Silnik jest jednym z głównych elementów samochodu. Bez wynalezienia silnika przemysł samochodowy najprawdopodobniej utknął w martwym punkcie zaraz po wynalezieniu koła. Przełom w historii tworzenia samochodów nastąpił dzięki wynalezieniu silnika wewnętrzne spalanie... To urządzenie stało się prawdziwą siłą napędową, która daje prędkość.
Próby stworzenia urządzenia podobnego do silnika spalinowego rozpoczęły się w XVIII wieku. Wielu wynalazców było zaangażowanych w stworzenie urządzenia, które mogło przekształcać energię paliwa w energię mechaniczną.
Pierwszymi na tym terenie byli bracia Niepce z Francji. Wymyślili urządzenie, które sami nazwali „pireoloforem”. Jako paliwo do ten silnik miał być użyty pył węglowy. Jednak ten wynalazek nigdy nie zyskał naukowego uznania i istniał w rzeczywistości tylko na rysunkach.
Pierwszym udanym silnikiem, który został wprowadzony na rynek, był silnik spalinowy belgijskiego inżyniera J.J. Etienne'a Lenoira. Rok urodzenia tego wynalazku to 1858. Był to dwusuwowy Silnik elektryczny z gaźnikiem i zapłonem iskrowym. Paliwem do urządzenia był gaz węglowy. Wynalazca nie wziął jednak pod uwagę potrzeby smarowania i chłodzenia swojego silnika, więc działał przez bardzo krótki czas. W 1863 Lenoir przeprojektował swój silnik - dodał brakujące układy i wprowadził naftę jako paliwo.
JJ Etienne Lenoir
Urządzenie było wyjątkowo niedoskonałe - bardzo się rozgrzało, nieefektywnie zużył smar i paliwo. Jednak z jego pomocą pojechali pojazdy trójkołowe które również były dalekie od ideału.
Jednocylindrowy został wynaleziony w 1864 roku silnik gaźnika pracujące ze spalania produktów naftowych. Autorem wynalazku był Siegfried Markus, zaprezentował on również publiczności pojazd, który rozwija prędkość 10 mil na godzinę.
W 1873 roku inny inżynier – George Brighton – był w stanie zaprojektować 2 silnik cylindrowy... Początkowo był zasilany naftą, a później benzyną. Wadą tego silnika była nadmierna masywność.
W 1876 roku nastąpił przełom w branży silników spalinowych. Nicholas Otto jako pierwszy stworzył zaawansowane technicznie urządzenie, które wydajnie przekształca energię paliwa w energię mechaniczną.
Mikołaj Otto
W 1883 roku Francuz Edouard Delamard opracowuje projekt silnika zasilanego gazem. Jednak jego wynalazek istniał tylko na papierze.
1185 w historii motoryzacji pojawia się wielkie nazwisko -. Udało mu się nie tylko wymyślić, ale także wprowadzić do produkcji prototyp nowoczesnego silnik gazowy- z pionowymi cylindrami i gaźnikiem. Był to pierwszy kompaktowy silnik, a także przyczynił się do rozwoju przyzwoitej prędkości jazdy.
Równolegle z Daimlerem pracował przy tworzeniu silników i samochodów.
W 1903 roku firmy Daimler i Benz połączyły się, dając początek pełnoprawnej firmie motoryzacyjnej. Tak to się zaczęło Nowa era, który służył do dalszej poprawy silnika spalinowego.
