult kolvi ühel küljel) eraldi pumpadega gaasi ja õhu jaoks. Segu süüdati eraldi silindris ja seejärel voolas põlev segu töösilindrisse. Sisse- ja väljalaskmine viidi läbi mehaaniliste ventiilide kaudu.

Teine mootor kordas esimest, kuid oli kahetoimeline, see tähendab, et põlemine toimus vaheldumisi mõlemal pool kolvi.

Kolmas mootor oli samuti kahetoimeline, kuid sellel oli silindrite seintes sisse- ja väljalaskeaknad, mis avanesid, kui kolb jõudis äärmuslikku punkti (nagu tänapäevastel kahetaktilistel mootoritel). See võimaldas heitgaase automaatselt vabastada ja lisada segule uut laadimist.

Barnetti mootori eripäraks oli see, et värske segu suruti enne süütamist kolvi poolt kokku.

Ühe Barnetti mootori joonis:

Aastatel 1853-57, Itaalia leiutajad Eugenio Barzanti ja Felice Matteucci töötasid välja ja patenteerisid kahesilindrilise sisepõlemismootori võimsusega 5 l/s.
Patendi andis välja Londoni kontor, kuna Itaalia seadused ei suutnud tagada piisavat kaitset.

Prototüübi ehitamine usaldati Bauer & Co-le. Milano" (Helvetica) ja valmis 1863. aasta alguses. Mootori edu, mis oli aurumasinast palju tõhusam, oli nii suur, et ettevõte hakkas saama tellimusi kõikjalt maailmast.

Varajane ühesilindriline Barzanti-Matteucci mootor:

Barzanti-Matteucci kahesilindrilise mootori mudel:

Matteucci ja Barzanti sõlmisid mootori tootmiseks lepingu ühe Belgia ettevõttega. Barzanti läks Belgiasse tööd isiklikult juhendama ja suri ootamatult tüüfusesse. Barzanti surmaga lõppes kogu töö mootori kallal ja Matteucci naasis endisele töökohale hüdroinsenerina.

1877. aastal väitis Matteucci, et tema ja Barzanti olid sisepõlemismootori peamised loojad ning August Otto ehitatud mootor sarnanes väga Barzanti-Matteucci mootoriga.

Barzanti ja Matteucci patentidega seotud dokumente hoitakse Firenzes asuva Museo Galileo raamatukogu arhiivis.

Nikolaus Otto tähtsaim leiutis oli mootor koos neljataktiline tsükkel- Otto tsükkel. See tsükkel on tänapäevalgi enamiku gaasi- ja bensiinimootorite töö aluseks.

Neljataktiline tsükkel oli suurim tehniline saavutus Otto, kuid peagi avastati, et mitu aastat enne tema leiutist kirjeldas täpselt sama mootori tööpõhimõtet prantsuse insener Beau de Rochas. (vt eespool). Rühm Prantsuse tööstureid vaidlustas Otto patendi kohtus ja kohus pidas nende argumendid veenvaks. Otto patendist tulenevaid õigusi vähendati oluliselt, sealhulgas tühistati tema monopol neljataktilise tsikli osas.

Hoolimata asjaolust, et konkurendid hakkasid tootma neljataktilisi mootoreid, oli paljude aastate kogemustega tõestatud Otto mudel endiselt parim ja nõudlus selle järele ei lõppenud. 1897. aastaks toodeti neid erineva võimsusega mootoreid umbes 42 tuhat. Kuid asjaolu, et kütusena kasutati valgustusgaasi, ahendas oluliselt nende kasutusala.
Valgustus- ja gaasijaamade arv oli isegi Euroopas tühine ja Venemaal oli neid vaid kaks - Moskvas ja Peterburis.

Aastal 1865 aastal sai prantsuse leiutaja Pierre Hugo patendi masinale, mis oli vertikaalne ühesilindriline kahetoimeline mootor, milles kaks kummist pumpa käitasid väntvõll.

