เครื่องยนต์สันดาปภายในประดิษฐ์ขึ้นในปีใด ประวัติความเป็นมาของการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายใน ประวัติความเป็นมาของการสร้างและพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ยูทูบ สารานุกรม

1 / 3

✪ การบรรยายครั้งที่ 6 ประวัติการพัฒนา เครื่องยนต์อากาศยาน. ตอนที่ 1 ลูกสูบ เครื่องยนต์อากาศยาน

✪ รถยนต์คันแรก (รัสเซีย) เรื่องใหม่

✪ เทคโนโลยีที่ทันสมัยสำหรับหุ่น การบรรยาย 8. เครื่องยนต์ สันดาปภายใน

คำบรรยาย

ฟิลิปป์ เลบอน

เลอนัวร์ไม่ประสบความสำเร็จในทันที หลังจากที่สามารถสร้างชิ้นส่วนทั้งหมดและประกอบเครื่องได้ มันก็ทำงานได้ไม่นานก็หยุดลง เพราะความร้อนทำให้ลูกสูบขยายตัวและติดขัดในกระบอกสูบ เลอนัวร์ปรับปรุงเครื่องยนต์ของเขาโดยคิดถึงระบบระบายความร้อนด้วยน้ำ อย่างไรก็ตาม ความพยายามในการออกตัวครั้งที่สองก็จบลงด้วยความล้มเหลวเช่นกัน เนื่องจากระยะชักของลูกสูบไม่ดี เลอนัวร์เสริมการออกแบบของเขาด้วยระบบหล่อลื่น จากนั้นเครื่องยนต์ก็เริ่มทำงาน

นิโคลัส ออตโต้

การค้นหาเชื้อเพลิงใหม่

ดังนั้นการค้นหาเชื้อเพลิงใหม่สำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในจึงไม่หยุดลง นักประดิษฐ์บางคนพยายามใช้ไอเชื้อเพลิงเหลวเป็นก๊าซ ย้อนกลับไปในปี 1872 American Brighton พยายามใช้น้ำมันก๊าดในความสามารถนี้ อย่างไรก็ตามน้ำมันก๊าดระเหยได้ไม่ดีและไบรตันเปลี่ยนไปใช้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่เบากว่า - น้ำมันเบนซิน แต่เพื่อให้เครื่องยนต์เชื้อเพลิงเหลวสามารถแข่งขันกับเครื่องยนต์แก๊สได้สำเร็จ จำเป็นต้องสร้าง อุปกรณ์พิเศษสำหรับการระเหยของน้ำมันเบนซินและรับส่วนผสมที่ติดไฟได้กับอากาศ

ไบรตันในปี พ.ศ. 2415 เกิดคาร์บูเรเตอร์แบบ "ระเหย" ตัวแรกขึ้นมา แต่ทำงานได้ไม่ค่อยน่าพอใจ

เครื่องยนต์แก๊ส

เครื่องยนต์เบนซินที่ใช้การได้ไม่ปรากฏจนกระทั่งสิบปีต่อมา อาจเรียกได้ว่าเป็นนักประดิษฐ์คนแรกของ KostovichO.S. ผู้จัดหาเครื่องยนต์เบนซินต้นแบบที่ใช้งานได้ในปี พ.ศ. 2423 อย่างไรก็ตาม การค้นพบของเขายังคงมีแสงน้อย ในยุโรป Gottlieb Daimler วิศวกรชาวเยอรมันได้มีส่วนร่วมมากที่สุดในการสร้างเครื่องยนต์เบนซิน เป็นเวลาหลายปีที่เขาทำงานในบริษัท Otto และเป็นสมาชิกของคณะกรรมการบริษัท ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 เขาเสนอโครงการสำหรับเครื่องยนต์เบนซินขนาดเล็กที่สามารถใช้ในการขนส่งแก่เจ้านายของเขาได้ อ็อตโตตอบสนองอย่างเย็นชาต่อข้อเสนอของเดมเลอร์ จากนั้น Daimler ร่วมกับ Wilhelm Maybach เพื่อนของเขาได้ตัดสินใจอย่างกล้าหาญ - ในปี 1882 พวกเขาออกจากบริษัท Otto ซื้อโรงงานขนาดเล็กใกล้กับ Stuttgart และเริ่มทำงานในโครงการของพวกเขา