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
Najpotężniejszy nowoczesny silnik spalanie wewnętrzne jest uważane za Wartsila-Sulzer RTA96-C. Mierzy 27 na 17 mi rozwija pojemność około 109 tys. litrów. z. Ta jednostka działa 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 Praca mechaniczna... 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 całkowicie zaginął nigdy niezrealizowany projekt silnika czarnoprochowego. W 1688 roku Francuz Denis Papin wykorzystał pomysły Huygensa i zaprojektował urządzenie w postaci cylindra, w którym tłok poruszał się swobodnie. Tłok był połączony kablem przerzuconym przez blok z ładunkiem, który również podnosił 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 silnikami parowymi, 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 „pireoloforem” (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. Gdy 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 dokończenie prac nad wynalazkiem, który miał później dać początek całej rodzinie 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 musiała wpompować do komory skompresowane powietrze, inny sprężony gaz świetlny z gazyfikatora. Mieszanka gazowo-powietrzna weszła do cylindra roboczego, gdzie uległa zapłonowi. Silnik był dwustronnego działania, czyli 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 r. Włoch Luigi Cristoforis, który zbudował silnik działający na zasadzie „zapłonu samoczynnego”. Taki silnik miał pompę, która jako paliwo dostarczała łatwopalną płynną naftę. Jego rodacy Barzanti i Mattocci rozwinęli tę ideę i w 1854 r. 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 rozwoju Le Bon, po kilku nieudane próby stworzyłem własny model silnika. Wysoko ważna innowacja pomysł polegał na zapaleniu mieszanki powietrzno-paliwowej 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 się nagrzewał, ale był to pierwszy komercyjnie udany projekt silnika spalinowego na potrzeby przemysłu. W 1863 r. próbowali zainstalować go na samochodzie, ale o pojemności 1,5 litra. z. nie wystarczyło, aby się poruszać. Otrzymawszy spory dochód z wydania 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 został zakończony w dwóch obrotach wał korbowy, czyli w czterech suwach (suwach) tłoka. Jednak nigdy nie doszło do komercyjnej produkcji silnika czterosuwowego. Na Wystawie Światowej w Paryżu w 1867 r. przedstawiciele fabryki silników gazowych Deutz, założonej przez inżyniera Nicholasa Otto i przemysłowca Eugene'a Lan-gena, zademonstrowali silnik skonstruowany według zasady 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 odmówili elektryczny zapłon). 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 maszyn parowych.
Cykl pracy czterosuwowego silnika spalinowego.
A. Wlot mieszanina robocza... Tłok (4) przesuwa się w dół; przez zawór wlotowy(1) palna mieszanina wchodzi do cylindra. B. Kompresja. Tłok (4) porusza się w górę; zawory wlotowe (1) i wylotowe (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 czterosuwowy silnik z zapłonem iskrowym. Ten czterosuwowy cykl jest nadal używany w większości silników benzynowych i gazowych. Rok później nowość weszła do produkcji, ale wybuchł skandal. Odkryto, 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.
Benzie pojawiła się w 1883 roku nowy silnik z zapłonem ze żarzącej się pustej rury otwartej do cylindra, wynalezionej przez niemieckich inżynierów Gottlieba Daimlera i Wilhelma Maybacha, byłych pracowników firmy Otto. Silnik na paliwo ciekłe nie mógł jednak konkurować z silnikiem gazowym, dopóki nie powstało urządzenie do odparowywania benzyny i uzyskiwania mieszanina palna 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 równomierny rozkład 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 związku z czym konieczne było uciekanie 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 już nikogo nie zaskoczy dwunastocylindrowe. Poprawa silniki chodzą jednak głównie w kierunku wzmocnienia mocy Schemat obwodu pozostaje takie samo.
Dwucylindrowy silnik G. Daimlera, widok w dwóch rzutach.
Kiedy Rudolph Diesel opracował silnik ponad sto lat temu własny projekt nigdy nie wyobrażał sobie, że silniki wysokoprężne mogą być tak wrażliwe na jakość paliwa. W końcu Diesel dostrzegł zalety swojego silnika właśnie w tym, że może jeździć na wszystkim, od pyłu węglowego po makuch kukurydziany z recyklingu. Nowoczesne turbodiesle z wtryskiem paliwa wymagają tylko dobrego oczyszczenia olej napędowy niska zawartość siarki. Dlatego wielu zagranicznych producentów samochodów do niedawna wahało się przed sprzedażą 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, zdaniem ekspertów, jest wyczerpany tylko w 75 procentach, co pozwala nazwać benzynowy silnik spalinowy, na ten moment jeden z głównych typów silników w
na świecie.Wynalazek silnik benzynowy Podobnie jak wiele innych nowoczesnych rzeczy, bez których istnienie dzisiaj jest nie do pomyślenia, stało się to ogólnie z powodu wypadku, kiedy w 1799 roku Francuz F. Le Bon odkrył świetlisty gaz - mieszaninę wodoru, tlenku węgla, metanu i kilku innych gazy palne. Jak sama nazwa wskazuje, gaz świetlny był używany do: oprawy oświetleniowe, który zastępował wówczas świece, wkrótce jednak 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 Bona stał się prymitywnym prototypem nowoczesnego silnika spalinowego.
