เครื่องยนต์สเตอร์ลิง (1 GIF) โรงไฟฟ้าเครื่องยนต์สเตอร์ลิง - ความเรียบง่าย ประสิทธิภาพ และความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม เครื่องยนต์เทอร์ไบน์สันดาปภายนอก

แม้จะมีประสิทธิภาพสูง เครื่องยนต์ที่ทันสมัยการเผาไหม้ภายในเริ่มล้าสมัย ประสิทธิภาพของมันอาจถึงขีดจำกัดแล้ว เสียง การสั่นสะเทือน ก๊าซที่เป็นพิษในอากาศ และข้อบกพร่องโดยธรรมชาติอื่นๆ ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องมองหาวิธีแก้ปัญหาใหม่ๆ เพื่อพิจารณาความเป็นไปได้ของวัฏจักรที่ถูกลืมไปนาน หนึ่งในเครื่องยนต์ที่ "ฟื้นคืนชีพ" คือสเตอร์ลิง

ย้อนกลับไปในปี พ.ศ. 2359 นักบวชและนักวิทยาศาสตร์ชาวสก็อต โรเบิร์ต สเตอร์ลิง ได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์ที่เชื้อเพลิงและอากาศเข้าสู่เขตการเผาไหม้ไม่เคยเข้าไปในกระบอกสูบ เมื่อถูกเผาไหม้จะทำให้ความร้อนของแก๊สทำงานเท่านั้น นี่เป็นเหตุผลที่เรียกสิ่งประดิษฐ์ของสเตอร์ลิงว่าเป็นเครื่องยนต์ การเผาไหม้ภายนอก.

โรเบิร์ต สเตอร์ลิง สร้างเครื่องยนต์หลายเครื่อง สุดท้ายมีความจุ 45 ลิตร กับ. และทำงานที่เหมืองแห่งหนึ่งในอังกฤษมานานกว่าสามปี (จนถึงปี 1847) เครื่องยนต์เหล่านี้มีน้ำหนักมาก ใช้พื้นที่มาก และดูเหมือนเครื่องยนต์ไอน้ำ

สำหรับการนำทาง เครื่องยนต์สันดาปภายนอกถูกใช้ครั้งแรกในปี 1851 โดย John Erickson ชาวสวีเดน เรือ "Erickson" ที่เขาสร้างได้ข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกจากอเมริกาไปยังอังกฤษอย่างปลอดภัยด้วยโรงไฟฟ้าที่ประกอบด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายนอกสี่ตัว ในยุคของเครื่องจักรไอน้ำ นี่คือความรู้สึก อย่างไรก็ตาม จุดไฟ Erickson พัฒนาเพียง 300 แรงม้า s. ไม่ใช่ 1,000 ตามที่คาดไว้ เครื่องยนต์มีขนาดใหญ่ (เส้นผ่านศูนย์กลางกระบอกสูบ 4.2 ม. จังหวะลูกสูบ 1.8 ม.) ปริมาณการใช้ถ่านหินไม่ต่ำกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำ เมื่อเรือมาถึงอังกฤษ ปรากฏว่าเครื่องยนต์ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานต่อไป เนื่องจากก้นกระบอกสูบของมันถูกไฟไหม้ เพื่อกลับไปอเมริกา พวกเขาต้องเปลี่ยนเครื่องยนต์ด้วยเครื่องยนต์ไอน้ำแบบธรรมดา ระหว่างทางกลับ เรือประสบอุบัติเหตุและจมลงพร้อมกับลูกเรือทั้งหมด

เครื่องยนต์สันดาปภายนอกกำลังต่ำเมื่อปลายศตวรรษที่ผ่านมาถูกนำมาใช้ในโรงเรือนเพื่อสูบน้ำ ในโรงพิมพ์ ที่สถานประกอบการอุตสาหกรรม รวมถึงโรงงานโนเบลแห่งเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก (ปัจจุบันคือ Russian Diesel) พวกเขายังติดตั้งอยู่บนเรือขนาดเล็ก สเตอร์ลิงถูกผลิตขึ้นในหลายประเทศ รวมถึงรัสเซีย ซึ่งพวกเขาถูกเรียกว่า "ความอบอุ่นและความแข็งแกร่ง" พวกเขามีค่าสำหรับความไร้เสียงและความปลอดภัยในการทำงานซึ่งทำให้พวกเขาเปรียบเทียบได้ดีกับเครื่องยนต์ไอน้ำ

ด้วยการพัฒนาเครื่องยนต์สันดาปภายใน ทำให้สเตอร์ลิงส์ถูกลืมไป ในพจนานุกรมสารานุกรมของ Brockhaue และ Efron มีการเขียนเกี่ยวกับพวกเขาดังต่อไปนี้: “ความปลอดภัยจากการระเบิดเป็นข้อได้เปรียบหลักของเครื่องจักรแคลอรี่ ซึ่งสิ่งเหล่านี้สามารถนำมาใช้ได้อีกครั้งหากพบวัสดุใหม่สำหรับการก่อสร้างและการหล่อลื่นที่สามารถทำได้ ทนต่ออุณหภูมิสูงได้ดีกว่า”

