Кто изобрел бензиновый двигатель: История двигателя внутреннего сгорания

130 лет со дня изобретения бензинового автомобиля.

Ровно 130 лет назад, 29 января 1886 года, немецкий инженер Карл Бенц запатентовал первый в мире самодвижущийся экипаж с бензиновым мотором.

 

 

«Автомобиль» был оборудован четырехтактным бензиновым двигателем с водяным охлаждением, мощностью 0,9 л.с. Его максимальная скорость составляла 16 км/ч. Впоследствии, больше походивший на конную повозку, экипаж Бенца стал первым серийным автомобилем с двигателем внутреннего сгорания.

 

 

История создания первого бензинового автомобиля — это история упорства, борьбы, внутренней силы и уверенности в большом будущем своего детища. Эта история началась в 1871 году. Вместе с другом Августом Риттером, Карл Бенц основал собственную механическую мастерскую. Здесь Карл мечтал проводить свои эксперименты по созданию бензинового двигателя внутреннего сгорания. Однако партнер и акционеры не поддержали конструктора: тогда как Карл думал о прогрессе и будущем, Август и инвесторы размышляли лишь о насущном.

 

 

Настоящего единомышленника Карл обрел в лице Берты Рингер, которая в 1871 году стала его супругой. Кроме того, поглощенная идеями мужа Берта располагала финансовыми возможностями, и предложила Карлу выкупить долю его партнера в мастерской.

Бенц с головой ушел в разработки, полностью запустив финансовые дела своего небольшого предприятия. В 1877 году мастерская обанкротилась, а долги перед кредиторами росли. Но именно в это время Карл уже мог предъявить миру свои изобретения: новый двухтактный ДВС и уникальную топливную систему, которая буквально спасла ситуацию. Получив на нее патент в 1882 году, Карл начал ограниченный выпуск и продажу собственных двигателей.

 

 

Всерьез двигатель Бенца заинтересовал инвесторов только в 1885 году. Теперь Бенц стал более собран: днем он ведет дела на новом производстве, а попыткам создания полноценного самоходного экипажа посвящает оставшееся время. Благо, для воплощения задуманного, у конструктора есть уже все, что необходимо: получены патенты на акселератор, систему зажигания, карбюратор, водяной радиатор охлаждения и ряд других систем автомобиля.

 

 

В том же 1885 году Карл наконец-то впервые заводит полностью самостоятельно спроектированную и построенную машину! Испытания проводились на окраинах города, однако на глаза горожан автомобиль все же попал.

Самоходный экипаж постоянно ломался и наблюдающие за мучениями изобретателя, каждый раз злорадствовали, смеялись или жалели его. Конструкция, напоминавшая конную повозку, громыхавшая двигателем на всю округу и передвигавшаяся в три раза медленнее обычной лошади, вызывала недоумение.

 

 

Но вопреки насмешкам и выпадам скептиков, 29 января 1886 года Карл Бенц получает патент на первый в мире автомобиль с бензиновым двигателем«Motorwagen». Правда, спроса на автомобиль так и не появилось – ни среди простых покупателей, ни среди инвесторов. Родная Германия осталась равнодушна к огромному прорыву в автомобилестроении, пока еще не понимая всей важности свершившегося.

 

 

Автомобиль представили на парижской выставке в 1887 году, но интереса он также не вызвал. И продажи, которые стартовали на следующий год в Германии, спроса не показали. Все это время Карла поддерживали лишь его супруга и двое сыновей. Чтобы доказать, что разработки мужа достойны внимания, в 1988 году Берта «похитила» автомобиль супруга, и отправилась на нем в первое в мире автопутешествие длиной 180 км! Вместе с сыновьями.

 

 

Автопробег занял примерно 13 часов. «Угонщикам» в пути пришлось трудно, однако авантюра завершилась успешно. Самодвижущийся экипаж теперь вызывал уже совершенно иные эмоции! А о безлошадной чудо-повозке заговорили по всей Германии.

Поездка Берты стала поистине решающей: страна узнала о «Motorwagen», а сам автомобиль получил значительные технические усовершенствования, которые Карлу предложила именно Берта. Это были сцепление и система переключения передач.

 

 

Упорное движение к своей цели, настоящая одержимость идеей создания автомобиля, большая воля к Победе и мощнейшая поддержка со стороны супруги, столь же сильно увлеченной идеей, как и сам Карл, привели к успеху! Дело сдвинулось с «мертвой точки» в 1890 году, когда автомобилями Бенца заинтересовались немецкие инвесторы. Карл Бенц встал во главе своей новой компании «Benz & Cie.» , а сама компания стала одной из тех, кто стоит у истоков мирового автомобилестроения.

 

 

Легко ли быть изобретателем? История дает однозначный ответ. Однако влюбленность в свое дело многих инженеров и конструкторов прошлого сделала сегодня привычным то, что еще совсем недавно казалось настоящим чудом!

Разрабатывая сегодня умные технологии будущего, российские инженеры StarLineточно так же стремятся дать миру больше возможностей и «чудес», которые в скором времени займут свои законные места среди высоких технологий, без которых уже сложно представить себе современный мир!

StarLine надежно защищает с умом
StarLine Победит

★ Бензиновый двигатель внутреннего сгорания кто изобрел

Пользователи также искали:

физика, современные двигатели, в разрезе, реферат, история кратко, майнкрафт, внешнего, дизельный, двигатель внутреннего сгорания физика, современные двигатели внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания в разрезе, реферат двигатель внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания история кратко, двигатель внутреннего сгорания майнкрафт, двигатель внешнего сгорания, дизельный двигатель, история создания, двигателей внутреннего сгорания, двигатель внутреннего сгорания, бензиновый двигатель внутреннего сгорания, двигателя внутреннего сгорания, бензинового двигателя, двс, двигатели внутреннего сгорания, двигателем внутреннего сгорания, изобрел, двигатели, изобрел бензиновый двигатель, двигатель, двигателей внутреннего,

Эпохе бензинового двигателя наступает конец | Общество | ИноСМИ

Вот так уверенно считают эксперты издания Economist, где в новой, очень интересной статье под загадочным названием Roadkiller, аналитики рассматривают завершение истории машин, работающих на бензиновом топливе.

«Человеческий ум еще не изобрел механический процесс, который бы заменил собой лошадь как средство, приводящее в движение транспорт», — с сожалением констатировала французская газета «Le Petit Journal» в декабре 1893 года. Для поиска решений редакция газеты организовала гонку Париж-Руан для безлошадных экипажей, которая состоялась в июле следующего года. Среди 102 заявленных образцов были экипажи, работающие на паровой тяге, бензине, электричестве, сжатом воздухе и гидравлике. Всего 21 образец был допущен к участию в 126-километровом заезде, который привлек огромное число зрителей. Безусловным победителем стал двигатель внутреннего сгорания. В следующие сто лет ему было суждено стать локомотивом производства и изменить мир.

Эксперты Economist уверены, что все свидетельствует о том, что надвигается время электрического двигателя. И в первую очередь, благодаря быстрому развитию технологий аккумуляторов. Уже сегодня электрокары на ионно-литиевых батареях демонстрируют впечатляющие результаты. Например, Chevy Bolt — проезжает 383 км. А не так давно Tesla преодолела на одном заряде аккумулятора больше одной тысячи километров. Эксперты приводят данные прогноза банка UBS. Согласно прогнозам аналитиков банка, к 2025 году электромобили займут до 14% мирового рынка автомашин, — сейчас они занимают лишь один процент. Авторы статьи в Economist замечают: еще недавно целый ряд экспертов придерживался более скромных оценок перспектив распространения электромобилей. Но в последнее время они же торопятся дать гораздо более оптимистичные прогнозы перехода на электромобили в глобальном масштабе. Это вызвано рядом факторов, и в частности тем, что сегодня стоимость батарей существенно снижается, а их качество серьезно улучшилось: с 2010 года стоимость киловатт-часа упала с 1 000 до 130-200 долларов. Немаловажную роль играет и ужесточение национальных законодательств, что явно стимулирует развитие этой новой индустрии. Совсем недавно Великобритания официально объявила о том, что к 2050 году сократит до нуля атмосферные выбросы дорожного транспорта, и таким образом присоединилась к группе стран, которые приняли решение о полном переходе на электрические двигатели.

Однако эксперты Economist уверены, что переход на электородвигатели пойдет граздо быстрее, чем это демонстрируют даже самые оптимистичные прогнозы, и пишут в своей статье: первые «предсмертные хрипы» двигателя внутреннего сгорания уже раздаются по всему миру…

Безусловно, как замечают британские эксперты, процесс «электрификации» внес смятение в секторе автомобилестроения. Ведь лучшие марки автомобилей — это сложные инженерные разработки, особенно в Германии. Электромобили устроены гораздо проще традиционных машин и имеют меньше комплектующих — они скорее напоминают компьютеры на колесах. Это означает, что для их сборки требуется меньше рабочих и меньше систем, производимых специализированными компаниями-поставщиками. Работники заводов, где не производятся электрокары, обеспокоены возможной потерей своих рабочих мест. Когда в машине будет «нечему ломаться», рынок техобслуживания и запчастей резко сократится. В то время как сегодняшние производители автомобилей сталкиваются с проблемой экономически невыгодного «наследия» в виде устаревших заводов и раздутого штата работников, новые игроки будут свободны от этого бремени. Специалисты считают, что, скорее всего, бренды премиум класса, возможно, и выстоят благодаря своей эксклюзивности. Но нужно уже сейчас понимать, что массовым производителям придется конкурировать исключительно по цене продукта.

Эксперты отмечают и другую наметившуюся тенденцию. Благодаря электродвигателям, а также практике передвижения с попутчиками и технологиям беспилотных автомобилей транспорт станет услугой, когда машина вызывается по требованию из автопарка. Согласно некоторым смелым оценкам, это может привести к сокращению автомобильной отрасли в объеме до 90%. Наличие большого общественного парка беспилотных машин поможет заменить городские парковки, которые занимают до 24% площади в отдельных районах, новым жильем, а также позволит тем, кто работает в городах, приезжать издалека, высыпаясь в автомобиле. Вот такую субурбанизацию наоборот описывает Economist.

Даже без перехода к безопасным беспилотным машинам электрический двигатель открывает широчайшие перспективы с точки зрения охраны окружающей среды и здоровья человека. Подзарядка электробатарей от центральных электростанций энергоэффективнее, чем сжигание топлива отдельными двигателями. Согласно данным американского Совета по охране природных ресурсов (National Resources Defence Council), современные электромобили загрязняют воздух на 54% меньше, чем машины, работающие на бензине. С учетом того, что КПД электромобилей постоянно увеличивается, а производство электроэнергии становится все экологичнее, этот показатель продолжит расти. Городской воздух станет чище. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, загрязнение атмосферы является единственным наиболее значимым экологическим фактором риска для здоровья человека: ежегодно в мире от связанных с ним заболеваний умирает 3,7 миллиона человек. По результатам одного из исследований, атмосферные выбросы автомобилей убивают 53 тысячи американцев в год, при этом в ДТП погибает 34 тысячи человек.

Эксперты Economist рассматривают и нефтяной фактор. Они пишут, что около двух третей от общего объема нефтепродуктов, потребляемых в США, приходится на дорожный транспорт, при этом значительная доля побочного продукта от переработки всего остального сырья также используется для производства бензина и дизельного топлива. Среди специалистов нет единого мнения относительно того, когда случится пик потребления нефти; согласно Royal Dutch Shell, он может быть достигнут всего через десять с небольшим лет. Сама перспектива этого начнет сказываться на ценах задолго до наступления такого пика. Никто не хочет остаться с бесполезными запасами нефти, а значит, возникнет нехватка свежих инвестиций; это особенно касается новых месторождений с повышенными затратами, таких как в Арктике. В то же время, такие страны-экспортеры, как Саудовская Аравия, имеющие большие доступные залежи углеводородов, будут стремиться добыть как можно больше пока не поздно; Ближний Восток будет иметь значение, но не такое важное, как раньше. Природный газ, который послужит сырьем для производства всей необходимой машинам электроэнергии, сохранит свои рынки сбыта, однако странам, которые преимущественно полагаются на доходы от продажи углеводородов, будет нелегко наполнить национальную казну в ситуации колеблющихся цен на нефть. С учетом сокращения темпов нефтяной добычи приспособиться к новым реалиям будет непросто.

Авторы статьи уверены, что на пороге разворачивается борьба за доступ к литию. С 2011 года цена на карбонат лития выросла с четырех тысяч долларов за тонну, до более, чем 14 тысяч долларов. Наблюдается стремительное увеличение спроса на кобальт и редкоземельные элементы для электрических двигателей. Литий используется не только в производстве аккумуляторов: коммунальным компаниям требуются огромные батареи для того, чтобы запасать электроэнергию в периоды низкого потребления и обеспечивать ее подачу в пиковые часы. Станет ли Чили, чьи недра богаты литием, новой Саудовской Аравией? Возможно, нет, ведь литий — это не топливо для машин; старые ионно-литиевые аккумуляторы могут повторно использоваться в электросетевых комплексах, а затем перерабатываться.

Однако британские эксперты говорят и о том, что двигатель внутреннего сгорания еще не одно десятилетие будет доминировать в таких секторах транспортной индустрии, как судоходство и воздушный транспорт. Однако, по их твердому убеждению, на суше электрические двигатели скоро обеспечат более дешевые и экологически чистые свободу и удобство. И к тому же, согласно прогнозам специалистов, благодаря электромобилям в развитых странах вновь вырастет потребление электричества. Немаловажно и то, что как считают эксперты, рост масштабов внедрения электродвигателей, скорее всего, станет импульсом, — как они окрестили, «повивальной бабкой», для принятия новых правил и стандартов в этом секторе на государственном уровне. Это, в частности должно затронуть работу общественных пунктов зарядных станций и переработке батарей и двигателей, произведенных, в том числе и на основе редкоземельных металлов, в условиях городских комплексов по регенерации элементов («urban mines»).

Судя по всему, заключают авторы статьи, в XXI веке беспилотные электромобили сделают мир лучше принципиальным и неожиданным образом, так же как это сделали автомобили с двигателем внутреннего сгорания в XX веке. Тем не менее, это будет дорога с ухабами. Так что пристегните ремни!

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

изобретение двигателей – тема научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству читайте бесплатно текст научно-исследовательской работы в электронной библиотеке КиберЛенинка

Електротехніка. Визначні події. Славетні імена

УДК 621.3:621.43:537.311:910.4 М.И. Баранов

АНТОЛОГИЯ ВЫДАЮЩИХСЯ ДОСТИЖЕНИЙ В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ.

ЧАСТЬ 14: ИЗОБРЕТЕНИЕ ДВИГАТЕЛЕЙ

Наведено короткий нарис з всесвітньої історії винаходу двигунів різного виду, що з’явилися енергетичним «серцем» для всіх транспортних засобів на нашій планеті.

Приведен краткий очерк из всемирной истории изобретения двигателей различного вида, явившихся энергетическим «сердцем» для всех транспортных средств на нашей планете.