ปัญหาที่ Daimler และ Maybach เผชิญไม่ใช่เรื่องง่าย: พวกเขาตัดสินใจสร้างเครื่องยนต์ที่ไม่ต้องใช้เครื่องกำเนิดก๊าซ ซึ่งมีน้ำหนักเบาและกะทัดรัดมาก แต่ในขณะเดียวกันก็มีกำลังมากพอที่จะเคลื่อนย้ายลูกเรือได้ เดมเลอร์คาดว่าจะเพิ่มกำลังโดยเพิ่มความเร็วเพลา แต่ด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นต้องตรวจสอบความถี่ในการจุดระเบิดของส่วนผสมที่ต้องการ ในปี พ.ศ. 2426 เครื่องยนต์เบนซินแบบหลอดไส้เครื่องแรกถูกสร้างขึ้นด้วยการจุดระเบิดจากและฉีดพ่นอย่างประณีตในอากาศ สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงการกระจายที่สม่ำเสมอทั่วกระบอกสูบ และการระเหยเกิดขึ้นแล้วในกระบอกสูบภายใต้การกระทำของความร้อนอัด เพื่อให้แน่ใจว่าการทำให้เป็นละออง น้ำมันเบนซินถูกดูดเข้าไปโดยการไหลของอากาศผ่านหัวฉีดวัดแสง และทำให้ส่วนผสมคงที่ได้โดยการรักษาระดับน้ำมันเบนซินในคาร์บูเรเตอร์ให้คงที่ เครื่องบินไอพ่นถูกสร้างขึ้นในรูปแบบของรูหนึ่งรูหรือมากกว่าในท่อซึ่งตั้งฉากกับการไหลของอากาศ เพื่อรักษาความดัน มีถังขนาดเล็กพร้อมทุ่นลอยซึ่งรักษาระดับไว้ที่ความสูงที่กำหนด เพื่อให้ปริมาณน้ำมันเบนซินที่ดูดเข้าไปเป็นสัดส่วนกับปริมาณอากาศที่เข้ามา

เครื่องยนต์สันดาปภายในในยุคแรกเป็นแบบสูบเดียว และเพื่อเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์ พวกเขามักจะเพิ่มปริมาตรของกระบอกสูบ จากนั้นพวกเขาก็เริ่มบรรลุเป้าหมายนี้ด้วยการเพิ่มจำนวนกระบอกสูบ

ในตอนท้ายของศตวรรษที่ 19 เครื่องยนต์สองสูบปรากฏขึ้นและตั้งแต่ต้นศตวรรษเครื่องยนต์สี่สูบก็เริ่มแพร่หลาย

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) ที่ใช้งานได้จริงเครื่องแรกปรากฏขึ้นในเยอรมนีในปี พ.ศ. 2421 แต่ประวัติศาสตร์ของการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในมีรากฐานมาจากฝรั่งเศส ใน 1860 นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส เอธเวน เลอนัวร์ประดิษฐ์ เครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรก. แต่หน่วยนี้ไม่สมบูรณ์มีประสิทธิภาพต่ำและไม่สามารถนำไปปฏิบัติได้ นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสอีกคนมาช่วย โบ เดอ โรชาซึ่งในปี พ.ศ. 2405 แนะนำให้ใช้วงจรสี่จังหวะในเครื่องยนต์นี้:
1. ดูด
2. การบีบอัด
3. การเผาไหม้และการขยายตัว
4. ไอเสีย
เป็นรูปแบบนี้ที่นักประดิษฐ์ชาวเยอรมันใช้ นิโคลัส ออตโต้สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2421 อันดับแรก เครื่องยนต์สี่จังหวะสันดาปภายใน,ประสิทธิภาพสูงถึง 22% ซึ่งเกินค่าที่ได้รับอย่างมากเมื่อใช้เครื่องยนต์ทุกประเภทก่อนหน้านี้

รถคันแรกที่ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะคือรถสามล้อโดย Karl Benz ซึ่งสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2428 หนึ่งปีต่อมา (พ.ศ. 2429) มีตัวแปรปรากฏขึ้น

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เครื่องแรกถูกคิดค้นโดยวิศวกรชาวฝรั่งเศส Lenoir ในปี 1860 เครื่องยนต์นี้ทำซ้ำเครื่องยนต์ไอน้ำเป็นส่วนใหญ่ มันทำงานด้วยก๊าซเบาในรอบสองจังหวะโดยไม่มีการบีบอัด พลังของเครื่องยนต์ดังกล่าวอยู่ที่ประมาณ 8 แรงม้า ประสิทธิภาพประมาณ 5% เครื่องยนต์ Lenoir นี้เทอะทะมาก ดังนั้นจึงไม่พบการใช้งานอีกต่อไป

หลังจากผ่านไป 7 ปี วิศวกรชาวเยอรมัน N. Otto (พ.ศ. 2410) ได้สร้างเครื่องยนต์ 4 จังหวะพร้อมการจุดระเบิดด้วยการอัด เครื่องยนต์นี้มีกำลัง 2 แรงม้า ความเร็ว 150 รอบต่อนาที และได้รับการผลิตจำนวนมากแล้ว

เครื่องยนต์ 10 แรงม้า มีประสิทธิภาพ 17% มวล 4600 กก. และพบว่า แอพพลิเคชั่นกว้าง. โดยรวมแล้วมีการผลิตเครื่องยนต์ดังกล่าวมากกว่า 6,000 เครื่อง

ในปี 1880 กำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเป็น 100 แรงม้า

รูปที่ 3 เครื่องยนต์ Lenoir: 1 - spool; ห้องทำความเย็น 2 สูบ: 3 - หัวเทียน: 4 - ลูกสูบ: 5 - แกนลูกสูบ: 6 - ก้านสูบ: 7 - แผ่นหน้าสัมผัสจุดระเบิด: 8 - แกนสปูล: 9 - เพลาข้อเหวี่ยงพร้อมมู่เล่: 10 - แกนแกนหมุนนอกรีต