Należy zauważyć, że próby oddania energii cieplnej wybuchu w służbie ludzkości podjęto na długo przed narodzinami Le Bon. W XVII wieku holenderski naukowiec Christian Huygens użył 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 mieszaninę 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 między 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 takich silników o różnej pojemności.
Gaz opałowy jako paliwo do silników spalinowych znacznie zawęził zakres ich zastosowania, dlatego inżynierowie z różne kraje nieustannie prowadzono poszukiwania 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 projekt własnego silnika benzynowego, który mógłby być wykorzystywany w transporcie drogowym, ale Otto odrzucił jego przedsięwzięcia. W odpowiedzi Daimler i jego przyjaciel Wilhelm Maybach zrezygnowali z firmy Otto & Company i założyli własną firmę. Pierwszy silnik benzynowy Daimler-Maybach pojawił się w 1883 roku i był przeznaczony do instalacji stacjonarnej. 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 systemy gaźnikowe znane dzisiaj. 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.
Od ponad dwóch stuleci postęp ludzkości jest nierozerwalnie związany z różne maszyny szczególnie z pojazdy... Co pomogło szybko przenieść towary od dostawców do konsumentów. Ci, którzy wynaleźli silnik spalinowy (ICE) wnieśli znaczący wkład w rozwój ludzkiej cywilizacji. Ponieważ samochody, statki i samoloty są nadal głównym motorem w historii ludzkości. Za pierwszy komercyjny silnik spalinowy uważa się silnik francuskiego wynalazcy z Belgii, Jeana Etienne Lenoira.
Pierwszy krok
Pod koniec XVIII wieku francuski mechanik Philippe Le Bon po raz pierwszy otrzymał świecący gaz i opatentował metodę jego wytwarzania poprzez pirolizę drewna lub węgla. Mieszanina metanu, wodoru i tlenku węgla jest szeroko stosowana do oświetlania ulic europejskich miast. Wynalazcy na całym świecie postanowili zaprojektować silnik wykorzystujący to stosunkowo niedrogie i wydajne paliwo.
Wtedy wielu inżynierów zrozumiało, że sprawność silnika wzrośnie, jeśli paliwo nie zostanie spalone w palenisku, jak w silnik parowy... I bezpośrednio w cylindrze.
Jednak tym, który wymyślił pierwszy był ten sam Philippe Le Bon. W 1801 roku, dwa lata po odkryciu lampy gazowej, Le Bon otrzymał patent na silnik napędzany mieszaniną sprężonego gazu i powietrza. Wpompowano je do cylindra roboczego i tam zapalono. Jednak wynalazek pozostał tylko na papierze, w 1804 roku Le Bon został zabity. Pozostał jednym z wielu inżynierów w historii silnika spalinowego, którzy wymyślili, ale nie wdrożyli jego wynalazku.
Pierwszy komercyjny sukces
W kolejnym okresie mechanika wielu kraje europejskie próbował stworzyć normalnie działającą próbkę ICE na gazie oświetleniowym. Jednak wszystkie te wysiłki długi czas nie doprowadziło do powstania silnika, który mógłby konkurować wydajnością z silnik parowy.