ВВЕДЕНИЕ Движение, как известно, это «жизнь». Оно (движение) является «жизнью» не только для биологических объектов, но и для большинства технических объектов. Как привести в движение различного вида физическое тело, тот или иной технический объект? Как придать подобному движущемуся телу (объекту) или его части наибольшее ускорение и наивысшую скорость? Как преобразовать один вид движения технического объекта в другой? Как уменьшить при этом паразитные потери энергии и повысить коэффициент полезного действия (КПД) для движущегося объекта? Вот тот перечень основных вопросов, возникавших сотни лет тому назад и возникающих поныне перед учеными-механиками, инженерами и конструкторами, занимающихся разработкой и созданием новой техники. Из всемирной истории развития техники всем нам хорошо известно, что «рождение» подобных объектов в техносфере землян определяется потребностями человеческого общества. Главными из них в нашем мире были и остаются: 1) неуклонное прогрессивное развитие разных отраслей промышленности всех стран для удовлетворения все возрастающих человеческих потребностей; 2) защита государственных и частных интересов, включающих территориальную целостность стран, экономическую выгоду и интеллектуальную собственность. Начиная с древних времен (например, с периода проживания и деятельности в 287-212 гг. до н.э. великого древнегреческого учено-го-механика Архимеда), продолжая в средневековье (например, в период проживания и работы в 14521519 гг. великого итальянского ученого-мыслителя и изобретателя Леонардо да Винчи и в период жизни и активной творческой деятельности в 1642-1727 гг. великого английского ученого-механика Исаака Ньютона) и заканчивая современным временем, выдающиеся представители рода человеческого постоянно «бились» и «бьются» над совершенствованием и дальнейшим развитием технических объектов военного и общегражданского назначения [1-3]. Для всех этих объектов, перемещающихся по земле (под землей), по воде (под водой), в воздухе и безвоздушном пространстве (космосе) характерным является то, что все они в своем составе содержат энергетическое «сердце» — двигатель того или иного вида, приводящий в нужное движение их части или эти объекты в целом. На взгляд автора, интересной для читателя и актуальной в области истории техники представляется научно-историческая задача по рассмотрению эволюции (это слово происходит от латинского слова «еуо/ийо»

— «процесс развития» [4]) становления, непрерывного совершенствования и прогрессивного развития в технической сфере двигателей различных видов и типов.

1. ИЗОБРЕТЕНИЕ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ Исторически известно, что еще великий флорентинец Леонардо да Винчи описал пушку, выстреливающую снарядами при помощи сил только от огня и воды [5]. Он предполагал, что медный ствол пушки с ядром, размещенный своим одним концом в условиях горячей печи, сможет выбросить снаряд, если в отсек сильно разогретого ствола за ядром впрыснуть воду. Леонардо да Винчи полагал, что вода при высокой температуре испарится очень быстро и, став паром и практически аналогом пороха, вытолкнет из такого ствола ядро с большой скоростью. Несмотря на заманчивость такой технической идеи и неоднократные попытки европейских военных инженеров (даже в 19м столетии), создать подобную боевую пушку не удалось никому. Тем не менее, в 1681 году французский ученый Дени Папен решил создать машину для откачки подземных (грунтовых) вод из шахт, применив при этом в качестве движущей силы вначале порох, а позже и водяной пар [5]. Так на свет появилась пароатмосферная машина, уже прогрессивно содержащая цилиндрический поршень. Основной недостаток машины Д. Папена заключался в том, что пар готовился внутри ее цилиндра. В усовершенствование этой машины большой вклад внесли английские изобретатели Томас Севери, в насосе которого (патент от 1698 года на первую в мире паровую машину) приготовление пара происходило вне его цилиндра в отдельном котле, и Томас Ньюкомен, который в 1705 году изобрел паровой насос с цилиндром и поршнем, а также известный российский изобретатель-самоучка и механик Иван Иванович Ползунов, создавший к 1766 году новую на то время паровую машину [1, 5]. Далее в 1768 году патент на первый паровой двигатель с конденсатором (охладителем пара) получает выдающийся английский механик Джеймс Уатт (1736-1819 гг.). Шли годы ив 1784 году Дж. Уатт, работая над усовершенствованием машины Т. Ньюкомена, построил универсальный паровой двигатель, пригодный для широкого промышленного использования в ткацкой и машиностроительной технике (рис. 1). В данном двигателе Дж. Уаттом был применен так называемый кривошипно-шатунный механизм, преобразовывающий возвратно-поступательное движение поршня рабочего цилиндра, обусловленное водяным паром, во вращательное движение колеса [5, 6]. Применив этот двигатель, Дж. Уатт для потребностей металлообработки создал первый паровой молот. Следует заметить, что после этих изобретений Дж. Уатта мировое развитие тепловых машин пошло стремительными темпами. Укажем, что серьезные изменения в тепловые машины Дж. Уатта были вне© М.И. Баранов

сены лишь в середине 19-го столетия английским изобретателем Д Несмитом (1808-1890 гг.) [1, 5]. К 1843 году он создал кузнечный молот, в котором паровая машина и ударник были объединены в один механизм (рис. 2) [1, 6].

Рис. 1. Первый паровой двигатель выдающегося английского механика и изобретателя Джеймса Уатта [1]

Отметим, что паровой молот Д Несмита произвел, образно говоря, техническую «революцию» в области машиностроения. Этот вид кузнечного оборудования с использованием парового двигателя в 19-ом веке получил широкое внедрение по всему миру [1, 6].

Рис. 2. Мощный паровой молот разработки конца 19-го века известного английского изобретателя Джеймса Несмита [1]

Поэтому можно обоснованно считать, что исторически все машины практически пришли к нам из горной, текстильной и металлообрабатывающей индустрий, использующих силу горячего водяного пара.

2. ИЗОБРЕТЕНИЕ ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ

Поскольку возможности парового двигателя были ограниченными, а его энергетические показатели не высокими (при низком КПД, не превышающем 10 %, он был к тому же еще и громоздким), то изобретатели всего мира продолжали поиски более эффективных двигателей, использующих иные, чем горячий пар источники энергии. История создания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) уходит своими корнями к началу 19-го столетия [7]. В 1801 году французский инженер Филипп Лебон (1769-1804 гг.) получил патент на конструкцию газового двигателя, работающего на сгорании в камере открытого им светильного газа и который можно считать плавным переходом от

парового двигателя к ДВС [8]. Реализовать ему самому этот переход, к нашему большому сожалению, не удалось из-за своей трагической гибели в 1804 году. Необходимо отметить, что в газовом двигателе Ф. Лебона уже имелись камера смешивания и два компрессора (один для подачи в эту камеру сжиженного воздуха, а другой — для подачи в нее сжиженного светильного газа от газогенератора) [8]. После указанного смешивания этих газов образовавшаяся газовоз -душная смесь поступала в рабочий цилиндр двигателя, где вспыхивала и выделяла энергию, приводящую его поршень в движение. Далее, в 1860 году бельгийский механик Жан Этьен Ленуар (1822-1900 гг.) построил оригинальный газовый двигатель, в котором воспламенение в его рабочей камере горючей смеси происходило при помощи электрической искры [7, 9]. Так на свет впервые появился первый двухтактный двигатель внутреннего сгорания (рис. 3), который был прост в эксплуатации, имел небольшие габаритные размеры и вес. Однако, из-за своего низкого КПД (не более 5 % [9]) он не получил широкого коммерческого успеха и технического применения. В истории техники Ж.Э. Ленуар оказался лишь одним из тех людей, кто приближал прогресс на нашей планете и не получал при этом, как правило, ни славы, ни денег [9].

Рис. 3. Первый двухтактный ДВС известного бельгийского изобретателя Жан Этьен Ленуара (модель 1862 года) [9]

В дальнейшем за усовершенствование этого типа ДВС (двигателя Ленуара) взялся известный немецкий инженер Николаус Август Отто (1832-1891 гг.), который вскоре довел его КПД до 15 %. Этот показатель превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени. В 1866 году Н.А. Отто получил патент на двухтактный ДВС, работающий на светильном газе (рис. 4) [10, 11]. Главная техническая находка («изюминка») Н.А. Отто заключалась в том, что в конструкции этого двухтактного газового двигателя с кривошипо-шатунным механизмом химическая энергия сгоревшего в его цилиндре газообразного топлива использовалась с наибольшей на то время полнотой. В 1867 году этот двухтактный двигатель получил золотую медаль на парижской Всемирной ярмарке [11].

Но самым революционным шагом в мировом дви-гателестроении стало очередное изобретение окрыленного первым успехом Н.А. Отто четырёхтактного цикла работы двигателя («цикла Отто»: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск), сделанное им в 1876 году и которое и поныне лежит в основе работы подавляющего большинства ДВС [11]. Благодаря этому циклу двигатель Отто стал в пять раз экономичнее двигателя Ленуара [10]. К 1897 году двигателестроительной компанией «Отто и Ко» было выпущено до 42 тысяч таких ДВС разной мощности (рис. 5). Более массовое производство запатентованного Н.А. Отто четырёхтактного ДВС сдержи-

валось отсутствием на то время в промышленно развитых странах необходимых мощностей для производства светильного газа.

Рис. 4. Музейный экспонат первого двухтактного ДВС известного немецкого изобретателя-механика Н.А. Отто [11]

Рис. 5. Музейный экспонат первого четырехтактного ДВС известного немецкого инженера-механика Н.А. Огто [11]

В этой связи в мире активно искали новые виды горючего для ДВС. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа для ДВС пары жидкого топлива. Еще в 1872 году американский инженер Дж Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся и тогда Дж. Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину [10]. Для того, чтобы ДВС на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым двигателем, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина, получения горючей смеси из этого топлива и воздуха и ее подачи в камеру ДВС.

Дальнейший прогресс в мировом двигателестрое-нии был связан с такими весьма известными в современном автомобильном мире именами немецких инже-неров-механиков как Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах (рис. 6), прославившимися созданием в конце 19-го века работоспособного бензинового ДВС [10].

Рис. 6. Известные немецкие изобретатели в области двигателестроения Готтлиб Даймлер и Вильгельм Майбах [10]

Следует указать, что процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях указанных немецких изобретателей оставлял желать лучшего. Их одноцилиндровый бензиновый ДВС от 1885 года, со-

держащий вертикально установленный в рабочем цилиндре поршень и рядом расположенный упрощенный смеситель-дозатор в его топливной системе, был компактным, легким и одновременно достаточно мощным для того, чтобы двигать пассажирский экипаж. Считается, что именно этот ДВС является прототипом современного бензинового двигателя с вертикальными рабочими цилиндрами и топливом, вводимым в его камеру сгорания уже через карбюратор [9].

Заметим, что карбюратором (это слово происходит от французского слова «carburateur» — «смеситель-дозатор» [4]) называется устройство, предназначенное для внешнего смесеобразования горючей смеси (из топлива и воздуха) в топливной системе ДВС, работающего на легком жидком топливе (например, на бензине, керосине и др. видах топлива). Изобретение карбюратора стало важным этапом в двигателестроении. Создателем его считается венгерский инженер Донатан Банки [10]. Только в 1893 году он получил патент на карбюратор с жиклёром, который стал прообразом для всех карбюраторов. На рис. 7 приведен внешний вид современного карбюратора. Укажем, что Д. Банки в своем патенте предлагал не испарять бензин, а подавать его в рабочий цилиндр в распыленном жиклёром состоянии. Испарение же по его идее должно протекать в самом цилиндре под действием температуры и давления. Распыливание струи бензина происходило в потоке воздуха, причём количество всасываемого топлива было пропорционально секундному расходу воздуха. Отметим, что в бензиновых карбюраторных ДВС нормальная горючая смесь обычно состоит по массе примерно из 15 частей воздуха и 1 части паров бензина. Двигатель может работать как на обеднённой горючей смеси (пропорция «воздух-топливо» равна 18:1), так и обогащенной смеси (указаннаяпропорция составляет 12:1) [10, 11].

Рис. 7. Общий вид современного карбюратора для ДВС [10]

Слишком «богатая» или слишком «бедная» топливная смесь вызывает резкое уменьшение скорости ее сгорания в камере ДВС и поэтому такая горючая смесь не может обеспечить нормального протекания процесса ее сгорания. Укажем, что кроме карбюраторного метода смесеобразования для ДВС существует и другой способ подготовки горючей смеси, основанный на впрыске бензина во впускной коллектор или непосредственно в рабочие цилиндры двигателя при помощи распыляющих форсунок (инжектора) [9].ду несколькими людьми: Ж.Э. Ленуаром, Н.А. Отто и Г. Даймлером. Причем, из всех этих людей инженер-механик Н.А. Отто сделал самый значительный вклад (рис. 8) [10].

Рис. 8. Основные создателипервыхв мире работоспособных ДВС — бельгийский инженер Ж.Э. Ленуар (слева) и немецкий механик-изобретатель Н.А. Отто (справа) [10, 11]

Двигатель Ж.Э. Ленуара (рис. 3) по сути своей не был ни достаточно мощным, ни достаточно эффективным для того, чтобы приводить, например, автомобиль в движение. Двигатель же H.A. Отто (рис. 4, 5) обеспечивал все необходимые для этого технические параметры. Поэтому именно немецкий инженер-механик H.A. Отто является одним из истинных создателей ДВС, в котором химическая энергия используемого в нем жидкого или газообразного углеводородного топлива, сгорающего в рабочей камере высокого давления этого вида тепловой машины, преобразуется в механическую работу быстро вращающегося металлического коленчатого вала двигателя. На рис. 9 представлен общий вид современного мощного ДВС.

Рис. 9. Внешний вид современного поршневого ДВС [12]

Из рис. 3-5 и 9 и данных из [6-12] видно, что как далеко по конструкции и своим техническим характеристикам «ушли» вперед современные ДВС различного типа (например, бензиновые карбюраторные, бензиновые инжекторные, дизельные, газовые, газодизельные и роторно-поршневые [10]) в сравнении с первыми конструкциями двигателей этого вида. Причем, «ушли» в технологии изготовления, эффективности и мощности ДВС, но не по своим не изменившимся до наших дней рабочим тактам («циклу Отто»), которые так изменили нас и весь наш мир (рис. 10).

Рис. 10. Схематическое изображениерабочего цикла современного четырехтактного карбюраторного ДВС [12]

Если первые ДВС имели мощность не более 5 л.с. (до 3,7 кВт), то в настоящее время максимальная

мощность четырехтактного карбюраторного ДВС уже составляет до 800 л.с. (до 590 кВт) [12]. Современные авиационные поршневые двигатели с непосредственным впрыском авиабензина и искровым зажиганием их горючей смеси развивают мощность до 1500 л.с. (до 1100 кВт). Заметим, что в конце сгорания горючей смеси давление в рабочем цилиндре карбюраторного ДВС может достигать до 60 атм, а температура — до 2200 °С [12]. Кроме того, рабочий цикл современного карбюраторного ДВС, осуществляемый за 4-е хода поршня диаметром не более 150 мм (при его большем диаметре возрастает склонность к детонации горючей смеси [10]), может быть осуществлен при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя (от 3000 до 7000 об/мин). Что касается ДВС гоночных автомобилей и мотоциклов, то их валы могут развивать скорость вращения в 15000 об/мин и более [12].

Важным практическим применением ДВС является их использование, прежде всего, для приведения в движение разных автомобилей. Следует особо подчеркнуть, что энергетическим «сердцем» 99,9 % всех современных автомобилей при их общем количестве в сотни миллионов штук, несмотря на сильное влияние электрификации во многих промышленных отраслях и на автотехнику, по-прежнему остается ДВС [12].

