यांना समर्पित लेखांच्या मालिकेचा हा परिचयात्मक भाग आहे अंतर्गत ज्वलन इंजिन, जे अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या उत्क्रांतीबद्दल सांगणारे इतिहासाचे संक्षिप्त विषयांतर आहे. तसेच, लेखात प्रथम कार प्रभावित होतील.

खालील भाग विविध ICE चे तपशील देतील:

कनेक्टिंग रॉड आणि पिस्टन
रोटरी
टर्बोजेट
जेट

इंजिन एका बोटीमध्ये स्थापित केले गेले होते जे साओने नदीवर नेव्हिगेट करण्यास सक्षम होते. एक वर्षानंतर, चाचणीनंतर, बंधूंना 10 वर्षांच्या कालावधीसाठी नेपोलियन बोनोपार्टने स्वाक्षरी केलेल्या त्यांच्या शोधासाठी पेटंट प्राप्त केले.

या इंजिनला जेट इंजिन म्हणणे सर्वात योग्य ठरेल, कारण त्याचे काम बोटीच्या तळाशी असलेल्या पाईपमधून पाणी बाहेर ढकलणे होते ...

इंजिनमध्ये इग्निशन चेंबर आणि कंबशन चेंबर, एअर इंजेक्शन बेलो, इंधन डिस्पेंसर आणि इग्निशन डिव्हाइस होते. कोळशाची धूळ इंजिनसाठी इंधन म्हणून काम करते.

घुंगरूंनी कोळशाच्या धूळ मिसळलेल्या हवेचा एक जेट इग्निशन चेंबरमध्ये इंजेक्ट केला जेथे धुरकट वात मिश्रण प्रज्वलित करते. त्यानंतर, अर्धवट प्रज्वलित मिश्रण (कोळशाची धूळ तुलनेने हळूहळू जळते) दहन कक्षात प्रवेश करते, जिथे ते पूर्णपणे जळून गेले आणि विस्तार झाला.
पुढे, वायूंच्या दाबाने एक्झॉस्ट पाईपमधून पाणी बाहेर ढकलले, ज्यामुळे बोट हलू लागली, त्यानंतर सायकलची पुनरावृत्ती झाली.
इंजिन ~12 rpm च्या वारंवारतेसह स्पंदित मोडमध्ये चालते.

काही काळानंतर, भाऊंनी इंधनात राळ घालून सुधारित केले आणि नंतर ते तेलाने बदलले आणि एक साधी इंजेक्शन प्रणाली तयार केली.
त्यानंतरच्या दहा वर्षांत या प्रकल्पाचा विकास झाला नाही. इंजिनच्या कल्पनेला चालना देण्यासाठी क्लॉड इंग्लंडला गेला, परंतु त्याने सर्व पैसे वाया घालवले आणि काहीही साध्य केले नाही आणि जोसेफने फोटोग्राफी केली आणि व्ह्यू फ्रॉम द विंडो या जगातील पहिल्या छायाचित्राचा लेखक बनला.

फ्रान्समध्ये, Niépce च्या गृहसंग्रहालयात, "Pyreolophore" ची प्रतिकृती प्रदर्शित केली आहे.

थोड्या वेळाने, डी रिवाने त्याचे इंजिन चार-चाकी वॅगनवर बसवले, जे इतिहासकारांच्या मते, अंतर्गत ज्वलन इंजिन असलेली पहिली कार बनली.

अलेस्सांद्रो व्होल्टा बद्दल

सतत विद्युत प्रवाह निर्माण करण्यासाठी व्होल्टाने प्रथम जस्त आणि तांब्याच्या प्लेट्स अॅसिडमध्ये ठेवल्या, ज्यामुळे जगातील पहिला रासायनिक प्रवाह निर्माण झाला. ("व्होल्टेइक पिलर").

1776 मध्ये, व्होल्टाने गॅस पिस्तूल - "व्होल्टाची पिस्तूल" शोधून काढली, ज्यामध्ये इलेक्ट्रिक स्पार्कमधून गॅसचा स्फोट झाला.

1800 मध्ये त्यांनी रासायनिक बॅटरी तयार केली, ज्यामुळे रासायनिक अभिक्रियांद्वारे वीज निर्माण करणे शक्य झाले.

विद्युत व्होल्टेज मोजण्याचे एकक, व्होल्ट, याला व्होल्टाचे नाव देण्यात आले आहे.

ए- सिलेंडर, बी- "स्पार्क प्लग, सी- पिस्टन, डी- हायड्रोजनसह "फुगा", इ- रॅचेट, एफ- एक्झॉस्ट गॅस वाल्व, जी- वाल्व नियंत्रण हँडल.

पाईपद्वारे सिलिंडरला जोडलेल्या "फुग्यात" हायड्रोजन साठवला जात असे. इंधन आणि हवेचा पुरवठा, तसेच मिश्रणाची प्रज्वलन आणि एक्झॉस्ट वायूंचे उत्सर्जन लीव्हर वापरुन स्वहस्ते केले गेले.

ऑपरेशनचे तत्त्व:

एक्झॉस्ट गॅस वाल्व्हद्वारे हवा दहन कक्षात प्रवेश करते.
झडप बंद होती.
बॉलमधून हायड्रोजन पुरवण्यासाठी झडप उघडली गेली.
नळ बंद होता.
बटण दाबून, "मेणबत्ती" वर इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज लागू झाला.
मिश्रण चमकले आणि पिस्टन वर उचलला.
एक्झॉस्ट गॅस वाल्व उघडला गेला.
पिस्टन स्वतःच्या वजनाखाली पडला (तो जड होता) आणि दोरी खेचली, ज्याने ब्लॉकमधून चाके फिरवली.

त्यानंतर, सायकलची पुनरावृत्ती होते.

1813 मध्ये डी रिवाने दुसरी कार बनवली. ही सुमारे सहा मीटर लांबीची वॅगन होती, ज्याची चाके दोन मीटर व्यासाची आणि वजन जवळजवळ एक टन होते.
दगडांच्या भाराने कार 26 मीटर चालविण्यात सक्षम होती (सुमारे 700 पौंड)आणि चार पुरुष, 3 किमी/ताशी वेगाने.
प्रत्येक सायकलसह, कार 4-6 मीटर पुढे सरकली.

त्याच्या काही समकालीनांनी हा शोध गांभीर्याने घेतला आणि फ्रेंच अकादमी ऑफ सायन्सेसने असा दावा केला की अंतर्गत ज्वलन इंजिन वाफेच्या इंजिनच्या कामगिरीमध्ये कधीही स्पर्धा करू शकत नाही.

1833 मध्ये, अमेरिकन शोधक लेम्युएल वेलमन राइट यांनी वॉटर-कूल्ड टू-स्ट्रोक गॅस अंतर्गत ज्वलन इंजिनसाठी पेटंट नोंदवले.
(खाली पहा)राइटने त्याच्या गॅस अँड ऑइल इंजिन्स या पुस्तकात इंजिनबद्दल पुढीलप्रमाणे लिहिले आहे.

“इंजिनचे रेखाचित्र अतिशय कार्यक्षम आहे आणि तपशील काळजीपूर्वक तयार केले आहेत. मिश्रणाचा स्फोट थेट पिस्टनवर कार्य करतो, जो कनेक्टिंग रॉडद्वारे क्रॅन्कशाफ्ट फिरवतो. देखावा मध्ये, इंजिन उच्च-दाब स्टीम इंजिनसारखे दिसते, ज्यामध्ये गॅस आणि हवा वेगळ्या टाक्यांमधून पंपद्वारे पुरविली जाते. पिस्टन TDC (टॉप डेड सेंटर) वर चढत असताना गोलाकार कंटेनरमधील मिश्रण प्रज्वलित केले गेले आणि ते खाली / वर ढकलले गेले. चक्राच्या शेवटी, वाल्व उघडतो आणि वातावरणात एक्झॉस्ट वायू सोडतो.

हे इंजिन कधी बांधले गेले हे माहित नाही, परंतु त्याचे रेखाचित्र आहे:

1838 मध्ये, इंग्लिश अभियंता विल्यम बार्नेट यांना तीन अंतर्गत ज्वलन इंजिनांसाठी पेटंट मिळाले.

पहिले इंजिन दोन-स्ट्रोक सिंगल-अॅक्टिंग आहे (फक्त पिस्टनच्या एका बाजूला जळलेले इंधन)गॅस आणि हवेसाठी स्वतंत्र पंपांसह. मिश्रण वेगळ्या सिलेंडरमध्ये प्रज्वलित केले गेले आणि नंतर जळणारे मिश्रण कार्यरत सिलेंडरमध्ये वाहून गेले. इनलेट आणि आउटलेट यांत्रिक वाल्वद्वारे केले गेले.

दुसऱ्या इंजिनने पहिल्याची पुनरावृत्ती केली, परंतु दुहेरी-अभिनय होते, म्हणजेच पिस्टनच्या दोन्ही बाजूंनी ज्वलन वैकल्पिकरित्या झाले.

तिसरे इंजिन देखील दुहेरी-अभिनय होते, परंतु सिलेंडरच्या भिंतींमध्ये इनलेट आणि आउटलेट खिडक्या होत्या ज्या पिस्टन त्याच्या टोकावर पोहोचल्यावर उघडतात (आधुनिक दोन-स्ट्रोक इंजिनांप्रमाणे). यामुळे आपोआप एक्झॉस्ट गॅसेस सोडणे आणि मिश्रणाचा नवीन चार्ज करणे शक्य झाले.

बार्नेट इंजिनचे एक विशिष्ट वैशिष्ट्य म्हणजे ताजे मिश्रण प्रज्वलित होण्यापूर्वी पिस्टनद्वारे संकुचित केले जाते.

बार्नेटच्या इंजिनांपैकी एकाचे रेखाचित्र:

1853-57 मध्ये, इटालियन शोधक युजेनियो बरझांटी आणि फेलिस मॅट्युसी यांनी 5 l/s च्या शक्तीसह दोन-सिलेंडर अंतर्गत ज्वलन इंजिन विकसित आणि पेटंट केले.
पेटंट लंडन कार्यालयाने जारी केले कारण इटालियन कायदा पुरेशा संरक्षणाची हमी देऊ शकत नाही.

प्रोटोटाइपचे बांधकाम बाउर अँड कंपनीकडे सोपविण्यात आले होते. मिलान" (हेल्वेटिका), आणि 1863 च्या सुरुवातीस पूर्ण झाले. वाफेच्या इंजिनापेक्षा कितीतरी अधिक कार्यक्षम असलेल्या इंजिनचे यश इतके मोठे होते की कंपनीला जगभरातून ऑर्डर मिळू लागल्या.

सुरुवातीचे, सिंगल-सिलेंडर बरझांटी-मॅट्यूची इंजिन:

दोन-सिलेंडर बरझांटी-मॅट्युची इंजिन मॉडेल:

मॅट्युची आणि बरझांटी यांनी बेल्जियममधील एका कंपनीसह इंजिनच्या उत्पादनासाठी करार केला. बरझांटी हे कामाच्या प्रत्यक्ष देखरेखीसाठी बेल्जियमला ​​रवाना झाले आणि टायफसने अचानक मरण पावले. बरझांटीच्या मृत्यूनंतर, इंजिनवरील सर्व काम सोडले गेले आणि मॅट्युची हायड्रोलिक अभियंता म्हणून त्याच्या पूर्वीच्या नोकरीवर परतला.

1877 मध्ये, मॅट्युचीने दावा केला की तो आणि बरझांटी हे अंतर्गत ज्वलन इंजिनचे मुख्य निर्माते आहेत आणि ऑगस्टस ओटोने बनवलेले इंजिन बर्झांटी-मॅट्युची इंजिनसारखेच होते.