ในปี 1885 ในรัสเซีย กัปตันของ Baltic Fleet, I.S. Kostovich ได้สร้างเครื่องยนต์ขนาด 80 แรงม้าสำหรับการบิน ด้วยน้ำหนัก 240 กก. ในเวลาเดียวกันในเยอรมนี G. Daimler และ K. Benz ได้สร้างเครื่องยนต์พลังงานต่ำสำหรับรถม้าที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเอง - รถยนต์ ยุคของรถยนต์เริ่มต้นขึ้นในปีนี้

ในปลายศตวรรษที่ 19 ดีเซลวิศวกรชาวเยอรมันสร้างและจดสิทธิบัตรเครื่องยนต์ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อของผู้แต่งว่าเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซลถูกส่งไปยังกระบอกสูบ อากาศอัดจากคอมเพรสเซอร์และจุดระเบิดด้วยแรงอัด ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดังกล่าวอยู่ที่ประมาณ 30%

ที่น่าสนใจคือ ไม่กี่ปีก่อนดีเซล วิศวกรชาวรัสเซีย Trinkler ได้พัฒนาเครื่องยนต์ที่ใช้น้ำมันดิบตาม วัฏจักรผสม- ตามที่ทันสมัยทั้งหมด เครื่องยนต์ดีเซลอย่างไรก็ตาม มันไม่ได้รับการจดสิทธิบัตร และตอนนี้มีเพียงไม่กี่คนที่รู้จักชื่อของ Trinkler

สิ้นสุดการทำงาน -

หัวข้อนี้เป็นของ:

เครื่องยนต์สันดาปภายใน

คณะ MiAS .. เนื้อหาวิชา .. บทนำ เครื่องยนต์สันดาปภายใน บทบาท และการประยุกต์ใช้ ..

หากคุณต้องการเนื้อหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับหัวข้อนี้ หรือคุณไม่พบสิ่งที่คุณกำลังมองหา เราขอแนะนำให้ใช้การค้นหาในฐานข้อมูลผลงานของเรา:

เราจะทำอย่างไรกับเนื้อหาที่ได้รับ:

หากเนื้อหานี้มีประโยชน์สำหรับคุณ คุณสามารถบันทึกลงในเพจของคุณบนโซเชียลเน็ตเวิร์ก:

หัวข้อทั้งหมดในส่วนนี้:

บทบาทและการประยุกต์ใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในในการก่อสร้าง
เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นเครื่องยนต์ความร้อนแบบลูกสูบ ซึ่งกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง การปล่อยความร้อน และการแปรสภาพเป็น งานเครื่องกลเกิดขึ้นโดยตรง

กลไกหลักและระบบเครื่องยนต์
เครื่องยนต์สันดาปภายในประกอบด้วยกลไกข้อเหวี่ยง กลไกการจ่ายก๊าซ และระบบห้าระบบ: กำลัง การจุดระเบิด การหล่อลื่น การทำความเย็น และการสตาร์ท กลไกข้อเหวี่ยงออกแบบมาเพื่อเล่น

รอบทางทฤษฎีและรอบจริง
ลักษณะของกระบวนการทำงานในเครื่องยนต์อาจแตกต่างกัน - การจ่ายความร้อน (การเผาไหม้) เกิดขึ้นที่ปริมาตรคงที่ (ใกล้ TDC ซึ่งเป็นเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์) หรือที่แรงดันคงที่

1.7.3. กระบวนการบีบอัดทำหน้าที่: 1 เพื่อขยายขีด จำกัด อุณหภูมิระหว่างกระบวนการทำงาน 2เพื่อให้แน่ใจว่าคุณได้รับสูงสุด

การถ่ายเทความร้อนระหว่างการบีบอัด
ในช่วงเริ่มต้นของการหดตัวหลังปิดตลาด วาล์วทางเข้าหรือช่องระบายและไอเสีย อุณหภูมิของประจุที่เติมกระบอกสูบจะต่ำกว่าอุณหภูมิของผนัง ส่วนหัว และด้านล่างของลูกสูบ ดังนั้นใน

ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพ ความประหยัด และความสมบูรณ์แบบของการออกแบบเครื่องยนต์
ตัวบ่งชี้ตัวบ่งชี้: รูปที่ 20. แผนภาพตัวบ่งชี้สี่จังหวะ

ตัวบ่งชี้ความเป็นพิษของก๊าซไอเสียและวิธีลดความเป็นพิษ
สารเริ่มต้นในปฏิกิริยาการเผาไหม้คืออากาศที่มีคาร์บอนประมาณ 85% ไฮโดรเจนและก๊าซอื่นๆ 15% และเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่มีไนโตรเจนประมาณ 77% ออกซิเจน 23%