3. ИЗОБРЕТЕНИЕ ДИЗЕЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Хотя этот вид двигателя и относится к ДВС, однако учитывая его важность, прогрессивность и широкую распространенность в современном обществе, будет разумным и целесообразным выделить нам краткую историю его создания в отдельный раздел. Изобретателем этого типа двигателя оказался выдающийся немецкий инженер-механик Рудольф Дизель (1858-1913 гг.) [13]. Для всех нас, работающих в технической сфере, и по сей день, интересны мысли Р. Дизеля по поводу изобретательской деятельности инженера [13]: «Изобретение никогда не было лишь продуктом творческого воображения: оно представляет собой результат борьбы между отвлеченной мыслью и материальным миром. Изобретателем история техники считает не того, кто с той или иной степенью определенности высказывал раньше подобные же мысли и идеи, а того, кто осуществил свою идею, мелькнувшую, может быть, в уме множества других людей». Этот творческий человек с широким кругозором и отмеченным выше философским миропониманием технической сферы в конце 19-го столетия предложил новый принцип построения ДВС, базирующийся на законах классической физики. В двигателе Дизеля (дизельном двигателе) сильно сжимаемая воспламеняющаяся смесь жидкого углеводородного топлива с воздухом, содержащим по массе в своем составе до 21 % кислорода (окислителя топлива), вспыхивает без инициирующей электрической искры. Напомним, что, например, в современном карбюраторном бензиновом ДВС для инициирования процесса сгорания топлива в рабочем цилиндре двигателя применяется электрическая искра от ввинчиваемой в головку рабочего цилиндра свечи, на коаксиальные металлические электроды которой в определенный момент времени рабочего цикла подается высокое импульсное электрическое напряжение величиной до 15 кВ [12]. Для работающего дизельного двигателя необходимости в подобной электрической ис-

кре нет. Связано это с тем, что при сильном сжатии поршнем цилиндра мелкодисперсной горючей смеси в дизельном ДВС резко повышается ее температура, которая оказывается достаточной для самовоспламенения этой смеси. Принцип построения ДВС, предложенный и запатентованный им в 1892 году (рис. 11), позволил упростить работу ДВС, повысить надежность его функционирования и создать в будущем мощные ДВС для таких транспортных средств как тепловозов, речных и морских надводных и подводных кораблей [12].

Рис. 12. Первый стационарный одноцилиндровый дизельный двигатель типа БМ-12 мощностью 12 л.с. (около 9 кВт) разработки 19-го столетия выдающегося немецкого изобретателя Р. Дизеля (Германия, г. Аугсбург, 1893 год) [13]

В 1897 году Р. Дизелем (рис. 13) был создан двигатель с вертикальным цилиндром мощностью 20 л.с. (около 15 кВт), имевший термический КПД, равный около 29 %. Расход топлива (керосина) в нем составлял до 260 г на 1 л.с. в час [14]. Этот двигатель являлся самым лучшим силовым агрегатом того времени.

Рис. 11. Патент № 67207 Германии, выданный 23.02.1893 г.

выдающемуся немецкому инженеру-механику Р. Дизелю на названный в его честь дизельный двигатель [13]

Начинал в конце 19-го века выдающийся немецкий инженер-механик Р. Дизель свои воплощенные в «металл» оригинальные технические разработки с одноцилиндровых ДВС малой мощности (рис. 12) [13].

Рис. 13. Создатель первого в мире одноцилиндрового дизельного двигателя, выдающийся немецкий ученый, доктор-инженер и изобретатель Рудольф Дизель [14]

Отметим, что сейчас топливо в дизельном двигателе впрыскивается в его рабочий цилиндр под высоким давлением (как правило, при его уровне от 100 до 300 атм) через форсунку в строго определенный момент, соответствующий недоходу поршня до своей верхней мертвой точки (рис. 10). Горючая смесь образуется непосредственно в его цилиндре по мере впрыска дизельного топлива. Поэтому дизель является ДВС с внутренним смесеобразованием. Движение поршня внутри цилиндра вызывает нагрев и последующее воспламенение топливовоздушной смеси (коэффициент сжатия при этом в цилиндре может достигать до 21). КПД современного дизельного двигателя достигает до 35 % (при использовании в нем турбонаддува он доходит до 44 %) [13]. Дизельные двигатели являются низкооборотными и характеризуются высоким значением вращающего момента на коленчатом валу двигателя. Дополнительным преимуществом дизельного двигателя является то, что, в отличие от двигателей с принудительным зажиганием их горючей смеси, он при работе не нуждается в электрическом поджиге своей горючей смеси (в автомобильных дизельных двигателях бортовая электрическая система используется только на этапе его первоначального запуска) и, как следствие этого, он менее «боится» попадания в него воды. Заметим, что первые образцы дизельного двигателя в мастерской Р. Дизеля работали на угольной пыли. Позже из-за высоких абразивных свойств как самой этой пыли, так и золы, получающейся при сгорании в рабочем цилиндре угольной пыли, перешли на использование в дизелях тяжелых нефтяных фракций [14]. В 1900 году на Всемирной торгово-промышленной выставке в г. Париже двигатель Дизеля получил Гран-при. С 1908 года Р. Дизель приступил к созданию дизельного двигателя, пригодного для работы в составе автомобиля. Первые попытки такой разработки оказались безуспешными. Трагическая гибель Р. Дизеля на море, произошедшая 29 сентября 1913 года, прервала все его эти работы.

Дальнейшей работой над дизельным мотором занялся инженер Проспер Леранж, работавший на немецком заводе «Benz & Cie». В 1909 году он получил патент на дизельный двигатель с предкамерой [14]. В 20-е годы 20-го века немецкий инженер Роберт

Бош усовершенствовал для дизеля встроенный топливный насос высокого давления, который широко применяется и в наше время. Эти усовершенствования и открыли «дорогу» дизельному двигателю на автомобильный рынок. Первый грузовик, оснащенный дизельным двигателем, был выпущен в Германии в 1923 году. Это был 5-ти тонный «Benz 5K3», в котором был установлен 4-х цилиндровый дизельный двигатель с предкамерой объемом 8,8 л [14]. Он развивал мощность до 50 л.с. (около 37 кВт) при скорости вращения вала в 1000 об/мин. Дизельные двигатели получили сейчас широкое распространение в мире и, в первую очередь, на железной дороге и в судостроении. Например, локомотивы (тепловозы), использующие дизельный двигатель, являются основным видом транспорта на неэлектрифицированных участках железной дороги. Они конкурируют с электровозами за счёт своей автономности, перевозя при этом, к примеру, в Российской Федерации до 40 % грузов и пассажиров и выполняют до 98 % маневровой работы на дороге [14]. Сейчас редкая модель ДВС представляется на коммерческом рынке двигателей без дизельной модификации. Архивно-исторические данные свидетельствуют о том, что создатель этого силового агрегата Рудольф Дизель шел к своему техническому открытию весьма тернистым путем, упорно преодолевая постоянные трудности и недоверие окружающих. Кстати, разработанная им инженерная теория ДВС стала основой для создания современных двигателей с воспламенением смеси от сжатия — дизелей [14].

На рис. 14 представлены внешние виды современных дизельных двигателей, широко используемых в качестве силовых агрегатов автомобилей и судов.

Рис. 14. Внешние виды автомобильного (слева без турбонаддува) и судового (справа с турбонаддувом) мощных дизельных двигателей разработки конца 20-го столетия [14, 15]

Для связи времен и поколений отечественных дизелестроителей укажем, что в конце 2011 года в НТУ «ХПИ» прошло торжественное собрание научнотехнической общественности, посвященное 100-летию дизелестроения в Украине [16]. Вызвано это было тем закономерным фактом, что история дизелестроения нашей страны неразрывно связана с Харьковским практическим технологическим институтом, основанным в 1885 году, и нынешним его правопреемником НТУ «ХПИ». Именно в стенах этого харьковского высшего учебного заведения была основана украинская школа дизелестроения под научным руководством разработчика первых отечественных дизелей и первого заведующего кафедрой ДВС в ХПИ и ХАИ, д.т.н., проф. В.Т. Цветкова. Здесь следует отметить и тот немаловажный факт, что среди прославив-

шихся выпускников-механиков ХПИ в области авиадвигателей и дизелестроения был основатель и генеральный конструктор широко известного во всем мире Запорожского машиностроительного конструкторского бюро «Прогресс» Александр Георгиевич Ивченко. Отметим, что в настоящее время кафедра ДВС НТУ «ХПИ» под руководством ее нынешнего заведующего, проректора этого университета по науке, лауреата Государственной премии Украины в области науки техники, д.т.н., проф. А.П. Марченко успешно продолжает дальнейшее развитие необходимого нашему обществу двигателестроения в Украине [17].

4. ИЗОБРЕТЕНИЕ РОТОРНО-ПОРШНЕВОГО ДВИГАТЕЛЯ Неутомимые изобретатели мира продолжали и продолжают искать альтернативу традиционному ДВС. Одним из них оказался выдающийся немецкий механик-самоучка ФеликсГенрих Ванкель (1902-1988 гг.) [15, 18]. Еще в молодости Ф.Г. Ванкель (рис. 15) понял, что все четыре такта работы обычного ДВС (впрыск, сжатие, сгорание и выхлоп) можно осуществить при круговом вращении ротора-поршня. В 1934 году он создал первый опытный образец роторно-поршневого двигателя (РПД) и получил на него патент [15]. В это время он сконструировал новые клапаны и камеры сгорания для своего экзотического мотора, создал несколько различных вариантов его исполнения и разработал классификацию кинематических схем различных РПД [18]. Понадобились десятилетия для доводки и производства этого типа ДВС.

Рис. 15. Выдающийся немецкий изобретатель современных ДВС роторно-поршневого типа — Феликс Ванкель с трехвершинным ротором своего оригинального двигателя [15]

Только в 1957 году первый РПД был установлен немецкой компанией «NSU Motorenwerke AG» на автомобиль марки «Prinz» [15]. Испытаний этот РПД типа DKM-54 тогда не выдержал, но доказал свою принципиальную работоспособность, открыл направления для своей дальнейшей доработки и продемонстрировал колоссальный потенциал «роторников». В чем же заключается принципиальное отличие РПД от обычного ДВС? В том, что в РПД применен вращающийся ротор (поршень), размещенный внутри цилиндра, поверхность которого выполнена по эпитрохоиде (рис. 16) [15, 18]. У станов ленный на валу треугольный ротор жестко соединён с зубчатым колесом, которое входит в зацепление с неподвижной шестерней. Ротор с зубчатым колесом как бы обкатывается вокруг этой шестерни. Его (ротора) треугольные грани при этом скользят по внутренней эпитрохоидальной поверхности цилиндра и отсекают переменные объёмы камер сжатия и расширения смеси в рабочем цилиндре РПД.

Рис. 16. Внешнийвид роторно-поршневого двигателя Ванкеля с разобранным овальным цилиндром этого ДВС [15]

Подобная конструкция РПД с искровым зажиганием позволяет осуществить 4-х тактный цикл без применения специального механизма газораспределения в цилиндре. Герметизация камер в этом двигателе обеспечивается радиальными и торцевыми уплотнительными пластинами, прижимаемыми к цилиндру центробежными силами, давлением газа и ленточными пружинами. Смесеобразование, зажигание, смазка, охлаждение и запуск в РПД принципиально такие же, как и у обычного поршневого ДВС [15, 18]. Таким образом, функцию поршня в РПД выполняет трехвершинный ротор, преобразующий силу давления газов от сгорания горючей смеси во вращательное движение эксцентрикового вала. Движение ротора относительно статора (наружного корпуса цилиндра) обеспечивается парой шестерен, одна из которых закреплена на роторе, а вторая на боковой крышке статора (цилиндра). За полный оборот трехвершинного ротора в каждой из камер двигателя совершается полный четырехтактный цикл. Газообмен регулируется вершиной ротора при прохождении ее через впускное и выпускное окна. Крутящий момент в РПД получается в результате действия газовых сил через трехгранный ротор на эксцентрик вала. Повышенный интерес к РПД в 70-х годах прошлого века был вызван их следующими существенными потенциальными преимуществами по сравнению с обычными поршневыми двигателями сравнимого класса по мощности [18]: 1) меньшим на 35-40 % общим количеством деталей; 2) меньшим удельным весом при одинаковых материалах и соответственно габаритным объемом; 3) меньшей стоимостью; 4) плавностью работы в результате отсутствия возвратнопоступательно движущихся частей; 5) возможностью потребления низкооктанового бензина; 6) более низким уровнем шумов и вибраций. Отметим, что автомобилестроительным компаниям США, Японии и ряда европейских стран в результате длительно проделанной ими огромной научно-исследовательской и опытно-конструкторской работы удалось решить многие сложные технические задачи на пути создания работоспособного надежного РПД и выйти в настоящее время на этап промышленного производства этого типа двигателей [15, 18]. При этом нам не следует забывать и об основных недостатках РПД [18]: 1) неэффективный процесс сгорания горючей смеси в камере цилиндра и связанный с этим повышенный расход топлива и уровень токсичности отработанных газов; 2) высокий расход масла для смазки его трущихся частей; 3) невоз-

можность его выпуска на производственных площадях, предназначенных для производства традиционных ДВС; 4) переход на выпуск РПД требует замены подавляющего большинства технологического оборудования в цехах.

5. ИЗОБРЕТЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Считается, что первый работоспособный образец электрического двигателя (ЭД) с круговым вращением вала якоря появился в 1834 году. Его создателем является известный российский электротехник Борис Якоби (1801-1874 гг.) [3, 19, 20]. В 1860 году итальянским изобретателем Антонио Пачинотти (1841-1912 гг.) был построен ЭД постоянного электрического тока с коллектором [19, 20]. Принцип работы ЭД заключается во взаимодействии магнитных полей его якоря и статора, содержащих распределенные вдоль их круговых периметров электромагниты (рис. 17).

ии

гл

Рис. 17. Упрощенная схема построения и работы ЭД [21]

При подведении электрического тока через графитовые щетки и коллектор к многовитковым катушкам круглого якоря, размещенного на подшипниках внутри статора ЭД, электродинамическое взаимодействие образующихся магнитных полей катушек якоря и ранее существовавшего магнитного поля электромагнитов статора вызывает появление вращающегося момента на валу якоря. Отключение электрического тока катушек якоря ЭД приводит к остановке якоря и соответственно вала двигателя. Укажем, что 1867 год ознаменовался открытием принципа самовозбуждения в электрических машинах, сделанным видным немецким электротехником и изобретателем Вернером Сименсом (1816-1892 гг.). Это дало возможность заменить в ЭД стальные магниты на электромагниты. В 1869 году двигатель Пачинотти был усовершенствован французским изобретателем Зенобом Граммом (1826-1901 гг.), который создал кольцевой якорь из шихтованного железа (из плотно прилегающих друг к другу тонких металлических пластин) [3, 19]. Позже в 1873 году немецкий электротехник Фридрих Хефнер-Альтенек (1845-1904 гг.) данный якорь заменил на барабанный, существенно упростивший конструкцию ЭД и заметно увеличивший его мощность [3, 19]. Важный физико-технический прорыв в области электрических машин был совершен гениальным хорватско-американским электротехником Николой Тесла (1856-1943 гг.), открывшим в 1888 году явление вращающегося магнитного поля [3, 19]. Это привело к созданию им серии многофазных (в большей части двухфазных) электродвигателей. В 1890 году выдающимся немецко-российским электротехником Михаилом Доливо-Добровольским (1862-1919 гг.) был изоб-

ретен трехфазный асинхронный ЭД переменного тока, содержащий короткозамкнутую обмотку якоря и распределенные по статору фазные обмотки [19, 20]. Поэтому можно обоснованно говорить о том, что к концу 19-го века в мире появились первые промышленные образцы ЭД. С появлением в 1870 году надежного источника постоянного электрического тока в виде кислотной аккумуляторной батареи их (электродвигатели) сразу стали устанавливать на боевые подводные лодки во многих странах [21]. Далее ЭД нашли широкое применение в машиностроительной и металлообрабатывающей отраслях промышленности, авиационной, ракетной и бытовой технике и на транспорте. На рис. 18 приведен общий вид современного ЭД типа Ш1МЕТ.