बरझांटी आणि मॅट्युची यांच्या पेटंटशी संबंधित कागदपत्रे फ्लॉरेन्समधील संग्रहालय गॅलिलिओ लायब्ररीच्या संग्रहात ठेवली आहेत.

निकोलॉस ओट्टोचा सर्वात महत्वाचा शोध इंजिनसह होता चार स्ट्रोक सायकल- ओटो सायकल. हे चक्र आजपर्यंतच्या बहुतेक गॅस आणि गॅसोलीन इंजिनच्या ऑपरेशनला अधोरेखित करते.

चार-स्ट्रोक सायकल ही ओट्टोची सर्वात मोठी तांत्रिक उपलब्धी होती, परंतु लवकरच असे आढळून आले की त्याच्या शोधाच्या काही वर्षांपूर्वी, फ्रेंच अभियंता ब्यू डी रोचास याने इंजिन ऑपरेशनचे नेमके तेच तत्त्व वर्णन केले होते. (वर पहा). फ्रेंच उद्योगपतींच्या एका गटाने ओट्टोच्या पेटंटला न्यायालयात आव्हान दिले, कोर्टाला त्यांचे युक्तिवाद पटणारे वाटले. चार-स्ट्रोक सायकलवरील त्याची मक्तेदारी काढून टाकण्यासह त्याच्या पेटंट अंतर्गत ओटोचे अधिकार मोठ्या प्रमाणात कमी केले गेले.

प्रतिस्पर्ध्यांनी फोर-स्ट्रोक इंजिनचे उत्पादन सुरू केले असूनही, अनेक वर्षांच्या अनुभवाने तयार केलेले ओटो मॉडेल अद्याप सर्वोत्कृष्ट होते आणि त्याची मागणी थांबली नाही. 1897 पर्यंत, यापैकी सुमारे 42 हजार विविध क्षमतेचे इंजिन तयार केले गेले. तथापि, इंधन म्हणून हलका वायू वापरण्यात आल्याने त्यांच्या उपयोगाची व्याप्ती खूपच कमी झाली.
युरोपमध्ये देखील प्रकाश आणि गॅस प्लांटची संख्या नगण्य होती आणि रशियामध्ये त्यापैकी फक्त दोनच होते - मॉस्को आणि सेंट पीटर्सबर्गमध्ये.

1865 मध्ये, फ्रेंच शोधक पियरे ह्यूगो यांना एका मशीनचे पेटंट मिळाले जे एक उभ्या सिंगल-सिलेंडर डबल-अॅक्टिंग इंजिन होते, ज्यामध्ये मिश्रण पुरवण्यासाठी क्रॅंकशाफ्टद्वारे चालवलेले दोन रबर पंप वापरले गेले.

ह्यूगोने नंतर लेनोइर्ससारखेच क्षैतिज इंजिन तयार केले.

विज्ञान संग्रहालय, लंडन.

1870 मध्ये, ऑस्ट्रो-हंगेरियन शोधक सॅम्युअल मार्कस सिगफ्राइड यांनी द्रव इंधनावर चालणारे अंतर्गत ज्वलन इंजिन डिझाइन केले आणि ते चार-चाकांच्या कार्टवर स्थापित केले.

आज ही कार ‘द फर्स्ट मार्कस कार’ म्हणून प्रसिद्ध आहे.

1887 मध्ये, ब्रोमोव्स्की आणि शुल्झ यांच्या सहकार्याने, मार्कसने दुसरी कार, दुसरी मार्कस कार तयार केली.

1872 मध्ये, एका अमेरिकन शोधकाने रॉकेलवर चालणारे दोन-सिलेंडर स्थिर-दाब अंतर्गत ज्वलन इंजिनचे पेटंट घेतले.
ब्राइटनने त्यांच्या इंजिनला ‘रेडी मोटर’ असे नाव दिले.

पहिल्या सिलेंडरने कंप्रेसर म्हणून काम केले ज्याने ज्वलन कक्षात हवा आणली, ज्यामध्ये रॉकेल देखील सतत पुरवले जात असे. ज्वलन चेंबरमध्ये, मिश्रण प्रज्वलित केले गेले आणि स्पूल यंत्रणेद्वारे दुसऱ्या - कार्यरत सिलेंडरमध्ये प्रवेश केला. इतर इंजिनमधील एक महत्त्वाचा फरक म्हणजे हवा-इंधन मिश्रण हळूहळू आणि सतत दाबाने जळत होते.

इंजिनच्या थर्मोडायनामिक पैलूंमध्ये स्वारस्य असलेले ब्रेटन सायकलबद्दल वाचू शकतात.

1878 मध्ये, स्कॉटिश अभियंता सर (1917 मध्ये नाइट)पहिले दोन-स्ट्रोक दहन इंजिन विकसित केले. त्याने 1881 मध्ये इंग्लंडमध्ये याचे पेटंट घेतले.

इंजिनने उत्सुकतेने काम केले: उजव्या सिलेंडरला हवा आणि इंधन पुरवले गेले, जिथे ते मिसळले गेले आणि हे मिश्रण डाव्या सिलेंडरमध्ये ढकलले गेले, जिथे मिश्रण मेणबत्तीतून प्रज्वलित केले गेले. विस्तार झाला, दोन्ही पिस्टन डाव्या सिलेंडरमधून खाली गेले (डाव्या शाखेच्या पाईपद्वारे)एक्झॉस्ट वायू बाहेर फेकले गेले आणि हवा आणि इंधनाचा एक नवीन भाग उजव्या सिलेंडरमध्ये शोषला गेला. जडत्वानंतर, पिस्टन वाढले आणि सायकलची पुनरावृत्ती झाली.

1879 मध्ये, पूर्णपणे विश्वासार्ह गॅसोलीन तयार केले दोन स्ट्रोकइंजिन आणि त्यासाठी पेटंट मिळाले.

तथापि, बेंझची वास्तविक प्रतिभा या वस्तुस्थितीतून प्रकट झाली की त्यानंतरच्या प्रकल्पांमध्ये तो विविध उपकरणे एकत्र करण्यास सक्षम होता. (थ्रॉटल, बॅटरी स्पार्क इग्निशन, स्पार्क प्लग, कार्ब्युरेटर, क्लच, गिअरबॉक्स आणि रेडिएटर)त्यांच्या उत्पादनांवर, जे संपूर्ण अभियांत्रिकी उद्योगासाठी मानक बनले.

1883 मध्ये, बेंझने गॅस इंजिनच्या उत्पादनासाठी बेंझ आणि सी कंपनीची स्थापना केली आणि 1886 मध्ये पेटंट मिळवले. चार स्ट्रोकत्याने त्याच्या कारमध्ये वापरलेले इंजिन.

बेंझ अँड सीच्या यशाबद्दल धन्यवाद, बेंझ घोडेविरहित गाड्यांच्या डिझाइनमध्ये प्रवेश करू शकली. इंजिन बनवण्याचा अनुभव आणि एक दीर्घकाळचा छंद - सायकली डिझाइन करणे, 1886 पर्यंत त्याने आपली पहिली कार तयार केली आणि तिला "बेंझ पेटंट मोटरवॅगन" म्हटले.

डिझाइन जोरदार ट्रायसायकलसारखे आहे.

सिंगल-सिलेंडर फोर-स्ट्रोक अंतर्गत ज्वलन इंजिन 954 सेमी 3 च्या कार्यरत व्हॉल्यूमसह., वर आरोहित " बेंझ पेटंट".

इंजिन एका मोठ्या फ्लायव्हीलने सुसज्ज होते (फक्त एकसमान रोटेशनसाठीच नव्हे तर सुरू करण्यासाठी देखील वापरले जाते), 4.5-लिटर गॅस टाकी, बाष्पीभवन-प्रकारचे कार्बोरेटर आणि स्पूल व्हॉल्व्ह ज्याद्वारे इंधन ज्वलन कक्षात प्रवेश करते. इग्निशन बेन्झच्या स्वतःच्या डिझाइनच्या स्पार्क प्लगद्वारे तयार केले गेले, ज्याला रुहमकॉर्फ कॉइलने ऊर्जा दिली.

कूलिंग पाणी होते, परंतु बंद चक्र नव्हते, परंतु बाष्पीभवन होते. वाफ वातावरणात निघून गेली, ज्यामुळे कार केवळ पेट्रोलनेच नाही तर पाण्याने देखील भरली गेली.

इंजिनने 0.9 एचपीची शक्ती विकसित केली. 400 rpm वर आणि कारचा वेग 16 किमी / ता.

कार्ल बेंझ त्याची कार चालवत आहे.

थोड्या वेळाने, 1896 मध्ये, कार्ल बेंझने बॉक्सर इंजिनचा शोध लावला. (किंवा सपाट इंजिन), ज्यामध्ये पिस्टन एकाच वेळी वरच्या मृत केंद्रापर्यंत पोहोचतात, ज्यामुळे एकमेकांना संतुलित होते.

स्टटगार्टमधील मर्सिडीज-बेंझ संग्रहालय.

1882 मध्येइंग्रज अभियंता जेम्स ऍटकिन्सन यांनी ऍटकिन्सन सायकल आणि ऍटकिन्सन इंजिनचा शोध लावला.

अ‍ॅटकिन्सन इंजिन हे मूलत: चार-स्ट्रोक इंजिन आहे. ओटो सायकल, परंतु सुधारित क्रॅंक यंत्रणेसह. फरक असा होता की अॅटकिन्सन इंजिनमध्ये, सर्व चार स्ट्रोक क्रॅन्कशाफ्टच्या एका क्रांतीमध्ये झाले.

इंजिनमध्ये अॅटकिन्सन सायकलचा वापर केल्याने इंधनाचा वापर कमी करणे आणि कमी एक्झॉस्ट प्रेशरमुळे ऑपरेशन दरम्यान आवाज कमी करणे शक्य झाले. याव्यतिरिक्त, या इंजिनला गॅस वितरण यंत्रणा चालविण्यासाठी गीअरबॉक्सची आवश्यकता नव्हती, कारण वाल्व उघडल्याने क्रॅन्कशाफ्ट गतीमान होते.

अनेक फायदे असूनही (ओट्टोच्या पेटंट्सच्या फसवणुकीसह)मॅन्युफॅक्चरिंगची जटिलता आणि इतर काही कमतरतांमुळे इंजिनचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला गेला नाही.
अॅटकिन्सन सायकल सर्वोत्तम पर्यावरणीय कामगिरी आणि अर्थव्यवस्था प्रदान करते, परंतु उच्च RPM आवश्यक आहे. कमी रेव्समध्ये, ते तुलनेने लहान टॉर्क तयार करते आणि थांबू शकते.

आता अॅटकिन्सन इंजिन "टोयोटा प्रियस" आणि "लेक्सस एचएस 250h" या हायब्रिड कारमध्ये वापरले जाते.

1884 मध्ये, ब्रिटीश अभियंता एडवर्ड बटलर, लंडनमधील स्टॅनले सायकल शोमध्ये, तीन चाकी कारचे रेखाचित्र प्रात्यक्षिक गॅसोलीन अंतर्गत ज्वलन इंजिन, आणि 1885 मध्ये त्याने ते बांधले आणि त्याच प्रदर्शनात दाखवले, त्याला "वेलोसायकल" म्हटले. त्याचप्रमाणे, बटलर हा शब्द वापरणारा पहिला होता पेट्रोल.

1887 मध्ये "वेलोसायकल" साठी पेटंट जारी केले गेले.

