Motorr me avull- një motor nxehtësie me djegie të jashtme që konverton energjinë e avullit në punë mekanike lëvizjen reciproke të pistonit, dhe më pas në lëvizjen rrotulluese të boshtit. Në një kuptim më të gjerë, një motor me avull është çdo motor me djegie të jashtme që konverton energjinë e avullit në punë mekanike.

Motori me avull horizontal i palëvizshëm me dy cilindra për të drejtuar transmetimet e fabrikës. Fundi i shekullit të 19-të Ekspozita e Muzeut të Kulturës Industriale. Nuremberg

Rëndësia e motorëve me avull

Makinat me avull u përdorën si motor me makinë në stacionet e pompimit, lokomotiva, anije me avull, traktorë, makina me avull dhe mjete të tjera. Motorët me avull kontribuan në përdorimin e gjerë komercial të makinerive në fabrika dhe siguruan bazën energjetike për revolucionin industrial në shekullin e 18-të. Më vonë motorët me avull u zëvendësuan nga motorët djegia e brendshme, turbinat me avull dhe motorët elektrikë, rendimenti i të cilëve është më i lartë.

Turbinat me avull, formalisht një shumëllojshmëri motorët me avull ende përdoren gjerësisht si disqe për gjeneratorët e energjisë. Përafërsisht 86% e energjisë elektrike në botë prodhohet duke përdorur turbinat me avull.

Parimi i funksionimit

Kërkohet një kazan me avull për të drejtuar motorin me avull. Avulli që zgjerohet shtyp në piston ose në tehet e turbinës me avull, lëvizja e të cilit transmetohet në pjesë të tjera mekanike. Një nga avantazhet e motorëve me djegie të jashtme është se, për shkak të ndarjes së bojlerit nga motori me avull, mund të përdoret pothuajse çdo lloj karburanti - nga plehrat në uranium.

Shpikja dhe zhvillimi

Pajisja e parë e njohur, e mundësuar nga avulli, u përshkrua nga Heroni i Aleksandrisë në shekullin e parë. Avulli që dilte në mënyrë tangjenciale nga grykat e ngjitura me topin e bëri këtë të fundit të rrotullohej. Turbina e vërtetë me avull u shpik shumë më vonë, në Egjiptin mesjetar, nga filozofi, astronomi dhe inxhinieri arab i shekullit të 16-të Tagi al-Dinome. Ai propozoi një metodë të rrotullimit të pështymës me anë të një rryme avulli të drejtuar te tehet e fiksuara përgjatë buzës së timonit. Një makinë e ngjashme u propozua në 1629 nga inxhinieri italian Giovanni Branca për rrotullimin e një pajisjeje cilindrike të ankorimit, e cila nga ana e saj ngriti dhe lëshoi ​​një palë shtypës në mortaja. Rrjedhja e avullit në këto herët turbinat me avull nuk ishte i përqendruar dhe pjesa më e madhe e energjisë së tij u shpërnda në të gjitha drejtimet, duke rezultuar në humbje të konsiderueshme të energjisë.

por zhvillim të mëtejshëm motori me avull kërkonte një mjedis ekonomik në të cilin projektuesit e motorëve mund të përfitonin nga rezultatet e tyre. Kushtet e tilla nuk ekzistonin as në kohët e lashta, as në mesjetë dhe as në rilindje. Vetëm në fund të shekullit të 17-të, motorët me avull u krijuan si kuriozitete të vetme. Makina e parë u krijua nga shpikësi spanjoll Yeronimo Ayans de Beaumont, shpikjet e të cilit ndikuan në patentën e T. Severi (shih më poshtë). Parimi i funksionimit dhe përdorimit të motorëve me avull u përshkrua gjithashtu në 1655 nga anglezi Edward Somerset. Në vitin 1663 ai botoi një projekt dhe instaloi një pajisje me avull për të ngritur ujin në murin e Kullës së Madhe në Kalanë Raglan (pushimet në murin ku ishte instaluar motori ishin ende të dukshme në shekullin e 19-të). Megjithatë, askush nuk ishte i gatshëm të rrezikonte para për këtë koncept të ri revolucionar dhe motori me avull mbeti i pazhvilluar. Një nga eksperimentet e fizikanit dhe shpikësit francez Denis Papin ishte krijimi i një vakumi në një cilindër të mbyllur. Në mesin e viteve 1670 në Paris, në bashkëpunim me fizikanin holandez Huygens, ai punoi në një makinë që nxirrte ajrin nga një cilindër duke shpërthyer barut në të. Duke parë paplotësimin e vakumit të krijuar nga kjo, Papen, pas mbërritjes së tij në Angli në 1680, krijoi një version të të njëjtit cilindër, në të cilin ai mori një vakum më të plotë me ndihmën e ujit të vluar, i cili kondensohej në cilindër. Kështu, ai mundi të ngrinte peshën e ngjitur në piston me një litar të hedhur mbi rrotull. Sistemi funksiononte si një model demo, por për të përsëritur procesin, i gjithë aparati duhej çmontuar dhe rimontuar. Papen e kuptoi shpejt se për të automatizuar ciklin, avulli duhet të prodhohet veçmas në një kazan. Prandaj, Papen konsiderohet si shpikësi i kaldajës me avull, duke i hapur kështu rrugën motorit me avull Newcomen. Sidoqoftë, ai nuk ofroi dizajnin e një motori me avull që funksiononte. Papen projektoi gjithashtu një varkë të shtyrë nga një rrotë reaktive në një kombinim të koncepteve Tagi al-Din dhe Severi; atij i atribuohet edhe shpikja e shumë pajisje të rëndësishme të tilla si një valvul sigurie.

Asnjë nga pajisjet e përshkruara nuk është përdorur në të vërtetë si një mjet për zgjidhjen e problemeve të dobishme. Përdorur për herë të parë në prodhim motorr me avull ishte një "makinë zjarri" e projektuar nga inxhinieri ushtarak anglez Thomas Severi në 1698. Severi mori një patentë për pajisjen e tij në 1698. Ishte një pompë avulli pistoni, dhe padyshim jo shumë efikase, pasi nxehtësia e avullit humbte çdo herë gjatë ftohjes së kontejnerit dhe mjaft e rrezikshme në funksionim, pasi për shkak të shtypje e lartë kontejnerët me avull dhe linjat e motorit shpërthyen ndonjëherë. Meqenëse kjo pajisje mund të përdorej si për të rrotulluar rrotat e një mulli uji dhe për të pompuar ujin nga minierat, shpikësi e quajti atë "miku i minatorit".

Pastaj farkëtari anglez Thomas Newcomen demonstroi "motorin e tij atmosferik" në 1712. Ishte një motor me avull i përmirësuar Severi, në të cilin Newcomen uli ndjeshëm presionin e avullit të punës. Aplikimi i parë i motorit Newcomen ishte të pomponte ujin nga një bosht i thellë. Në pompën e minierës, krahu rrotullues ishte i lidhur me një shtytje që zbriste në minierë në dhomën e pompës. Lëvizjet reciproke të shtytjes u transmetuan në pistonin e pompës, i cili furnizonte ujë në majë. Ishte motori Newcomen që u bë motori i parë me avull që mori një të gjerë përdorim praktik, me të cilin është zakon të lidhet fillimi i revolucionit industrial në Angli. Motori i parë me avull me dy cilindra me vakum në Rusi u projektua nga mekaniku I.I. Një rritje e mëtejshme e efikasitetit ishte përdorimi i avullit me presion të lartë (amerikani Oliver Evans dhe anglezi Richard Trevithick). R. Trevithick ka ndërtuar me sukses motorë industrialë me një goditje me presion të lartë të njohur si "Motorët Cornish". Ata funksiononin në 50 psi, ose 345 kPa (3,405 atmosfera). Megjithatë, me rritjen e presionit, ekzistonte edhe rreziku i madh i shpërthimeve në makineri dhe kaldaja, të cilat në fillim çuan në aksidente të shumta. Nga ky këndvështrim, elementi më i rëndësishëm i makinës me presion të lartë ishte valvula e sigurisë, e cila çlironte presionin e tepërt. Të besueshme dhe funksionimin e sigurt filloi vetëm me grumbullimin e përvojës dhe standardizimin e procedurave për ndërtimin, funksionimin dhe mirëmbajtjen e pajisjeve. Shpikësi francez Nicholas-Joseph Cugno në 1769 demonstroi avullin e parë vetëlëvizës operativ. automjeti: “Fardier à vapeur” (karrocë me avull). Ndoshta shpikja e tij mund të konsiderohet makina e parë. Traktori me avull vetëlëvizës doli të ishte shumë i dobishëm si një burim i lëvizshëm energjie mekanike, i cili vuri në lëvizje makina të tjera bujqësore: shirëse, presa etj. Në vitin 1788, një varkë me avull e ndërtuar nga John Fitch po kryente tashmë një shërbim të rregullt. në lumin Delaware midis Filadelfia (Pensilvani) dhe Burlington (Shteti i Nju Jorkut). Ai ngriti 30 pasagjerë në bord dhe eci me një shpejtësi prej 7-8 milje në orë. Më 21 shkurt 1804, lokomotiva e parë me avull hekurudhore vetëlëvizëse, e ndërtuar nga Richard Trevithick, u ekspozua në Penidarren Steel Works në Merthyr Tydville, Uellsi i Jugut.

Motorë me avull reciproke

Motorët reciprok përdorin energjinë e avullit për të lëvizur një pistoni në një dhomë ose cilindër të mbyllur. Veprimi reciprok i pistonit mund të shndërrohet mekanikisht në lëvizje lineare pompa pistoni ose në një lëvizje rrotulluese për të drejtuar pjesët rrotulluese të veglave të makinerisë ose rrotat e automjeteve.

Makina me vakum

Gdhendja e motorit Newcomen. Ky imazh është kopjuar nga një vizatim në Desagliers' A Course in Experimental Philosophy, 1744, i cili është një kopje e ndryshuar e një gdhendjeje nga Henry Beaton e datës 1717. Ndoshta përshkruan një motor të dytë Newcomen [hoy], i instaluar rreth vitit 1714 në minierën e qymyrit Gryph në Workshire.

Motorët e hershëm me avull u quajtën fillimisht "makinat e zjarrit" dhe motorët "atmosferikë" ose "kondensues" të Watt. Ata punuan për parimi i vakumit dhe për këtë arsye njihen edhe si " motorët me vakum". Makina të tilla punonin për të drejtuar pompa pistoni, në çdo rast, nuk ka asnjë dëshmi se ato janë përdorur për qëllime të tjera. Kur përdorni një makinë me avull të tipit vakum në fillim të ciklit, avull presion i ulët pranohet në dhomën ose cilindrin e punës. Valvula e hyrjes pastaj mbyllet dhe avulli ftohet duke u kondensuar. Në një motor Newcomen, uji ftohës spërkatet drejtpërdrejt në cilindër dhe kondensata derdhet në një kolektor kondensate. Kjo krijon një vakum në cilindër. Presioni atmosferik në pjesën e sipërme të cilindrit shtyp pistonin dhe bën që ai të lëvizë poshtë, domethënë goditjen e punës.