Рис. 18. Внешний вид современного общепромышленного электродвигателя типа ИМЕТ мощностью до 11 кВт [22]

Нам следует констатировать, что одним из важных достижений в области науки и техники конца 19го века стало изобретение электродвигателя, преобразующего электрическую энергию постоянного или переменного тока якоря и статора в механическую энергию быстро вращающегося (до нескольких тысяч оборотов в минуту) металлического вала ЭД. Сейчас это удобное и экономичное электротехническое устройство различной мощности стало важнейшим элементом во всех сферах человеческой деятельности, начиная с производства и заканчивая бытом людей.

6. ИЗОБРЕТЕНИЕ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Газотурбинный двигатель (ГТД) или как его еще иначе называют турбореактивный двигатель (ТРД) является тепловым двигателем, в котором газ сжимается и нагревается, а затем энергия сжатого и разогретого газа преобразуется в механическую работу на осевом валу газовой турбины [23]. В отличие от поршневого двигателя, в ГТД все газодинамические процессы происходят в потоке быстро движущихся газов. Сжатый атмосферный воздух из компрессора высокого давления поступает в камеру сгорания ГТД (рис. 19), в которую подаётся топливо. Сгорая, это топливо образует большое количество газообразных продуктов сгорания, вращающих под высоким давлением турбину ГТД и вырывающихся из его сопла.

В качестве топлива ГТД (рис. 20) могут использоваться любые горючие вещества, которые можно диспергировать: бензин, керосин, дизельное топливо, мазут, природный газ, судовое топливо, спирт и измельченный уголь. ГТД (ТРД) имеют самую большую удельную мощность среди ДВС (до 6 кВт/кг) [23].

Турбина ГТД реактивного самолета врашается со скоростью до 104 об/мин [23]. Чем выше в ГТД температура сгорания его топлива, тем выше КПД такого двига-

теля. 2 г а s

Э 6

Рис. 19. Схематическое построение газотурбинного двигателя в его продольном разрезе (1 — заборник воздуха; 2 — компрессор низкого давления; 3 — компрессор высокого давления;

4 — камера сгорания; 5 — расширитель рабочего тела в турбине и сопле; 6 — горячая зона; 7 — турбина; 8 — зона входа первичного воздуха в камеру сгорания; 9 — холодная зона;

10 — входное устройство воздухозаборника) [23]

Рис. 20. Внешний вид американского турбореактивного двигателя типа GEJ85 (в продольном разрезе) производства компании «General Electric» (США) [23]

Рис. 21. Форсажная камера американского турбореактивного двигателя типа GEJ79 (вид со стороны сопла двигателя) производства компании «General Electric» (США) [23]

Из данных рис. 21 видно, что в торце форсажной камеры ТРД находится стабилизатор горения диспергированного горючего с установленными на нём топлив -ными форсунками, за которым находится турбина рассматриваемого двигателя. Применение форсажной камеры обеспечивает увеличение тяги в ГТД до 50 %, но расход топлива при этом резко возрастает. Отметим, что ТРД большинства боевых самолётов, летающих на сверхзвуковых скоростях, оборудуются регулирующими направление вектора тяги соплами (рис. 22). Укажем и то, что для реактивных самолетов мира 4-го поколения (например, для МиГ-29, Су-27 и F-16) температура сжатого газа перед турбиной ГТД (например, для типа РД-33, АЛ-31Фи F-404) составляет до 1400 °С, а степень его сжатия достигает 25 [23].

Рис. 22. Внешний вид регулируемого сопла советского форсированного турбореактивного двигателя типа АЛ-21 [23]

С учетом огромных термодинамических нагрузок, действующих на элементы ГТД, рабочие лопатки его турбины, начиная с 4-го поколения, выполняются из охлаждаемых монокристаллических сплавов [23].

7. ИЗОБРЕТЕНИЕ ТУРБОВИНТОВОГО И ТУРБОВЕНТИЛЯТОРНОГО ДВИГАТЕЛЕЙ В турбовинтовом двигателе (ТВД), являющемся одной из разновидностью ГТД, основное тяговое усилие обеспечивает впереди расположенный воздушный многолопастный винт (рис. 23), соединённый через редуктор с осевым валом турбокомпрессора ТВД [23]. ТВД более экономичны на малых скоростях полёта чем ГТД и поэтому они широко используются для самолётов, имеющих большую грузоподъёмность и дальность полёта. При этом крейсерская скорость самолётов гражданской и военной авиации, оснащённых ТВД, составляет от 600 до 800 км/ч [23]. С ростом скорости полёта самолета эффективность воздушного винта в ТВД уменьшается. В этой связи чаще всего ТВД применяется в авиации, обслуживающей местные воздушные перевозки людей и грузов.

Рис. 23. Внешний вид российского натурного образца современного мощного турбовинтового двигателя [23]

Турбовентиляторный реактивный двигатель (ТВРД) является подвидом ТРД с высокой степенью двухконтурности. В ТВРД (рис. 24) компрессор низкого давления преобразуется в вентилятор, отличающийся от подобного компрессора меньшим числом ступеней и большим диаметром. В ТВРД горячая струя газов практически не смешивается с холодной.

Главным достоинством ТВРД является их высокая экономичность. Основные недостатки — большие масса и габариты [23]. Область применения таких двигателей — дальне- и среднемагистральные коммерческие авиалайнеры и военно-транспортная авиация.

8. ИЗОБРЕТЕНИЕ ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ

Ракетный двигатель (РД) является на сегодня практически единственным типом двигателя, хорошо освоенным специалистами ракетно-космической отрасли для вывода полезной нагрузки на орбиту искус-

ственных спутников Земли и применения в условиях безвоздушного космического пространства [24]. Сила тяги в РД (рис. 25) возникает в результате преобразования исходной энергии топлива в кинетическую энергию реактивной струи и самого рабочего тела ракеты. В зависимости от вида энергии, преобразующейся в кинетическую энергию реактивной струи и рабочего тела, различают химические ракетные двигатели, ядерные (термоядерные) ракетные двигатели и электрические ракетные двигатели [24]. Наиболее распространенным химическим РД является жидкостной ракетный двигатель (ЖРД), в котором на основе экзотермической химической реакции горючего и окислителя, именуемых вместе топливом, образующиеся продукты их сгорания нагреваются в камере сгорания РД до высоких температур и при своем расширении разгоняются в сверхзвуковом сопле этого РД и далее с огромной скоростью истекают из него.

Рис. 24. Внешний вид американского турбовентиляторного реактивного двигателя типа CFM56-5C производства компании «General Electric» (США) [23]

Рис. 25. Советский жидкостной ракетный двигатель типа РД-107 для космического корабля «Восток», вывившего на околоземную орбиту в 1957 году первый в истории Земли искусственный спутник ив 1961 году первого в мире человека в космос [1, 24]

Создателями первых работоспособных ЖРД оказались выдающиеся немецкие и советские конструктора в лице Вернера фон Брауна и В.П. Глушко (рис. 26) [1, 24]. Следует указать, что созданию совершенных образцов РД предшествовала огромная работа многочисленных коллективов двигателестроителей. Отметим, что в настоящее время для ЖРД мощных

ракетоносителей в качестве горючего используется токсичный гептил, а в виде его окислителя — тетраоксид диазота (К204) [24]. На рис. 27 запечатлен старт американского многоразового космического корабля «Шаттл», использующего боковые твердотопливные ракетные двигатели (ТТРД) и маршевые ЖРД [24].

Рис. 26. Выдающийся конструктор ракетных двигателей, академик АН СССР Валентин Петрович Глушко [25]

Укажем, что удельный импульс для ЖРД (например, для типа РД-170) достигает 4500 с, а тяга составляет свыше 800 тс [24]. По совокупности этих свойств ЖРД предпочтительны в качестве маршевых двигателей ракетоносителей космических аппаратов.

Рис. 27. Старт с космодрома многоразового космического корабля «Шаттл» с тягой ТТРД свыше 1300 тс (США) [24]

На рис. 28 приведен предназначенный для полётов в земной стратосфере новый летательный аппарат (ЛА) США, работающий на скоростях до 5М (до 5500 км/ч) и имеющий прямоточный воздушный РД [25].

Рис. 28. Гиперзвуковой прямоточный воздушно-реактивный двигатель, установленный на экспериментальном гиперзвуковом летательном аппарате ЫАБА типаХ-43 (США) [25]

9. ИЗОБРЕТЕНИЕ ЯДЕРНОГО И ТЕРМОЯДЕРНОГО РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Ядерный (ЯРД) или термоядерный (ТЯРД) ракетные двигатели являются разновидностью РД, которые используют энергию деления или синтеза ядер атомов для создания в них реактивной тяги [26]. Они бывают реактивными (нагрев рабочего тела осуществляется в ядерном (термоядерном) реакторе, а вывод перегретого в них газа — через сопло РД) и импульсными (нагрев рабочего тела выполняется за счет ядерных взрывов супермалой мощности) [26]. Поэто-

му традиционный ЯРД (рис. 29) представляет собой компактную конструкцию, состоящую из малогабаритного ядерного реактора, системы подачи рабочего тела-газа (как правило, водорода [26]) и сопла РД.

Согласно [26] существуют различные конструкции ЯРД (твёрдофазные, жидкофазные и газофазные), имеющие различное агрегатное состояние ядерного топлива в активной зоне их реакторов — твёрдое, расплав или высокотемпературный газ (либо плазму). ЯРД активно разрабатывались и испытывались с середины 1950-х годов как в СССР (например, типа РД-0410), так и в США (например, типа МЕЯУА). Подобные исследования ведутся и в настоящее время [26]. Укажем, что основу ЯРД типа РД-0410 с тягой в 3,6 тс составлял ядерный реактор типа ИР-100 с топливными элементами из твердого раствора карбида урана и карбида циркония [26]. Температура его водорода достигала 3000 К при мощности реактора до 170 МВт.

Рис. 29. Первый советский ядерный ракетный двигатель типа РД-0410, примененный в космических аппаратах [26]

10. ИЗОБРЕТЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ В электрическихракетных двигателях (ЭРД) в качестве источника энергии для создания реактивной тяги используется электроэнергия, преобразуемая в кинетическую энергию не- и заряженных частиц [27]. ЭРД подразделяются на следующие основные виды: электростатические (плазменные и ионные), электротермические (электронагревные и электродуговые) и сильноточные (магнитоплазменные с собственным и внешним магнитным полем). Остановимся в дальнейшем вкратце лишь на плазменных и ионных ЭРД.

Плазменные двигатели. Работа этих ЭРД базируется на ускорении заряженных частиц, находящихся в квазинейтральной плазме. Поэтому рабочим телом здесь служит не сгорающее топливо, как в реактивном двигателе или ДВС, а разогнанный магнитным полем до огромных скоростей поток заряженных ионов [28]. Источником ионов в плазменном двигателе (ПД) служит

газ (как правило, им является аргон или водород). Этот газ подается в отсек ионизации ПД для получения холодной плазмы, которая разогревается в следующем его отсеке посредством ионного циклотронного резонансного нагрева. После такого нагрева высокоэнергетическая плазма подается в магнитное сопло ПД, где она вначале формируется посредством магнитного поля в направленный поток, разгоняется и затем выбрасывается в окружающую среду (рис. 30).

Основным достоинством ПД космического аппарата является его долговременное автономное функционирование в открытом космосе при относительно небольшом расходе рабочего тела [27]. ПД в космосе обеспечивается энергией от аккумуляторов, радио-изотопных генераторов или солнечных батарей космического аппарата. Сейчас такие российские и американские ПД развивают пока слабую тягу (от 30 до 50 мН или от 3 до 5 гс). Поэтому они используются только для корректировки спутниковых орбит вокруг Земли либо для медленного, но длительного ускорения небольших аппаратов непосредственно в космическом пространстве. На рис. 31 приведен общий вид советского ПД, разработанного в 1970-х годах [27].

Рис. 30. Внешний вид реактивной плазменной струи при работе в вакууме плазменного ракетного двигателя [28]

Рис. 31. Элекгроракетный ПД, созданный в 1971 году в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова (экспонат-установка политехнического музея, Москва) [27, 28]

Первые в мире успешные космические испытания ПД типа «Эол-1» были осуществлены в СССР в 1974 году [28]. В 1994 году ПД типа СПД-100 (при расходимости его плазменного пучка до ±45° и КПД в 50 %) был оснащен российский спутник связи «Галс-1» [28]. В качестве другого реального примера приме-

нения ПД в космосе укажем, что этот вид ЭРД типа РР8-1350, разработанный российским ОКБ «Факел», в 2003 году вывел в открытое космическое пространство с околоземной орбиты европейский зонд 8МАЯТ-1, ставший в 2005 году искусственным спутником Луны [28].

Ионные двигатели. «Пионером» ионных двигателей (ИД) в мире считается американский ученый Г. Кауфман [28]. Работа ИД основывается на ускорении заряженных частиц, присутствующих в их униполярном пучке. В ИД в качестве рабочего тела может использоваться ксенон или ртуть. Принцип работы ИД, построенного по схеме Кауфмана, поясняет рис. 32. В этой схеме вначале используется ионизация рабочего тела (газа) дуговым разрядом, а затем образовавшиеся в ионизаторе ионы разгоняются электростатическим полем в ионно-оптической системе этого двигателя.

Ионизатор Ускоряющий

Нейтрализатор

Рис. 32. Упрощенная схема построения и работы ИД [28]

Отметим, что ИД, также как и ПД, имеют на сегодня небольшую реактивную тягу, составляющую от 50 до 100 мН или от 5 до 10 гс [28]. Такой тяги недостаточно для перемещения даже небольшого ЛА в атмосфере Земли. Однако в открытом космосе, в вакууме которого практически отсутствует сопротивление, ИД при длительном разгоне космического аппарата может обеспечить ему достижение значительных скоростей. На рис. 33 представлен внешний вид действующих образцов современныхроссийскихИД [28].

Рис. 33. Внешний вид малогабаритных действующих образцов современных российских ионных ракетных двигателей, используемых в космических исследованиях [28]

На рис. 30 и 33 хорошо видны катодные трубки, направленные в сторону сопла рассматриваемых ЭРД и предназначенные для нейтрализации электрозарядов в плазменно-ионных пучках ПД и ИД. На рис. 34 показан общий вид американского ИД типа №ТАТ.

На рис. 35 приведен внешний вид реактивной ионной струи от американского ИД типа №ТАТ в период его испытания на Земле в вакуумной камере.

Рис. 34. Внешний вид современного американского ионного ракетного двигателя типа NSTAT, установленного в 1998 году NASA на космический зонд Deep Space 1 (США) [28]

Рис. 35. Предстартовые испытания в вакууме американского ионного ракетного двигателя типа NSTAT, установленного на космическом зонде Deep Space 1 (США, 1998 год) [28]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Скляренко В.М., Сядро В.В. Открытия и изобретения. -Харьков: Веста, 2009. — 144 с.

2. Климов A.A. Большая книга знаний. — Харьков: Веста, 2010. — 160 с.

3. Баранов М. И. Антология выдающихся достижений в науке и технике: Монография в 2-х томах. Том 1. — Харьков: Изд-во «НТМТ», 2011. — 311 с.

4. Большой иллюстрированный словарь иностранных слов.

— М.: Русские словари, 2004. — 957 с.

5. http://3dnews.ru/editorial/dvizhimie_parom_istoriya_p arovih_mashin.