वेलोसायकल सिंगल-सिलेंडर, चार-स्ट्रोक गॅसोलीन इंजिनसह इग्निशन कॉइल, कार्बोरेटर, थ्रॉटल आणि लिक्विड कूलिंगसह सुसज्ज होती. इंजिनने सुमारे 5 एचपीची शक्ती विकसित केली. 600 सेमी 3 च्या व्हॉल्यूमसह, आणि कारचा वेग 16 किमी / ताशी केला.

वर्षानुवर्षे, बटलरने त्याच्या वाहनाची कार्यक्षमता सुधारली, परंतु "रेड फ्लॅग लॉ" मुळे त्याची चाचणी करण्यापासून रोखले गेले. (1865 मध्ये प्रकाशित), त्यानुसार वाहनांचा वेग 3 किमी / तासापेक्षा जास्त नसावा. याशिवाय, कारमध्ये तीन लोक असायचे, त्यापैकी एकाने लाल झेंडा घेऊन गाडीसमोरून चालायचे होते. (हे सुरक्षा उपाय आहेत) .

द इंग्लिश मेकॅनिकच्या 1890 मध्ये, बटलरने लिहिले, "अधिकारी रस्त्यावर ऑटोमोबाईल वापरण्यास मनाई करतात, म्हणून मी पुढील विकासाचा त्याग करतो."

कारमधील लोकांच्या हिताच्या अभावामुळे, बटलरने ती भंगारात मोडली आणि पेटंटचे हक्क हॅरी जे. लॉसनला विकले. (बाईक निर्माता), ज्यांनी बोटींमध्ये वापरण्यासाठी इंजिन तयार केले.

बटलर स्वतः स्थिर आणि सागरी इंजिनांच्या निर्मितीकडे वळला.

1891 मध्ये, हर्बर्ट आयक्रोयड स्टीवर्ट, रिचर्ड हॉर्नस्बी अँड सन्स यांच्या सहकार्याने, हॉर्नस्बी-अक्रोयड इंजिन तयार केले, ज्यामध्ये इंधन (केरोसीन) दाबाखाली इंजेक्शन दिले जाते. अतिरिक्त कॅमेरा (आकारामुळे त्याला "हॉट बॉल" म्हटले गेले)सिलेंडरच्या डोक्यावर आरोहित आणि एका अरुंद मार्गाने दहन कक्षाशी जोडलेले. अतिरिक्त चेंबरच्या गरम भिंतींमुळे इंधन प्रज्वलित झाले आणि दहन कक्षात घुसले.

1. अतिरिक्त कॅमेरा (गरम चेंडू).
2. सिलेंडर.
3. पिस्टन.
4. कार्टर.

इंजिन सुरू करण्यासाठी, ब्लोटॉर्च वापरला गेला, ज्याने अतिरिक्त चेंबर गरम केले (लाँच केल्यानंतर, ते एक्झॉस्ट वायूंनी गरम केले होते). यामुळे, हॉर्नस्बी-अक्रोयड इंजिन, जे रुडॉल्फ डिझेलने डिझाइन केलेल्या डिझेल इंजिनचे अग्रदूत होते, अनेकदा "अर्ध-डिझेल" म्हणून ओळखले जाते. तथापि, एका वर्षानंतर, आयक्रोयडने त्याचे इंजिन त्यात "वॉटर जॅकेट" जोडून सुधारले (1892 चे पेटंट), ज्यामुळे कम्प्रेशन रेशो वाढवून दहन कक्षातील तापमान वाढवणे शक्य झाले आणि आता त्याची आवश्यकता नव्हती. गरम करण्याचा अतिरिक्त स्त्रोत.

1893 मध्ये, रुडॉल्फ डिझेलने उष्णता इंजिन आणि सुधारित "कार्नॉट सायकल" साठी पेटंट प्राप्त केले ज्याला "उष्णतेचे कामात रूपांतर करण्याची पद्धत आणि उपकरणे" म्हणतात.

1897 मध्ये, "ऑग्सबर्ग इंजिनिअरिंग प्लांट" येथे (1904 MAN पासून), फ्रेडरिक क्रुप आणि सुलझर बंधूंच्या कंपन्यांच्या आर्थिक सहभागाने, रुडॉल्फ डिझेलचे पहिले कार्यरत डिझेल इंजिन तयार केले गेले.
172 rpm वर इंजिनची शक्ती 20 अश्वशक्ती होती, पाच टन वजनासह कार्यक्षमता 26.2%.
हे विद्यमान 20% कार्यक्षम ओटो इंजिन आणि 12% कार्यक्षम सागरी स्टीम टर्बाइन्सपेक्षा कितीतरी पटीने श्रेष्ठ होते, ज्याने विविध देशांमधील उद्योगाची उत्सुकता वाढवली.

डिझेल इंजिन चार-स्ट्रोक होते. संशोधकाला असे आढळून आले की दहनशील मिश्रणाचे कॉम्प्रेशन रेशो वाढवून अंतर्गत ज्वलन इंजिनची कार्यक्षमता वाढते. परंतु दहनशील मिश्रण जोरदारपणे दाबणे अशक्य आहे, कारण नंतर दबाव आणि तापमान वाढते आणि ते वेळेपूर्वी उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित होते. म्हणून, डिझेलने ज्वालाग्राही मिश्रण संकुचित न करण्याचा निर्णय घेतला, परंतु मजबूत दाबाने कॉम्प्रेशनच्या शेवटी सिलेंडरमध्ये स्वच्छ हवा आणि इंधन इंजेक्ट केले.
संकुचित हवेचे तापमान 600-650 °C पर्यंत पोहोचल्यामुळे, इंधन उत्स्फूर्तपणे प्रज्वलित झाले आणि वायू, विस्तारत, पिस्टन हलवू लागले. अशा प्रकारे, डिझेलने इंजिनची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या वाढविली, इग्निशन सिस्टमपासून मुक्तता मिळविली आणि कार्बोरेटरऐवजी उच्च-दाब इंधन पंप वापरला.
1933 मध्ये, एलिंगने भविष्यसूचकपणे लिहिले: "जेव्हा मी 1882 मध्ये गॅस टर्बाइनवर काम करण्यास सुरुवात केली, तेव्हा मला खात्री होती की माझ्या शोधाला विमान उद्योगात मागणी असेल."

दुर्दैवाने, टर्बोजेट युगाचे आगमन पाहण्यासाठी कधीही जगले नसताना, 1949 मध्ये एलिंगचे निधन झाले.

आम्हाला सापडलेला एकमेव फोटो.

कदाचित कोणीतरी "नॉर्वेजियन म्युझियम ऑफ टेक्नॉलॉजी" मध्ये या माणसाबद्दल काहीतरी शोधेल.

1903 मध्ये, कॉन्स्टँटिन एडुआर्दोविच त्सीओलकोव्स्की, जर्नल "सायंटिफिक रिव्ह्यू" मध्ये "जेट उपकरणांसह जागतिक अवकाशांचे संशोधन" एक लेख प्रकाशित केला, जिथे त्याने प्रथम हे सिद्ध केले की रॉकेट हे एक उपकरण आहे जे अंतराळ उड्डाण करण्यास सक्षम आहे. या लेखात लांब पल्ल्याच्या क्षेपणास्त्राचा पहिला मसुदाही प्रस्तावित करण्यात आला आहे. त्याचे शरीर एक आयताकृती धातूचे कक्ष होते द्रव जेट इंजिन (जे एक अंतर्गत ज्वलन इंजिन देखील आहे). इंधन आणि ऑक्सिडायझर म्हणून त्यांनी अनुक्रमे द्रव हायड्रोजन आणि ऑक्सिजन वापरण्याचा प्रस्ताव दिला.

या रॉकेट-स्पेस नोटवर कदाचित ऐतिहासिक भाग संपवणे योग्य आहे, कारण 20 वे शतक आले आहे आणि अंतर्गत ज्वलन इंजिन सर्वत्र तयार होऊ लागले आहेत.

तात्विक उत्तरार्ध...

के.ई. त्सीओलकोव्स्कीचा असा विश्वास होता की नजीकच्या भविष्यात लोक जगणे शिकतील, जर कायमचे नाही तर किमान दीर्घ काळासाठी. या संदर्भात, पृथ्वीवर कमी जागा (संसाधने) असतील आणि इतर ग्रहांवर जाण्यासाठी जहाजांची आवश्यकता असेल. दुर्दैवाने, या जगात काहीतरी चूक झाली आणि पहिल्या रॉकेटच्या मदतीने लोकांनी फक्त त्यांच्याच प्रकारचा नाश करण्याचा निर्णय घेतला...

वाचलेल्या प्रत्येकाचे आभार.

सर्व हक्क राखीव © 2016
सामग्रीच्या कोणत्याही वापरास केवळ स्त्रोताच्या सक्रिय दुव्यासह परवानगी आहे.

केवळ शंभर वर्षांपूर्वी, अंतर्गत ज्वलन इंजिनांना तीव्र स्पर्धेत आधुनिक ऑटोमोटिव्ह उद्योगात ते स्थान मिळवावे लागले. तेव्हा त्यांचे श्रेष्ठत्व आजच्याइतके स्पष्ट नव्हते. खरंच, वाफेचे इंजिन - गॅसोलीन इंजिनचे मुख्य प्रतिस्पर्धी - त्याच्या तुलनेत प्रचंड फायदे होते: नीरवपणा, उर्जा नियंत्रण सुलभता, उत्कृष्ट कर्षण वैशिष्ट्ये आणि आश्चर्यकारक "सर्वभक्षी" ज्यामुळे ते लाकडापासून ते कोणत्याही प्रकारच्या इंधनावर कार्य करू देते. पेट्रोल. परंतु शेवटी, अंतर्गत ज्वलन इंजिनची कार्यक्षमता, हलकीपणा आणि विश्वासार्हता प्रबल झाली आणि आम्हाला त्यांच्या कमतरतांसह अपरिहार्य म्हणून पूर्ण करण्यास प्रवृत्त केले.
1950 च्या दशकात, गॅस टर्बाइन आणि रोटरी इंजिनच्या आगमनाने, ऑटोमोटिव्ह उद्योगातील अंतर्गत ज्वलन इंजिनांनी व्यापलेल्या मक्तेदारीच्या स्थानावर एक हल्ला सुरू झाला, जो हल्ला अद्याप यशस्वी झाला नाही. अंदाजे त्याच वर्षांमध्ये, दृश्यावर नवीन इंजिन आणण्याचे प्रयत्न केले गेले, जे आश्चर्यकारकपणे गॅसोलीन इंजिनची कार्यक्षमता आणि विश्वासार्हता आणि "सर्वभक्षी" स्टीम इंस्टॉलेशनसह एकत्रित करते. हे प्रसिद्ध बाह्य ज्वलन इंजिन आहे ज्याचे स्कॉटिश धर्मगुरू रॉबर्ट स्टर्लिंग यांनी 27 सप्टेंबर 1816 (इंग्रजी पेटंट क्रमांक 4081) रोजी पेटंट घेतले होते.

