เบนซี่ เครื่องยนต์ใหม่ สันดาปภายในเข้ามาในชีวิตของเราอย่างแน่นหนาและจะคงอยู่ในนั้นชั่วนิรันดร์ การพัฒนาทางเลือก เทคโนโลยีเชื้อเพลิงสันนิษฐานว่าในอนาคตบางรุ่นเครื่องยนต์เบนซินจะกลายเป็นเพียงประวัติศาสตร์ในท้ายที่สุด อย่างไรก็ตาม ตามที่ผู้เชี่ยวชาญระบุว่า ศักยภาพของมันหมดไปเพียง 75 เปอร์เซ็นต์ ซึ่งทำให้เราสามารถเรียกเครื่องยนต์สันดาปภายในเบนซินในปัจจุบันว่าเป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ประเภทหลักใน โลก.โลกของเรา.
สิ่งประดิษฐ์ เครื่องยนต์เบนซินเช่นเดียวกับสิ่งทันสมัยอื่น ๆ การดำรงอยู่โดยที่คิดไม่ถึงในวันนี้เกิดขึ้นโดยทั่วไปเนื่องจากอุบัติเหตุเมื่อในปี ค.ศ. 1799 F. Lebon ชาวฝรั่งเศสค้นพบก๊าซส่องสว่างซึ่งเป็นส่วนผสมของไฮโดรเจนคาร์บอนมอนอกไซด์มีเทนและก๊าซอื่น ๆ ที่ติดไฟได้ . ตามชื่อของมัน แก๊สสำหรับให้แสงสว่างถูกใช้สำหรับโคมไฟที่ใช้แทนเทียนในตอนนั้น แต่ในไม่ช้า Le Bon ก็พบประโยชน์อื่นสำหรับมัน จากการศึกษาคุณสมบัติของก๊าซที่พบ วิศวกรสังเกตว่าส่วนผสมของมันกับอากาศจะระเบิด ปล่อยพลังงานจำนวนมากที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ของมนุษย์ได้ ในปี 1801 Lebon ได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์แก๊สเครื่องแรก ซึ่งประกอบด้วยคอมเพรสเซอร์สองตัวและห้องเผาไหม้หนึ่งห้อง โดยพื้นฐานแล้วเครื่องยนต์ก๊าซ Lebon กลายเป็นต้นแบบดั้งเดิมของเครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่
ควรสังเกตว่าความพยายามที่จะนำพลังงานความร้อนของการระเบิดไปใช้ในบริการของมนุษยชาตินั้นเกิดขึ้นนานก่อนการกำเนิดของ Le Bon ย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 17 Christian Huygens นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ใช้ดินปืนในการตั้งปั๊มน้ำเคลื่อนที่เพื่อส่งน้ำไปยังสวนของพระราชวังแวร์ซาย และ Alessandro Volta นักฟิสิกส์ชาวอิตาลีประดิษฐ์ "ปืนไฟฟ้า" ในช่วงปลายยุค 80 ของศตวรรษที่ 18 ซึ่งจุดประกายไฟฟ้าจุดส่วนผสมของไฮโดรเจนและอากาศ ยิงไม้ก๊อกออกจากถัง
ในปี 1804 Lebon เสียชีวิตอย่างน่าอนาถและการพัฒนาเทคโนโลยีการเผาไหม้ภายในหยุดลงชั่วขณะ จนกระทั่ง Jean Etienne Lenoir ชาวเบลเยียมเดาว่าจะใช้หลักการนี้ จุดระเบิดด้วยไฟฟ้าเพื่อจุดระเบิดในเครื่องยนต์แก๊ส หลังจากนั้นไม่กี่ ความพยายามล้มเหลวเลอนัวร์สามารถสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้งานได้ซึ่งเขาได้จดสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2402 น่าเสียดายที่เลอนัวร์กลายเป็นนักธุรกิจมากกว่านักประดิษฐ์ หลังจากออกมอเตอร์หลายร้อยตัว เขาก็ได้เงินพอสมควรและหยุดปรับปรุงสิ่งประดิษฐ์ของเขาเพิ่มเติม อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์เลอนัวร์ซึ่งใช้ในการขับเคลื่อนหัวรถจักร รถขนส่งทางเรือ เรือ และเครื่องยนต์อยู่กับที่ ถือเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทำงานเครื่องแรกในประวัติศาสตร์
ในปี 1864 August Otto วิศวกรชาวเยอรมันได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์แก๊สรุ่นของเขาเองซึ่งมีประสิทธิภาพถึง 15 เปอร์เซ็นต์นั่นคือไม่เพียง มีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์ Lenoir แต่ยังมีประสิทธิภาพมากกว่าหน่วยไอน้ำใด ๆ ที่มีอยู่ในขณะนั้น Otto ร่วมกับนักอุตสาหกรรม Langen ก่อตั้งบริษัท Otto and Company ซึ่งมีแผนการผลิตมอเตอร์ใหม่ ซึ่งมีการผลิตประมาณ 5,000 ชุด ในปี พ.ศ. 2420 อ็อตโตได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบสี่จังหวะ อย่างไรก็ตาม เมื่อปรากฎว่า เครื่องยนต์สี่จังหวะถูกประดิษฐ์ขึ้นเมื่อไม่กี่ปีก่อนวันที่นี้โดยชาวฝรั่งเศส Beau de Roche การต่อสู้ทางกฎหมายระหว่างวิศวกรเหล่านี้จบลงด้วยความพ่ายแพ้ของ Otto ทำให้สิทธิผูกขาดของเขาในรอบสี่จังหวะถูกเพิกถอน อย่างไรก็ตาม การออกแบบเครื่องยนต์ Otto นั้นเหนือกว่าเครื่องยนต์ของฝรั่งเศสในหลาย ๆ ด้าน ซึ่งกำหนดความสำเร็จไว้ล่วงหน้า - ในปี 1897 เครื่องยนต์ 42,000 ความจุต่าง ๆ เหล่านี้ได้ถูกผลิตขึ้นแล้ว
ก๊าซเบาเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในทำให้ขอบเขตการใช้งานแคบลงอย่างมาก ดังนั้นวิศวกรจากประเทศต่างๆ จึงมองหาเชื้อเพลิงใหม่ที่ราคาไม่แพงอยู่ตลอดเวลา นักประดิษฐ์คนแรกที่ใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในคือ American Brighton ผู้พัฒนาคาร์บูเรเตอร์ที่เรียกว่า "ระเหย" ในปี พ.ศ. 2415 อย่างไรก็ตาม การออกแบบของเขานั้นไม่สมบูรณ์นัก เขาจึงละทิ้งความพยายามของเขา
ไม่ถึงสิบปีหลังจากการประดิษฐ์ของ Brighton เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ขับเคลื่อนด้วยน้ำมันเบนซินก็ถูกสร้างขึ้น Gottlieb Daimler วิศวกรชาวเยอรมันผู้มีความสามารถซึ่งทำงานใน บริษัท Otto ย้อนกลับไปในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 ของศตวรรษที่ 19 ได้เสนอโครงการเครื่องยนต์เบนซินที่พัฒนาโดยเจ้านายซึ่งสามารถใช้กับเจ้านายได้ การขนส่งทางถนนอย่างไรก็ตาม Otto ปฏิเสธข้อตกลงของเขา เพื่อเป็นการตอบสนอง เดมเลอร์และวิลเฮล์ม มายบัค เพื่อนของเขาจึงลาออกจากบริษัท Otto & Company และตั้งธุรกิจของตนเอง เครื่องยนต์เบนซิน Daimler-Maybach เครื่องแรกปรากฏขึ้นในปี พ.ศ. 2426 และมีไว้สำหรับการติดตั้งถาวร การจุดระเบิดในกระบอกสูบมาจากท่อร้อนกลวง แต่โดยทั่วไปแล้วการออกแบบเครื่องยนต์ยังคงเป็นที่ต้องการอย่างมากเนื่องจากการจุดระเบิดที่ไม่ดีรวมถึงกระบวนการระเหยของน้ำมันเบนซิน
ในขั้นตอนนี้ง่ายกว่าและ ระบบที่เชื่อถือได้การระเหยของน้ำมันเบนซินซึ่งคิดค้นขึ้นในปี พ.ศ. 2436 โดย Donat Banki นักออกแบบชาวฮังการี เขาประดิษฐ์คาร์บูเรเตอร์ซึ่งกลายเป็นต้นแบบ ระบบคาร์บูเรเตอร์เป็นที่รู้จักในปัจจุบัน Banks เสนอแนวคิดที่ปฏิวัติวงการในยุคนั้น - ไม่ให้น้ำมันเบนซินระเหย - แต่ให้ฉีดให้ทั่วกระบอกสูบ การไหลของอากาศดูดน้ำมันเบนซินผ่านไอพ่นวัดที่ทำในรูปของท่อที่มีรู แรงดันการไหลถูกรักษาไว้โดยใช้ถังขนาดเล็กที่มีลูกลอย ซึ่งให้ส่วนผสมของอากาศและน้ำมันเป็นสัดส่วนคงที่
ตั้งแต่ช่วงเวลานั้นในประวัติศาสตร์ การพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในก็เพิ่มขึ้น อันดับแรก เครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์มีเพียงกระบอกเดียวเท่านั้น การเพิ่มกำลังทำได้โดยการเพิ่มปริมาตรของกระบอกสูบ แต่ในตอนท้ายของศตวรรษที่เครื่องยนต์สองสูบเริ่มปรากฏขึ้นและเมื่อต้นศตวรรษที่ 20 เครื่องยนต์สี่สูบเริ่มกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น
อุปกรณ์หลักของยานพาหนะใด ๆ รวมถึงภาคพื้นดินคือโรงไฟฟ้า - เครื่องยนต์ที่แปลงพลังงานประเภทต่าง ๆ เป็นงานจักรกล
ในระหว่างการพัฒนาเครื่องยนต์ขนส่งในอดีต การทำงานเชิงกลของการเคลื่อนไหวได้ดำเนินการผ่านการใช้:
1) ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของมนุษย์และสัตว์
2) แรงลมและกระแสน้ำ
3) พลังงานความร้อนของไอน้ำและเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็งประเภทต่างๆ
4) พลังงานไฟฟ้าและเคมี
5) พลังงานแสงอาทิตย์และนิวเคลียร์
บันทึกของความพยายามในการสร้างยานพาหนะที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองมีอยู่แล้วในศตวรรษที่สิบห้า - สิบหก จริงอยู่ที่โรงไฟฟ้าของ "ยานพาหนะ" เหล่านี้คือความแข็งแกร่งของกล้ามเนื้อของบุคคล หนึ่งในการติดตั้งที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองด้วย "เครื่องยนต์กล้ามเนื้อ" ที่ค่อนข้างเป็นที่รู้จักอย่างแรกคือรถจักรยานยนต์พ่วงข้าง ไดรฟ์ด้วยตนเองช่างทำนาฬิกาไร้ขาจากนูเรมเบิร์ก Stefan Farfleur ซึ่งเขาสร้างขึ้นในปี 1655
ที่มีชื่อเสียงที่สุดในรัสเซียคือ "รถม้าวิ่งเอง" ซึ่งสร้างขึ้นในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กโดยชาวนา L. L. Shamshurenkov ในปี 1752
รถม้าคันนี้ค่อนข้างกว้างขวางสำหรับการบรรทุกคนหลายคน ขับเคลื่อนด้วยความแข็งแกร่งของกล้ามเนื้อของคนสองคน จักรยานโลหะคันแรกซึ่งได้รับการออกแบบให้ใกล้เคียงกับจักรยานสมัยใหม่สร้างโดย Artamonov ซึ่งเป็นข้ารับใช้ในเขต Verkhotrussky ของจังหวัด Perm ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 18 และ 19
โรงไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุดแม้ว่าจะไม่ใช่โรงไฟฟ้าก็ตาม มอเตอร์ไฮดรอลิก- กังหันน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยกระแส (น้ำหนัก) ของน้ำที่ตกลงมา เช่นเดียวกับกังหันลม แรงลมถูกนำมาใช้ตั้งแต่สมัยโบราณสำหรับการเคลื่อนที่ของเรือใบ และต่อมาอีกมากสำหรับเรือแบบหมุน การใช้ลมในเรือหมุนได้ดำเนินการโดยใช้เสาหมุนแนวตั้งซึ่งแทนที่ใบเรือ
การปรากฏตัวในศตวรรษที่ 17 เครื่องจักรน้ำและเครื่องจักรไอน้ำรุ่นต่อมามีบทบาทสำคัญในการเกิดขึ้นและการพัฒนาของการผลิตในโรงงาน และต่อมาคือการปฏิวัติอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ความหวังอันยิ่งใหญ่ของนักประดิษฐ์ รถขับเคลื่อนด้วยตนเองการใช้เครื่องจักรไอน้ำสำหรับยานพาหนะเครื่องแรกไม่เกิดขึ้นจริง ยานพาหนะขับเคลื่อนด้วยพลังไอน้ำคันแรกที่มีความจุ 2.5 ตัน สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2312 โดยวิศวกรชาวฝรั่งเศส Joseph Cagno มีขนาดใหญ่โตมาก เคลื่อนที่ช้า และจำเป็นต้องหยุดทุก ๆ 15 นาทีของการเคลื่อนไหว
ในตอนท้ายของศตวรรษที่ XIX เท่านั้น ในฝรั่งเศสมีการสร้างตัวอย่างลูกเรือที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำที่ประสบความสำเร็จอย่างมาก ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2416 นักออกแบบชาวฝรั่งเศส Ademe Bolet ได้สร้างเครื่องจักรไอน้ำที่ประสบความสำเร็จหลายเครื่อง ในปี พ.ศ. 2425 ปรากฏ รถไอน้ำดิออน-ปุ่มอน,
และในปี 1887 รถยนต์ของ Leon Serpole ซึ่งถูกเรียกว่า "อัครสาวกแห่งไอน้ำ" หม้อต้มแบบท่อแบนที่สร้างโดย Serpole เป็นเครื่องกำเนิดไอน้ำที่สมบูรณ์แบบมาก โดยน้ำจะระเหยแทบจะในทันที
รถไอน้ำ Serpole แข่งขันกับ รถน้ำมันในการแข่งขันหลายรายการและการแข่งขันความเร็วสูงจนถึงปี 1907 ในขณะเดียวกัน การปรับปรุงเครื่องยนต์ไอน้ำในฐานะเครื่องยนต์ขนส่งยังคงดำเนินต่อไปในปัจจุบัน โดยมุ่งไปที่การลดน้ำหนักและขนาดและเพิ่มประสิทธิภาพ