6. http :// engine-market.ua/page/history

7. http://avto-okey.ru/article9.html

8. http://ru.wikipedia.org/wiki/ne6oH_®ffiiHnn

9. http://1interesnoe.info/2011/01/energeticheskie_ustanovki_d vigateli_vnutrennego_sgoraniya.

10. http://ru.wikipedia.org/wiki/ncTopHH_co3flaHHH_ÄBHraTene й_внутреннего_сгорания.

11. http://ru.wikipedia.org/wiki/OTTO_HHKonayc.

12. http://ru.wikipedia.org/wiki/flBHraTenb_BHyTpeHHero_cropa ния.

13. http://dizelist.ru/index.php/istoriya-sozdaniya-biografiya-izobretatelya/14-biografiya-rudolfa-dizelya.

14. http://avto.ru/review/post_11375.html.

15. http://amastercar.ru/articles/engine_car_48.shtml.

16. Самойленко Д. 100 років дизелебудування // Газета «Політехнік» №23 (2373) від 30 листопада 2011 p., 1 с.

17. Марченко А.П., Товажнянський Л.Л., Шеховцов А.Ф. та інші. Двигуни внутрішнього згорання: Том 1-6. — Харків: Прапор, 2004.

18. http://gizmod.ru/2009/06/23/motor_vankelja.

19. Храмов Ю.А. История физики. — Киев: Феникс, 2006. -1176 с.

20. Баранов М.И. Антология выдающихся достижений в науке и технике. Часть 5: Электротехника // Електротехніка і електромеханіка. — 2011. — №6. — С. 3-14.

21. http://submarine.itishistory.ru/1_lodka_2.php.

22. http://promelmach.ru/pages/fimet/catalog/1m.pdf.

23. http://ru.wikipedia.org/wiki/T азотурбинный_двигатель.

24. http://ru.wikipedia.org/wiki/PaKeTHbm_flBHraTenb.

25. http://vakul.ru/istoriya-aviacii/nachalo-reaktivnogo-veka.

26. http://ru.wikipedia.org/wiki/HflepHbm_paKeTHbm_flBHrarenb.

27. http://ru.wikipedia.org/wiki/3neKTph5ecK™_paKeTHbm_flB игатель.

28. http://galspace.spb.ru/orbita/ximdv.htm.

Bibliography (transliterated): 1. Sklyarenko V.M., Syadro V.V. Otkrytiya i izobreteniya. — Harkov: Vesta, 2009. — 144 s. 2. Klimov A.A. Bol’shaya kniga znanij. — Har’kov: Vesta, 2010. — 160 s. 3. Baranov M.I. Antologiya vydayuschihsya dostizhenij v nauke i tehnike: Monografiya v 2-h tomah. Tom 1. — Har’kov: Izd-vo «NTMT», 2011. — 311 s. 4. Bol’shoj illyustriro-vannyj slovar’ inostrannyh slov. — M.: Russkie slovari, 2004. — 957 s. 5. http://3dnews.ru/editorial/dvizhimie_ parom_istoriya_parovih_mashin. 6. http://engine-market.ua/ page/history. 7. http://avto-okey.ru/article9.html. 8. http://ru.wikipedia.org/ wiki/Lebon_Filipp. 9. http://1interesnoe.iHfo/2011/01/energeticheskie_ustanovki_dvigateli_ vnutrennego_sgoraniya. 10. http://ru.wikipedia.org/wiki/Istoriya_sozdaniya_ dvigatelej_ vnutrennego_sgoraniya. 11. http://ru.wikipedia.org/wiki/Otto_ Nikolaus. 12. http://ru.wikipedia.org/wiki/Dvigatel’_vnutrennego_sgoraniya. 13. http://dizelist.ru/index.php/istoriya-sozdaniya-biografiya-

izobretatelya/14-biografiya-rudolfa-dizelya. 14. http://avto.ru/ re-view/post_11375.html. 15. http://amastercar.ru/articles/ engine_car_48.shtml. 16. Samojlenko D. 100 rokiv dizelebuduvannya // Gazeta «Politehnik» №23 (2373) vid 30 listopada 2011 r., 1 s. 17. Marchenko A.P., Tovazhnyanskij L.L., Shehovcov A.F. ta inshi. Dviguni vnutrishn’ogo zgorannya: Tom 1-6. -Harkiv: Prapor, 2004. 18. http://gizmod.ru/2009/06/23/motor_vankelja. 19. Hramov Yu.A. Istoriya fiziki. — Kiev: Feniks, 2006. — 1176 s. 20. Baranov M.I. Antologiya vydayuschihsya dostizhenij v nauke i tehnike. Chast’ 5: ‘Elektrotehnika // Elektrotehnika і elektromehanika. — 2011. — №6. — S. 3-14. 21. http://submarine.itishistory.ru/1_lodka_2.php. 22. http:// promelmach.ru/pages/fimet/catalog/1m.pdf. 23. http://ru.wikipedia.org/ wiki/Gazoturbinnyj_dvigatel’. 24. http://ru.wikipedia.org/wiki/Raketnyj_ dvigatel’. 25. http://vakul.ru/istoriya-aviacii/nachalo-reaktivnogo-veka. 26. http://ru.wikipedia.org/wiki/Yademyj_raketnyj_dvigatel’. 27. http:// ru.wikipedia.org/wiki/’Elektricheskij_raketnyj_dvigatel’. 28. http:// galspace.spb.ru/orbita/ximdv.htm.

Поступила 30.03.2012

Баранов Михаил Иванович, д.т.н., с.н.с.

НИПКИ «Молния» НТУ «ХИЛ»

61013, Харьков, ул. Шевченко, 47,

тел. (057) 7076841, e-mail: [email protected]

Baranov M.I.

An anthology of outstanding achievements in science and technology. Part 14: Invention of engines.

A brief scientific essay on the history of invention of various-kind engines is presented, they having become the “power heart” of all transportation means on our planet.

Key words — history, invention of engines, transport.

Инжекторный бензиновый двигатель

Инжекторный двигатель – это основной тип двигателя внутреннего сгорания, который используется в современных автомобилях.

По способу подачи топливной смеси все бензиновые двигатели делятся на карбюраторные и инжекторные. В карбюраторных моторах для подачи топлива и образования смеси происходит в механическом приспособлении под названием карбюратор, а в инжекторных двигателях смесь образуется непосредственно в приемном коллекторе, куда топливо впрыскивается при помощи электронно-управляемых форсунок.                                                                       

История применения инжектора на бензиновых двигателях

Первую механическую систему впрыска, прообраз современного инжекторного двигателя, разработала фирма BOSCH. Система была установлена на серийном автомобиле Mercedes Benz 300SL в 1954 году. Изменения в системе подачи топлива не были кардинальными — вместо карбюратора использовался механизм дозирования с одной форсункой, который имел электронное управление. Позже такую конструкцию назовут «моновпрыск». Дозировка подачи происходила более точно по объему, но не в каждый цилиндр отдельно, а централизованно, как в карбюраторе.

Одну из первых систем электронного распределенного впрыска под названием Electrojector разработала американская фирма Bendix Corporation в 1957 году

После изобретения распределенного впрыска подача топлива к каждому цилиндру стала производится индивидуально. В этой системе впрыска образование топливной смеси происходит в непосредственной близости от впускных клапанов каждого цилиндра. Топливо поступает к форсункам по трубопроводу и распыляется ими в коллектор. Работа каждой форсунки регулируется. За счет этого контроль дозировки топлива и впрыска в каждый цилиндр удалось поднять на новый уровень.

Но конструкторы не остановились на этом и разработали систему с непосредственным впрыском топлива. Первый подобный серийный двигатель впервые продемонстрировал концерн Mitsubishi в 1996 году. В нем воздух подводится к границе камеры сгорания и впускного клапана, и только в самом цилиндре он встречается со струей бензина.                                            

Устройство и принцип работы инжекторных двигателей

Мощность двигателя зависит от объема смеси воздуха и бензина, в единицу времени поступающего в камеру сгорания. Необходимость замены карбюратора на более совершенное устройство возникла из-за того, что в механическом устройстве (в данном случае, в карбюраторе) не удается реализовать достаточно быстрый отклик на изменение нагрузки на двигатель.

В Японии электронно-управляемый распределенный впрыск для серийного автомобиля предложила компания Toyota. Это была опция для модели Celica 1974 года

В инжекторной системе подача топлива производится впрыском во впускной коллектор с помощью форсунок. Эта система подачи топливо-воздушной смеси сложнее, но гибче и оперативнее карбюратора.

Схема работы системы впрыска инжекторного бензинового двигателя включает в себя сбор информации, ее обработку и подачу электронного сигнала на исполнительные устройства, в данном случае, на форсунки.

Механическая составляющая этой системы состоит из бензонасоса, перепускного клапана топливной магистрали (регулятора давления), устройства для поддержки холостого хода двигателя, и форсунок.

Форсунки бывают механическими и с электрическим приводом. В качестве привода используется электромагнит или пьезоэлемент.



Форсунка

Бензин распыляется форсункой под давлением через очень маленькое отверстие. С одной стороны, это позволяет добиться высокой точности дозировки и отличного распыла, с другой, качество топлива для инжекторных двигателей имеет огромное значение. Забитое отверстие не сможет хорошо распылять топливо, а значит, и оптимальной горючей смеси не получится.

Ассоциация NASCAR запретила использование карбюраторов на гоночных автомобилях одноименной лиги только в 2012 году

Электронно-управляемая форсунка выполняет команды компьютера и подает необходимое количество топлива в изменяемые в соответствии с текущей нагрузкой, точно рассчитанные промежутки времени. В бензиновых двигателях с распределенным впрыском с форсунками взаимодействуют свечи, играющие роль исполнительного устройства. Получив электрический импульс, форсунка под давлением впрыскивает топливо в цилиндр или впускной коллектор и перекрывает подачу после срабатывания свечи.

Блок управления двигателем

 Роль компьютерного управления в работе системы впрыска

Самой сложной составляющей инжекторных бензиновых двигателей является электронный блок управления. В его схему входят ПЗУ — постоянное запоминающее устройство, ОЗУ — оперативное запоминающее устройство и микропроцессор. Он обрабатывает поступающие от датчиков электронные сигналы, анализирует информацию и сравнивает с данными, хранящимися в памяти компьютера. Встроенная программа учитывает особенности разнообразных режимов работы двигателя и внешние условия, в которых ему приходится работать. Если в информации обнаруживаются расхождения, компьютер выдает команды исполнительным механизмам для коррекции.

Применение распределенного впрыска сделало возможным появление системы отключения части цилиндров двигателей большого объема

Датчики, собирающие информацию о работе двигателя, действуют совместно с ЭБУ.  Они расположены на разных узлах, входящих в конструкцию двигателя. Среди стандартных приборов сбора информации: датчик массового расхода воздуха;
 датчик положения дроссельной заслонки;
 датчик детонации;
 датчик температуры охлаждающей жидкости;
 датчик положения коленчатого вала и другие. На 16-клапанных двигателях дополнительно устанавливается датчик фаз.

Процесс работы инжекторной системы впрыска выглядит следующим образом: датчик расхода воздуха измеряет поступающую в двигатель массу газа и передает данные компьютеру. На основе этой информации и с учетом других текущих параметров — температуры воздуха и самого двигателя, скорости вращения коленчатого вала, степени и скорости открытия дроссельной заслонки — компьютер рассчитывает оптимальное количество топлива на данный объем воздуха и подает электрический импульс необходимой продолжительности на форсунки. Принимая этот импульс, они открываются и под давлением впрыскивают топливо во впускной коллектор.                                 

Достоинства и недостатки инжекторных двигателей

Главное преимущество инжекторных бензиновых двигателей — экономичность. Она составляет 10-20% в сравнении с карбюраторными двигателями. Кроме того, в случае применения инжектора удается получить с того же рабочего объема двигателя большую мощность. Также, бесспорным преимуществом таких двигателей является меньшее содержание вредных веществ в выхлопных газах.

Минусом можно считать то, что в случае появления неисправности в системе инжекторного впрыска, диагностику и ремонт могут производить лишь квалифицированные специалисты. Сложность подобного профессионального обслуживания и является основным недостатком инжекторных бензиновых силовых установок.

Обзор 10 новых двигателей внутреннего сгорания / Блог компании НПП ИТЭЛМА / Хабр

Подписывайтесь на каналы:
@AutomotiveRu — новости автоиндустрии, железо и психология вождения
@TeslaHackers — сообщество российских Tesla-хакеров, прокат и обучение дрифту на Tesla

Шествие двигателей внутреннего сгорания продолжается, при этом в них появляются инновации – от изменяемой степени сжатия до клапанов без кулачков.

Электрические силовые агрегаты в наши дни на пике моды, но эволюция двигателя внутреннего сгорания не замедлилась. На самом деле, новые изменения происходят быстрее, чем когда-либо.

Рассмотрим, например, этот краткий список последних инноваций двигателя: двигатель с турбонаддувом без кулачков; новый дизель с самым низким в мире коэффициентом сжатия; четырехцилиндровый двигатель с переменным коэффициентом сжатия; первый в мире бензиновый двигатель, использующий зажигание при сжатии.

Здесь мы собрали фотографии двигателей, предлагающих некоторые из последних инноваций в области силовых агрегатов. От интеллектуальных двигателей грузовиков до крошечных моделей с турбонаддувом, мы предлагаем вам подборку основных достижений последних лет. Пролистайте следующие слайды, чтобы увидеть лучшие из них.

2,2-литровый двигатель Mazda SkyActiv-D имеет самый низкий в мире коэффициент сжатия (14,1:1) среди всех дизельных двигателей, что, как сообщается, дает потребителям множество преимуществ. Более низкие показатели сжатия идут рука об руку с более низким давлением и пониженной температурой в верхней части поршня, что способствует лучшему смешению воздуха и топлива, а также уменьшает проблемы с оксидами азота и сажей, давно ассоциирующиеся с дизельным двигателем, говорит Mazda. Более того, более низкий коэффициент сжатия SkyActiv-D обеспечивает меньшее трение и меньший вес конструкции. На нью-йоркском автосалоне на прошлой неделе японский автопроизводитель объявил, что собирается изменить антидизельные настроения последнего времени, установив новый 2,2-литровый дизельный двигатель на компактный кроссовер CX-5 2019 года.

Представьте себе полноразмерный пикап, работающий всего на двух цилиндрах. Это то, на что способен Chevrolet Silverado, благодаря добавлению в новый 2,7-литровый турбодвигатель электромеханического регулируемого распределительного вала и функции активного управления подачей топлива (Active Fuel Management). В целом, двигатель предлагает 17 различных схем отключения цилиндров, что позволяет ему справиться практически с любой ситуацией при движении. «Это все равно, что иметь разные двигатели для работы на низких и высоких оборотах», — отметил главный инженер двигателя Том Саттер в пресс-релизе. «Профиль распределительного вала и синхронизация клапанов полностью отличаются на низких и высоких скоростях». Двигатель мощностью 310 л.с. и крутящим моментом 471.8 Нм заменяет 4,3-литровый V-6 на Silverado.