Hiljem konstrueeris Hugo Lenoiri mootoriga sarnase horisontaalse mootori.

Teadusmuuseum, London.

Aastal 1870, konstrueeris Austria-Ungari leiutaja Samuel Marcus Siegfried vedelkütusel töötava sisepõlemismootori ja paigaldas selle neljarattalisele kärule.

Tänapäeval tuntakse seda autot kui "esimest Marcuse autot".

1887. aastal ehitas Marcus koostöös Bromovsky & Schulziga teise auto, teise Marcuse auto.

1872. aastal, patenteeris Ameerika leiutaja kahesilindrilise konstantse rõhuga sisepõlemismootori, mis töötab petrooleumil.
Brayton nimetas oma mootorit "valmis mootoriks".

Esimene silinder täitis kompressorina, surudes õhku põlemiskambrisse, millesse toodi pidevalt petrooleumi. Põlemiskambris segu süüdati ja läbi poolimehhanismi sisenes see teise - töösilindrisse. Oluline erinevus teistest mootoritest oli see õhu-kütuse segu põles järk-järgult ja püsiva rõhu all.

Need, kes on huvitatud mootori termodünaamilistest aspektidest, võivad lugeda Braytoni tsükli kohta.

Aastal 1878, Šoti insener Sir (rüütliks 1917) töötas välja esimese kahetaktilise sisepõlemismootori. Ta patenteeris selle Inglismaal 1881. aastal.

Mootor töötas kurioossel moel: õhku ja kütust juhiti paremasse silindrisse, kus see segati ja see segu suruti vasakusse silindrisse, kus segu süüdati süüteküünlast. Toimus paisumine, mõlemad kolvid kukkusid vasakust silindrist alla (läbi vasaku toru) heitgaasid vabastati ning parempoolsesse silindrisse imeti uus portsjon õhku ja kütust. Pärast inertsi kolvid tõusid ja tsükkel kordus.

1879. aastal, ehitas täiesti töökindla bensiini kahetaktiline mootorit ja sai sellele patendi.

Benzi tõeline geenius avaldus aga selles, et järgnevates projektides suutis ta erinevaid seadmeid kombineerida (gaas, aku sädesüüte, süüteküünal, karburaator, sidur, käigukast ja radiaator) oma toodetele, millest sai omakorda kogu masinaehitustööstuse standard.

1883. aastal asutas Benz tootmiseks ettevõtte "Benz & Cie". gaasimootorid ja patenteeriti 1886. aastal neljataktiline mootor, mida ta oma autodes kasutas.

Tänu Benz & Cie edule suutis Benz konstrueerida hobusteta vankreid. Ühendades oma kogemused mootorite valmistamisel ja pikaaegse hobi rataste disainimisel, ehitas ta 1886. aastaks oma esimese auto ja nimetas selle "Benz Patent Motorwageniks".

Disain meenutab kangesti kolmerattalist jalgratast.

Ühesilindriline neljataktiline sisepõlemismootor töömahuga 954 cm3, mis on paigaldatud " Benz Patent Motorwagen".

Mootor oli varustatud suure hoorattaga (kasutati mitte ainult ühtlaseks pöörlemiseks, vaid ka käivitamiseks), 4,5-liitrise gaasipaagi, aurustustüüpi karburaatori ja liugventiiliga, mille kaudu kütus põlemiskambrisse sisenes. Süüte tootis Benzi enda disainitud süüteküünal, mille pinge saadi Ruhmkorffi mähist.

Jahutus oli vesi, kuid mitte suletud tsükkel, vaid aurustamine. Aur pääses atmosfääri, mistõttu tuli autot tankida mitte ainult bensiini, vaid ka veega.

Mootor arendas võimsust 0,9 hj. kiirusel 400 p/min ja kiirendas auto kiiruseni 16 km/h.

Karl Benz oma auto roolis.