การปรับปรุงเครื่องยนต์ไอน้ำและการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 มาพร้อมกับความพยายามของนักประดิษฐ์หลายคนในการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับเครื่องยนต์ขนส่ง ในช่วงก่อนสหัสวรรษที่สาม รัสเซียเฉลิมฉลองครบรอบหนึ่งร้อยปีของการใช้พื้นที่ในเมือง การขนส่งไฟฟ้า- รถราง กว่าร้อยปีที่แล้วในยุค 80 ของศตวรรษที่ XIX รถยนต์ไฟฟ้าคันแรกปรากฏขึ้น ลักษณะที่ปรากฏเกี่ยวข้องกับการสร้างแบตเตอรี่ตะกั่วในทศวรรษที่ 1860 อย่างไรก็ตาม ความถ่วงจำเพาะที่มากเกินไปและความจุไม่เพียงพอทำให้ยานพาหนะไฟฟ้าไม่สามารถเข้าร่วมแข่งขันได้ เครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์เบนซิน ไม่พบยานพาหนะไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่สังกะสีเงินที่เบากว่าและใช้พลังงานมากกว่า แอพพลิเคชั่นกว้าง. ในรัสเซียนักออกแบบที่มีความสามารถ I. V. Romanov สร้างขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 รถยนต์ไฟฟ้าหลายประเภทที่มีแบตเตอรี่ค่อนข้างเบา
รถยนต์ไฟฟ้ามีข้อดีค่อนข้างสูง ประการแรกพวกเขาเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเนื่องจากไม่มีเลย ก๊าซไอเสียมีลักษณะการยึดเกาะที่ดีมากและการเร่งความเร็วสูงเนื่องจากแรงบิดที่เพิ่มขึ้นพร้อมจำนวนรอบที่ลดลง ใช้ไฟฟ้าราคาถูก ใช้งานง่าย เชื่อถือได้ในการใช้งาน ฯลฯ ทุกวันนี้ รถยนต์ไฟฟ้าและรถรางไฟฟ้ามีแนวโน้มอย่างจริงจังในการพัฒนาและใช้ในการขนส่งในเมืองและชานเมือง เนื่องจากต้องแก้ปัญหาอย่างจริงจังเพื่อลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม
ความพยายามในการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบมีขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 18 ดังนั้น ในปี พ.ศ. 2342 ดี. บาร์เบอร์ ชาวอังกฤษได้เสนอเครื่องยนต์ที่ทำงานบนส่วนผสมของอากาศและก๊าซที่ได้จากการกลั่นไม้ Etienne Lenoir ผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์แก๊สอีกคนใช้แก๊สส่องสว่างเป็นเชื้อเพลิง
ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2344 Philippe de Bonnet ชาวฝรั่งเศสได้เสนอโครงการเครื่องยนต์แก๊สซึ่งอากาศและแก๊สถูกบีบอัดโดยปั๊มอิสระ ป้อนเข้าไปในห้องผสมและจากที่นั่นเข้าไปในกระบอกสูบเครื่องยนต์ ซึ่งส่วนผสมถูกจุดด้วยประกายไฟ การปรากฏตัวของโครงการนี้ถือเป็นวันเกิดของแนวคิดเรื่องการจุดระเบิดด้วยไฟฟ้าของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิง
เครื่องยนต์ชนิดใหม่แบบอยู่กับที่เครื่องแรกซึ่งทำงานในวงจรสี่จังหวะพร้อมการบีบอัดส่วนผสมล่วงหน้า ได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2405 โดยช่างเครื่องชาวโคโลญจน์ N. Otto
เครื่องยนต์เบนซินและแก๊สสมัยใหม่เกือบทั้งหมดทำงานบนวัฏจักร Otto (วัฏจักรที่มีการป้อนความร้อนที่ปริมาตรคงที่)
การใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในในทางปฏิบัติสำหรับลูกเรือขนส่งเริ่มขึ้นในทศวรรษที่ 70 - 80 ศตวรรษที่ 19 ขึ้นอยู่กับการใช้ส่วนผสมของแก๊สและน้ำมันเบนซินกับอากาศเป็นเชื้อเพลิงและการบีบอัดล่วงหน้าในกระบอกสูบ นักออกแบบชาวเยอรมันสามคนได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการว่าเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ขนส่งที่ใช้เศษส่วนของเหลวของการกลั่นน้ำมัน: Gottlieb Daimler ผู้สร้างรถจักรยานยนต์ด้วยเครื่องยนต์เบนซินตามสิทธิบัตรลงวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2428;
คาร์ล เบนซ์ผู้สร้างตามสิทธิบัตรลงวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2429 รถสามล้อพร้อมเครื่องยนต์เบนซิน
รูดอล์ฟ ดีเซล ผู้ได้รับสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2435 สำหรับเครื่องยนต์ที่มีการจุดระเบิดได้เองของส่วนผสมระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงเหลว เนื่องจากความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการบีบอัด
ควรสังเกตว่ามีการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกที่ทำงานในรัสเซียโดยใช้เศษส่วนเบาของการกลั่นน้ำมัน ดังนั้นในปี 1879 กะลาสีเรือชาวรัสเซีย I.S. Kostovich จึงออกแบบและในปี 1885 ประสบความสำเร็จในการทดสอบเครื่องยนต์เบนซิน 8 สูบที่มีมวลต่ำและกำลังสูง เครื่องยนต์นี้มีไว้สำหรับยานพาหนะเกี่ยวกับการบิน
ในปี พ.ศ. 2442 เครื่องยนต์ที่ประหยัดและมีประสิทธิภาพพร้อมการจุดระเบิดด้วยการอัดเครื่องแรกของโลกถูกสร้างขึ้นในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก วัฏจักรการทำงานของเครื่องยนต์นี้แตกต่างจากเครื่องยนต์ที่เสนอโดยวิศวกรชาวเยอรมัน อาร์. ดีเซล ซึ่งเสนอให้ดำเนินการวัฏจักรการ์โนต์ด้วยการเผาไหม้แบบความร้อน ในรัสเซียในช่วงเวลาสั้น ๆ การออกแบบเครื่องยนต์ใหม่ซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลแบบไม่มีคอมเพรสเซอร์ได้รับการปรับปรุงและในปี 1901 เครื่องยนต์ดีเซลแบบไม่มีคอมเพรสเซอร์ที่ออกแบบโดย G.V. Trinkler ถูกสร้างขึ้นในรัสเซียและได้รับการออกแบบโดย Ya.V. Mamin ในปี 1910
นักออกแบบชาวรัสเซีย E. A. Yakovlev ออกแบบและสร้างยานยนต์ด้วยเครื่องยนต์น้ำมันก๊าด
นักประดิษฐ์และนักออกแบบชาวรัสเซียประสบความสำเร็จในการสร้างทีมงานและเครื่องยนต์: F. A. Blinov, Khaidanov, Guryev, Makhchansky และอีกมากมายอื่น.
เกณฑ์หลักในการออกแบบและผลิตเครื่องยนต์จนถึงยุค 70 ของศตวรรษที่ XX มีความปรารถนาที่จะเพิ่มความจุลิตรและเพื่อให้ได้ประโยชน์สูงสุด เครื่องยนต์ขนาดกะทัดรัด. หลังวิกฤตการณ์น้ำมันปี 70 - 80 ข้อกำหนดหลักคือการได้รับประสิทธิภาพสูงสุด ในช่วง 10 - 15 ปีที่ผ่านมาของศตวรรษที่ XX เกณฑ์หลักสำหรับเครื่องยนต์ใดๆ คือข้อกำหนดและมาตรฐานที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ สำหรับความสะอาดของสิ่งแวดล้อมของเครื่องยนต์ และเหนือสิ่งอื่นใด สำหรับการลดความเป็นพิษของก๊าซไอเสียอย่างรุนแรง ในขณะที่รับประกันความประหยัดที่ดีและกำลังสูง
เครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ซึ่งไม่มีคู่แข่งมานานหลายปีในแง่ของความกะทัดรัดและกำลังลิตร ไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน แม้แต่คาร์บูเรเตอร์ที่ควบคุมด้วยระบบอิเล็กทรอนิกส์ก็ไม่สามารถตอบสนองความต้องการที่ทันสมัยสำหรับความเป็นพิษของไอเสียในโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ ข้อกำหนดเหล่านี้และสภาวะการแข่งขันที่รุนแรงในตลาดโลกได้เปลี่ยนประเภทของโรงไฟฟ้าสำหรับยานยนต์และเหนือสิ่งอื่นใดสำหรับรถยนต์โดยสารอย่างรวดเร็ว วันนี้ระบบฉีดเชื้อเพลิงต่าง ๆ พร้อมระบบควบคุมต่าง ๆ รวมถึงระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้เปลี่ยนการใช้คาร์บูเรเตอร์ในเครื่องยนต์รถยนต์นั่งส่วนบุคคลเกือบทั้งหมด
การปรับโครงสร้างอย่างรุนแรงของการสร้างเครื่องยนต์โดยบริษัทยานยนต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกในทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ 20 ใกล้เคียงกับช่วงที่สามของการชะลอตัวของการสร้างเครื่องยนต์ของรัสเซีย เนื่องจากวิกฤตเศรษฐกิจของประเทศ อุตสาหกรรมในประเทศจึงไม่สามารถรับประกันการถ่ายโอนการสร้างเครื่องยนต์ไปสู่การผลิตเครื่องยนต์ประเภทใหม่ได้ทันท่วงที ในขณะเดียวกัน รัสเซียก็มีพื้นฐานการวิจัยที่ดีในการสร้าง เครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มและบุคลากรที่มีคุณสมบัติของผู้เชี่ยวชาญที่สามารถนำพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และการออกแบบที่มีอยู่ไปใช้ในการผลิตได้อย่างรวดเร็ว ในช่วง 8 - 10 ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาและผลิตต้นแบบของเครื่องยนต์ใหม่โดยพื้นฐานที่มีระยะการกระจัดที่ปรับได้เช่นเดียวกับอัตราส่วนการอัดที่ปรับได้ ในปี 1995 ได้รับการพัฒนาและนำไปใช้ที่โรงงาน Zavolzhsky Motor และที่โรงงานรถยนต์ Nizhne-Novgorod ระบบไมโครโปรเซสเซอร์การจ่ายเชื้อเพลิงและการควบคุมการจุดระเบิด เพื่อให้มั่นใจว่าเป็นไปตามมาตรฐานสิ่งแวดล้อม EURO-1 ตัวอย่างของเครื่องยนต์ที่มีระบบควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงแบบไมโครโปรเซสเซอร์และคอนเวอร์เตอร์ได้รับการพัฒนาและผลิตขึ้นซึ่งเป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมของ EURO-2 ในช่วงเวลานี้ นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญของ NAMI ได้พัฒนาและสร้าง: เครื่องยนต์ดีเซลเทอร์โบคอมพาวด์ที่มีแนวโน้ม ชุดของดีเซลและเบนซินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เครื่องยนต์สะอาดเค้าโครงแบบดั้งเดิม เครื่องยนต์ทำงาน เชื้อเพลิงไฮโดรเจน, ยานพาหนะลอยน้ำ ข้ามสูงมีผลอ่อนโยนต่อพื้นดินเป็นต้น.
โหมดการขนส่งภาคพื้นดินสมัยใหม่เป็นผลมาจากการพัฒนาส่วนใหญ่มาจากการใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบเป็นโรงไฟฟ้า เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบที่ยังคงเป็นประเภทหลักของโรงไฟฟ้า ส่วนใหญ่ใช้กับรถยนต์ รถแทรกเตอร์ เกษตรกรรม การขนส่งทางถนน และเครื่องจักรก่อสร้าง แนวโน้มนี้ยังคงดำเนินต่อไปในปัจจุบันและจะดำเนินต่อไปในอนาคตอันใกล้ คู่แข่งหลักของเครื่องยนต์ลูกสูบ - กังหันก๊าซและโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องบินไอพ่น - ยังไม่ได้ออกจากขั้นตอนของการสร้างตัวอย่างทดลองและชุดนักบินขนาดเล็ก แม้ว่าจะมีการปรับปรุงและปรับปรุงในขณะที่เครื่องยนต์ autotractor ยังคงดำเนินต่อไปในหลาย ๆ บริษัท และ บริษัททั่วโลก
กับ เนื้อหา
บทนำ…………………………………….2
1. ประวัติการสร้าง……………………………………………….…..3
2. ประวัติอุตสาหกรรมยานยนต์ในรัสเซีย……………………………………7
3. เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบ……………………8
3.1 การจำแนกประเภท ICE ………………………………………….8
3.2 พื้นฐานของเครื่องยนต์สันดาปภายในลูกสูบ ………………………9
3.3 หลักการทำงาน……………………………………………..10
10
3.5 หลักการทำงานของเครื่องยนต์ดีเซลสี่จังหวะ………………11
3.6 หลักการทำงานของเครื่องยนต์สองจังหวะ…………….12
3.7 รอบการทำงานของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ 4 จังหวะและเครื่องยนต์ดีเซล………………………………………….…………….13
3.8 รอบการทำงานของเครื่องยนต์ 4 จังหวะ………………...……14
3.9 รอบการทำงานของเครื่องยนต์สองจังหวะ………………...15
สรุป………………………………………………………………..16
บทนำ.