Производитель суперкаров Koenigsegg Automotive AB возлагает большие надежды на технологию бескулачкового двигателя, которую он представил на концептуальном автомобиле в 2016 году. Известная как FreeValve, эта технология использует «пневмо-гидравлические-электронные» приводы для управления процессом сгорания в каждом цилиндре. Koenigsegg говорит, что с помощью этих приводов, вместо кулачковых валов, можно более точно управлять процессом сгорания в каждом цилиндре. FreeValve также позволяет люксовому автопроизводителю отказаться от других дорогостоящих автозапчастей, включая корпус дроссельной заслонки, кулачковый привод, ГРМ, выпускной клапан, предкаталитический преобразователь и систему непосредственного впрыска. По слухам, компания готовит технологию для установки на суперкар стоимостью 1,1 миллиона долларов, который будет выпущен в 2020 году. В интервью Top Gear основатель компании Кристиан фон Кёнигсегг (Christian von Koenigsegg) заявил, что FreeValve позволит ему построить автомобиль с нулевым уровнем выбросов и двигателем внутреннего сгорания. «Идея заключается в том, чтобы доказать миру, что даже двигатель внутреннего сгорания может быть полностью СО2-нейтральным», — сказал он.

Говорят, что двигатель Nissan VC-Turbo является первым в мире готовым к производству двигателем с переменным коэффициентом сжатия. VC-Turbo разрабатывался более 20 лет, и он использует усовершенствованную многозвеньевую систему для изменения коэффициента сжатия. Во время работы угол наклона многозвеньевых рычагов варьируется, что приводит к регулировке верхней мертвой точки поршней. С изменением положения поршня меняется и степень сжатия. Результат — производительность по требованию. Высокий коэффициент сжатия обеспечивает большую эффективность, в то время как низкий коэффициент сжатия увеличивает мощность и крутящий момент. VC-Turbo доступен в Nissan Altima 2019.

3,6-литровый двигатель Pentastar от Fiat Chrysler Automobiles является примером внимательного отношения к деталям и политики постоянного совершенствования. Двигатель использует две ключевые особенности для повышения топливной экономичности и крутящего момента. Первая из них — это регулируемый подъем клапана (VVL). VVL позволяет двигателю оставаться в режиме пониженного подъема до тех пор, пока водитель не потребует больше мощности. Затем он реагирует переключением в режим повышенного подъема для улучшения сгорания топлива. Вторая инновация — это рециркуляция отработавших газов с охлаждением, которая, как говорят, сокращает выбросы вредных веществ, снижает потери при прокачке и позволяет работать без стука при высоких нагрузках двигателя. Эти особенности обеспечивают Pentastar увеличение экономии топлива на 6%, при этом крутящий момент увеличивается на 14,9%. Fiat Chrysler также отмечает, что эти улучшения наблюдаются при оборотах двигателя ниже 3000 об/мин, когда повышенный крутящий момент необходим больше всего.

В наши дни производительность двигателя — это не только крутящий момент и лошадиные силы. Речь идет и об эффективности. Toyota доказала это в 2018 году, представив 2,5-литровый четырехцилиндровый двигатель Dynamic Force, который, по имеющимся данным, обладает тепловым КПД около 40%. Это большой шаг вперед, учитывая, что большинство современных двигателей приближаются к 30%, что, в свою очередь, означает, что 70% энергии сгорания топлива теряется в виде тепла. Toyota добилась этого с помощью ряда современных усовершенствований, включая длинный ход, высокий коэффициент сжатия, форсунки с двойными распылителями, интеллектуальную регулировку синхронизации клапанов и непосредственный впрыск топлива. Результат: Экономия топлива на трассе 2018 Camry составляет 29 и 41 мг, что на 26% выше по сравнению с предыдущей моделью.

1,5-литровый двигатель EcoBoost от Ford заслуживает внимания, потому что это еще один пример «умного» маленького двигателя, способного управлять относительно большим автомобилем с помощью двух цилиндров. Рядный трехцилиндровый EcoBoost выполняет эту задачу при отключении цилиндра, который определяет ситуацию, когда один цилиндр не нужен, и поэтому автоматически отключает его. Система может отключить или активировать цилиндр всего за 14 миллисекунд для поддержания плавного хода. Однако даже на трех цилиндрах она способна выдать 180 л.с. и 240 Нм крутящего момента (при сгорании 93-октанового топлива). Этот двигатель установлен в европейском Ford Fusion и американском внедорожнике Ford Escape, способном буксировать до 900 кг.

В 2018 году компания Cadillac еще больше увлеклась турбокомпрессорами, представив двигатель Twin Turbo V-8. Twin Turbo использует «горячую V-образную конфигурацию» — то есть устанавливает турбокомпрессоры в верхней части двигателя, в ложбине между головками. Таким образом, инженеры Cadillac утверждают, что они уменьшили общий размер конструкции двигателя и практически ликвидировали отставание турбокомпрессоров. Использованный на Cadillac CT6 V-Sport, новый двигатель выдает примерно 550 л.с. и обеспечивает потрясающий крутящий момент в 850.1 Нм.

Для тех, у кого есть страсть к старомодным лошадиным силам и крутящему моменту, у Dodge есть ответ в виде 6,2-литрового высокомощного двигателя HEMI V-8. Двигатель, выдающий 797 л.с. и 958.6 Нм крутящего момента, большую часть своей мощности черпает из 2,7-литрового нагнетателя — самого большого заводского нагнетателя среди всех серийных автомобилей. Наряду с нагнетателем в двигателе используются высокопрочные шатуны и поршни, высокоскоростной клапанный механизм и два двухступенчатых топливных насоса. 6,2-литровый двигатель, используемый в Dodge Challenger Hellcat Redeye, способен принимать огромное количество бензина в высокопроизводительном режиме, опорожняя бак чуть менее чем за 11 минут. Хорошая новость, однако, в том, что при нормальных дорожных условиях Hellcat все еще находится на отметке 10.69 л/100 км. Dodge хвастается тем, что Hellcat является самым быстрым в отрасли маслкаром с разгоном 0-100 км/ч в 3,4 секунды.

Поговорим о другой крупной инновации в двигателе 2018 года: Mazda выпустила двигатель SkyActiv-X, который, как говорят, является первым в мире бензиновым двигателем, использующим воспламенение при сжатии. Соединив две классические технологии, инженеры Mazda утверждают, что они объединили высокую тягу бензинового двигателя с эффективностью, крутящим моментом и реакцией дизеля. Ключом к их реализации является технология, известная под названием Spark Controlled Compression Ignition, которая максимально увеличивает зону, в которой возможно воспламенение от сжатия, и обеспечивает плавный переход между воспламенением от сжатия и воспламенением от искры. При внедрении двигателя прошлой осенью Mazda сообщила удивительные цифры: крутящий момент повысился на 10-30%, а КПД — на 20-30% по сравнению с предшественником. Mazda говорит, что двигатель также предлагает большую свободу в выборе передаточных чисел, что еще больше увеличивает экономию топлива и ходовые качества двигателя.

Подписывайтесь на каналы:
@AutomotiveRu — новости автоиндустрии, железо и психология вождения
@TeslaHackers — сообщество российских Tesla-хакеров, прокат и обучение дрифту на Tesla

---

О компании ИТЭЛМА Мы большая компания-разработчик automotive компонентов. В компании трудится около 2500 сотрудников, в том числе 650 инженеров.

Мы, пожалуй, самый сильный в России центр компетенций по разработке автомобильной электроники. Сейчас активно растем и открыли много вакансий (порядка 30, в том числе в регионах), таких как инженер-программист, инженер-конструктор, ведущий инженер-разработчик (DSP-программист) и др.

У нас много интересных задач от автопроизводителей и концернов, двигающих индустрию. Если хотите расти, как специалист, и учиться у лучших, будем рады видеть вас в нашей команде. Также мы готовы делиться экспертизой, самым важным что происходит в automotive. Задавайте нам любые вопросы, ответим, пообсуждаем.

Читать еще полезные статьи:

Кто изобрел автомобиль?

Грибулина А.

История автомобиля прошла длинный и извилистый путь и достигла наконец совершенных моделей нового времени, вроде таких вот: https://kia-avtomir.ru/models/rio/ Если отмотать счетчик времени, до GPS-навигаторов, до эры антиблокировочной системы тормозов (ABS), до автоматической коробки передач, до Жестяной Лиззи aka Форда модели Т, то в какой-то момент окажешься в исходной точке, переходном звене между автомобилем и гужевой повозкой. Позвольте представить патентованный автомобиль Бенца — самую первую в истории машину.

 

 

 

Карл Бенц на первом, изобретенном им же авто. Фото: 1914 г.

 

 

Карл Бенц запатентовал трехколесный автомобиль, известный как Motorwagen, в 1886 г. Это было первое настоящее авто: в нем имелся двигатель внутреннего сгорания в точности такой же как у современных машин. В комплекте Бенц запатентовал еще собственную систему дроссельной заслонки (один из элементов двигателя внутреннего сгорания), свечи зажигания, переключатель передач, водяной радиатор, карбюратор и другие мелкие части автомобильных внутренностей. После череды изобретений, Бенц, наконец основал и автомобильную компанию, существующую и по сей день под именем Daimler Group.

 

 

 

Штаб-квартира компании Даймлер в Штутгарте. Германия

 

 

Несмотря на то, что Бенц был первым, кто запатентовал автомобиль, он ни в коем случае не был первым, кто про него подумал. И до него люди пытались строить самоходные машины. 

 

 

Вехи истории

 

 

Леонардо да Винчи сделал в начале 1550-х годов набросок механической тележки, движущейся без помощи лошадей. Как и многие другие из его изобретений, это не было построено им при жизни. Ее сделали уже в наше время, и теперь на точную копию проекта Леонардо можно полюбоваться в его доме-музее (шато Кло-Люсе, Франция).

 

 

 

Механическая тележка Леонардо

 

 

Парусные колесницы, приводимые в движение ветром, по легендам издавна использовались в Китае (материальных доказательств этому, конечно, нет). Именно там подсмотрел свою идею голландец Симон Стейвен, построивший в 1603 г. такую машину и преодолевший на ней 63 км. На борту колесницы вместе с конструктором находилось 28 пассажиров!

 

 

 

Парусная колесница

 

 

В 1769 г. французский инженер Никола Жозеф Кюньо соорудил самоходную машину с паровым двигателем. Ее использовали в качестве тягача для артиллерийских орудий. Аппарат перемещался со скоростью 3,2 км/час и останавливался каждые 20 минут, чтобы поддать пару.

 

 

 

Паровая машина Кюнью

 

 

Двигатель внутреннего сгорания

 

 

Сердцем современного автомобиля является двигатель внутреннего сгорания. Принцип его действия: взрывное сгорание топлива, которое двигает поршень внутри цилиндра.Поршень поворачивает коленчатый вал, соединенный с валом привода колеса. Двигатель внутреннего сгорания, кстати, имеет собственную историю. Неполный перечень этапов его развития в общем виде выглядит так:

 

1680 г. Христиан Гюйгенс, более известный нам в качестве астронома, спроектировал (но так никогда и не построил) двигатель внутреннего сгорания, работающий на порохе.

 

 

 

Портрет Х. Гюйгенса. Худ. К. Нечера. 1671 г.

 

 

1826 г. англичанин Сэмюэль Браун переделал паровой двигатель так, что он стал работать от бензина, и установил его на коляску. Изобретение широкого распространения не получило.

 

1858 г. Ж.-Ж. Э. Ленуар запатентовал двигатель внутреннего сгорания с зажиганием от искры. Двигатель мог работать и на угольном газе, и на бензине. Ленуар установил его на коляску и проехал так 80 километров.

 

1873 г. американский инженер Джордж Брайтон разработал двухтактный керосиновый двигатель. Этот мотор стал первым в истории безопасным и надежным бензиновым двигателем.

 

1876 г. немец Николаус Отто запатентовал первый четырехтактный двигатель.

 

1885 г. немец Готлиб Даймлер изобрел прототип современного бензинового двигателя.

 

1895 г. Рудольф Дизель, французский изобретатель, запатентовал дизельный двигатель, воспламенение в котором происходит от сжатия.

 

 

Электромобиль

 

 

Электромобили появились уже в середине XIX в., но вышли из моды сразу же после того, как Генри Форд выпустил свою модель Т. В последнее десятилетие мы наблюдаем возвращение эры электрических машин. Сегодня по всему миру ежегодно продается более 3 млн. электромобилей. Электрический двигатель, как и двигатель внутреннего сгорания, имеет свою историю.

 

 

 

Электромобиль марки Киа Ниро. Машину с электрическим двигателем ни за что не отличить от бензиновой 🙂

 

 

В 1881 г. французский химик Камиль Фор усовершенствовал конструкцию свинцово-кислотных аккумуляторов, созданных Плантом, и надеялся таким образом помочь нарождающейся автомобильной промышленности сделать выбор в пользу электрического двигателя.

 

В 1891 г. в США Уильямом Морисом был создан первый электромобиль.

 

Бельгийский гонщик Камиль Йенатзи сам соорудил для себя электромобиль и даже участвовал на нем в гонках, преодолев отметку скорости в 100 км/час. Его авто называлось La Jamais Contente (что означает «ему никогда не угодишь»)

 

Первый гибридный автомобиль изобрел немецкий автомобильный инженер Фердинанд Порше в 1900 г. 

 

Томас Эдисон разработал щелочную никель-кадмиевую батарею в 1907 г. По сравнению со свинцово-кислотной новая батарея была более долговечной и менее опасной. Покупателей она не устроила слишком высокой стоимостью и была установлена только на некоторых грузовиках. 

 

Электромобили быстро набирали обороты. В 1895 г. прошла первая гонка таких машин, а к 1900 г. в Нью-Йорке уже было 60 электромобильных такси.

 

Закат эры электромобилей начался, когда Генри Форд «выбросил» на рынок свою модель Т в 1908 г. Бензиновый двигатель, в силу дешевизны топлива, стал бешено популярным и к 1920-м годам практически полностью вытеснил электромобили, не обладавшие таким запасом хода, как бензиновые. Да и электричество в ту пору было не везде. 

 

 

 

Форд Т

 

 

С 1990-х годов начался электромобильный Ренессанс. В 1997 г. был выпущен первый гибридный автомобиль для массового производства Тойота Приус. Следующий гибрид — Хонда Инсайт вышел на рынок в 1999 г. Тесла Моторс с 2003 г. выпускает роскошный полностью электрический автомобиль, который тогда мог проехать без подзарядки более 300 километров, а сейчас и того больше. Шевроле Вольт, выпущенный в 2010 г., был первой гибридной моделью, в которой был установлен электрический генератор, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания. Ниссан Лиф, вышедший в 2010 г., стал, пожалуй, самым бюджетным современным электромобилем. 

 

 

 

Ниссан Лиф, модель 2010 г.

 

 

Сегодня практически все крупные и мелкие автомобильные компании разрабатывают собственные электрические и гибридные модели.

 

 

Изобретатель и предприниматель

 

 

Машина Карла Бенца оказалась удачным изобретением, потому что он сумел понять потребности ее водителя. Она была практичной, использовала бензиновый двигатель внутреннего сгорания и работала совершенно так же как и современные авто.

 

Бенц родился в 1844 г. в Карлсруэ, городе на юго-западе Германии, отец его был машинистом и умер, когда мальчику было 2 года. Несмотря на бедность, в которой жила семья, мать Карла умудрилась дать ему образование; в возрасте 15 лет он поступил в университет Карлсруэ и окончил его в 1864 г. с дипломом инженера-механика. 

 

 

 

Карл Бенц

 

 

Первое организованное Бенцем предприятие по литью чугуна и производству листового металла обанкротилось. Тогда его невеста — Берта Рингер — взяла все свое приданное и вложила его в завод по производству газовых двигателей. Деньги окупились, Бенц получил возможность заниматься изобретательством не думая о хлебе насущном. 

 

В 1888 г., когда стартовали продажи безлошадной коляски, Берта совершила своего рода промо-тур для повышения узнаваемости марки. Ранним утром она, погрузив в машину двух сыновей-подростков, отправилась проведать свою мать за 100 километров. Заправлялась Берта в аптеках, именно там продавали бензин в то время. В дороге случились и поломки, но Берта сумела быстро починить авто, воспользовавшись для этого заколкой для волос, подвязкой и куском кожи. 

