Motori është një nga komponentët kryesorë të një makine. Pa shpikjen e motorit, industria e automobilave ka të ngjarë të kishte ngecur menjëherë pas shpikjes së timonit. Një përparim në historinë e krijimit të makinave ndodhi falë shpikjes së motorit djegia e brendshme. Kjo pajisje është bërë një forcë e vërtetë lëvizëse që jep shpejtësi.
Përpjekjet për të krijuar një pajisje të ngjashme me një motor me djegie të brendshme filluan në shekullin e 18-të. Shumë shpikës u përfshinë në krijimin e një pajisjeje që mund të konvertonte energjinë e karburantit në energji mekanike.
Të parët në këtë zonë ishin vëllezërit Niepce nga Franca. Ata dolën me një pajisje që ata vetë e quajtën "pyreolofor". si lëndë djegëse për ky motor duhej përdorur pluhur qymyri. Sidoqoftë, kjo shpikje nuk mori kurrë njohje shkencore dhe ekzistonte, në fakt, vetëm në vizatime.
Motori i parë i suksesshëm që u tregtua ishte një motor me djegie të brendshme nga inxhinieri belg J.J. Etienne Lenoir. Viti i lindjes së kësaj shpikje është 1858. Ishte me dy goditje Motor elektrik me karburator dhe ndezje me shkëndijë. Karburanti për pajisjen ishte gaz qymyri. Megjithatë, shpikësi nuk e mori parasysh nevojën për lubrifikimin dhe ftohjen e motorit të tij, kështu që ai punoi për një kohë shumë të shkurtër. Në 1863, Lenoir ridizajnoi motorin e tij - shtoi sistemet që mungonin dhe prezantoi vajgurin si lëndë djegëse.
J.J.Etienne Lenoir
Pajisja ishte jashtëzakonisht e papërsosur - u nxeh shumë, përdorte lubrifikant dhe karburant në mënyrë joefikase. Megjithatë, me ndihmën e saj shkoi triçikleta të cilat gjithashtu ishin larg të qenit të përsosura.
Në 1864, u shpik një cilindër motor i karburuar mundësohet nga djegia e produkteve të naftës. Autori i shpikjes ishte Siegfried Markus, ai gjithashtu prezantoi para publikut një automjet që zhvillon një shpejtësi prej 10 milje në orë.
Në 1873, një inxhinier tjetër - George Brighton - ishte në gjendje të projektonte 2 motori cilindër. Fillimisht punonte me vajguri, e më vonë me benzinë. Disavantazhi i këtij motori ishte masiviteti i tepërt.
Në 1876, pati një përparim në industrinë e krijimit të motorëve me djegie të brendshme. Nicholas Otto ishte i pari që krijoi një pajisje teknikisht komplekse që konvertonte në mënyrë efikase energjinë e karburantit në energji mekanike.
Nikolas Otto
Në 1883, francezi Edouard Delamare zhvillon një plan për një motor të mundësuar me gaz. Sidoqoftë, shpikja e tij ekzistonte vetëm në letër.
Në 1185, një emër i madh shfaqet në historinë e industrisë së automobilave -. Ai ishte në gjendje jo vetëm të shpikte, por edhe të vinte në prodhim një prototip të modernes motor me gaz- me cilindra të rregulluar vertikalisht dhe një karburator. Ishte motori i parë kompakt, i cili gjithashtu kontribuoi në zhvillimin e një shpejtësie të mirë udhëtimi.
Paralelisht me Daimler, ai punoi në krijimin e motorëve dhe makinave.
Në vitin 1903, kompanitë Daimler dhe Benz u bashkuan, duke krijuar një ndërmarrje të plotë të prodhimit të automobilave. Kështu filloi erë e re, e cila shërbeu për të përmirësuar më tej motorin me djegie të brendshme.
Pavarësisht se si u përpoqën inxhinierët e shekujve XVIII-XIX. rritja e efikasitetit të motorit me avull, ai ende mbeti shumë i ulët. Motori që lëshon avull mjedisi, në parim, nuk mund të kishte një efikasitet prej më shumë se 8-10% (për shembull, për motorin me avull të Watt ishte vetëm 3-4%). Edhe pse më i fuqishëm impiantet me avull, të përdorura me sukses në industri, transport hekurudhor dhe ujor, ato nuk mund të përdoren për makina.
Mbajtësit e rekordeve të sotëm
Më i fuqishmi motor modern djegia e brendshme konsiderohet Wartsila-Sulzer RTA96-C. Ka përmasa 27 me 17 m dhe zhvillon një kapacitet prej rreth 109 mijë litra. Me. Kjo njësi funksionon me naftë dhe përdoret në ndërtimin e anijeve. Titulli i motorit më të fuqishëm të automobilave pretendohet nga motori i instaluar në supermakinën amerikane Vector WX-8. Fuqia e saj është 1200 kf. Me. (edhe pse në shtyp ka një shifër prej 1850 kf).
Fuqia e ulët e prodhimit të motorëve me avull shpjegohet me procesin hap pas hapi: uji i ndezur gjatë djegies së karburantit kthehet në avull, energjia e të cilit shndërrohet në punë mekanike. Prandaj, motorët me avull klasifikohen si motorë. djegia e jashtme. Dhe çfarë ndodh nëse përdorni drejtpërdrejt energjinë e brendshme të karburantit?
