Motor je jednou z hlavných súčastí auta. Bez vynálezu motora by sa automobilový priemysel pravdepodobne zastavil hneď po vynájdení kolesa. Prelom v histórii výroby automobilov nastal vďaka vynálezu motora vnútorné spaľovanie. Toto zariadenie sa stalo skutočnou hnacou silou, ktorá dáva rýchlosť.

Pokusy o vytvorenie zariadenia podobného spaľovaciemu motoru sa začali v 18. storočí. Mnoho vynálezcov sa podieľalo na vytvorení zariadenia, ktoré by dokázalo premeniť energiu paliva na mechanickú energiu.

Prví v tejto oblasti boli bratia Niepceovci z Francúzska. Prišli so zariadením, ktoré sami nazvali „pyreolofor“. ako palivo pre tento motor bolo treba použiť uhoľný prach. Tento vynález však nikdy nezískal vedecké uznanie a v skutočnosti existoval iba na výkresoch.

Prvým úspešným motorom, ktorý bol uvedený na trh, bol spaľovací motor belgického inžiniera J.J. Etienne Lenoir. Rok narodenia tohto vynálezu je 1858. Bol to dvojtakt Elektrický motor s karburátorom a zážihovým zapaľovaním. Palivom pre zariadenie bol uhoľný plyn. Vynálezca však nebral do úvahy potrebu mazania a chladenia svojho motora, a tak pracoval veľmi krátko. V roku 1863 Lenoir prepracoval svoj motor – pridal chýbajúce systémy a zaviedol petrolej ako palivo.

J.J.Etienne Lenoir

Zariadenie bolo extrémne nedokonalé – veľmi sa zohrialo, spotrebovalo mazivo a palivo neefektívne. Pomocou nej však jazdili trojkolesové autá, ktoré tiež mali ďaleko od dokonalosti.

V roku 1864 bol vynájdený jednovalcový karburátorový motor poháňaný spaľovaním ropných produktov. Autorom vynálezu bol Siegfried Markus, predstavil ho aj verejnosti vozidlo, vyvíjajúc rýchlosť 10 míľ za hodinu.

V roku 1873 bol ďalší inžinier - George Brighton - schopný navrhnúť 2-valcový motor. Spočiatku jazdil na petrolej, neskôr na benzín. Nevýhodou tohto motora bola prílišná masívnosť.

V roku 1876 nastal prielom v priemysle výroby spaľovacích motorov. Nicholas Otto ako prvý vytvoril technicky zložité zariadenie, ktoré efektívne premieňalo energiu paliva na mechanickú energiu.

Mikuláš Otto

V roku 1883 Francúz Edouard Delamare vyvinul plán pre motor poháňaný plynom. Jeho vynález však existoval len na papieri.

V roku 1185 sa v histórii automobilového priemyslu objavuje veľké meno -. Dokázal nielen vymyslieť, ale aj uviesť do výroby prototyp moderného plynového motora – s vertikálne usporiadanými valcami a karburátorom. Bol to prvý kompaktný motor, ktorý prispel aj k vývoju slušnej cestovnej rýchlosti.

Súbežne s Daimlerom pracoval na tvorbe motorov a automobilov.

V roku 1903 sa zlúčili spoločnosti Daimler a Benz, čím vznikol plnohodnotný podnik na výrobu automobilov. Začala sa tak nová éra, ktorá slúžila na ďalšie vylepšenie spaľovacieho motora.

Odoslanie dobrej práce do databázy znalostí je jednoduché. Použite nižšie uvedený formulár

Študenti, postgraduálni študenti, mladí vedci, ktorí pri štúdiu a práci využívajú vedomostnú základňu, vám budú veľmi vďační.

Uverejnené dňa http://www.allbest.ru/

1. spoločná časť

ICE spaľovací motor- ide o typ motora, tepelného motora, v ktorom sa premieňa chemická energia paliva mechanická práca.

Napriek tomu, že spaľovacie motory sú pomerne nedokonalým typom tepelných motorov, vďaka svojej autonómnosti sú spaľovacie motory v motorových vozidlách veľmi rozšírené.

Hlavnými typmi palív pre automobilové spaľovacie motory sú benzín, plyn a nafta. Automobilový motor môže bežať aj na iné druhy palív, ktoré sú na prvý pohľad dosť exotické, napríklad: rastlinný olej, alkohol, vodík, ropa, vykurovací olej.

Benzín a plyn sú ľahké palivá s vonkajším miešaním. Palivo zmes vzduchu vytvorené mimo valcov, napríklad v karburátore, alebo v sacom potrubí.

Motorová nafta patrí medzi ťažké palivá, ktoré sa vznietia z vysokých teplôt a tlaku, tieto parametre sa dosahujú v spaľovacej komore valca motora na konci kompresného zdvihu, keď tlak stúpne na 30 atmosfér a viac.

Motory, ktoré pracujú na "ťažkých" palivách, sú motory s vnútorným "miešaním".

1. 1 História vzniku spaľovacieho motora

V roku 1799 francúzsky inžinier Philippe Lebon objavil osvetľovací plyn a získal patent na použitie a spôsob získavania osvetľovacieho plynu suchou destiláciou dreva alebo uhlia. Tento objav mal veľký význam predovšetkým pre rozvoj osvetľovacej techniky. Veľmi skoro vo Francúzsku a potom v iných európskych krajinách začali plynové lampy úspešne konkurovať drahým sviečkam. Svietiaci plyn bol však vhodný nielen na svietenie. Vynálezcovia sa chopili konštrukcie motorov, ktoré by mohli nahradiť parný stroj, pričom palivo by nehorelo v peci, ale priamo vo valci motora.

1.2 Philippe Lebon

V roku 1801 si Le Bon nechal patentovať konštrukciu plynového motora. Princíp fungovania tohto stroja bol založený na známej vlastnosti plynu, ktorý objavil: jeho zmes so vzduchom pri zapálení explodovala, pričom sa uvoľnilo veľké množstvo tepla. Produkty spaľovania sa rýchlo rozširovali a vyvíjali silný tlak na životné prostredie. Vytvorením vhodných podmienok je možné využiť uvoľnenú energiu v záujme človeka. Motor Lebon mal dva kompresory a zmiešavaciu komoru. Do komory mal pumpovať jeden kompresor stlačený vzduch a druhý je stlačený ľahký plyn z plynového generátora. Zmes plynu a vzduchu sa potom dostala do pracovného valca, kde sa vznietila. Motor bol dvojitá akcia to znamená, že striedavo pracujúce pracovné komory boli umiestnené na oboch stranách piestu. Lebon v podstate podporoval myšlienku spaľovacieho motora, ale v roku 1804 zomrel skôr, ako mohol svoj vynález uviesť do života.

1.3 Jean Etienne Lenoir

V ďalších rokoch niekoľko vynálezcov z rozdielne krajiny sa pokúsil vytvoriť funkčný motor na plyn. Všetky tieto pokusy však neviedli k tomu, že sa na trhu objavili motory, ktoré by mohli úspešne konkurovať parnému stroju. Pocta vytvoriť komerčne úspešný spaľovací motor patrí belgickému mechanikovi Jeanovi Etienneovi Lenoirovi. Lenoir počas práce v galvanovni prišiel s nápadom, že zmes vzduchu a paliva v plynovom motore by sa dala zapáliť elektrickou iskrou, a rozhodol sa postaviť motor na základe tejto myšlienky.

Lenoir nebol okamžite úspešný. Po tom, čo bolo možné vyrobiť všetky diely a zmontovať stroj, ešte chvíľu pracoval a zastavil sa, pretože vplyvom zahrievania sa piest roztiahol a zasekol vo valci. Lenoir vylepšil svoj motor premýšľaním o systéme vodného chladenia. Aj druhý pokus o štart však skončil neúspechom pre zlý zdvih piestu. Lenoir svoj dizajn doplnil o systém mazania. Až potom sa motor rozbehol.