 

 

 

Берта Бенц в возрасте 23 лет. Фото: ок. 1870 г.

 

 

Поездка, помимо того, что подогрела интерес публики к авто, позволила Бенцу улучшить некоторые пользовательские характеристики (Берта рассказала ему, что именно и где сломалось). Третья улучшенная модель Motorwagen была продемонстрирована на Всемирной выставке в Париже в следующем году.

 

Карл Бенц умер в 1929 г., всего через 2 года после слияния своей компании с другим автомобильным производителем Готтлибом Даймлером. Альянс Даймлер-Бенц производит сегодня хорошо всем известные мерседесы.

 

 

Автор: Грибулина А.

 

 

 

 

 

 

Кто изобрел автомобиль? | Живая наука

История автомобиля — длинная и извилистая дорога, и определить, кто именно изобрел автомобиль, непросто. Но если вы перемотаете назад эволюцию автомобилей, прошедшую мимо GPS, антиблокировочной системы тормозов и автоматических коробок передач и даже модели T, в конечном итоге вы попадете в Benz Motor Car No. 1, недостающее звено между автомобилями и гужевыми колясками.

Карл Бенц запатентовал трехколесный автомобиль, известный как Motorwagen, в 1886 году.Это был первый настоящий современный автомобиль. Бенц также запатентовал свою собственную систему дроссельной заслонки, свечи зажигания, переключатели передач, водяной радиатор, карбюратор и другие основы автомобиля. В конце концов Бенц создал автомобильную компанию, которая существует до сих пор как Daimler Group.

Долгая история автомобиля

Бенц запатентовал первый автомобиль с бензиновым двигателем, но он не был первым провидцем самоходных машин. Некоторые основные моменты в истории автомобиля:

• Леонардо да Винчи нарисовал механизированную повозку без лошади в начале 1500-х годов.Как и многие другие его конструкции, он не был построен при его жизни. Однако точная копия выставлена ​​в замке Кло-Люсе, последнем доме Леонардо, а теперь его музее.
• Парусные колесницы, приводимые в движение ветром, использовались в Китае, когда приезжали первые жители Запада, и в 1600 году Саймон Стивен из Голландии построил одну, которая перевозила 28 человек и преодолевала 39 миль (63 км) за два часа, по данным General Motors. .
• Николай-Жозеф Кюньо, француз, построил в 1769 году самоходную машину с паровой машиной.Тележка, предназначенная для перемещения артиллерийских орудий, двигалась пешком (2 мили в час или 3,2 км / ч) и должна была останавливаться каждые 20 минут, чтобы создать новый поток пара.

Двигатели внутреннего сгорания

Важнейшим элементом современного автомобиля является двигатель внутреннего сгорания. Этот тип двигателя использует взрывное сгорание топлива, чтобы толкать поршень внутри цилиндра. Движение поршня вращает коленчатый вал, который соединен с колесами карданного вала автомобиля. Как и сам автомобиль, двигатель внутреннего сгорания имеет долгую историю.Неполный список разработок включает:

• 1680: Христиан Гюйгенс, более известный своим астрономическим вкладом, спроектировал, но так и не построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на порохе.
• 1826: англичанин Сэмюэл Браун переделал паровой двигатель, чтобы он сжигал бензин и поместил его на повозку, но этот прототип автомобиля также так и не получил широкого распространения.
• 1858: Жан Жозеф-Этьен Ленуар запатентовал двигатель внутреннего сгорания двойного действия с электрическим искровым зажиганием, работающий на угольном газе.Он улучшил этот двигатель, чтобы он работал на бензине, прикрепил его к трехколесной повозке и проехал 50 миль.
• 1873: Американский инженер Джордж Брайтон разработал двухтактный керосиновый двигатель. Считается первым безопасным и практичным масляным двигателем.
• 1876: Николаус Август Отто запатентовал первый четырехтактный двигатель в Германии.
• 1885: Готлиб Даймлер из Германии изобрел прототип современного бензинового двигателя.
• 1895: Рудольф Дизель, французский изобретатель, запатентовал дизельный двигатель, который был эффективным двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Электромобили

Электромобили были доступны в середине XIX века, но потеряли популярность после того, как Генри Форд разработал свою модель T, по данным Министерства энергетики США. Однако в последние годы электромобили вернулись. Только в 2016 году в США было продано более 159 000 электромобилей, из них более половины — только в Калифорнии. Эта технология, как и двигатель внутреннего сгорания, также имеет долгую историю, которую трудно указать одному изобретателю.

Два изобретателя обычно приписывают независимое изобретение первого электромобиля: Роберт Андерсон, шотландский изобретатель, и Томас Дэвенпорт, американский изобретатель, в 1830-х годах, согласно AutomoStory. Первая аккумуляторная батарея была изобретена в 1865 году французским физиком Гастоном Плантом, который заменил неперезаряжаемые батареи, использовавшиеся в ранних моделях электромобилей. Некоторые из следующих инноваций включают:

• Камиль Фор, французский химик, в 1881 году улучшил конструкцию свинцово-кислотных аккумуляторов Plante, чтобы сделать электромобили жизнеспособным выбором для водителей.
• Уильям Моррисон из Де-Мойна, штат Айова, был первым, кто успешно построил электромобиль в Соединенных Штатах в 1891 году.
• Камилла Женаци, бельгийский автогонщик, построила и участвовала в гонках на электромобиле, установив новый рекорд наземной скорости. 62 миль в час (100 км / ч) в 1899 году. Его автомобиль назывался La Jamais Contente (что означает «никогда не удовлетворенный»).
• Фердинанд Порше, немецкий автомобильный инженер, изобрел первый гибридный автомобиль в 1900 году.
• Томас Эдисон разработал в 1907 году никель-щелочную батарею, которая была более прочной и менее опасной, чем свинцово-кислотная батарея, используемая в автомобилях.Батарея не понравилась большинству потребителей, так как у нее была более высокая начальная стоимость, но она была внедрена в грузовых автомобилях нескольких компаний из-за ее прочности и большей дальности действия.

Электромобили продолжали набирать популярность, и в 1895 году состоялась первая автомобильная гонка в Соединенных Штатах — 52-мильный «рывок» из Чикаго в Уокиган, штат Иллинойс, и обратно, который занял у победителя 10 часов 23 минуты (в среднем скорость 5 миль / ч / 8 км / ч) — было шесть статей, две из которых были электромобилями, согласно журналу Smithsonian.По данным Министерства энергетики, к 1900 году у службы такси Нью-Йорка было около 60 электромобилей, и примерно треть автомобилей в США были электрическими.

Когда Генри Форд представил модель T в 1908 году, недорогой и высококачественный автомобиль с бензиновым двигателем стал очень популярным, и, по данным Министерства энергетики, начался упадок электромобилей. К 1920-м годам бензин стал дешевле и доступнее, и все больше американцев путешествовали на большие расстояния.Электромобили не обладали таким запасом хода, как автомобили с бензиновым двигателем, а электричество по-прежнему было недоступно во многих сельских городах, что делало автомобили с бензиновым двигателем предпочтительным вариантом.

В 1976 году Конгресс принял Закон об исследованиях, разработках и демонстрациях электрических и гибридных транспортных средств из-за роста цен на нефть, нехватки бензина и зависимости от иностранной нефти. Многие автомобильные компании начали исследовать и разрабатывать новые экономичные и электрические варианты, хотя до 1990-х годов ничего особенного не произошло.

Toyota Prius, разработанная и выпущенная в Японии в 1997 году, была первым серийным гибридным автомобилем в мире и была доступна во всем мире к 2000 году. Гибридный автомобиль Honda Insight был выпущен в США в 1999 году.

Tesla Motors начал разработку и производство роскошного полностью электрического автомобиля, способного проехать более двухсот миль без подзарядки в 2003 году, а первая модель была выпущена в 2008 году. Chevrolet Volt, выпущенный в 2010 году, был первым доступным подключаемым гибридом, который использовал бензиновый двигатель, чтобы увеличить запас хода автомобиля, когда батарея была разряжена.Nissan LEAF был также выпущен в 2010 году и был более доступен для публики, чем Tesla Model S.

Сегодня почти все крупные и многие небольшие автомобильные компании разрабатывают свои собственные электрические и гибридные модели.

Инновационный и предпринимательский

Карл Бенц, изобретатель первого практичного современного автомобиля. (Изображение предоставлено Daimler.com)

Карл Бенц получил признание за изобретение автомобиля, потому что его машина была практичной, использовала бензиновый двигатель внутреннего сгорания и работала так же, как современные автомобили.

Бенц родился в 1844 году в Карлсруэ, городе на юго-западе Германии. Его отец был железнодорожником, погибшим в аварии, когда Бенцу было 2 года. Несмотря на бедность, мать Бенца поддерживала его и его образование. Он был принят в Университет Карлсруэ в 15 лет и окончил его в 1864 году со степенью инженера-механика.

Первое предприятие Benz по производству чугуна и листового металла провалилось. Однако его новая невеста, Берта Рингер, использовала свое приданое, чтобы профинансировать новый завод по производству газовых двигателей.Получив прибыль, Бенц смог начать строительство безлошадного газового экипажа.

Бенц построил три прототипа своего автомобиля в частном порядке к 1888 году, когда Берта решила, что пришло время для прессы. Ранним утром Берта взяла последнюю модель и отвезла двух сыновей-подростков 66 миль до дома своей матери. Попутно ей пришлось импровизировать ремонт кожи обуви, заколки для волос и подвязки.

Успешная поездка показала Бенцу, как улучшить машину, и показала сомнительной публике, что автомобили полезны.В следующем году Benz продемонстрировал Motorwagen Model 3 на Всемирной выставке в Париже.

Бенц умер в 1929 году, всего через два года после того, как он объединился с компанией-производителем автомобилей Готтлиба Даймлера, чтобы сформировать то, что сегодня называется Daimler Group, производителем Mercedes-Benz.

Дополнительная информация от Рэйчел Росс, автора Live Science.

Дополнительные ресурсы

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой.Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты. Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих портативных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки для листьев.

V-образный двигатель

Поперечный разрез V-образного двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана. В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых двигателей и роторных двигателей.В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями. Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Британская энциклопедия, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Британская энциклопедия, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления энергии процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень вытесняет отработанные продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Британская энциклопедия, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишись сейчас

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Кто изобрел автомобиль? | Библиотека Конгресса

«Вернуться на страницу« Тайны повседневности »

Ответ

На этот вопрос нет однозначного ответа. История автомобиля очень богата и восходит к 15 веку, когда Леонардо да Винчи создавал конструкции и модели для транспортных средств.

Das erste praktisch brauchbare automobil der welt, das Benz-Dreirad von 1885. На фотографии изображен трехколесный автомобиль Benz, изготовленный в 1885 году. Отдел эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса.

Есть много разных типов автомобилей — паровые, электрические и бензиновые, а также бесчисленное множество стилей. Кто именно изобрел автомобиль — это вопрос мнения. Ранее сообщалось, что Карл Бенц из Германии создал первый настоящий автомобиль в 1885/1886 году.Однако наши знания об изобретении настоящего автомобиля продолжают развиваться. История изобретения автомобиля пополнилась другими фигурами, которые сыграли свою роль в его истории.

Старый безлошадный экипаж на автозаправочной станции возле Лост-Ривер, Нью-Гэмпшир. Фотограф Карла Миданса. 1936. Отдел эстампов и фотографий, Библиотека Конгресса.

Ниже представлена ​​подборка основных моментов в истории автомобилестроения, составленная на основе информации из книги Леонарда Бруно « Science and Technology Firsts » (Детройт, c1997) и ThoughtCo. История автомобиля .

Основные автомобильные характеристики

Изобретатель	Дата	Тип / Описание	Страна
Николя-Жозеф Куньо (1725-1804)	1769	STEAM / Построен первый самоходный дорожный автомобиль (военный тягач) для французской армии: трехколесный, 2,5 миль в час.	Франция
Роберт Андерсон	1832-1839	ЭЛЕКТРИКА / Электроколяска.	Шотландия
Карл Фридрих Бенц (1844-1929)	1885/86	БЕНЗИН / Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания: трехколесный, четырехтактный, двигатель и шасси составляют единое целое.	Патент Германии DRP № 37435
Готлиб Вильгельм Даймлер (1834-1900) и Вильгельм Майбах (1846-1929)	1886	БЕНЗИН / Первый четырехколесный четырехтактный двигатель, известный как Cannstatt-Daimler.”	Германия
Джордж Болдуин Селден (1846-1922)	1876/95	БЕНЗИН / Комбинированный двигатель внутреннего сгорания с тележкой: патент № 549,160 (1895). Никогда не производился — Селден собирал гонорары.	США
Чарльз Эдгар Дурья (1862-1938) и его брат Франк (1870-1967)	1893	БЕНЗИН / Первый успешный бензиновый автомобиль: двухтактный двигатель мощностью 4 л.с.Братья Дурье основали первую американскую компанию по производству автомобилей.	США

Паркер, Уолтер Коулман (композитор). Автомобиль. 1905. Музыкальное отделение, Библиотека Конгресса.

Опубликовано: 19.11.2019. Обновлено: 09.02.2020. Автор: Справочная секция по науке, Библиотека Конгресса

Сайты по теме

Дополнительная литература

• Бруно, Леонард. Транспорт.В Наука и техника первыми . Детройт, Гейл, c1997: 499-534.
• Бернесс, Тэд. Ultimate auto album: иллюстрированная история автомобиля . Иола, Висконсин, Публикации Краузе, c2001. 503 с.
• Коффи, Фрэнк. Америка на колесах: первые 100 лет: 1896-1996 гг. . Лос-Анджелес, General Publishing Group, c1998. 304 с.
• Эккерманн, Эрик. Всемирная история автомобиля . Варрендейл, Пенсильвания, Общество автомобильных инженеров, c2001. 371 с.
• Георгано, Г.Н., и Торкил Ри Андерсен, редакторы. Новая энциклопедия автомобилей с 1885 г. по настоящее время . Нью-Йорк, Даттон, 1982. 688 с.
• Лафферти, Питер. Высшая передача: история автомобилей . Нью-Йорк, Ф. Уоттс, c1990. 32 п.

Поисковые запросы

Двигатель внутреннего сгорания: Изобретатель и история — Общий класс

Изображение коленчатого вала

Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания?

В то время как ряд ученых и инженеров проложили путь к изобретению двигателя внутреннего сгорания, первый двигатель внутреннего сгорания, который будет производиться на коммерческой основе, был изобретен Жан Жозефом Этьеном Ленуаром .Он родился в 1822 году в Мюсси-ла-Виль, который тогда находился в Люксембурге, но теперь является частью Бельгии. В начале 1850-х годов он иммигрировал в Париж, Франция, где работал инженером, экспериментируя с электричеством.

Жан Жозеф Этьен Ленуар

В 1860 году он запатентовал газовый одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, который он установил на трехколесную тележку. Хотя он работал достаточно хорошо, он не отличался топливной экономичностью, производил много шума и часто перегревался.Двигатель бы вообще остановился, если бы не охлаждала его водой, а для этого требовался бак, в котором хранилось газообразное топливо.

В 1863 году он построил трехколесный экипаж, работавший на бензине. На демонстрации в Париже карета преодолела расстояние в 7 миль примерно за 3 часа, что составляет среднюю скорость 2 мили в час. Совсем не так быстро! Что же такого впечатляющего в карете, чем ее медленное движение? Что ж, тот факт, что он двигался с помощью двигателя, а не лошади или мула, сделал его настоящим нововведением.Его двигатели на самом деле имели относительно хороший успех, всего было построено около 500, но они явно оставляли место для большого улучшения.