प्रक्रिया भौतिकशास्त्र

अपवाद न करता सर्व उष्मा इंजिनांच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत या वस्तुस्थितीवर आधारित आहे की जेव्हा गरम वायूचा विस्तार होतो, तेव्हा थंड संकुचित करण्यासाठी आवश्यकतेपेक्षा जास्त यांत्रिक कार्य केले जाते. हे दाखवण्यासाठी, एक बाटली आणि गरम आणि थंड पाण्याची दोन भांडी पुरेशी आहेत. प्रथम, बाटली बर्फाच्या पाण्यात बुडविली जाते आणि जेव्हा त्यातील हवा थंड होते, तेव्हा मान कॉर्कने जोडली जाते आणि त्वरीत गरम पाण्यात हस्तांतरित केली जाते. काही सेकंदांनंतर, एक पॉप ऐकू येतो आणि बाटलीमध्ये गरम केलेला गॅस यांत्रिक कार्य करत कॉर्क बाहेर ढकलतो. बाटली पुन्हा बर्फाच्या पाण्यात परत जाऊ शकते - चक्र पुन्हा होईल.
पहिल्या स्टर्लिंग मशीनच्या सिलेंडर्स, पिस्टन आणि क्लिष्ट लीव्हरने ही प्रक्रिया जवळजवळ अचूकपणे पुनरुत्पादित केली, जोपर्यंत शोधकर्त्याच्या लक्षात आले नाही की थंड होण्याच्या वेळी गॅसमधून घेतलेल्या उष्णतेचा काही भाग आंशिक गरम करण्यासाठी वापरला जाऊ शकतो. त्यासाठी आवश्यक आहे ते अशा प्रकारच्या कंटेनरची ज्यामध्ये गॅसमधून घेतलेली उष्णता थंड करताना साठवणे आणि गरम झाल्यावर परत देणे शक्य होईल.
परंतु, अरेरे, या अत्यंत महत्त्वाच्या सुधारणेने देखील स्टर्लिंग इंजिनला वाचवले नाही. 1885 पर्यंत, येथे प्राप्त झालेले परिणाम अतिशय सामान्य होते: 5-7 टक्के कार्यक्षमता, 2 लिटर. सह. शक्ती, 4 टन वजन आणि 21 घनमीटर व्यापलेली जागा.
स्वीडिश अभियंता एरिक्सनने विकसित केलेल्या दुसर्‍या डिझाइनच्या यशाने देखील बाह्य ज्वलन इंजिन जतन केले गेले नाहीत. स्टर्लिंगच्या विपरीत, त्याने गॅसला स्थिर व्हॉल्यूमवर नव्हे तर स्थिर दाबाने गरम आणि थंड करण्याचा प्रस्ताव दिला. 1887 मध्ये, अनेक हजार लहान एरिक्सन इंजिनांनी छपाई घरांमध्ये, घरांमध्ये, खाणींमध्ये, जहाजांवर उत्तम प्रकारे काम केले. त्यांनी पाण्याच्या टाक्या भरल्या, लिफ्ट चालवली. एरिक्सनने त्यांना क्रू चालविण्यास अनुकूल करण्याचा प्रयत्न केला, परंतु ते खूप भारी ठरले. रशियामध्ये, क्रांतीपूर्वी, "उष्णता आणि शक्ती" नावाने अशा मोठ्या प्रमाणात इंजिन तयार केले गेले.
मात्र, वीज 250 लिटरपर्यंत वाढविण्याचा प्रयत्न केला जात आहे. सह. पूर्ण अपयशाने संपले. 4.2 मीटर व्यासासह सिलेंडर असलेले मशीन 100 एचपीपेक्षा कमी विकसित झाले. म्हणजेच, फायरिंग चेंबर जळून खाक झाले आणि ज्या जहाजावर इंजिन स्थापित केले गेले होते ते मरण पावले.
शक्तिशाली, कॉम्पॅक्ट आणि हलके पेट्रोल आणि डिझेल इंजिन दिसू लागताच अभियंत्यांनी या कमकुवत मास्टोडॉनला खेद न बाळगता निरोप दिला. आणि अचानक, 1960 च्या दशकात, जवळजवळ 80 वर्षांनंतर, स्टर्लिंग्ज आणि एरिक्सन्स (आम्ही त्यांना सशर्तपणे डिझेल इंजिनशी साधर्म्य म्हणून म्हणू) अंतर्गत ज्वलन इंजिनचे जबरदस्त प्रतिस्पर्धी म्हणून बोलले गेले. हे संभाषण आजही कमी झालेले नाही. दृश्यांमध्ये अशा तीव्र वळणाचे स्पष्टीकरण काय आहे?

पद्धतीची किंमत

जेव्हा आपण जुन्या तांत्रिक कल्पनेबद्दल शिकता जी आधुनिक तंत्रज्ञानामध्ये पुनरुज्जीवित केली गेली आहे, तेव्हा लगेच प्रश्न उद्भवतो: आधी त्याची अंमलबजावणी कशामुळे प्रतिबंधित होती? ती समस्या, ती “हुक” कोणती होती, ज्याच्या निराकरणाशिवाय ती आयुष्यात येऊ शकत नव्हती? आणि हे जवळजवळ नेहमीच दिसून येते की जुन्या कल्पनेचे पुनरुज्जीवन एकतर नवीन तांत्रिक पद्धतीमुळे किंवा नवीन डिझाइनसाठी होते ज्याचा पूर्ववर्तींनी विचार केला नाही किंवा नवीन सामग्रीसाठी. बाह्य ज्वलन इंजिन हा दुर्मिळ अपवाद मानला जाऊ शकतो.
सैद्धांतिक गणना दर्शविते की कार्यक्षमता स्टर्लिंग आणि एरिक्सन्स 70 टक्क्यांपर्यंत पोहोचू शकतात - इतर कोणत्याही इंजिनपेक्षा जास्त. आणि याचा अर्थ असा आहे की पूर्ववर्तींचे अपयश दुय्यम, तत्वतः, काढता येण्याजोग्या घटकांद्वारे स्पष्ट केले गेले. पॅरामीटर्स आणि ऍप्लिकेशनच्या क्षेत्रांची योग्य निवड, प्रत्येक युनिटच्या ऑपरेशनचा कठोर अभ्यास, काळजीपूर्वक प्रक्रिया करणे आणि प्रत्येक तपशीलाचे सूक्ष्म-ट्यूनिंग यामुळे सायकलचे फायदे लक्षात घेणे शक्य झाले. आधीच पहिल्या प्रायोगिक नमुन्यांनी 39 टक्के कार्यक्षमता दिली आहे! (गॅसोलीन इंजिन आणि डिझेल इंजिनची कार्यक्षमता, ज्यावर वर्षानुवर्षे काम केले गेले आहे, अनुक्रमे 28-30 आणि 32-35 टक्के आहे.) स्टर्लिंग आणि एरिक्सन या दोघांनी त्यांच्या काळात कोणत्या संधी "पाहल्या" होत्या?
समान कंटेनर ज्यामध्ये उष्णता वैकल्पिकरित्या साठवली जाते आणि नंतर बंद केली जाते. त्या दिवसात रीजनरेटरची गणना करणे केवळ अशक्य होते: उष्णता हस्तांतरणाचे विज्ञान अस्तित्वात नव्हते. त्याची परिमाणे डोळ्यांद्वारे घेण्यात आली होती आणि गणना दर्शविल्याप्रमाणे, बाह्य ज्वलन इंजिनची कार्यक्षमता पुनर्जन्मकर्त्याच्या गुणवत्तेवर अवलंबून असते. हे खरे आहे की, दबाव वाढवून त्याच्या खराब कामगिरीची भरपाई एका विशिष्ट मर्यादेपर्यंत केली जाऊ शकते.
अयशस्वी होण्याचे दुसरे कारण म्हणजे पहिल्या स्थापनेने वायुमंडलीय दाबाने हवेत काम केले: त्यांचे परिमाण प्रचंड होते आणि त्यांची क्षमता लहान होती.
कार्यक्षमता आणणे 98 टक्क्यांपर्यंत रीजनरेटर आणि 100 वातावरणात हायड्रोजन किंवा हेलियम संकुचित करून बंद सर्किट भरून, आमच्या काळातील अभियंत्यांनी स्टर्लिंग्सची कार्यक्षमता आणि शक्ती वाढवली आहे, ज्याने या स्वरूपात देखील कार्यक्षमता दर्शविली. अंतर्गत ज्वलन इंजिनपेक्षा जास्त.
कारमध्ये बाह्य दहन इंजिनच्या स्थापनेबद्दल बोलण्यासाठी हे एकटे पुरेसे असेल. परंतु केवळ उच्च नफा कोणत्याही प्रकारे विस्मृतीतून पुनरुज्जीवित झालेल्या या मशीनचे गुण संपवत नाही.

स्टर्लिंग कसे कार्य करते

बाह्य दहन इंजिनचे योजनाबद्ध आकृती:
1 - इंधन इंजेक्टर;
2 - आउटलेट पाईप;
3 - एअर हीटरचे घटक;
4 - एअर हीटर;
5 - गरम वायू;
6 - सिलेंडरची गरम जागा;
7 - पुनर्जन्मकर्ता;
8 - सिलेंडर;
9 - थंड पंख;
10 - थंड जागा;
11 - कार्यरत पिस्टन;
12 - रॅम्बिक ड्राइव्ह;
13 - कार्यरत पिस्टनची कनेक्टिंग रॉड;
14 - सिंक्रोनाइझिंग गीअर्स;
15 - दहन कक्ष;
16 - हीटर ट्यूब;
17 - गरम हवा;
18 - पिस्टन-डिस्प्लेसर;
19 - एअर इनलेट;
20 - थंड पाणी पुरवठा;
21 - सील;
22 - बफर व्हॉल्यूम;
23 - सील;
24 - पुशर पिस्टन-डिस्प्लेसर;
25 - कार्यरत पिस्टनचे पुशर;
26 - कार्यरत पिस्टनचे जू;
27 - कार्यरत पिस्टनच्या जूचे बोट;
28 - पिस्टन-डिस्प्लेसरची कनेक्टिंग रॉड;
29 - पिस्टन-डिस्प्लेसरचे जू;
30 - क्रँकशाफ्ट.
लाल पार्श्वभूमी - हीटिंग सर्किट;
ठिपके असलेली पार्श्वभूमी - कूलिंग सर्किट

