Moim zdaniem pierwszy bardzo prymitywny silnik spalinowy można nazwać armatą. Opłata ( ciało robocze) następnie wkładany jest pocisk (tłok), pocisk ładunku zostaje odpalony (zapłon), spalanie paliwa powoduje powstanie dużej ilości gazów miotających (skok roboczy), które rozprężając się, silnie wypychają pocisk z lufy, co jest, nie niezbędna praca... Dalej cały cykl, choć powoli, ale powtarzany.
Pierwsze urządzenia, które niejasno przypominają silnik wewnętrzne spalanie używał również prochu strzelniczego. W XVII wieku wynalazca Christian Huygens użył pompy prochowej do dostarczania wody do ogrodów Pałacu Wersalskiego, co wymagało co najmniej 3000 metrów sześciennych wody dziennie. W rzeczywistości był to pierwszy, praktycznie używany, prymitywny silnik spalinowy. (Według niektórych raportów silnik nie został zbudowany.)
Pod koniec XVIII wieku rozwinęły się maszyny parowe. Już wtedy twórcy parowozów zrozumieli, że lepsze paliwo spalać bezpośrednio w cylindrze silnika, akurat w tym czasie nie było dogodnego do tego procesu paliwa.
W latach 80. XVIII wieku wynalazca Alexandro Volta wykonał zabawkowy pistolet w lufie, w której mieszanina powietrza i wodoru eksplodowała iskrą elektryczną. W wyniku eksplozji z lufy został wypchnięty korek. Na pierwszy rzut oka nie ma to nic wspólnego z silnikiem spalinowym, ale to właśnie popchnęło wynalazców do możliwości wykorzystania gazu w silniku spalinowym jako czynnika roboczego i możliwości zapłonu gazu za pomocą iskry elektrycznej.
Następnie niektórzy wynalazcy, opierając się na doświadczeniach Volty, próbowali stworzyć silniki spalinowe działające na mieszance wodoru z powietrzem.
Silnik libański
Jasne wydarzenie w długa historia Stworzenie silnika spalinowego było wynalezieniem metody wytwarzania sztucznego gazu palnego.Metodę wytwarzania gazu palnego przez suchą destylację z drewna lub węgla zaproponował francuski inżynier Philippe Le Bon w 1799 roku. Nawet nie biorąc pod uwagę znaczenia tego gazu w historii rozwoju silnika spalinowego, wynalazek ten odegrał ważną rolę w historii ludzkości, gaz ten na początku XIX wieku był szeroko stosowany do oświetlenia, co sprawiło, że możliwość wymiany drogie świece i rozjaśnij życie. Dlatego gaz ten często nazywano „gazem lampowym”, ale czasami, ze względu na metodę produkcji, nazywano go „gazem węglowym”. Bardzo szybko Le Bon ustalił, że mieszanina gazu i powietrza łatwo wybucha, wydzielając dużą ilość ciepła, w wyniku czego dochodzi do silnego rozprężenia spalonej mieszanki, czyli wytworzenia niezbędnego ciśnienia, które można wykorzystać do uzyskać energię mechaniczną. W oparciu o to odkrycie w 1801 roku Le Bon otrzymał patent na silnik zasilany lampą gazową.
Zaproponowany przez Le Bona silnik nie różnił się zbytnio konstrukcją od silnika parowego, po prostu zamiast pary pod ciśnieniem Le Bon zaproponował wprowadzenie do cylindra mieszanki gazu zapalającego z powietrzem, a następnie zapalenie tej mieszanki. Konstrukcja silnika obejmowała dwie sprężarki i komorę mieszania. Jedna ze sprężarek wstępnie sprężała powietrze dostarczane do komory mieszania, druga sprężarka sprężała gaz świetlny pochodzący z gazogeneratora. Następnie mieszanina powietrzno-gazowa była podawana do cylindra silnika w celu późniejszego zapłonu. Należy zauważyć, że silnik Lebon był nazywany silnikiem dwukierunkowym, w takich konstrukcjach gaz (płyn roboczy) naprzemiennie naciska na tłok z obu stron. Oprócz tego Philippe Le Bon, bazując na zabawkowym pistolecie Alexandro Volty, wynalazł elektryczny zapłon, który wykorzystywał iskrę elektryczną. Niestety Philippe Le Bon zmarł w 1804 roku. Jego przedwczesna śmierć nie pozwoliła spełnić marzeń o stworzeniu opatentowanego przez niego gazowego silnika spalinowego.
W pamięci ludzkości Philippe Le Bon pozostał jako wynalazca gazu lampowego, który przez kilkadziesiąt lat był używany do oświetlania miast.
A dla specjalistów jest pamiętany jako wynalazca silnika spalinowego na gaz i elektrycznego zapłonu.W pierwszej połowie XIX wieku wielu wynalazców próbowało stworzyć sprawny silnik spalinowy, tylko w Anglii w tym okresie uzyskano ponad 50 (według niektórych źródeł 100 lub nawet 200) patentów na silnik spalinowy. Podobne patenty uzyskali wynalazcy z innych krajów. Niektórym wynalazcom udało się tylko opatentować silniki, niektórym udało się stworzyć działające silniki, ale te silniki nie otrzymały dalszy rozwój... Prace niektórych wynalazców były bardzo ciekawe, ale nie sposób opisać wszystkich projektów w jednym artykule. Dlatego w przyszłości skupimy się tylko na najbardziej uderzających wydarzeniach i osobistościach, które odegrały znaczącą rolę w historii powstania i rozwoju silnika spalinowego.
W 1824 roku miało miejsce bardzo ważne wydarzenie dla rozwoju silników spalinowych. Francuski fizyk i inżynier wojskowy Carnot, oparty na prawach termodynamiki, w swojej pracy „Refleksje na temat siły napędowej ognia i maszyn zdolnych do rozwijania tej siły” teoretycznie opisał pracę ideału silnik cieplny... Na co szczególnie warto zwrócić uwagę w swojej pracy, Carnot teoretycznie uzasadnił potrzebę sprasowania mieszanki palnej przed zapłonem.
I pomimo tego, że sam Carnot nie stworzył silnika spalinowego, ten człowiek odegrał bardzo ważną rolę w stworzeniu i rozwoju silnika cieplnego. To na teorii Carnota powstały silniki spalinowe Otto i Diesel, które są podstawą wszystkiego nowoczesne silniki.
Silnik Barsanti i Matechi
(Eugeniusz Barsanti i Felice Matteucci)
12 czerwca 1854 r. włoscy wynalazcy Barsanti i Matechi opatentowali w Londynie swój silnik spalinowy. Silnik został opatentowany w Londynie, ponieważ ówczesne włoskie prawo nie zapewniało niezawodnej ochrony międzynarodowej.
Był to silnik z wolnym tłokiem, rozprężające się gazy, pokonujące ciśnienie atmosfery i ciężar tłoka, podnoszące tłok do góry. Do zapłonu mieszanina robocza użyto iskry elektrycznej. Po schłodzeniu gazów pod tłokiem powstała próżnia i tłok pod wpływem ciśnienia atmosferycznego opadł, wytwarzając jednocześnie użyteczny Praca mechaniczna.