Pistoni është i lidhur me zinxhir në fundin e një krahu të madh lëkundës që rrotullohet rreth mesit të tij. Pompa e ngarkuar lidhet me zinxhir në skajin e kundërt të krahut lëkundës, i cili, nën veprimin e pompës, e kthen pistonin në majë të cilindrit me anë të gravitetit. Kështu ndodh e kundërta. Presioni i avullit është i ulët dhe nuk mund t'i rezistojë lëvizjes së pistonit.

Ftohja dhe rinxehja e vazhdueshme e cilindrit skllav të makinës ishte shumë e kotë dhe joefikase, megjithatë, këta motorë me avull ishin në gjendje të pomponin ujin nga thellësi më të thella se sa ishte e mundur përpara se të futeshin. Në 1774, u shfaq një version i motorit me avull, i krijuar nga Watt në bashkëpunim me Matthew Boulton, risia kryesore e të cilit ishte futja e procesit të kondensimit në një dhomë të veçantë të veçantë (kondensator). Kjo dhomë vendosej në një banjë me ujë të ftohtë, dhe u lidh me cilindrin nga një tub i mbivendosur nga një valvul. Dhoma e kondensimit ishte e lidhur me një të vogël të veçantë pompë vakumi(një prototip i një pompe kondensate), e drejtuar nga një krah lëkundës dhe shërben për të hequr kondensat nga kondensatori. Uji i nxehtë që rezulton furnizohej nga një pompë speciale (një prototip i një pompe ushqimi) përsëri në kazan. Një risi tjetër radikale ishte mbyllja e skajit të sipërm të cilindrit të punës, në pjesën e sipërme të të cilit tani kishte avull me presion të ulët. I njëjti avull ishte i pranishëm në xhaketën e dyfishtë të cilindrit, duke e mbështetur atë temperaturë konstante... Gjatë lëvizjes së pistonit përpjetë, ky avull përçohej përmes tubave të posaçëm në pjesën e poshtme të cilindrit për t'i nënshtruar kondensimit gjatë goditjes së radhës. Makina, në fakt, pushoi së qeni "atmosferike" dhe fuqia e saj tani varej nga ndryshimi i presionit midis avullit me presion të ulët dhe vakumit që mund të merrte.

versioni i motorit me avull të krijuar nga Watt

Në motorin me avull Newcomen, pistoni u lubrifikua një sasi të vogël uji u derdh mbi të nga lart, në makinën e Watt kjo u bë e pamundur, pasi tani kishte avull në pjesën e sipërme të cilindrit, ishte e nevojshme të kaloni në lubrifikimin me një përzierje yndyre dhe vaji. E njëjta yndyrë u përdor në vulën e vajit të shufrës së cilindrit.

Motorët me avull me vakum, pavarësisht kufizimeve të dukshme të efikasitetit të tyre, ishin relativisht të sigurt, ata përdorën avull me presion të ulët, i cili ishte mjaft në përputhje me nivelin e përgjithshëm të ulët të teknologjisë së bojlerit në shekullin e 18-të. Fuqia e makinës ishte e kufizuar nga presioni i ulët i avullit, madhësia e cilindrit, shpejtësia e djegies së karburantit dhe avullimit të ujit në kazan, si dhe madhësia e kondensatorit. Efikasiteti maksimal teorik ishte i kufizuar nga ndryshimi relativisht i vogël i temperaturës në të dy anët e pistonit; kjo i bëri makinat me vakum të destinuara për përdorim industrial shumë të mëdha dhe të shtrenjta.

Rreth vitit 1811, Richard Trevithnick kishte nevojë të përmirësonte makinën e Watt në mënyrë që ta përshtatte atë me kaldaja të reja Cornish. Presioni i avullit mbi piston arriti në 275 kPa (2.8 atmosfera), dhe ishte kjo që siguroi fuqinë kryesore për goditjen e punës; përveç kësaj, kondensatori është përmirësuar ndjeshëm. Makina të tilla quheshin makina Cornish dhe u ndërtuan deri në vitet 1890. Shumë nga makinat e vjetra të Watt janë rimodeluar në këtë nivel. Disa nga makinat Cornish ishin mjaft të mëdha.

Makina me avull me presion të lartë

Në motorët me avull, avulli rrjedh nga kaldaja në dhomën e punës të cilindrit, ku zgjerohet, duke ushtruar presion mbi piston dhe duke bërë punë të dobishme. Avulli i zgjeruar më pas mund të nxirret në atmosferë ose në një kondensator. Një ndryshim i rëndësishëm midis makinave me presion të lartë dhe makinave me vakum është se presioni i avullit të shkarkimit tejkalon atmosferën ose është i barabartë me të, domethënë nuk krijohet vakum. Avulli i shkarkimit zakonisht kishte një presion më të lartë se presioni atmosferik dhe shpesh derdhej në oxhak, gjë që bënte të mundur rritjen e tërheqjes së bojlerit.

Rëndësia e rritjes së presionit të avullit është se ai fiton më shumë temperaturë të lartë... Kështu, motori me avull me presion të lartë funksionon në dallim më të madh temperatura nga ato që mund të arrihen në makinat me vakum. Pasi makinat me presion të lartë zëvendësuan ato me vakum, ato u bënë baza për zhvillimin dhe përmirësimin e mëtejshëm të të gjitha makinave me avull reciproke. Sidoqoftë, presioni që konsiderohej i lartë në 1800 (275-345 kPa) tani konsiderohet shumë i ulët - presioni në kaldaja moderne me avull është dhjetëra herë më i lartë.

Një avantazh shtesë i makinave me presion të lartë është se ato janë shumë më të vogla për një nivel të caktuar fuqie, dhe për këtë arsye dukshëm më pak të kushtueshme. Përveç kësaj, një motor i tillë me avull mund të jetë mjaft i lehtë dhe kompakt për t'u përdorur në automjete. Transporti me avull që rezultoi (lokomotiva me avull, avullore) revolucionarizoi komercialin dhe Transporti i udhëtarëve, strategjia ushtarake dhe në përgjithësi ka prekur pothuajse çdo aspekt të jetës publike.

Diagrami i një motori me avull horizontal me një cilindër me presion të lartë, aktrim i dyfishtë... Marrja e energjisë kryhet nga rripi i lëvizjes:

Makina me avull me veprim të dyfishtë

Hapi tjetër i rëndësishëm në zhvillimin e motorëve me avull me presion të lartë ishte shfaqja e makinave me veprim të dyfishtë. Në makinat me një veprim, pistoni lëvizte në një drejtim nga forca e avullit që zgjerohej, por ai kthehej mbrapsht ose nën veprimin e gravitetit ose për shkak të momentit të inercisë së një volant rrotullues të lidhur me një motor me avull.

Në makinat me avull me veprim të dyfishtë, avulli i freskët furnizohet në mënyrë alternative në të dy anët e cilindrit të punës, ndërsa avulli i shkarkimit në anën tjetër të cilindrit shkarkohet në atmosferë ose në kondensator. Kjo kërkonte krijimin e një mekanizmi mjaft kompleks të shpërndarjes së avullit. Parimi i veprimit të dyfishtë rrit shpejtësinë e makinës dhe përmirëson komoditetin e udhëtimit.

Pistoni i një motori të tillë me avull është i lidhur me një shufër rrëshqitëse që del nga cilindri. Në këtë shufër është ngjitur një shufër lidhëse lëkundëse që drejton fiksimin e volantit. Sistemi i shpërndarjes së avullit drejtohet nga një mekanizëm tjetër fiksimi. Mekanizmi i shpërndarjes së avullit mund të ketë një funksion kthimi në mënyrë që të ndryshohet drejtimi i rrotullimit të volantit të makinës.

Një motor me avull me veprim të dyfishtë është rreth dy herë më i fuqishëm se një motor konvencional me avull dhe mund të funksionojë gjithashtu me një volant shumë më të lehtë. Kjo zvogëlon peshën dhe koston e makinerive.

Shumica e motorëve me avull reciproke përdorin pikërisht këtë parim të funksionimit, i cili shihet qartë në shembullin e lokomotivave me avull. Kur një makinë e tillë ka dy ose më shumë cilindra, fiksimet zhvendosen 90 gradë për të siguruar që makina të mund të ndizet në çdo pozicion të pistonëve në cilindra. Disa avullore me vozitje kishin një motor me avull me një cilindër me dy veprim dhe ata duhej të siguroheshin që rrota të mos ndalonte në një pikë të vdekur, domethënë në një pozicion në të cilin makina nuk mund të nisej.

Mundësitë e përdorimit të energjisë së avullit ishin të njohura në fillim të epokës sonë. Kjo konfirmohet nga një pajisje e quajtur eolipil i Geronit, e krijuar nga mekaniku i lashtë grek Heron i Aleksandrisë. Një shpikje e lashtë mund t'i atribuohet një turbine me avull, topi i së cilës rrotullohej për shkak të forcës së avionëve të avullit të ujit.

U bë e mundur përshtatja e avullit për të drejtuar motorët në shekullin e 17-të. Ata nuk e përdorën një shpikje të tillë për një kohë të gjatë, por ajo dha një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e njerëzimit. Për më tepër, historia e shpikjes së motorëve me avull është shumë magjepsëse.

Koncepti

Motori me avull përbëhet nga motor ngrohje djegia e jashtme, e cila nga energjia e avullit të ujit krijon lëvizje mekanike pistoni, dhe ai, nga ana tjetër, rrotullon boshtin. Fuqia e një motori me avull zakonisht matet në vat.

Historia e shpikjes

Historia e shpikjes së motorëve me avull është e lidhur me njohuritë e qytetërimit të lashtë grek. Kohe e gjate askush nuk i përdori veprat e kësaj epoke. Në shekullin e 16-të, u bë një përpjekje për të krijuar një turbinë me avull. Fizikani dhe inxhinieri turk Takiyuddin ash-Shami punoi për këtë në Egjipt.

Interesi për këtë problem u rishfaq në shekullin e 17-të. Në 1629, Giovanni Branca propozoi versionin e tij të turbinës me avull. Sidoqoftë, shpikjet humbën shumë energji. Zhvillime të mëtejshme kërkoi kushte të përshtatshme ekonomike, të cilat do të shfaqen më vonë.

Denis Papin konsiderohet të jetë i pari që shpiku motorin me avull. Shpikja ishte një cilindër me një pistoni që ngrihet për shkak të avullit dhe zbret si rezultat i trashjes së tij. Pajisjet e Severy dhe Newcomen (1705) kishin të njëjtin parim funksionimi. Pajisjet u përdorën për të pompuar ujin nga minierat.