ขีดจำกัดการติดไฟของส่วนผสมอากาศกับเชื้อเพลิง
ข้าว. 24. อุณหภูมิการเผาไหม้ของสารผสมที่ติดไฟได้ในน้ำมันเบนซินและอากาศ สูตรที่แตกต่างกัน: ที

การเผาไหม้ในเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์
ในเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ เมื่อถึงเวลาที่ประกายไฟปรากฏขึ้น ส่วนผสมในการทำงานซึ่งประกอบด้วยอากาศ น้ำมันเชื้อเพลิงที่เป็นไอระเหยหรือเป็นก๊าซ และก๊าซที่เหลือจะเติมปริมาตรการอัด กระบวนการ

ระเบิด
การระเบิดเป็นกระบวนการทางความร้อนทางเคมีที่ซับซ้อน สัญญาณภายนอกของการระเบิดคือลักษณะของการเปล่งเสียง เคาะโลหะในกระบอกสูบเครื่องยนต์ ลดกำลัง และเครื่องยนต์ร้อนจัด

การเผาไหม้ในเครื่องยนต์ดีเซล
คุณสมบัติของกระบวนการเผาไหม้ มะเดื่อ 28: - การจ่ายเชื้อเพลิงเริ่มต้นล่วงหน้าโดยทำมุม θ ถึง TDC และสิ้นสุดหลังจาก v.m.t.; - การเปลี่ยนแปลงของความดันจาก

รูปแบบของห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์ดีเซลสันดาปภายใน
ห้องเผาไหม้ที่ไม่มีการแบ่งแยก ในห้องเผาไหม้ที่ไม่มีการแบ่งแยก รูปที่ 29 การปรับปรุงกระบวนการทำให้เป็นละอองของเชื้อเพลิงและการผสมกับอากาศถึง

กลไกข้อเหวี่ยงและการจ่ายแก๊ส
3.1. กลไกข้อเหวี่ยง (รูปที่ 33) ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับรู้ความดันของก๊าซและเปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบกลับเป็นการเคลื่อนที่แบบหมุน เพลาข้อเหวี่ยงเขา

ความดัน วัตถุประสงค์และวิธีการของความดัน
การอัดบรรจุอากาศของกระบอกสูบเครื่องยนต์สามารถทำได้ทั้งแบบไดนามิกหรือดำเนินการโดยใช้เครื่องอัดบรรจุอากาศแบบพิเศษ (คอมเพรสเซอร์) มีระบบแรงดันสามระบบที่ใช้ซูเปอร์ชาร์จเจอร์: กับหน้า

ระบบกำลังเครื่องยนต์
4.1 ระบบไฟฟ้าดีเซล ระบบจ่ายไฟจ่ายเชื้อเพลิงไปยังกระบอกสูบ ในเวลาเดียวกัน, พลังงานสูง

ระบบจ่ายไฟสำหรับเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์
การเตรียมและการจัดหาส่วนผสมที่ติดไฟได้ให้กับกระบอกสูบของเครื่องยนต์คาร์บูเรเตอร์ การควบคุมปริมาณและส่วนประกอบนั้นดำเนินการโดยระบบไฟฟ้า ซึ่งงานดังกล่าวมีผลอย่างมาก

ระบบจุดระเบิดแบบคอนแทคทรานซิสเตอร์
KTSZ เริ่มปรากฏบนรถยนต์ในยุค 60 ด้วยอัตราส่วนกำลังอัดที่เพิ่มขึ้น การใช้ส่วนผสมที่ทำงานได้ไม่ดี และความเร็วเพลาข้อเหวี่ยงและจำนวนกระบอกสูบที่เพิ่มขึ้น

ระบบจุดระเบิดทรานซิสเตอร์แบบไม่สัมผัส
BTSP ใช้มาตั้งแต่ยุค 80 หากใน KSZ เบรกเกอร์เปิดวงจรหลักโดยตรงใน KSZ - วงจรควบคุมจากนั้นใน BTSP (รูปที่ 61-63) จะไม่มีเบรกเกอร์และการควบคุมจะไม่ต้องสัมผัส

ระบบควบคุมไมโครโปรเซสเซอร์ของเครื่องยนต์
MSUD เริ่มติดตั้งในรถยนต์ตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 80 ในรถยนต์ที่ติดตั้งระบบฉีดเชื้อเพลิง ระบบควบคุมเครื่องยนต์ ประสิทธิภาพสูงสุดและ น

หมวกจำหน่าย
พื้นผิวด้านนอกของฝาครอบแผงจ่ายไฟและคอยล์จุดระเบิดต้องรักษาความสะอาด สำหรับฝาครอบ "Zhiguli" สูง แรงกระตุ้นจะไหลไปตามพื้นผิวด้านนอกไปยังตัวเรือนจ่ายไฟ

หัวเทียน
หัวเทียนให้ประกายไฟฟ้าที่จำเป็นในการจุดระเบิด ส่วนผสมการทำงานในกระบอกสูบเครื่องยนต์