I pari që filloi eksperimentet me një motor me djegie të brendshme ishte një fizikan holandez i shekullit të 17-të. Christian Huygens. Ndër zbulimet dhe shpikjet e tij të shumta, projekti i motorit të pluhurit të zi i pa-realizuar kurrë humbi plotësisht. Në 1688, francezi Denis Papin përdori idetë e Huygens dhe projektoi një pajisje në formën e një cilindri në të cilin një pistoni lëvizte lirshëm. Pistoni lidhej me një kabllo të hedhur mbi bllok me ngarkesë, e cila gjithashtu ngrihej dhe binte pas pistonit. Baruti hidhej në pjesën e poshtme të cilindrit dhe më pas i vihej zjarri. Gazrat që rezultojnë, duke u zgjeruar, e shtynë pistonin lart. Pas kësaj, cilindri dhe pistoni ana e jashtme të lagura me ujë, gazrat në cilindër u ftohën dhe presioni i tyre në piston u ul. Pistoni, nën veprimin e peshës së tij dhe presionit atmosferik, u ul, duke ngritur ngarkesën. Fatkeqësisht, një motor i tillë nuk ishte i përshtatshëm për qëllime praktike: cikli teknologjik i funksionimit të tij ishte shumë i ndërlikuar dhe ishte mjaft i rrezikshëm për t'u përdorur.
Si rezultat, Papin e braktisi idenë e tij dhe mori motorët me avull, dhe përpjekja tjetër pak a shumë e suksesshme për të projektuar një motor me djegie të brendshme u bë 18 vjet më vonë nga francezi José Nicephore Niépce, i cili u bë i famshëm si shpikësi i fotografisë. Së bashku me vëllain e tij Claude Niepce, ai shpiku motori i varkës duke përdorur pluhurin e qymyrit si lëndë djegëse. I quajtur nga shpikësit "pyreolophore" (përkthyer nga greqishtja si "i bartur nga një erë e zjarrtë"), motori u patentua, por nuk ishte e mundur të futej në prodhim.
Një vit më vonë, shpikësi zviceran Francois Isaac de Rivaz mori një patentë në Francë për një karrocë të drejtuar nga një motor me djegie të brendshme. Motori ishte një cilindër në të cilin ndizej hidrogjeni i prodhuar nga elektroliza. Gjatë shpërthimit dhe zgjerimit të gazit, pistoni lëvizte lart, dhe kur lëvizte poshtë, aktivizonte rrotullën e rripit. Lufta de Rivaz ishte një oficer në ushtrinë Napoleonike e pengoi atë të përfundonte punën për shpikjen, e cila më vonë i dha jetë një familje të tërë motorësh hidrogjeni.
Disa vjet më parë, inxhinieri francez Philippe Lebon ishte shumë afër krijimit të një motori me djegie të brendshme mjaft efikase që funksiononte me gaz ndriçues nga një përzierje gazesh të djegshme, kryesisht metan dhe hidrogjen, të marra nga përpunimi termik i qymyrit.
Artist i panjohur. Portreti i Denis Papin. 1689
Makinat amerikane të viteve 1930
Në vitin 1799, Lebon mori një patentë për një metodë për prodhimin e gazit ndriçues me distilim të thatë të drurit, dhe disa vjet më vonë ai zhvilloi një projekt motori që përfshinte dy kompresorë dhe një dhomë përzierëse. Një kompresor duhej të pomponte në dhomë ajri i kompresuar, një tjetër gaz ndriçimi i ngjeshur nga gjeneratori i gazit. Përzierja gaz-ajër hyri në cilindrin e punës, ku u ndez. Motori ishte veprim i dyfishtë, d.m.th., dhomat e punës që funksiononin në mënyrë alternative ishin të vendosura në të dy anët e pistonit. Në 1804, shpikësi vdiq pa pasur kohë për të sjellë në jetë idenë e tij.
Në vitet në vijim, shumë shpikës u larguan nga mendimi i Lebonit, disa madje morën patenta për motorët e tyre, për shembull, britanikët Brown dhe Wright, të cilët përdorën një përzierje ajri dhe gaz ndriçues si lëndë djegëse. Këta motorë ishin mjaft të rëndë dhe të rrezikshëm për t'u përdorur. Themeli për krijimin e një motori të lehtë dhe kompakt u hodh vetëm në 1841 nga italiani Luigi Cristophoris, i cili ndërtoi një motor që funksiononte në parimin e "ndezjes me kompresim". Një motor i tillë kishte një pompë që furnizonte si lëndë djegëse një vajguri të lëngshëm të ndezshëm. Këtë ide e zhvilluan bashkatdhetarët e tij Barzanti dhe Mattocci dhe në vitin 1854 paraqitën të parën motor i vërtetë djegia e brendshme. Ai punoi në një përzierje ajri me gaz ndriçues dhe kishte ftohje me ujë. Që nga viti 1858, kompania zvicerane Escher-Wyss filloi ta prodhojë atë në tufa të vogla.