Pajisja u përmirësua më në fund nga Watt në 1769.

Shpikjet e Denis Papin

Denis Papin ishte një mjek nga trajnimi. I lindur në Francë, ai u transferua në Angli në 1675. Ai është i njohur për shumë nga shpikjet e tij. Një prej tyre është një tenxhere me presion të quajtur Kazani i Papenit.

Ai ishte në gjendje të identifikonte marrëdhënien midis dy fenomeneve, përkatësisht pikës së vlimit të lëngut (ujit) dhe presionit që shfaqet. Falë kësaj, ai krijoi një kazan të mbyllur, brenda të cilit u rrit presioni, për shkak të të cilit uji ziente më vonë se zakonisht dhe temperatura e përpunimit të produkteve të vendosura në të u rrit. Kështu, shpejtësia e gatimit u rrit.

Në 1674, një shpikës mjekësor krijoi një motor pluhuri. Puna e tij konsistonte në faktin se kur ndizej baruti, pistoni lëvizte në cilindër. Një vakum i dobët u formua në cilindër dhe presioni atmosferik e ktheu pistonin në vendin e tij. Elementet e gaztë që rezultuan dolën përmes valvulës, dhe ato të mbetura u ftohën.

Deri në vitin 1698, Papen arriti të krijojë një njësi të bazuar në të njëjtin parim, e cila punon jo në barut, por në ujë. Kështu, u krijua motori i parë me avull. Pavarësisht përparimit të rëndësishëm që mund të çonte ideja, ajo nuk i solli përfitime të rëndësishme shpikësit të saj. Kjo për faktin se më parë një mekanik tjetër, Severy, kishte patentuar tashmë pompën e avullit, dhe deri në atë kohë ata nuk kishin shpikur ende një aplikim tjetër për njësi të tilla.

Denis Papin vdiq në Londër në vitin 1714. Pavarësisht se motori i parë me avull u shpik prej tij, ai u largua nga kjo botë në nevojë dhe vetmi.

Shpikjet e Thomas Newcomen

Anglezi Newcomen doli të ishte më i suksesshëm për sa i përket dividentëve. Kur Papen krijoi makinën e tij, Thomas ishte 35 vjeç. Ai studioi me kujdes punën e Savery dhe Papen dhe ishte në gjendje të kuptonte mangësitë e të dy modeleve. Nga këto ai mori të gjitha idetë më të mira.

Në vitin 1712, në bashkëpunim me mjeshtrin e xhamit dhe hidraulikut John Callie, ai krijoi modelin e tij të parë. Kështu vazhdoi historia e shpikjes së motorëve me avull.

Modeli i krijuar mund të shpjegohet shkurtimisht si më poshtë:

• Dizajni kombinonte një cilindër vertikal dhe një piston, si ai i Papen.
• Avulli u krijua në një kazan të veçantë, i cili funksiononte në parimin e makinës Savery.
• Ngushtësia në cilindrin e avullit u arrit për shkak të lëkurës, e cila ishte mbështjellë rreth pistonit.

Njësia e Newcomen ngriti ujë nga minierat duke përdorur presionin atmosferik. Makina ishte e dukshme për dimensionet e saj të forta dhe kërkonte një sasi të madhe qymyrguri për të funksionuar. Pavarësisht këtyre mangësive, modeli i Newcomen u përdor në miniera për gjysmë shekulli. Madje lejoi rihapjen e minierave që ishin braktisur për shkak të përmbytjeve nga ujërat nëntokësore.

Në 1722, ideja e Newcomen provoi efektivitetin e saj, duke pompuar ujë nga një anije në Kronstadt në vetëm dy javë. Një sistem mulli me erë mund ta bëjë këtë brenda një viti.

Për shkak të faktit se makina bazohej në versionet e hershme, mekaniku anglez nuk ishte në gjendje të merrte një patentë për të. Projektuesit u përpoqën të aplikonin shpikjen në lëvizjen e automjetit, por dështuan. Historia e shpikjes së motorëve me avull nuk mbaroi këtu.

Shpikja e Watt

Pajisjet e para të shpikura madhësi kompakte por mjaft i fuqishëm, James Watt. Motori me avull ishte i pari i këtij lloji. Një mekanik nga Universiteti i Glasgow filloi riparimin e gjeneratorit të avullit të Newcomen në 1763. Si rezultat i rinovimit, ai kuptoi se si të reduktonte konsumin e karburantit. Për ta bërë këtë, ishte e nevojshme që cilindri të mbahej në një gjendje të nxehtë vazhdimisht. Megjithatë, motori me avull i Watt nuk mund të ishte gati derisa të zgjidhej problemi i kondensimit të avullit.

Zgjidhja erdhi kur mekaniku kaloi pranë lavanderisë dhe vuri re se retë e avullit dilnin nga poshtë kapakut të bojlerit. Ai e kuptoi se avulli është një gaz, dhe ai duhet të lëvizë në një cilindër me presion të reduktuar.

Duke arritur ngushtësinë brenda cilindër avulli me ndihmën e litarit të kërpit të njomur me vaj, Watt ishte në gjendje të lehtësonte presionin atmosferik. Ky ishte një hap i madh përpara.

Në 1769, një mekanik mori një patentë, e cila thoshte se temperatura e motorit në një motor me avull do të ishte gjithmonë e barabartë me temperaturën e avullit. Megjithatë, gjërat për shpikësin e pafat nuk po shkonin ashtu siç pritej. Ai u detyrua të hipotekonte një patentë për borxhin.

Në 1772 ai u takua me Matthew Bolton, i cili ishte një industrialist i pasur. Ai bleu dhe i ktheu Watt patentat e tij. Shpikësi u kthye në punë, i mbështetur nga Bolton. Në 1773, motori me avull i Watt kaloi një provë dhe tregoi se konsumonte shumë më pak qymyr se sa homologët e tij. Një vit më vonë, prodhimi i makinave të tij filloi në Angli.

Në 1781, shpikësi arriti të patentojë krijimin e tij të ardhshëm - një motor me avull për drejtimin e veglave të makinerive industriale. Pas një kohe, të gjitha këto teknologji do të bëjnë të mundur lëvizjen e trenave dhe avullorëve me ndihmën e avullit. Kjo do të revolucionarizojë plotësisht jetën e një personi.

Një nga njerëzit që ndryshoi jetën e shumë njerëzve ishte James Watt, motori me avull i të cilit përshpejtoi përparimin teknologjik.

Shpikja e Polzunovit

Projekti i motorit të parë me avull që mund të drejtonte një sërë mekanizmash pune u krijua në 1763. Ajo u zhvillua nga mekaniku rus I. Polzunov, i cili punonte në fabrikat e minierave të Altait.

Kreu i fabrikave u njoh me projektin dhe mori miratimin për krijimin e pajisjes nga Shën Petersburg. Motori me avull Polzunov u njoh, dhe puna për krijimin e tij iu besua autorit të projektit. Ky i fundit ka dashur që fillimisht ta montojë modelin në miniaturë për të evidentuar dhe eliminuar mangësitë e mundshme që nuk duken në letër. Megjithatë, ai u urdhërua të fillonte ndërtimin e një makinerie të madhe dhe të fuqishme.

Polzunovit iu pajisën asistentë, dy prej të cilëve ishin të prirur për mekanikë, dhe dy do të kryenin punë ndihmëse. U deshën një vit e nëntë muaj për të ndërtuar motorin me avull. Kur motori me avull i Polzunov ishte pothuajse gati, ai u sëmur nga konsumi. Krijuesi vdiq disa ditë para testeve të para.

Të gjitha veprimet në makinë u zhvilluan automatikisht, ajo mund të funksiononte vazhdimisht. Kjo u vërtetua në 1766, kur studentët e Polzunov kryen testet e tyre përfundimtare. Një muaj më vonë, pajisjet u vunë në punë.

Makina jo vetëm që pagoi paratë e shpenzuara, por edhe fitoi për pronarët e saj. Nga vjeshta, kaldaja filloi të rrjedhë dhe puna u ndal. Njësia mund të riparohej, por kjo nuk u interesonte shefave të fabrikës. Makina u braktis dhe një dekadë më vonë u çmontua si e panevojshme.

Parimi i funksionimit

Kërkohet një kazan me avull për të funksionuar të gjithë sistemin. Avulli i krijuar zgjerohet dhe shtyp në piston, duke rezultuar në lëvizjen e pjesëve mekanike.

Parimi i funksionimit eksplorohet më së miri duke përdorur ilustrimin e mëposhtëm.

Nëse nuk i lyeni detajet, atëherë puna e motorit me avull është të shndërrojë energjinë e avullit në lëvizjen mekanike të pistonit.

Efikasiteti

Efikasiteti i një motori me avull përcaktohet nga raporti i punës së dobishme mekanike në lidhje me sasinë e shpenzuar të nxehtësisë që përmbahet në karburant. Llogaritja nuk merr parasysh energjinë që lirohet në mjedis si nxehtësi.

Efikasiteti i një motori me avull matet si përqindje. Efikasiteti praktik do të jetë 1-8%. Në prani të një kondensuesi dhe zgjerimit të rrugës së rrjedhës, treguesi mund të rritet deri në 25%.

Përparësitë

Avantazhi kryesor i pajisjeve të avullit është se bojleri mund të përdorë çdo burim nxehtësie, si qymyr ashtu edhe uranium, si lëndë djegëse. Kjo e dallon ndjeshëm atë nga një motor me djegie të brendshme. Në varësi të llojit të këtij të fundit, lloj i caktuar karburant.

Historia e shpikjes së motorëve me avull ka treguar avantazhe që janë të dukshme edhe sot, pasi energjia bërthamore mund të përdoret për një analog me avull. Në vetvete, një reaktor bërthamor nuk mund ta shndërrojë energjinë e tij në punë mekanike, por është i aftë të gjenerojë sasi të mëdha nxehtësie. Më pas përdoret për të gjeneruar avull, i cili do ta vë makinën në lëvizje. Energjia diellore mund të përdoret në të njëjtën mënyrë.

Lokomotivat me avull performojnë mirë në lartësi të mëdha. Efikasiteti i tyre nuk vuan nga presioni i ulët atmosferik në male. Lokomotivat me avull përdoren ende në malet e Amerikës Latine.

Në Austri dhe Zvicër, përdoren versione të reja të lokomotivave me avull të thatë. Ato tregojnë efikasitet të lartë falë përmirësimeve të shumta. Ata nuk janë kërkues në mirëmbajtje dhe konsumojnë fraksione të lehta vaji si lëndë djegëse. Për sa i përket treguesve ekonomikë, ato janë të krahasueshme me lokomotivat elektrike moderne. Në të njëjtën kohë, lokomotivat me avull janë shumë më të lehta se homologët e tyre me naftë dhe elektrike. Ky është një avantazh i madh në terrenin malor.

disavantazhet

Disavantazhet përfshijnë, para së gjithash, efikasitetin e ulët. Kësaj i shtohet vëllimi i dizajnit dhe shpejtësia e ulët. Kjo u bë veçanërisht e dukshme pas ardhjes së motorit me djegie të brendshme.