หน้าสัมผัสเบรกเกอร์
ความน่าเชื่อถือ ระบบคลาสสิกการจุดระเบิด (KC3) ขึ้นอยู่กับตัวขัดขวางเป็นส่วนใหญ่ มันมักจะเกิดขึ้นเกี่ยวกับเบรกเกอร์ (โดยวิธีการเช่นเดียวกับองค์ประกอบอื่น ๆ ของระบบจุดระเบิด)

ระบบหล่อลื่นและระบายความร้อนและการสตาร์ท
ข้อกำหนดพื้นฐานระบบหล่อลื่นเครื่องยนต์ได้รับการออกแบบมาเพื่อป้องกันการสึกหรอที่เพิ่มขึ้น ความร้อนสูงเกินไปและการยึดเกาะของพื้นผิวที่สึกหรอ ลดต้นทุนของตัวบ่งชี้

ระบบทำความเย็น
ในเครื่องยนต์ลูกสูบในระหว่างการเผาไหม้ของส่วนผสมการทำงานอุณหภูมิในกระบอกสูบของเครื่องยนต์จะเพิ่มขึ้นเป็น 2,000-28,000 K เมื่อสิ้นสุดกระบวนการขยายตัวจะลดลงเป็น 1,000-1

เปิดตัวระบบ
สตาร์ทเครื่องยนต์ลูกสูบ s. โดยไม่คำนึงถึงประเภทและการออกแบบจะดำเนินการโดยการหมุนเพลาข้อเหวี่ยงของเครื่องยนต์จาก แหล่งที่มาต่างประเทศพลังงาน. ในกรณีนี้ ความเร็วในการหมุนควรเป็น

เชื้อเพลิง
เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในเป็นผลิตภัณฑ์จากการกลั่นน้ำมันดิบ (น้ำมันเบนซิน น้ำมันดีเซล) - ส่วนหลักคือไฮโดรคาร์บอน น้ำมันเบนซินเกิดจากการควบแน่นของเศษส่วนเบาจากการกลั่นปิโตรเลียม

น้ำมันเครื่อง
7.3.1. ข้อกำหนดสำหรับน้ำมันเครื่องในเครื่องยนต์ลูกสูบส่วนใหญ่ใช้น้ำมันจากแหล่งปิโตรเลียมเพื่อหล่อลื่นชิ้นส่วน คุณสมบัติทางเคมีฟิสิกส์ของน้ำมัน

น้ำยาหล่อเย็น
25-35% ของความร้อนทั้งหมดถูกกำจัดออกผ่านระบบทำความเย็น ประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของระบบทำความเย็นขึ้นอยู่กับคุณภาพของสารหล่อเย็นเป็นสำคัญ ข้อกำหนดการระบายความร้อน

อุปกรณ์หลักของยานพาหนะใด ๆ รวมถึงภาคพื้นดินคือโรงไฟฟ้า - เครื่องยนต์ที่แปลงพลังงานประเภทต่าง ๆ เป็นงานจักรกล

ในระหว่าง พัฒนาการทางประวัติศาสตร์ เครื่องยนต์ขนส่งงานเชิงกลของการเคลื่อนไหวได้ดำเนินการผ่านการใช้:

1) ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อของมนุษย์และสัตว์

2) แรงลมและกระแสน้ำ

3) พลังงานความร้อนของไอน้ำและ ชนิดต่างๆเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ ของเหลว และของแข็ง

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 จักรยานโลหะแบบเหยียบคันแรกซึ่งออกแบบใกล้เคียงกับจักรยานสมัยใหม่สร้างโดย Artamonov ชาวนาข้าแผ่นดินในเขต Verkhotrussky ของจังหวัด Perm ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 18 และ 19

โรงไฟฟ้าที่เก่าแก่ที่สุดแม้ว่าจะไม่ใช่โรงไฟฟ้าก็ตาม มอเตอร์ไฮดรอลิก- กังหันน้ำที่ขับเคลื่อนด้วยกระแส (น้ำหนัก) ของน้ำที่ตกลงมา เช่นเดียวกับกังหันลม แรงลมถูกนำมาใช้ตั้งแต่สมัยโบราณสำหรับการเคลื่อนที่ของเรือใบ และต่อมาอีกมากสำหรับเรือแบบหมุน การใช้ลมในเรือหมุนได้ดำเนินการโดยใช้เสาหมุนแนวตั้งซึ่งแทนที่ใบเรือ