1.4 August Otto

V roku 1864 už bolo vyrobených viac ako 300 takýchto motorov rôznych objemov. Keď Lenoir zbohatol, prestal pracovať na vylepšovaní svojho auta a to predurčilo jej osud - z trhu ju vytlačil pokročilejší motor, ktorý vytvoril nemecký vynálezca August Otto.

V roku 1864 získal patent na svoj model plynového motora a v tom istom roku uzavrel dohodu s bohatým inžinierom Langenom o využití tohto vynálezu. Čoskoro vznikla firma „Otto and Company“.

Otto motor na prvý pohľad predstavoval krok späť od motora Lenoir. Valec bol zvislý. Otočný hriadeľ bol umiestnený nad valcom na boku. Pozdĺž osi piestu bola k nemu pripevnená koľajnica spojená s hriadeľom. Motor fungoval nasledovne. Rotačný hriadeľ zdvihol piest o 1/10 výšky valca, v dôsledku čoho sa pod piestom vytvoril riedky priestor a nasala sa zmes vzduchu a plynu. Zmes sa potom zapálila. Otto ani Langen nemali dostatočné znalosti v oblasti elektrotechniky a opustili ich elektrické zapaľovanie. Cez trubicu sa zapálili otvoreným plameňom. Počas výbuchu sa tlak pod piestom zvýšil na približne 4 atm. Pôsobením tohto tlaku sa piest zdvihol, objem plynu sa zväčšil a tlak klesol. Keď sa piest zdvihol, špeciálny mechanizmus odpojil koľajnicu od hriadeľa. Piest najprv pod tlakom plynu a potom zotrvačnosťou stúpal, až sa pod ním vytvorilo vákuum. Energia spáleného paliva tak bola využitá v motore s maximálnou úplnosťou. Toto bol hlavný pôvodný nález Otta. Pracovný zdvih piestu smerom nadol začal pôsobením atmosférického tlaku a po dosiahnutí tlaku vo valci atmosférického tlaku sa otvoril výfukový ventil a piest svojou hmotnosťou vytlačil výfukové plyny. Z dôvodu úplnejšieho rozšírenia produktov účinnosť spaľovania tento motor bol podstatne vyšší ako Účinnosť motora Lenoir a dosiahol 15%, to znamená, že prekročil účinnosť najlepších parný motor vtedy.

Keďže Ottové motory boli takmer päťkrát účinnejšie ako motory Lenoir, okamžite boli veľmi žiadané. V nasledujúcich rokoch sa ich vyrobilo okolo päťtisíc. Otto tvrdo pracoval na zlepšení ich dizajnu. Čoskoro bol ozubený hrebeň nahradený kľukovým prevodom. Ale najvýznamnejší z jeho vynálezov prišiel v roku 1877, keď si Otto nechal patentovať nový štvortaktný motor. Tento cyklus je dodnes základom činnosti väčšiny benzínových a benzínových motorov. V nasledujúcom roku už boli nové motory uvedené do výroby.

Štvortaktný cyklus bol Ottov najväčší technický úspech. Čoskoro sa ale ukázalo, že pár rokov pred jeho vynálezom presne ten istý princíp fungovania motora opísal francúzsky inžinier Beau de Rocha. Skupina francúzskych priemyselníkov napadla Ottov patent na súde. Súd považoval ich argumenty za presvedčivé. Ottove práva podľa jeho patentu boli výrazne obmedzené, vrátane zrušenia jeho monopolu na štvortaktný cyklus.

Konkurenti síce rozbehli výrobu štvortaktných motorov, no model Otto vypracovaný na dlhé roky výroby bol stále najlepší a dopyt po ňom neustával. Do roku 1897 bolo vyrobených asi 42 tisíc týchto motorov rôznych objemov. Skutočnosť, že sa ako palivo používal ľahký plyn, však značne zúžila rozsah prvých spaľovacích motorov. Počet osvetľovacích a plynárenských závodov bol zanedbateľný aj v Európe a v Rusku boli len dve - v Moskve a Petrohrade.

2. Hľadanie nového paliva

Hľadanie nového paliva pre spaľovací motor sa preto nezastavilo. Niektorí vynálezcovia sa pokúsili použiť paru kvapalného paliva ako plyn. V roku 1872 sa americký Brighton pokúsil použiť petrolej v tejto kapacite. Petrolej sa však zle odparoval a Brighton prešiel na ľahší ropný produkt – benzín. Aby však motor na kvapalné palivo úspešne konkuroval plynovému motoru, bolo potrebné vytvoriť špeciálne zariadenie na odparovanie benzínu a získavanie jeho horľavej zmesi so vzduchom.

Brighton v tom istom roku 1872 prišiel s jedným z prvých takzvaných „odparovacích“ karburátorov, ktorý však nefungoval uspokojivo.

2 .1 Benzínový motor

spracovateľný Plynový motor sa objavil až o desať rokov neskôr. Vynašiel ho nemecký inžinier Gottlieb Daimler. Dlhé roky pôsobil vo firme Otto a bol členom jej predstavenstva. Začiatkom 80. rokov navrhol svojmu šéfovi projekt kompaktného benzínového motora, ktorý by sa dal využiť v doprave. Otto na Daimlerov návrh zareagoval chladne. Potom Daimler spolu so svojím priateľom Wilhelmom Maybachom urobili odvážne rozhodnutie - v roku 1882 opustili firmu Otto, získali malú dielňu neďaleko Stuttgartu a začali pracovať na svojom projekte.

Problém, ktorému čelili Daimler a Maybach, nebol jednoduchý: rozhodli sa vytvoriť motor, ktorý by nevyžadoval plynový generátor, bol by veľmi ľahký a kompaktný, no zároveň dostatočne výkonný na pohyb posádky. Daimler očakával zvýšenie výkonu zvýšením otáčok hriadeľa, ale na to bolo potrebné zabezpečiť požadovanú frekvenciu zapaľovania zmesi. V roku 1883 vznikol prvý žeravý benzínový motor so zapaľovaním z rozžeravenej trubice vloženej do valca.

Proces vyparovania kvapalného paliva v prvých benzínových motoroch zanechal veľa požiadaviek. Preto vynález karburátora urobil skutočnú revolúciu v konštrukcii motorov. Jeho tvorcom je maďarský inžinier Donat Banki. V roku 1893 si nechal patentovať prúdový karburátor, ktorý bol prototypom všetkých moderných karburátorov. Na rozdiel od svojich predchodcov Banki navrhol benzín neodparovať, ale jemne ho rozprášiť do vzduchu. Tým sa zabezpečilo jeho rovnomerné rozloženie po valci a samotné vyparovanie prebiehalo už vo valci pôsobením kompresného tepla. Na zabezpečenie rozprašovania sa benzín nasával prúdom vzduchu cez dávkovaciu trysku a stálosť zmesi sa dosahovala udržiavaním konštantnej hladiny benzínu v karburátore. Prúd bol vyrobený vo forme jedného alebo viacerých otvorov v trubici, umiestnených kolmo na prúdenie vzduchu. Na udržanie tlaku bola zabezpečená malá nádrž s plavákom, ktorý udržiaval hladinu v danej výške, takže množstvo nasávaného benzínu bolo úmerné množstvu prichádzajúceho vzduchu.

Prvé spaľovacie motory boli jednovalcové a pre zvýšenie výkonu motora väčšinou zväčšovali objem valca. Potom to začali dosahovať zvýšením počtu valcov.

Prvý model benzínového motora bol určený pre priemyselnú stacionárnu inštaláciu.

Koncom 19. storočia sa objavili dvojvalce a od začiatku 20. storočia sa začali rozširovať štvorvalce.

2.2 ODbudovy dieselmotor s vnútorným spaľovaním

V roku 1824 Sadi Carnot sformuloval myšlienku Carnotovho cyklu a tvrdil, že v najúspornejšom tepelnom motore je potrebné zohriať pracovnú tekutinu na teplotu spaľovania paliva „zmenou objemu“, tj. rýchla kompresia. V roku 1890 Rudolf Diesel navrhol vlastný spôsob uvedenia tohto princípu do praxe. Patent na svoj motor dostal 23. februára 1892 (v USA 1895), v roku 1893 vydal brožúru. Neskôr si nechal patentovať niekoľko ďalších dizajnových možností. Po niekoľkých neúspechoch prvú praktickú vzorku s názvom Dieselový motor zostrojil Diesel začiatkom roku 1897 a 28. januára toho istého roku bol úspešne otestovaný. Diesel sa aktívne venoval predaju licencií na nový motor. Napriek tomu vysoká účinnosť a jednoduchosť prevádzky v porovnaní s parným strojom, praktické využitie takéhoto motora bolo obmedzené: veľkosťou a hmotnosťou bol nižší ako vtedajšie parné stroje.