Aplikacion

Kush e shpiku motorin me avull dihet tashmë. Mbetet për të gjetur se ku janë përdorur. Deri në mesin e shekullit të njëzetë, motorët me avull përdoreshin në industri. Ato u përdorën gjithashtu për transportin hekurudhor dhe me avull.

Fabrikat që kanë përdorur motorë me avull:

• sheqer;
• kuti shkrepsesh;
• fabrika letre;
• Tekstil;
• ndërmarrjet ushqimore (në disa raste).

Pjesë e kësaj pajisjeje janë edhe turbinat me avull. Gjeneratorët e energjisë elektrike ende punojnë me ndihmën e tyre. Rreth 80% e energjisë elektrike në botë prodhohet duke përdorur turbina me avull.

Në një kohë, u krijuan lloje të ndryshme transporti, që funksiononin në një motor me avull. Disa nuk zunë rrënjë për shkak të problemeve të pazgjidhura, ndërsa të tjerët vazhdojnë të punojnë edhe sot.

Transporti me avull:

• automobil;
• traktor;
• ekskavator;
• aeroplan;
• lokomotivë;
• anije;
• traktor.

Kjo është historia e shpikjes së motorëve me avull. Ju mund të konsideroni shkurtimisht një shembull të mirë të makinë garash Serpolle, krijuar në 1902. Ai vendosi një rekord botëror të shpejtësisë prej 120 kilometrash në orë në tokë. Kjo është arsyeja pse makinat me avull ishin konkurruese në raport me ato elektrike dhe benzinë.

Pra, në SHBA në vitin 1900, shumica e të gjithë motorëve me avull u prodhuan. Ata u takuan në rrugë deri në vitet tridhjetë të shekullit të njëzetë.

Shumica e këtyre automjeteve u bënë jopopullore pas ardhjes së motorit me djegie të brendshme, efikasiteti i të cilit është shumë më i lartë. Makina të tilla ishin më ekonomike, ndërsa të lehta dhe të shpejta.

Steampunk si një trend në epokën e motorëve me avull

Duke folur për motorët me avull, do të doja të përmendja trendin popullor - steampunk. Termi përbëhet nga dy fjalët angleze- “avulli” dhe “protesta”. Steampunk është një lloj fantashkencë që tregon historinë e gjysmës së dytë të shekullit të 19-të në Anglinë Viktoriane. Kjo periudhë në histori shpesh quhet Epoka e Avullit.

Të gjitha veprat kanë një veçori dalluese - ato tregojnë për jetën e gjysmës së dytë të shekullit të 19-të, ndërsa stili i rrëfimit të kujton romanin e H.G. Wells "The Time Machine". Parcelat përshkruajnë peizazhet e qytetit, ndërtesat publike, teknologjinë. Një vend i veçantë u jepet aeroplanëve, makinave të vjetra, shpikjeve të çuditshme. Të gjitha pjesët metalike ishin të lidhura me thumba, pasi saldimi nuk ishte përdorur ende.

Termi "steampunk" e ka origjinën në 1987. Popullariteti i tij shoqërohet me shfaqjen e romanit " Motori i Diferencës". Është shkruar në vitin 1990 nga William Gibson dhe Bruce Sterling.

Në fillim të shekullit XXI, u publikuan disa filma të famshëm në këtë drejtim:

• "Makinë kohë";
• Lidhja e Zotërinjve të Jashtëzakonshëm;
• "Van Helsing".

Pararendësit e steampunk përfshijnë veprat e Zhyl Vernit dhe Grigory Adamov. Interesi për këtë fushë herë pas here shfaqet në të gjitha sferat e jetës - nga kinemaja deri te veshjet e përditshme.

Industrisë Anglia kishte nevojë për shumë karburant dhe pylli u bë gjithnjë e më pak. Në këtë drejtim, minierat e qymyrit janë bërë jashtëzakonisht të rëndësishme.
Problemi kryesor i minierave ishte uji, ai i përmbyti minierat më shpejt se sa mund ta pomponin, duhej të braktisnin minierat e zhvilluara dhe të kërkonin të reja.
Për këto arsye, nevojiteshin urgjentisht mekanizmat për pompimin e ujit dhe motorët e parë me avull u bënë ato.

Faza tjetër në zhvillimin e motorëve me avull ishte krijimi (në viti 1690) një motor me avull pistoni, i cili kryente punë të dobishme për shkak të ngrohjes dhe kondensimit të avullit.

Lindur në qytetin francez të Blois në 1647. Në Universitetin e Angers, ai studioi mjekësi dhe mori doktoraturën, por nuk u bë mjek. Në shumë mënyra, fati i tij ishte i paracaktuar nga takimi i tij me fizikanin holandez H. Huygens, nën ndikimin e të cilit Papen filloi të studionte fizikën dhe mekanikën. Në 1688, ai botoi një përshkrim (me shtesat e tij konstruktive) të paraqitur nga Huygens në Akademinë e Shkencave të Parisit të projektit të një motori pluhuri në formën e një cilindri me një pistoni.
Papen propozoi gjithashtu hartimin e një pompe centrifugale, projektoi një furrë shkrirjeje xhami, një karrocë me avull dhe një nëndetëse, shpiku një tenxhere me presion dhe disa makina për ngritjen e ujit.

Tenxherja e parë me presion në botë:

Në 1685, Papen u detyrua të largohej nga Franca (për shkak të persekutimit të Huguenotëve) në Gjermani dhe vazhdoi të punonte në makinën e tij atje.
Në 1704, në uzinën Veckerhagen, ai hodhi cilindrin e parë në botë për një motor me avull dhe në të njëjtin vit ndërtoi një varkë me avull.

"Makina" e parë e Denis Papin (1690)

Kur nxehej, uji në cilindër u shndërrua në avull dhe e çoi pistonin lart, dhe kur ftohej (avulli u kondensua), u krijua një vakum dhe atmosferike presioni e zhvendosi pistonin poshtë.

Për ta vënë makinën në punë, ishte e nevojshme të manipulohej kërcelli dhe tapa e valvulës, të zhvendosej burimi i flakës dhe të ftohej cilindri me ujë.

Në 1705, Papen zhvilloi një motor të dytë me avull

Kur rubineti (D) u hap, avulli nga kaldaja (në të djathtë) hyri në enën e mesme dhe, përmes pistonit, e shtyu ujin në enën në të majtë. Pastaj rubineti (D) u mbyll, çezmat (G) dhe (L) u hapën, u shtua ujë në hinkë dhe ena e mesme u mbush me një pjesë të re, rubinetat (G) dhe (L) u mbyllën dhe cikli u përsërit. Kështu, u bë e mundur ngritja e ujit në një lartësi.

Në 1707, Papen erdhi në Londër me synimin për të marrë një patentë për veprat e tij të vitit 1690. Puna nuk u njoh, pasi deri në atë kohë makinat e Thomas Severi dhe Thomas Newcomen ishin shfaqur tashmë (shih më poshtë).

Në 1712, Denis Papin vdiq i varfër dhe u varros në një varr të pashënuar.

Motorët e parë me avull ishin pompa të mëdha të palëvizshme për pompimin e ujit. Kjo për faktin se ishte e nevojshme të pompohej uji nga minierat dhe minierat e qymyrit. Sa më të thella të ishin minierat, aq më e vështirë ishte nxjerrja e ujit të mbetur prej tyre; si rezultat, minierat e pazhvilluara duhej të braktiseshin dhe të zhvendoseshin në një vend të ri.

Në vitin 1699, një inxhinier anglez, mori një patentë për shpikjen e një "makine zjarri" të projektuar për të pompuar ujin nga minierat.
Makina e Severit është pompë me avull, jo motor, nuk kishte cilindër me piston.

Pika kryesore në makinën e Severit ishte se avulli prodhohej në të bojler i veçantë.

referencë

Makina e Thomas Severit

Kur rubineti 5 u hap, avulli nga kaldaja 2 u furnizua në enën 1, duke nxjerrë ujë prej andej përmes tubit 6. Valvula 10 është e hapur dhe valvula 11 është e mbyllur. Në fund të injektimit, valvula 5 u mbyll dhe ujë i ftohtë u furnizua në enë 1 përmes valvulës 9. Avulli në enën 1 u fto, u kondensua dhe presioni ra, duke thithur ujë përmes tubit 12. Valvula 11 u hap dhe valvula 10 u mbyll.

Pompa Severi ishte me fuqi të ulët, konsumonte shumë karburant dhe punonte me ndërprerje. Për këto arsye, makina Severi nuk u përhap dhe u zëvendësua nga "makinat me avull pistoni".

Në 1705 duke ndërthurur idetë e Severi (kazan i pavarur) dhe Papen (cilindër me piston) të ndërtuara pompë me avull pistoni për punë në miniera.
Eksperimentet për përmirësimin e makinës zgjatën rreth dhjetë vjet derisa ajo filloi të funksiononte siç duhet.

Rreth Thomas Newcomen

Lindur më 28 shkurt 1663 në Dartmouth. Me profesion farkëtar. Në vitin 1705, së bashku me kallajxhiun J. Cowley, ai ndërtoi një pompë avulli. Kjo makinë me avull-atmosferë, mjaft efektive për kohën e saj, u përdor për pompimin e ujit në miniera dhe u përhap në shekullin e 18-të. Kjo teknologji, në kohën tonë, përdoret nga pompat e betonit në kantieret e ndërtimit.
Newcomen nuk mund të merrte një patentë, pasi ashensori i ujit me avull u patentua në vitin 1699 nga T. Severi. Motori me avull Newcomen nuk ishte një motor universal dhe mund të funksiononte vetëm si pompë. Përpjekjet e Newcomen për të përdorur lëvizjen reciproke të pistonit për të rrotulluar rrotën e vozitjes në anije ishin të pasuksesshme.

Ai vdiq më 7 gusht 1729 në Londër. Emri i Newcomen mban "Shoqëria e Historianëve Teknologjik të Britanisë së Madhe".

Makina e Thomas Newcoman

Në fillim, avulli ngriti pistonin, më pas u injektua pak ujë i ftohtë në cilindër, avulli u kondensua (duke formuar kështu një vakum në cilindër) dhe pistoni u ul nën ndikimin e presionit atmosferik.