द्रव इंधनावर चालणाऱ्या "स्टर्लिंग" च्या आधुनिक डिझाइनमध्ये, तीन सर्किट्स आहेत ज्यांचा एकमेकांशी फक्त थर्मल संपर्क आहे. हे कार्यरत द्रव सर्किट (सामान्यत: हायड्रोजन किंवा हीलियम), हीटिंग सर्किट आणि कूलिंग सर्किट आहेत. हीटिंग सर्किटचा मुख्य हेतू कार्यरत सर्किटच्या वरच्या भागात उच्च तापमान राखणे आहे. रेफ्रिजरेशन सर्किट कार्यरत सर्किटच्या तळाशी कमी तापमान राखते. कार्यरत द्रवपदार्थाचा समोच्च स्वतःच बंद आहे.
कार्यरत शरीराचा समोच्च. दोन पिस्टन सिलेंडर 8 मध्ये फिरतात - एक कार्यरत पिस्टन 11 आणि एक विस्थापित पिस्टन 18. कार्यरत पिस्टनच्या वरच्या दिशेने हालचालीमुळे कार्यरत द्रवपदार्थाचा संक्षेप होतो, त्याची खालची हालचाल वायूच्या विस्तारामुळे होते आणि उपयुक्त कार्यासह असते. डिस्प्लेसर पिस्टनची वरची हालचाल गॅस सिलेंडरच्या खालच्या, थंड झालेल्या पोकळीत दाबते. त्याची खालची हालचाल गॅसच्या गरम होण्याशी संबंधित आहे. रॉम्बिक ड्राइव्ह 12 पिस्टनला चार चक्र चक्रांशी संबंधित हलवण्यास सांगते (आकृती ही चक्रे दर्शवते).
बार I- कार्यरत द्रव थंड करणे. डिस्प्लेसर पिस्टन 18 वरच्या दिशेने सरकतो, रीजनरेटर 7 द्वारे कार्यरत द्रव पिळतो, ज्यामध्ये गरम झालेल्या वायूची उष्णता सिलेंडरच्या खालच्या, थंड झालेल्या भागात साठवली जाते. कार्यरत पिस्टन 11 BDC येथे आहे.
बार II- कार्यरत द्रवपदार्थाचे कॉम्प्रेशन. बफर व्हॉल्यूम 22 च्या संकुचित वायूमध्ये साठवलेली उर्जा कार्यरत पिस्टन 11 ला वरच्या हालचालीची माहिती देते, त्यासह थंड कार्यरत द्रवपदार्थाच्या कॉम्प्रेशनसह.
बार III- कार्यरत द्रव गरम करणे. विस्थापित करणारा पिस्टन 18, जवळजवळ कार्यरत पिस्टन 11 मध्ये सामील झाला आहे, रीजनरेटर 7 द्वारे गॅस गरम जागेत विस्थापित करतो, ज्यामध्ये शीतलक दरम्यान साठवलेली उष्णता गॅसमध्ये परत केली जाते.
बार IV- कार्यरत शरीराचा विस्तार - कार्यरत चक्र. गरम जागेत गरम केल्यावर, वायू विस्तारतो आणि उपयुक्त कार्य करतो. त्याचा काही भाग कोल्ड वर्किंग फ्लुइडच्या त्यानंतरच्या कॉम्प्रेशनसाठी कॉम्प्रेस्ड गॅस बफर व्हॉल्यूम 22 मध्ये संग्रहित केला जातो. उर्वरित मोटर शाफ्टमधून काढले जाते.
हीटिंग सर्किट. पंख्याद्वारे हवा एअर इनलेट 19 मध्ये उडते, हीटरच्या घटक 3 मधून जाते, गरम होते आणि इंधन इंजेक्टरमध्ये प्रवेश करते. परिणामी गरम वायू कार्यरत द्रवपदार्थाच्या हीटरच्या 16 नळ्या गरम करतात, हीटरच्या घटक 3 भोवती प्रवाहित होतात आणि इंधन जाळण्यासाठी जाणाऱ्या हवेला त्यांची उष्णता सोडल्यानंतर, ते एक्झॉस्ट पाईप 2 मधून बाहेर काढले जातात. वातावरण.
कूलिंग सर्किट. सिलेंडरच्या खालच्या भागात नोजल 20 द्वारे पाणी पुरवठा केला जातो आणि कूलर रिब्स 9 भोवती वाहते, त्यांना सतत थंड करते.

ICE ऐवजी "स्टर्लिंग्ज".

अर्ध्या शतकापूर्वी केलेल्या पहिल्याच चाचण्यांनी दर्शविले की "स्टर्लिंग" जवळजवळ पूर्णपणे शांत आहे. यात कार्बोरेटर, उच्च दाब इंजेक्टर, इग्निशन सिस्टम, व्हॉल्व्ह, स्पार्क प्लग नाहीत. सिलेंडरमधील दाब, जरी तो जवळजवळ 200 एटीएम पर्यंत वाढतो, परंतु अंतर्गत ज्वलन इंजिनप्रमाणे स्फोटाने नाही, परंतु सहजतेने. इंजिनवर सायलेन्सरची आवश्यकता नाही. डायमंड-आकाराचा किनेमॅटिक पिस्टन ड्राइव्ह पूर्णपणे संतुलित आहे. कंपन नाही, धडधडत नाही.
ते म्हणतात की इंजिनवर हात ठेवूनही ते काम करत आहे की नाही हे ठरवणे नेहमीच शक्य नसते. ऑटोमोबाईल इंजिनचे हे गुण विशेषतः महत्वाचे आहेत, कारण मोठ्या शहरांमध्ये आवाज कमी होण्याची तीव्र समस्या आहे.
पण आणखी एक गुणवत्ता - "सर्वभक्षी". खरं तर, उष्णतेचा असा कोणताही स्त्रोत नाही जो "स्टर्लिंग" चालविण्यास योग्य नसेल. असे इंजिन असलेली कार लाकडावर, पेंढ्यावर, कोळशावर, रॉकेलवर, अणुइंधनावर, अगदी सूर्यप्रकाशावरही धावू शकते. हे काही मीठ किंवा ऑक्साईड वितळलेल्या उष्णतेवर कार्य करू शकते. उदाहरणार्थ, 7 लिटर अॅल्युमिनियम ऑक्साईड वितळल्याने 1 लिटर पेट्रोल बदलते. अशी अष्टपैलुत्व नेहमीच अडचणीत असलेल्या ड्रायव्हरला मदत करू शकत नाही. शहरी धुराची तीव्र समस्या दूर होईल. शहराजवळ आल्यावर, ड्रायव्हर बर्नर चालू करतो आणि टाकीतील मीठ वितळतो. शहरात इंधन जाळले जात नाही: इंजिन वितळल्यावर चालते.
नियमन बद्दल काय? पॉवर कमी करण्यासाठी, इंजिनच्या बंद सर्किटमधून आवश्यक प्रमाणात गॅस स्टील सिलेंडरमध्ये सोडणे पुरेसे आहे. स्वयंचलित ताबडतोब इंधन पुरवठा कमी करते जेणेकरून वायूचे प्रमाण कितीही असले तरी तापमान स्थिर राहते. शक्ती वाढवण्यासाठी, गॅस सिलेंडरमधून परत सर्किटमध्ये पंप केला जातो.
ते फक्त किंमत आणि वजनाच्या बाबतीत, "स्टर्लिंग्स" अजूनही अंतर्गत ज्वलन इंजिनपेक्षा निकृष्ट आहेत. 1 लिटर साठी सह. त्यांच्याकडे 5 किलो आहे, जे पेट्रोल आणि डिझेल इंजिनपेक्षा बरेच जास्त आहे. परंतु आपण हे विसरू नये की हे अद्याप पहिले मॉडेल आहेत जे उच्च दर्जाच्या परिपूर्णतेपर्यंत आणले गेले नाहीत.
सैद्धांतिक गणना दर्शविते की, ceteris paribus, Stirlings ला कमी दाबाची आवश्यकता असते. ही एक महत्त्वाची गुणवत्ता आहे. आणि जर त्यांच्याकडे डिझाइनचे फायदे देखील असतील तर ते शक्य आहे की ते ऑटोमोटिव्ह उद्योगातील अंतर्गत ज्वलन इंजिनचे सर्वात शक्तिशाली प्रतिस्पर्धी बनतील. टर्बाइन अजिबात नाही.

जीएम द्वारे स्टर्लिंग

शोध लागल्यानंतर 150 वर्षांनंतर सुरू झालेल्या बाह्य ज्वलन इंजिनमध्ये सुधारणा करण्याचे गंभीर काम आधीच फळ दिले आहे. स्टर्लिंग सायकलवर चालणाऱ्या इंजिनसाठी विविध डिझाइन पर्याय प्रस्तावित आहेत. पिस्टनच्या स्ट्रोकवर नियंत्रण ठेवण्यासाठी स्वॅश प्लेटसह मोटर्सचे प्रकल्प आहेत, रोटरी इंजिनचे पेटंट घेतले गेले आहे, ज्याच्या रोटरच्या एका विभागात कॉम्प्रेशन होते, दुसर्‍या भागात - विस्तार, आणि चॅनेलमध्ये उष्णता पुरविली जाते आणि काढून टाकली जाते. पोकळी जोडणे. वैयक्तिक नमुन्यांच्या सिलिंडरमधील कमाल दाब 220 kg/cm 2 पर्यंत पोहोचतो आणि सरासरी प्रभावी दाब - 22 आणि 27 kg/cm 2 आणि त्याहून अधिक. नफा 150 ग्रॅम/एचपी/तास वर आणला.
जनरल मोटर्सने सर्वात मोठी प्रगती केली, ज्याने 1970 मध्ये पारंपारिक क्रॅंक यंत्रणेसह व्ही-आकाराचे "स्टर्लिंग" तयार केले. एक सिलेंडर कार्यरत आहे, दुसरा कॉम्प्रेशन आहे. फक्त कार्यरत पिस्टन कार्यरत पिस्टनमध्ये आहे आणि डिस्प्लेसर पिस्टन कॉम्प्रेशन सिलेंडरमध्ये आहे. हीटर, रीजनरेटर आणि कूलर सिलिंडरच्या दरम्यान स्थित आहेत. फेज अँगल, दुसऱ्या शब्दांत, या "स्टर्लिंग" साठी एका सिलेंडरचा दुसर्‍या सिलेंडरचा मागे पडणारा कोन 90 ° आहे. एका पिस्टनचा वेग त्या क्षणी जास्तीत जास्त असावा जेव्हा दुसऱ्याचा वेग शून्य असेल (वरच्या आणि खालच्या डेड सेंटर्सवर). पिस्टनच्या हालचालीतील फेज शिफ्ट सिलेंडर्स 90° च्या कोनात मांडून साध्य केले जाते. संरचनात्मकदृष्ट्या, हे सर्वात सोपे "स्टर्लिंग" आहे. परंतु समतोल राखून समविकारात्मक क्रॅंक यंत्रणा असलेल्या इंजिनपेक्षा ते निकृष्ट आहे. व्ही-आकाराच्या इंजिनमध्ये जडत्वाची शक्ती पूर्णपणे संतुलित करण्यासाठी, त्याच्या सिलेंडरची संख्या दोन ते आठ पर्यंत वाढवणे आवश्यक आहे.

व्ही-आकाराच्या "स्टर्लिंग" चे योजनाबद्ध आकृती:
1 - कार्यरत सिलेंडर;
2 - कार्यरत पिस्टन;
3 - हीटर;
4 - पुनर्जन्मकर्ता;
5 - उष्णता-इन्सुलेट स्लीव्ह;
6 - कूलर;
7 - कॉम्प्रेशन सिलेंडर.

अशा इंजिनमधील ऑपरेटिंग सायकल खालीलप्रमाणे पुढे जाते.
कार्यरत सिलेंडर 1 मध्ये, गॅस (हायड्रोजन किंवा हीलियम) गरम केले जाते, दुसर्यामध्ये, कॉम्प्रेशन 7, ते थंड केले जाते. जेव्हा पिस्टन सिलेंडर 7 मध्ये वरच्या दिशेने सरकतो तेव्हा गॅस संकुचित केला जातो - कम्प्रेशन स्ट्रोक. यावेळी, पिस्टन 2 सिलेंडर 1 मध्ये खाली जाऊ लागतो. कोल्ड सिलेंडर 7 मधून गॅस गरम सिलेंडर 1 मध्ये वाहतो, कूलर 6, रीजनरेटर 4 आणि हीटर 3 - हीटिंग स्ट्रोक मधून क्रमाक्रमाने जातो. गरम गॅस सिलेंडर 1 मध्ये विस्तारित होतो, कार्य करत आहे - विस्तार स्ट्रोक. जेव्हा पिस्टन 2 सिलेंडर 1 मध्ये वरच्या दिशेने सरकतो, तेव्हा गॅस रीजनरेटर 4 आणि कूलर 6 द्वारे सिलेंडर 7 मध्ये पंप केला जातो - शीतलक चक्र.
अशी "स्टर्लिंग" योजना उलट करण्यासाठी सर्वात सोयीस्कर आहे. हीटर, रीजनरेटर आणि कूलरच्या एकत्रित गृहनिर्माणमध्ये (त्यांच्या डिव्हाइसबद्दल नंतर चर्चा केली जाईल), यासाठी डॅम्पर्स तयार केले जातात. जर तुम्ही त्यांना एका टोकापासून दुसऱ्या टोकाकडे नेले तर थंड सिलेंडर गरम होईल आणि गरम सिलेंडर थंड होईल आणि इंजिन उलट दिशेने फिरेल.
हीटर उष्णता-प्रतिरोधक स्टेनलेस स्टीलच्या नळ्यांचा एक संच आहे ज्यामधून कार्यरत वायू जातो. नलिका विविध द्रव इंधन जाळण्यासाठी अनुकूल असलेल्या बर्नरच्या ज्वालाने गरम केल्या जातात. तापलेल्या वायूची उष्णता पुनर्जन्म यंत्रात साठवली जाते. उच्च कार्यक्षमता प्राप्त करण्यासाठी या नोडला खूप महत्त्व आहे. हीटरच्या तुलनेत सुमारे तीनपट अधिक उष्णता हस्तांतरित केल्यास आणि प्रक्रियेस 0.001 सेकंदांपेक्षा कमी वेळ लागल्यास ते त्याचा उद्देश पूर्ण करेल. थोडक्यात, हा एक जलद-अभिनय उष्णता संचयक आहे आणि पुनर्जन्मकर्ता आणि वायू दरम्यान उष्णता हस्तांतरण दर 30,000 अंश प्रति सेकंद आहे. रीजनरेटर, ज्याची कार्यक्षमता 0.98 युनिट्सच्या बरोबरीची आहे, त्यात एक दंडगोलाकार शरीर आहे ज्यामध्ये वायर टँगल (वायर व्यास 0.2 मिमी) बनलेले अनेक वॉशर मालिकेत स्थित आहेत. रेफ्रिजरेटरमध्ये उष्णता हस्तांतरित होण्यापासून रोखण्यासाठी, या युनिट्समध्ये उष्णता-इन्सुलेट स्लीव्ह स्थापित केला जातो. आणि शेवटी, कूलर. हे पाइपलाइनवर वॉटर जॅकेटच्या स्वरूपात बनवले जाते.
कार्यरत वायूचा दाब बदलून स्टर्लिंग पॉवर नियंत्रित केली जाते. या उद्देशासाठी, इंजिन गॅस सिलेंडर आणि विशेष कंप्रेसरसह सुसज्ज आहे.