Prvé dieselové motory bežali na rastlinné oleje alebo ľahké ropné produkty. Zaujímavé je, že pôvodne navrhoval ako ideálne palivo uhoľný prach. Experimenty tiež ukázali nemožnosť použitia uhoľného prachu ako paliva - predovšetkým kvôli vysokým abrazívnym vlastnostiam samotného prachu a popola vznikajúceho pri spaľovaní; tam boli tiež veľké problémy s prívodom prachu do valcov. motor auta benzín

Inžinier Ackroyd Stewart predtým vyjadril podobné myšlienky a v roku 1886 zostrojil funkčný motor (pozri polodiesel). Navrhol motor, v ktorom bol vzduch nasávaný do valca, stláčaný a potom tlačený (na konci kompresného zdvihu) do zásobníka, do ktorého bolo vstrekované palivo. Pre naštartovanie motora bola nádoba zvonku vyhrievaná lampou a po naštartovaní bola zachovaná nezávislá prevádzka bez dodatočného prívodu tepla. Ackroyd Stewart neuvažoval o výhodách chodu z vysokej kompresie, len experimentoval s možnosťami eliminácie sviečok z motora, teda nevenoval pozornosť najväčšej výhode – úspore paliva.

Bez ohľadu na Diesel, v roku 1898 v Putilovskom závode v Petrohrade inžinier Gustav Trinkler zostrojil prvý na svete „bezkompresorový olejový motor vysoký tlak“, teda naftový motor vo svojom moderná forma s predkomorou, ktorá sa nazývala „Trinkler Motor“. Pri porovnaní motorov vyrobených Diesel Motor a Trinkler Motor sa ruský dizajn, ktorý sa objavil o rok a pol neskôr ako nemecký a testovaný o rok neskôr, ukázal ako oveľa vyspelejší a sľubnejší. Použitie hydraulického systému na čerpanie a vstrekovanie paliva eliminovalo potrebu samostatného vzduchový kompresor a umožnili zvýšiť rýchlosť otáčania. „Trinkler-motors“ nemali vzduchový kompresor a prívod tepla v nich bol v porovnaní s dieselovým motorom postupnejší a dlhší. Ruský dizajn sa ukázal ako jednoduchší, spoľahlivejší a sľubnejší ako nemecký. Pod tlakom Nobelovej ceny a ďalších držiteľov Dieselových licencií však boli práce na motore v roku 1902 zastavené.

V roku 1898 Emmanuel Nobel kúpil licenciu na spaľovací motor Rudolfa Diesela. Motor bol prispôsobený na prevádzku na olej, nie na petrolej. Od roku 1899 je spustený strojársky závod Ludwiga Nobela v Petrohrade masová výroba dieselové motory. V roku 1900 na Svetovej výstave v Paríži získal dieselový motor Grand Prix, k čomu prispela správa, že Nobelova továreň v Petrohrade spustila výrobu motorov na ropu. Tento motor sa v Európe nazýval „ruský diesel“. Prvýkrát postavil a implementoval vynikajúci ruský inžinier Arshaulov palivové čerpadlo vysoký tlak pôvodnej konštrukcie - poháňaný vzduchom stlačeným vo valci, pracujúci s bezkompresorovou tryskou (V. T. Tsvetkov, "Spaľovacie motory", MASHGIZ, 1954).

V súčasnosti sa na označenie vznetových spaľovacích motorov používa výraz „dieselový motor“, „dieselový motor“ alebo jednoducho „diesel“, pretože teória Rudolfa Diesela sa stala základom pre vytvorenie moderných motorov tohto typu. V budúcnosti, asi 20-30 rokov, boli takéto motory široko používané v stacionárnych mechanizmoch a elektrárňach. námorné plavidlá avšak vtedy existujúce systémy vstrekovania paliva so vzduchovými kompresormi neumožňovali použitie dieselové motory vo vysokorýchlostných jednotkách. malá rýchlosť rotácia, značná hmotnosť vzduchového kompresora potrebná na prevádzku systému vstrekovania paliva znemožňovala použitie prvých dieselových motorov vo vozidlách.

V 20. rokoch 20. storočia nemecký inžinier Robert Bosch zdokonalil vstavané vysokotlakové palivové čerpadlo, zariadenie, ktoré je široko používané dodnes. Vytvoril aj úspešnú úpravu bezkompresorovej trysky. Vysokootáčkový dieselový motor požadovaný v tejto podobe sa stáva čoraz obľúbenejším ako pohonná jednotka pre pomocnú a verejnú dopravu, ale argumenty v prospech karburátorové motory(tradičný princíp činnosti, ľahkosť a nízke výrobné náklady) im umožnili veľký dopyt po inštalácii na osobné a malé nákladné autá: od 50-tych - 60-tych rokov XX storočia sa na nákladné autá vo veľkom montoval dieselový motor a dodávky a v 70. rokoch, po prudkom náraste cien pohonných hmôt, mu svetoví výrobcovia lacných malých osobných áut venujú vážnu pozornosť.

V nasledujúcich rokoch došlo k nárastu popularity dieselových motorov pre automobily a kamióny, a to nielen z dôvodu ich nákladovej efektívnosti a trvanlivosti, ale aj z dôvodu nižšej toxicity emisií do atmosféry. Všetci poprední európski výrobcovia automobilov majú teraz modely s dieselovým pohonom.

Dieselové motory sa používajú aj na železnici. Lokomotívy využívajúce dieselový motor - dieselové lokomotívy - sú hlavným typom lokomotív v neelektrifikovaných oblastiach, ktoré vďaka autonómii dopĺňajú elektrické lokomotívy. Dieselové lokomotívy prepravujú v Rusku až 40 % nákladu a cestujúcich, vykonávajú 98 % posunovacích prác. Existujú aj samostatné motorové vozne, motorové vozne a motorové vozidlá, ktoré sú široko používané v elektrifikovaných a neelektrifikovaných úsekoch na údržbu a opravy trate a infraštruktúry. Niekedy sa motorové vozidlá a malé dieselové vlaky nazývajú železničné autobusy.

Záver

To bola cesta vývoja spaľovacích motorov, ktoré priniesli do našich životov komfort a rýchlosť pohybu. ICE sú v súčasnosti široko používané v automobilovom priemysle, letectve, lodnom vybavení atď. Ďalší vývoj tohto smeru ukáže čas, ale teraz dizajnéri ponúkajú celkom zaujímavé alternatívy ICE.