Jean Etienne Lenoir, belgijski mechanik francuskiego pochodzenia, był wynalazcą komercyjnie udanego silnika spalinowego. Jako pierwszy zdecydował się zapalić mieszankę gazowo-powietrzną za pomocą iskry elektrycznej. Być może ten pomysł przyszedł mu do głowy, ponieważ inżynier pracował w galwanizerni. Jednak sukces nie przyszedł do niego od razu. Pierwszy model trochę działał i zatrzymał się, ponieważ wysoka temperatura spowodowała rozszerzenie się tłoka i utknięcie w cylindrze. Lenoir uzupełnił swój silnik spalinowy o układ chłodzenia wodą. A po drugim nieudanym starcie zaprojektował układ smarowania. Do 1864 roku sprzedał ponad 1400 swoich silników i stał się bogaty.
Pierwszy silnik w masowej produkcji
Wśród wynalazców silnika spalinowego jest niemiecki inżynier Nicholas Otto. Doprowadził do perfekcji maszynę zasilaną gazem lampowym, a w 1864 roku otrzymał na nią patent Model ICE... Który został sprzedany w ilości ponad 5000 sztuk.
W 1877 roku Otto otrzymał patent na silnik z cykl czterosuwowy... Ta zasada nadal leży u podstaw pracy dużej części silników gazowych i benzynowych. W ciągu następnych dwudziestu lat wyprodukowano ponad 42 000 tych ICE. Jednak zastosowanie gazu oświetleniowego znacznie ograniczyło możliwości ich zastosowania.
Wynalazek Diesela
Na początku XIX wieku powstał opis procesu Carnota. Twierdził, że w silniku cieplnym gwałtowna zmiana objętości gazu ( szybka kompresja) pozwoli Ci się rozgrzać ciało robocze do temperatury spalania.
W 1890 Rudolph Diesel wynalazł praktyczny sposób wykorzystania cyklu Carnota. Był pierwszym, który wynalazł silnik spalinowy Diesla. W ciągu kilku lat niemiecki inżynier opatentował kilka opcji projektowych. Pierwszy praktycznie działający model został zmontowany w 1897 roku i nazwany silnikiem Diesla. Od 1889 zaczął produkcja masowa silniki Diesla.
W poszukiwaniu nowego paliwa
Równolegle z udoskonalaniem silnika spalinowego trwało aktywne poszukiwanie najbardziej wydajne paliwo... Silniki zostały już przetestowane przy użyciu pyłu węglowego, wodoru, mieszanki terpentyny i alkoholu oraz oleju jako paliwa. Niektóre z nich działały, ale nie były powszechnie stosowane z powodu wysoka cena... Jednak większość obiecujący kierunek dla inżynierów widzieli zastosowanie odparowanego ciekłego paliwa zamiast gazu.
W 1872 roku amerykański Brighton próbował pracować z naftą. Nie wyparował jednak bardzo intensywnie i przeszedł na lżejszą benzynę. Aby działać na nowym paliwie, trzeba było się rozwijać dodatkowe urządzenie, który przekształcił nowe paliwo w stan gazowy. Następnie opary benzyny musiały zostać zmieszane z powietrzem. Brighton wynalazł również pierwszy gaźnik wyparny, który jednak nie był zbyt udany. Ale to on ustanowił trend w użyciu. paliwa i smary jako paliwo.
Silnik gazowy
Kiedy określono najbardziej wydajny rodzaj paliwa do silnika spalinowego, wielu inżynierów rozpoczęło pracę nad samochodem napędzanym benzyną. Wśród tych, którzy wynaleźli benzynowy silnik spalinowy, największy wkład miał w tym udział, który wraz ze swoim partnerem Wilhelmem Maybachem stworzył warsztaty w Stuttgarcie. Zaczęli produkować świecące w powietrzu silniki benzynowe.
Węgierski inżynier Donat Banki jest również jednym z tych, którzy wynaleźli silnik spalinowy. W 1893 uzyskał patent na gaźnik z dyszą, którego zasada działania jest stosowana do dziś nowoczesne samochody. Pierwsze silniki spalinowe były z jednym cylindrem, pod koniec XIX wieku pojawił się dwucylindrowy, a na początku XX wieku - czterocylindrowy.
Historia tworzenia lamp gazowych silników spalinowych zaczęła z powodzeniem konkurować z drogimi świecami. Gaz świetlny nadawał się jednak nie tylko do oświetlenia.