ประเด็นคือ ไม่เพียงแต่ในกรณีที่ไม่มีวัสดุที่เกี่ยวข้องเท่านั้น ยังไม่รู้ตัว หลักการสมัยใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุณหพลศาสตร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งความเท่าเทียมกันของความร้อนและการทำงานโดยที่เป็นไปไม่ได้ที่จะกำหนดอัตราส่วนที่เหมาะสมที่สุดขององค์ประกอบหลักของเครื่องยนต์ ตัวแลกเปลี่ยนความร้อนถูกสร้างขึ้นด้วยพื้นผิวขนาดเล็ก เนื่องจากเครื่องยนต์ทำงานที่อุณหภูมิสูงมากจนไม่สามารถป้องกันได้และเกิดความล้มเหลวอย่างรวดเร็ว

ความพยายามที่จะปรับปรุงสเตอร์ลิงเกิดขึ้นหลังสงครามโลกครั้งที่สอง ที่สำคัญที่สุดคือก๊าซทำงานเริ่มถูกบีบอัดถึง 100 atm และไม่ใช้อากาศ แต่เป็นไฮโดรเจนซึ่งมีการนำความร้อนสูงกว่า ความหนืดต่ำและนอกจากนี้สารหล่อลื่นที่ไม่ออกซิไดซ์

อุปกรณ์ของเครื่องยนต์สันดาปภายนอกในรูปแบบที่ทันสมัยแสดงในรูปที่ 1. มีลูกสูบสองตัวในกระบอกสูบปิดที่ด้านหนึ่ง อันบน - ลูกสูบ - ใน displacer ทำหน้าที่เร่งกระบวนการให้ความร้อนและความเย็นเป็นระยะของแก๊สทำงาน เป็นกระบอกสแตนเลสแบบกลวงปิด ซึ่งเป็นตัวนำความร้อนที่ไม่ดี และเคลื่อนที่ภายใต้การกระทำของแท่งที่เชื่อมต่อกับ กลไกข้อเหวี่ยง.

ลูกสูบตัวล่างใช้งานได้ (แสดงในส่วนในรูป) มันส่งแรงไปยังกลไกข้อเหวี่ยงผ่านแกนกลวงซึ่งภายในซึ่งแกนดิสเพลสเซอร์ผ่าน ลูกสูบทำงานมีวงแหวนปิดผนึก

ใต้ลูกสูบทำงานจะมีถังบัฟเฟอร์ซึ่งสร้างเบาะที่ทำหน้าที่เป็นมู่เล่ - เพื่อขจัดความไม่สม่ำเสมอของแรงบิดอันเนื่องมาจากการเลือกส่วนหนึ่งของพลังงานระหว่างจังหวะการทำงานและการกลับสู่เพลาเครื่องยนต์ในระหว่างการอัด จังหวะ. เพื่อแยกปริมาตรของกระบอกสูบออกจากพื้นที่โดยรอบ ใช้ตราประทับของประเภท "ถุงน่องแบบห่อ" เหล่านี้เป็นท่อยางที่ติดอยู่ที่ปลายด้านหนึ่งกับก้านและปลายอีกด้านหนึ่งกับลำตัว

ส่วนบนของกระบอกสูบสัมผัสกับฮีตเตอร์ และส่วนล่างสัมผัสกับตู้เย็น ดังนั้นปริมาณที่ "ร้อน" และ "เย็น" จึงมีความโดดเด่นในการสื่อสารซึ่งกันและกันอย่างอิสระผ่านท่อที่มีเครื่องกำเนิดใหม่ (เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน) รีเจนเนอเรเตอร์นั้นเต็มไปด้วยลวดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กพันกัน (0.2 มม.) และมีความจุความร้อนสูง (เช่น ประสิทธิภาพของตัวสร้างใหม่ Filipe เกิน 95%)

ขั้นตอนการทำงานของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงสามารถดำเนินการได้โดยไม่ต้องมี displacer โดยพิจารณาจากการใช้ตัวจ่ายสปูลของค่าใช้จ่ายการทำงาน

ที่ด้านล่างของเครื่องยนต์มีกลไกข้อเหวี่ยงที่ทำหน้าที่เปลี่ยนการเคลื่อนที่แบบลูกสูบของลูกสูบให้เป็น การเคลื่อนที่แบบหมุนเพลา. คุณลักษณะของกลไกนี้คือการมีเพลาข้อเหวี่ยงสองตัวที่เชื่อมต่อกันด้วยเฟืองสองตัวที่มีฟันเฟืองหมุนเข้าหากัน ก้าน displacer เชื่อมต่อกับ เพลาข้อเหวี่ยงโดยใช้แขนโยกล่างและก้านต่อพ่วง ก้านลูกสูบที่ใช้งานได้เชื่อมต่อกับเพลาข้อเหวี่ยงผ่านแขนโยกส่วนบนและก้านต่อพ่วง ระบบของก้านสูบที่เหมือนกันจะสร้างรูปสี่เหลี่ยมขนมเปียกปูนที่เคลื่อนย้ายได้ ดังนั้นชื่อของเฟืองนี้จึงเรียกว่าขนมเปียกปูน เกียร์แบบขนมเปียกปูนให้การเปลี่ยนเฟสที่จำเป็นเมื่อลูกสูบเคลื่อนที่ มีความสมดุลอย่างสมบูรณ์ไม่มีแรงด้านข้างบนก้านลูกสูบ

ในพื้นที่จำกัดโดยลูกสูบทำงาน มีแก๊สทำงาน - ไฮโดรเจนหรือฮีเลียม ปริมาณรวมของก๊าซในกระบอกสูบไม่ได้ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของ displacer การเปลี่ยนแปลงปริมาตรที่เกี่ยวข้องกับการบีบอัดและการขยายตัวของก๊าซทำงานเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของลูกสูบทำงาน

ระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ ส่วนบนของกระบอกสูบจะได้รับความร้อนอย่างต่อเนื่อง เช่น จากห้องเผาไหม้ซึ่งมีการฉีดเชื้อเพลิงเหลว ด้านล่างของกระบอกสูบจะถูกทำให้เย็นลงอย่างต่อเนื่อง ตัวอย่างเช่น โดยน้ำเย็นที่สูบผ่านแจ็คเก็ตน้ำที่อยู่รอบๆ กระบอกสูบ วัฏจักรสเตอร์ลิงแบบปิดประกอบด้วยสี่รอบที่แสดงในรูปที่ 2.