Bibliografia

1. It-day.ru/technic/65-dvs/html

2. Pro-tank.ru/nachalo-tankostroeniya/253-dvidateli

3. Autology/jimdo.com

4. „Auto. Zariadenie. Údržba a opravy” Autori: Milushin, Nadezhdin, Plechanov, Shestopalov. Moskva. "Doprava" 1966

6." Technická prevádzka autá“ Autori: Kuznecov. Moskva. "Doprava" 1991

Hostené na Allbest.ru

Podobné dokumenty

Všeobecné informácie o spaľovacom motore, jeho konštrukčných a prevádzkových vlastnostiach, výhodách a nevýhodách. Pracovný proces motora, spôsoby zapaľovania paliva. Hľadaj návod na zlepšenie konštrukcie spaľovacieho motora.

abstrakt, pridaný 21.06.2012


Charakteristika motorovej nafty spaľovacích motorov. Výpočet stechiometrického množstva vzduchu na 1 kg paliva, objemových podielov splodín horenia a parametrov výmeny plynov. Budovanie graf indikátorov, kontrakčné a expanzné polytropy.

ročníková práca, pridaná 15.04.2011


Zváženie termodynamických obehov spaľovacích motorov s dodávkou tepla pri konštantnom objeme a tlaku. Tepelný výpočet motora D-240. Výpočet procesov nasávania, kompresie, spaľovania, expanzie. Efektívne ukazovatele spaľovacieho motora.

ročníková práca, pridaná 24.05.2012


všeobecné charakteristiky lodný dieselový spaľovací motor. Výber hlavných motorov a ich hlavných parametrov v závislosti od typu a výtlaku plavidla. Algoritmus pre tepelný a dynamický výpočet spaľovacích motorov. Výpočet pevnosti častí motora.

semestrálna práca, pridaná 6.10.2014


Opis spaľovacieho motora ako zariadenia, v ktorom sa chemická energia paliva premieňa na užitočnú mechanickú prácu. Rozsah tohto vynálezu, história vývoja a zlepšovania, jeho výhody a nevýhody.

prezentácia, pridaná 12.10.2011


História vývoja turbodúchadiel a konštrukcie vzoriek spaľovacích motorov. Použitie turbodúchadla v dieselových motoroch ťažkých nákladných vozidiel. Hlavná úloha medzichladiča. Systém zapaľovania a elektronické vstrekovanie paliva.

kontrolné práce, doplnené 15.02.2012


Všeobecné informácie o zariadení spaľovacieho motora, koncepcia reverzných termodynamických cyklov. Pracovné procesy v piestových a kombinovaných motoroch. Parametre charakterizujúce piestové a naftové motory. Zloženie a výpočet spaľovania paliva.

ročníková práca, pridaná 22.12.2010


Spaľovací motor (ICE) je zariadenie, ktoré premieňa tepelnú energiu získanú spaľovaním paliva vo valcoch na mechanickú prácu. Pracovný cyklus štvortaktného karburátorového motora.

abstrakt, pridaný 01.06.2005


Všeobecné umiestnenie opísaného podniku, jeho Organizačná štruktúra. Piest spaľovacieho motora: konštrukcia, materiály a princíp činnosti. Popis konštrukcie a servisného účelu dielu. Výber rezných a meracích nástrojov.

správa z praxe, pridaná 14.05.2012


Výpočet hlavných parametrov motora ZIL-130. Podrobnosti, mechanizmy, modely hlavných motorových systémov. Množstvo vzduchu, ktoré sa podieľa na spaľovaní 1 kg paliva. Výpočet parametrov sacieho procesu, spaľovacieho procesu. Vnútorná energia produktov spaľovania.

2. História vzniku a vývoja spaľovacích motorov

Asi 120 rokov si človek nevie predstaviť život bez auta. Skúsme sa pozrieť do minulosti – k samotnému vzniku základov základov moderného automobilového priemyslu.

Prvé pokusy o vytvorenie spaľovacieho motora sa datujú do 17. storočia. Experimenty E. Toricelliho, B. Pascala a O. Guerickeho podnietili vynálezcov použiť tlak vzduchu ako hnaciu silu v atmosférických strojoch. Jedným z prvých, ktorý takéto stroje ponúkal, boli Abbé Ottefel (1678-1682) a H. Huygens (1681). Na pohyb piestu vo valci navrhli použiť výbuchy strelného prachu. Preto možno Ottefela a Huygensa považovať za priekopníkov v oblasti spaľovacích motorov.

Francúzsky vedec Denis Papin, vynálezca odstredivého čerpadla, parného kotla s bezpečnostný ventil, prvý piestový stroj poháňaný parou. Prvý, kto sa pokúsi implementovať princíp ICE, bol Angličan Robert Street (pat. č. 1983, 1794). Motor sa skladal z valca a pohyblivého piestu. Na začiatku pohybu piestu sa do valca dostala zmes prchavej kvapaliny (alkoholu) a vzduchu, kvapalina a para kvapaliny sa zmiešali so vzduchom. V polovici zdvihu piesta sa zmes vznietila a vyhodila piest.

V roku 1799 francúzsky inžinier Philippe Lebon objavil osvetľovací plyn a získal patent na použitie a spôsob získavania osvetľovacieho plynu suchou destiláciou dreva alebo uhlia. Tento objav mal veľký význam predovšetkým pre rozvoj osvetľovacej techniky, ktorá veľmi skoro začala úspešne konkurovať drahým sviečkam. Svietiaci plyn bol však vhodný nielen na svietenie. V roku 1801 si Le Bon nechal patentovať konštrukciu plynového motora. Princíp fungovania tohto stroja bol založený na známej vlastnosti plynu, ktorý objavil: jeho zmes so vzduchom pri zapálení explodovala, pričom sa uvoľnilo veľké množstvo tepla. Produkty spaľovania sa rýchlo rozširovali a vyvíjali silný tlak na životné prostredie. Vytvorením vhodných podmienok je možné využiť uvoľnenú energiu v záujme človeka. Motor Lebon mal dva kompresory a zmiešavaciu komoru. Jeden kompresor mal pumpovať do komory stlačený vzduch a druhý stlačený ľahký plyn z plynového generátora. Zmes plynu a vzduchu sa potom dostala do pracovného valca, kde sa vznietila. Motor bol dvojčinný, to znamená, že pracovné komory pôsobili striedavo na obe strany piestu. Lebon v podstate podporoval myšlienku spaľovacieho motora, ale R. Street a F. Lebon sa nepokúšali realizovať svoje nápady.

V nasledujúcich rokoch (do roku 1860) bolo neúspešných aj niekoľko pokusov o vytvorenie spaľovacieho motora. Hlavné ťažkosti pri vytváraní spaľovacieho motora boli spôsobené nedostatkom vhodného paliva, ťažkosťami pri organizácii procesov výmeny plynu, dodávky paliva a zapaľovania paliva. Do značnej miery dokázal tieto ťažkosti obísť Robert Stirling, ktorý vytvoril v rokoch 1816-1840. motor s vonkajším spaľovaním a regenerátorom. V Stirlingovom motore premena vratného pohybu piestu na rotačný pohyb sa uskutočnilo pomocou kosoštvorcového mechanizmu a ako pracovná tekutina sa použil vzduch.

Jedným z prvých, ktorí upozornili na reálnu možnosť vytvorenia spaľovacieho motora, bol francúzsky inžinier Sadi Carnot (1796-1832), ktorý sa zaoberal teóriou tepla, teóriou tepelných motorov. Vo svojej eseji „Myšlienky o hnacej sile ohňa ao strojoch schopných túto silu vyvinúť“ (1824) napísal: „Zdalo by sa nám výhodnejšie vzduch najprv stlačiť čerpadlom a potom ho nechať prejsť cez úplne uzavretá pec, zavádzajúca palivo v malých častiach pomocou úprav, ktoré sa dajú ľahko implementovať; potom nechajte vzduch pracovať v piestovom valci alebo v akejkoľvek inej expandujúcej nádobe a nakoniec ho vyhoďte do atmosféry alebo ho nechajte prejsť do parného kotla, aby využil zostávajúcu teplotu. Hlavné ťažkosti, s ktorými sa stretávame pri tomto druhu operácií, sú: uzavrieť ohnisko do miestnosti s dostatočnou pevnosťou a súčasne udržiavať spaľovanie v správnom stave, udržiavať rôzne časti zariadenia na miernej teplote a zabrániť rýchlemu poškodeniu valca a piest; Nemyslíme si, že by tieto ťažkosti boli neprekonateľné.“ Carnot Sadi. Úvaha o hnacej sile ohňa a strojoch schopných túto silu vyvinúť / S. Carnot. - M. - Petr.: Štátne nakladateľstvo, 1953. - 76 s. Myšlienky S. Carnota však jeho súčasníci neocenili. Až o 20 rokov neskôr na ne prvýkrát upozornil francúzsky inžinier E. Clapeyron (1799-1864), autor známej stavovej rovnice. Vďaka Clapeyronovi, ktorý používal Carnotovu metódu, začala Carnotova obľuba rýchlo rásť. V súčasnosti je Sadi Carnot všeobecne uznávaný ako zakladateľ tepelného inžinierstva.