การปรากฏตัวในศตวรรษที่ 17 เครื่องจักรน้ำ และเครื่องจักรไอน้ำในภายหลัง บทบาทสำคัญในการกำเนิดและพัฒนาการของการผลิตในโรงงานและต่อมาคือการปฏิวัติอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ความหวังอันยิ่งใหญ่ของนักประดิษฐ์ รถขับเคลื่อนด้วยตนเองในการสมัครครั้งแรก เครื่องยนต์ไอน้ำสำหรับยานพาหนะนั้นไม่สมควร 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 มาพร้อมกับความพยายามของนักประดิษฐ์หลายคนที่จะใช้ พลังงานไฟฟ้าสำหรับเครื่องยนต์ขนส่ง ในช่วงก่อนสหัสวรรษที่สาม รัสเซียเฉลิมฉลองครบรอบหนึ่งร้อยปีของการใช้พื้นที่ในเมือง การขนส่งไฟฟ้า- รถราง กว่าร้อยปีที่แล้วในยุค 80 ของศตวรรษที่ XIX รถยนต์ไฟฟ้าคันแรกปรากฏขึ้น ลักษณะของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการสร้างในปี 1860 แบตเตอรี่ตะกั่ว. อย่างไรก็ตาม ความถ่วงจำเพาะที่มากเกินไปและความจุไม่เพียงพอทำให้ยานพาหนะไฟฟ้าไม่สามารถเข้าร่วมแข่งขันได้ เครื่องยนต์ไอน้ำและเครื่องยนต์เบนซิน รถยนต์ไฟฟ้าที่มีแบตเตอรี่ซิลเวอร์-ซิงก์ที่เบากว่าและใช้พลังงานมากกว่าก็ไม่พบการใช้งานในวงกว้างเช่นกัน ในรัสเซียนักออกแบบที่มีความสามารถ I. V. Romanov สร้างขึ้นเมื่อปลายศตวรรษที่ 19 รถยนต์ไฟฟ้าหลายประเภทที่มีแบตเตอรี่ค่อนข้างเบา

รถยนต์ไฟฟ้ามีข้อดีค่อนข้างสูง ประการแรกพวกเขาเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมเนื่องจากไม่มีเลย ก๊าซไอเสียมีลักษณะการยึดเกาะที่ดีมากและการเร่งความเร็วสูงเนื่องจากแรงบิดที่เพิ่มขึ้นพร้อมจำนวนรอบที่ลดลง ใช้ไฟฟ้าราคาถูก ใช้งานง่าย เชื่อถือได้ในการใช้งาน ฯลฯ ทุกวันนี้ รถยนต์ไฟฟ้าและรถรางไฟฟ้ามีแนวโน้มอย่างจริงจังในการพัฒนาและใช้ในการขนส่งในเมืองและชานเมือง เนื่องจากต้องแก้ปัญหาอย่างจริงจังเพื่อลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม

ความพยายามในการสร้าง เครื่องยนต์ลูกสูบการเผาไหม้ภายในเกิดขึ้นตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 18 ดังนั้น ในปี พ.ศ. 2342 ดี. บาร์เบอร์ ชาวอังกฤษได้เสนอเครื่องยนต์ที่ทำงานบนส่วนผสมของอากาศและก๊าซที่ได้จากการกลั่นไม้ Etienne Lenoir ผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์แก๊สอีกคนใช้แก๊สส่องสว่างเป็นเชื้อเพลิง

ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2344 Philippe de Bonnet ชาวฝรั่งเศสได้เสนอโครงการเครื่องยนต์แก๊สซึ่งอากาศและแก๊สถูกบีบอัดโดยปั๊มอิสระ ป้อนเข้าไปในห้องผสมและจากที่นั่นเข้าไปในกระบอกสูบเครื่องยนต์ ซึ่งส่วนผสมถูกจุดด้วยประกายไฟ การปรากฏตัวของโครงการนี้ถือเป็นวันเกิดของแนวคิดเรื่องการจุดระเบิดด้วยไฟฟ้าของส่วนผสมอากาศและเชื้อเพลิง

อันดับแรก เครื่องยนต์นิ่งรูปแบบใหม่ที่ทำงานในวงจรสี่จังหวะพร้อมการบีบอัดส่วนผสมล่วงหน้าได้รับการออกแบบและสร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2405 โดยช่างเครื่องโคโลญจน์ N. Otto

น้ำมันเบนซินสมัยใหม่เกือบทั้งหมดและ เครื่องยนต์แก๊สจนถึงขณะนี้ พวกเขาได้ดำเนินการในวัฏจักร Otto (วัฏจักรที่มีการป้อนความร้อนที่ปริมาตรคงที่)

การใช้งานจริงของเครื่องยนต์สันดาปภายในสำหรับ ลูกเรือขนส่งเริ่มขึ้นในทศวรรษที่ 70 และ 80 ศตวรรษที่ 19 ขึ้นอยู่กับการใช้ส่วนผสมของแก๊สและน้ำมันเบนซินกับอากาศเป็นเชื้อเพลิงและการบีบอัดล่วงหน้าในกระบอกสูบ นักออกแบบชาวเยอรมันสามคนได้รับการยอมรับอย่างเป็นทางการว่าเป็นผู้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ขนส่งที่ใช้เศษส่วนของเหลวของการกลั่นน้ำมัน: Gottlieb Daimler ผู้สร้างรถจักรยานยนต์ด้วยเครื่องยนต์เบนซินตามสิทธิบัตรลงวันที่ 29 สิงหาคม พ.ศ. 2428;

คาร์ล เบนซ์ ผู้สร้างรถสามล้อด้วยเครื่องยนต์เบนซินภายใต้สิทธิบัตรลงวันที่ 25 มีนาคม พ.ศ. 2429