Następnie niemieccy inżynierowie Otto i Langen stworzyli silnik o podobnej konstrukcji, co odniosło wielki sukces komercyjny.
Schemat silnika
Ten rysunek przedstawia schemat urządzenia silnika Barsanti i Matechi.
Bardziej szczegółowy projekt takiego silnika zostanie omówiony w opisie pierwszego silnika Otto.
Ogólny widok silnika Barsanti i Matechi.
Silnik Barsanti miał znaczną przewagę nad powszechnie stosowanym wówczas silnikiem parowym, był bielszy, bezpieczniejszy, bardziej kompaktowy i można go było szybko uruchomić. Waga tego silnika nie pozwalała na zainstalowanie go w samochodzie, ale nie był do tego przeznaczony. Silnik miał być wykorzystywany jako źródło energii mechanicznej w manufakturach, warsztatach rzemieślniczych lub instalowany na statkach.
Niektóre źródła wskazują, że silnik Barsanti i Matechi był pierwszym praktycznie stosowanym silnikiem spalinowym. Ale patent na ten silnik został utracony, więc nie jest możliwe dokładne opisanie konstrukcji silnika. Co prawda zachowało się kilka dokumentów finansowych, potwierdzających wykonanie silnika na zamówienie. Zachowało się też kilka starych rysunków silnika, ale biorąc pod uwagę przykłady, które udało mi się znaleźć, można powiedzieć, że było kilka konstrukcji silnika i że silnik był produkowany do każdego zamówienia. nowy styl... Istnieją dowody na to, że silniki budowane na zamówienie były instalowane na statkach lub wykorzystywane jako źródło energii mechanicznej w fabrykach.
W 1856 Barsanti i Mateci zbudowali dwucylindrowy silnik o mocy 5 KM. w każdym cylindrze znajdowały się dwa tłoki zbliżające się do siebie.
Model silnika
Zdjęcie muzealne jednocylindrowego silnika Barsanti i Matechi
Mechanizm zębaty, który zamienia ruch posuwisto-zwrotny tłoka na obrót wału silnika.
Duże koła zębate zamontowane na wale najwyraźniej miały wbudowany mechanizm zapadkowy, a koło zębate zamontowane wzdłuż osi wału zostało zaprojektowane tak, aby synchronizować ruch tłoków. Kiedy jeden z tłoków podniósł się, drugi opadł.
Silnik Barsanti z dwoma tłokami
Silnik Barsanti i Matechi z dwoma przeciwstawnymi tłokami
Te trzy liczby przedstawiają silnik Barsanti i Matechi, który ma zupełnie inną konstrukcję. W cylindrze tego silnika zainstalowano dwa tłoki, zbliżające się do siebie. Z pomocą zębatka siła z tłoków była przenoszona na koła zębate, wewnątrz których zbudowano mechanizm zapadkowy. Aby zsynchronizować ruch tłoków, na obu wałach poprzecznych zainstalowano koła zębate stożkowe, które przekazywały obrót na wspólny wał podłużny, na obu końcach którego również zainstalowano koła zębate stożkowe.
Znajdź dokładniejsze i wiarygodne informacje Nie udało mi się z silnikiem Barsanti i Matechi, chociaż ten silnik jest stale wspominany w artykułach dotyczących historii silnika spalinowego. Co więcej, jest często określany jako pierwszy znaleziony silnik praktyczne użycie, ale nie produkowane masowo. Być może zamieszanie wynika z faktu, że inni inżynierowie pracujący nad stworzeniem silnika spalinowego pracowali we Włoszech. Na przykład w 1856 roku włoski inżynier Petro Venini stworzył działający prototyp silnika o mocy 5 KM, a w kolejnych latach stworzył więcej potężne silniki, które były wykorzystywane jako stacjonarne źródła energii mechanicznej w przedsiębiorstwach przemysłowych we Włoszech.
Silnik Lenoira
(Jean Etienne Lenoir)
W połowie XIX wieku w powietrzu pojawiła się idea silnika spalinowego. Wielu wynalazców w różnych krajach stworzyło eksperymentalne projekty silników pracujących na mieszaninie wodoru i powietrza, na gazie lampowym, na pyle węglowym, a nawet na paliwie płynnym, używając do tego różnych łatwopalnych cieczy.
Ale był to tylko belgijski inżynier Etienne Lenoir (1822-1900) ( Drelich Józefa Etienne Lenoir) w 1860 r.
Pracując w belgijskiej galwanizerni, Lenoir zapoznał się z zasadami elektrotechniki. Eksperymenty Lenoira z elektrycznością w 1859 roku doprowadziły go do pomysłu użycia iskry elektrycznej do zapalenia mieszanki gazowo-powietrznej. To doprowadziło go do decyzji o stworzeniu silnika wykorzystującego tę zasadę. Być może Lenoir znał prace Le Bona.
W 1860 roku Lenoir otrzymał patent na swój silnik. W tym samym roku Lenoir zbudował silnik na podstawie uzyskanego patentu.
Wielu inżynierów, współczesnych Lenoirowi, nie uważało jego silnika za niezależny wynalazek, ponieważ Lenoir połączył jednostki i części, które były powszechnie używane wcześniej. Ale silnik Lenoira okazał się pierwszym praktycznie pracującym silnikiem spalinowym, który został wyprodukowany seryjnie i otrzymał kontynuację komercyjną.
Zasady działania silnika Lenoir.
W swoim układzie i konstrukcji silnik Lenoir miał wszystkie cechy silnika parowego, w tym prawie nie różnił się od silnika Le Bon.
Podobnie jak w silniku parowym, podstawą silnika był cylinder, w środku którego znajdował się tłok poruszający się z jednej skrajnej pozycji do drugiej. Zasadniczo w jednym cylindrze znajdowały się dwie komory spalania.
Jedynie cylinder silnika nie był zasilany parą pod ciśnieniem, lecz mieszaniną powietrza z gazem oświetlającym. Gdy tłok przekroczył połowę swojego suwu od skrajnego położenia, do objętości cylindra uwolnionej za tłokiem podawano świecący gaz i powietrze, mieszając się, tworząc palną mieszankę powietrzno-gazową. Mieszanka powietrzno-gazowa, która znajdowała się w cylindrze pod ciśnieniem atmosferycznym, została zapalona za pomocą iskry elektrycznej, mieszanina szybko uległa spaleniu wraz z jej rozprężaniem, a w drugiej połowie suwu tłok przeszedł pod wpływem ciśnienia rozprężających się gazów, które zapewniły użyteczna praca silnik. W tym samym czasie górna zawór suwakowy zapewnił wylot spalin z drugiej strony tłoka.
Samochód był dwustronnego działania z szpulowym rozprowadzaniem cieczy roboczej: dolna szpula zapewniała naprzemienne dostarczanie powietrza i gazu w komorze cylindra umieszczonej wzdłuż różne strony tłok, natomiast górna szpula zapewniała naprzemienne uwalnianie produktów spalania spalin z przeciwległych wnęk cylindra.
Mechanizm korbowy silnika zamieniał ruch posuwisto-zwrotny tłoka na ruch obrotowy koła zamachowego. Podczas jednego obrotu wału silnika nastąpiły dwa zapłony mieszanki powietrzno-gazowej, naprzemiennie z każdej strony tłoka, przy braku sprężania mieszanki. Na tej podstawie do grupy zalicza się silnik Lenoira silniki atmosferyczne .