ศตวรรษที่ 20 เป็นโลกแห่งเทคโนโลยี เครื่องจักรทรงพลังสกัดเอาถ่านหิน แร่ และน้ำมันหลายล้านตันจากส่วนลึกของโลก โรงไฟฟ้าที่ทรงพลังผลิตไฟฟ้าได้หลายพันล้านกิโลวัตต์-ชั่วโมง โรงงานและโรงงานหลายพันแห่งผลิตเสื้อผ้า วิทยุ โทรทัศน์ จักรยาน รถยนต์ นาฬิกา และสินค้าที่จำเป็นอื่นๆ โทรเลข โทรศัพท์ และวิทยุเชื่อมโยงเรากับโลกทั้งใบ รถไฟ เรือ เครื่องบินพาเราข้ามทวีปและมหาสมุทรด้วยความเร็วสูง และสูงเหนือเรา นอกชั้นบรรยากาศโลก จรวดและดาวเทียมประดิษฐ์ของโลกบินได้ ทั้งหมดนี้ใช้ไม่ได้หากไม่ได้รับความช่วยเหลือจากไฟฟ้า
มนุษย์เริ่มการพัฒนาของเขาโดยการใช้ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปจากธรรมชาติ ในขั้นตอนแรกของการพัฒนาเขาเริ่มใช้เครื่องมือประดิษฐ์
ด้วยการพัฒนาการผลิต เงื่อนไขสำหรับการเกิดขึ้นและการพัฒนาของเครื่องจักรเริ่มเป็นรูปเป็นร่าง ในตอนแรกเครื่องจักรเช่นเครื่องมือช่วยคนในการทำงานเท่านั้น จากนั้นพวกเขาก็เริ่มค่อยๆแทนที่
ในยุคศักดินาของประวัติศาสตร์ เป็นครั้งแรกที่พลังของการไหลของน้ำถูกใช้เป็นแหล่งพลังงาน การเคลื่อนที่ของน้ำจะหมุนกงล้อน้ำซึ่งขับเคลื่อนกลไกต่างๆ ในช่วงเวลานี้มีเครื่องจักรเทคโนโลยีมากมายปรากฏขึ้น อย่างไรก็ตาม การใช้งานเครื่องจักรเหล่านี้อย่างแพร่หลายมักจะถูกขัดขวางโดยการขาดน้ำในบริเวณใกล้เคียง จำเป็นต้องมองหาแหล่งพลังงานใหม่เพื่อขับเคลื่อนเครื่องจักรที่ใดก็ได้บนพื้นผิวโลก พวกเขาลองใช้พลังงานลม แต่ปรากฏว่าไม่ได้ผล
พวกเขาเริ่มมองหาแหล่งพลังงานอื่น นักประดิษฐ์ทำงานเป็นเวลานาน พวกเขาทดสอบเครื่องจักรหลายเครื่อง และในที่สุด เครื่องยนต์ใหม่ก็ถูกสร้างขึ้น มันเป็นเครื่องจักรไอน้ำ มันเริ่มเคลื่อนไหวเครื่องจักรและเครื่องมือเครื่องจักรในโรงงานและโรงงานต่าง ๆ ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 ได้มีการประดิษฐ์ยานพาหนะไอน้ำบนบกหรือรถจักรไอน้ำคันแรก
แต่เครื่องจักรไอน้ำนั้นซับซ้อน ยุ่งยาก และ การติดตั้งราคาแพง. การขนส่งเชิงกลที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วนั้นต้องการเครื่องยนต์ที่แตกต่าง - มีขนาดเล็กและราคาถูก ในปี พ.ศ. 2403 เลอนัวร์ชาวฝรั่งเศสใช้องค์ประกอบโครงสร้างของเครื่องยนต์ไอน้ำ เชื้อเพลิงก๊าซ และประกายไฟไฟฟ้าในการจุดระเบิด ออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกที่นำไปใช้ได้จริง
1. ประวัติการสร้าง
การใช้พลังงานภายในหมายถึงการทำให้สำเร็จด้วยค่าใช้จ่ายของมัน งานที่เป็นประโยชน์เช่น การแปลงพลังงานภายในเป็นพลังงานกล ในการทดลองที่ง่ายที่สุดซึ่งประกอบด้วยการเทน้ำเล็กน้อยลงในหลอดทดลองแล้วนำไปต้ม (ยิ่งไปกว่านั้น หลอดทดลองจะถูกปิดด้วยก๊อก) จุกก๊อกจะลอยขึ้นภายใต้แรงดันของไอที่เกิดขึ้นและเด้งออกมา
กล่าวอีกนัยหนึ่งคือพลังงานของเชื้อเพลิงถูกแปลงเป็นพลังงานภายในของไอน้ำและไอน้ำที่ขยายตัวจะทำงานและทำให้ปลั๊กหลุดออก ดังนั้นพลังงานภายในของไอน้ำจึงถูกแปลงเป็นพลังงานจลน์ของท่อ
หากเราเปลี่ยนหลอดทดลองเป็นกระบอกโลหะที่แข็งแรง และจุกไม้ก๊อกเป็นลูกสูบที่แนบสนิทกับผนังของกระบอกสูบและสามารถเคลื่อนที่ไปตามท่อได้อย่างอิสระ เราก็จะได้เครื่องยนต์ความร้อนที่ง่ายที่สุด
เครื่องยนต์ความร้อนเป็นเครื่องจักรที่พลังงานภายในของเชื้อเพลิงถูกแปลงเป็นพลังงานกล
ประวัติของเครื่องยนต์ความร้อนย้อนกลับไปในอดีตอันไกลโพ้น พวกเขากล่าวว่าเมื่อกว่าสองพันปีก่อนในศตวรรษที่ 3 ช่างเครื่องและนักคณิตศาสตร์ชาวกรีกชื่ออาร์คิมีดีสได้สร้างปืนใหญ่ที่ยิงด้วยไอน้ำ ภาพวาดปืนใหญ่ของอาร์คิมีดีสและคำอธิบายถูกพบใน 18 ศตวรรษต่อมาในต้นฉบับของนักวิทยาศาสตร์ วิศวกร และศิลปินชาวอิตาลีชื่อเลโอนาร์โด ดา วินชี
ปืนนี้ลั่นได้อย่างไร ปลายด้านหนึ่งของถังถูกไฟร้อนจัด จากนั้นเทน้ำลงในส่วนที่อุ่นของถัง น้ำระเหยกลายเป็นไอน้ำทันที ไอน้ำขยายตัวพ่นแกนออกมาด้วยแรงและเสียงคำราม สิ่งที่น่าสนใจสำหรับเราที่นี่คือลำกล้องของปืนใหญ่เป็นทรงกระบอกซึ่งแกนเลื่อนเหมือนลูกสูบ
ประมาณสามศตวรรษต่อมา ในเมืองอเล็กซานเดรีย เมืองแห่งวัฒนธรรมและร่ำรวยบนชายฝั่งแอฟริกาของทะเลเมดิเตอร์เรเนียน เฮรอน นักวิทยาศาสตร์ผู้โดดเด่นอาศัยและทำงาน ซึ่งนักประวัติศาสตร์เรียกว่าเฮรอนแห่งอเล็กซานเดรีย นกกระสาทิ้งงานหลายชิ้นที่ลงมาหาเราซึ่งเขาอธิบายไว้ เครื่องต่างๆ, อุปกรณ์ , กลไกที่ทราบในขณะนั้น.
ในงานเขียนของนกกระสามีคำอธิบายเกี่ยวกับอุปกรณ์ที่น่าสนใจซึ่งปัจจุบันเรียกว่าลูกบอลของนกกระสา มันเป็นลูกเหล็กกลวงที่ยึดในลักษณะที่สามารถหมุนรอบแกนนอนได้ จากหม้อต้มน้ำแบบปิดที่มีน้ำเดือด ไอน้ำจะเข้าสู่ลูกบอลผ่านท่อ ไอน้ำจะหนีออกจากลูกบอลผ่านท่อโค้ง ในขณะที่ลูกบอลเริ่มหมุน พลังงานภายในของไอน้ำจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลของการหมุนของลูกบอล ลูกบอลของนกกระสาเป็นต้นแบบของเครื่องยนต์ไอพ่นสมัยใหม่
ในเวลานั้นสิ่งประดิษฐ์ของนกกระสาไม่พบการใช้งานและยังคงสนุกอยู่เท่านั้น 15 ศตวรรษผ่านไป ในช่วงที่วิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีกำลังผลิดอกใหม่ ซึ่งเกิดขึ้นหลังยุคกลาง เลโอนาร์โด ดา วินชี คิดเกี่ยวกับการใช้พลังงานภายในของไอน้ำ มีภาพวาดหลายภาพในต้นฉบับของเขาที่แสดงถึงกระบอกสูบและลูกสูบ ใต้ลูกสูบในกระบอกสูบคือน้ำและตัวกระบอกสูบเองจะร้อน เลโอนาร์โด ดา วินชี สันนิษฐานว่าไอน้ำที่ก่อตัวขึ้นจากการทำน้ำร้อน ขยายตัวและเพิ่มปริมาตร จะหาทางออกและดันลูกสูบขึ้น ระหว่างการเคลื่อนที่ขึ้น ลูกสูบสามารถทำงานที่มีประโยชน์ได้
Giovanni Branca ผู้ซึ่งมีชีวิตอยู่เพื่อชีวิตของ Leonardo ผู้ยิ่งใหญ่ ได้จินตนาการถึงเครื่องยนต์ที่ใช้พลังงานไอน้ำแตกต่างกันไปบ้าง มันเป็นล้อ
ใบมีดไอพ่นพุ่งเข้าใส่วินาทีด้วยแรงเนื่องจากล้อเริ่มหมุน ในความเป็นจริงมันเป็นกังหันไอน้ำเครื่องแรก
ในศตวรรษที่ 17-18 ชาวอังกฤษ Thomas Savery (1650-1715) และ Thomas Newcomen (1663-1729), Denis Papin ชาวฝรั่งเศส (1647-1714), Ivan Ivanovich Polzunov นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย (1728-1766) และคนอื่น ๆ การประดิษฐ์เครื่องจักรไอน้ำ
ปาแปงสร้างกระบอกสูบซึ่งลูกสูบเคลื่อนที่ขึ้นและลงได้อย่างอิสระ ลูกสูบเชื่อมต่อกันด้วยสายเคเบิลโยนข้ามบล็อกพร้อมกับโหลดซึ่งตามลูกสูบก็ขึ้นและลงเช่นกัน จากข้อมูลของ Papin ลูกสูบสามารถเชื่อมต่อกับเครื่องจักรบางอย่าง เช่น ปั๊มน้ำ ซึ่งจะสูบน้ำ Popox ถูกเทลงในส่วนบานพับด้านล่างของกระบอกสูบซึ่งถูกจุดไฟแล้ว ก๊าซที่เกิดขึ้นพยายามขยายตัวดันลูกสูบขึ้น หลังจากนั้นกระบอกสูบและลูกสูบถูกราดด้วยน้ำไดโอดจากภายนอก ก๊าซในกระบอกสูบเย็นลงและความดันบนลูกสูบลดลง ลูกสูบภายใต้การกระทำของน้ำหนักของมันเองและความดันบรรยากาศภายนอก เลื่อนลงมาในขณะที่ยกของหนักขึ้น เครื่องยนต์ทำงานได้ดี ในทางปฏิบัติเขาไม่เหมาะ: วงจรเทคโนโลยีของงานของเขาซับซ้อนเกินไป (การเติมและการจุดระเบิดของดินปืน การราดด้วยน้ำ และนี่คือตลอดการทำงานของเครื่องยนต์!) นอกจากนี้ การใช้เครื่องยนต์ดังกล่าวยังห่างไกลจากความปลอดภัย
อย่างไรก็ตาม เป็นไปไม่ได้เลยที่จะไม่ได้เห็นคุณลักษณะของเครื่องยนต์สันดาปภายในสมัยใหม่ในรถคันแรกของ Palen
ในเครื่องยนต์ใหม่ของเขา ปาแปงใช้น้ำแทนดินปืน มันถูกเทลงในกระบอกสูบใต้ลูกสูบและกระบอกสูบเองก็ได้รับความร้อนจากด้านล่าง ไอน้ำที่เกิดขึ้นทำให้ลูกสูบยกขึ้น จากนั้นกระบอกสูบก็เย็นลงและไอน้ำในนั้นควบแน่น - กลายเป็นน้ำอีกครั้ง ลูกสูบ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์ผง ตกลงภายใต้อิทธิพลของน้ำหนักและความดันบรรยากาศ เครื่องยนต์นี้ทำงานได้ดีกว่าเครื่องยนต์แบบผง แต่ก็มีประโยชน์เพียงเล็กน้อยสำหรับการใช้งานจริง: จำเป็นต้องสตาร์ทและดับไฟ, จ่ายน้ำเย็น, รอให้ไอน้ำควบแน่น, ปิดน้ำ ฯลฯ
ข้อบกพร่องทั้งหมดนี้เกิดจากการเตรียมไอน้ำที่จำเป็นสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ในกระบอกสูบ แต่จะเกิดอะไรขึ้นถ้าไอน้ำสำเร็จรูปที่ได้รับในหม้อไอน้ำแยกต่างหากถูกปล่อยเข้าไปในกระบอกสูบ จากนั้นปล่อยให้ไอน้ำและน้ำหล่อเย็นสลับกันเข้าไปในกระบอกสูบก็เพียงพอแล้ว เครื่องยนต์จะทำงานที่ความเร็วรอบสูงขึ้นและสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงน้อยลง
สิ่งนี้เดาโดยคนร่วมสมัยของ Denis Palen, Thomas Savery ชาวอังกฤษ ผู้สร้างปั๊มไอน้ำสำหรับสูบน้ำจากเหมือง ในเครื่องของเขามีการเตรียมไอน้ำนอกกระบอกสูบ - ในหม้อไอน้ำ
ต่อจาก Severi เครื่องจักรไอน้ำ (ดัดแปลงสำหรับสูบน้ำจากเหมืองด้วย) ได้รับการออกแบบโดยช่างตีเหล็กชาวอังกฤษ Thomas Newcomen เขาใช้สิ่งที่ประดิษฐ์ขึ้นก่อนหน้าเขาอย่างชำนาญ Newcomen ใช้กระบอกสูบที่มีลูกสูบ Papin แต่เขาได้รับไอน้ำเพื่อยกลูกสูบ เช่นเดียวกับ Severi ในหม้อไอน้ำแยกต่างหาก
เครื่องของ Newcomen เช่นเดียวกับรุ่นก่อน ๆ ทำงานเป็นระยะ - มีการหยุดชั่วคราวระหว่างลูกสูบสองจังหวะ มันสูงเท่ากับตึกสี่หรือห้าชั้น และพิเศษมาก<прожорлива>: ม้าห้าสิบตัวแทบจะไม่สามารถส่งเชื้อเพลิงให้เธอได้ ผู้เข้าร่วมประชุมประกอบด้วยคนสองคน: คนวางเพลิงโยนถ่านหินอย่างต่อเนื่อง<ненасытную пасть>เตาหลอม และช่างก็เปิดก๊อกที่ปล่อยไอน้ำและน้ำเย็นเข้าไปในกระบอกสูบ
2. ประวัติการสร้างและพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายใน
เป็นเวลาประมาณ 120 ปี คนเราไม่สามารถจินตนาการถึงชีวิตโดยปราศจากรถยนต์ได้ ลองมองย้อนกลับไปในอดีต - สู่การเกิดขึ้นของรากฐานของอุตสาหกรรมยานยนต์สมัยใหม่
ความพยายามครั้งแรกในการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในย้อนกลับไปในศตวรรษที่ 17 การทดลองของ E. Toricelli, B. Pascal และ O. Guericke กระตุ้นให้นักประดิษฐ์ใช้แรงดันอากาศเป็นแรงผลักดันในเครื่องจักรสร้างบรรยากาศ หนึ่งในกลุ่มแรกที่นำเสนอเครื่องจักรดังกล่าวคือ Abbé Ottefel (1678-1682) และ H. Huygens (1681) ในการเคลื่อนลูกสูบในกระบอกสูบ พวกเขาเสนอให้ใช้การระเบิดของดินปืน ดังนั้น Ottefel และ Huygens จึงถือได้ว่าเป็นผู้บุกเบิกด้านเครื่องยนต์สันดาปภายใน