फायदे आणि तोटे

कारवर "स्टर्लिंग" वापरण्याच्या संभाव्यतेचे मूल्यांकन करण्यासाठी, आम्ही त्याचे फायदे आणि तोटे विश्लेषित करतो. चला उष्णता इंजिनसाठी सर्वात महत्वाच्या पॅरामीटर्सपैकी एकाने सुरुवात करूया, तथाकथित सैद्धांतिक कार्यक्षमता. स्टर्लिंगसाठी, हे खालील सूत्राद्वारे निर्धारित केले जाते:

η \u003d 1 - Tx / Tg

जेथे η कार्यक्षमता आहे, Tx हे "थंड" खंडाचे तापमान आहे आणि Tg हे "गरम" खंडाचे तापमान आहे. परिमाणानुसार, "स्टर्लिंग" साठी हे पॅरामीटर 0.50 आहे. हे सर्वोत्कृष्ट गॅस टर्बाइन, गॅसोलीन आणि डिझेल इंजिनपेक्षा लक्षणीय आहे, ज्यांची सैद्धांतिक कार्यक्षमता अनुक्रमे 0.28 आहे; 0.30; ०.४०.
बाह्य ज्वलन इंजिन सारखे. स्टर्लिंग विविध इंधनांवर चालू शकते: गॅसोलीन, केरोसीन, डिझेल, वायू आणि अगदी घन. इंजिन सिलेंडरच्या बाहेर ज्वलन दरम्यान cetane आणि octane क्रमांक, राख सामग्री, उत्कलन बिंदू यासारखी इंधन वैशिष्ट्ये "स्टर्लिंग" साठी काही फरक पडत नाहीत. ते वेगवेगळ्या इंधनांवर कार्य करण्यासाठी, कोणतेही मोठे बदल आवश्यक नाहीत - फक्त बर्नर बदला.
एक बाह्य दहन इंजिन ज्यामध्ये 1.3 च्या स्थिर अतिरिक्त हवेच्या गुणोत्तरासह दहन स्थिरपणे पुढे जाते. अंतर्गत ज्वलन इंजिनपेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी कार्बन मोनोऑक्साइड, हायड्रोकार्बन्स आणि नायट्रोजन ऑक्साईड उत्सर्जित करते.
"स्टर्लिंग" चा कमी आवाज कमी कॉम्प्रेशन रेशो (1.3 ते 1.5 पर्यंत) मुळे आहे. गॅसोलीन किंवा डिझेल इंजिनप्रमाणे सिलेंडरमधील दाब सहजतेने वाढतो आणि स्फोटाने नाही. एक्झॉस्ट ट्रॅक्टमधील गॅस कॉलममधील चढ-उतारांची अनुपस्थिती एक्झॉस्टची नीरवपणा निर्धारित करते, ज्याची पुष्टी फिलिप्सने बससाठी फोर्डसह विकसित केलेल्या इंजिनच्या चाचण्यांद्वारे केली जाते.
सिलेंडरमध्ये सक्रिय पदार्थ नसल्यामुळे आणि कार्यरत वायूच्या तुलनेने कमी तापमानामुळे कमी तेलाचा वापर आणि उच्च पोशाख प्रतिरोध यामुळे स्टर्लिंग ओळखले जाते आणि त्याची विश्वासार्हता आपल्याला ज्ञात असलेल्या अंतर्गत ज्वलन इंजिनांपेक्षा जास्त आहे, कारण ते तसे करत नाही. एक जटिल गॅस वितरण यंत्रणा आहे.
ऑटोमोबाईल इंजिन म्हणून स्टर्लिंगचा महत्त्वाचा फायदा म्हणजे बदल लोड करण्यासाठी त्याची वाढलेली अनुकूलता. हे, उदाहरणार्थ, कार्बोरेटर इंजिनपेक्षा 50 टक्के जास्त आहे, ज्यामुळे गीअरबॉक्समधील चरणांची संख्या कमी करणे शक्य आहे. तथापि, स्टीम कारप्रमाणेच क्लच आणि गिअरबॉक्स पूर्णपणे सोडून देणे अशक्य आहे.
परंतु असे स्पष्ट फायदे असलेले इंजिन अद्याप व्यावहारिक अनुप्रयोग का आढळले नाही? कारण सोपे आहे - त्यात अजूनही अनेक निराकरण न झालेल्या कमतरता आहेत. त्यापैकी मुख्य म्हणजे व्यवस्थापन आणि समायोजन करण्यात मोठी अडचण. इतर "रीफ" आहेत जे डिझाइनर आणि उत्पादक दोघांनाही बायपास करणे इतके सोपे नाही. विशेषतः, पिस्टनला खूप प्रभावी सील आवश्यक आहेत ज्यांनी उच्च दाब (200 kg / cm2 पर्यंत) सहन केला पाहिजे आणि कार्यरत पोकळीत तेल जाण्यापासून प्रतिबंधित केले पाहिजे. कोणत्याही परिस्थितीत, फिलिप्सचे इंजिन फाइन-ट्यूनिंगचे 25 वर्षांचे कार्य अद्याप कारमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरासाठी योग्य बनवू शकले नाही. "स्टर्लिंग" चे वैशिष्ट्यपूर्ण वैशिष्ट्य म्हणजे लहान महत्त्व नाही - थंड पाण्याने मोठ्या प्रमाणात उष्णता काढून टाकण्याची गरज. अंतर्गत ज्वलन इंजिनमध्ये, उष्णतेचा महत्त्वपूर्ण भाग एक्झॉस्ट वायूंसह वातावरणात सोडला जातो. स्टर्लिंगमध्ये, इंधनाच्या ज्वलनामुळे निर्माण होणारी केवळ 9 टक्के उष्णता एक्झॉस्टमध्ये जाते. जर गॅसोलीन अंतर्गत ज्वलन इंजिनमध्ये 20 ते 25 टक्के उष्णता थंड पाण्याने काढून टाकली गेली असेल तर "स्टर्लिंग" मध्ये - 50 टक्के पर्यंत. याचा अर्थ असा की अशा इंजिन असलेल्या कारमध्ये समान गॅसोलीन इंजिनपेक्षा अंदाजे 2-2.5 पट मोठे रेडिएटर असावे. सामान्य अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या तुलनेत "स्टर्लिंग" चे नुकसान हे त्याचे उच्च विशिष्ट गुरुत्व आहे. आणखी एक लक्षणीय तोटा म्हणजे वेग वाढवण्याची अडचण: आधीच 3600 आरपीएमवर, हायड्रॉलिक नुकसान लक्षणीय वाढते आणि उष्णता हस्तांतरण बिघडते. आणि शेवटी. "स्टर्लिंग" हे थ्रोटल प्रतिसादात पारंपारिक अंतर्गत ज्वलन इंजिनपेक्षा निकृष्ट आहे.
प्रवासी कारसह ऑटोमोबाईल "स्टर्लिंग्ज" च्या निर्मिती आणि परिष्करणावर काम सुरू आहे. असे मानले जाऊ शकते की सध्या मूलभूत समस्यांचे निराकरण झाले आहे. मात्र, अजून बरेच काम करायचे आहे. प्रकाश मिश्र धातुंचा वापर इंजिनचे विशिष्ट गुरुत्व कमी करू शकतो, परंतु तरीही ते जास्त असेल. कार्यरत वायूच्या जास्त दाबामुळे अंतर्गत दहन इंजिनपेक्षा. बहुधा, बाह्य ज्वलन इंजिनला त्याच्या अवांछित इंधनामुळे प्रामुख्याने ट्रकमध्ये, विशेषत: लष्करी इंजिनमध्ये उपयोग मिळेल.

20 व्या शतकाच्या अखेरीस तातडीच्या उपायांची आवश्यकता असलेल्या जागतिक समस्यांच्या वाढीमुळे (नैसर्गिक संसाधनांचा ऱ्हास, पर्यावरणीय प्रदूषण इ.) पर्यावरणशास्त्र, निसर्ग व्यवस्थापन आणि क्षेत्रामध्ये अनेक आंतरराष्ट्रीय आणि रशियन कायदे स्वीकारण्याची गरज निर्माण झाली. ऊर्जा संवर्धन. या कायद्यांच्या मुख्य गरजा CO2 उत्सर्जन कमी करणे, संसाधने आणि उर्जेची बचत करणे, वाहने पर्यावरणास अनुकूल मोटर इंधनांवर स्विच करणे इ.

या समस्यांचे निराकरण करण्याचा एक आश्वासक मार्ग म्हणजे स्टर्लिंग इंजिन (मशीन) वर आधारित ऊर्जा-रूपांतरित प्रणालींचा विकास आणि व्यापक परिचय. स्कॉट रॉबर्ट स्टर्लिंग यांनी 1816 मध्ये अशा इंजिनच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत प्रस्तावित केले होते. ही यंत्रे बंद थर्मोडायनामिक सायकलमध्ये कार्यरत आहेत, ज्यामध्ये चक्रीय संपीडन आणि विस्तार प्रक्रिया वेगवेगळ्या तापमान पातळीवर घडतात आणि कार्यरत द्रवपदार्थाचा प्रवाह त्याचे आवाज बदलून नियंत्रित केला जातो.