Në të njëjtën kohë, inxhinieri belg Jean Etienne Lenoir, duke u nisur nga zhvillimet e Le Bon, pas disa përpjekjet e dështuara krijoi modelin e tij të motorit. Shumë risi e rëndësishme ishte ideja e ndezjes së përzierjes ajër-karburant me një shkëndijë elektrike. Lenoir propozoi gjithashtu një sistem ftohjeje uji dhe një sistem lubrifikimi për lëvizja më e mirë pistoni. Efikasiteti i këtij motori nuk kalonte 5%, konsumonte karburant në mënyrë joefikase dhe nxehej shumë, por ishte projekti i parë komercial i suksesshëm i një motori me djegie të brendshme për nevoja industriale. Në 1863, ata u përpoqën ta instalonin në një makinë, por fuqia ishte 1.5 litra. Me. nuk mjaftonte për të lëvizur. Pasi mori një sasi të mjaftueshme të ardhurash nga lëshimi i motorit të tij, Le Noir ndaloi së punuari për ta përmirësuar atë dhe shpejt u detyrua të dilte nga tregu nga modele më të suksesshme.
Motori me djegie të brendshme J. E. Lenoir.
Në 1862, shpikësi francez Alphonse Beau de Rocha patentoi një pajisje thelbësisht të re, motorin e parë me djegie të brendshme në botë, në të cilin procesi i punës në secilin nga cilindrat përfundoi në dy rrotullime. bosht me gunga, d.m.th., në katër goditje (cikle) të pistonit. Sidoqoftë, nuk erdhi kurrë në prodhimin komercial të një motori me katër goditje. Në Ekspozitën Botërore të Parisit të vitit 1867, përfaqësuesit e fabrikës së motorëve me gaz Deutz, e themeluar nga inxhinieri Nicholas Otto dhe industrialisti Eugène Langen, demonstruan një motor të krijuar duke përdorur parimin e Barzanti Mattocci. Kjo njësi krijoi më pak dridhje, ishte më e lehtë dhe për këtë arsye shpejt zëvendësoi motorin Lenoir.
Cilindri i motorit të ri ishte vertikal, boshti rrotullues ishte vendosur mbi të në anën. Përgjatë boshtit të pistonit, një hekurudhë e lidhur me boshtin ishte ngjitur në të. Boshti ngriti pistonin, nën të u formua një vakum dhe një përzierje ajri dhe gazi u thith. Përzierja më pas u ndez me një flakë të hapur përmes një tubi (Otto dhe Langen nuk ishin ekspertë në inxhinierinë elektrike dhe u braktisën ndezje elektrike). Gjatë shpërthimit, presioni nën piston u rrit, pistoni u rrit, vëllimi i gazit u rrit dhe presioni ra. Pistoni, fillimisht nën presionin e gazit, dhe më pas nga inercia, u ngrit derisa u krijua përsëri një vakum nën të. Kështu, energjia e karburantit të djegur u përdor në motor me rendiment maksimal, efikasiteti i këtij motori arriti në 15%, d.m.th., ai tejkaloi rendimentin e motorëve me avull më të mirë të asaj kohe.
Cikli i funksionimit të një motori me djegie të brendshme me katër goditje.
A. Hyrja përzierje pune. Pistoni (4) lëviz poshtë; përmes valvula e hyrjes(1) Përzierja e djegshme hyn në cilindër. B. Kompresimi. Pistoni (4) lëviz lart; valvulat e hyrjes (1) dhe të daljes (3) janë të mbyllura; rritet presioni në cilindër dhe temperatura e përzierjes së punës. 6. Goditja e punës (djegia dhe zgjerimi). Si rezultat i shkarkimit të shkëndijës së kandelit (2), përzierja në cilindër digjet me shpejtësi; presioni i gazit gjatë djegies vepron në piston (4); Lëvizja e pistonit transmetohet përmes kunjit të pistonit (5) dhe shufrës lidhëse (6) në bosht me gunga(7), duke bërë që boshti të rrotullohet. G. Lëshimi i gazrave. Pistoni (4) lëviz lart; Valvula e shkarkimit(3) i hapur; gazrat e shkarkimit nga cilindri hyjnë në tubin e shkarkimit dhe më tej në atmosferë.
Otto, ndryshe nga Lenoir, nuk u ndal këtu dhe zhvilloi me kokëfortësi suksesin, duke vazhduar të punojë për shpikjen e tij. Në 1877 atij iu dha një patentë për një motor me ndezje me shkëndijë me katër goditje. Ky cikël me katër goditje aktualisht përdoret si bazë për funksionimin e shumicës së motorëve me benzinë dhe gaz. Një vit më vonë, risia u vu në prodhim, por në të njëjtën kohë shpërtheu një skandal. U zbulua se Otto kishte shkelur të drejtat e autorit të Beau de Roche dhe pas procesit gjyqësor, monopoli i Otto-s mbi motorin me katër goditje u anulua.
Përdorimi i gazit të ndriçimit si lëndë djegëse ngushtoi shumë hapësirën e motorëve të parë me djegie të brendshme. impiantet e gazit kishte pak edhe në Evropë, dhe në Rusi kishte vetëm dy në Moskë dhe Shën Petersburg. Në vitin 1872, amerikani Brighton, si Christophoris më parë, u përpoq të përdorte vajgurin si lëndë djegëse, por më pas kaloi në një produkt më të lehtë nafte, benzinë.