Ndryshe nga "cilindri Papen" (në të cilin cilindri shërbente si kaldajë), në makinën Newcomen, cilindri ishte i ndarë nga kaldaja. Kështu, u arrit të arrihej një punë pak a shumë uniforme.
Në versionet e para të makinës, valvulat operoheshin me dorë, por më vonë Newcoman doli me një mekanizëm që hapet dhe mbyllet automatikisht në momentin e duhurçezmat e përputhshme.

Foto

Rreth cilindrave

Cilindrat e parë të makinës Newcomen ishin bërë prej bakri, tubat ishin prej plumbi dhe lëkundësi ishte prej druri. Pjesët e vogla ishin prej hekuri duktil. Më vonë makinat Newcomen, pas rreth 1718, kishin tashmë një cilindër prej gize.
Cilindrat u bënë në shkritoren Abraham Derby në Kolbrookdale. Darby përmirësoi teknikën e derdhjes dhe kjo bëri të mundur marrjen e cilindrave të mjaftueshëm cilësi të mirë... Për të qenë pak a shumë korrekt dhe sipërfaqe e lëmuar muret e cilindrit, një makinë u përdor për të shpuar grykën e armëve.

Diçka si kjo:

Me disa modifikime, makinat Newcomen mbetën të vetmet makina të përshtatshme për përdorim industrial për 50 vjet.

Në 1720 përshkroi një motor me avull me dy cilindra. Shpikja u botua në të tij puna kryesore"Theatri Machinarum Hydraulicarum". Ky dorëshkrim ishte analiza e parë sistematike e inxhinierisë mekanike.

Makina e propozuar nga Jacob Leopold

Supozohej se pistonët, prej plumbi, do të ngriheshin nga presioni i avullit dhe do të binin nën peshën e tyre. Ideja e një vinçi (midis cilindrave) është kurioze, me ndihmën e tij avulli u injektua në njërin cilindër dhe njëkohësisht lëshohej nga tjetri.
Jakobi nuk e ndërtoi këtë makinë, ai vetëm e shpiku atë.

Në 1766 Shpikësi rus, duke punuar si mekanik në fabrikat e minierave dhe metalurgjisë Altai, krijoi motorin e parë me avull me dy cilindra në Rusi dhe të parën në botë.
Polzunov modernizoi makinën e Newcomen (ai përdori dy cilindra në vend të një për të siguruar funksionimin e vazhdueshëm) dhe propozoi përdorimin e saj për të vënë në lëvizje shakullin e furrave të shkrirjes.

Ndihmë e trishtuar

Në Rusi në atë kohë, motorët me avull praktikisht nuk përdoreshin, dhe Polzunov mori të gjitha informacionet nga libri "Udhëzime të hollësishme për biznesin e xeheve" (1760) me autor IA Schlatter, i cili përshkruante motorin me avull të Newcomen.

Projekti iu raportua Perandores Katerina II. Ajo e miratoi atë, urdhëroi II Polzunov të gradohej në "mekanik me gradën dhe gradën e inxhinierit kapiten-lejtnant" dhe të jepte 400 rubla ...
Polzunov propozoi të ndërtohej në fillim makinë e vogël, mbi të cilat do të ishte e mundur të identifikoheshin dhe eliminoheshin të gjitha disavantazhet që janë të pashmangshme në një shpikje të re. Shefat e fabrikës nuk u pajtuan me këtë dhe vendosën të ndërtonin menjëherë makinë e madhe... Në prill 1764 Polzunov filloi ndërtimin.
Në pranverën e vitit 1766, ndërtimi u përfundua dhe u testua kryesisht.
Por më 27 maj Polzunov vdiq nga konsumimi.
Vetëm studentët e tij Levzin dhe Chernitsyn filluan testet e fundit të motorit me avull. Në "Shënimin e ditës" të 4 korrikut, u vu re se "veprimi i makinës ishte në gjendje të mirë pune" dhe më 7 gusht 1766 u vu në punë i gjithë instalimi, një motor me avull dhe një ventilator i fuqishëm. Në vetëm tre muaj funksionim, makina e Polzunov jo vetëm që justifikoi të gjitha kostot e ndërtimit të saj në shumën prej 7233 rubla 55 kopecks, por gjithashtu dha një fitim neto prej 12,640 rubla 28 kopecks. Sidoqoftë, më 10 nëntor 1766, pasi kaldaja u dogj, makina qëndroi e papunë për 15 vjet, 5 muaj dhe 10 ditë. Në 1782 makina u çmontua.

(Enciklopedia e Territorit të Altait. Barnaul. 1996. T. 2. S. 281-282; Barnaul. Kronika e qytetit. Barnaul. 1994. h. 1.f.30).

Makina e Polzunovit

Parimi i funksionimit është i ngjashëm me makinën Newcomen.
U injektua ujë në njërin nga cilindrat e mbushur me avull, avulli u kondensua dhe u krijua vakum në cilindër, pistoni u ul nën ndikimin e presionit atmosferik, në të njëjtin moment avulli hyri në cilindrin tjetër dhe u ngrit.

Furnizimi me ujë dhe avull në cilindra ishte plotësisht i automatizuar.

Modeli i motorit me avull I.I. Polzunov, i bërë sipas vizatimeve origjinale në vitet 1820.
Muzeu Rajonal Barnaul.

Në 1765, James Watt një mekanik që punonte në Universitetin e Glasgout u ngarkua me riparimin e një modeli të makinës së Newcomen. Nuk dihet se kush ia ka dalë, por ajo kishte disa vite në universitet.
Prof. John Anderson e ftoi Watt për të parë nëse ai mund të bënte ndonjë gjë me këtë pajisje kurioze por kapriçioze.
Watt jo vetëm që riparoi, por edhe përmirësoi makinën. I shtoi një enë të veçantë për ftohjen e avullit dhe e quajti kondensator.

Modeli i motorit me avull Newcomen

Modeli ishte i pajisur me një cilindër (diametri 5 cm) me një goditje pune prej 15 cm. Watt kreu një numër eksperimentesh, në veçanti, ai zëvendësoi një cilindër metalik me një cilindër druri të lyer me vaj liri dhe të tharë në furrë, të reduktuar sasia e ujit të ngritur në një cikël, dhe modeli filloi të funksionojë.
Gjatë eksperimenteve, Watt u bind për joefikasitetin e makinës.
Me çdo cikël të ri, një pjesë e energjisë së avullit shkonte për ngrohjen e cilindrit, i cili ftohej pasi uji ishte injektuar për të ftohur avullin.
Pas një sërë eksperimentesh, Watt arriti në përfundimin:
“… Për të bërë një motor të përsosur me avull, është e nevojshme që cilindri të jetë gjithmonë i nxehtë, si dhe avulli që hyn në të; por nga ana tjetër, kondensimi i avullit për formimin e një vakumi duhej të bëhej në një temperaturë jo më të lartë se 30 gradë Reaumur "(38 Celsius) ...

Modeli i makinës Newcomen Watt eksperimentoi me të

Si filloi gjithçka...

Për herë të parë, Watt u interesua për tragetin në 1759, kjo u lehtësua nga miku i tij Robison, i cili më pas nxitoi me idenë e "përdorimit të fuqisë së një motori me avull për të shtyrë karrocat".
Në të njëjtin vit, Robison u largua për të luftuar Amerika e Veriut, dhe Watt tashmë ishte përmbytur nga biznesi.
Dy vjet më vonë, Watt iu kthye idesë së motorëve me avull.

"Rreth viteve 1761-1762," shkruan Watt, "Unë bëra disa eksperimente mbi forcën e avullit në kazanin Papen dhe bëra diçka si një motor me avull, duke bashkangjitur një shiringë, rreth 1/8 inç në diametër, me një pistoni të fortë, të pajisur me një valvul marrjeje. avull nga kaldaja, si dhe për ta lëshuar atë nga shiringa në ajër. Kur valvula u hap nga kaldaja në cilindër, avulli që hynte në cilindër dhe vepronte në piston ngriti një peshë të konsiderueshme (15 paund), e cila u ngarkua në piston. Kur ngarkesa u ngrit në lartësinë e kërkuar, komunikimi me bojlerin u mbyll dhe valvula u hap për të lëshuar avull në atmosferë. Avulli iku dhe ngarkesa zbriti. Ky operacion u përsërit disa herë, dhe megjithëse kjo pajisje vinçi u kthye me dorë, megjithatë, nuk ishte e vështirë të dilje me një pajisje për ta kthyer atë automatikisht.

A - cilindër; B - pistoni; C - shufër me një goditje për varjen e ngarkesës; D - cilindër i jashtëm (shtresë); E dhe G - hyrjet e avullit; F - tub që lidh cilindrin me kondensatorin; K - kondensator; Р - pompë; R - rezervuari; V - valvula për daljen e ajrit të zhvendosur nga avulli; K, P, R - e mbushur me ujë. Avulli futet përmes G në hapësirën midis A dhe D dhe përmes E në cilindrin A. Me një ngritje të lehtë të pistonit në cilindrin e pompës P (pistoni nuk tregohet në figurë), niveli i ujit në K ulet dhe avulli nga A shkon në K dhe vendoset këtu. Në A, fitohet një vakum dhe avulli i vendosur midis A dhe D shtyp pistonin B dhe e ngre atë së bashku me peshën e pezulluar prej tij.

Ideja kryesore që dallon makinën e Watt nga makina e Newcomen ishte një dhomë e izoluar për kondensimin (ftohjen e avullit).

Imazhi ilustrues:

Në makinën e Watt, kondensuesi "C" u nda nga cilindri i punës "P"; nuk kishte nevojë të nxehej dhe ftohej vazhdimisht, falë kësaj ishte e mundur të rritej paksa efikasiteti.

Në 1769-1770, në minierën e pronarit të minierës John Roebuck (Roebuck ishte i interesuar për motorët me avull dhe financoi Watt për një kohë), u ndërtua. model i madh makinë Watt, për të cilën ai mori patentën e tij të parë në 1769.

Thelbi i patentës

Watt e përkufizoi shpikjen e tij si "një metodë e re për të reduktuar konsumin e avullit, dhe rrjedhimisht karburantin në motorët e zjarrit".
Patenta (Nr. 013) përshkruante një sërë teknikash të reja. pozicionet e përdorura nga Watt në motorin e tij:
1) Ruajtja e temperaturës së mureve të cilindrit të barabartë me temperaturën e avullit që hyn në të për shkak të izolimit termik, xhaketës me avull
dhe mungesa e kontaktit me trupat e ftohtë.
2) Kondensimi i avullit në një enë të veçantë - një kondensator, temperatura në të cilën duhej të ruhej në nivelin e ambientit.
3) Heqja e ajrit dhe trupave të tjerë jo të kondensueshëm nga kondensatori me anë të pompave.
4) Aplikimi i presionit të tepërt të avullit; në rastet e mungesës së ujit për kondensimin e avullit, përdorni vetëm presion të tepërt me shter në atmosferë.
5) Përdorimi i makinave "rrotulluese" me piston rrotullues të njëanshëm.
6) Funksionimi me kondensim jo të plotë (d.m.th. me vakum të reduktuar). E njëjta klauzolë për patentë përshkruan modelin e vulës së pistonit dhe pjesëve individuale. Në presionet e avullit prej 1 atm të përdorur në atë kohë, futja e një kondensuesi të veçantë dhe evakuimi i ajrit prej tij nënkuptonte mundësi reale ulje e konsumit të avullit dhe karburantit me më shumë se gjysmën.