Stroke I - คูลลิ่ง. ลูกสูบทำงานอยู่ในตำแหน่งต่ำสุด ดิสเพลสเซอร์จะเลื่อนขึ้น ในกรณีนี้ ก๊าซทำงานจะไหลจากปริมาตร "ร้อน" เหนือ displacer ไปยังปริมาตร "เย็น" ด้านล่าง เมื่อผ่านไปตามทางผ่านเครื่องกำเนิดใหม่ ก๊าซที่ใช้งานได้จะให้ความร้อนแก่มัน แล้วทำให้เย็นลงในปริมาณที่ "เย็น"

บาร์ II - การบีบอัด. displacer ยังคงอยู่ใน ตำแหน่งสูงสุด, ลูกสูบทำงานเลื่อนขึ้น, อัดแก๊สทำงานที่อุณหภูมิต่ำ

Stroke III - ความร้อน. ลูกสูบทำงานอยู่ในตำแหน่งบน ดิสเพลสเซอร์จะเลื่อนลง ในกรณีนี้ ก๊าซทำงานเย็นที่ถูกบีบอัดจะไหลจากใต้รางเลื่อนไปยังพื้นที่ว่างด้านบน ระหว่างทางก๊าซทำงานจะไหลผ่านเครื่องกำเนิดใหม่ซึ่งถูกทำให้ร้อนก่อนเข้าสู่โพรงของกระบอกสูบ "ร้อน" และทำให้ร้อนมากขึ้น

Stroke IV - การขยายตัว (จังหวะการทำงาน). เมื่อถูกความร้อน แก๊สทำงานจะขยายตัว ขณะที่ขยับ displacer และลูกสูบทำงานลงด้วย กำลังดำเนินการงานที่เป็นประโยชน์

สเตอร์ลิงมีกระบอกปิด ในรูป 3a แสดงแผนภาพวงจรตามทฤษฎี (แผนภาพ V - P) abscissa แสดงปริมาตรของกระบอกสูบ และตัวกำหนดจะแสดงความดันในกระบอกสูบ จังหวะแรกคือไอโซเทอร์มอล I-II ครั้งที่สองเกิดขึ้นที่ปริมาตรคงที่ II-III ครั้งที่สาม - ไอโซเทอร์มอล III-IV ครั้งที่สี่ - ที่ปริมาตรคงที่ IV-I เนื่องจากแรงดันระหว่างการขยายตัวของก๊าซร้อน (III-IV) มากกว่าแรงดันระหว่างการบีบอัดของก๊าซเย็น (I-II) การทำงานของการขยายตัวจึงมากกว่าการอัด งานที่เป็นประโยชน์ของวัฏจักรสามารถแสดงเป็นภาพกราฟิกเป็นรูปสี่เหลี่ยมมุมฉากโค้ง I-II-III-IV

ในกระบวนการจริง ลูกสูบและดิสเพลสเซอร์จะเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากพวกมันเชื่อมต่อกับกลไกข้อเหวี่ยง ดังนั้นแผนภาพของรอบจริงจึงถูกปัดเศษ (รูปที่ 3, b)

ประสิทธิภาพตามทฤษฎีของเครื่องยนต์สเตอร์ลิงคือ 70% จากการศึกษาพบว่าในทางปฏิบัติสามารถบรรลุประสิทธิภาพได้เท่ากับ 50% นี่เป็นมากกว่ากังหันก๊าซที่ดีที่สุด (28%) เครื่องยนต์เบนซิน (30%) และเครื่องยนต์ดีเซล (40%) อย่างมีนัยสำคัญ

สเตอร์ลิงสามารถใช้น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด ดีเซล ก๊าซและเชื้อเพลิงแข็งได้ เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์อื่นๆ เครื่องยนต์จะวิ่งได้นุ่มนวลและเงียบเกือบ นี่คือคำอธิบายโดยอัตราส่วนการอัดต่ำ (1.3 ÷ 1.5) นอกจากนี้ความดันในกระบอกสูบจะเพิ่มขึ้นอย่างราบรื่นและไม่ใช่ด้วยการระเบิด ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ยังถูกปล่อยออกมาโดยไม่มีเสียงรบกวน เนื่องจากการเผาไหม้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง มีส่วนประกอบที่เป็นพิษค่อนข้างน้อย เนื่องจากการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและมีออกซิเจนมากเกินไปอย่างต่อเนื่อง (α=1.3)

สเตอร์ลิงด้วยเกียร์ขนมเปียกปูนมีความสมดุลอย่างสมบูรณ์ไม่มีการสั่นสะเทือน โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณภาพนี้ถูกนำมาพิจารณาโดยวิศวกรชาวอเมริกันซึ่งติดตั้งสเตอร์ลิงแบบกระบอกเดียวบนดาวเทียม Earth เทียม ซึ่งแม้แต่การสั่นสะเทือนและความไม่สมดุลเพียงเล็กน้อยก็อาจทำให้สูญเสียทิศทางได้