Urządzenie silnikowe Lenoir
1 - Cewka Rumkorfa; 2 - Baterie galwaniczne; 3 - Łożysko wał korbowy; 4 - wał korbowy; 5 - korba wału korbowego; 6 - Koło zamachowe; 7 - Mimośród wlotowego zaworu suwakowego; 8 - Trzon zaworu wlotowego; 9 - Mimośród suwaka wylotowego; 10 - Trzon zaworu wydechowego; 11 - korbowód; 12 - tłoczysko; 13 - Rozdzielacz zapłonu suwakowego; 14 - Tłok; 15 - świeca zapłonowa tylna kamera; 16 - świeca zapłonowa przedniej komory; 17 - przednia komora cylindra; 18 - Wlotowy zawór suwakowy; 19 - Suwak spustowy; 20 - Cylinder; 20 - Kurtka chłodząca.
Rochas) wydał książkę w nakładzie 300 egzemplarzy” Nowa zasada pracy maszyn napędowych, w których paliwo spalane jest wewnątrz cylindra”, w którym uzasadnił zasady działania czterosuwowego silnika spalinowego.W swojej pracy Beau de Roche zwrócił uwagę na znaczenie wstępnego sprężenia mieszaniny roboczej przed zapłonem. Broszura ta została opublikowana 16 lat przed zarejestrowaniem patentu niemieckiego inżyniera Nikolausa Otto, uważanego na całym świecie za wynalazcę czterosuwowego silnika spalinowego ze wstępnym sprężaniem mieszaniny roboczej.
Sam Beau de Roche nie zbudował silnika.
Warunki
„Silnik atmosferyczny”
W tym czasie termin ten oznaczał silniki spalinowe, w których przed zapłonem nie było sprężania mieszaniny roboczej.
Obecnie termin ten ma zupełnie inne znaczenie. Nowoczesne silniki mogą być wolnossące lub wolnossące. Silniki, które nie mają doładowania (wymuszonego wtrysku powietrza do układu dolotowego silnika) nazywane są atmosferycznymi.
Cewka rumkorfa
Cewka rumkorfa, jest bardzo podobny do cewki zapłonowej nowoczesnego silnika spalinowego. Konstrukcja cewki jest dość prosta, dwa uzwojenia są nawinięte na metalowy rdzeń. Podstawowy - mała ilość zwoje grubego drutu, a wtórne - duża liczba zwojów cienkiego drutu. Podczas podłączania i odłączania uzwojenia pierwotnego do ogniwa galwaniczne(baterie) w uzwojeniu wtórnym na krótko generowany jest prąd o wysokim napięciu.
Bez względu na to, jak bardzo starali się inżynierowie XVIII-XIX wieku. zwiększyć sprawność silnika parowego, nadal pozostawała zbyt niska. Silnik, który wydmuchuje parę w środowisko, w zasadzie nie mógł mieć sprawności większej niż 8-10% (na przykład w silniku parowym Watta była to tylko 3-4%). I chociaż później powstały potężniejsze instalacje parowe, z powodzeniem stosowane w przemyśle, w transporcie kolejowym i wodnym, nie mogły być stosowane w samochodach.
Rekordziści naszych czasów
Najmocniejszy nowoczesny silnik spalinowy to Wartsila-Sulzer RTA96-C. Mierzy 27 na 17 mi rozwija pojemność około 109 tysięcy litrów. z. Jednostka ta pracuje na oleju opałowym i jest stosowana w przemyśle stoczniowym. Silnik zainstalowany w amerykańskim supersamochodzie Vector WX-8 pretenduje do miana najmocniejszego silnika samochodowego. Jego pojemność to 1200 litrów. z. (chociaż w prasie jest liczba 1850 litrów. od).
Niską moc wyjściową silników parowych tłumaczy się stopniowaniem procesu: woda podgrzana podczas spalania paliwa zamienia się w parę, której energia zamieniana jest na pracę mechaniczną. Dlatego silniki parowe nazywane są silnikami. spalanie zewnętrzne... Ale co się stanie, jeśli użyjesz energii wewnętrznej paliwa bezpośrednio?
Pierwszym, który rozpoczął eksperymenty z silnikiem spalinowym, był XVII-wieczny fizyk holenderski. Christiana Huygensa. Wśród jego wielu odkryć i wynalazków, nigdy nie zrealizowany projekt silnika czarnoprochowego został całkowicie zagubiony. W 1688 roku Francuz Denis Papin wykorzystał pomysły Huygensa i zaprojektował urządzenie w postaci cylindra, w którym tłok poruszał się swobodnie. Tłok był połączony liną przerzuconą przez blok z ładunkiem, który również unosił się i opadał za tłokiem. Do dolnej części cylindra wsypywano proch, a następnie podpalano. Powstałe gazy, rozszerzając się, pchały tłok w górę. Następnie cylinder i tłok z na zewnątrz oblane wodą gazy w cylindrze uległy ochłodzeniu, a ich ciśnienie na tłoku spadło. Tłok pod wpływem własnego ciężaru i ciśnienia atmosferycznego opuszczał się podczas podnoszenia ładunku. Niestety taki silnik nie nadawał się do celów praktycznych: cykl technologiczny jego działania był zbyt skomplikowany, a w użytkowaniu dość niebezpieczny.
W rezultacie Papen porzucił swoje przedsięwzięcie i zajął się silniki parowe, a kolejną mniej lub bardziej udaną próbę zaprojektowania silnika spalinowego podjął 18 lat później Francuz Jose Nicefort Niepce, który zasłynął jako wynalazca fotografii. Wraz ze swoim bratem Claude Niepce wymyślił silnik łodzi wykorzystanie pyłu węglowego jako paliwa. Nazwany przez wynalazców „pyreolofor” (przetłumaczony z greckiego „niesiony przez ognisty wiatr”), silnik został opatentowany, ale nie udało się wprowadzić go do produkcji.
Rok później szwajcarski wynalazca François Isaac de Rivaz otrzymał we Francji patent na załogę napędzaną silnikiem spalinowym. Silnik był cylindrem, w którym zapalał się wodór wytwarzany przez elektrolizę. Kiedy gaz eksplodował i rozszerzał się, tłok poruszał się w górę, a gdy poruszał się w dół, uruchamiał koło pasowe. War de Rivaz był oficerem armii napoleońskiej, co uniemożliwiło ukończenie prac nad wynalazkiem, który później ożywił całą rodzinę silników wodorowych.
Kilka lat wcześniej francuski inżynier Philippe Le Bon był bardzo bliski stworzenia dość wydajnego silnika spalinowego, który pracuje na lampowej mieszaninie gazów palnych, głównie metanu i wodoru, uzyskanej z termicznej obróbki węgla.
Nieznany artysta. Portret Denisa Papina. 1689 g.
Amerykańskie samochody lat 30.