Veidi hiljem, 1896. aastal, leiutas Karl Benz boksermootori. (või lame mootor), millesse kolvid ulatuvad ülevalt surnud punktid samal ajal, tasakaalustades seeläbi üksteist.

Mercedes-Benzi muuseum Stuttgardis.

Aastal 1882, inglise insener James Atkinson leiutas Atkinsoni tsükli ja Atkinsoni mootori.

Atkinsoni mootor on sisuliselt neljataktiline mootor. Otto tsükkel, kuid muudetud vända mehhanism. Erinevus seisnes selles, et Atkinsoni mootoris toimusid kõik neli takti ühel väntvõlli pöördel.

Atkinsoni tsükli kasutamine mootoris võimaldas madalama heitgaasirõhu tõttu vähendada kütusekulu ja vähendada töömüra. Lisaks ei vajanud see mootor gaasijaotusmehhanismi käitamiseks käigukasti, kuna ventiilide avanemine ajas väntvõlli.

Vaatamata paljudele eelistele (sealhulgas Otto patentidest kõrvalehoidmine) mootorit ei kasutatud laialdaselt tootmise keerukuse ja mõne muu puuduse tõttu.
Atkinsoni tsükkel võimaldab paremat keskkonnamõju ja -tõhusust, kuid nõuab suur kiirus. Madalatel kiirustel tekitab see suhteliselt vähe pöördemomenti ja võib seiskuda.

Atkinsoni mootorit kasutatakse nüüd hübriidsõidukites. Toyota Prius" ja "Lexus HS 250h".

Aastal 1884, Briti insener Edward Butler, demonstreeris jooniseid Londoni jalgrattanäitusel "Stanley Cycle Show" kolmerattaline Koos bensiini sisepõlemismootor 1885. aastal ehitas ta selle ja näitas seda samal näitusel, nimetades seda "Velocycle". Samuti oli Butler esimene, kes seda sõna kasutas bensiin.

"Velocycle" patent anti välja 1887. aastal.

Velocycle oli varustatud ühesilindrilise neljataktilise bensiinimootoriga, mis oli varustatud süütepooli, karburaatori, gaasipedaali ja vedelikuga jahutatud. Mootor arendas võimsust umbes 5 hj. mahuga 600 cm3, ja kiirendas auto kiiruseni 16 km/h.

Aastate jooksul parandas Butler oma sõiduki jõudlust, kuid "punase lipu seaduse" tõttu ei saanud ta seda katsetada. (avaldatud 1865), mille kohaselt ei tohi sõidukid ületada kiirust üle 3 km/h. Lisaks pidi autos olema kolm inimest, kellest üks pidi punase lipuga auto ette kõndima (need on turvameetmed) .

1890. aasta ajakirjas English Mechanic kirjutas Butler: "Ametivõimud on keelanud auto kasutamise teedel ja selle tulemusena keeldun edasisest arendamisest."

Avalikkuse huvi puudumise tõttu auto vastu lammutas Butler selle ja müüs patendiõigused Harry J. Lawsonile (jalgrattatootja), mis jätkas paatides kasutamiseks mõeldud mootori tootmist.

Butler ise liikus statsionaarsete ja laevamootorite loomise juurde.

1891. aastal, Herbert Aykroyd Stewart ehitas koostöös Richard Hornsby ja Sonsiga Hornsby-Akroydi mootori, millesse süstiti surve all kütust (petrooleumi). lisakaamera (oma kuju tõttu nimetati seda kuumaks palliks), mis on paigaldatud silindripeale ja ühendatud põlemiskambriga läbi kitsa käigu. Kütus süüdati lisakambri kuumadest seintest ja tormas põlemiskambrisse.