การระบายความร้อนยังคงเป็นปัญหาอย่างหนึ่ง สเตอร์ลิงที่มีก๊าซไอเสียจะขจัดความร้อนที่ได้รับจากเชื้อเพลิงเพียง 9% ตัวอย่างเช่น เมื่อติดตั้งบนรถยนต์ คุณจะต้องสร้างหม้อน้ำให้ใหญ่กว่าเครื่องยนต์เบนซินที่มีกำลังเท่ากัน 2.5 เท่า ปัญหานี้แก้ไขได้ง่ายกว่าในการติดตั้งบนเรือ ซึ่งมีการระบายความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพจากน้ำภายนอกเรือในปริมาณไม่จำกัด

ในรูป 4 แสดงหน้าตัดของเครื่องยนต์เรือสองสูบของ Philips 115 แรงม้า กับ. ที่ 3000 รอบต่อนาทีด้วยการจัดเรียงกระบอกสูบในแนวนอน ปริมาณการทำงานรวมของแต่ละกระบอกสูบคือ 263 ซม. 3 . ลูกสูบฝั่งตรงข้ามเชื่อมต่อกับแนวขวางสองทาง ซึ่งทำให้สามารถปรับสมดุลของแรงแก๊สและจ่ายด้วยปริมาตรบัฟเฟอร์ได้อย่างสมบูรณ์ ฮีตเตอร์ทำจากท่อรอบๆ ห้องเผาไหม้ที่ก๊าซทำงานผ่าน คูลเลอร์เป็นคูลเลอร์ท่อซึ่งน้ำทะเลถูกสูบ เครื่องยนต์มีเพลาข้อเหวี่ยงสองตัวเชื่อมต่อกับเพลาใบพัดโดยใช้ เฟืองตัวหนอน. ความสูงของเครื่องยนต์เพียง 500 มม. ทำให้สามารถติดตั้งใต้ดาดฟ้ารถได้ จึงลดขนาดห้องเครื่องยนต์ลง

ส่วนใหญ่ควบคุมกำลังสเตอร์ลิงโดยการเปลี่ยนแรงดันของแก๊สทำงาน ในเวลาเดียวกัน เพื่อรักษาอุณหภูมิของฮีตเตอร์ให้คงที่ การจ่ายเชื้อเพลิงก็ถูกควบคุมเช่นกัน แหล่งความร้อนเกือบทุกชนิดเหมาะสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายนอก มันเป็นสิ่งสำคัญที่เขาจะกลายเป็น งานที่มีประโยชน์พลังงานอุณหภูมิต่ำซึ่งเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่สามารถทำได้ จากโค้งตามรูป รูปที่ 5 แสดงว่าที่อุณหภูมิเครื่องทำความร้อนเพียง 350 องศาเซลเซียส ประสิทธิภาพของสเตอร์ลิงยังคงเป็น ≈ 20%

สเตอร์ลิงประหยัด - ปริมาณการใช้เชื้อเพลิงเฉพาะเพียง 150 g / l กับ. ชั่วโมง. ในโรงไฟฟ้า "ตัวสะสมความร้อนเครื่องยนต์สเตอร์ลิง" ที่ใช้กับดาวเทียม American Earth ลิเธียมไฮไดรต์ทำหน้าที่เป็นตัวสะสมความร้อนซึ่งดูดซับความร้อนในช่วง "การส่องสว่าง" และให้ความร้อนเมื่อดาวเทียมอยู่ด้านเงาของ โลก. บนดาวเทียม เครื่องยนต์นี้ใช้ขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีกำลัง 3 กิโลวัตต์ที่ 2400 รอบต่อนาที

สกู๊ตเตอร์ทดลองกับสเตอร์ลิงและตัวสะสมความร้อนได้ถูกสร้างขึ้น การใช้เครื่องสะสมความร้อนและการกวนบนเรือดำน้ำช่วยให้สามารถอยู่ใต้น้ำได้นานขึ้นหลายเท่า

วรรณกรรม

• 1. เครื่องยนต์สันดาปภายนอก Smirnov GV "ความรู้", ม., 2510.
• 2.ดร. ผบ. อาร์ ไอ ไมเยอร์ Der Philips - Stirlingmotor, MTZ, N 7, 1968.
• 3 เคอร์ติส แอนโธนี่ อากาศร้อนและลมแห่งการเปลี่ยนแปลง เครื่องยนต์สเตอร์ลิงและการฟื้นฟู มอเตอร์ (อังกฤษ), 1969, (135), N 3488.