Në 1883, u shfaq Benzie motor i ri me ndezje nga një tub i uritur i nxehtë i hapur në cilindër, i shpikur nga inxhinierët gjermanë Gottlieb Daimler dhe Wilhelm Maybach, ish-punonjës të kompanisë Otto. Megjithatë, një motor me karburant të lëngshëm nuk mund të konkurronte me një motor me gaz derisa të krijohej një pajisje për të avulluar benzinën dhe për të prodhuar përzierje e djegshme me ajër. Karburatori jet, prototipi i të gjithë karburatorëve modernë, u shpik nga inxhinieri hungarez Donat Banki, i cili në 1893 mori një patentë për pajisjen e tij. Bankat sugjeruan që në vend të avullimit të benzinës, të shpërndahej imët në ajër. Kjo siguroi një shpërndarje uniforme të benzinës mbi cilindër, dhe avullimi ndodhi nën veprimin e nxehtësisë së kompresimit tashmë në cilindër.
Fillimisht, motorët me djegie të brendshme kishin vetëm një cilindër, dhe për të rritur fuqinë e motorit, ishte e nevojshme të rritej vëllimi i tij. Sidoqoftë, kjo nuk mund të vazhdonte pafundësisht, dhe si rezultat duhej të drejtohej në rritjen e numrit të cilindrave. Në fund të shekullit XIX. u shfaqën motorët e parë me dy cilindra, motorët me katër cilindra filluan të përhapen që nga fillimi i shekullit të 20-të, dhe tani nuk do të befasoni askënd me dymbëdhjetë cilindra. përmirësim motorët po vijnë megjithatë kryesisht në drejtim të rritjes së fuqisë diagrami i qarkut qëndron e njëjtë.
Motorri me dy cilindra G. Daimler, pamje në dy projeksione.
Kur Rudolf Diesel zhvilloi motorin më shumë se një shekull më parë dizajnin e vet, ai nuk mund ta imagjinonte se motorët me naftë mund të ishin kaq të ndjeshëm ndaj cilësisë së karburantit. Në fund të fundit, Diesel e pa avantazhin e motorit të tij pikërisht në faktin se ai mund të punonte në çdo gjë, nga pluhuri i qymyrit deri te mielli i misrit të përpunuar. Turbodieselët modernë të injektuar me karburant kërkojnë vetëm pastrim të mirë nafte me përmbajtje të ulët squfuri. Kjo është arsyeja pse shumë prodhues të huaj të automjeteve hezituan deri vonë për të shitur të tyren modelet me naftë në Rusi.
R. Diesel.
R. Motori me naftë.
Motorri me gaz Djegia e brendshme ka hyrë fort në jetën tonë dhe do të mbetet në të për një kohë të pacaktuar. Zhvillimi i alternativës teknologjitë e karburantit sugjeron që në një të ardhme motori me benzinë përfundimisht do të bëhet vetëm histori, por potenciali i tij, sipas ekspertëve, është vetëm 75 për qind i shteruar, gjë që na lejon të thërrasim benzinë ICE në ky moment një nga llojet kryesore të motorëve në
Bota jone.Shpikje motor benzine, si shumë gjëra të tjera moderne, ekzistenca pa të cilat është e paimagjinueshme sot, ndodhi në përgjithësi për shkak të një aksidenti, kur në 1799 francezi F. Lebon zbuloi gazin e ndezjes - një përzierje hidrogjeni, monoksidi i karbonit, metani dhe disa gazra të tjerë të djegshëm. . Siç sugjeron emri i tij, gazi i ndriçimit është përdorur pajisje ndriçimi, i cili zëvendësoi qirinjtë në atë kohë, por së shpejti Lebon gjeti një përdorim tjetër për të. Duke studiuar vetitë e gazit të gjetur, inxhinieri vuri re se përzierja e tij me ajrin shpërthen, duke lëshuar një sasi të madhe energjie që mund të përdoret për interesat e njeriut. Në 1801, Lebon patentoi motorin e parë me gaz, i përbërë nga dy kompresorë dhe një dhomë djegieje. Në thelb, motori me gaz Lebon u bë një prototip primitiv i motorit modern me djegie të brendshme.
Duhet të theksohet se përpjekjet për të vënë në shërbim të njerëzimit energjinë termike të shpërthimit u bënë shumë kohë përpara lindjes së Le Bon. Në shekullin e 17-të, shkencëtari holandez Christian Huygens përdori barutin për të vënë në lëvizje pompat e ujit që dërgonin ujë në kopshtet e Pallatit të Versajës, dhe fizikani italian Alessandro Volta shpiku "armën elektrike" në fund të viteve 80 të shekullit të 18-të. , në të cilën një shkëndijë elektrike ndezi një përzierje hidrogjeni dhe ajri, duke shkrepur një copë tape nga fuçi.