Już w 1799 roku Le Bon otrzymał patent na metodę wytwarzania gazu oświetleniowego przez suchą destylację drewna, a kilka lat później opracował projekt silnika, który obejmował dwie sprężarki i komorę mieszania. Jedna sprężarka miała pompować do komory sprężone powietrze, druga sprężony gaz świetlny z generatora gazu. Mieszanka gazowo-powietrzna weszła do cylindra roboczego, gdzie uległa zapłonowi. Silnik był dwustronnego działania, to znaczy naprzemiennie działające komory robocze znajdowały się po obu stronach tłoka. W 1804 roku wynalazca zmarł, zanim zrealizował swój pomysł.
W kolejnych latach wielu wynalazców odrzuciło myśl Le Bona, niektórzy nawet otrzymali patenty na swoje silniki, na przykład Anglicy Brown i Wright, którzy jako paliwo stosowali mieszankę powietrza z gazem lampowym. Silniki te były dość nieporęczne i niebezpieczne w obsłudze. Podwaliny pod stworzenie lekkiego i kompaktowego silnika położył dopiero w 1841 roku Włoch Luigi Cristoforis, który zbudował silnik działający na zasadzie „zapłonu samoczynnego”. Taki silnik miał pompę, która jako paliwo dostarczała łatwopalną naftę płynną. Jego rodacy Barzanti i Mattocchi rozwinęli ten pomysł i w 1854 przedstawili pierwszy prawdziwy silnik wewnętrzne spalanie. Pracował nad mieszanką powietrza z gazem lampowym i miał chłodzenie wodne... Od 1858 roku szwajcarska firma „Escher-Wyss” zaczęła go produkować w małych partiach.
W tym samym czasie belgijski inżynier Jean Etienne Lenoir, zaczynając od opracowań Le Bon, po kilku nieudane próby stworzyłem własny model silnika. Wysoko ważna innowacja stał się ideą zapłonu mieszanka paliwowo-powietrzna za pomocą iskry elektrycznej. Lenoir zaproponował również system chłodzenia wodą i system smarowania dla najlepszy ruch tłok. Silnik ten nie przekraczał 5% sprawności, był nieefektywny pod względem zużycia paliwa i zbyt mocno nagrzewany, ale był to pierwszy komercyjnie udany projekt silnika spalinowego na potrzeby przemysłu. W 1863 r. próbowano zainstalować go na samochodzie, ale o pojemności 1,5 litra. z. nie wystarczyło, aby się poruszać. Otrzymawszy spory dochód z wypuszczenia swojego silnika, Le Noir przestał pracować nad jego ulepszeniem i wkrótce został wyparty z rynku przez bardziej udane modele.
Silnik spalinowy J.E. Lenoira.
W 1862 roku francuski wynalazca Alphonse Beau de Rocha opatentował całkowicie nowe urządzenie, pierwszy na świecie silnik spalinowy, w którym proces roboczy w każdym z cylindrów odbywał się w dwóch obrotach wału korbowego, czyli w czterech suwach (suwach). ) tłoka. Jednak nigdy nie doszło do komercyjnej produkcji silnika czterosuwowego. Na Wystawie Światowej w Paryżu w 1867 r. przedstawiciele zakładu silniki gazowe Deutz, założony przez inżyniera Nicholasa Otto i przemysłowca Eugene'a Langena, zademonstrował silnik skonstruowany zgodnie z zasadą Barzanti Mattocci. Jednostka ta wytwarzała mniej wibracji, była lżejsza i dlatego wkrótce wyparła silnik Lenoir.
Cylinder nowego silnika był pionowy, wał obrotowy umieszczono nad nim z boku. Do niego przymocowano zębatkę połączoną z wałem wzdłuż osi tłoka. Wał uniósł tłok, pod nim powstała próżnia i została zassana mieszanina powietrza i gazu. Następnie mieszaninę zapalono otwartym płomieniem przez rurkę (Otto i Langen nie byli ekspertami w dziedzinie elektrotechniki i zrezygnowali z elektrycznego zapłonu). Podczas wybuchu ciśnienie pod tłokiem wzrosło, tłok uniósł się, objętość gazu wzrosła, a ciśnienie spadło. Tłok, najpierw pod ciśnieniem gazu, a następnie przez bezwładność, unosił się, aż ponownie wytworzyła się pod nim próżnia. Tym samym energia spalonego paliwa została wykorzystana w silniku z maksymalną kompletnością, sprawność tego silnika osiągnęła 15%, czyli przewyższała sprawność najlepszych ówczesnych parowozów.
Cykl pracy czterosuwowego silnika spalinowego.
A. Wlot mieszaniny roboczej. Tłok (4) porusza się w dół; przez zawór wlotowy(1) cylinder wchodzi; mieszanina palna... B. Kompresja. Tłok (4) porusza się w górę; zawory wlotowy (1) i wylotowy (3) są zamknięte; wzrasta ciśnienie w cylindrze i temperatura mieszaniny roboczej. 6. Skok roboczy (spalanie i rozszerzanie). W wyniku wyładowania iskrowego świecy zapłonowej (2) następuje gwałtowne spalanie mieszanki w cylindrze; ciśnienie gazu podczas spalania działa na tłok (4); ruch tłoka jest przenoszony przez sworzeń tłokowy (5) i korbowód (6) do wał korbowy(7) powodując obrót wału. D. Uwolnienie gazu. Tłok (4) porusza się w górę; Zawór wydechowy(3) otwarte; spaliny z cylindra trafiają do rury wydechowej i dalej do atmosfery.
Otto, w przeciwieństwie do Lenoira, nie poprzestał na tym i wytrwale rozwijał sukces, kontynuując pracę nad swoim wynalazkiem. W 1877 uzyskał patent na Silnik czterosuwowy z zapłonem iskrowym. Ten cykl czterosuwowy i jest obecnie używany w sercu większości silników benzynowych i gazowych. Rok później nowość weszła do produkcji, ale wybuchł skandal. Okazało się, że Otto naruszył prawa autorskie Beau de Roche, a po procesie monopol Ottona na silnik czterosuwowy został cofnięty.
Zastosowanie gazu oświetleniowego jako paliwa znacznie ograniczyło zakres pierwszych silników spalinowych. Fabryki gazu nie było ich wielu nawet w Europie, aw Rosji były tylko dwa w Moskwie i Petersburgu. W 1872 r. amerykański Brighton, podobnie jak wcześniej Cristoforis, próbował używać nafty jako paliwa, ale potem przestawił się na lżejszy produkt naftowy, benzynę.
W 1883 pojawił się Silnik gazowy z zapłonem ze żarzącej się pustej rury otwartej do cylindra, wynalezionej przez niemieckich inżynierów Gottlieba Daimlera i Wilhelma Maybacha, byłych pracowników firmy Otto. Jednak silnik na paliwo płynne nie mógł konkurować z silnikiem gazowym, dopóki nie powstało urządzenie do odparowywania benzyny i uzyskiwania palnej mieszanki z powietrzem. Gaźnik odrzutowy, prototyp wszystkich nowoczesnych gaźników, został wynaleziony przez węgierskiego inżyniera Donata Bankiego, który otrzymał patent na swoje urządzenie w 1893 roku. Banks zasugerował, aby zamiast odparowywać benzynę, rozpylić ją drobno w powietrze. Zapewniło to równomierne rozprowadzenie benzyny w całym cylindrze, a parowanie następowało pod wpływem ciepła sprężania już w cylindrze.