Pas ca kohësh, Roebuck falimentoi dhe industrialisti anglez Matthew Bolton u bë partneri i ri i Watt.
Pas likuidimit të marrëveshjes së Watt me Roebuck, automjeti i përfunduar u çmontua dhe u dërgua në uzinën e Boltonit në Soho. Në të, Watt për një kohë të gjatë testoi pothuajse të gjitha përmirësimet dhe shpikjet e tij.

Rreth Matthew Bolton

Nëse Roebuck pa në makinën e Watt kryesisht vetëm një pompë të përmirësuar, e cila supozohej të shpëtonte minierat e tij nga përmbytjet, atëherë Bolton pa në shpikjet e Watt. lloji i ri motori, i cili duhej të zëvendësonte rrotën e ujit.
Vetë Bolton u përpoq të bënte përmirësime në makinën e Newcomen në mënyrë që të reduktonte konsumin e karburantit. Ai bëri një model që kënaqi shumë miq dhe klientë të shoqërisë së lartë londineze. Bolton korrespondoi me shkencëtarin dhe diplomatin amerikan Benjamin Franklin për mënyrën më të mirë për të injektuar ujë ftohës në cilindër, për sistemin më të mirë të valvulave. Franklin në këtë fushë nuk mund të këshillonte asgjë të arsyeshme, por tërhoqi vëmendjen në një mënyrë tjetër për të arritur ekonominë e karburantit, për ta djegur më mirë atë dhe për të shkatërruar tymin.
Bolton nuk ëndërronte asgjë më shumë se një monopol botëror në prodhimin e makinerive të reja. "Ishte mendimi im," i shkroi Bolton Watt, "të ngrija një ndërmarrje pranë fabrikës sime ku do të përqendroja të gjitha mjetet teknike të nevojshme për ndërtimin e makinerive dhe nga ku do të furnizonim të gjithë botën me makina të të gjitha madhësive. ."

Bolton ishte qartësisht i vetëdijshëm për parakushtet për këtë. Makinë e re nuk mund të ndërtohet në mënyra të vjetra artizanale. "Unë supozova," i shkroi ai Watt, "se makina juaj do të kërkonte para, punë shumë të sakta dhe lidhje të gjera për ta vënë atë në qarkullim në mënyrën më fitimprurëse. Menyra me e mire të ruash reputacionin e saj dhe t'i bësh haraç shpikjes do të thotë të heqësh prodhimin e saj nga duart e shumë teknikëve të cilët për shkak të injorancës së tyre, mungesës së përvojës dhe mjeteve teknike do të bënin punë të dobët dhe kjo do të ndikonte edhe në reputacionin e shpikja."
Për të shmangur këtë, ai propozoi të ndërtohej një fabrikë e veçantë ku “me ndihmën tuaj do të mund të tërhiqnim dhe trajnonim një numër të caktuar punëtorësh të shkëlqyer, të cilët, të pajisur me mjetet më të mira, mund ta kryenin këtë shpikje njëzet për qind më lirë dhe me të njëjtën gjë. dallim i madh pikërisht puna që ekziston midis punës së një farkëtari dhe një mjeshtri të mjeteve matematikore."
Një kuadër punëtorësh shumë të aftë, pajisje të reja teknike - kjo ishte ajo që kërkohej për të ndërtuar një makinë në një shkallë masive. Bolton tashmë mendonte për kapitalizmin e përparuar të shekullit të 19-të. Por tani për tani, këto ishin ende ëndrra. Jo nga Bolton dhe Watt, por nga djemtë e tyre, ajo u organizua tridhjetë vjet më vonë. prodhim ne mase makina - fabrika e parë e makinerive.

Bolton dhe Watt diskutojnë prodhimin e motorëve me avull në uzinën e Sohos

Faza tjetër në zhvillimin e motorëve me avull ishte vulosja e pjesës së sipërme të cilindrit dhe furnizimi me avull jo vetëm në pjesën e poshtme, por edhe në pjesën e sipërme të cilindrit.

Kështu u ndërtua Watt dhe Bolton motor me avull me veprim të dyfishtë.

Tani avulli furnizohej në mënyrë alternative në të dy zgavrat e cilindrit. Muret e cilindrit ishin të izoluara termikisht nga mjedisi i jashtëm.

Makina e Watt, edhe pse është bërë më efikas se një makinë I sapoardhur, por efikasiteti ishte ende jashtëzakonisht i ulët (1-2%).

Si Watt dhe Bolton ndërtuan dhe PR makinat e tyre

Nuk mund të flitej për prodhimtarinë dhe kulturën e prodhimit në shekullin e 18-të. Letrat e Watt drejtuar Boltonit janë të mbushura me ankesa për dehje, vjedhje dhe dembelizëm të punëtorëve. "Ne mund të mbështetemi shumë pak te punëtorët tanë në Soho," i shkroi ai Boltonit. - James Taylor filloi të pinte më fort. Ai është kokëfortë, kokëfortë dhe i pakënaqur. Makina në të cilën po punonte Cartwright ishte një sërë gabimesh dhe gabimesh. Smith dhe të tjerët janë injorantë dhe të gjithë duhet të kujdesen çdo ditë për t'u siguruar që asgjë më e keqe të mos ndodhë."
Ai kërkoi masa të rrepta nga Bolton dhe ishte i prirur të ndalonte fare prodhimin e makinave në Soho. "Të gjithë dembelëve duhet t'u thuhet," shkroi ai, "se nëse ata janë aq të pavëmendshëm sa kanë qenë deri më tani, ata do të dëbohen nga fabrika. Kostoja e ndërtimit të një makine në Soho është shumë e shtrenjtë për ne, dhe nëse prodhimi nuk mund të përmirësohet, atëherë duhet ta ndalojmë plotësisht dhe të kontraktojmë punën.”

Prodhimi i pjesëve për makina kërkon pajisje të duhura. Prandaj, njësi të ndryshme makinerish u prodhuan në fabrika të ndryshme.
Pra, në uzinën Wilkinson, cilindra u derdhën dhe u mërzitën, kokat e cilindrave, një pistoni, një pompë ajri dhe një kondensator u bënë gjithashtu atje. Shtresa prej gize për cilindrin u derdh në një nga shkritoret në Birmingham, tubat e bakrit u sollën nga Londra dhe pjesë të vogla u prodhuan në vendin e ndërtimit të makinës. Të gjitha këto pjesë u porositën nga Bolton & Watt në kurriz të klientit - pronarit të minierës ose mullirit.
Gradualisht, pjesët individuale u sollën në vend dhe u montuan nën mbikëqyrjen personale të Watt. Më vonë ai përpiloi udhëzime të hollësishme në montimin e makinës. Kazani zakonisht thumba në vend nga farkëtarët vendas.

Pas nisjes me sukses të një makine pompimi uji në një nga minierat në Cornwall (e konsideruar si miniera më e vështirë), Bolton & Watt mori shumë porosi. Pronarët e minierës panë që makina e Watt-it po funksiononte mirë aty ku makina e Newcomen ishte e pafuqishme. Dhe ata menjëherë filluan të porosisin pompat Watt.
Watt ishte i mbingarkuar nga puna. Ai u ul për javë të tëra mbi vizatimet e tij, shkoi me makinë në instalimet e makinerive - askund nuk mund të bëhej pa ndihmën dhe mbikëqyrjen e tij. Ai ishte vetëm dhe duhej të vazhdonte kudo.

Që motori me avull të mund të funksiononte me mekanizma të tjerë, ishte e nevojshme që lëvizjet reciproke të shndërroheshin në rrotulluese dhe rrota të përshtatej si një volant për lëvizje uniforme.

Para së gjithash, ishte e nevojshme të lidhej fort pistoni dhe shiriti i ekuilibrit (deri në këtë pikë u përdor një zinxhir ose litar).
Watt supozoi të kryente transferimin nga pistoni në balancues duke përdorur një shirit të dhëmbëzuar dhe të vendoste një sektor të dhëmbëzuar në balancues.

Sektori i ingranazheve

Ky sistem doli të ishte jo i besueshëm dhe Watt u detyrua ta braktiste atë.

Transferimi çift ​​rrotullues ishte planifikuar të realizohej me ndihmën e një mekanizmi fiksimi.

Mekanizmi i fiksimit

Por fiksimi duhej të braktisej pasi ky sistem ishte patentuar tashmë (në 1780) nga James Picard. Picard ofroi të licenconte Watt, por Watt e hodhi poshtë ofertën dhe e përdori atë në makinën e tij pajisje planetare. (ka paqartësi në lidhje me patentat, mund ta lexoni në fund të artikullit)

Ingranazhet planetare

Motori i Watt (1788)

Kur krijonte një makinë me lëvizje rrotulluese të vazhdueshme, Watt duhej të zgjidhte një sërë problemesh jo të parëndësishme (shpërndarja e avullit mbi dy zgavrat e cilindrave, kontrolli automatik i shpejtësisë dhe lëvizje e drejtë shufra pistoni).

Paralelogrami i vat

Mekanizmi Watt u shpik për t'i dhënë shtytjes së pistonit një lëvizje lineare.

Motori me avull i patentuar nga James Watt në 1848 në Freiberg, Gjermani.

Rregullator centrifugale

Parimi i funksionimit të rregullatorit centrifugal është i thjeshtë, sa më shpejt të rrotullohet boshti, aq më të larta ndryshojnë peshat nën veprimin e forcës centrifugale dhe aq më shumë bllokohet linja e avullit. Peshat janë ulur - linja e avullit hapet.
Një sistem i ngjashëm ka qenë prej kohësh i njohur në industrinë e mullirit për rregullimin e distancës midis gurëve të mullirit.
Watt përshtati rregullatorin për motorin me avull.

Pajisja e shpërndarjes së avullit

Sistemi i valvulave të pistonit

Vizatimi u hartua nga një prej ndihmësve të Watt në 1783 (letrat e ofruara për sqarim). B dhe B - pistonët e lidhur nga një tub C dhe që lëvizin në një tub D të lidhur me një kondensator H dhe tubat E dhe F me një cilindër A; G - linja me avull; K është një stok që shërben për të lëvizur lëndën plasëse.
Në pozicionin e pistonëve BB të treguar në vizatim, hapësira e tubit D midis pistonëve B dhe B, si dhe pjesa e poshtme e cilindrit A nën piston (nuk tregohet në figurë) ngjitur me F, janë. e mbushur me avull, ndërsa në pjesën e sipërme të cilindrit A, sipër pistonit, duke komunikuar përmes E dhe përmes C me kondensatorin H - gjendje rrallimi; kur eksplozivi ngrihet mbi F dhe E, pjesa e poshtme e A deri në F do të komunikojë me H, dhe pjesa e sipërme përmes E dhe D - me një linjë avulli.