Në 1804, Lebon vdiq tragjikisht dhe zhvillimi i teknologjisë së djegies së brendshme u ndal për ca kohë, derisa belgu Jean Etienne Lenoir mendoi të përdorte parimin e ndezjes elektrike për të ndezur fshirjen në një motor me gaz. Pas disa përpjekjeve të pasuksesshme, Lenoir arriti të krijojë një motor pune me djegie të brendshme, të cilin ai e patentoi në 1859. Fatkeqësisht, Lenoir doli të ishte më shumë një biznesmen sesa një shpikës. Pasi lëshoi disa qindra nga motorët e tij, ai fitoi një shumë mjaft të mirë parash dhe ndaloi përmirësimin e mëtejshëm të shpikjes së tij. Megjithatë, motori Lenoir, i cili përdorej për të drejtuar lokomotiva, karroca rrugore, anije dhe në formë stacionare, konsiderohet motori i parë me djegie të brendshme që funksionon në histori.
Në 1864, inxhinieri gjerman August Otto mori një patentë për modelin e tij të një motori me gaz, efikasiteti i të cilit arriti në 15 përqind, domethënë jo vetëm më efikas se një motor Lenoir, por edhe më efikas se çdo njësi avulli që ekzistonte në atë kohë. Së bashku me industrialistin Langen, Otto krijoi kompaninë Otto and Company, planet e së cilës përfshinin prodhimin e motorëve të rinj, nga të cilët u prodhuan rreth 5000 kopje. Në 1877, Otto patentoi një motor me djegie të brendshme me katër goditje, megjithatë, siç doli, cikli me katër goditje ishte shpikur disa vjet përpara kësaj date nga francezi Beau de Roche. Një betejë ligjore midis këtyre inxhinierëve përfundoi në humbjen e Otto-s, duke bërë që të drejtat e tij të monopolit për ciklin me katër goditje të revokoheshin. Sidoqoftë, dizajni i motorit Otto ishte në shumë mënyra superiore ndaj homologut francez, i cili paracaktoi suksesin e tij - deri në 1897, 42,000 nga këta motorë me kapacitete të ndryshme ishin prodhuar tashmë.
Gazi i lehtë si lëndë djegëse për motorët me djegie të brendshme ngushtoi ndjeshëm fushën e zbatimit të tyre, kështu që inxhinierët nga vende të ndryshme në kërkim të vazhdueshëm për karburant të ri, më të përballueshëm. Një nga shpikësit e parë që përdori benzinën si lëndë djegëse për motorët me djegie të brendshme ishte amerikani Brighton, i cili zhvilloi të ashtuquajturin karburator "avullues" në 1872. Megjithatë, dizajni i tij ishte aq i papërsosur saqë ai braktisi përpjekjet e tij.
Vetëm dhjetë vjet pas shpikjes së Brighton-it, u krijua një motor me djegie të brendshme që funksiononte me benzinë. Gottlieb Daimler, një inxhinier i talentuar gjerman që punonte në kompaninë e Otto-s, në fillim të viteve 80 të shekullit të 19-të, i propozoi shefit të tij një projekt të një motori benzine të zhvilluar prej tij që mund të përdorej në transportin rrugor, por Otto refuzoi ndërmarrjet e tij. Si përgjigje, Daimler dhe miku i tij Wilhelm Maybach u larguan nga Otto & Company dhe krijuan biznesin e tyre. Motori i parë me benzinë Daimler-Maybach u shfaq në 1883 dhe ishte menduar për instalim të përhershëm. Ndezja në cilindër erdhi nga një tub i nxehtë i zbrazët, por në përgjithësi dizajni i motorit la shumë për të dëshiruar pikërisht për shkak të ndezjes së dobët, si dhe procesit të avullimit të benzinës.
Në këtë fazë, një më e thjeshtë dhe sistem i besueshëm avullimi i benzinës, i cili u shpik në 1893 nga projektuesi hungarez Donat Banki. Ai shpiku karburatorin, i cili u bë prototipi sistemet e karburatorit i njohur sot. Bankat propozuan një ide revolucionare për ato kohë - jo për të avulluar benzinën - por për ta spërkatur atë në mënyrë të barabartë mbi cilindër. Rrjedha e ajrit thithi benzinën përmes një rryme matës, të bërë në formën e një tubi me vrima. Presioni i rrjedhës mbahej me anë të një rezervuari të vogël me një notues, duke siguruar një përzierje konstante proporcionale të ajrit dhe benzinës.
Nga ky moment i historisë Zhvillimi i ICE vazhdoi në rritje. Së pari motorë të karburuar kishte vetëm një cilindër. Rritja e fuqisë u arrit duke rritur vëllimin e cilindrit, por nga fundi i shekullit filluan të shfaqen motorët me dy cilindra, dhe me fillimin e shekullit të 20-të, motorët me katër cilindra filluan të bëhen më të zakonshëm.
Për më shumë se dy shekuj, përparimi njerëzor ka qenë i lidhur pazgjidhshmërisht me makina te ndryshme, sidomos me automjeteve. E cila ndihmoi në lëvizjen e shpejtë të mallrave nga furnizuesit te konsumatorët. Ata që shpikën motorin me djegie të brendshme (ICE) dhanë një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e qytetërimit njerëzor. Sepse makinat, anijet dhe avionët janë ende motori kryesor në historinë e njerëzimit. Motori i parë i suksesshëm tregtar me djegie të brendshme konsiderohet të jetë motori i shpikësit francez nga Belgjika, Jean Etienne Lenoir.