Początkowo silniki spalinowe miały tylko jeden cylinder, a aby zwiększyć moc silnika, należało zwiększyć objętość. Nie mogło to jednak trwać w nieskończoność, w wyniku czego musieli uciekać się do zwiększenia liczby cylindrów. Pod koniec XIX wieku. pojawiły się pierwsze silniki dwucylindrowe, od początku XX wieku zaczęły się rozprzestrzeniać silniki czterocylindrowe, a teraz dwunastocylindrowe nikogo nie zaskoczą. Poprawa silniki chodzą jednak głównie w kierunku zwiększania mocy Schemat obwodu pozostaje takie samo.
Dwucylindrowy silnik G. Daimler, widok w dwóch rzutach.
Kiedy Rudolph Diesel opracował silnik ponad sto lat temu własny projekt, nie mógł sobie tego wyobrazić silniki Diesla może być tak wrażliwy na jakość paliwa. W końcu Diesel dostrzegł zalety swojego silnika właśnie w tym, że może jeździć na wszystkim, od pyłu węglowego po przetworzony placek kukurydziany. Nowoczesne turbodiesle z wtryskiem paliwa wymagają tylko dobrego oczyszczenia olej napędowy niska zawartość siarki. Dlatego wielu zagranicznych producentów samochodów nie odważyło się sprzedać swoich modele diesla w Rosji.
R. Diesel.
R. Silnik Diesla.
Silnik gazowy spalanie wewnętrzne mocno wkroczyło w nasze życie i pozostanie w nim na czas nieokreślony. Rozwój alternatywy technologie paliwowe sugeruje, że w przyszłości silnik benzynowy ostatecznie stanie się tylko historią, ale jego potencjał, według wyliczeń ekspertów, jest wyczerpany tylko w 75 procentach, co pozwala nazwać benzynowy silnik spalinowy; na ten moment jeden z głównych typów silników w
na świecie.Wynalezienie silnika benzynowego, podobnie jak wielu innych nowoczesnych rzeczy, bez których istnienie dzisiaj jest nie do pomyślenia, stało się ogólnie dzięki wypadkowi, kiedy w 1799 r. Francuz F. Le Bon odkrył świetlisty gaz - mieszaninę wodoru, węgla tlenek, metan i niektóre inne gazy palne. Jak sama nazwa wskazuje, gaz świetlny był używany do: oprawy oświetleniowe, który wówczas zastępował świece, ale wkrótce Le Bon znalazł dla niego inne zastosowanie. Badając właściwości znalezionego gazu, inżynier zauważył, że jego mieszanina z powietrzem eksploduje, uwalniając dużą ilość energii, którą można wykorzystać w interesie człowieka. W 1801 roku Le Bon opatentował pierwszy silnik gazowy, składający się z dwóch sprężarek i komory spalania. Zasadniczo silnik gazowy Le Bon stał się prymitywnym prototypem nowoczesnego silnika spalinowego.
Należy zauważyć, że próby wykorzystania energii cieplnej wybuchu w służbie ludzkości podjęto na długo przed narodzinami Le Bon. W XVII wieku holenderski naukowiec Christian Huygens używał prochu strzelniczego do napędzania pomp wodnych dostarczających wodę do ogrodów Pałacu Wersalskiego, a włoski fizyk Alessandro Volta pod koniec lat 80. XIX wieku wynalazł „pistolet elektryczny”, w którym iskra elektryczna zapalił mieszankę wodoru i powietrza, wystrzeliwując kawałek korka z lufy.
W 1804 roku Le Bon zmarł tragicznie, a rozwój technologii spalania wewnętrznego zatrzymał się na chwilę, dopóki Belg Jean Etienne Lenoir nie odkrył, jak wykorzystać zasadę elektrycznego zapłonu do zapłonu silnika gazowego. Po kilku nieudanych próbach Lenoirowi udało się stworzyć działający silnik spalinowy, który opatentował w 1859 roku. Niestety Lenoir okazał się bardziej biznesmenem niż wynalazcą. Po wypuszczeniu kilkuset swoich silników zarobił całkiem przyzwoitą kwotę i zaprzestał dalszego ulepszania swojego wynalazku. Jednak silnik Lenoir, używany do napędzania lokomotyw, załóg drogowych, statków i in stacjonarny, jest uważany za pierwszy w historii działający silnik spalinowy.
W 1864 roku niemiecki inżynier August Otto otrzymał patent na własny model silnika gazowego, którego sprawność sięgała 15 proc., czyli nie tylko bardziej wydajny niż silnik Lenoir, ale także bardziej wydajny niż jakakolwiek jednostka parowa, która istniała w tym czasie. Wraz z przemysłowcem Langenem Otto stworzył firmę „Otto and Company”, której plany obejmowały produkcję nowych silników, których wyprodukowano około 5000 egzemplarzy. W 1877 roku Otto opatentował czterosuwowy silnik spalinowy, jednak, jak się okazało, czterosuwowy cykl został wynaleziony kilka lat wcześniej przez Francuza Beau de Roche. Spór pomiędzy tymi inżynierami zakończył się dla Otto porażką, w wyniku czego jego monopol na cykl czterosuwowy został cofnięty. Niemniej jednak konstrukcja silnika Otto była pod wieloma względami lepsza od francuskiego odpowiednika, co przesądziło o jego sukcesie - do 1897 r. wyprodukowano już 42 000 tych silników o różnej pojemności.
Gaz oprawowy jako paliwo do silników spalinowych znacznie zawęził obszar ich zastosowania, dlatego inżynierowie z różnych krajów nieustannie poszukiwali nowego, tańszego paliwa. Jednym z pierwszych wynalazców, którzy zastosowali benzynę jako paliwo do silników spalinowych, był amerykański Brighton, który w 1872 r. opracował tak zwany „wyparny” gaźnik. Jednak jego projekt był tak wadliwy, że porzucił swoje próby.
Zaledwie dziesięć lat po wynalezieniu Brighton stworzono sprawny silnik spalinowy napędzany benzyną. Gottlieb Daimler, utalentowany niemiecki inżynier pracujący dla firmy Otto, na początku lat 80. XIX wieku zaproponował szefowi opracowany przez siebie projekt silnika benzynowego, który mógłby być używany w transporcie drogowym, ale Otto odrzucił jego zobowiązania. W odpowiedzi Daimler i jego przyjaciel Wilhelm Maybach zrezygnowali z firmy Otto & Company i rozpoczęli własną działalność gospodarczą. Pierwszy silnik benzynowy Daimler-Maybach pojawił się w 1883 roku i miał być instalowany na stałe. Zapłon w cylindrze pochodził z wydrążonej, rozgrzanej do czerwoności rury, ale generalnie konstrukcja silnika pozostawiała wiele do życzenia właśnie ze względu na niezadowalający zapłon, a także proces parowania benzyny.