स्टर्लिंग इंजिन हे एक अद्वितीय उष्णता इंजिन आहे, कारण त्याची सैद्धांतिक शक्ती हीट इंजिनच्या (कार्नॉट सायकल) कमाल शक्तीइतकी आहे. हे वायूच्या थर्मल विस्ताराने कार्य करते, त्यानंतर गॅस थंड होताना त्याचे कॉम्प्रेशन होते. इंजिनमध्ये कार्यरत वायूचे काही स्थिर व्हॉल्यूम असते जे "थंड" भाग (सामान्यतः सभोवतालच्या तापमानात) आणि "गरम" भाग दरम्यान फिरते, जे विविध इंधन किंवा इतर उष्णतेचे स्त्रोत जाळून गरम केले जाते. उष्णता बाहेरून तयार केली जाते, म्हणून स्टर्लिंग इंजिनला बाह्य ज्वलन इंजिन (DVPT) असे संबोधले जाते. अंतर्गत ज्वलन इंजिनांच्या तुलनेत, स्टर्लिंग इंजिनमधील ज्वलन प्रक्रिया कार्यरत सिलिंडरच्या बाहेर चालते आणि समतोलतेने पुढे जाते, इंजिन सिलेंडरमध्ये दाब वाढण्याच्या तुलनेने कमी दराने ऑपरेटिंग सायकल बंद अंतर्गत सर्किटमध्ये अंमलात आणली जाते, अंतर्गत सर्किटच्या कार्यरत द्रवपदार्थाच्या थर्मल-हायड्रॉलिक प्रक्रियेचे गुळगुळीत स्वरूप आणि गॅस वितरण यंत्रणा वाल्व्हच्या अनुपस्थितीत.

हे लक्षात घ्यावे की स्टर्लिंग इंजिनचे उत्पादन परदेशात आधीच सुरू झाले आहे, ज्याची तांत्रिक वैशिष्ट्ये अंतर्गत ज्वलन इंजिन आणि गॅस टर्बाइन युनिट्स (जीटीयू) पेक्षा श्रेष्ठ आहेत. तर, फिलिप्स, एसटीएम इंक., डेमलर बेंझ, सोलो, युनायटेड स्टर्लिंग मधील स्टर्लिंग इंजिनमध्ये 5 ते 1200 किलोवॅट क्षमतेची क्षमता आहे. 42% पेक्षा जास्त, 40 हजार तासांपेक्षा जास्त कार्यरत आयुष्य आणि 1.2 ते 3.8 kg/kW पर्यंत विशिष्ट गुरुत्व.

ऊर्जा-परिवर्तन तंत्रज्ञानावरील जागतिक पुनरावलोकनांमध्ये, स्टर्लिंग इंजिन 21 व्या शतकातील सर्वात आशाजनक मानले जाते. कमी आवाजाची पातळी, एक्झॉस्ट गॅसची कमी विषारीता, विविध इंधनांवर काम करण्याची क्षमता, दीर्घ सेवा आयुष्य, चांगले टॉर्क वैशिष्ट्ये - हे सर्व स्टर्लिंग इंजिनांना अंतर्गत ज्वलन इंजिनच्या तुलनेत अधिक स्पर्धात्मक बनवते.

स्टर्लिंग इंजिन कुठे वापरले जाऊ शकतात?

स्टर्लिंग इंजिन (स्टर्लिंग जनरेटर) सह स्वायत्त ऊर्जा संयंत्रे रशियाच्या प्रदेशात वापरली जाऊ शकतात जेथे पारंपारिक ऊर्जा स्त्रोत - तेल आणि वायूचे कोणतेही साठे नाहीत. पीट, लाकूड, तेल शेल, बायोगॅस, कोळसा, शेती आणि लाकूड उद्योगातील कचरा इंधन म्हणून वापरला जाऊ शकतो. त्यानुसार, अनेक प्रदेशांच्या ऊर्जा पुरवठ्याची समस्या नाहीशी होते.

असे पॉवर प्लांट पर्यावरणास अनुकूल असतात, कारण ज्वलन उत्पादनांमध्ये हानिकारक पदार्थांचे प्रमाण डिझेल पॉवर प्लांटच्या तुलनेत जवळजवळ दोन ऑर्डर कमी असते. म्हणून, स्टर्लिंग जनरेटर ग्राहकांच्या जवळ स्थापित केले जाऊ शकतात, ज्यामुळे विजेच्या प्रसारणातील तोटा दूर होईल. 100 किलोवॅट क्षमतेचा जनरेटर 30-40 पेक्षा जास्त लोकसंख्या असलेल्या कोणत्याही वस्तीला वीज आणि उष्णता प्रदान करू शकतो.

स्टर्लिंग इंजिनसह स्वायत्त उर्जा प्रकल्प रशियन फेडरेशनच्या तेल आणि वायू उद्योगात नवीन क्षेत्रांच्या विकासादरम्यान (विशेषत: सुदूर उत्तर आणि आर्क्टिक समुद्राच्या शेल्फमध्ये, जेथे शोधासाठी गंभीर वीज पुरवठा आवश्यक आहे) मोठ्या प्रमाणात वापरला जाईल. ड्रिलिंग, वेल्डिंग आणि इतर कामे). येथे, कच्चा नैसर्गिक वायू, संबंधित पेट्रोलियम वायू आणि गॅस कंडेन्सेटचा इंधन म्हणून वापर केला जाऊ शकतो.

आता रशियन फेडरेशनमध्ये दरवर्षी 10 अब्ज क्यूबिक मीटर वाया जातात. संबंधित वायूचा m. ते गोळा करणे कठीण आणि महाग आहे; सतत बदलत असलेल्या अंशात्मक रचनामुळे ते अंतर्गत ज्वलन इंजिनसाठी मोटर इंधन म्हणून वापरले जाऊ शकत नाही. वायूला वातावरण प्रदूषित करण्यापासून रोखण्यासाठी ते फक्त जाळले जाते. त्याच वेळी, मोटर इंधन म्हणून त्याचा वापर महत्त्वपूर्ण आर्थिक परिणाम देईल.

मुख्य गॅस पाइपलाइनवर ऑटोमेशन, कम्युनिकेशन आणि कॅथोडिक संरक्षण प्रणालीमध्ये 3-5 किलोवॅट क्षमतेचे पॉवर प्लांट वापरणे उचित आहे. आणि अधिक शक्तिशाली (100 ते 1000 किलोवॅट पर्यंत) - गॅस कामगार आणि तेल कामगारांसाठी मोठ्या शिफ्ट कॅम्पमध्ये वीज आणि उष्णता पुरवठ्यासाठी. तेल आणि वायू उद्योगात जमीन आणि ऑफशोअर ड्रिलिंग सुविधांवर 1 हजार किलोवॅटपेक्षा जास्त इंस्टॉलेशन्स वापरली जाऊ शकतात.

नवीन इंजिन तयार करण्यात समस्या

स्वतः रॉबर्ट स्टर्लिंगने प्रस्तावित केलेल्या इंजिनमध्ये लक्षणीय वजन आणि आकार वैशिष्ट्ये आणि कमी कार्यक्षमता होती. पिस्टनच्या सतत हालचालींशी संबंधित अशा इंजिनमधील प्रक्रियेच्या जटिलतेमुळे, पहिले सरलीकृत गणितीय उपकरण केवळ 1871 मध्ये प्रागचे प्राध्यापक जी. श्मिट यांनी विकसित केले होते. त्यांनी प्रस्तावित केलेली गणना पद्धत स्टर्लिंग सायकलच्या आदर्श मॉडेलवर आधारित होती आणि त्यामुळे कार्यक्षमतेने इंजिन तयार करणे शक्य झाले. 15% पर्यंत. 1953 पर्यंत डच कंपनी फिलिप्सने प्रथम अत्यंत कार्यक्षम स्टर्लिंग इंजिन तयार केले, जे अंतर्गत ज्वलन इंजिनांपेक्षा कार्यक्षमतेत श्रेष्ठ होते.

रशियामध्ये, घरगुती स्टर्लिंग इंजिन तयार करण्याचे प्रयत्न वारंवार केले गेले आहेत, परंतु ते यशस्वी झाले नाहीत. त्यांच्या विकासात आणि व्यापक वापरात अडथळा आणणाऱ्या अनेक प्रमुख समस्या आहेत.

सर्वप्रथम, हे डिझाइन केलेल्या स्टर्लिंग मशीनचे पुरेसे गणितीय मॉडेल आणि संबंधित गणना पद्धतीची निर्मिती आहे. पिस्टनच्या सतत हालचालीमुळे - अंतर्गत सर्किटमधील उष्णता आणि वस्तुमान विनिमयाच्या स्थिरतेमुळे - वास्तविक मशीनमध्ये स्टर्लिंग थर्मोडायनामिक चक्राच्या अंमलबजावणीच्या जटिलतेद्वारे गणनाची जटिलता निर्धारित केली जाते.

इंजिन आणि स्टर्लिंग रेफ्रिजरेशन मशीनच्या विकासात अनेक परदेशी आणि देशांतर्गत उद्योगांच्या अपयशाचे मुख्य कारण पुरेसे गणितीय मॉडेल आणि गणना पद्धतींचा अभाव आहे. अचूक गणितीय मॉडेलिंगशिवाय, डिझाइन केलेल्या मशीनचे बारीक-ट्यूनिंग दीर्घकालीन थकवणाऱ्या प्रायोगिक संशोधनात बदलते.

दुसरी समस्या म्हणजे वैयक्तिक युनिट्सच्या डिझाइनची निर्मिती, सीलसह अडचणी, पॉवर कंट्रोल इ. हेलियम, नायट्रोजन, हायड्रोजन आणि हवा वापरलेल्या कार्यरत द्रवपदार्थांमुळे डिझाइनमध्ये अडचणी येतात. उदाहरणार्थ, हेलियममध्ये अतिप्रवाह आहे, जे कार्यरत पिस्टन इत्यादी घटकांना सील करण्यासाठी वाढीव आवश्यकता ठरवते.

तिसरी समस्या म्हणजे उत्पादन तंत्रज्ञानाची उच्च पातळी, उष्णता-प्रतिरोधक मिश्र धातु आणि धातू वापरण्याची गरज, त्यांच्या वेल्डिंग आणि सोल्डरिंगसाठी नवीन पद्धती.

एकीकडे, उच्च उष्णता क्षमता आणि दुसरीकडे, कमी हायड्रॉलिक प्रतिरोध प्रदान करण्यासाठी पुनर्जन्म आणि नोजल तयार करणे ही एक वेगळी समस्या आहे.

स्टर्लिंग मशीनच्या घरगुती विकास

सध्या, रशियामध्ये अत्यंत कार्यक्षम स्टर्लिंग इंजिन तयार करण्यासाठी पुरेशी वैज्ञानिक क्षमता जमा झाली आहे. स्टर्लिंग टेक्नॉलॉजीज इनोव्हेशन अँड रिसर्च सेंटर एलएलसी येथे महत्त्वपूर्ण परिणाम प्राप्त झाले आहेत. उच्च-कार्यक्षमता असलेल्या स्टर्लिंग इंजिनची गणना करण्यासाठी नवीन पद्धती विकसित करण्यासाठी तज्ञांनी सैद्धांतिक आणि प्रायोगिक अभ्यास केले. कामाची मुख्य क्षेत्रे सह-उत्पादन संयंत्रांमध्ये स्टर्लिंग इंजिनच्या वापराशी संबंधित आहेत आणि एक्झॉस्ट गॅसेसमधून उष्णता वापरण्यासाठी सिस्टम्स, उदाहरणार्थ, मिनी-सीएचपीमध्ये. परिणामी, विकास पद्धती आणि 3 किलोवॅट मोटर्सचे प्रोटोटाइप तयार केले गेले.

संशोधनादरम्यान स्टर्लिंग मशीन्सच्या वैयक्तिक घटकांचा अभ्यास आणि त्यांची रचना, तसेच विविध कार्यात्मक हेतूंसाठी इंस्टॉलेशन्सच्या नवीन योजनाबद्ध आकृत्यांच्या निर्मितीवर विशेष लक्ष दिले गेले. प्रस्तावित तांत्रिक उपाय, स्टर्लिंग मशीन ऑपरेट करण्यासाठी कमी खर्चिक आहेत हे लक्षात घेऊन, पारंपारिक ऊर्जा कन्व्हर्टरच्या तुलनेत नवीन इंजिनांच्या वापराची आर्थिक कार्यक्षमता वाढवणे शक्य करते.