Hapi i parë
Në fund të shekullit të 18-të, mekaniku francez Philippe Lebon ishte i pari që mori gaz ndriçues dhe patentoi një metodë për prodhimin e tij me pirolizë të drurit ose qymyrit. Një përzierje e metanit, hidrogjenit dhe monoksidit të karbonit është përdorur gjerësisht për të ndriçuar rrugët e qyteteve evropiane. Shpikësit në mbarë botën filluan të projektojnë një motor duke përdorur këtë karburant relativisht të lirë dhe efikas.
Në atë kohë, shumë inxhinierë e kuptuan se efikasiteti i motorit do të rritej nëse karburanti nuk digjej në furrë, si në motorr me avull. Dhe direkt në cilindër.
Megjithatë, ai që doli me të parën ishte i njëjti Philippe Lebon. Në 1801, dy vjet pas zbulimit të gazit ndriçues, Lebon mori një patentë për një motor të mundësuar nga një përzierje e gazit të ngjeshur dhe ajrit. Ata u hodhën në cilindrin e punës dhe u ndezën atje. Sidoqoftë, shpikja mbeti vetëm në letër, në 1804 Le Bon u vra. Ai mbeti një nga inxhinierët e shumtë në historinë e motorit me djegie të brendshme që shpiku, por nuk e zbatoi shpikjen e tij.
Suksesi i parë tregtar
Në periudhën pasuese, mekanika e shumë vendet evropiane u përpoq të krijonte një mostër normalisht funksionale të një motori me djegie të brendshme që funksiononte me gaz ndriçues. Megjithatë, të gjitha këto përpjekje për një kohë të gjatë nuk çoi në shfaqjen e një motori që mund të konkurronte në efikasitet motorr me avull.
Ai që shpiku motorin me djegie të brendshme, i cili arriti sukses tregtar, ishte mekaniku belg me origjinë franceze, Jean Etienne Lenoir. Ai ishte i pari që vendosi të ndizte përzierjen gaz-ajër me anë të një shkëndije elektrike. Ndoshta një ide e tillë i lindi sepse inxhinieri punonte në një fabrikë pllakosjeje. Megjithatë, suksesi nuk i erdhi menjëherë. Modeli i parë ka punuar për pak kohë dhe ka ndalur sepse, për shkak të temperaturës së lartë, pistoni është zgjeruar dhe ka ngecur në cilindër. Lenoir plotësoi motorin e tij me djegie të brendshme me një sistem ftohjeje uji. Dhe pas nisjes së dytë të pasuksesshme, ai projektoi një sistem lubrifikimi. Deri në vitin 1864, ai kishte shitur më shumë se 1400 motorë të tij dhe ishte i pasur.
Motori i parë në prodhim masiv
Ndër ata që shpikën motorin me djegie të brendshme është inxhinieri gjerman Nicholas Otto. Ai përmirësoi një makinë që punonte me gaz ndriçues dhe në 1864 mori një patentë për të Modeli ICE. E cila u shit në sasi më shumë se 5000 copë.
Në 1877, Otto mori një patentë për një motor me cikël me katër goditje. Ky parim qëndron ende në themel të funksionimit të një pjese të madhe të motorëve me gaz dhe benzinë. Gjatë njëzet viteve të ardhshme, u prodhuan më shumë se 42,000 nga këto ICE. Megjithatë, përdorimi i gazit ndriçues ngushtoi shumë mundësitë e përdorimit të tyre.
Shpikja e Dizelit
Në fillim të shekullit të 19-të, u formulua një përshkrim i procesit Carnot. Ai argumentoi se në një motor ngrohjeje, një ndryshim i shpejtë në vëllimin e gazit ( kompresim i shpejtë) do të ngrohet trupi punues deri në temperaturën e djegies.
Në 1890, Rudolf Diesel shpiku një mënyrë praktike për të përdorur ciklin Carnot. Ai ishte i pari që shpiku motorin me djegie të brendshme me naftë. Gjatë disa viteve, inxhinieri gjerman patentoi disa opsione projektimi. Modeli i parë praktikisht i punuar u mblodh në 1897 dhe u emërua një motor nafte. Filloi në 1889 prodhim ne mase motorët me naftë.
Në kërkim të karburantit të ri
Njëkohësisht me përmirësimin e motorit me djegie të brendshme, pati një kërkim aktiv për më karburant efikas. Tashmë janë testuar motorë që përdorën pluhur qymyri, hidrogjen, një përzierje terpentine dhe alkooli dhe vaj si lëndë djegëse. Disa prej tyre funksionuan, por nuk u përdorën gjerësisht për shkak të cmim i larte. Megjithatë, më së shumti drejtim premtues për inxhinierët, u pa përdorimi i karburantit të lëngshëm të avulluar në vend të gazit.