เมื่อประมาณร้อยปีที่แล้ว เครื่องยนต์สันดาปภายในต้องชนะการแข่งขันที่รุนแรงในอุตสาหกรรมยานยนต์สมัยใหม่ จากนั้นความเหนือกว่าของพวกเขาก็ไม่ชัดเจนเหมือนในทุกวันนี้ จริงๆ, เครื่องจักรไอน้ำ - คู่แข่งหลัก เครื่องยนต์เบนซิน- มีข้อได้เปรียบอย่างมากเมื่อเทียบกับมัน: ไม่มีเสียง, ง่ายต่อการควบคุมพลังงาน, ยอดเยี่ยม ลักษณะการฉุดลากและ "กินไม่เลือก" ที่น่าทึ่ง ช่วยให้คุณทำงานกับเชื้อเพลิงทุกประเภทตั้งแต่ไม้ไปจนถึงน้ำมันเบนซิน แต่ในท้ายที่สุด ประสิทธิภาพ ความเบา และความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์สันดาปภายในก็มีชัย และทำให้เรายอมรับข้อบกพร่องที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
ในทศวรรษ 1950 ด้วยการกำเนิดของกังหันก๊าซและเครื่องยนต์โรตารี่ การโจมตีเริ่มขึ้นในตำแหน่งผูกขาดที่ครอบครองโดยเครื่องยนต์สันดาปภายในในอุตสาหกรรมยานยนต์ ซึ่งเป็นการโจมตีที่ยังไม่ประสบความสำเร็จ ในเวลาเดียวกันก็มีความพยายามพาขึ้นเวที เครื่องยนต์ใหม่ซึ่งผสมผสานประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือของเครื่องยนต์เบนซินเข้ากับการติดตั้งไอน้ำแบบ "กินไม่เลือก" ที่ไร้เสียงรบกวน นี่คือเครื่องยนต์สันดาปภายนอกที่มีชื่อเสียงซึ่งนักบวชชาวสก็อตโรเบิร์ต สเตอร์ลิง จดสิทธิบัตรเมื่อวันที่ 27 กันยายน พ.ศ. 2359 (สิทธิบัตรอังกฤษหมายเลข 4081)

ฟิสิกส์กระบวนการ

หลักการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อนทั้งหมดโดยไม่มีข้อยกเว้นนั้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่าเมื่อก๊าซร้อนขยายตัว การทำงานเชิงกลจะดำเนินการมากกว่าที่จำเป็นในการอัดก๊าซเย็น เพื่อแสดงให้เห็นสิ่งนี้ น้ำร้อนและเย็นหนึ่งขวดและสองหม้อก็เพียงพอแล้ว ขั้นแรกให้จุ่มขวดลงในน้ำเย็นจัด และเมื่ออากาศเย็นลง คอก็ถูกเสียบด้วยจุกไม้ก๊อกและถ่ายโอนไปยังน้ำร้อนอย่างรวดเร็ว หลังจากนั้นไม่กี่วินาที ก็มีเสียงป๊อบดังขึ้นและก๊าซที่ร้อนในขวดดันจุกก๊อกออกมา ทำให้ งานเครื่องกล. ขวดสามารถคืนสู่น้ำแข็งได้อีกครั้ง - วัฏจักรจะเกิดซ้ำ
กระบอกสูบ ลูกสูบ และคันโยกที่สลับซับซ้อนของเครื่องจักรสเตอร์ลิงเครื่องแรกสร้างกระบวนการนี้ขึ้นใหม่เกือบทุกประการ จนกระทั่งนักประดิษฐ์ตระหนักว่าความร้อนส่วนหนึ่งที่ถ่ายจากแก๊สในระหว่างการทำความเย็นสามารถนำมาใช้เพื่อให้ความร้อนบางส่วนได้ สิ่งที่จำเป็นคือภาชนะบางชนิดที่สามารถเก็บความร้อนที่นำออกจากแก๊สในระหว่างการทำความเย็น และคืนความร้อนให้กับมันเมื่อถูกความร้อน
แต่อนิจจาแม้การปรับปรุงที่สำคัญมากนี้ไม่ได้ช่วยเครื่องยนต์สเตอร์ลิง ภายในปี พ.ศ. 2428 ผลลัพธ์ที่ได้นั้นอยู่ในระดับปานกลางมาก: ประสิทธิภาพ 5-7 เปอร์เซ็นต์, 2 ลิตร กับ. กำลังไฟฟ้า 4 ตัน และพื้นที่ครอบครอง 21 ลูกบาศก์เมตร
เครื่องยนต์สันดาปภายนอกไม่ได้รับการช่วยเหลือแม้แต่จากความสำเร็จของการออกแบบอื่นที่พัฒนาโดยวิศวกรชาวสวีเดน Erickson ต่างจากสเตอร์ลิง เขาเสนอให้ความร้อนและความเย็นของแก๊สไม่ใช่ในปริมาตรคงที่ แต่ใช้แรงดันคงที่ ในปี พ.ศ. 2430 เครื่องยนต์ Erickson ขนาดเล็กหลายพันเครื่องทำงานได้อย่างสมบูรณ์แบบในโรงพิมพ์ ในบ้าน ในเหมือง บนเรือ พวกเขาเติมน้ำในถัง ขับเคลื่อนลิฟต์ Erickson พยายามปรับให้เข้ากับทีมขับรถ แต่กลับกลายเป็นว่าหนักเกินไป ในรัสเซียก่อนการปฏิวัติ เครื่องยนต์ดังกล่าวจำนวนมากถูกผลิตขึ้นภายใต้ชื่อ "ความร้อนและพลัง"

เครื่องยนต์สันดาปภายนอกเริ่มถูกใช้เมื่อผู้คนต้องการแหล่งพลังงานที่ทรงพลังและประหยัด ใช้แล้ว โรงอบไอน้ำอย่างไรก็ตาม พวกมันระเบิดได้เนื่องจากใช้ไอน้ำร้อนอัดแรงดัน ในตอนต้นของศตวรรษที่ 19 อุปกรณ์เหล่านี้ถูกแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่มีการเผาไหม้จากภายนอก และหลังจากนั้นไม่กี่ทศวรรษ อุปกรณ์ที่คุ้นเคยซึ่งมีการเผาไหม้ภายในก็ถูกคิดค้นขึ้น