W 1801 roku Le Bon opatentował konstrukcję silnika gazowego. Zasada działania tej maszyny opierała się na dobrze znanej właściwości odkrytego przez niego gazu: jego mieszanina z powietrzem eksplodowała przy zapłonie z wydzieleniem dużej ilości ciepła. Produkty spalania szybko się rozwijały, wywierając silną presję na środowisko. Tworząc odpowiednie warunki można wykorzystać uwolnioną energię w interesie człowieka. Silnik Lebon miał dwie sprężarki i komorę mieszania. Jedna sprężarka miała pompować sprężone powietrze do komory, a druga miała pompować sprężony gaz świetlny z generatora gazu. Mieszanka powietrzno-gazowa weszła następnie do cylindra roboczego, gdzie uległa zapłonowi. Silnik był dwustronnego działania, czyli naprzemiennie działające komory robocze znajdowały się po obu stronach tłoka. W rzeczywistości Le Bon knował ideę silnika spalinowego, ale w 1804 roku zmarł, nie mając czasu na urzeczywistnienie swojego wynalazku.
W kolejnych latach kilku wynalazców z różnych krajów próbowało stworzyć sprawny silnik gazowy do lamp. Wszystkie te próby nie doprowadziły jednak do pojawienia się na rynku silników, które mogłyby z powodzeniem konkurować z parowozem. Zaszczyt tworzenia komercyjnie udany silnik spalanie wewnętrzne należy do belgijskiego inżyniera Jeana Etienne Lenoira. Pracując w galwanizerni, Lenoir doszedł do wniosku, że mieszanka paliwowo-powietrzna w silniku gazowym można zapalić za pomocą iskry elektrycznej i postanowiono zbudować silnik w oparciu o ten pomysł.
Lenoir nie odniósł natychmiastowego sukcesu. Po tym, jak udało się wyprodukować wszystkie części i zmontować maszyny, w 1864 roku wyprodukowano ponad 300 tych silników. inna moc... Stając się bogaty, Lenoir przestał pracować nad ulepszaniem swojego samochodu, a to z góry przesądziło o jej losie - została wyparta z rynku przez doskonalszy silnik stworzony niemiecki wynalazca Augusta Otto.
W 1864 roku uzyskał patent na swój model silnika gazowego iw tym samym roku zawarł kontrakt z zamożnym inżynierem Langenem na eksploatację tego wynalazku. Wkrótce powstała firma Otto & Company.
Na pierwszy rzut oka silnik Otto stanowił krok wstecz w stosunku do silnika Lenoira. Cylinder był pionowy. Obrotowy wał został umieszczony z boku na cylindrze. Do niego przymocowano zębatkę połączoną z wałem wzdłuż osi tłoka. Silnik pracował w następujący sposób. Obracający się wał podniósł tłok o 1/10 wysokości cylindra, w wyniku czego pod tłokiem utworzyła się rozrzedzona przestrzeń i została zassana mieszanina powietrza i gazu. Mieszanina następnie zapaliła się. Ani Otto, ani Langen nie posiadali wystarczającej wiedzy z zakresu elektrotechniki i porzuconego zapłonu elektrycznego. Zostały podpalone otwartym płomieniem przez rurkę. Podczas wybuchu ciśnienie pod tłokiem wzrosło do około 4 atm. Pod działaniem tego ciśnienia tłok uniósł się, objętość gazu wzrosła, a ciśnienie spadło. Podczas podnoszenia tłoka specjalny mechanizm odłączył zębatkę od wału. Tłok, najpierw pod ciśnieniem gazu, a następnie przez bezwładność, unosił się, aż wytworzyła się pod nim próżnia. Tym samym energia spalonego paliwa została wykorzystana w silniku z maksymalną sprawnością. Było to główne oryginalne znalezisko Otto. Skok tłoka w dół został zainicjowany przez ciśnienie atmosferyczne, a ponieważ silniki Otto były prawie pięć razy bardziej ekonomiczny niż silniki Lenoir, natychmiast zaczęli być bardzo poszukiwani. W kolejnych latach wyprodukowano ich około pięciu tysięcy. Otto ciężko pracował nad ulepszaniem ich projektów. Już wkrótce zębatka wymieniono koło zębate korby. Ale jego najważniejszy wynalazek miał miejsce w 1877 roku, kiedy Otto opatentował nowy silnik czterosuwowy. Ten cykl jest do dziś sednem większości silników benzynowych i gazowych. W następnym roku do produkcji wprowadzono już nowe silniki.