Ленуар стал гражданином Франции в 1870 году за помощь французам во время франко-прусской войны. В 1881 году он получил Légion d’honneur , награду за выдающиеся достижения, за достижения в области телеграфии. Несмотря на то, что Ленуар практически изобрел автомобиль, в последние годы жизни он был очень бедным. Он умер во Франции в 1900 году.

Что случилось после Ленуара?

Изобретателем, который действительно поднял двигатель внутреннего сгорания на новый уровень, был Николаус Отто .Он родился в 1832 году в Хольцхаузене, Германия. Он потерял отца в очень молодом возрасте, и его воспитывала мать, которая планировала, что он получит техническое образование. Хотя он так и не получил желаемого технического образования, его интерес к техническим вопросам остался с ним.

Николаус внес много улучшений в технологию внутреннего сгорания, что сделало конструкцию Ленуара устаревшей. Его конструкция работала на жидком топливе, бензине. В 1864 году он встретил Eugen Langen , который вложил деньги, необходимые для постройки первого двигателя.

В 1867 году он изобрел четырехтактный двигатель внутреннего сгорания . В этом двигателе бензин и воздух втягиваются в цилиндр, толкая поршень назад. Затем поршень движется вперед и сжимает смесь. Эта смесь воспламеняется от искры, вызывая взрыв. Взрыв толкает поршень вперед, обеспечивая мощность и силу. Затем поршень отводится назад, чтобы вытеснить выхлопные газы из цилиндра.

Этот четырехтактный двигатель, также известный как цикл Отто, станет основой двигателей, используемых в автомобилях.Четырехтактный двигатель обеспечивает мощность только за один ход, что в то время казалось инженерам нелогичным. Двигатели Ленуара обеспечивали мощность при каждом такте, но двигатель Отто оказался более экономичным.

История автомобиля

Партнерство Отто и Лангена привело к созданию двигателя, который был настолько популярен, что не мог угнаться за спросом. Ланген собрал гораздо больше капитала и нанял Gottlieb Daimler для управления заводом. Даймлер привез с собой молодого немецкого инженера Вильгельма Майбаха , который работал в тесном сотрудничестве с Отто над разработкой двигателей, которые в конечном итоге будут использоваться для первых автомобилей.

Daimler и Maybach поссорились с Лангеном и Отто и открыли собственное производственное предприятие. Основанная ими компания продолжила строительство первого автомобиля Daimler с четырехтактным двигателем Отто. В 1890 году был продан первый автомобиль Daimler. Хотя многие приписывают изобретение автомобиля Даймлеру, без двигателя Отто автомобиль никогда бы не отправился в путь.

Краткое содержание урока

История коммерческих двигателей внутреннего сгорания началась с Jean Joseph Etienne Lenoir в 1860 году и завершилась автомобилем Daimler тридцать лет спустя.Попутно Николаус Отто внес значительные улучшения в двигатель, сделав его пригодным для массового транспорта. Хотя Gottlieb Daimler приходит на ум, когда речь идет об автомобильном изобретении, именно Ленуар и Отто проложили путь к производству автомобилей в том виде, в каком мы их знаем.

История автомобиля

Люди думали о разных способах путешествовать тысячи лет. Шло время, они изобретали все более эффективные и действенные способы передвижения.Автомобиль кардинально изменил способ передвижения людей. На вопрос, кто и когда изобрел автомобиль, нет однозначного ответа. Это была работа, которая развивалась в течение последних нескольких сотен лет. Чтобы лучше понять историю автомобиля, было бы полезно взглянуть на временную шкалу и увидеть, как все части сочетаются друг с другом. Эта временная шкала описывает изобретение автомобиля и его развитие с акцентом на американские автомобили двадцатого века.

1478 — Леонардо да Винчи изобретает самоходную машину. Это происходит за много лет до того, как кто-то даже задумывается об автомобилях. Однако машина так и осталась наброском на бумаге и так и не была сделана. Этот самоходный автомобиль не похож на те, что мы видим сегодня. Он больше похож на тележку и не имеет места. В 2004 году наконец-то создается точная копия автомобиля да Винчи. Его можно увидеть на выставке в Институте и Музее истории науки во Флоренции, Италия.

1769 — Николя-Жозеф Кюньо строит первое самоходное транспортное средство во Франции.Эта машина представляет собой тягач для французской армии. Он имеет три колеса и движется со скоростью около 2,5 миль в час.

1789 — американец Оливер Эванс получает первый в США патент на паровой наземный транспорт.

1801 — В Великобритании изобретатель Ричард Тревитик строит дорожную повозку с паровым двигателем. Считается первым трамвайным локомотивом. Он предназначен для использования на дороге, а не на железной дороге.

1807 — Двигатель внутреннего сгорания, в котором используется смесь водорода и кислорода, изобретен Франсуа Исааком де Ривазом в Швейцарии.Он также конструирует автомобиль с двигателем, первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Однако его конструкция оказалась очень неудачной.

1823 — Английский инженер и изобретатель Сэмюэл Браун изобретает двигатель внутреннего сгорания. Он имеет отдельные цилиндры сгорания и рабочий цилиндры и используется для привода транспортного средства.

1832 — Роберт Андерсон изобретает первый примитивный электрический вагон в Шотландии. Он питается от неперезаряжаемых первичных элементов питания.

1863 — Бельгийский инженер Жан-Жозеф-Этьен Ленуар изобретает «безлошадную повозку».«Он использует двигатель внутреннего сгорания и может двигаться со скоростью около 3 миль в час. Это первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания.

1867 — Немец Николаус Август Отто совершенствует двигатель внутреннего сгорания. Его двигатель — первый, который эффективно сжигает топливо непосредственно в поршневой камере.

1870 — Юлиус Хок из Вены создает первый двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине.

1877 — Отто создает четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, который является прототипом современных автомобильных двигателей.

21 августа 1879 г. — американский изобретатель Джордж Болдуин подает первый патент США на автомобиль. Это изобретение больше похоже на вагон с двигателем внутреннего сгорания.

1885 — Немецкий конструктор двигателей Карл Бенц создает первый настоящий автомобиль с бензиновым двигателем. У него три колеса, и он был похож на карету.

1886 — В Мичигане Генри Форд строит свой первый автомобиль.

1886 — Готлиб Вильгельм Даймлер и Вильгельм Майбах изобретают первый четырехколесный четырехтактный двигатель в Германии.Он известен как «Каннштатт-Даймлер».

1876 г. — американец Джордж Болдуин Селден изобретает комбинированный двигатель внутреннего сгорания с тележкой. Он никогда не производился.

1893 — Братья Франк и Чарльз Эдгар Дурье изобрели первый успешный газовый автомобиль в Соединенных Штатах.

1896 — Братья Дурье открывают первую американскую автомобильную компанию в Спрингфилде, штат Массачусетс. Это называется Motor Wagons.

1900- Рулевое колесо предназначено для замены румпеля.

1906 — Алабама устанавливает ограничение максимальной скорости в 8 миль в час.

1913 — Ford производит ракеты Model T с 7,5 автомобилей в час до 146 автомобилей в час благодаря использованию сборочной линии.

1924 — Представлено автомобильное радио.

1940 — Первый полноприводный универсальный автомобиль, разработанный для вооруженных сил США. Он стал известен как Jeep.

1956 — Закон о автомагистралях между штатами создает сеть автомагистралей, которая соединяет все части Соединенных Штатов.

1962 — Висконсин становится первым штатом, принявшим закон о ремнях безопасности. Это требует, чтобы ремень безопасности стал стандартным требованием в автомобилях.

1974 — Подушки безопасности становятся новым средством безопасности в автомобиле.

1984 — Штат Нью-Йорк становится первым штатом, в котором действует закон, требующий использования ремней безопасности.

1995 — Представлена ​​автомобильная система глобального позиционирования (GPS).

1996 — Из-за роста стоимости бензина и воздействия глобального изменения климата электромобили с нулевым уровнем выбросов возвращаются в автосалоны.Первые электромобили были разработаны в начале 1800-х годов.

1997 — В Японии продается первая Toyota Prius.

Конец 2000-х — Многие производители автомобилей начинают отказываться от когда-то популярных внедорожников, потребляющих много бензина, в пользу более эффективных транспортных средств из-за экологических проблем и рецессии.

Автомобиль имеет долгую и подробную историю. Пожалуйста, посетите следующие ссылки для дальнейшего чтения.

История автомобилестроения от Университета Колорадо в Боулдере

Кто изобрел автомобиль?

Автомобиль — График времени

Ранние автомобили: информационный бюллетень для детей

Генри Форд меняет мир, 1908

Автомобиль и окружающая среда в американской истории

Восстание автомобилей

Выставочный зал истории автомобилестроения

Музей истории автомобилей

Автомобильная культура

Калифорнийский автомобильный музей

Факты об автомобилях для детей

Ford в Европе: первые сто лет

История автомобиля 4U

Кто изобрел машину? | застраховать бокс

В течение нашей жизни мы практически видели только людей, управляющих автомобилями.Конечно, так было не всегда. До появления автомобилей можно было увидеть других, «управляющих» животными, такими как лошади и ослы. Да, забудьте про бензин — эти виды транспорта использовали воду и сено в качестве топлива.

Однако использование животных в качестве транспорта сопряжено с некоторыми проблемами. Они устают. Болеют. И есть еще куча других вещей, которые они предпочли бы делать, чем таскать людей с собой.

В поисках лучшего вида транспорта началось путешествие автомобиля.

Ранние автомобильные изобретения

• В 1500-х годах Леонардо да Винчи нарисовал механизированную тележку.Она не была построена при его жизни, как многие из его идей, но идеи заразительны.
• В 1600-х годах в Китае использовались ветряные колесницы, избавляющие от зависимости от животных.
• В 1769 году Николас-Жозеф Кугно сконструировал паровую машину, которая стала популярной среди народных масс.

Все вышеперечисленные изобретения были гениальными и удивительными. Но некоторые люди считали, что все может быть еще лучше, и продолжали продвигать инновации на более высокий уровень.

Введите двигатель внутреннего сгорания.

Двигатели внутреннего сгорания

• В 1680 году Христиан Гюйгенс сконструировал двигатель внутреннего сгорания, работающий на порохе. Изобретение могло быть начато на ура, но его так и не построили.
• В 1826 году Сэмюэл Браун приспособил паровой двигатель для использования бензина в качестве топлива. К сожалению, его изобретение не получило широкого распространения.
• В 1858 году Жан Жозеф-Этьен Ленуар запатентовал двигатель, работающий на угольном газе.Люди с энтузиазмом восприняли его изобретение, и позже он внес улучшения, адаптировав его для работы на нефти.

Опять же, все вышеперечисленные изобретения были гениальными и удивительными. Но изобретателем автомобиля обычно считают Карла Бенца, потому что его машина, изобретенная в 1886 году, работала как современные автомобили. Этот двухступенчатый Motorwagen стал первым в истории серийным автомобилем. Конечно, изобретение Бенца было создано на плечах гигантов.

Итак, теперь каждый раз, когда вы собираетесь прокатиться, подумайте о признательности всем великим людям, стоящим за изобретением автомобиля.Влияние автомобиля простирается с 1500-х годов (возможно, даже дальше назад) и продолжает распространяться вперед и назад. Беспилотные автомобили — это уже не будущее, а настоящее. Насколько еще улучшится автомобиль к 2050 году?

Это прекрасное время для работы водителем.

Присоединяйтесь к нам на insurethebox

Теперь, когда вы знаете о великолепной эволюции современного автомобиля, почему бы не присоединиться к insurethebox? Вы можете начать получать вознаграждения за безопасное вождение — просто получите расценки, нажав здесь.

Источники:

https://livescience.com/37538-who-invented-the-car.html
https://daimler.com/company/tradition/company-history/1885-1886.html

Связанные

26 ноября, 2019 В категориях: Кампании, Рекомендуемые, Рекомендуемая карусель, Рекомендуемый слайдер, Более безопасное вождение

№1596: Первый автомобиль?

Сегодня попробуем найти первую машину. В Инженерный колледж Хьюстонского университета представляет эту серию о машинах, которые делают наша цивилизация бежит, а люди, чьи изобретательность создала их.

Автомобиль — это еще один изобретение, которое, кажется, всегда имеет еще один предшествующий.Самый ранний из известных нам паровых автомобилей о был закончен еще в 1769 году французскими изобретатель Николя Кюньо. Это был большой трехколесная машина, двигавшаяся со скоростью ходить и должен был тащить пушку. Ранее автомобили имели приводится в движение пружинами и сжатым воздухом. До них были созданы автомобили с приводом от ветряных мельниц. Леонардо да Винчи зарисовал самоходные машины, и даже Гомер писал о них.

Итак, давайте ограничим наш поиск автомобилями, управляемыми внутреннего сгорания и фактически построенных. Мы обычно вручают этот приз Карлу Бенцу. Benz отстаивал новые двигатели внутреннего сгорания и он работал целенаправленно, чтобы создать машину, управляемую один. Он построил небольшую трехколесную машину в 1885 году. и продал свой первый два года спустя.Он ушел в производство с четырехколесной модели в 1890 году, и компания Mercedes-Benz по-прежнему с нами.

Но Бенц не был первым. Французский изобретатель де Рочас построил автомобиль и двигатель для его привода в 1862. Два года спустя австриец Зигфрид Маркус начал работать над автомобилями. Его второй был заново открыт в 1950 году.Он был замурован за фальш-стена в подвале венского музея, чтобы скрыть от немцев. Маркус был евреем, и нацисты получили приказ уничтожить его машину и все литература, описывающая это. Кстати, когда машина был открыт заново, его все еще можно было вести.

История Маркуса особенно трогательна, потому что если Немецкий Бенц верил в автомобили, а он — нет.В 1898 г. Маркус был приглашен в качестве почетного гостя в австрийский автоклуб. Он отказался, позвонив в целом идея авто «бессмысленная трата сил и времени».

Поиск самых ранних автомобиль с двигателем внутреннего сгорания может закончиться Англия в 1826 году. Инженер по имени Сэмюэл Браун. приспособил старый паровой двигатель Ньюкомена для сжигания газа, и он использовал его, чтобы привести свой автомобиль в действие на Shooter’s Hill В Лондоне.И вот тут весь приоритетный вопрос болота в определениях, вызывающих секущиеся волосы.

То, что мы обычно делаем в таких случаях, довольно произвольный. Мы считаем первый коммерческий успех. Вот как Эдисон получает признание за лампочку и Фултон для парохода. По этому определению Бенц действительно изобрел автомобиль.

Автомобильный историк Джеймс Флинк отмечает, что современные велосипеды появились как раз тогда, когда Бенц начал свою работы, и они вызвали общественный спрос на личные автомобили.Но производители велосипедов были такими же люди, которые продолжали делать сначала мотоциклы, затем самолеты. Они посеяли спрос, а затем повернули полностью перейти к другой технологии. Люди кто занялся автомобилями были ближе к железнодорожный бизнес. На короткое время это выглядело как хотя паровая машина могла выбить внутреннюю горение.

Итак, если мы вернемся к звездному приоритету вопросы, мы, вероятно, должны следовать нити пар.И это ведет не к Бенцу, а к Кугно, более двух веков назад.

Я Джон Линхард из Хьюстонского университета, где нас интересуют изобретательные умы работай.

(Музыкальная тема)
.

No related posts.