ที่มาของอุปกรณ์

ในศตวรรษที่ 19 มนุษยชาติต้องเผชิญกับปัญหาที่หม้อไอน้ำระเบิดบ่อยเกินไป และยังมีข้อบกพร่องในการออกแบบที่ร้ายแรง ซึ่งทำให้การใช้งานไม่เป็นที่พึงปรารถนา ทางออกคือพบในปี พ.ศ. 2359 โดยบาทหลวงชาวสก็อตโรเบิร์ต สเตอร์ลิง อุปกรณ์เหล่านี้สามารถเรียกได้ว่าเป็น "เครื่องยนต์ลมร้อน" ซึ่งใช้กันมาตั้งแต่ศตวรรษที่ 17 แต่ชายคนนี้ได้เพิ่มเครื่องกรองอากาศ ซึ่งปัจจุบันเรียกว่าเครื่องกำเนิดใหม่ (regenerator) ให้กับสิ่งประดิษฐ์ ดังนั้น เครื่องยนต์สันดาปภายนอกของสเตอร์ลิงจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของการติดตั้งได้อย่างมาก เนื่องจากจะเก็บความร้อนไว้ในพื้นที่ทำงานที่อบอุ่น ในขณะที่สารทำงานถูกทำให้เย็นลง ด้วยเหตุนี้ประสิทธิภาพของทั้งระบบจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก

ในเวลานั้น สิ่งประดิษฐ์นี้ถูกใช้อย่างกว้างขวางและกำลังได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น แต่เมื่อเวลาผ่านไป สิ่งประดิษฐ์นี้กลับไม่ถูกนำมาใช้อีกต่อไป และถูกลืมเลือนไป อุปกรณ์การเผาไหม้ภายนอกถูกแทนที่ด้วยโรงงานไอน้ำและเครื่องยนต์ แต่คุ้นเคยอยู่แล้วด้วยการเผาไหม้ภายใน พวกเขาจำได้อีกครั้งในศตวรรษที่ 20 เท่านั้น

การติดตั้ง

หลักการทำงานของเครื่องยนต์สันดาปภายนอกคือมีสองขั้นตอนสลับกันอย่างต่อเนื่อง: การให้ความร้อนและความเย็นของของไหลทำงานในพื้นที่จำกัดและรับพลังงาน พลังงานนี้เกิดจากการที่ปริมาตรของของไหลทำงานเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

บ่อยครั้งที่อากาศกลายเป็นสารทำงานในอุปกรณ์ดังกล่าว แต่สามารถใช้ฮีเลียมหรือไฮโดรเจนได้ ในขณะที่การประดิษฐ์อยู่ในขั้นตอนการพัฒนา มีการใช้สาร เช่น ไนโตรเจนไดออกไซด์ ฟรีออน โพรเพน-บิวเทนเหลวในการทดลอง ในบางตัวอย่าง พวกเขายังพยายามใช้ น้ำเปล่า. เป็นที่น่าสังเกตว่าเครื่องยนต์สันดาปภายนอกซึ่งเปิดตัวด้วยน้ำเป็นสารทำงาน มีความโดดเด่นด้วยข้อเท็จจริงที่ว่ามันมีพลังเฉพาะค่อนข้างสูง แรงดันสูง และค่อนข้างกะทัดรัด

เครื่องยนต์ประเภทแรก "อัลฟ่า"

รุ่นแรกที่ใช้คือ Stirling's Alpha ลักษณะเฉพาะของการออกแบบคือมีลูกสูบกำลังสองตัวอยู่ในกระบอกสูบที่แยกจากกัน ตัวหนึ่งมีอุณหภูมิสูงพอสมควรและร้อน อีกข้างหนึ่งเย็นจัด ลูกสูบคู่ร้อนอยู่ภายในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่มีอุณหภูมิสูง ไอน้ำเย็นอยู่ภายในตัวแลกเปลี่ยนความร้อนที่อุณหภูมิต่ำ

ข้อได้เปรียบหลักของเครื่องยนต์ความร้อนจากการเผาไหม้ภายนอกคือมีกำลังและปริมาตรสูง อย่างไรก็ตาม อุณหภูมิของไอน้ำร้อนนั้นสูงเกินไป ด้วยเหตุนี้ ปัญหาทางเทคนิคบางประการจึงเกิดขึ้นในกระบวนการผลิตของสิ่งประดิษฐ์ดังกล่าว ตัวสร้างใหม่ของอุปกรณ์นี้ตั้งอยู่ระหว่างท่อเชื่อมต่อที่ร้อนและเย็น

ตัวอย่างที่สอง "เบต้า"

รุ่นที่สองคือรุ่นเบต้าสเตอร์ลิง ความแตกต่างในการออกแบบหลักคือมีเพียงกระบอกเดียว ปลายด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นคู่ที่ร้อนในขณะที่ปลายอีกด้านหนึ่งยังคงเย็นอยู่ ลูกสูบเคลื่อนที่ภายในกระบอกสูบนี้ ซึ่งสามารถถอดกำลังออกได้ ข้างในยังมี displacer ซึ่งมีหน้าที่ในการเปลี่ยนปริมาตรของความร้อน พื้นที่ทำงาน. อุปกรณ์นี้ใช้ก๊าซที่สูบจากเขตเย็นไปยังเขตร้อนผ่านเครื่องกำเนิดใหม่ เครื่องยนต์สันดาปภายนอกประเภทนี้มีตัวสร้างใหม่ในรูปแบบของตัวแลกเปลี่ยนความร้อนภายนอกหรือรวมกับลูกสูบแบบแทนที่

รุ่นล่าสุด. "แกมม่า"