Në 1872, amerikani Brighton u përpoq të punonte me vajguri. Sidoqoftë, ai nuk u avullua shumë intensivisht dhe kaloi në benzinë të një fraksioni më të lehtë. Për të punuar në karburantin e ri, ishte e nevojshme të zhvillohej pajisje shtesë, i cili e shndërroi karburantin e ri në gjendje të gaztë. Pas kësaj, avujt e benzinës duhej të përziheshin me ajrin. Brighton shpiku gjithashtu karburatorin e parë avullues, i cili, megjithatë, nuk ishte shumë i suksesshëm. Por ishte ai që vendosi trendin në përdorim karburantet dhe lubrifikantët si lëndë djegëse.
Motorri me gaz
Kur u përcaktua lloji më efikas i karburantit për motorët me djegie të brendshme, shumë inxhinierë filluan të punojnë në një makinë që punon me benzinë. Ndër ata që shpikën motorin me djegie të brendshme me benzinë, ai dha kontributin më të madh, i cili së bashku me partnerin e tij Wilhelm Maybach ngriti punishte në Shtutgart. Ata filluan të prodhojnë motorë me benzinë inkandeshente.
Inxhinieri hungarez Donat Banki është gjithashtu një nga ata që shpikën motorin me djegie të brendshme. Në 1893, atij iu dha një patentë për një karburator me një avion, parimi i të cilit përdoret ende në makina moderne. Motorët e parë me djegie të brendshme ishin me një cilindër, në fund të shekullit të 19-të u shfaqën dy cilindra, dhe me fillimin e shekullit të 20-të - katër cilindra.
Historia e krijimit të llambave me gaz të motorëve me djegie të brendshme filloi të konkurronte me sukses me qirinj të shtrenjtë. Sidoqoftë, gazi i ndriçimit ishte i përshtatshëm jo vetëm për ndriçim.
Në 1801, Le Bon mori një patentë për hartimin e një motori me gaz. Parimi i funksionimit të kësaj makinerie bazohej në vetinë e njohur të gazit që ai zbuloi: përzierja e tij me ajrin shpërtheu kur ndizej, duke lëshuar një sasi të madhe nxehtësie. Produktet e djegies u zgjeruan me shpejtësi, duke ushtruar presion të fortë në mjedis. Duke krijuar kushtet e duhura, është e mundur që energjia e çliruar të përdoret për interesat e njeriut. Motori Lebon kishte dy kompresorë dhe një dhomë përzierëse. Një kompresor duhej të pomponte ajrin e kompresuar në dhomë, dhe tjetri gazin e lehtë të ngjeshur nga gjeneratori i gazit. Përzierja gaz-ajër më pas hyri në cilindrin e punës, ku u ndez. Motori ishte me veprim të dyfishtë, domethënë, dhomat e punës vepronin në mënyrë alternative në të dy anët e pistonit. Në thelb, Le Bon ushqeu idenë e një motori me djegie të brendshme, por në 1804 ai vdiq para se të mund të sillte në jetë shpikjen e tij.
Në vitet pasuese, disa shpikës nga vende të ndryshme u përpoqën të krijonin një motor të zbatueshëm duke përdorur gaz ndriçues. Sidoqoftë, të gjitha këto përpjekje nuk çuan në shfaqjen në treg të motorëve që mund të konkurronin me sukses me motorin me avull. Nderi i krijimit komercial motor i suksesshëm Motori me djegie të brendshme i përket inxhinierit belg Jean Etienne Lenoir. Ndërsa punonte në një fabrikë pllakosjeje, Lenoir arriti në përfundimin se përzierje ajër-karburant në një motor me gaz mund të ndizet me një shkëndijë elektrike, dhe vendosi të ndërtojë një motor bazuar në këtë ide.
Lenoir nuk ishte menjëherë i suksesshëm. Pasi u bë e mundur të prodhoheshin të gjitha pjesët dhe të montoheshin makineritë, në 1864 u prodhuan më shumë se 300 nga këta motorë. fuqi të ndryshme. Pasi u pasurua, Lenoir pushoi së punuari për të përmirësuar makinën e tij dhe kjo e paracaktoi fatin e saj - ajo u detyrua të dilte nga tregu nga një motor më i avancuar i krijuar nga Shpikës gjerman August Otto.
Në 1864, ai mori një patentë për modelin e tij të një motori me gaz dhe në të njëjtin vit hyri në një marrëveshje me inxhinierin e pasur Langen për të shfrytëzuar këtë shpikje. Së shpejti u krijua firma "Otto and Company".