รูดอล์ฟ ดีเซล ผู้ได้รับสิทธิบัตรในปี พ.ศ. 2435 สำหรับเครื่องยนต์ที่มีการจุดระเบิดได้เองของส่วนผสมระหว่างอากาศและเชื้อเพลิงเหลว เนื่องจากความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการบีบอัด

ควรสังเกตว่ามีการสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายในเครื่องแรกที่ทำงานในรัสเซียโดยใช้เศษส่วนเบาของการกลั่นน้ำมัน ดังนั้นในปี 1879 กะลาสีเรือชาวรัสเซีย I.S. Kostovich จึงออกแบบ และในปี 1885 ก็ประสบความสำเร็จในการทดสอบ 8 สูบ เครื่องยนต์แก๊สน้ำหนักเบาและ พลังงานสูง. 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 แม้แต่คาร์บูเรเตอร์ด้วย การควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ไม่สามารถรับประกันการปฏิบัติตามข้อกำหนดที่ทันสมัยสำหรับความเป็นพิษของไอเสียในโหมดการทำงานของเครื่องยนต์ส่วนใหญ่ ข้อกำหนดเหล่านี้และสภาวะการแข่งขันที่รุนแรงในตลาดโลกได้เปลี่ยนประเภทของโรงไฟฟ้าสำหรับยานยนต์อย่างรวดเร็ว และเหนือสิ่งอื่นใดสำหรับ ขนส่งผู้โดยสาร. วันนี้ ระบบต่างๆการฉีดเชื้อเพลิงด้วยระบบควบคุมต่าง ๆ รวมถึงระบบอิเล็กทรอนิกส์ได้แทนที่การใช้คาร์บูเรเตอร์ในเครื่องยนต์รถยนต์นั่งส่วนบุคคลเกือบทั้งหมด

การปรับโครงสร้างครั้งใหญ่ของการสร้างเครื่องยนต์โดยบริษัทยานยนต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลกในทศวรรษสุดท้ายของศตวรรษที่ 20 ใกล้เคียงกับช่วงที่สามของการชะลอตัวของการสร้างเครื่องยนต์ของรัสเซีย เนื่องจากวิกฤตเศรษฐกิจของประเทศ อุตสาหกรรมในประเทศจึงไม่สามารถรับประกันการถ่ายโอนการสร้างเครื่องยนต์ไปสู่การผลิตเครื่องยนต์ประเภทใหม่ได้ทันท่วงที ในขณะเดียวกัน รัสเซียก็มีพื้นฐานการวิจัยที่ดีในการสร้าง เครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มและบุคลากรที่มีคุณสมบัติของผู้เชี่ยวชาญที่สามารถนำพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์และการออกแบบที่มีอยู่ไปใช้ในการผลิตได้อย่างรวดเร็ว ในช่วง 8 - 10 ปีที่ผ่านมา มีการพัฒนาและผลิตต้นแบบเครื่องยนต์ใหม่โดยพื้นฐานพร้อมการกระจัดที่ปรับได้ รวมถึงอัตราส่วนการอัดที่ปรับได้ได้รับการพัฒนาและผลิตขึ้น ในปี 1995 พัฒนาและใช้งานที่ Zavolzhsky โรงงานเครื่องยนต์และที่โรงงานรถยนต์ Nizhne-Novgorod ระบบไมโครโปรเซสเซอร์การจ่ายเชื้อเพลิงและการควบคุมการจุดระเบิด มาตรฐานสิ่งแวดล้อมยูโร-1 ตัวอย่างเครื่องยนต์ที่มีระบบควบคุมการจ่ายเชื้อเพลิงแบบไมโครโปรเซสเซอร์และคอนเวอร์เตอร์ได้รับการพัฒนาและผลิตจนน่าพอใจ ข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมยูโร-2 ในช่วงเวลานี้ นักวิทยาศาสตร์และผู้เชี่ยวชาญของ NAMI ได้พัฒนาและสร้าง: เครื่องยนต์ดีเซลเทอร์โบคอมพาวด์ที่มีแนวโน้ม ชุดของดีเซลและเบนซินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม เครื่องยนต์สะอาดเค้าโครงแบบดั้งเดิม เครื่องยนต์ทำงาน เชื้อเพลิงไฮโดรเจนลอย ยานพาหนะ ข้ามสูงมีผลอ่อนโยนต่อพื้นดินเป็นต้น.