แกมมาของสเตอร์ลิงเป็นเวอร์ชันสุดท้ายของเอ็นจิ้นนี้ ประเภทนี้มีความโดดเด่นไม่เพียงแค่การมีลูกสูบเท่านั้น แต่ยังรวมถึง displacer แต่ยังรวมถึงความจริงที่ว่าสองกระบอกสูบรวมอยู่ในการออกแบบแล้ว ในกรณีแรก หนึ่งในนั้นเย็นและใช้สำหรับการส่งเครื่อง แต่กระบอกสูบที่สองเช่นในกรณีก่อนหน้านั้นเย็นที่ปลายด้านหนึ่งและอีกอันร้อน ที่นี่ displacer ย้าย เครื่องยนต์สันดาปสันดาปภายนอกยังมีตัวสร้างใหม่ซึ่งอาจมีสองประเภท ในกรณีแรก มันเป็นภายนอกและเชื่อมต่อชิ้นส่วนโครงสร้างเช่นโซนร้อนของกระบอกสูบกับส่วนที่เย็น เช่นเดียวกับกับกระบอกสูบแรก ประเภทที่สองคือตัวสร้างใหม่ภายใน หากใช้ตัวเลือกนี้จะรวมอยู่ในการออกแบบ displacer

การใช้สเตอร์ลิงส์นั้นสมเหตุสมผลหากต้องการตัวแปลงพลังงานความร้อนขนาดเล็กและเรียบง่าย นอกจากนี้ยังสามารถใช้ได้หากความแตกต่างของอุณหภูมิไม่มากพอที่จะใช้กังหันก๊าซหรือไอน้ำ เป็นที่น่าสังเกตว่าทุกวันนี้ตัวอย่างดังกล่าวกลายเป็นเรื่องธรรมดามากขึ้น ตัวอย่างเช่นใช้แบบจำลองอิสระสำหรับนักท่องเที่ยวซึ่งสามารถทำงานได้จากเตาแก๊ส

อุปกรณ์ที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน

ดูเหมือนว่าสิ่งประดิษฐ์เก่า ๆ นั้นไม่สามารถใช้ได้ในปัจจุบัน แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น NASA สั่งเครื่องยนต์สันดาปภายนอกประเภทสเตอร์ลิง แต่ควรใช้แหล่งความร้อนนิวเคลียร์และไอโซโทปรังสีเป็นสารทำงาน นอกจากนี้ยังสามารถใช้งานได้สำเร็จเพื่อวัตถุประสงค์ดังต่อไปนี้:

• ใช้เครื่องยนต์รุ่นดังกล่าวเพื่อสูบของเหลวได้ง่ายกว่าปั๊มธรรมดามาก สาเหตุส่วนใหญ่มาจากความจริงที่ว่าของเหลวที่สูบเองสามารถใช้เป็นลูกสูบได้ นอกจากนี้ยังจะทำให้ของเหลวทำงานเย็นลง ตัวอย่างเช่น "เครื่องสูบน้ำ" ชนิดนี้สามารถใช้สูบน้ำเข้าคลองชลประทานโดยใช้ความร้อนจากแสงอาทิตย์
• ผู้ผลิตตู้เย็นบางรายมักจะติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าว สามารถลดต้นทุนการผลิตและอากาศธรรมดาสามารถใช้เป็นสารทำความเย็นได้
• หากคุณรวมเครื่องยนต์สันดาปภายนอกประเภทนี้เข้ากับปั๊มความร้อน คุณสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของเครือข่ายทำความร้อนในบ้านได้
• ค่อนข้างประสบความสำเร็จในการใช้ Stirlings ในเรือดำน้ำของกองทัพเรือสวีเดน ความจริงก็คือเครื่องยนต์ทำงานด้วยออกซิเจนเหลวซึ่งต่อมาใช้สำหรับการหายใจ สำหรับเรือดำน้ำ สิ่งนี้สำคัญมาก อีกทั้งอุปกรณ์ดังกล่าวก็มีเพียงพอแล้ว ระดับต่ำเสียงรบกวน. แน่นอนว่าหน่วยมีขนาดค่อนข้างใหญ่และต้องการการระบายความร้อน แต่ปัจจัยทั้งสองนี้ไม่มีนัยสำคัญเมื่อพูดถึงเรือดำน้ำ

ประโยชน์ของการใช้เครื่องยนต์

ถ้าในระหว่างการออกแบบและการประกอบ ใช้ วิธีการที่ทันสมัยจากนั้นจะสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์สันดาปภายนอกได้ถึง 70% การใช้ตัวอย่างดังกล่าวมีคุณสมบัติเชิงบวกดังต่อไปนี้:

• อย่างไรก็ตาม น่าแปลกที่แรงบิดในการประดิษฐ์นี้แทบไม่ขึ้นอยู่กับความเร็วของการหมุนของเพลาข้อเหวี่ยง
• ในเรื่องนี้ หน่วยพลังงานไม่มีองค์ประกอบเช่นระบบจุดระเบิดและ ระบบวาล์ว. นอกจากนี้ยังไม่มีเพลาลูกเบี้ยว
• ค่อนข้างสะดวกตลอดระยะเวลาการใช้งานไม่จำเป็นต้องปรับและกำหนดค่าอุปกรณ์
• เครื่องยนต์รุ่นเหล่านี้ไม่สามารถ "แผงลอย" ได้ การออกแบบที่เรียบง่ายที่สุดอุปกรณ์ให้คุณใช้งานได้อย่างเพียงพอ เวลานานออฟไลน์โดยสมบูรณ์
• เกือบทุกอย่างสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานได้ตั้งแต่ฟืนไปจนถึงเชื้อเพลิงยูเรเนียม
• โดยธรรมชาติแล้ว ในเครื่องยนต์สันดาปภายนอก กระบวนการเผาไหม้จะดำเนินการภายนอก สิ่งนี้มีส่วนทำให้เชื้อเพลิงถูกเผาไหม้ภายหลังใน เต็มและปริมาณการปล่อยสารพิษจะลดลง