Na tym etapie prostsze i niezawodny system waporyzacja benzyny, która została wynaleziona w 1893 roku przez węgierskiego projektanta Donata Bankiego. Wynalazł gaźnik, który stał się prototypem znanych dzisiaj układów gaźnikowych. Banki zaproponowały rewolucyjny na tamte czasy pomysł - nie odparowywania benzyny - ale równomiernego rozpylenia jej na cylindrze. Strumień powietrza zasysał benzynę przez dyszę dozującą wykonaną w formie rurki z otworami. Przepływ utrzymywany był za pomocą niewielkiego zbiornika z pływakiem zapewniającym stałą proporcjonalną mieszankę powietrza i benzyny.
Od tego momentu w historii Rozwój ICE poszedł na wzrost. Pierwszy silniki gaźnikowe miał tylko jeden cylinder. Wzrost mocy osiągnięto poprzez zwiększenie objętości cylindra, jednak pod koniec stulecia zaczęły pojawiać się silniki dwucylindrowe, a na początku XX wieku popularność zaczęły zdobywać silniki czterocylindrowe.
Dziś silniki spalinowe otaczają nas niemal ze wszystkich stron – liczba samochodów mierzona jest w setkach milionów. Ponadto znajdują zastosowanie w wielu innych urządzeniach - od generatorów prąd elektryczny przed lotnictwem. Ale przy całej ich różnorodności zasada ich działania jest taka sama - spalanie ciekłego paliwa zmieszanego z tlenem w małej komorze. W tym przypadku dochodzi do mikroeksplozji i pod działaniem wysokie ciśnienie z rozprężających się gazów porusza się główna ruchoma część silnika, tłok. Zasadniczo zasada jest prosta, ale zastanawiam się, kto ją wymyślił?
A pierwszą osobą, która zdecydowała się wykorzystać energię spalania paliwa do stworzenia silnika był francuski inżynier Philippe Le Bon. W 1799 odkrył tak zwany świecący gaz, który składał się z mieszaniny wodoru, metanu i dwutlenku węgla. W tym samym roku opatentował sposób wytwarzania tego gazu z drewna lub węgla. Później gaz ten zaczął być szeroko stosowany do oświetlenia - w lampach gazowych.
Ale Le Bon nie poprzestał na tym. Już w 1801 roku opatentował silnik gazowy. W jego konstrukcji sprężone powietrze i sprężony gaz świecący były wtryskiwane do cylindra roboczego, a następnie zapalane i wprawiane w ruch tłoka. Co ciekawe komory spalania znajdowały się po obu stronach tłoka i odpalały naprzemiennie, czyli silnik cały czas wykonywał użyteczną pracę i musiał się rozwijać dobra moc... Tragiczna śmierć w 1804 roku przerwała pracę tego utalentowanego wynalazcy.
Kolejnym, który podjął ideę silnika spalinowego, był belgijski mechanik Jean Etienne Lenoir. Używał też świecącego gazu, ale wpadł na pomysł, aby zapalić go iskrą elektryczną. Stworzył nawet pierwszy działający silnik, który działał całkiem sporo - tłok, który rozprężał się pod wpływem temperatury, utknął w cylindrze. W drugiej modyfikacji Lenoir zastosował chłodzenie wodne, a następnie smarowanie tłoków. I wtedy silnik zaczął działać poprawnie. W 1864 roku Lenoir sprzedał 300 silników, ale przestał je ulepszać i wkrótce pojawiły się bardziej zaawansowane konstrukcje.
Niemiecki wynalazca August Otto opatentował swój projekt silnika w 1864 roku iz biegiem czasu znacznie go ulepszył. Ten silnik był bardzo popularny, ale miał poważna wada- jako paliwo użyto tego samego lekkiego gazu.
W 1872 roku amerykański Brighton wpadł na pomysł wykorzystania nafty jako paliwa, a następnie benzyny. Ale ciecz musiała zostać zamieniona w gaz, aby uzyskać mieszankę powietrzno-benzynową, więc Brighton wynalazł takie urządzenie - gaźnik. Dopiero teraz źle pracował.
I tak w 1883 roku powstał pierwszy naprawdę działający silnik benzynowy. Został wynaleziony przez niemieckiego inżyniera Gottlieba Daimlera. Daimler pracował dla firmy Otto i pokazano mu pierwszy szkic, ale go zignorował. W rezultacie Daimler i jego przyjaciel Wilhelm Maybach zaczęli samodzielnie pracować nad nowym silnikiem. Otto tęsknił za swoim szczęściem, ponieważ w rezultacie powstał kompaktowy, lekki i mocny silnik.
Obecnie silniki spalinowe są tak rozpowszechnione, że budżet wielu krajów zależy od sprzedaży oleju, z którego produkowana jest benzyna. Teraz to nie ludzie sterują silnikiem, ale on nimi steruje. Podejmowane są próby stworzenia zupełnie nowych typów silników, tańszych i bardziej przyjaznych dla środowiska.
Na przykład Japończycy zaprezentowali działający model samochodu poruszającego się po wodzie. Co może być tańsze i bardziej dostępne niż woda, która jest bardziej na planecie niż na lądzie? Nowoczesne technologie pozwalają czerpać energię z niemal wszystkiego.
Więc ten japoński samochód istnieje w jednym egzemplarzu – został stworzony w celu zarejestrowania patentu. Co on może zrobić? A może potrafi przejechać całą godzinę na litrze wody dowolnej jakości - od deszczówki po wodę morską, choćby bez brudu, przejechać godzinę, zresztą z prędkością 80 km/h. Czy możesz sobie wyobrazić? Wziął butelkę wody - i jedź na przejażdżkę po zdrowie, ale to się skończy - możesz więcej zaczerpnąć z rzeki lub z kranu.
Czy jest przyszłość dla takich samochodów? Wydawałoby się - niewątpliwie. Ale… są producenci benzyny i eksporterzy ropy… Cały świat od dawna jest podzielony na strefy wpływów i coś nowego, co narusza utarty porządek, a jeszcze bardziej szkodzi, jest szybko tłumione lub ukrywane w pudełku. Nie można deptać monopolistów. Patenty na takie technologie są udzielane niechętnie. Ale kto wie, może pomysł się rozwinie...
Silnik do samochodu, podobnie jak sam samochód, miał się pojawić w ostatnim ćwierćwieczu. I pojawił się silnik, a potem bunkier króluje w samochodach od 100 lat. Rozmowa dotyczy silnik tłokowy spalanie wewnętrzne (ICE), pracujące na benzynie w cyklu czterosuwowym. O Struktury ICE inne typy zostaną omówione poniżej.
Twórcy pierwszych transportowych ICE oparli się na konstrukcji silnika parowego. Jak sprawić, by była bardziej kompaktowa i wydajna? Najbardziej obszerne, ponadto jego najniebezpieczniejszymi elementami są palenisko i kocioł. Oznacza to, że trzeba je wymienić, uważali wynalazcy. Jak? Odpowiedź na to pytanie wydawała się prosta: potrzebny jest zbiornik z gazem palnym, na przykład lampa. Gaz należy zmieszać z powietrzem, wprowadzić do cylindra maszyny i tam zapalić. Spalanie i rozszerzanie mieszanki wytworzy siłę, która zastąpi parę. Palenisko i bojler nie są już potrzebne.