Në pamje të parë, motori Otto përfaqësonte një hap prapa nga motori Lenoir. Cilindri ishte vertikal. Boshti rrotullues u vendos sipër cilindrit në anën. Përgjatë boshtit të pistonit, një hekurudhë e lidhur me boshtin ishte ngjitur në të. Motori funksionoi si më poshtë. Boshti rrotullues e ngriti pistonin me 1/10 të lartësisë së cilindrit, si rezultat i të cilit u formua një hapësirë e rrallë nën piston dhe u thith një përzierje ajri dhe gazi. Përzierja më pas u ndez. As Otto dhe as Langen nuk kishin njohuri të mjaftueshme për inxhinierinë elektrike dhe braktisën ndezjen elektrike. Ata u ndezën me një flakë të hapur përmes një tubi. Gjatë shpërthimit, presioni nën piston u rrit në afërsisht 4 atm. Nën ndikimin e këtij presioni, pistoni u ngrit, vëllimi i gazit u rrit dhe presioni ra. Kur pistoni u ngrit, një mekanizëm i veçantë shkëputi hekurudhën nga boshti. Pistoni, fillimisht nën presionin e gazit, dhe më pas nga inercia, u ngrit derisa u krijua një vakum nën të. Kështu, energjia e karburantit të djegur u përdor në motor me plotësinë maksimale. Ky ishte gjetja kryesore origjinale e Otto-s. Goditja në rënie e pistonit filloi nën ndikimin e presionit atmosferik, dhe meqenëse motorët Otto ishin pothuajse pesë herë më ekonomike se motorët Lenoir, ata menjëherë filluan të jenë në kërkesë të madhe. Në vitet në vijim, u prodhuan rreth pesë mijë prej tyre. Otto punoi shumë për të përmirësuar dizajnin e tyre. Së shpejti raft ingranazhesh ingranazhet e ndërruara me maniak. Por më e rëndësishmja nga shpikjet e tij erdhi në 1877, kur Otto nxori një patentë për një motor të ri me katër goditje. Ky cikël qëndron ende në themel të funksionimit të shumicës së motorëve me gaz dhe benzinë deri më sot. Një vit më pas, motorët e rinj u vunë tashmë në prodhim.
Cikli me katër goditje ishte arritja më e madhe teknike e Otto. Por shpejt doli se disa vjet para shpikjes së tij, saktësisht i njëjti parim i funksionimit të motorit u përshkrua nga inxhinieri francez Beau de Roche. Një grup industrialistësh francezë kundërshtuan patentën e Otto-s në gjykatë. Gjykata i konsideroi bindëse argumentet e tyre. Të drejtat e Otto-s që rrjedhin nga patenta e tij u reduktuan shumë, duke përfshirë anulimin e monopolit të tij në ciklin me katër goditje.
Edhe pse konkurrentët kanë nisur motorët me katër goditje, modeli Otto i përpunuar nga shumë vite prodhim ishte akoma më i miri dhe kërkesa për të nuk u ndal. Deri në vitin 1897, u prodhuan rreth 42 mijë nga këta motorë me kapacitete të ndryshme. Megjithatë, fakti që gazi i lehtë u përdor si lëndë djegëse e ngushtoi shumë hapësirën e motorëve të parë me djegie të brendshme. Numri i impianteve të ndriçimit dhe gazit ishte i parëndësishëm edhe në Evropë, dhe në Rusi kishte vetëm dy prej tyre - në Moskë dhe Shën Petersburg.
Prandaj, kërkimi për një karburant të ri për motorin me djegie të brendshme nuk u ndal. Disa shpikës u përpoqën të përdorin një palë zhiBrayton si gaz në të njëjtin 1872, ai doli me një nga karburatorët e parë të ashtuquajtur "avullues", por ai veproi në mënyrë të pakënaqshme.
Një motor benzine i përdorshëm nuk u shfaq vetëm dhjetë vjet më vonë. Ajo u shpik nga inxhinieri gjerman Julius Daimler. Për shumë vite ai punoi për firmën Otto dhe ishte anëtar i bordit të saj. Në fillim të viteve '80, ai i propozoi shefit të tij një projekt për një motor kompakt benzine që mund të përdoret në transport. Otto reagoi ftohtë ndaj propozimit të Daimler. Pastaj Daimler, së bashku me mikun e tij Wilhelm Maybach, morën një vendim të guximshëm - në 1882 ata u larguan nga kompania Otto, blenë një punëtori të vogël afër Shtutgartit dhe filluan të punojnë në projektin e tyre.
Problemi me të cilin përballeshin Daimler dhe Maybach nuk ishte i lehtë: ata vendosën të krijonin një motor që nuk do të kërkonte një gjenerator gazi, do të ishte shumë i lehtë dhe kompakt, por në të njëjtën kohë mjaft i fuqishëm për të lëvizur ekuipazhin. Daimler priste të rriste fuqinë duke rritur shpejtësinë e boshtit, por për këtë ishte e nevojshme të sigurohej frekuenca e kërkuar e ndezjes së përzierjes. Në 1883, motori i parë me benzinë u krijua me ndezje nga një tub i nxehtë i uritur i hapur në cilindër.
Modeli i parë i një motori benzine ishte menduar për një instalim industrial të palëvizshëm.
Procesi i avullimit karburant i lëngshëm në motorët e parë me benzinë lanë shumë për të dëshiruar. Prandaj, shpikja e karburatorit bëri një revolucion të vërtetë në ndërtimin e motorit. Krijuesi i saj është inxhinieri hungarez Donat Banki. Në 1893 ai nxori një patentë për një karburator me një avion, i cili ishte prototipi i të gjithë karburatorëve modernë. Ndryshe nga paraardhësit e tyre, motorët e parë me djegie të brendshme të Banky ishin me një cilindër, dhe për të rritur fuqinë e motorit, ata zakonisht rrisnin vëllimin e cilindrit. Më pas ata filluan ta arrijnë këtë duke rritur numrin e cilindrave.
Në fund të shekullit të 19-të u shfaqën motorët me dy cilindra dhe nga fillimi i shekullit të 20-të filluan të përhapen motorët me katër cilindra.