रशिया आणि परदेशात पर्यावरणास अनुकूल आणि उच्च कार्यक्षम उर्जा उपकरणांची व्यावहारिकदृष्ट्या अमर्याद मागणी पाहता स्टर्लिंग इंजिनचे उत्पादन आर्थिकदृष्ट्या व्यवहार्य आहे. तथापि, राज्य आणि मोठ्या उद्योगांच्या सहभागाशिवाय आणि समर्थनाशिवाय त्यांच्या मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनाची समस्या पूर्णपणे सोडवता येणार नाही.

रशियामध्ये स्टर्लिंग इंजिनच्या उत्पादनास कशी मदत करावी?

हे उघड आहे की नाविन्यपूर्ण क्रियाकलाप (विशेषत: मूलभूत नवकल्पनांचा विकास) हा एक जटिल आणि धोकादायक प्रकारचा आर्थिक क्रियाकलाप आहे. म्हणून, हे राज्य समर्थनाच्या यंत्रणेवर आधारित असले पाहिजे, विशेषत: "सुरुवातीला", त्यानंतरच्या सामान्य बाजार परिस्थितीमध्ये संक्रमणासह.

रशियामध्ये स्टर्लिंग मशीनचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन आणि त्यावर आधारित ऊर्जा-परिवर्तन प्रणाली तयार करण्याच्या यंत्रणेमध्ये हे समाविष्ट असू शकते:
- स्टर्लिंग मशीनवरील नाविन्यपूर्ण प्रकल्पांसाठी थेट अर्थसंकल्पीय वित्तपुरवठा;
- पहिल्या दोन वर्षांमध्ये स्टर्लिंग प्रकल्पांतर्गत उत्पादित केलेल्या उत्पादनांना व्हॅट आणि फेडरल आणि प्रादेशिक स्तरावरील इतर करांमधून सूट, तसेच पुढील 2-3 वर्षांसाठी अशा उत्पादनांसाठी कर क्रेडिटची तरतूद केल्यामुळे अप्रत्यक्ष समर्थन उपाय (विकसनाचा खर्च लक्षात घेऊन मूलभूतपणे नवीन उत्पादनाचा त्याच्या किमतीत, म्हणजे उत्पादक किंवा ग्राहकाच्या खर्चात समावेश करणे उचित नाही);
- स्टर्लिंग प्रकल्पांच्या वित्तपुरवठ्यासाठी एंटरप्राइझच्या योगदानाच्या आयकर बेसमधून वगळणे.

भविष्यात, देशांतर्गत आणि परदेशी बाजारपेठेत स्टर्लिंग मशीनवर आधारित उर्जा उपकरणांच्या शाश्वत प्रचाराच्या टप्प्यावर, उत्पादनाच्या विस्तारासाठी भांडवलाची भरपाई, तांत्रिक पुन्हा उपकरणे आणि नवीन प्रकारच्या उत्पादनासाठी पुढील प्रकल्पांसाठी समर्थन. उपकरणे नफ्याच्या खर्चावर आणि यशस्वीरित्या प्रभुत्व मिळवलेल्या उत्पादनाच्या शेअर्सची विक्री, क्रेडिट संसाधने व्यावसायिक बँका, तसेच परदेशी गुंतवणूक आकर्षित करण्यासाठी केली जाऊ शकतात.

असे गृहीत धरले जाऊ शकते की तांत्रिक पायाची उपलब्धता आणि स्टर्लिंग मशीनच्या डिझाइनमध्ये संचित वैज्ञानिक संभाव्यतेमुळे, वाजवी आर्थिक आणि तांत्रिक धोरणासह, रशिया नवीन पर्यावरणास अनुकूल आणि उच्च कार्यक्षम इंजिनांच्या निर्मितीमध्ये जागतिक नेता बनू शकतो. नजीकच्या भविष्यात.

बाह्य दहन इंजिनमध्ये, इंधन ज्वलनाची प्रक्रिया आणि थर्मल प्रभावाचे स्त्रोत कार्यरत स्थापनेपासून वेगळे केले जातात. या श्रेणीमध्ये सामान्यतः स्टीम आणि गॅस टर्बाइन तसेच स्टर्लिंग इंजिन समाविष्ट असतात. अशा स्थापनेचे पहिले प्रोटोटाइप दोन शतकांपूर्वी बांधले गेले आणि जवळजवळ संपूर्ण 19 व्या शतकात वापरले गेले.

जेव्हा वेगाने विकसनशील उद्योगाला शक्तिशाली आणि किफायतशीर उर्जा संयंत्रांची आवश्यकता होती, तेव्हा डिझाइनर स्फोटक स्टीम इंजिनची जागा घेऊन आले, जेथे कार्यरत द्रवपदार्थ उच्च दाबाने वाफेवर होते. अशा प्रकारे बाह्य दहन इंजिन दिसू लागले, जे 19 व्या शतकाच्या सुरूवातीस आधीच व्यापक झाले. काही दशकांनंतर त्यांची जागा अंतर्गत ज्वलन इंजिनांनी घेतली. त्यांची किंमत त्यांच्या विस्तृत वितरणापेक्षा लक्षणीय कमी आहे.

परंतु आज, डिझाइनर कालबाह्य बाह्य ज्वलन इंजिनकडे अधिक बारकाईने पहात आहेत. हे त्यांच्या फायद्यांमुळे आहे. मुख्य फायदा असा आहे की अशा प्रतिष्ठापनांना चांगल्या प्रकारे शुद्ध केलेले आणि महाग इंधन आवश्यक नसते.

बाह्य दहन इंजिने नम्र आहेत, जरी त्यांचे बांधकाम आणि देखभाल अद्याप खूप महाग आहे.

स्टर्लिंगचे इंजिन

बाह्य दहन इंजिनच्या कुटुंबातील सर्वात प्रसिद्ध प्रतिनिधींपैकी एक म्हणजे स्टर्लिंग मशीन. 1816 मध्ये त्याचा शोध लावला गेला, अनेक वेळा सुधारला गेला, परंतु नंतर बर्याच काळापासून ते अयोग्यपणे विसरले गेले. आता स्टर्लिंग इंजिनला पुनर्जन्म मिळाला आहे. अंतराळ संशोधनातही याचा यशस्वी वापर केला जातो.

स्टर्लिंग मशीनचे ऑपरेशन बंद थर्मोडायनामिक चक्रावर आधारित आहे. कॉम्प्रेशन आणि विस्ताराच्या नियतकालिक प्रक्रिया वेगवेगळ्या तापमानात येथे घडतात. वर्कफ्लो व्यवस्थापन त्याचे व्हॉल्यूम बदलून होते.

स्टर्लिंग इंजिन हीट पंप, प्रेशर जनरेटर, कूलिंग डिव्हाइस म्हणून काम करू शकते.

या इंजिनमध्ये, कमी तापमानात, वायू संकुचित केला जातो आणि उच्च तापमानात, तो विस्तारतो. पॅरामीटर्सचे नियतकालिक बदल एका विशेष पिस्टनच्या वापरामुळे होते, ज्यामध्ये डिस्प्लेसरचे कार्य असते. सिलेंडरच्या भिंतीद्वारे बाहेरून कार्यरत द्रवपदार्थाला उष्णता पुरवली जाते. हे वैशिष्ट्य अधिकार देते

गेल्या वर्षी मासिकाच्या पहिल्याच अंकात वाचकांना शुभेच्छा दिल्या होत्या A. आईन्स्टाईन, वळले 85 वर्षे

संपादक मंडळाचे छोटे कर्मचारी प्रकाशित करत असतात आयआर, ज्यांचे वाचक होण्याचा तुम्हाला सन्मान वाटतो. जरी दरवर्षी हे करणे अधिकाधिक कठीण होत आहे. बर्याच काळापासून, नवीन शतकाच्या सुरूवातीस, संपादकांना मायस्नित्स्काया रस्त्यावर त्यांचे मूळ निवासस्थान सोडावे लागले. (बरं, खरं तर, हे बँकांसाठी ठिकाण आहे, काही शोधकर्त्यांसाठी नाही). तरी आम्हाला मदत केली वाय. मास्लुकोव्ह(त्यावेळी रशियन फेडरेशन फॉर इंडस्ट्रीच्या फेडरल असेंब्लीच्या राज्य ड्यूमाच्या समितीचे अध्यक्ष) कालुझस्काया मेट्रो स्टेशनजवळील एनआयआयएए येथे जाण्यासाठी. संपादकीय मंडळाने कराराच्या अटींचे पालन केले आणि भाडे वेळेवर भरले, आणि रशियन फेडरेशनचे अध्यक्ष आणि सरकार यांनी नाविन्यपूर्ण अभ्यासक्रमाची प्रेरणादायी घोषणा करूनही, एनआयआयएएच्या नवीन संचालकाने आम्हाला याबद्दल माहिती दिली. "ऑपरेशनल आवश्यकतेमुळे" संपादकीय कार्यालय बेदखल करणे. NIIAA मधील कर्मचार्‍यांच्या संख्येत जवळपास 8 पटीने घट झाली आहे आणि त्याचप्रमाणे जागा सोडण्यात आली आहे, आणि संपादकीय कार्यालयाने व्यापलेले क्षेत्र एनआयआयएएच्या अमर्याद क्षेत्राच्या टक्केवारीच्या शंभरावा भाग इतके नसतानाही हे आहे. .

आम्ही गेल्या पाच वर्षांपासून जिथे आहोत तिथे आम्हाला MIREA ने आश्रय दिला. एकदा जाळण्यासाठी दोनदा हलवा, असे म्हण आहे. पण संपादक धरून ठेवतात आणि शक्य तितक्या लांब ठेवतील. आणि ते मासिक म्हणून अस्तित्वात असू शकते "शोधक आणि संशोधक"वाचा आणि लिहा.

अधिक स्वारस्य असलेल्या लोकांना माहितीसह कव्हर करण्याचा प्रयत्न करत, आम्ही मासिकाची वेबसाइट अद्यतनित केली आहे, आमच्या मते, ती अधिक माहितीपूर्ण बनवली आहे. आम्ही मागील वर्षांच्या प्रकाशनांच्या डिजिटायझेशनमध्ये गुंतलो आहोत 1929 वर्ष - जर्नलची स्थापना झाली. आम्ही इलेक्ट्रॉनिक आवृत्ती जारी करत आहोत. पण मुख्य म्हणजे पेपर एडिशन आयआर.

दुर्दैवाने, सदस्यांची संख्या, अस्तित्वाचा एकमेव आर्थिक आधार आयआर, आणि संस्था आणि व्यक्ती कमी होत आहेत. आणि विविध पदांच्या सरकारी नेत्यांना (रशियन फेडरेशनचे दोन्ही अध्यक्ष, पंतप्रधान, दोन्ही मॉस्को महापौर, दोन्ही मॉस्को प्रदेशाचे राज्यपाल, त्यांच्या मूळ कुबानचे राज्यपाल, प्रमुख रशियन कंपन्यांचे प्रमुख) मासिकासाठी माझी असंख्य पत्रे. कोणताही परिणाम दिला नाही.

अगोदर निर्देश केलेल्या बाबीसंबंधी बोलताना संपादक मंडळ तुम्हाला, आमच्या वाचकांना विचारते: जर शक्य असेल तर मासिकाला पाठिंबा द्या. एक पावती ज्याद्वारे तुम्ही वैधानिक क्रियाकलापांसाठी पैसे हस्तांतरित करू शकता, म्हणजे, मासिकाचे प्रकाशन, खाली प्रकाशित केले आहे.