Vizatim i pafytyrë

Megjithatë, deri në vitin 1800, Watt vazhdoi të përdorte valvola me valvula (disqe metalikë të ngritur ose ulur mbi dritaret e tyre përkatëse dhe të vënë në lëvizje nga një sistem kompleks levash), pasi prodhimi i sistemit "valvula pistoni" kërkonte saktësi të lartë.

Zhvillimi i mekanizmit të shpërndarjes së avullit u krye kryesisht nga ndihmësi i Watt, William Murdoch.

Murdoch, vazhdoi të përmirësonte mekanizmin e shpërndarjes së avullit dhe në 1799 patentoi bobinën në formë D (bobinë e kutisë).

Në varësi të pozicionit të bobinës, dritaret (4) dhe (5) komunikojnë me hapësirën e mbyllur (6) që rrethon bobinën dhe të mbushur me avull, ose me zgavrën 7 të lidhur me atmosferën ose kondensatorin.

Pas të gjitha përmirësimeve, u ndërtua makina e mëposhtme:

Avulli, me ndihmën e një shpërndarësi avulli, furnizohej në mënyrë alternative në zgavra të ndryshme të cilindrit, dhe rregullatori centrifugal kontrollonte valvulën e furnizimit me avull (nëse makina ishte shumë e përshpejtuar, valvula mbyllej dhe anasjelltas hapej nëse ngadalësohej gjithashtu shumë).

Video vizuale

Kjo makinë tashmë ishte në gjendje të punonte jo vetëm si pompë, por edhe të drejtonte mekanizma të tjerë.

Në 1784 Watt mori një patentë për motor universal me avull(patenta nr. 1432).

Rreth mullirit

Në vitin 1986, Bolton dhe Watt ndërtuan një mulli (Albion Mill) në Londër, i mundësuar nga një motor me avull. Kur mulliri u vu në punë, filloi një pelegrinazh i vërtetë. Londinezët ishin shumë të interesuar për përmirësimet teknike.

Watt, i panjohur me marketingun, kundërshtoi faktin që shikuesit ndërhynë në punën e tij dhe kërkuan që aksesi i paautorizuar të ndërpritet. Bolton besonte se ata duhet të mësojnë për makinën sa më shumë që të jetë e mundur. me shume njerez dhe për këtë arsye refuzoi kërkesat e Watt.
Në përgjithësi, Bolton dhe Watt nuk përjetuan mungesë klientësh. Më 1791, mulliri u dogj (ose ndoshta iu vu zjarri, pasi mullinjtë kishin frikë nga konkurrenca).

Në fund të viteve tetëdhjetë, Watt ndalon së përmirësuari makinën e tij. Në letrat drejtuar Boltonit, ai shkruan:
"Është shumë e mundur që, me përjashtim të disa përmirësimeve në mekanizmin e makinës, asgjë më e mirë se ajo që kemi prodhuar tashmë nuk do të lejohet nga natyra, e cila paracaktoi nec plus ultra për shumicën e gjërave."
Dhe më vonë, Watt argumentoi se ai nuk mund të zbulonte asgjë të re në motorin me avull, dhe nëse ai ishte i angazhuar në të, atëherë vetëm përmirësimi i detajeve dhe verifikimi i përfundimeve dhe vëzhgimeve të tij të mëparshme.

Lista e letërsisë ruse

A.V. Kamensky James Watt, jeta dhe veprimtaritë e tij shkencore dhe praktike. SPb, 1891
Weissenberg L.M. James Watt, shpikësi i motorit me avull. M. - L., 1930
Lesnikov M.P. James Watt. M., 1935
Konfederatov I.Ya. James Watt është shpikësi i motorit me avull. M., 1969

Kështu, mund të supozojmë se faza e parë e zhvillimit të motorëve me avull ka përfunduar.

Citim nga TSB

Për shkak të ekonomisë së tij, motori universal i Watt u bë i përhapur dhe luajti një rol të madh në kalimin në kapitalist prodhimi i makinerive... “Gjeniu i madh i Watt-it, - shkruante K. Marks, - gjendet në faktin se patenta, e marrë prej tij në prill 1784, duke përshkruar motorin me avull, e përshkruan atë jo si një shpikje vetëm për qëllime të veçanta, por si motor universal industria e madhe "(K. Marks, Kapitali, vëll. 1,1955, f. 383-384).

Fabrika Watt dhe Bolton ndërtoi St. 250 motorë me avull, dhe deri në vitin 1826 në Angli kishte deri në 1500 makina me një kapacitet total prej përafërsisht. 80,000 kf. Me përjashtime të rralla, këto ishin makina të tipit Watt. Pas 1784, Watt u angazhua kryesisht në përmirësimin e prodhimit, dhe pas 1800, ai doli plotësisht në pension.

Më parë ky artikull u botua nga unë në geektimes

Të gjitha të drejtat e rezervuara © 2015
Çdo përdorim i materialeve lejohet vetëm me një lidhje aktive me burimin

Motorr me avull

Motorr me avull- një motor nxehtësie me djegie të jashtme që shndërron energjinë e avullit të ujit në punë mekanike të lëvizjes reciproke të pistonit, dhe më pas në lëvizjen rrotulluese të boshtit. Në një kuptim më të gjerë, një motor me avull është çdo motor me djegie të jashtme që konverton energjinë e avullit në punë mekanike.

Motori i parë me avull u ndërtua në shekullin e 17-të. Papen në 1690 dhe përfaqësonte një cilindër me një pistoni që ngrihej nga veprimi i avullit dhe u ul nga presioni atmosferik pasi avulli i shkarkimit ishte trashur. Në të njëjtin parim, motorët me avull të Severi dhe Newcomen u ndërtuan në 1705 për të pompuar ujin nga minierat. Përmirësimet përfundimtare të motorit me avull u bënë nga James Watt në 1769.

Shpikja dhe zhvillimi

motorri vat me avull fabrikuese

Pajisja e parë e njohur, e mundësuar nga avulli, u përshkrua nga Heroni i Aleksandrisë në shekullin e parë. Avulli që dilte në mënyrë tangjenciale nga grykat e ngjitura me topin e bëri këtë të fundit të rrotullohej. Turbina e vërtetë me avull u shpik shumë më vonë, në Egjiptin mesjetar, nga astronomi, fizikani dhe inxhinieri turk Takiyuddin al-Shami i shekullit të 16-të. Ai propozoi një metodë të rrotullimit të pështymës me anë të një rryme avulli të drejtuar te tehet e fiksuara përgjatë buzës së timonit. Një makinë e ngjashme u propozua në 1629 nga inxhinieri italian Giovanni Branca për rrotullimin e një pajisjeje cilindrike të ankorimit, e cila nga ana e saj ngriti dhe lëshoi ​​një palë shtypës në mortaja. Rrjedha e avullit në këto turbina të hershme me avull nuk ishte e përqendruar dhe pjesa më e madhe e energjisë së tij u shpërnda në të gjitha drejtimet, duke rezultuar në humbje të konsiderueshme të energjisë.

Megjithatë, zhvillimi i mëtejshëm i motorit me avull kërkonte një mjedis ekonomik në të cilin projektuesit e motorëve mund të përfitonin nga rezultatet e tyre. Kushtet e tilla nuk ekzistonin as në kohët e lashta, as në mesjetë dhe as në rilindje. Makina e parë u krijua nga shpikësi spanjoll Jeronimo Ayans de Beaumont, shpikjet e të cilit ndikuan në patentën e T. Severi. Parimi i funksionimit dhe përdorimit të motorëve me avull u përshkrua gjithashtu në 1655 nga anglezi Edward Somerset. Në 1663, ai botoi një projekt dhe instaloi një pajisje me avull për të ngritur ujin në murin e Kullës së Madhe në Kalanë Raglan (gërvishtjet në murin ku ishte instaluar motori ishin ende të dukshme në shekullin e 19-të). Megjithatë, askush nuk ishte i gatshëm të rrezikonte para për këtë koncept të ri revolucionar dhe motori me avull mbeti i pazhvilluar. Një nga eksperimentet e fizikanit dhe shpikësit francez Denis Papin ishte krijimi i një vakumi në një cilindër të mbyllur. Në mesin e viteve 1670 në Paris, në bashkëpunim me fizikanin holandez Huygens, ai punoi në një makinë që nxirrte ajrin nga një cilindër duke shpërthyer barut në të. Duke parë paplotësimin e vakumit të krijuar nga kjo, Papen, pas mbërritjes së tij në Angli në 1680, krijoi një version të të njëjtit cilindër, në të cilin ai mori një vakum më të plotë me ndihmën e ujit të vluar, i cili kondensohej në cilindër. Kështu, ai mundi të ngrinte peshën e ngjitur në piston me një litar të hedhur mbi rrotull. Sistemi funksionoi vetëm si një model demonstrimi: për të përsëritur procesin, i gjithë aparati duhej çmontuar dhe rimontuar. Papen e kuptoi shpejt se për të automatizuar ciklin, avulli duhet të prodhohet veçmas në një kazan. Prandaj, Papen konsiderohet si shpikësi i kaldajës me avull, duke i hapur kështu rrugën motorit me avull Newcomen. Sidoqoftë, ai nuk ofroi dizajnin e një motori me avull që funksiononte. Papen projektoi gjithashtu një varkë të shtyrë nga një rrotë reaktive në një kombinim të koncepteve të Taqi ad-Din dhe Severi; atij i atribuohet edhe shpikja e shumë pajisjeve të rëndësishme, si valvula e sigurisë.

Asnjë nga pajisjet e përshkruara nuk është përdorur në të vërtetë si një mjet për zgjidhjen e problemeve të dobishme. Motori i parë me avull i përdorur në prodhim ishte një "makinë zjarri" e projektuar nga inxhinieri ushtarak anglez Thomas Severi në 1698. Severi mori një patentë për pajisjen e tij në 1698. Ishte një pompë avulli pistoni, dhe padyshim jo shumë efikase, pasi nxehtësia e avullit humbiste sa herë që ftohej kontejneri dhe mjaft e rrezikshme në funksionim, pasi për shkak të presionit të lartë të avullit, kontejnerët dhe tubacionet e motorit ndonjëherë. shpërtheu. Meqenëse kjo pajisje mund të përdorej si për rrotullimin e rrotave të një mulli uji, ashtu edhe për pompimin e ujit nga minierat, shpikësi e quajti atë "miku i minatorit".