Silnik gazowy Lenoira
W 1860 r. francuski mechanik Etienne Lenoir (1822-1900) zbudował silnik gazowy przypominający silnik parowy. Jednak mieszanina gazu oświetlającego i samego powietrza, w przeciwieństwie do pary, nie naciska na tłok. Musimy go podpalić. Do zapłonu służyły dwie świece elektryczne wkręcane w osłony cylindrów. Silnik Lenoira jest dwukierunkowy (lub, jak mówią, dwustronnego działania; proces roboczy odbywa się po obu stronach tłoka) i dwusuwowy, tj. pełny cykl praca tłoka trwa dwa uderzenia. W pierwszym suwie następuje wlot, zapłon i rozprężenie mieszanki w cylindrze (skok), a w drugim suwie uwalniane są spaliny. Wlot i wylot są sterowane zaworem suwakowym, a zasuwą steruje mimośród zamontowany na wale silnika.
Przewaga nowego silnika nad parowozem nie ograniczała się do likwidacji kotła i pieca. Silniki gazowe nie wymagały pary i były łatwe w utrzymaniu. Niestety, masa nowego silnika pozostała prawie taka sama jak silnika parowego. Jednostka generowanej mocy silnika (KM lub kW) była 7 razy droższa od jednostki parowej. Tylko 1/25 ciepła spalanego gazu wykonało pracę użyteczną, czyli sprawność silnika wynosiła 0,04. Reszta poszła ze spalinami, została wydana na ogrzewanie obudowy i została wypuszczona do atmosfery. Gdy prędkość wału osiągnęła 100 obr/min zapłon był zawodny, silnik pracował z przerwami. Chłodzenie zużywało do 120 m3 wody na godzinę (!). Temperatura gazu osiągnęła 800°C. Przegrzanie spowodowało zacięcie szpuli. Niespalone cząstki mieszaniny zatkały kanały wlotowo-wylotowe.
Przyczyną niskiej wydajności silnika była sama zasada jego działania. Ciśnienie rozpalonej mieszanki nie przekraczało 5 kg/cm2, a pod koniec suwu roboczego zmniejszyło się trzykrotnie. Proste obliczenia pokazują, że jednocylindrowy silnik o pojemności roboczej 2 litrów przy tym ciśnieniu, prędkości wału 100 obr./min i wydajności 0,04 rozwija moc nie większą niż 0,1 kW. Innymi słowy, silnik Lenoira jest tysiąc razy mniej wydajny niż silnik obecnego samochodu.
Stworzenie szybkobieżnej załogi samobieżnej stało się możliwe po wynalezieniu silnika spalinowego, zwłaszcza czterosuwowego. Jego przepływ pracy – „cykl Ottona” – przetrwał do dziś. Diagram pokazuje, o ile jest skuteczniejszy od oryginalnego zaproponowanego przez E. Lenoira. Po lewej - urządzenie silnika Lenoir
Pracownik handlowy Nikolai-August Otto (1832-1891) z Kolonii (Niemcy) wraz z Eugene Langen (1833-1895) zdołali w 1876 roku zwiększyć sprawność silnika gazowego.
Udało się... Łatwo pochwalić lub skrytykować czyny wynalazców 100 lat później. Za ich rzadkie sukcesy – lata pracy, porażki, trudy, pracowali w warunkach braku Specyfikacja, brak urządzeń, narzędzi i materiałów, z nieufnością mieszczan... Na przykład patent uzyskany przez Otto został unieważniony w 1889 r., ponieważ czterosuwowy cykl został rzekomo założony wcześniej przez Francuza L. Beaux-de-de- Roche'a.
Dopiero pośmiertnie zasługi Ottona zostały docenione przez światowe środowisko techniczne, cykl został nazwany jego imieniem. W swojej pracy „Nowe silniki gazowe i olejowe” francuski (podkreślam, francuski) naukowiec G. Richard napisał w 1892 r.: „Bez płynu roboczego zaproponowanego przez Otto – mieszanki palnej – nie byłoby nowoczesnego silnika” oraz „Beau de Roche nie wymyśliłby czterosuwowego cyklu przeprowadzonego przed nim (z kompresją zewnętrzną mieszanki) przez Le Bona w 1801 roku i (z kompresją wewnątrz cylindra) w 1861 – przez Otto”.
Zasada działania silnika Otto
Przejdźmy teraz do istoty wynalazku. Obserwując pracę skonstruowanego silnika gazowego, podobnego do silnika Lenoira, Otto doszedł do wniosku, że mógłby osiągnąć bardziej wydajną pracę, gdyby zapalał mieszankę nie w połowie suwu tłoka, ale na jego początku. Wtedy ciśnienie gazu podczas spalania mieszanki działałoby na tłok przez cały jego skok. Ale jak napełnić cylinder mieszanką przed rozpoczęciem suwu? Otto spróbował następujących rzeczy: obracając ręcznie koło zamachowe, napełnił cylinder, dalej obracał koło zamachowe i włączył zapłon dopiero w momencie, gdy tłok wrócił do pierwotnego położenia. Koło zamachowe ostro „podniosło” obroty, a wcześniej spalanie mieszanki dawało mu tylko słaby impet. Otto zignorował fakt, że mieszanina była sprężona przed zapłonem, uważając poprawę procesu za wynik przedłużonego rozszerzania się mieszanki podczas spalania.
Otto zaprojektował 15 lat ekonomiczny silnik z wydajnością dochodzącą do 0,15. Silnik nazwano czterosuwowym, ponieważ proces w nim odbywał się podczas czterech suwów tłoka i odpowiednio dwóch obrotów wału korbowego. W odpowiednim momencie szpula otworzyła dostęp do cylindra z komory zapłonowej, gdzie gaz ciągle się palił. Mieszanina zapaliła się. W nowoczesnych silnikach nie stosuje się rozdziału szpuli i zapłonu palnika, ale cykl Otto został całkowicie zachowany do dziś. Zdecydowana większość silników samochodowych pracuje w tym cyklu. Dam z siebie najwięcej krótki opis jego.
Przy pierwszym skoku tłok oddala się od początkowego „martwego punktu” – głowicy cylindra, tworząc w niej podciśnienie, podczas gdy palna mieszanina przygotowana przez specjalne urządzenie (gaźnik) jest zasysana. Wylot jest zamknięty. Gdy tłok osiągnie dolny martwy punkt, wlot również się zamyka. W drugim cyklu oba otwory są zamknięte. Tłok popychany korbowodem podnosi się i ściska mieszaninę. Jakie znaczenie ma jego skrócenie, szczególnie podkreślane przez Richarda? Cząsteczki paliwa zbliżają się do siebie, mieszanka łatwiej się zapala. Jeżeli objętość cylindra nad tłokiem (czyli w komorze spalania) jest równa jego objętości roboczej (pomiędzy „ martwy środek"), Wtedy stopień sprężania wynosi 2, jak we wczesnych silnikach spalinowych (czyli dwukrotnie wyższe ciśnienie atmosferyczne), a ciśnienie gazu podczas ich wybuchu jest czterokrotnie wyższe niż atmosferyczne (w nowoczesnych silnikach jest to 40-50 razy wyższa niż w silniku Otto) ... Trzeci cykl to skok roboczy. Na początku następuje zapłon sprężonej mieszanki. Ruch tłoka przez korbowód jest zamieniany na obrót wału korbowego. Oba otwory są zakryte. Ciśnienie w butli stopniowo spada do ciśnienia atmosferycznego. Przy czwartym skoku koło zamachowe, po otrzymaniu impulsu ruchu, nadal się obraca, korbowód popycha tłok i wypycha spaliny do atmosfery przez otwarty wylot, wlot jest zamknięty.