Denis Papin นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศสผู้ประดิษฐ์เครื่องสูบน้ำแบบแรงเหวี่ยงซึ่งเป็นหม้อต้มไอน้ำด้วย วาล์วนิรภัยเครื่องจักรลูกสูบขับเคลื่อนด้วยไอน้ำเครื่องแรก คนแรกที่พยายามใช้หลักการของเครื่องยนต์สันดาปภายในคือ Robert Street ชาวอังกฤษ (pat. No. 1983.1794) เครื่องยนต์ประกอบด้วยกระบอกสูบและลูกสูบเคลื่อนที่ได้ ในช่วงเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ของลูกสูบ ส่วนผสมของของเหลวระเหยได้ (แอลกอฮอล์) และอากาศเข้าไปในกระบอกสูบ ของเหลวและไอของเหลวผสมกับอากาศ ในช่วงกลางของจังหวะลูกสูบ ส่วนผสมจะจุดไฟและโยนลูกสูบขึ้น
ในปี พ.ศ. 2342 วิศวกรชาวฝรั่งเศส Philippe Lebon ได้ค้นพบก๊าซส่องสว่างและได้รับสิทธิบัตรสำหรับการใช้งานและวิธีการรับก๊าซแสงสว่างโดยการกลั่นไม้หรือถ่านหินแบบแห้ง การค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งประการแรกสำหรับการพัฒนาเทคโนโลยีแสงสว่างซึ่งในไม่ช้าก็เริ่มประสบความสำเร็จในการแข่งขันกับเทียนราคาแพง อย่างไรก็ตาม แก๊สให้แสงสว่างไม่เพียงแต่เหมาะสำหรับให้แสงสว่างเท่านั้น ในปี 1801 Le Bon ได้จดสิทธิบัตรสำหรับการออกแบบเครื่องยนต์ที่ใช้แก๊ส หลักการทำงานของเครื่องนี้ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่รู้จักกันดีของก๊าซที่เขาค้นพบ: ส่วนผสมของมันกับอากาศจะระเบิดเมื่อจุดไฟ ปล่อยความร้อนจำนวนมากออกมา ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ขยายตัวอย่างรวดเร็ว ทำให้เกิดแรงกดดันอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม ด้วยการสร้างเงื่อนไขที่เหมาะสม จึงเป็นไปได้ที่จะใช้พลังงานที่ปล่อยออกมาเพื่อผลประโยชน์ของมนุษย์ เครื่องยนต์ Lebon มีคอมเพรสเซอร์สองตัวและห้องผสม คอมเพรสเซอร์เครื่องหนึ่งควรจะสูบอากาศอัดเข้าไปในห้อง และอีกเครื่องหนึ่งอัดก๊าซเบาจากเครื่องกำเนิดก๊าซ จากนั้นส่วนผสมของอากาศและก๊าซจะเข้าสู่กระบอกสูบทำงานซึ่งจุดระเบิด เครื่องยนต์ทำงานสองครั้ง นั่นคือห้องทำงานสลับกันทำหน้าที่ทั้งสองด้านของลูกสูบ โดยพื้นฐานแล้ว Lebon ได้หล่อเลี้ยงแนวคิดเกี่ยวกับเครื่องยนต์สันดาปภายใน แต่ R. Street และ F. Lebon ไม่ได้พยายามนำแนวคิดของพวกเขาไปใช้
ในปีต่อ ๆ มา (จนถึง พ.ศ. 2403) ความพยายามสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่กี่ครั้งก็ไม่ประสบความสำเร็จเช่นกัน ปัญหาหลักในการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในเกิดจากการขาดเชื้อเพลิงที่เหมาะสม ความยากลำบากในการจัดระเบียบกระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซ การจ่ายเชื้อเพลิง และการจุดระเบิดเชื้อเพลิง โรเบิร์ต สเตอร์ลิง ซึ่งสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2359-2383 สามารถหลีกเลี่ยงปัญหาเหล่านี้ได้ในระดับมาก เครื่องยนต์สันดาปภายนอกและเครื่องกำเนิดใหม่ ในเครื่องยนต์สเตอร์ลิง การเคลื่อนที่แบบลูกสูบกลับของลูกสูบถูกแปลงเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุนโดยใช้กลไกขนมเปียกปูน และใช้อากาศเป็นของไหลในการทำงาน
หนึ่งในคนกลุ่มแรกๆ ที่ดึงความสนใจไปที่ความเป็นไปได้ที่แท้จริงของการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในคือวิศวกรชาวฝรั่งเศส Sadi Carnot (1796-1832) ซึ่งเกี่ยวข้องกับทฤษฎีความร้อน ซึ่งเป็นทฤษฎีของเครื่องยนต์ความร้อน ในเรียงความของเขา "ภาพสะท้อนของแรงผลักดันของไฟและเครื่องจักรที่สามารถพัฒนาแรงนี้ได้" (1824) เขาเขียนว่า: "ดูเหมือนว่าเราจะได้เปรียบกว่าในการอัดอากาศด้วยปั๊มก่อน แล้วจึงผ่านอากาศทั้งหมด เตาปิด, ใส่เชื้อเพลิงในส่วนเล็ก ๆ ด้วยความช่วยเหลือของการดัดแปลงที่ง่ายต่อการใช้งาน; จากนั้นทำให้อากาศทำงานในกระบอกสูบที่มีลูกสูบหรือในภาชนะที่มีการขยายตัวอื่น ๆ และสุดท้ายก็โยนเข้าไปในชั้นบรรยากาศหรือส่งไปที่หม้อต้มไอน้ำเพื่อใช้อุณหภูมิที่เหลืออยู่ ปัญหาหลักที่พบในการดำเนินการประเภทนี้คือ: การปิดกล่องไฟในห้องที่มีความแข็งแรงเพียงพอและในขณะเดียวกันก็รักษาการเผาไหม้ให้อยู่ในสภาพที่เหมาะสม รักษาส่วนต่างๆ ของอุปกรณ์ในอุณหภูมิที่เหมาะสม และป้องกันความเสียหายอย่างรวดเร็วต่อกระบอกสูบและ ลูกสูบ; เราไม่คิดว่าความยากลำบากเหล่านี้จะผ่านไม่ได้” การ์โนต์ ซาดี. การสะท้อนพลังขับเคลื่อนของไฟและเครื่องจักรที่สามารถพัฒนาแรงนี้ได้ / S. Carnot - M. - Petr.: สำนักพิมพ์แห่งรัฐ, 2496. - 76 น. อย่างไรก็ตาม แนวคิดของ S. Carnot ไม่ได้รับการชื่นชมจากผู้ร่วมสมัยของเขา เพียง 20 ปีต่อมา E. Clapeyron วิศวกรชาวฝรั่งเศส (พ.ศ. 2342-2407) ผู้เขียนสมการรัฐที่มีชื่อเสียงได้ให้ความสนใจพวกเขาเป็นคนแรก ขอบคุณ Clapeyron ที่ใช้วิธี Carnot ความนิยมของ Carnot เริ่มเติบโตอย่างรวดเร็ว ปัจจุบัน Sadi Carnot ได้รับการยอมรับโดยทั่วไปว่าเป็นผู้ก่อตั้งวิศวกรรมความร้อน
ในปีต่อๆ มา นักประดิษฐ์หลายคนจากประเทศต่างๆ พยายามสร้างเครื่องยนต์ที่ใช้การได้โดยใช้แก๊สให้แสงสว่าง อย่างไรก็ตาม ความพยายามทั้งหมดนี้ไม่ได้นำไปสู่การปรากฏตัวในตลาดเครื่องยนต์ที่สามารถแข่งขันกับเครื่องยนต์ไอน้ำได้สำเร็จ เกียรติประวัติของการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์เป็นของนักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส (ชาวเบลเยียม) Jean Etienne Lenoir ในขณะที่ทำงานที่โรงงานชุบโลหะด้วยไฟฟ้า เลอนัวร์เกิดความคิดที่ว่าส่วนผสมของอากาศกับเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์แก๊สสามารถจุดไฟได้โดยใช้ประกายไฟ 24 มกราคม พ.ศ. 2403 เลอนัวร์ได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายใน และในปลายปี พ.ศ. 2403 เครื่องยนต์ก็ถูกสร้างขึ้น เครื่องยนต์วิ่งด้วยแก๊สเบาโดยไม่มีการบีบอัดล่วงหน้า ในส่วนของจังหวะลูกสูบจาก TDC ถึง BDC ส่วนผสมของอากาศและก๊าซเข้าไปในกระบอกสูบ จากนั้นส่วนผสมจะถูกจุดประกายด้วยประกายไฟ (ภาคผนวก 2)
เลอนัวร์ไม่ประสบความสำเร็จในทันที หลังจากที่สามารถสร้างชิ้นส่วนทั้งหมดและประกอบเครื่องได้ มันก็ทำงานได้ไม่นานก็หยุดลง เนื่องจากความร้อนทำให้ลูกสูบขยายตัวและติดขัดในกระบอกสูบ เลอนัวร์ปรับปรุงเครื่องยนต์ของเขาโดยคิดถึงระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ อย่างไรก็ตาม ความพยายามในการปล่อยครั้งที่สองก็จบลงด้วยความล้มเหลวเช่นกัน เนื่องจากระยะชักของลูกสูบไม่ดี เลอนัวร์เสริมการออกแบบของเขาด้วยระบบหล่อลื่น จากนั้นเครื่องยนต์ก็เริ่มทำงาน การออกแบบที่ไม่สมบูรณ์ครั้งแรกนั้นแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญของเครื่องยนต์สันดาปภายในเมื่อเทียบกับเครื่องยนต์ไอน้ำ ความต้องการเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และภายในไม่กี่ปี เจ. เลอนัวร์ ได้สร้างเครื่องยนต์มากกว่า 300 เครื่อง เขาเป็นคนแรกที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็น โรงไฟฟ้าเพื่อวัตถุประสงค์ต่างๆ อย่างไรก็ตาม โมเดลนี้ไม่สมบูรณ์ ประสิทธิภาพไม่เกิน 4%
ในปี 1862 A.Yu วิศวกรชาวฝรั่งเศส Beau de Rochas ยื่นคำขอรับสิทธิบัตรกับสำนักงานสิทธิบัตรฝรั่งเศส (ลำดับความสำคัญวันที่ 1 มกราคม พ.ศ. 2405) ซึ่งเขาได้ชี้แจงแนวคิดที่ Sadi Carnot แสดงออกมาในแง่ของการออกแบบเครื่องยนต์และกระบวนการทำงาน (คำร้องนี้จำได้เฉพาะในช่วงที่มีข้อพิพาทเกี่ยวกับสิทธิบัตรเกี่ยวกับลำดับความสำคัญของการประดิษฐ์ของ N. Otto) Beau de Rocha เสนอให้ดำเนินการรับส่วนผสมที่ติดไฟได้ในช่วงจังหวะแรกของลูกสูบ, การบีบอัดของส่วนผสม - ในช่วงจังหวะที่สองของลูกสูบ, การเผาไหม้ของส่วนผสม - ที่จุดสูงสุด ตำแหน่งสูงสุดลูกสูบและการขยายตัวของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ - ในช่วงจังหวะที่สามของลูกสูบ การปล่อยผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ - ในช่วงจังหวะที่สี่ของลูกสูบ อย่างไรก็ตามเนื่องจากขาดเงินทุนจึงไม่สามารถดำเนินการได้
วงจรนี้ 18 ปีต่อมาดำเนินการโดยนักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน Otto Nikolaus August ในเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ทำงานตามรูปแบบสี่จังหวะ: ไอดี, การบีบอัด, จังหวะกำลัง, ก๊าซไอเสีย มันเป็นการดัดแปลงของเครื่องยนต์นี้ที่ได้รับ แพร่หลายมากที่สุด. เป็นเวลากว่าร้อยปีซึ่งเรียกอย่างถูกต้องว่า " ยุคยานยนต์", ทุกอย่างเปลี่ยนไป - รูปแบบ, เทคโนโลยี, โซลูชั่น บางยี่ห้อก็หายไป บางยี่ห้อก็เข้ามาแทน แฟชั่นยานยนต์ได้ผ่านการพัฒนามาหลายรอบ สิ่งหนึ่งที่ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง - จำนวนรอบที่เครื่องยนต์ทำงาน และในประวัติศาสตร์ของอุตสาหกรรมยานยนต์ ตัวเลขนี้เชื่อมโยงตลอดกาลกับชื่อของ Otto นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันที่สอนตนเอง นักประดิษฐ์ได้ก่อตั้งบริษัท Otto & Co. ในเมืองโคโลญจน์ร่วมกับนักประดิษฐ์ชื่อดังอย่าง Eugen Langen ซึ่งเป็นผู้ก่อตั้งบริษัท Otto & Co. ทางออกที่ดีที่สุด. เมื่อวันที่ 21 เมษายน พ.ศ. 2419 เขาได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์รุ่นอื่นซึ่งนำเสนอในอีกหนึ่งปีต่อมาที่งานนิทรรศการปารีส พ.ศ. 2410 ซึ่งเขาได้รับรางวัลเหรียญทองใหญ่ ในตอนท้ายของปี พ.ศ. 2418 อ็อตโตได้เสร็จสิ้นการพัฒนาโครงการสำหรับเครื่องยนต์ 4 จังหวะเครื่องแรกของโลกที่มีพื้นฐานใหม่ ข้อดีของเครื่องยนต์สี่จังหวะนั้นชัดเจน และในวันที่ 13 มีนาคม พ.ศ. 2421 เอ็น. อ็อตโตได้รับสิทธิบัตรหมายเลข 532 ของเยอรมันสำหรับ เครื่องยนต์สี่จังหวะการเผาไหม้ภายใน (ภาคผนวก 3) ในช่วง 20 ปีแรก โรงงาน N. Otto สร้างเครื่องยนต์ 6,000 เครื่อง