โหมดการขนส่งภาคพื้นดินสมัยใหม่เป็นผลมาจากการพัฒนาส่วนใหญ่มาจากการใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบเป็นโรงไฟฟ้า เป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในแบบลูกสูบที่ยังคงเป็นประเภทหลักของโรงไฟฟ้า ส่วนใหญ่ใช้กับรถยนต์ รถแทรกเตอร์ เกษตรกรรม การขนส่งทางถนน และเครื่องจักรก่อสร้าง แนวโน้มนี้ยังคงดำเนินต่อไปในปัจจุบันและจะดำเนินต่อไปในอนาคตอันใกล้ คู่แข่งหลักของเครื่องยนต์ลูกสูบ ได้แก่ กังหันก๊าซและไฟฟ้า พลังงานแสงอาทิตย์และเครื่องบินไอพ่น โรงไฟฟ้า- ยังไม่ได้ออกจากขั้นตอนของการสร้างตัวอย่างทดลองและชุดนำร่องขนาดเล็ก แม้ว่าจะมีการปรับปรุงและปรับปรุงเนื่องจากเครื่องยนต์ออโต้แทรกเตอร์ยังคงดำเนินต่อไปในบริษัทและบริษัทหลายแห่งทั่วโลก

เครื่องยนต์สันดาปภายใน

(คณะ MiAS)

การแนะนำ. เครื่องยนต์สันดาปภายใน

บทบาทและ การใช้เครื่องยนต์สันดาปภายในในการก่อสร้าง

เครื่องยนต์สันดาปภายใน (ICE) เป็นเครื่องยนต์ความร้อนแบบลูกสูบซึ่งกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง การปล่อยความร้อน และการเปลี่ยนแปลงไปสู่การทำงานเชิงกลเกิดขึ้นโดยตรงในกระบอกสูบเครื่องยนต์

รูปที่ 1 แบบฟอร์มทั่วไป เครื่องยนต์ดีเซลสันดาปภายใน

เครื่องยนต์สันดาปภายใน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเครื่องยนต์ดีเซล พบว่ามีการใช้งานอย่างกว้างขวางที่สุดในฐานะอุปกรณ์ไฟฟ้าในการก่อสร้างที่หลากหลายและ รถยนต์ถนนต้องการความเป็นอิสระจาก แหล่งข้อมูลภายนอกพลังงาน. ประการแรกคือการขนส่ง (ทั่วไปและ วัตถุประสงค์พิเศษ, รถแทรกเตอร์บรรทุก, รถแทรกเตอร์), เครื่องขนย้าย (รถตักและรถตักถัง, รถตักถัง), บูม รถเครนเคลื่อนที่,เครื่องสำหรับ กำแพงดินเป็นต้น สำหรับเครื่องจักรก่อสร้างและถนนจะใช้เครื่องยนต์ที่มีกำลังตั้งแต่ 2 ถึง 900 กิโลวัตต์

คุณลักษณะของการทำงานคือเครื่องเหล่านี้ทำงานเป็นเวลานานในโหมดใกล้เคียงกับค่าเล็กน้อยโดยมีนัยสำคัญ

ชื่อและการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในการโหลดภายนอก เพิ่มปริมาณฝุ่นละอองในอากาศที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ สภาพภูมิอากาศและมักไม่มีที่เก็บของในโรงรถ

รูปที่ 2 ขนาด หลากหลายชนิดเครื่องยนต์: a - รถจักรยานยนต์;

ข - รถยนต์นั่ง; วี - รถบรรทุกกำลังรับน้ำหนักปานกลาง g - หัวรถจักรดีเซล จ - ดีเซลทางทะเล; e - เครื่องยนต์ turbojet สำหรับการบิน

เรื่องสั้น การพัฒนาน้ำแข็ง

หลังจากผ่านไป 7 ปี วิศวกรชาวเยอรมัน N. Otto (พ.ศ. 2410) ได้สร้างเครื่องยนต์ 4 จังหวะพร้อมการจุดระเบิดด้วยการอัด เครื่องยนต์นี้มีกำลัง 2 แรงม้าด้วยความเร็ว 150 รอบต่อนาที เครื่องยนต์ 10 แรงม้า มีประสิทธิภาพ 17% มวล 4600 กก. ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยรวมแล้วมีการผลิตเครื่องยนต์ดังกล่าวมากกว่า 6,000 เครื่อง ในปี พ.ศ. 2423 กำลังเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเป็น 100 แรงม้า

ในปลายศตวรรษที่ 19 ดีเซลวิศวกรชาวเยอรมันสร้างและจดสิทธิบัตรเครื่องยนต์ซึ่งต่อมากลายเป็นที่รู้จักในชื่อของผู้แต่งว่าเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงในเครื่องยนต์ดีเซลถูกส่งไปยังกระบอกสูบโดยการอัดอากาศจากคอมเพรสเซอร์และจุดระเบิดโดยการบีบอัด ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ดังกล่าวอยู่ที่ประมาณ 30%

ที่น่าสนใจคือ ไม่กี่ปีก่อนดีเซล วิศวกรชาวรัสเซีย Trinkler ได้พัฒนาเครื่องยนต์ที่ทำงานด้วยน้ำมันดิบในวงจรรวม ซึ่งเครื่องยนต์ดีเซลสมัยใหม่ทั้งหมดทำงาน แต่เครื่องยนต์ดังกล่าวไม่ได้รับการจดสิทธิบัตร และปัจจุบันมีเพียงไม่กี่คนที่รู้จักชื่อของ Trinkler