Pastaj farkëtari anglez Thomas Newcomen demonstroi "motorin e tij atmosferik" në 1712. Ishte një motor me avull i përmirësuar Severi, në të cilin Newcomen uli ndjeshëm presionin e avullit të punës. Aplikimi i parë i motorit Newcomen ishte të pomponte ujin nga një bosht i thellë. Në pompën e minierës, krahu rrotullues ishte i lidhur me një shtytje që zbriste në minierë në dhomën e pompës. Lëvizjet reciproke të shtytjes u transmetuan në pistonin e pompës, i cili furnizonte ujë në majë. Ishte pompa Newcomen ajo që u bë motori i parë me avull që u përdor gjerësisht në praktikë.

Në 1781, James Watt patentoi një motor me avull që prodhonte një lëvizje rrotulluese të vazhdueshme të një boshti (në krahasim me pompën e avullit të Newcomen). Motori i Watt, fuqia dhjetë Fuqia e kuajve, u bë e mundur, në prani të qymyrit dhe ujit, instalimi dhe përdorimi kudo për çdo qëllim. Është zakon që fillimi i Revolucionit Industrial në Angli të lidhet me motorin Watt.

Motori i parë me avull me dy cilindra me vakum në Rusi u projektua nga mekaniku I.I. Polzunov në 1763 dhe e ndërtuar në 1764 për të operuar shakullin në fabrikat Barnaul Kolyvano-Voskresensk.

Një rritje e mëtejshme e efikasitetit ishte përdorimi i avullit me presion të lartë (amerikani Oliver Evans dhe anglezi Richard Trevithick). Trevithick ka ndërtuar me sukses motorët industrialë me një goditje me presion të lartë të njohur si "motorët Cornish". Ata funksiononin në 50 psi, ose 345 kPa (3,405 atmosfera). Megjithatë, me rritjen e presionit, ekzistonte edhe rreziku i madh i shpërthimeve në makineri dhe kaldaja, të cilat në fillim çuan në aksidente të shumta. Nga ky këndvështrim, elementi më i rëndësishëm i makinës me presion të lartë ishte valvula e sigurisë, e cila çlironte presionin e tepërt. Funksionimi i besueshëm dhe i sigurt filloi vetëm me grumbullimin e përvojës dhe standardizimin e procedurave për ndërtimin, funksionimin dhe mirëmbajtjen e pajisjeve.

Shpikësi francez Nicolas-Joseph Cugno në 1769 demonstroi mjetin e parë aktiv vetëlëvizës me avull: "fardier a vapeur" (karrocë me avull). Ndoshta shpikja e tij mund të konsiderohet makina e parë. Traktori me avull vetëlëvizës doli të ishte shumë i dobishëm si një burim i lëvizshëm energjie mekanike, i cili vuri në lëvizje makina të tjera bujqësore: shirëse, presa etj. Në vitin 1788, një varkë me avull e ndërtuar nga John Fitch po kryente tashmë një shërbim të rregullt. në lumin Delaware midis Filadelfia (Pensilvani) dhe Burlington (Shteti i Nju Jorkut). Ai ngriti 30 pasagjerë në bord dhe eci me një shpejtësi prej 7-8 nyje. Më 21 shkurt 1804, lokomotiva e parë me avull hekurudhore vetëlëvizëse, e ndërtuar nga Richard Trevithick, u ekspozua në Penidarren Steel Works në Merthyr Tydville, Uellsi i Jugut.

MAKINA AVULLI - një motor nxehtësie në të cilin energjia potenciale e avullit që vjen nga kaldaja me avull shndërrohet në punën mekanike të lëvizjes reciproke të pistonit.

Procesi i punës së motorit me avull kushtëzohet nga ndryshimet periodike të presionit të avullit në qi-ling-dr (avulli, duke hyrë në cilindrin e një motori me avull, zgjerohet dhe zhvendos pistonin) Porta e kthimit, por lëvizja hap pas hapi e pistoletës-nya pre-ob-ra-zu-it-Xia me ndihmën e kri-vo-thorn-no-go me-ha-niz-ma në lëvizja rrotulluese e wa-la. Në një motor me avull me veprim të dyfishtë (shpejtësia më e lartë e funksionimit, përmirëson butësinë e lëvizjes) me avull, me më shumë fuqi si-ste-we pa-ro-ras-pre-de-le-nia, brenda-dhe-jashtë- por-po-it-Xia në të dy anët e tsi-li-nd-ra, nga-ra-bo-tan-ny avull nga ana tjetër e r-ne ju-go-dit në at-mo-sferë ose në kon-den-sat. Për të ulur te-p-lo-humbjet, cilindri i motorit me avull është në rregull -zha-niya rreth-por-njëqind-yang temperatura e mureve të qi-ling-dr).

Motorët me avull ndahen sipas njohurive - në të palëvizshme, jo të palëvizshme (jo stacionare dhe transportuese -th); nga use-use-zue-mo-mo-py - presion i ulët (deri në 1,2 MPa), presion i mesëm (deri në 6 MPa), presion i lartë i presionit (mbi 6 MPa); nga numri i rev-ro-tov va-la - ti-ho-stroke (deri në 50 rpm), fast-st-ro-stroke (deri në 1000 rpm); sipas shtypit-le-niyu ju-let-kae-mo-th-pa-pa - kon-den-sa-tsi-on-nye (shtyp-le-niy në kon-den-sa-to-re 0.01 - 0,02 MPa), nok-out (presion 0,11-0,12 MPa), te-p-lo-fiksues me nxjerrje avulli për ngrohje për qëllime praktike ose për turbina me avull (presion nga 0,12 MPa në 6 MPa) në varësi të vlerës nga -bo-ra (për shembull, ototopenie, re-ge-ne-ra-tion, proceset teknike-jo-logjike); nga ras-by-lo-zhe-niyu qi-ling-d-hendek - go-ri-zon-tal-nye, on-klonal, ver-ti-cal-ny; nga numri i qi-ling-d-hendek - një-no-qi-ling-d-ro-vye, shumë-chi-ling-d-ro-vye, double-en-nye, stro-en-ny dhe të tjerat, në të cilat çdo cilindër pi-ta-is-Xia është çifti i parë i një dhe të njëjtës çift metrash (duke përfshirë -ne jemi pa-ra-lel-no). Ekzistojnë motorë me avull me zgjerim shumë herë të gjerë, në të cilët çiftet pas-to-va-tel-por zgjerojnë e-xia në 2, 3, 4 qi-ling-dr përmes të ashtuquajturës re-si-ve -ry (kol-lek-to-ry). Një grup i veçantë-pu përbëhet nga motorë me avull me saktësi të drejtpërdrejtë, në të cilët lëshimi i avullit nga shiriti i qi-ling-dr-ossu- sh-st-in-la-th-th me skajin e pistonit (përmes dritaren shtesë, duke hapur pistonin në fund të fazës doy, përmes disa avullit po-ki-da-et cy-lindr), i cili in-v-sha-et efikasitetin e makinës.

Pajisja e parë e njohur-roy-st-in, solli-di-my në lëvizjen me avull (eo-li-piu), ishte-lo përshkruar-sa-no Ge-ro-nom Alec-san-d- rii-skim. Eksperimentet e para me avullin si mjet për mbërritjen u bënë në shekullin e 17-të. Në vitin 1680, D. Pa-pen bëri një trup me avull, në vitin 1698, T. Se-ve-ri doli nga një motor me avull për pompimin e ujit nga minierat (pa-ro -na juaj gne-ta-tel-no-su-sy-vayu-na-su). Në 1707, n-sos Se-ve-ri u pikturua nga Peter I dhe us-ta-nov-len në Let-nem sa-du në Shën Pe-ter-bur-ge për ujë po-da-chi në fon-tan.

Përdorimi Co-ver-shen-st-vo-va-ny dhe in-ten-siv-ny i motorit me avull filloi nga shekulli i 18-të, kur disavantazhi kryesor - rryma e hidro-ro-si-lo-vs- ta-no-wok (për shkak të kushteve lokale) filloi të zhvillojë vi-tyu metal-lur-gicheskikh pred-yats, out-dre-nii në prodhimin e makinerive tjerrëse, thurje dhe të tjera. Në 1712, T. New-com-man shpiku një motor me avull për mbërritjen e minierave. Në Rusi, motori me avull i New-ko-me-na ishte-la-us-ta-nov-le-na në 1772 në Kronstad-ato për pompimin e ujit nga doku. Motori i parë me avull në Rusi i ndërtuar nga I.I. Half-zu-no-vym në vitet 1764-1766 për ardhjen e peliçeve lëvizëse me ajër të sobave të shkrira. Motori i parë me avull si motor universal i krijuar për herë të parë nga J. Watt në 1774-1784. Në Rusi, motori me avull Uat-ta u prodhua për herë të parë nën udhëheqjen e K.K. Gas-koi-na në Alek-san-d-rovskoy ma-nu-fak-tu-re në 1805; një nga automjetet me kapacitet 60 litra. me. (44,1 kW) në 1820 kishte një stav-le-on në oborrin e Shën Petersburg-ut maj-as-ny. Duke filluar me 1820 E.A. dhe une. Che-re-pa-no-keni ndërtuar rreth 20 motorë me avull me fuqi nga 2 deri në 60 litra. me. (nga 1.47 në 44.1 kW). Makinat me avull të përdorura-pol-zo-wa-ishin si një motor me lëvizje në ujë në stacionet e pompimit, pa-ro-vo-zah, pa-ro-ho-dah, pa-ro-vy av-to-mo- bi-lyakh dhe media të tjera transporti-st-vakh.

Nga gjysma e dytë e shekullit të 19-të, motori me avull kishte arritur tashmë në-la vy-so-coy ste-pe-ni co-ver-shen-st-va. Për 100 vjet zhvillim, fuqia e motorit me avull është rritur nga 5-10 litra. me. (3,68-7,35 kW) deri në 20,000 kf me. (14,7 MW); presion-le-tion në-da-vae-mo-th avull nga 0,01 MPa në 12 MPa; temperatura e avullit nga 100 në 400 ° C; numri i rrotullimeve nga 20-30 në 1000 rpm.

Megjithatë, në mesin e shekullit të 20-të, motorët me avull ishin-qoftë se ju-nuk ishit-ne-mo-ha-te-la-mi me djegie të brendshme, pa-ro-you-mi tour-bi-na-mi , efikasiteti është më i lartë. Në zhvillimin e tij, motorët me avull janë të aftë të shfaqin fusha të reja të njohurive; motorët me avull të ndërtuara në bazë të përvojës industriale sipas parashkencëtarëve një sërë pyetjesh, zgjidhje to-ryh krijuar-da-lo shkenca e re - teknike ter-mo-di-na-mi-ku.