ก่อนหน้านี้มีการทดลองสร้างหน่วยดังกล่าว แต่ผู้เขียนพบปัญหาหลายประการ ประการแรก ความจริงที่ว่าการกะพริบของส่วนผสมที่ติดไฟได้ในกระบอกสูบเกิดขึ้นในลำดับที่ไม่คาดคิดซึ่งเป็นไปไม่ได้ที่จะรับประกันความราบรื่นและ การถ่ายโอนพลังงานคงที่ แต่เขาเป็นคนที่สามารถหาทางออกที่ถูกต้องเท่านั้น ในเชิงประจักษ์ เขาพบว่าความล้มเหลวของความพยายามก่อนหน้านี้ทั้งหมดเกี่ยวข้องกับองค์ประกอบที่ไม่ถูกต้องของส่วนผสม (สัดส่วนเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์) และด้วยอัลกอริทึมที่ผิดพลาดสำหรับการซิงโครไนซ์ระบบฉีดเชื้อเพลิงและการเผาไหม้
มีส่วนสำคัญในการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในโดยวิศวกรชาวอเมริกันไบรตันซึ่งเสนอเครื่องยนต์คอมเพรสเซอร์ที่มีความดันการเผาไหม้คงที่ซึ่งเป็นคาร์บูเรเตอร์
ดังนั้น ลำดับความสำคัญของ J. Lenoir และ N. Otto ในการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในที่มีประสิทธิภาพเครื่องแรกจึงเป็นเรื่องที่เถียงไม่ได้
การผลิตเครื่องยนต์สันดาปภายในเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ และการออกแบบก็ได้รับการปรับปรุง ในปี พ.ศ. 2421-2423 เริ่มการผลิตเครื่องยนต์สองจังหวะซึ่งเสนอโดยนักประดิษฐ์ชาวเยอรมัน Wittig และ Hess ผู้ประกอบการและวิศวกรชาวอังกฤษ D. Klerk และตั้งแต่ปี พ.ศ. 2433 เครื่องยนต์สองจังหวะที่มีการล้างห้องข้อเหวี่ยง (สิทธิบัตรอังกฤษหมายเลข 6410, 2433) G. Daimler นักประดิษฐ์และผู้ประกอบการชาวเยอรมันได้เสนอการใช้ห้องข้อเหวี่ยงเป็นปั๊มไล่อากาศ ในปี 1878 Karl Benz ติดตั้ง รถสามล้อเครื่องยนต์ 3 แรงม้าซึ่งพัฒนาความเร็วได้มากกว่า 11 กม. / ชม. นอกจากนี้เขายังสร้างรถยนต์คันแรกด้วยเครื่องยนต์หนึ่งและสองสูบ กระบอกสูบตั้งอยู่ในแนวนอน แรงบิดถูกส่งไปยังล้อโดยใช้สายพาน ในปี พ.ศ. 2429 เค. เบนซ์ได้ออกสิทธิบัตรเยอรมันสำหรับรถยนต์หมายเลข 37435 โดยมีลำดับความสำคัญลงวันที่ 29 มกราคม พ.ศ. 2429 ที่งาน Paris World Exhibition ในปี พ.ศ. 2432 รถยนต์ของเบนซ์เป็นรถยนต์เพียงคันเดียว ด้วยรถคันนี้ การพัฒนาอย่างเข้มข้นของอุตสาหกรรมยานยนต์เริ่มต้นขึ้น
อีกก้าวหนึ่งในประวัติศาสตร์ของเครื่องยนต์สันดาปภายในคือการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายในที่จุดระเบิดด้วยการอัด ในปี พ.ศ. 2435 รูดอล์ฟ ดีเซล วิศวกรชาวเยอรมัน (พ.ศ. 2401-2456) ได้จดสิทธิบัตร และในปี พ.ศ. 2436 ได้อธิบายไว้ในโบรชัวร์ The Theory and Construction of Rational เครื่องยนต์ความร้อนเพื่อแทนที่เครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์ความร้อนที่รู้จักกันในปัจจุบัน "เครื่องยนต์ที่ทำงานในวงจร Carnot ในสิทธิบัตรเยอรมันหมายเลข 67207 โดยมีลำดับความสำคัญของวันที่ 28 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2435 "กระบวนการทำงานและวิธีการผลิตเครื่องยนต์สูบเดียวและหลายสูบ" หลักการทำงานของเครื่องยนต์ระบุไว้ดังนี้: อ้างแล้ว
1. กระบวนการทำงานในเครื่องยนต์สันดาปภายในนั้นโดดเด่นด้วยความจริงที่ว่าลูกสูบในกระบอกสูบอัดอากาศหรือก๊าซ (ไอน้ำ) ที่ไม่แยแสกับอากาศอย่างรุนแรงจนอุณหภูมิการบีบอัดที่ได้นั้นสูงกว่าอุณหภูมิจุดระเบิดของเชื้อเพลิงอย่างมีนัยสำคัญ ในกรณีนี้ การเผาไหม้เชื้อเพลิงจะค่อยๆ ถูกนำมาใช้หลังจากศูนย์ตายดำเนินไปในลักษณะที่ไม่มีความดันและอุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในกระบอกสูบเครื่องยนต์ หลังจากนี้ หลังจากตัดการจ่ายเชื้อเพลิงแล้ว ส่วนผสมของก๊าซจะขยายตัวเพิ่มเติมในกระบอกสูบ
2. เพื่อใช้เวิร์กโฟลว์ที่อธิบายไว้ในวรรค 1 คอมเพรสเซอร์หลายขั้นตอนพร้อมตัวรับจะติดอยู่กับกระบอกสูบทำงาน นอกจากนี้ยังสามารถเชื่อมต่อกระบอกสูบทำงานหลายตัวเข้าด้วยกันหรือเชื่อมต่อกับกระบอกสูบสำหรับการบีบอัดล่วงหน้าและการขยายตัวในภายหลัง
R. Diesel สร้างเครื่องยนต์เครื่องแรกในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2436 สันนิษฐานว่าการบีบอัดจะดำเนินการที่ความดัน 3 MPa อุณหภูมิของอากาศเมื่อสิ้นสุดการบีบอัดจะสูงถึง 800 C และเชื้อเพลิง (ผงถ่านหิน) จะถูกฉีดโดยตรง เข้าไปในกระบอกสูบ เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์เครื่องแรกเกิดการระเบิดขึ้น (ใช้น้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิง) ระหว่างปี พ.ศ. 2436 มีการสร้างเครื่องยนต์สามเครื่อง ความล้มเหลวของเครื่องยนต์ตัวแรกทำให้ R. Diesel ละทิ้งการเผาไหม้แบบไอโซเทอร์มอลและเปลี่ยนไปใช้วงจรการเผาไหม้ที่ความดันคงที่
ในช่วงต้นปี พ.ศ. 2438 เครื่องยนต์คอมเพรสเซอร์ที่จุดระเบิดด้วยแรงอัดด้วยเชื้อเพลิงเหลว (น้ำมันก๊าด) เครื่องแรกได้รับการทดสอบสำเร็จ และในปี พ.ศ. 2440 ช่วงเวลาของการทดสอบเครื่องยนต์ใหม่อย่างครอบคลุมได้เริ่มขึ้น ประสิทธิภาพที่แท้จริงของเครื่องยนต์คือ 0.25 ประสิทธิภาพเชิงกลคือ 0.75 เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกที่มีการจุดระเบิดด้วยการอัดเพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมถูกสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2440 โดยโรงงานสร้างเครื่องจักรเอาส์บวร์ก ที่งานแสดงสินค้าในเมืองมิวนิกในปี พ.ศ. 2442 เครื่องยนต์ดีเซล 5 R. ได้ถูกนำเสนอโดยโรงงานสร้างเครื่องจักร Otto-Deutz, Krupp และ Augsburg แล้ว เครื่องยนต์ของ R. Diesel ก็ประสบความสำเร็จในการจัดแสดงที่งาน World Exhibition ในปารีส (1900) "เครื่องยนต์ดีเซล" หรือเรียกง่ายๆ ว่า "ดีเซล"
ในรัสเซีย เครื่องยนต์น้ำมันก๊าดเครื่องแรกเริ่มสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2433 ที่ E.Ya. Bromley (คาโลไรเซอร์สี่จังหวะ) และตั้งแต่ปี 1892 ที่โรงงานเครื่องจักรกลของ E. Nobel ในปี พ.ศ. 2442 โนเบลได้รับสิทธิ์ในการผลิตเครื่องยนต์ดีเซล R. และในปีเดียวกันโรงงานก็เริ่มผลิต การออกแบบเครื่องยนต์ได้รับการพัฒนาโดยผู้เชี่ยวชาญของโรงงาน เครื่องยนต์พัฒนากำลัง 20-26 แรงม้า ทำงานกับน้ำมันดิบ น้ำมันพลังงานแสงอาทิตย์ น้ำมันก๊าด ผู้เชี่ยวชาญของโรงงานยังได้พัฒนาเครื่องยนต์ที่จุดระเบิดด้วยแรงอัด พวกเขาสร้างเครื่องยนต์แบบไร้หัวแบบแรก เครื่องยนต์แบบแรกที่มีการจัดเรียงทรงกระบอกรูปตัว V เครื่องยนต์สองจังหวะที่มีวาล์วไหลตรงและแผนการล้างแบบวนรอบ เครื่องยนต์สองจังหวะซึ่งการไล่อากาศเกิดขึ้นเนื่องจากปรากฏการณ์ไดนามิกของแก๊สใน ช่องไอเสีย การผลิตเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยการอัดเริ่มขึ้นในปี พ.ศ. 2446-2454 ที่โรงงานรถจักรไอน้ำ Kolomna, Sormovo, Kharkov ที่โรงงาน Felzer ในริกาและโนเบลในเซนต์ปีเตอร์สเบิร์กที่โรงงานต่อเรือ Nikolaev ในปี พ.ศ. 2446-2451 นักประดิษฐ์และผู้ประกอบการชาวรัสเซีย Ya.V. Mamin สร้างเครื่องยนต์ความเร็วสูงที่ใช้งานได้หลายตัวด้วยการฉีดเชื้อเพลิงเชิงกลเข้าไปในกระบอกสูบและการจุดระเบิดด้วยแรงอัด ซึ่งในปี 1911 มีกำลัง 25 แรงม้า เชื้อเพลิงถูกฉีดเข้าไปในห้องส่วนก่อนซึ่งทำจากเหล็กหล่อพร้อมเม็ดมีดทองแดง ซึ่งทำให้สามารถรับอุณหภูมิพื้นผิวสูงของห้องส่วนหน้าและจุดระเบิดได้เองอย่างน่าเชื่อถือ เป็นเครื่องยนต์ดีเซลไร้คอมเพรสเซอร์เครื่องแรกของโลก Shepelev A.N. เรียงความเกี่ยวกับชีวิตและผลงานของนักประดิษฐ์ Ya.V. มามีนา/อ.น. Shepelev, A.A. Derevyanchenko, Ya. Mamin - เชเลียบินสค์: ยูซ-อูราล หนังสือ. สำนักพิมพ์ พ.ศ. 2531 ในปี พ.ศ. 2449 ศาสตราจารย์แห่งโรงเรียนเทคนิคระดับสูงแห่งมอสโก V.I. Grinevetsky เสนอการออกแบบเครื่องยนต์ที่มีการบีบอัดและการขยายตัวสองเท่า - ต้นแบบของเครื่องยนต์รวม เขายังได้พัฒนาวิธีการคำนวณเชิงความร้อนของกระบวนการทำงาน ซึ่งต่อมาได้รับการพัฒนาโดย N.R. Briling และ E.K. เขาวงกตและไม่ได้สูญเสียความสำคัญในวันนี้ อย่างที่คุณเห็นผู้เชี่ยวชาญของรัสเซียยุคก่อนการปฏิวัติได้ดำเนินการพัฒนาอิสระขนาดใหญ่อย่างไม่ต้องสงสัยในด้านเครื่องยนต์จุดระเบิดด้วยแรงอัด การพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของอุตสาหกรรมดีเซลในรัสเซียนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ารัสเซียมีน้ำมันเป็นของตนเอง และเครื่องยนต์ดีเซลตอบสนองความต้องการขององค์กรขนาดเล็กได้ดีที่สุด ดังนั้นการผลิตเครื่องยนต์ดีเซลในรัสเซียจึงเริ่มขึ้นเกือบพร้อมกันกับประเทศในยุโรปตะวันตก
การสร้างเครื่องยนต์ในประเทศก็ประสบความสำเร็จเช่นกันในช่วงหลังการปฏิวัติ ในปี 1928 มีการผลิตเครื่องยนต์มากกว่า 45 ประเภทที่มีกำลังการผลิตรวมประมาณ 110,000 กิโลวัตต์ในประเทศ ในช่วงหลายปีของแผนห้าปีแรกการผลิตเครื่องยนต์รถยนต์และรถแทรกเตอร์เครื่องยนต์ทางทะเลและแบบอยู่กับที่ที่มีกำลังสูงถึง 1,500 กิโลวัตต์ได้รับการฝึกฝนสร้างเครื่องยนต์ดีเซลของเครื่องบินซึ่งเป็นเครื่องยนต์ดีเซลของรถถัง V-2 ซึ่ง ส่วนใหญ่กำหนดคุณสมบัติทางยุทธวิธีและทางเทคนิคสูงของรถหุ้มเกราะของประเทศ นักวิทยาศาสตร์โซเวียตที่โดดเด่นมีส่วนสำคัญในการพัฒนาการสร้างเครื่องยนต์ในประเทศ: N.R. บริลิง, อี.เค. มาซิง วี.ที. Tsvetkov, A.S. Orlin, เวอร์จิเนีย Vanscheidt นิวเม็กซิโก Glagolev, M.G. Kruglov และอื่น ๆ
จากการพัฒนาในด้านเครื่องยนต์ความร้อนในทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ 20 ควรสังเกตสิ่งที่สำคัญที่สุดสามประการ: การสร้างสรรค์โดยวิศวกรชาวเยอรมัน Felix Wankel ของการออกแบบเครื่องยนต์ลูกสูบโรตารี่ที่ใช้การได้ซึ่งเป็นเครื่องยนต์แรงดันสูงแบบรวม และการออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายนอกที่สามารถแข่งขันกับเครื่องยนต์ดีเซลความเร็วสูงได้ การปรากฏตัวของเครื่องยนต์ Wankel ได้รับการต้อนรับด้วยความกระตือรือร้น มีน้ำหนักและขนาดเฉพาะเล็กน้อย ความน่าเชื่อถือสูง, RPD แพร่หลายอย่างรวดเร็วโดยส่วนใหญ่ในรถยนต์โดยสาร, การบิน, เรือและการติดตั้งแบบอยู่กับที่ ใบอนุญาตสำหรับการผลิตเครื่องยนต์ F. Wankel นั้นได้มาโดยบริษัทมากกว่า 20 แห่ง ซึ่งรวมถึง General Motors, Ford ภายในปี 2543 มีการผลิตรถยนต์มากกว่าสองล้านคันที่มี RPD Pyatov I. Felix Wankel - ผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ลูกสูบหมุน / I. Pyatov // Engine - 2544. - ครั้งที่ 4.