1. Lisakaamera (kuum pall).
2. Silinder.
3. Kolb.
4. Carter.

Mootori käivitamiseks kasutati lisakambri soojendamiseks puhurit (pärast käivitamist soojendati seda heitgaasidega). Selle tõttu Hornsby-Akroydi mootor mis oli eelkäija diiselmootor kujundas Rudolf Diesel, mida sageli nimetatakse pooldiisliks. Aasta hiljem täiustas Aykroyd aga oma mootorit, lisades sellele “veesärgi” (patent aastast 1892), mis võimaldas surveastet suurendades temperatuuri tõsta põlemiskambris ja nüüd polnud enam vaja. täiendav kütteallikas.

1893. aastal aastal sai Rudolf Diesel patendid soojusmasinale ja modifitseeritud "Carnot' tsüklile" pealkirjaga "Muustamismeetod ja aparaat". kõrge temperatuur töötama."

1897. aastal Augsburgi tehnikatehases (alates 1904. aastast MAN), Friedrich Kruppi ja vendade Sulzerite ettevõtete rahalisel osalusel loodi Rudolf Dieseli esimene töötav diiselmootor.
Mootori võimsus oli 20 Hobujõud kiirusel 172 p/min, kasutegur 26,2% ja kaal viis tonni.
See oli palju parem olemasolevad mootorid 20% kasuteguriga Otto ja 12% kasuteguriga laevaauruturbiinid, mis äratasid tööstuses elavat huvi erinevad riigid.

Diiselmootor oli neljataktiline. Leiutaja leidis, et sisepõlemismootori kasutegur suureneb põleva segu surveastme suurendamisega. Kuid põlevat segu ei saa liiga palju kokku suruda, sest siis tõusevad rõhk ja temperatuur ning see süttib spontaanselt enne tähtaega. Seetõttu otsustas Diesel suruda kokku mitte põleva segu, vaid puhta õhu ning surumise lõpus süstida tugeva surve all kütust silindrisse.
Alates temperatuurist suruõhk saavutas 600-650 °C, kütus süttis iseeneslikult ja gaasid paisudes liigutasid kolvi. Nii õnnestus Diislil oluliselt tõsta mootori efektiivsust, vabaneda süütesüsteemist ja kasutada selle asemel karburaatorit kütusepump kõrgsurve
Aastal 1933 kirjutas Elling prohvetlikult: "Kui ma alustasin tööd gaasiturbiin 1882. aastal olin kindlalt veendunud, et minu leiutise järele on lennukitööstuses nõudlus.

Kahjuks suri Elling 1949. aastal, enne turboreaktiivlennunduse ajastu tulekut.

Ainuke foto, mille ma leidsin.

Võib-olla leiab keegi selle mehe kohta midagi Norra tehnikamuuseumist.

Aastal 1903, Konstantin Eduardovitš Tsiolkovski avaldas ajakirjas "Scientific Review" artikli "Maailma kosmose uurimine reaktiivinstrumentidega", kus ta tõestas esimest korda, et rakett on kosmoselennuvõimeline seade. Artiklis pakuti ka välja kaugmaaraketi esimene disain. Selle korpus oli piklik metallkamber, mis oli varustatud vedel reaktiivmootor (mis on ka sisepõlemismootor). Ta tegi ettepaneku kasutada kütusena ja oksüdeerijana vastavalt vedelat vesinikku ja hapnikku.

Tõenäoliselt tasub selle raketi-kosmose noodi ajalooline osa lõpetada, kuna saabus 20. sajand ja kõikjal hakati tootma sisepõlemismootoreid.

Filosoofiline järelsõna...

K.E. Tsiolkovski uskus, et lähitulevikus õpivad inimesed elama kui mitte igavesti, siis vähemalt väga kaua. Sellega seoses jääb Maal vähe ruumi (ressursse) ja laevad peavad liikuma teistele planeetidele. Kahjuks läks siin maailmas midagi valesti ja esimeste rakettide abil otsustasid inimesed omasugused lihtsalt hävitada...

Aitäh kõigile, kes lugesid.

Kõik õigused kaitstud © 2016
Materjalide igasugune kasutamine on lubatud ainult aktiivse lingiga allikale.