V nasledujúcich rokoch sa niekoľko vynálezcov z rôznych krajín pokúsilo vytvoriť funkčný motor s použitím plynu. Všetky tieto pokusy však neviedli k tomu, že sa na trhu objavili motory, ktoré by mohli úspešne konkurovať parnému stroju. Pocta vytvoriť komerčne úspešný spaľovací motor patrí francúzskemu vynálezcovi (belgického pôvodu) Jeanovi Etienneovi Lenoirovi. Počas práce v galvanovni prišiel Lenoir s nápadom, že zmes vzduchu a paliva v plynovom motore by sa dala zapáliť pomocou elektrickej iskry. 24. januára 1860 Lenoir dostal patent na spaľovací motor a do konca roku 1860 bol motor vyrobený. Motor bežal na ľahký plyn bez predkompresie. Pri časti zdvihu piesta z TDC do BDC sa do valca dostala zmes vzduchu a plynu a následne bola zmes zapálená elektrickou iskrou (príloha 2).

Lenoir nebol okamžite úspešný. Po tom, čo bolo možné vyrobiť všetky diely a zmontovať stroj, ešte chvíľu pracoval a zastavil sa, pretože vplyvom zahrievania sa piest roztiahol a zasekol vo valci. Lenoir vylepšil svoj motor premýšľaním o systéme vodného chladenia. Aj druhý pokus o štart však skončil neúspechom pre zlý zdvih piestu. Lenoir svoj dizajn doplnil o systém mazania. Až potom sa motor rozbehol. Už prvé nedokonalé návrhy demonštrovali značné výhody spaľovacieho motora v porovnaní s parným strojom. Dopyt po motoroch rýchlo rástol a v priebehu niekoľkých rokov postavil J. Lenoir vyše 300 motorov. Ako prvý použil spaľovací motor ako a elektráreň na rôzne účely. Tento model bol však nedokonalý, účinnosť nepresiahla 4 %.

V roku 1862 francúzsky inžinier A.Yu. Beau de Rochas požiadal o patent na francúzskom patentovom úrade (dátum priority 1. januára 1862), v ktorom objasnil myšlienku vyjadrenú Sadim Carnotom v oblasti konštrukcie motora a jeho pracovných procesov. (Na túto petíciu sa spomenulo až pri patentových sporoch o prednosť vynálezu N. Otta). Beau de Rocha navrhol realizovať nasávanie horľavej zmesi pri prvom zdvihu piesta, stláčanie zmesi - pri druhom zdvihu piesta, spaľovanie zmesi - pri krajnej hornej polohe piesta a expanzia produktov spaľovania - počas tretieho zdvihu piestu; uvoľňovanie produktov spaľovania - počas štvrtého zdvihu piestu. Pre nedostatok financií sa ho však nepodarilo zrealizovať.

Tento cyklus o 18 rokov neskôr uskutočnil nemecký vynálezca Otto Nikolaus August v spaľovacom motore, ktorý pracoval podľa štvortaktnej schémy: nasávanie, kompresia, zdvih, výfukové plyny. Boli to úpravy tohto motora, ktoré dostali najrozšírenejšie. Za viac ako storočie, ktoré sa právom nazýva „automobilová éra“, sa všetko zmenilo – formy, technológie, riešenia. Niektoré značky zanikli a iné ich nahradili. Prešlo niekoľko kôl vývoja automobilová móda. Jedna vec zostáva nezmenená - počet cyklov, v ktorých motor pracuje. A v histórii automobilového priemyslu je toto číslo navždy spojené s menom nemeckého vynálezcu-samouka Otta. Spolu s významným priemyselníkom Eugenom Langenom vynálezca založil v Kolíne nad Rýnom Otto & Co. – a sústredil sa na hľadanie najlepšieho riešenia. 21. apríla 1876 získal patent na ďalšiu verziu motora, ktorá bola predstavená o rok neskôr na parížskej výstave v roku 1867, kde mu bola udelená veľká zlatá medaila. Na konci roku 1875 Otto dokončil vývoj projektu zásadne nového prvého 4-taktného motora na svete. Výhody štvortaktného motora boli zrejmé a N. Otto vydal 13. marca 1878 nemecký patent č.532 na štvortaktný spaľovací motor (príloha 3). závod vyrobil 6000 motorov.

Experimenty na vytvorenie takejto jednotky sa robili už predtým, ale autori narazili na množstvo problémov, predovšetkým, že záblesky horľavej zmesi vo valcoch sa vyskytovali v takých neočakávaných sekvenciách, že nebolo možné zabezpečiť hladký a konštantný prenos výkonu. . Ale práve jemu sa podarilo nájsť jediné správne riešenie. Empiricky zistil, že neúspechy všetkých doterajších pokusov súviseli jednak s nesprávnym zložením zmesi (pomery paliva a okysličovadla), ako aj s falošným algoritmom synchronizácie systému vstrekovania paliva a jeho spaľovania.

Významne prispel k vývoju spaľovacích motorov aj americký inžinier Brighton, ktorý navrhol kompresorový motor s konštantným spaľovacím tlakom, karburátor.

Priorita J. Lenoira a N. Otta pri vytváraní prvých účinných spaľovacích motorov je teda nespochybniteľná.

Výroba spaľovacích motorov sa neustále zvyšuje a ich konštrukcia sa zlepšuje. V rokoch 1878-1880. začala sa výroba dvojtaktných motorov, navrhnutých nemeckými vynálezcami Wittigom a Hessom, anglickým podnikateľom a inžinierom D. Klerkom, a od roku 1890 - dvojtaktné motory s preplachovaním kľukovej komory (anglický patent č. 6410, 1890). Použitie kľukovej komory ako vyplachovacieho čerpadla o niečo skôr navrhol nemecký vynálezca a podnikateľ G. Daimler. V roku 1878 Karl Benz vybavený trojkolkou s motorom 3 hp, ktorý vyvinul rýchlosť cez 11 km/h. Vytvoril aj prvé autá s jedno- a dvojvalcovými motormi. Valce boli umiestnené horizontálne, krútiaci moment sa prenášal na kolesá pomocou remeňového pohonu. V roku 1886 bol K. Benzovi vydaný nemecký patent na auto č. 37435 s prioritou z 29. januára 1886. Na svetovej výstave v Paríži v roku 1889 bolo Benzovo auto jediné. Týmto autom sa začína intenzívny rozvoj automobilového priemyslu.

Ďalšou významnou udalosťou v histórii spaľovacích motorov bol vývoj spaľovacieho motora so vznetovým zapaľovaním. V roku 1892 si nemecký inžinier Rudolf Diesel (1858-1913) patentoval a v roku 1893 opísal v brožúre Teória a konštrukcia racionálneho tepelný motor nahradiť parné stroje a v súčasnosti známe tepelné motory „motor pracujúci na Carnotovom cykle. V nemeckom patente č. 67207 s prioritou z 28. februára 1892 „Pracovný postup a spôsob výroby jednovalcového a viacvalcového motora“ bol princíp činnosti motora uvedený nasledovne: Tamže.

1. Pracovný proces v spaľovacích motoroch je charakteristický tým, že piest vo valci stláča vzduch alebo nejaký indiferentný plyn (paru) so vzduchom tak silno, že výsledná kompresná teplota je výrazne vyššia ako zápalná teplota paliva. V tomto prípade sa spaľovanie postupne zavádza po mŕtvy stred palivo sa vykonáva tak, aby nedošlo k výraznému zvýšeniu tlaku a teploty vo valci motora. Následne po prerušení prívodu paliva dochádza vo valci k ďalšej expanzii plynnej zmesi.

2. Na realizáciu pracovného postupu opísaného v odseku 1 je k pracovnému valcu pripojený viacstupňový kompresor s prijímačom. Je tiež možné pripojiť niekoľko pracovných valcov k sebe alebo k valcom na predbežné stlačenie a následné rozšírenie.