ที่ ปีที่แล้วกระบวนการปรับปรุงและพัฒนาประสิทธิภาพของเครื่องยนต์เบนซินและเครื่องยนต์ดีเซลยังคงดำเนินต่อไป การพัฒนาเครื่องยนต์เบนซินกำลังดำเนินไปตามเส้นทางของการปรับปรุงประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพและสมรรถนะด้านพลังงานผ่านการใช้งานที่กว้างขึ้นและการปรับปรุงระบบหัวฉีดน้ำมันเบนซินในกระบอกสูบ การใช้ระบบควบคุมการฉีดอิเล็กทรอนิกส์ การแบ่งชั้นของประจุในห้องเผาไหม้ด้วยส่วนผสมแบบลีนที่โหลดบางส่วน การเพิ่มพลังงานของประกายไฟฟ้าระหว่างการจุดระเบิด ฯลฯ ส่งผลให้รอบการทำงานของเครื่องยนต์เบนซินมีประสิทธิภาพใกล้เคียงกับเครื่องยนต์ดีเซล
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคและเศรษฐกิจของเครื่องยนต์ดีเซล การเพิ่มแรงดันในการฉีดเชื้อเพลิงจะใช้หัวฉีดควบคุม การเพิ่มแรงดันตามแรงดันเฉลี่ยที่มีประสิทธิภาพโดยการเพิ่มและระบายความร้อน ชาร์จอากาศให้ใช้มาตรการเพื่อลดความเป็นพิษของก๊าซไอเสีย
ดังนั้นการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของเครื่องยนต์สันดาปภายในทำให้พวกเขามีตำแหน่งที่โดดเด่นและมีเพียงในการบินเท่านั้นที่เครื่องยนต์สันดาปภายในหลีกทางให้กับเครื่องยนต์กังหันก๊าซ สำหรับอุตสาหกรรมอื่นๆ เศรษฐกิจของประเทศโรงไฟฟ้าพลังงานทางเลือกพลังงานต่ำซึ่งมีประโยชน์หลากหลายและประหยัดเหมือนเครื่องยนต์สันดาปภายในยังไม่ได้รับการเสนอ ดังนั้นในระยะยาว เครื่องยนต์สันดาปภายในจึงถือเป็นประเภทหลักของโรงไฟฟ้าพลังงานปานกลางและต่ำสำหรับการขนส่งและภาคส่วนอื่น ๆ ของเศรษฐกิจของประเทศ
การวิเคราะห์กิจกรรมของ บริษัท น้ำมัน JSC "Samotlorneftegaz"
TNK-BP เป็นหนึ่งในบริษัทน้ำมันชั้นนำในรัสเซีย และเป็นหนึ่งในสิบบริษัทน้ำมันเอกชนที่ใหญ่ที่สุดในโลกในด้านการผลิตน้ำมัน...
การวิเคราะห์กิจกรรมขององค์กรเทศบาลรวม "Nizhneudinsky bakery"
องค์กรเทศบาลรวม "Nizhneudinskiy HLEBOZAVOD" และรุ่นก่อน กองทุนจดหมายเหตุสห ในปี 1931 ของศตวรรษที่ 20 ร้านเบเกอรี่หัตถกรรมถูกสร้างขึ้นในเมือง Nizhneudinsk ระหว่างแม่น้ำ Uda และช่องทาง Zastryanka...
การวิเคราะห์กิจกรรมของ Ural Center for Standardization, Metrology and Certification (FGU "Uraltest")
ในปี พ.ศ. 2442 นักวิทยาศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย Dmitry Ivanovich Mendeleev (พ.ศ. 2377-2450) ได้เยี่ยมชมเทือกเขาอูราลและไซบีเรียโดยมาถึงเทือกเขาอูราลในฐานะหัวหน้าคณะสำรวจซึ่งมีหน้าที่ศึกษาการขุด...
การวิเคราะห์ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายใน
เครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นเครื่องยนต์ความร้อนแบบลูกสูบ ซึ่งกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง การปล่อยความร้อน และการเปลี่ยนรูปไปสู่การทำงานเชิงกลจะเกิดขึ้นโดยตรงในกระบอกสูบเครื่องยนต์ ...
การตรวจสอบผลกระทบของความเข้มข้นของด่างต่อโครงสร้างของผงที่กระจายตัวและคุณสมบัติของวัสดุเซรามิกที่เผาจากผงเหล่านั้น
การออกซิเดชั่นเพิ่มเติมของก๊าซไอเสียของเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นหนึ่งในปัญหาที่ซับซ้อนและเร่งด่วนที่สุดในการปกป้องสิ่งแวดล้อมจากมลภาวะจากสารพิษ...
ประวัติของรถดันดินสมัยใหม่
คำว่า "รถปราบดิน" ปรากฏขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 ซึ่งหมายถึงแรงใด ๆ ที่สามารถเคลื่อนย้ายมวลขนาดใหญ่ได้ ในปี 1929 มันเป็นรถปราบดินคันแรกที่ปรากฏ - เครื่องจักรขนาดใหญ่และมีเสียงดัง ...
ประวัติความเป็นมาของการสร้างและพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายใน
ปัจจุบันเครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) มีการใช้กันอย่างแพร่หลาย - เครื่องยนต์ประเภทหนึ่ง เครื่องยนต์ความร้อนที่พลังงานเคมีของเชื้อเพลิง (โดยปกติจะใช้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเหลวหรือก๊าซ) ...
การสึกหรอทางกลของอุปกรณ์
แหวนลูกสูบและ บูชกระบอกสูบ(แขน) ของเครื่องยนต์ที่ทำจากเหล็กหล่อในที่ที่มีอิเล็กโทรไลต์จะสร้างคู่กัลวานิกซึ่งกันและกันและระหว่างส่วนประกอบโครงสร้างของเหล็กหล่อ - เพอร์ไลต์, กราไฟต์ ...
โครงการสร้างส่วนยานยนต์ขึ้นใหม่ในเงื่อนไขของ OOO "Autoexpress"
LLC "Autoexpress" ก่อตั้งขึ้นในปี 2540 โดยมีจุดประสงค์เพื่อส่งเสริมการค้า ยี่ห้อซูบารุในตลาดยูเครน ตั้งอยู่ที่: Donetsk, Ilyich Ave., 65...
การออกแบบส่วนการทำงานของเครื่องขูด
เครื่องจักรเคลื่อนย้ายดินเครื่องแรกดำเนินการด้วยลูกกลิ้ง ต่อมาใช้ล้อไม้และโลหะ เมื่อกำลังและมวลของเครื่องจักรเพิ่มขึ้น แรงกดบนพื้นก็เพิ่มขึ้น ...
การสร้างเครื่องยนต์ที่เบาที่สุดและทรงพลังที่สุดเป็นสิ่งสำคัญที่สุดสำหรับวิศวกรทุกคน บริษัทยานยนต์ซึ่งพวกเขาพยายามแก้ไขด้วยความสำเร็จมานานกว่าร้อยปี ซับสูบเป็นส่วนสำคัญของเสื้อสูบ...
การพัฒนาและการวิจัยอุปกรณ์อัตโนมัติสำหรับการชุบแข็งด้วยความร้อนด้วยเลเซอร์ของกระบอกสูบโดยใช้เครื่องยนต์ที่มีโรเตอร์กลวง
บล็อกกระบอกสูบหรือบล็อกข้อเหวี่ยงเป็นพื้นฐานของเครื่องยนต์ ข้างในและข้างในนั้นเป็นกลไกและชิ้นส่วนหลักของระบบเครื่องยนต์ ที่สุด เครื่องยนต์ที่ทันสมัยกระบอกระบายความร้อนด้วยของเหลวที่ลูกสูบเคลื่อนที่...
เครื่องยนต์ลูกสูบการเผาไหม้ภายในเป็นเครื่องยนต์ความร้อนที่เปลี่ยนพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงเป็นความร้อนและจากนั้นเป็นพลังงานกลเกิดขึ้นภายในกระบอกสูบทำงาน ...
การคำนวณความร้อนของเครื่องยนต์สันดาปภายใน D-240
เทคโนโลยีการแปรรูปวัตถุดิบเนื้อสัตว์ใน LLC KMP "Myasnaya Skazka" ใน Tyumen
โรงงานผลิตภัณฑ์เนื้อกึ่งสำเร็จรูป "Meat Skazka" ได้รับการจดทะเบียนตามที่อยู่ Tyumen, Babarynka street, 20a/2 ไซต์การผลิตตั้งอยู่ในเมืองซึ่งทำให้การขายผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปมีประสิทธิภาพ...
นี่คือส่วนเบื้องต้นของชุดบทความที่อุทิศให้กับ เครื่องยนต์สันดาปภายในซึ่งเป็นการพูดนอกเรื่องสั้น ๆ ในประวัติศาสตร์โดยเล่าถึงวิวัฒนาการของเครื่องยนต์สันดาปภายใน นอกจากนี้ รถยนต์คันแรกจะได้รับผลกระทบในบทความนี้ด้วย
ส่วนต่อไปนี้จะแสดงรายละเอียดของ ICE ต่างๆ:
ก้านสูบและลูกสูบ
โรตารี
เทอร์โบเจ็ท
เจ็ท
เครื่องยนต์ถูกติดตั้งในเรือที่สามารถล่องไปตามแม่น้ำ Saône ได้ หนึ่งปีต่อมา หลังจากการทดสอบ พี่น้องทั้งสองได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ของพวกเขา ซึ่งลงนามโดยนโปเลียน โบโนปาร์ต เป็นระยะเวลา 10 ปี
มันจะถูกต้องที่สุดที่จะเรียกเครื่องยนต์นี้ว่าเครื่องยนต์ไอพ่น เนื่องจากหน้าที่ของมันคือการดันน้ำออกจากท่อที่อยู่ใต้ท้องเรือ ...
เครื่องยนต์ประกอบด้วยห้องจุดระเบิดและห้องเผาไหม้ สูบฉีดอากาศ ตู้จ่ายน้ำมันและอุปกรณ์จุดระเบิด ฝุ่นถ่านหินทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์
เครื่องสูบลมฉีดอากาศผสมกับฝุ่นถ่านหินเข้าไปในห้องจุดระเบิดที่ซึ่งไส้ตะเกียงที่คุกรุ่นจุดไฟส่วนผสม หลังจากนั้นส่วนผสมที่ติดไฟบางส่วน (ฝุ่นถ่านหินเผาไหม้ค่อนข้างช้า) เข้าไปในห้องเผาไหม้ซึ่งเผาไหม้จนหมดและมีการขยายตัว
แรงดันแก๊สจึงดันน้ำออกจาก ท่อไอเสียซึ่งทำให้เรือเคลื่อนที่ หลังจากนั้นจึงวนซ้ำ
เครื่องยนต์ทำงานในโหมดพัลซิ่งที่มีความถี่ ~12 รอบต่อนาที
ในเวลาต่อมา พี่น้องได้ปรับปรุงเชื้อเพลิงโดยเติมเรซินเข้าไป และต่อมาแทนที่ด้วยน้ำมันและออกแบบระบบหัวฉีดที่เรียบง่าย
กว่าสิบปีต่อมาโครงการก็ไม่ได้รับการพัฒนาใดๆ Claude ไปอังกฤษเพื่อส่งเสริมแนวคิดของเครื่องยนต์ แต่เขาใช้จ่ายเงินทั้งหมดอย่างสุรุ่ยสุร่ายและไม่ได้ทำอะไรเลย โจเซฟเริ่มถ่ายภาพและกลายเป็นผู้เขียนภาพถ่ายแรกของโลก View from the Window
ในฝรั่งเศส มีการจัดแสดงแบบจำลองของ "Pyreolophore" ในพิพิธภัณฑ์บ้าน Niépce
หลังจากนั้นไม่นาน เดอ ริวา ก็ติดตั้งเครื่องยนต์ของเขาบนเกวียนสี่ล้อ ซึ่งตามประวัติศาสตร์แล้ว กลายเป็นรถยนต์คันแรกที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน
เกี่ยวกับอเลสซานโดร โวลตา
โวลตาวางแผ่นสังกะสีและทองแดงในกรดเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดแหล่งกำเนิดกระแสไฟฟ้าเคมีแห่งแรกของโลก ("เสา Voltaic").