Cykl czterosuwowy był największym osiągnięciem technicznym Otto. Wkrótce jednak odkryto, że na kilka lat przed jego wynalazkiem dokładnie tę samą zasadę działania silnika opisał francuski inżynier Beau de Roche. Grupa francuskich przemysłowców zakwestionowała patent Otto w sądzie. Sąd uznał ich argumenty za przekonujące. Prawa Otto wynikające z jego patentu zostały znacznie ograniczone, w tym zniesienie jego monopolu na cykl czterosuwowy.
Chociaż konkurenci ustanowili produkcję silniki czterosuwowe, model Otto, wypracowany przez wiele lat produkcji, wciąż był najlepszy, a popyt na niego nie ustał. Do 1897 roku wyprodukowano około 42 tysiące tych silników o różnej pojemności. Jednak fakt, że jako paliwo został użyty gaz luminescencyjny, znacznie zawęził pole zastosowania pierwszych silników spalinowych. Liczba fabryk oświetlenia i gazu była nieznaczna nawet w Europie, podczas gdy w Rosji były tylko dwie - w Moskwie i Petersburgu.
Dlatego poszukiwania nowego paliwa do silnika spalinowego nie ustały. Niektórzy wynalazcy próbowali używać oparów jako gazu.Brighton w tym samym 1872 roku wynalazł jeden z pierwszych tak zwanych „wyparnych” gaźników, ale działał on niezadowalająco.
Działający silnik benzynowy pojawił się dopiero dziesięć lat później. Jej wynalazcą był niemiecki inżynier Julius Daimler. Przez wiele lat pracował w firmie Otto i był członkiem jej zarządu. Na początku lat 80. zaproponował swojemu szefowi projekt kompaktowego silnika benzynowego, który mógłby być wykorzystywany w transporcie. Otto chłodno zareagował na propozycję Daimlera. Następnie Daimler wraz ze swoim przyjacielem Wilhelmem Maybachem podjął odważną decyzję - w 1882 roku opuścili firmę Otto, nabyli mały warsztat pod Stuttgartem i rozpoczęli pracę nad swoim projektem.
Problem, przed którym stanęli Daimler i Maybach, nie był łatwy: postanowili stworzyć silnik, który nie będzie wymagał generatora gazu, będzie bardzo lekki i kompaktowy, ale wystarczająco mocny, aby napędzać załogę. Daimler miał nadzieję na zwiększenie mocy poprzez zwiększenie prędkości wału, ale w tym celu konieczne było zapewnienie wymaganej częstotliwości zapłonu mieszanki. W 1883 roku powstał pierwszy silnik benzynowy z zapłonem z rozgrzanej do czerwoności pustej rurki otwartej w cylinder.
Pierwszy model silnika benzynowego przeznaczony był do stacjonarnej instalacji przemysłowej.
Proces parowania płynne paliwo w pierwszych silnikach benzynowych wiele do życzenia. Dlatego wynalazek gaźnika dokonał prawdziwej rewolucji w budowie silników. Za jej twórcę uważa się węgierskiego inżyniera Donata Bankiego. W 1893 roku opatentował gaźnik z dyszą, który był prototypem wszystkich nowoczesnych gaźników. Banki w przeciwieństwie do swoich poprzedników oferowały pierwsze silniki spalinowe jednocylindrowe, a w celu zwiększenia mocy silnika zwykle zwiększały objętość cylindra. Potem zaczęli to osiągać, zwiększając liczbę cylindrów.
Pod koniec XIX wieku pojawiły się silniki dwucylindrowe, a od początku XX wieku zaczęły się upowszechniać silniki czterocylindrowe.