Bezwładność koła zamachowego wystarcza, aby tłok wykonał jeszcze trzy suwy, powtarzając czwarty, pierwszy i drugi suw. Po nich wał i koło zamachowe ponownie otrzymują impuls. Po uruchomieniu silnika pierwsze dwa uderzenia następują pod działaniem siły zewnętrznej. W czasach Otto i przez pół wieku koło zamachowe było obracane ręcznie, a teraz obraca je silnik elektryczny - rozrusznik. Po pierwszych kilku suwach rozrusznik jest automatycznie wyłączany, a silnik pracuje niezależnie.
Wlot i wylot otwierają i zamykają mechanizm dystrybucji. Terminowy zapłon mieszanki zapewnia układ zapłonowy. Cylinder może być umieszczony poziomo, pionowo lub ukośnie, proces pracy silnika nie zmienia się od tego.
Wady silnika Otto to jego niska prędkość i duża masa. Wzrost liczby obrotów wału do 180 na minutę prowadził do przerw w pracy i szybkiego zużycia szpuli. Wysokie ciśnienie w cylindrze zażądał silnego mechanizm korbowy i ścianek cylindrów, dzięki czemu masa silnika dochodziła do 500 kg na 1 kW/h. Potrzebny był ogromny zbiornik, aby pomieścić cały zapas gazu. Cała ta z góry ustalona awaria: silnik gazowy Otto, podobnie jak jego pierwsza wersja, nie nadawał się do montażu w samochodzie, ale stał się powszechny w warunkach stacjonarnych.
Silnik spalinowy Daimlera
Silnik spalinowy nadawał się do zastosowania w transporcie, gdy zaczął pracować na paliwie płynnym, nabrał szybkości, zwartości i lekkości.
Największy wkład w jego powstanie mieli inżynierowie mechanicy XIX wieku - dyrektor techniczny zakładu Otto w Deutz G. Daimler (1834-1900) i jego najbliższy pracownik W. Maybach (1846-1929), którzy później założyli własną firmę.
Często pisze się o wynalazcach maszyn, że od dzieciństwa upodobali sobie technologię, robili urządzenia, demontowali i montowali zegarki, że pielęgnowali ideę przyszłej nowej maszyny niemal od kołyski. Piszą też, że wynalazcy, jak mówią, byli świadomi jego prawdopodobnego znaczenia społecznego i gospodarczego. W rzeczywistości zwykle tak nie było. Widzieliśmy to już na przykładach Kulibina, Cugno i Bolle. Ale Gottlieb Daimler i Wilhelm Maybach mają biografie „wzorowych” wynalazców. Daimler od najmłodszych lat poświęcił się maszynom, konsekwentnie gromadząc wiedzę na temat lokomotyw. Z powodzeniem ukończył Wyższą Szkołę Politechniczną w Stuttgarcie. Podczas swojej długiej służby w Alzacji i w języku angielskim zakłady inżynieryjne Daimler dobrze studiował w tym czasie zaawansowaną technologię, a ponadto opanował francuski i język angielski uzyskał dostęp do obszernej literatury specjalistycznej. Początkowo był po prostu zafascynowany konstrukcją maszyny. Wtedy, jak wielu projektantów, zrodził się pomysł zbudowania drugiej, trzeciej wersji auta, ulepszonego z doświadczeń z pracy nad poprzednią, i… sprzedaży. Tu pojawia się popyt, rodzą się względy komercyjne. To jest najbardziej typowy schemat... W tym przypadku kuzyn Daimlera, matematyk i… Figura polityczna, człowiek o szerokich horyzontach, a nawet środkami, pomógł rzemieślnikowi, sam nie będąc zdolnym do projektowania. A „geniuszowi” (jak nazywali go biografowie) samoukowi Maybachowi pomógł sam Daimler.
Ale przed zaprojektowaniem i zbudowaniem pojazdu samobieżnego konieczne było stworzenie do niego silnika.
Oficjalna biografia korporacji Daimlera (1935) mówi: „W 1881 Daimler pojechał do Rosji, aby na miejscu zapoznać się z ropą; silnik transportowy... 1882 był punktem zwrotnym w życiu Daimlera. Ten rok można uznać za rok narodzin silnika samochodowego, chociaż sam silnik był gotowy dopiero w przyszłym roku.”
Dlaczego Daimler potrzebował podróży do Rosji, aby zrealizować swoje plany? W Rosji działa już instalacja do destylacji ropy naftowej na naftę. Chemik AA Letniy przeprowadził eksperymenty i udowodnił, że destylacja ropy naftowej i jej pozostałości przez rozgrzane do czerwoności żelazne rury daje różne produkty, w szczególności takie paliwo jak benzyna. Lekki olej opałowy był dokładnie tym, czego Daimler szukał do silnika załogowego: dobrze odparowuje, pali się szybko i całkowicie oraz jest łatwy w transporcie.
Jednym z pierwszych silników G. Daimlera był dwucylindrowy, tak zwany w kształcie litery Y.
Pierwszy silnik Daimlera nadawał się zarówno do zastosowań transportowych, jak i stacjonarnych. Pracował na gazie i benzynie. Wszystkie późniejsze projekty Daimlera są przeznaczone wyłącznie dla płynne paliwo... Daimler słusznie uznał wysoką prędkość obrotową silnika, zapewnianą w szczególności przez intensywny zapłon mieszanki, za główny wskaźnik pracy silnika przy pojazd transportowy... Prędkość obrotowa wału silnika Daimlera była 4-5 razy większa niż silników gazowych i wynosiła 450-900 obr/min, a moc na 1 litr objętości roboczej była dwukrotnie większa. W związku z tym masa może zostać zmniejszona. Do tych suwów „specyfika transportu” dodajemy zamkniętą skrzynię korbową (obudowę) silnika, wypełnioną smar oraz ochrona ruchomych części przed kurzem i brudem. Woda chłodząca w otaczający silnik„Koszulkę” promował grzejnik płytowy. Do uruchomienia silnika użyto korby ... Teraz było wszystko, co niezbędne do stworzenia lekkiego samojezdnego wózka - samochodu.
Samochód wiele odziedziczył po przodkach. „Samochód… należy uznać za syna lokomotywy parowej, która dała mu duszę, i roweru, który dostarczył mu ciała” – w przenośni napisał jeden z rosyjskich magazynów w 1902 roku. Wózek mechaniczny do swojej pracy nie wymagał żadnych urządzeń naziemnych, z wyjątkiem drogi. W przeciwieństwie do powozów konnych, powóz mechaniczny nie wymaga użycia siły roboczej do jego ruchu, z wyjątkiem niewielkich, jak się wydawało, wysiłków kierowcy, aby go kontrolować. Podkreślamy, że pomysł na samochód początkowo był wyraźnie nastawiony na zastąpienie jedynie lekkiej załogi do użytku osobistego. Możliwość wykorzystania do frachtu i masowych przewóz osób rozważymy później.