ในปี พ.ศ. 2319 โวลตาได้ประดิษฐ์ปืนพกที่ใช้แก๊ส - "ปืนพกของโวลตา" ซึ่งแก๊สระเบิดจากประกายไฟฟ้า
ในปี 1800 เขาได้สร้างแบตเตอรี่เคมีซึ่งทำให้สามารถผลิตกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมีได้
หน่วยวัดแรงดันไฟฟ้า Volt ตั้งชื่อตาม Volta
ก- กระบอกสูบ ข- "หัวเทียน, ค- ลูกสูบ ง- "บอลลูน" กับไฮโดรเจน อี- วงล้อ ฉ- วาล์วไอเสีย, ช- ที่จับควบคุมวาล์ว
ไฮโดรเจนถูกเก็บไว้ใน "บอลลูน" ที่เชื่อมต่อด้วยท่อกับกระบอกสูบ การจ่ายเชื้อเพลิงและอากาศรวมถึงการจุดระเบิดของส่วนผสมและการปล่อยก๊าซไอเสียนั้นดำเนินการด้วยตนเองโดยใช้คันโยก
หลักการทำงาน:
อากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ผ่านทางวาล์วไอเสีย
วาล์วถูกปิด
วาล์วสำหรับจ่ายไฮโดรเจนจากลูกบอลถูกเปิดออก
ก๊อกน้ำถูกปิด
เมื่อกดปุ่ม จะมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปที่ "เทียนไข"
ส่วนผสมสว่างวาบและยกลูกสูบขึ้น
วาล์วไอเสียถูกเปิดออก
ลูกสูบตกอยู่ภายใต้น้ำหนักของมันเอง (มันหนัก) และดึงเชือกซึ่งหมุนล้อผ่านบล็อก
หลังจากนั้นวงจรซ้ำ
ในปี 1813 เดอ ริวาได้สร้างรถยนต์อีกคัน มันเป็นเกวียนยาวประมาณหกเมตร มีล้อเส้นผ่านศูนย์กลางสองเมตร และหนักเกือบหนึ่งตัน
รถสามารถขับได้ 26 เมตรโดยมีก้อนหินจำนวนมาก (ประมาณ 700 ปอนด์)และชายสี่คนด้วยความเร็ว 3 กม. / ชม.
ในแต่ละรอบรถเคลื่อนที่ได้ 4-6 เมตร
คนรุ่นราวคราวเดียวกับเขาไม่กี่คนที่จริงจังกับสิ่งประดิษฐ์นี้ และ French Academy of Sciences อ้างว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่สามารถแข่งขันด้านประสิทธิภาพกับเครื่องยนต์ไอน้ำได้
ในปี 1833เลมูเอล เวลแมน ไรท์ นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน ได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยแก๊สสองจังหวะที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ
(ดูด้านล่าง)ในหนังสือ Gas and Oil Engines ของเขา ไรท์เขียนเกี่ยวกับเครื่องยนต์ไว้ดังนี้:
“ภาพวาดของเครื่องยนต์นั้นใช้งานได้ดีมาก และมีการลงรายละเอียดอย่างละเอียดถี่ถ้วน การระเบิดของส่วนผสมจะกระทำโดยตรงกับลูกสูบซึ่งจะหมุนเพลาข้อเหวี่ยงผ่านก้านสูบ โดย รูปร่างเครื่องยนต์คล้ายกับเครื่องยนต์ไอน้ำแรงดันสูงที่สูบก๊าซและอากาศจากถังแยกจากกัน ส่วนผสมในภาชนะทรงกลมถูกจุดไฟในขณะที่ลูกสูบกำลังขึ้นสู่ TDC (ศูนย์ตายบน) และดันลง/ขึ้น เมื่อสิ้นสุดรอบ วาล์วจะเปิดและปล่อยก๊าซไอเสียสู่ชั้นบรรยากาศ
ไม่ทราบว่าเครื่องยนต์นี้เคยสร้างมาหรือไม่ แต่มีภาพวาดของมัน:
ในปี 1838วิลเลียม บาร์เน็ตต์ วิศวกรชาวอังกฤษได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในสามเครื่อง
เครื่องยนต์ตัวที่ 1 เป็นแบบ 2 จังหวะ ทำงานทางเดียว (เชื้อเพลิงเผาไหม้เพียงด้านเดียวของลูกสูบ)พร้อมปั๊มแยกแก๊สและลม ส่วนผสมถูกจุดไฟในกระบอกสูบที่แยกจากกัน จากนั้นส่วนผสมที่เผาไหม้จะไหลเข้าสู่กระบอกสูบทำงาน ทางเข้าและทางออกดำเนินการผ่านวาล์วเชิงกล
เครื่องยนต์ตัวที่สองซ้ำกับเครื่องยนต์ตัวแรก แต่ทำงานสองครั้ง นั่นคือ การเผาไหม้เกิดขึ้นสลับกันที่ลูกสูบทั้งสองด้าน
เครื่องยนต์ที่สามยังเป็นแบบดับเบิ้ลแอกชัน แต่มีหน้าต่างทางเข้าและทางออกที่ผนังกระบอกสูบซึ่งเปิดออกเมื่อลูกสูบถึงจุดสุดขีด (เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สองจังหวะสมัยใหม่) สิ่งนี้ทำให้สามารถปล่อยก๊าซไอเสียโดยอัตโนมัติและปล่อยประจุใหม่ของส่วนผสม
คุณลักษณะที่โดดเด่นของเครื่องยนต์ Barnett คือส่วนผสมที่สดใหม่ถูกบีบอัดโดยลูกสูบก่อนที่จะถูกจุดระเบิด
ภาพวาดหนึ่งในเครื่องยนต์ของ Barnett:
ในปี พ.ศ. 2396-57นักประดิษฐ์ชาวอิตาลี Eugenio Barzanti และ Felice Matteucci ได้พัฒนาและจดสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในสองสูบที่มีกำลัง 5 ลิตรต่อวินาที
สิทธิบัตรนี้ออกโดยสำนักงานในลอนดอนเนื่องจากกฎหมายของอิตาลีไม่สามารถรับประกันการคุ้มครองที่เพียงพอได้
การก่อสร้างต้นแบบได้รับความไว้วางใจจาก Bauer & Co. ของมิลาน” (เฮลเวติก้า)และสร้างเสร็จในต้นปี พ.ศ. 2406 ความสำเร็จของเครื่องยนต์ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำนั้นยิ่งใหญ่มาก จนบริษัทเริ่มได้รับคำสั่งซื้อจากทั่วโลก
เครื่องยนต์ Barzanti-Matteucci สูบเดียวรุ่นแรก:
รุ่นเครื่องยนต์ Barzanti-Matteucci สองสูบ:
Matteucci และ Barzanti ได้ทำข้อตกลงในการผลิตเครื่องยนต์กับบริษัทแห่งหนึ่งในเบลเยียม Barzanti เดินทางไปเบลเยี่ยมเพื่อดูแลงานด้วยตนเองและเสียชีวิตกะทันหันด้วยโรคไข้รากสาดใหญ่ ด้วยการเสียชีวิตของ Barzanti งานทั้งหมดเกี่ยวกับเครื่องยนต์จึงถูกละทิ้งและ Matteucci กลับไปทำงานเดิมในตำแหน่งวิศวกรไฮดรอลิก
ในปี 1877 Matteucci อ้างว่าเขาและ Barzanti เป็นผู้สร้างหลักของเครื่องยนต์สันดาปภายใน และเครื่องยนต์ที่สร้างโดย Augustus Otto ก็คล้ายกับเครื่องยนต์ Barzanti-Matteucci
เอกสารที่เกี่ยวข้องกับสิทธิบัตรของ Barzanti และ Matteucci ถูกเก็บไว้ในหอจดหมายเหตุของห้องสมุด Museo Galileo ในเมืองฟลอเรนซ์
สิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดของ Nikolaus Otto คือเครื่องยนต์ที่มี รอบสี่จังหวะ- วัฏจักรออตโต วัฏจักรนี้ยังคงรองรับการทำงานของเครื่องยนต์แก๊สและเบนซินส่วนใหญ่มาจนถึงทุกวันนี้
รอบสี่จังหวะนั้นใหญ่ที่สุด ความสำเร็จทางเทคนิคอ็อตโต แต่ในไม่ช้าปรากฎว่าเมื่อไม่กี่ปีก่อนการประดิษฐ์ของเขาหลักการเดียวกันของการทำงานของเครื่องยนต์นั้นอธิบายโดยวิศวกรชาวฝรั่งเศส Beau de Rocha (ดูด้านบน). นักอุตสาหกรรมชาวฝรั่งเศสกลุ่มหนึ่งท้าทายสิทธิบัตรของอ็อตโตในศาล ศาลเห็นว่าข้อโต้แย้งของพวกเขาน่าเชื่อ สิทธิของ Otto ภายใต้สิทธิบัตรของเขาลดลงอย่างมาก รวมทั้งการถอนการผูกขาดของเขาในรอบสี่จังหวะ
แม้ว่าคู่แข่งจะเปิดตัวการผลิตเครื่องยนต์สี่จังหวะ แต่รุ่น Otto ที่ทำงานด้วยประสบการณ์หลายปียังคงเป็นรุ่นที่ดีที่สุดและความต้องการก็ไม่ได้หยุดลง ในปี พ.ศ. 2440 มีการผลิตเครื่องยนต์ที่มีความจุต่างกันประมาณ 42,000 เครื่อง อย่างไรก็ตาม ความจริงที่ว่าก๊าซเบาถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงทำให้ขอบเขตการใช้งานแคบลงอย่างมาก
จำนวนโรงไฟฟ้าแสงสว่างและก๊าซนั้นไม่มีนัยสำคัญแม้แต่ในยุโรปและในรัสเซียมีเพียงสองแห่งเท่านั้น - ในมอสโกวและเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก
ในปี 1865ปิแอร์ อูโก นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องจักรที่เป็นเครื่องยนต์สูบเดี่ยวแนวตั้งสองสูบ ซึ่งใช้ปั๊มยางสองตัวเพื่อจ่ายส่วนผสม ขับเคลื่อนโดย เพลาข้อเหวี่ยง.
ต่อมา Hugo ได้ออกแบบเครื่องยนต์แนวนอนที่คล้ายกับของ Lenoir
พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ ลอนดอน
ในปี 1870ซามูเอล มาร์คุส ซิกฟรีด นักประดิษฐ์ชาวออสเตรีย-ฮังการี ได้ออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวและติดตั้งบนเกวียนสี่ล้อ
ปัจจุบันรถคันนี้เป็นที่รู้จักในชื่อ "รถมาร์คัสคันแรก"
ในปี 1887 โดยความร่วมมือกับ Bromovsky & Schulz มาร์คัสสร้างรถคันที่สองขึ้นมา นั่นคือรถมาร์คัสคันที่สอง
ในปี 1872นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในแรงดันคงที่สองสูบที่ทำงานด้วยน้ำมันก๊าด
Brighton ตั้งชื่อเครื่องยนต์ว่า Ready Motor
กระบอกแรกทำหน้าที่เป็นคอมเพรสเซอร์ที่บังคับให้อากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ ซึ่งน้ำมันก๊าดยังถูกจ่ายอย่างต่อเนื่อง ในห้องเผาไหม้ส่วนผสมถูกจุดไฟและผ่านกลไกแกนหมุนเข้าสู่กระบอกสูบที่สอง - กระบอกสูบทำงาน ความแตกต่างที่สำคัญจากเครื่องยนต์อื่นๆ ก็คือ ส่วนผสมของเชื้อเพลิงอากาศค่อยๆ เผาไหม้ด้วยแรงดันคงที่
ผู้ที่สนใจด้านอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์สามารถอ่านเกี่ยวกับ Brayton Cycle
ในปี 1878เซอร์วิศวกรชาวสกอตแลนด์ (อัศวินในปี พ.ศ. 2460)พัฒนาเครื่องยนต์สันดาปสองจังหวะเครื่องแรก เขาจดสิทธิบัตรในอังกฤษในปี พ.ศ. 2424
เครื่องยนต์ทำงานในลักษณะที่แปลกประหลาด: อากาศและเชื้อเพลิงถูกส่งไปยังกระบอกสูบด้านขวาซึ่งมีการผสมและส่วนผสมนี้ถูกผลักเข้าไปในกระบอกสูบด้านซ้ายซึ่งส่วนผสมถูกจุดขึ้นจากเทียน เกิดการขยายตัว ลูกสูบทั้งสองลงจากกระบอกสูบด้านซ้าย (ผ่านท่อสาขาด้านซ้าย)ไอเสียถูกพ่นออกมา และอากาศและเชื้อเพลิงส่วนใหม่ถูกดูดเข้าไปในกระบอกสูบด้านขวา ตามความเฉื่อย ลูกสูบจะลอยขึ้นและวนซ้ำ
ในปี 1879สร้างน้ำมันเบนซินที่เชื่อถือได้อย่างสมบูรณ์ สองจังหวะเครื่องยนต์และได้รับสิทธิบัตรสำหรับมัน
อย่างไรก็ตามอัจฉริยะที่แท้จริงของ Benz นั้นแสดงให้เห็นว่าในโครงการต่อ ๆ มาเขาสามารถรวมอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้ (คันเร่ง, การจุดระเบิดแบตเตอรี่, หัวเทียน, คาร์บูเรเตอร์, คลัตช์, กระปุกเกียร์และหม้อน้ำ)บนผลิตภัณฑ์ของพวกเขา ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานสำหรับอุตสาหกรรมวิศวกรรมทั้งหมด
ในปี พ.ศ. 2426 เบนซ์ได้ก่อตั้งบริษัท Benz & Cie เพื่อผลิต เครื่องยนต์แก๊สและในปี พ.ศ. 2429 เขาได้จดสิทธิบัตร สี่จังหวะเครื่องยนต์ที่เขาใช้ในรถยนต์ของเขา
ด้วยความสำเร็จของ Benz & Cie เบนซ์สามารถเข้าสู่การออกแบบรถม้าไร้ม้าได้ เมื่อรวมประสบการณ์ในการผลิตเครื่องยนต์และงานอดิเรกที่มีมาอย่างยาวนาน - การออกแบบจักรยาน ในปี พ.ศ. 2429 เขาได้สร้างรถยนต์คันแรกและเรียกมันว่า "Benz Patent Motorwagen"
การออกแบบคล้ายกับรถสามล้ออย่างมาก
เครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะสูบเดียวที่มีปริมาตรการทำงาน 954 cm3. ติดตั้งบน " สิทธิบัตรเบนซ์".