R. Diesel zostrojil prvý motor do júla 1893. Predpokladalo sa, že kompresia bude vykonaná na tlak 3 MPa, teplota vzduchu na konci kompresie dosiahne 800 C a palivo (uhoľný prášok) bude vstrekované priamo do valca. Pri štartovaní prvého motora došlo k výbuchu (ako palivo bol použitý benzín). V roku 1893 boli vyrobené tri motory. Poruchy pri prvých motoroch prinútili R. Diesel opustiť izotermické spaľovanie a prejsť na cyklus so spaľovaním pri konštantnom tlaku.

Začiatkom roku 1895 bol úspešne otestovaný prvý kompresorový motor na kvapalné palivo (petrolej) a v roku 1897 sa začalo obdobie rozsiahleho testovania nového motora. Efektívna účinnosť motora bola 0,25, mechanická účinnosť bola 0,75. Prvý spaľovací motor so vznetovým zapaľovaním na priemyselné účely zostrojil v roku 1897 strojársky závod v Augsburgu. Na výstave v Mníchove v roku 1899 už 5 motorov R. Diesel prezentovali strojárske závody Otto-Deutz, Krupp a Augsburg. Motory R. Diesel boli úspešne predvedené aj na svetovej výstave v Paríži (1900). V budúcnosti našli široké uplatnenie a podľa mena vynálezcu sa nazývali "dieselové motory" alebo jednoducho "diesely".

V Rusku sa prvé kerozínové motory začali vyrábať v roku 1890 v E.Ya. Bromley (štvortaktné kalorizátory) a od roku 1892 v mechanickom závode E. Nobela. V roku 1899 získal Nobel právo na výrobu motorov R. Diesel a v tom istom roku ich závod začal vyrábať. Konštrukciu motora vyvinuli špecialisti závodu. Motor vyvinul výkon 20-26 koní, pracoval na ropu, solárny olej, petrolej. Špecialisti závodu vyvinuli aj vznetové motory. Postavili prvé krížové motory, prvé motory do V, dvojtaktné motory s priamym prietokovým ventilom a schémami preplachovania slučky, dvojtaktné motory, v ktorých sa preplachovanie vykonávalo v dôsledku plynodynamických javov vo výfukovom kanáli. Výroba vznetových motorov sa začala v rokoch 1903-1911. v závodoch parných lokomotív Kolomna, Sormovo, Charkov, v závodoch Felzer v Rige a Nobel v Petrohrade, v závode na stavbu lodí Nikolaev. V rokoch 1903-1908. Ruský vynálezca a podnikateľ Ya.V. Mamin vytvoril niekoľko funkčných vysokootáčkových motorov s mechanickým vstrekovaním paliva do valca a kompresným zapaľovaním, ktorých výkon v roku 1911 bol už 25 koní. Vstrekovanie paliva sa uskutočňovalo v predkomore, vyrobenej z liatiny s medenou vložkou, čo umožnilo získať vysoká teplota povrchy predkomory a spoľahlivé samovznietenie. Bol to prvý bezkompresorový naftový motor na svete Shepelev A.N. Esej o živote a diele vynálezcu Ya.V. Mamina / A.N. Shepelev, A. A. Derevyanchenko, Ya. Mamin. - Čeľabinsk: Južno-Ural. kniha. vydavateľstvo, 1988. V roku 1906 profesor Moskovskej vyššej technickej školy V.I. Grinevetsky navrhol konštrukciu motora s dvojitou kompresiou a expanziou - prototyp kombinovaného motora. Vyvinul tiež metódu tepelného výpočtu pracovných procesov, ktorú následne vyvinul N.R. Briling a E.K. Mazing a dnes nestratil svoj význam. Ako vidíte, špecialisti predrevolučného Ruska nepochybne vykonali veľký nezávislý vývoj v oblasti vznetových motorov. Úspešný rozvoj dieselového priemyslu v Rusku sa vysvetľuje skutočnosťou, že Rusko malo svoj vlastný olej a dieselové motory najlepšie vyhovovali potrebám malých podnikov, takže výroba dieselových motorov v Rusku začala takmer súčasne s krajinami západnej Európy.

V porevolučnom období sa úspešne rozvíjalo aj domáce strojárstvo. Do roku 1928 sa už v krajine vyrábalo cez 45 typov motorov s celkovým výkonom asi 110 tisíc kW. V rokoch prvých päťročných plánov sa začala výroba automobilových a traktorových motorov, lodných a stacionárne motory s výkonom až 1500 kW vznikol letecký dieselový motor, tankový dieselový motor V-2, ktorý do značnej miery predurčil vysoké taktické a technické vlastnosti obrnených vozidiel krajiny. Významne prispeli k rozvoju výroby domácich motorov vynikajúci sovietski vedci: N.R. Briling, E.K. Mazing, V.T. Tsvetkov, A.S. Orlin, V.A. Vanscheidt, N.M. Glagolev, M.G. Kruglov a ďalší.

Z vývoja v oblasti tepelných motorov v posledných desaťročiach dvadsiateho storočia treba spomenúť tri najdôležitejšie: vytvorenie funkčného dizajnu nemeckého inžiniera Felixa Wankela. motor s rotačným piestom, vysoko preplňovaný kombinovaný motor a motor s vonkajším spaľovaním konkurencieschopný s vysokorýchlostnou naftou. Vzhľad Wankelovho motora bol privítaný s nadšením. Vďaka malej špecifickej hmotnosti a rozmerom, vysokej spoľahlivosti sa RPD rýchlo rozšírilo hlavne v osobných automobiloch, letectve, lodiach a stacionárne inštalácie. Licenciu na výrobu motora F. Wankel získalo viac ako 20 spoločností, medzi nimi napríklad General Motors, Ford. Do roku 2000 bolo vyrobených viac ako dva milióny vozidiel s RPD. Pyatov I. Felix Wankel - vynálezca motora s rotačným piestom / I. Pyatov // Motor. - 2001. - č.4.

V posledných rokoch pokračuje proces zlepšovania a zlepšovania výkonu benzínových motorov a dieselových motorov. Vývoj benzínových motorov sa uberá cestou zlepšovania ich environmentálneho výkonu, účinnosti a výkonu prostredníctvom širšieho využívania a zlepšovania systému vstrekovania benzínu do valcov; použitie elektronických systémov riadenia vstrekovania, vrstvenie náplne v spaľovacej komore s chudobnou zmesou pri čiastočnom zaťažení; zvýšenie energie elektrickej iskry pri zapaľovaní atď. Výsledkom je, že účinnosť pracovného cyklu benzínových motorov sa blíži účinnosti dieselových motorov.

Na zlepšenie technického a ekonomického výkonu dieselových motorov sa využíva zvýšenie vstrekovacieho tlaku paliva, používajú sa riadené dýzy, zvyšujúce priemerný efektívny tlak posilňovaním a ochladzovaním plniaceho vzduchu a využívajú sa opatrenia na zníženie toxicity výfukových plynov.

Neustále zdokonaľovanie spaľovacích motorov im teda zabezpečilo dominantné postavenie a až v letectve stratil spaľovací motor svoje postavenie. motor s plynovou turbínou. Pre iné odvetvia Národné hospodárstvo alternatívne elektrárne s nízkym výkonom, také všestranné a ekonomické ako spaľovací motor, ešte neboli navrhnuté. Spaľovací motor je preto dlhodobo považovaný za hlavný typ elektrárne stredného a malého výkonu pre dopravu a iné odvetvia národného hospodárstva.

Analýza činnosti ropnej spoločnosti JSC "Samotlorneftegaz"

TNK-BP je jednou z popredných ropných spoločností v Rusku a jednou z desiatich najväčších súkromných ropných spoločností na svete, pokiaľ ide o produkciu ropy...

Analýza činnosti jednotného komunálneho podniku "Nižneudinská pekáreň"

Jednotný obecný podnik "Nizhneudinskiy HLEBOZAVOD" a jeho predchodcovia. Jednotný archívny fond. V roku 1931 20. storočia bola v meste Nižneudinsk medzi riekou Uda a jej kanálom Zastrjanka postavená remeselná pekáreň...