เครื่องยนต์ติดตั้งมู่เล่ขนาดใหญ่ (ใช้ไม่เพียง แต่สำหรับการหมุนที่สม่ำเสมอ แต่ยังสำหรับการสตาร์ทด้วย) ถังแก๊สขนาด 4.5 ลิตร คาร์บูเรเตอร์ชนิดระเหยและวาล์วแกนหมุนซึ่งเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ การจุดระเบิดเกิดจากหัวเทียนที่ออกแบบโดย Benz เอง โดยได้รับพลังงานจากคอยล์ Ruhmkorff
การทำความเย็นคือน้ำ แต่ไม่ใช่วงจรปิด แต่เป็นการระเหย ไอน้ำหนีออกสู่ชั้นบรรยากาศ ดังนั้นรถจึงต้องเติมน้ำมันไม่เพียง แต่น้ำมันเท่านั้น แต่ยังต้องเติมน้ำด้วย
เครื่องยนต์พัฒนากำลัง 0.9 แรงม้า ที่ 400 รอบต่อนาที และเร่งรถไปที่ 16 กม. / ชม.
คาร์ล เบนซ์ ขับรถของเขา
หลังจากนั้นไม่นาน ในปี พ.ศ. 2439 คาร์ล เบนซ์ ได้คิดค้นเครื่องยนต์บ็อกเซอร์ (หรือเครื่องยนต์แบน)ซึ่งลูกสูบไปถึง ตายด้านบนจุดพร้อมกันจึงทำให้สมดุลกัน
พิพิธภัณฑ์เมอร์เซเดส-เบนซ์ในสตุตการ์ต
ในปี 1882 James Atkinson วิศวกรชาวอังกฤษเป็นผู้คิดค้นวงจร Atkinson และเครื่องยนต์ Atkinson
เครื่องยนต์ Atkinson นั้นเป็นเครื่องยนต์สี่จังหวะโดยพื้นฐานแล้ว อ๊อตโต้ ไซเคิลแต่มีการดัดแปลง กลไกข้อเหวี่ยง. ความแตกต่างคือในเครื่องยนต์ Atkinson ทั้งสี่จังหวะเกิดขึ้นในการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงครั้งเดียว
การใช้วัฏจักร Atkinson ในเครื่องยนต์ทำให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงและลดเสียงรบกวนระหว่างการทำงานเนื่องจากแรงดันไอเสียลดลง นอกจากนี้ เครื่องยนต์นี้ไม่ต้องการกระปุกเกียร์เพื่อขับเคลื่อนกลไกการจ่ายก๊าซ เนื่องจากการเปิดวาล์วจะทำให้เพลาข้อเหวี่ยงเคลื่อนที่
แม้จะมีข้อดีหลายประการ (รวมถึงการหลีกเลี่ยงสิทธิบัตรของ Otto)เครื่องยนต์ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความซับซ้อนของการผลิตและข้อบกพร่องอื่น ๆ
วัฏจักร Atkinson ช่วยให้คุณได้รับประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมและความประหยัดที่ดีที่สุด แต่จำเป็นต้องมี ความเร็วสูง. ที่รอบต่ำ มันสร้างแรงบิดค่อนข้างน้อยและอาจหยุดได้
ตอนนี้เครื่องยนต์ Atkinson ใช้ในรถยนต์ไฮบริด โตโยต้า พรีอุสและเล็กซัส HS 250h.
ในปี 1884เอ็ดเวิร์ด บัตเลอร์ วิศวกรชาวอังกฤษ ที่งานแสดงจักรยาน Stanley Cycle Show ในลอนดอน แสดงภาพวาด รถสามล้อกับ เครื่องยนต์สันดาปภายในเบนซินและในปี พ.ศ. 2428 เขาได้สร้างมันขึ้นมาและจัดแสดงในนิทรรศการเดียวกัน โดยเรียกมันว่า "Velocycle" บัตเลอร์เป็นคนแรกที่ใช้คำว่า น้ำมัน.
สิทธิบัตรสำหรับ "Velocycle" ออกในปี พ.ศ. 2430
Velocycle ติดตั้งเครื่องยนต์เบนซิน 4 จังหวะสูบเดียวพร้อมคอยล์จุดระเบิด คาร์บูเรเตอร์ คันเร่ง และ ระบายความร้อนด้วยของเหลว. เครื่องยนต์พัฒนากำลังประมาณ 5 แรงม้า ด้วยปริมาตรน้ำ 600 ลบ.ซม. และเร่งความเร็วรถไปที่ 16 กม./ชม.
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา บัตเลอร์ได้ปรับปรุงสมรรถนะของยานพาหนะของเขา แต่ถูกขัดขวางไม่ให้ทำการทดสอบเนื่องจาก "กฎธงแดง" (ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2408)โดยรถยนต์ไม่ควรใช้ความเร็วเกิน 3 กม./ชม. นอกจากนี้ คนสามคนควรจะอยู่ในรถ คนหนึ่งควรจะเดินนำหน้ารถด้วยธงสีแดง (นี่คือมาตรการรักษาความปลอดภัย) .
ใน The English Mechanic's 1890 บัตเลอร์เขียนว่า "ทางการห้ามใช้รถยนต์บนท้องถนน ดังนั้นฉันจึงละทิ้งการพัฒนาต่อไป"
เนื่องจากรถไม่ได้รับความสนใจจากสาธารณชน บัตเลอร์จึงทุบทิ้งเป็นเศษเหล็กและขายสิทธิ์ในสิทธิบัตรให้กับแฮร์รี เจ. ลอว์สัน (ผู้ผลิตจักรยาน)ที่ไปผลิตเครื่องยนต์สำหรับใช้ในเรือ
บัตเลอร์เองย้ายไปสร้างเครื่องยนต์อยู่กับที่และเดินเรือ
ในปี พ.ศ. 2434, Herbert Aykroyd Stewart ร่วมกับ Richard Hornsby และ Sons สร้างเครื่องยนต์ Hornsby-Akroyd ซึ่งเชื้อเพลิง (น้ำมันก๊าด) ถูกฉีดเข้าไปภายใต้แรงดัน กล้องเพิ่มเติม (เพราะรูปร่างที่เรียกว่า "ลูกร้อน")ติดตั้งอยู่บนฝาสูบและเชื่อมต่อกับห้องเผาไหม้ด้วยทางเดินแคบๆ เชื้อเพลิงถูกจุดโดยผนังร้อนของห้องเพิ่มเติมและพุ่งเข้าไปในห้องเผาไหม้
1. กล้องเสริม (บอลร้อน).
2. กระบอกสูบ
3. ลูกสูบ
4. คาร์เตอร์
ในการสตาร์ทเครื่องยนต์ใช้ blowtorch ซึ่งทำให้ห้องเพิ่มเติมอุ่นขึ้น (หลังจากเปิดตัวมันถูกทำให้ร้อนด้วยไอเสีย). ด้วยเหตุนี้ เครื่องยนต์ Hornsby-Akroyd ซึ่งเป็นผู้เบิกทาง เครื่องยนต์ดีเซลออกแบบโดยรูดอล์ฟ ดีเซลมักจะเรียกว่า "กึ่งดีเซล" อย่างไรก็ตาม อีกหนึ่งปีต่อมา Aykroyd ได้ปรับปรุงเครื่องยนต์ของเขาโดยเพิ่ม "เสื้อสูบน้ำ" เข้าไป (สิทธิบัตรจากปี 1892) ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มอุณหภูมิในห้องเผาไหม้ได้โดยการเพิ่มอัตราส่วนการอัด และตอนนี้ไม่จำเป็นต้องใช้ แหล่งความร้อนเพิ่มเติม
ในปี 1893, รูดอล์ฟ ดีเซล ได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์ความร้อนและ "วัฏจักรการ์โนต์" ที่ได้รับการดัดแปลงเรียกว่า "วิธีการและอุปกรณ์สำหรับการแปลง อุณหภูมิสูงไปทำงาน."
ในปี 1897 ที่ "Augsburg Engineering Plant" (ตั้งแต่ปี 1904 MAN)ด้วยการมีส่วนร่วมทางการเงินของบริษัทของ Friedrich Krupp และพี่น้อง Sulzer เครื่องยนต์ดีเซลที่ใช้งานได้เครื่องแรกของ Rudolf Diesel จึงถูกสร้างขึ้น
กำลังเครื่องยนต์อยู่ที่ 20 แรงม้าที่ 172 รอบต่อนาที ประสิทธิภาพ 26.2% ด้วยน้ำหนัก 5 ตัน
มันเหนือกว่ามาก เครื่องยนต์ที่มีอยู่ Otto ที่มีประสิทธิภาพ 20% และกังหันไอน้ำในทะเลที่มีประสิทธิภาพ 12% ซึ่งกระตุ้นความสนใจสูงสุดของอุตสาหกรรมใน ประเทศต่างๆ.
เครื่องยนต์ดีเซลเป็นแบบสี่จังหวะ ผู้ประดิษฐ์พบว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายในเพิ่มขึ้นโดยการเพิ่มอัตราส่วนการอัดของส่วนผสมที่ติดไฟได้ แต่เป็นไปไม่ได้ที่จะบีบอัดส่วนผสมที่ติดไฟได้อย่างแรง เพราะจากนั้นความดันและอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นและจะติดไฟเองก่อนเวลาอันควร ดังนั้นดีเซลจึงตัดสินใจที่จะไม่บีบอัดส่วนผสมที่ติดไฟได้ แต่ให้อากาศบริสุทธิ์และฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในกระบอกสูบเมื่อสิ้นสุดการบีบอัดภายใต้แรงกดสูง
เนื่องจากอุณหภูมิ อากาศอัดถึง 600-650 ° C เชื้อเพลิงติดไฟเองและก๊าซขยายตัวขยับลูกสูบ ดังนั้นดีเซลจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก กำจัดระบบจุดระเบิด และใช้งาน ปั๊มน้ำมันเชื้อเพลิงความดันสูง
ในปี 1933 เอลลิงเขียนเชิงทำนายว่า: “เมื่อผมเริ่มทำงาน กังหันแก๊สในปี พ.ศ. 2425 ฉันเชื่อมั่นอย่างแน่วแน่ว่าสิ่งประดิษฐ์ของฉันจะเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมอากาศยาน
โชคไม่ดีที่ Elling เสียชีวิตในปี 1949 โดยไม่เคยมีชีวิตอยู่เพื่อเห็นการมาถึงของยุค turbojet
ภาพถ่ายเดียวที่เราหาได้
อาจมีคนพบบางอย่างเกี่ยวกับชายคนนี้ใน "พิพิธภัณฑ์เทคโนโลยีแห่งนอร์เวย์"
ในปี 1903 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ในวารสาร "Scientific Review" ตีพิมพ์บทความ "การวิจัยพื้นที่โลกด้วยอุปกรณ์เจ็ต" ซึ่งเขาได้พิสูจน์เป็นครั้งแรกว่าจรวดเป็นอุปกรณ์ที่สามารถทำการบินในอวกาศได้ บทความนี้ยังเสนอร่างแรกของขีปนาวุธพิสัยไกล ร่างของมันเป็นห้องโลหะรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ติดตั้ง เครื่องยนต์ไอพ่นเหลว (ซึ่งเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วย). ในฐานะเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดซ์ เขาเสนอให้ใช้ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนตามลำดับ
อาจเป็นเรื่องที่ควรค่าแก่การยุติส่วนประวัติศาสตร์ในบันทึกอวกาศจรวดนี้ เนื่องจากศตวรรษที่ 20 ได้มาถึงและเครื่องยนต์สันดาปภายในเริ่มมีการผลิตทุกที่
คำหลังปรัชญา...
พ.ศ. Tsiolkovsky เชื่อว่าในอนาคตอันใกล้ผู้คนจะเรียนรู้ที่จะมีชีวิตอยู่หากไม่ใช่ตลอดไปอย่างน้อยก็เป็นเวลานานมาก ในเรื่องนี้จะมีพื้นที่น้อย (ทรัพยากร) บนโลกและเรือจะต้องย้ายไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น โชคไม่ดี มีบางอย่างผิดพลาดในโลกนี้ และด้วยความช่วยเหลือจากจรวดลำแรก ผู้คนจึงตัดสินใจที่จะทำลายเผ่าพันธุ์ของตัวเอง...
ขอบคุณทุกคนที่อ่าน
สงวนลิขสิทธิ์ © 2016
อนุญาตให้ใช้วัสดุใด ๆ ได้เฉพาะกับลิงก์ที่ใช้งานไปยังแหล่งที่มา