Analýza činnosti Uralského centra pre normalizáciu, metrológiu a certifikáciu (FGU "Uraltest")

V roku 1899 navštívil Ural a Sibír veľký ruský vedec Dmitrij Ivanovič Mendelejev (1834-1907), ktorý na Ural dorazil ako vedúci expedície, ktorej úlohou bolo študovať baníctvo...

Analýza účinnosti spaľovacieho motora

Spaľovací motor je piestový tepelný motor, v ktorom procesy spaľovania paliva, uvoľňovania tepla a jeho premeny na mechanickú prácu prebiehajú priamo vo valci motora ...

Skúmanie vplyvu koncentrácie alkálií na štruktúru dispergovaných práškov a vlastnosti keramických materiálov z nich spekaných

Dodatočná oxidácia výfukových plynov spaľovacích motorov (ICE) je jedným z najkomplexnejších a najnaliehavejších problémov ochrany životného prostredia pred znečistením toxickými látkami...

História moderných buldozérov

Slovo „buldozér“ sa objavilo na konci 19. storočia – označovalo akúkoľvek silu schopnú pohybovať veľkou hmotou. V roku 1929 sa objavil prvý buldozér - obrovský a hlučný stroj ...

História vzniku a vývoja spaľovacích motorov

V súčasnosti sú najpoužívanejšie spaľovacie motory (ICE) - typ motora, tepelný motor, v ktorom sa používa chemická energia paliva (spravidla sa používajú kvapalné alebo plynné uhľovodíkové palivá) ...

Korózno-mechanické opotrebovanie zariadení

Piestne krúžky a vložky valcov (vložky) motorov vyrobených z liatiny v prítomnosti elektrolytu tvoria galvanické páry navzájom aj medzi konštrukčnými zložkami liatiny - perlit, grafit ...

Projekt rekonštrukcie motorovej časti v podmienkach OOO "Autoexpress"

Spoločnosť Autoexpress LLC bola založená v roku 1997 s cieľom propagácie ochranná známka Subaru na ukrajinskom trhu. Nachádza sa na adrese: Doneck, Ilyich Ave., 65...

Dizajn pracovného telesa škrabky

Prvé zemné stroje sa vykonávali na valcoch, neskôr na drevených a kovových kolesách. Keď sa výkon a hmotnosť strojov zvyšovali, tlak na zem sa zvýšil ...

Robiť to ako ľahké a výkonný motor je najvyššou prioritou všetkých inžinierov automobilové spoločnosti, ktorú sa s istým úspechom snažia riešiť už viac ako sto rokov. Vložka valca je dôležitou súčasťou bloku valcov...

Vývoj a výskum automatizovaného zariadenia na laserové tepelné kalenie vložiek valcov na báze motorov s dutým rotorom

Blok valcov alebo bloková kľuková skriňa je základom motora. Na ňom a vo vnútri sú hlavné mechanizmy a časti motorových systémov. Väčšina moderných kvapalinou chladených motorov má valec, v ktorom sa pohybuje piest...

piestový motor vnútorné spaľovanie sa nazýva taký tepelný motor, v ktorom dochádza k premene chemickej energie paliva na teplo a potom na mechanickú energiu vo vnútri pracovného valca ...

Tepelný výpočet spaľovacieho motora D-240

Technológia spracovania mäsových surovín v LLC KMP "Myasnaya Skazka" v Ťumeni

Závod mäsových polotovarov "Mäsová Skazka" je registrovaný na adrese Tyumen, Babarynka ulica, 20a/2. Výrobný areál sa nachádza v meste, čo zabezpečuje efektívny predaj hotových výrobkov...

Bez ohľadu na to, ako sa inžinieri XVIII-XIX storočia snažili. zvýšiť účinnosť parného stroja, stále zostávala príliš nízka. Motor, ktorý vypúšťa paru do okolia, v zásade nemohol mať účinnosť vyššiu ako 8-10% (napr. pri Wattovom parnom stroji to boli len 3-4%). Aj keď výkonnejšie parné elektrárne, úspešne používané v priemysle, železničnej a vodnej doprave, nemohli byť použité pre autá.

Dnešní rekordéri

Najmocnejší moderný motor vnútorné spaľovanie sa považuje za Wartsila-Sulzer RTA96-C. Má rozmery 27 x 17 ma vyvinie kapacitu asi 109 tisíc litrov. s. Táto jednotka beží na vykurovací olej a používa sa pri stavbe lodí. Titul najvýkonnejšieho automobilového motora si nárokuje motor inštalovaný na americkom superšportovom vozidle Vector WX-8. Jeho výkon je 1200 koní. s. (hoci v tlači je údaj 1850 k).

Nízky výkon parných strojov sa vysvetľuje postupným procesom: voda zohriata pri spaľovaní paliva sa mení na paru, ktorej energia sa premieňa na mechanickú prácu. Preto sú parné stroje klasifikované ako motory s vonkajším spaľovaním. A čo sa stane, ak použijete priamo vnútornú energiu paliva?

Prvý, kto začal experimentovať so spaľovacím motorom, bol holandský fyzik zo 17. storočia. Christian Huygens. Medzi jeho mnohými objavmi a vynálezmi sa nikdy nezrealizovaný projekt motora na čierny prach úplne stratil. V roku 1688 Francúz Denis Papin využil myšlienky Huygensa a navrhol zariadenie vo forme valca, v ktorom sa piest voľne pohyboval. Piest bol spojený lankom prehodeným cez blok so záťažou, ktorá sa za piestom tiež dvíhala a klesala. Do spodnej časti valca bol nasypaný pušný prach a následne zapálený. Výsledné plyny, expandujúce, tlačili piest nahor. Potom sa valec a piest naliali zvonku vodou, plyny vo valci sa ochladili a ich tlak na piest sa znížil. Piest v akcii vlastnou váhou a atmosferický tlak klesol pri zvyšovaní nákladu. Bohužiaľ, takýto motor nebol vhodný na praktické účely: technologický cyklus jeho prevádzky bol príliš komplikovaný a jeho použitie bolo dosť nebezpečné.

V dôsledku toho Papin opustil svoj nápad a ujal sa parný motor, a ďalší viac či menej úspešný pokus skonštruovať spaľovací motor urobil o 18 rokov neskôr Francúz José Nicephore Niepce, ktorý sa preslávil ako vynálezca fotografie. Spolu s bratom Claudom Niepceom vynašiel lodný motor používanie uhoľného prachu ako paliva. Motor, ktorý vynálezcovia nazvali „pyreolophor“ (v preklade z gréčtiny „unášaný ohnivým vetrom“), bol patentovaný, no nebolo možné ho zaviesť do výroby.

O rok neskôr dostal švajčiarsky vynálezca Francois Isaac de Rivaz vo Francúzsku patent na kočiar poháňaný spaľovacím motorom. Motor bol valec, v ktorom sa zapálil vodík vyrobený elektrolýzou. Pri explózii a expanzii plynu sa piest pohyboval nahor a pri pohybe nadol poháňal remenicu. Vojna de Rivaz bol dôstojníkom napoleonskej armády a zabránila mu dokončiť prácu na vynáleze, ktorý neskôr dal život celej rodine vodíkových motorov.

Pred niekoľkými rokmi bol francúzsky inžinier Philippe Lebon veľmi blízko k vytvoreniu peknej efektívny motor vnútorné spaľovanie, poháňané svietiplynom, zmesou horľavých plynov, najmä metánu a vodíka, získaných pri tepelnom spracovaní uhlia.

Neznámy umelec. Portrét Denisa Papina. 1689

Americké autá 30-tych rokov

V roku 1799 získal Le Bon patent na metódu výroby plynu suchou destiláciou dreva a o niekoľko rokov neskôr vyvinul dizajn motora, ktorý zahŕňal dva kompresory a zmiešavaciu komoru. Jeden kompresor mal pumpovať do komory stlačený vzduch, druhý stlačený ľahký plyn z plynového generátora. Zmes plynu a vzduchu sa dostala do pracovného valca, kde sa vznietila. Motor bol dvojčinný, t.j. striedavo pracujúce pracovné komory boli umiestnené na oboch stranách piestu. V roku 1804 vynálezca zomrel bez toho, aby mal čas uviesť svoj nápad do života.

V nasledujúcich rokoch mnoho vynálezcov odvrátilo Lebonove myšlienky, niektorí dokonca získali patenty na svoje motory, napríklad Briti Brown a Wright, ktorí používali ako palivo zmes vzduchu a plynu. Tieto motory boli dosť objemné a ich prevádzka bola nebezpečná. Základ k vytvoreniu ľahkého a kompaktného motora položil až v roku 1841 Talian Luigi Cristoforis, ktorý zostrojil motor fungujúci na princípe „kompresného zapaľovania“. Takýto motor mal čerpadlo, ktoré dodávalo ako palivo horľavý kvapalný petrolej. Jeho krajania Barzanti a Mattocci rozvinuli túto myšlienku a v roku 1854 predstavili prvý skutočný spaľovací motor. Pracoval na zmesi vzduchu s plynom a mal chladenie vodou. Od roku 1858 ho švajčiarska spoločnosť Escher-Wyss začala vyrábať v malých sériách.

Zároveň belgický inžinier Jean Etienne Lenoir, vychádzajúci z vývoja Le Bon, po niekoľkých neúspešných pokusoch vytvoril svoj vlastný model motora. Veľmi dôležitou inováciou bola myšlienka zapaľovania zmes vzduch-palivo s elektrickou iskrou. Lenoir tiež navrhol systém vodného chladenia a systém mazania pre lepší zdvih piestu. Účinnosť tohto motora nepresiahla 5%, bol palivovo neefektívny a príliš sa zahrieval, ale bol prvý komerčne úspešný projekt spaľovací motor pre potreby priemyslu. V roku 1863 sa ho pokúsili nainštalovať na auto, ale výkon bol 1,5 litra. s. nestačilo sa pohnúť. Keď Le Noir získal značné množstvo príjmov z vydania svojho motora, prestal pracovať na jeho vylepšovaní a úspešnejšími modelmi bol čoskoro vytlačený z trhu.

Spaľovací motor J. E. Lenoir.

V roku 1862 si francúzsky vynálezca Alphonse Beau de Rocha nechal patentovať zásadne nové zariadenie, prvý spaľovací motor na svete, v ktorom bol pracovný proces v každom z valcov ukončený dvoma otáčkami kľukového hriadeľa, t.j. štyrmi zdvihmi. piestu. Do komerčnej výroby štvortaktného motora sa však nikdy nedostalo. Na svetovej výstave v Paríži v roku 1867 zástupcovia závodu plynové motory Spoločnosť Deutz, ktorú založili inžinier Nicholas Otto a priemyselník Eugène Langen, demonštrovala motor navrhnutý podľa princípu Barzantiho Mattocciho. Tento agregát vytváral menej vibrácií, bol ľahší a preto čoskoro nahradil motor Lenoir.

Valec nového motora bol zvislý, otočný hriadeľ bol umiestnený nad ním na boku. Pozdĺž osi piestu bola k nemu pripevnená koľajnica spojená s hriadeľom. Hriadeľ zdvihol piest, vytvorilo sa pod ním vákuum a nasávala sa zmes vzduchu a plynu. Zmes sa potom zapálila otvoreným plameňom cez trubicu (Otto a Langen neboli odborníkmi na elektrotechniku ​​a opustili elektrické zapaľovanie). Pri explózii vzrástol tlak pod piestom, piest sa zdvihol, objem plynu sa zväčšil a tlak klesol. Piest najprv pod tlakom plynu a potom zotrvačnosťou stúpal, až sa pod ním opäť vytvorilo vákuum. Energia spáleného paliva bola teda v motore využitá s maximálnou účinnosťou, účinnosť tohto motora dosahovala 15%, teda prevyšovala účinnosť najlepších parných strojov tej doby.

Pracovný cyklus štvortaktného spaľovacieho motora.

A. Vstup pracovnej zmesi. Piest (4) sa pohybuje nadol; cez vstupný ventil (1) vstupuje horľavá zmes do valca. B. Kompresia. Piest (4) sa pohybuje nahor; vstupné (1) a výstupné (3) ventily sú uzavreté; stúpa tlak vo valci a teplota pracovnej zmesi. 6. Pracovný zdvih (horenie a expanzia). V dôsledku výboja iskry zapaľovacej sviečky (2) sa zmes vo valci rýchlo spáli; tlak plynu pri spaľovaní pôsobí na piest (4); pohyb piestu sa prenáša cez piestny čap(5) a ojnice (6) na kľukový hriadeľ (7), čím sa kľukový hriadeľ otáča. G. Uvoľňovanie plynov. Piest (4) sa pohybuje nahor; Výfukový ventil(3) otvorené; výfukové plyny z valca vstupujú do výfukového potrubia a ďalej do atmosféry.

Otto, na rozdiel od Lenoira, sa tam nezastavil a tvrdohlavo rozvíjal úspech a pokračoval v práci na svojom vynáleze. V roku 1877 mu bol udelený patent na štvortaktný zážihový motor. Tento štvortaktný cyklus sa v súčasnosti používa ako základ pre prevádzku väčšiny benzínových a plynových motorov. O rok neskôr sa novinka dostala do výroby, no zároveň prepukol škandál. Zistilo sa, že Otto porušil autorské práva Beau de Roche a po súdnom spore bol Ottov monopol na štvortaktný motor zrušený.

Použitie plynu ako paliva značne zúžilo rozsah prvých spaľovacích motorov. plynárne dokonca v Európe ich bolo málo a v Rusku boli len dvaja v Moskve a Petrohrade. V roku 1872 sa americký Brighton, podobne ako predchádzajúci Christophoris, pokúsil použiť ako palivo petrolej, ale potom prešiel na ľahší ropný produkt, benzín.

V roku 1883 sa objavil benzínový motor so zapaľovaním z horúcej dutej trubice otvorenej do valca, ktorý vynašli nemeckí inžinieri Gottlieb Daimler a Wilhelm Maybach, bývalých zamestnancov Otto firma. Motor na kvapalné palivo však nemohol konkurovať plynovému motoru, kým nebolo vytvorené zariadenie na odparovanie benzínu a získavanie horľavej zmesi so vzduchom. Prúdový karburátor, prototyp všetkých moderných karburátorov, vynašiel maďarský inžinier Donat Banki, ktorý v roku 1893 získal patent na svoje zariadenie. Banks navrhol, aby sa benzín namiesto odparovania jemne rozptýlil vo vzduchu. Tým sa zabezpečila rovnomerná distribúcia benzínu vo valci a k ​​odparovaniu dochádzalo pôsobením kompresného tepla už vo valci.

Spaľovacie motory mali spočiatku len jeden valec a pre zvýšenie výkonu motora bolo potrebné zväčšiť jeho objem. To však nemohlo pokračovať donekonečna a v dôsledku toho sa musel uchýliť k zvýšeniu počtu valcov. Na konci XIX storočia. objavili sa prvé dvojvalce, od začiatku 20. storočia sa začali rozširovať štvorvalce a teraz už nikoho neprekvapíte dvanásťvalcovými. Vylepšovanie motorov je však hlavne v smere zvyšovania výkonu schému zapojenia zostáva rovnaký.

Dvojvalcový motor G. Daimler, pohľad v dvoch projekciách.

Keď Rudolf Diesel pred viac ako storočím vyvinul motor vlastný dizajn, nevedel si predstaviť, že naftové motory môžu byť také citlivé na kvalitu paliva. Koniec koncov, Diesel videl výhodu svojho motora práve v tom, že mohol pracovať na čomkoľvek, od uhoľného prachu až po spracovanú kukuričnú múčku. Moderné turbodiesely so vstrekovaním paliva vyžadujú iba dobre upravenú naftu s nízkym obsahom síry. Aj preto mnohé zahraničné automobilky donedávna váhali s predajom svojich dieselové modely v Rusku.

R. Diesel.

R. Dieselový motor.

Domov » Práca s telom » V ktorom roku bol vynájdený spaľovací motor? História vzniku spaľovacieho motora. rok: motor s vysokou kompresiou - benzínové kompresné zapaľovanie