ข้อบกพร่อง

โดยธรรมชาติแล้ว การประดิษฐ์ใดๆ ย่อมไม่มีข้อเสีย หากเราพูดถึงข้อเสียของเครื่องยนต์ดังกล่าวมีดังนี้:

1. เนื่องจากการเผาไหม้เกิดขึ้นนอกเครื่องยนต์ ความร้อนที่เกิดขึ้นจะถูกลบออกผ่านผนังหม้อน้ำ สิ่งนี้บังคับให้เพิ่มขนาดของอุปกรณ์
2. การใช้วัสดุ ในการสร้างเครื่องยนต์สเตอร์ลิงรุ่นกะทัดรัดและมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีเหล็กทนความร้อนคุณภาพสูงที่ทนต่อแรงดันและอุณหภูมิสูงได้ นอกจากนี้ค่าการนำความร้อนจะต้องต่ำ
3. ในฐานะน้ำมันหล่อลื่น คุณจะต้องซื้อเครื่องมือพิเศษ เนื่องจากโค้กปกติที่อุณหภูมิสูงถึงในเครื่องยนต์
4. เพื่อให้ได้ความหนาแน่นพลังงานสูงเพียงพอ จะต้องใช้ไฮโดรเจนหรือฮีเลียมเป็นสื่อกลางในการทำงาน

ไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นเชื้อเพลิง

แน่นอนว่าจำเป็นต้องมีพลังงานสูง แต่คุณต้องเข้าใจว่าการใช้ไฮโดรเจนหรือฮีเลียมนั้นค่อนข้างอันตราย ตัวอย่างเช่น ไฮโดรเจนสามารถระเบิดได้ด้วยตัวมันเอง และที่อุณหภูมิสูงจะสร้างสารประกอบที่เรียกว่าไฮไดรต์ของโลหะ สิ่งนี้เกิดขึ้นเมื่อไฮโดรเจนละลายในโลหะ กล่าวอีกนัยหนึ่งเขาสามารถทำลายกระบอกสูบจากด้านในได้

นอกจากนี้ ทั้งไฮโดรเจนและฮีเลียมยังเป็นสารระเหยที่มีลักษณะเฉพาะด้วยพลังการทะลุทะลวงสูง พูดง่ายๆ ก็คือพวกมันซึมผ่านซีลแทบทุกชนิดได้อย่างง่ายดาย และการสูญเสียสารหมายถึงการสูญเสียแรงกดดันในการทำงาน

เครื่องยนต์สันดาปภายนอกแบบโรตารี่

หัวใจของเครื่องจักรดังกล่าวคือเครื่องขยายแบบหมุน สำหรับเครื่องยนต์ที่มี ประเภทภายนอกการเผาไหม้องค์ประกอบนี้ถูกนำเสนอในรูปแบบของทรงกระบอกกลวงซึ่งครอบคลุมทั้งสองด้านด้วยฝาปิด ตัวโรเตอร์นั้นดูเหมือนล้อซึ่งติดตั้งอยู่บนเพลา นอกจากนี้ยังมีแผ่นพับรูปตัวยูจำนวนหนึ่ง สำหรับการโปรโมตจะใช้อุปกรณ์หดแบบพิเศษ

Lukyanov เครื่องยนต์สันดาปภายนอก

Yuri Lukyanov เป็นนักวิจัยที่ Pskov Polytechnic Institute เขาได้พัฒนาเครื่องยนต์รุ่นใหม่มาอย่างยาวนาน นักวิทยาศาสตร์พยายามทำให้แน่ใจว่าในรุ่นใหม่นี้ไม่มีองค์ประกอบเช่นกระปุกเกียร์ เพลาลูกเบี้ยว และท่อไอเสีย ข้อเสียเปรียบหลักของอุปกรณ์สเตอร์ลิงคือมันใหญ่เกินไป มันเป็นข้อบกพร่องที่นักวิทยาศาสตร์สามารถกำจัดได้เนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าใบมีดถูกแทนที่ด้วยลูกสูบ ซึ่งช่วยลดขนาดของโครงสร้างทั้งหมดได้หลายครั้ง บางคนบอกว่าคุณสามารถสร้างเครื่องยนต์สันดาปภายนอกด้วยมือของคุณเอง

นี่เป็นส่วนเบื้องต้นของชุดบทความที่อุทิศให้กับ เครื่องยนต์สันดาปภายใน, ซึ่งเป็น พูดนอกเรื่องสั้น ๆเป็นเรื่องราวเกี่ยวกับวิวัฒนาการของเครื่องยนต์สันดาปภายใน นอกจากนี้ รถยนต์คันแรกจะได้รับผลกระทบในบทความ

ส่วนต่อไปนี้จะให้รายละเอียดเกี่ยวกับ ICE ต่างๆ:

ก้านสูบและลูกสูบ
โรตารี
เทอร์โบเจ็ท
เจ็ท

เครื่องยนต์นี้ได้รับการติดตั้งในเรือที่สามารถนำทางขึ้นในแม่น้ำซาโลนได้ หนึ่งปีต่อมา หลังจากการทดสอบ พี่น้องทั้งสองได้รับสิทธิบัตรสำหรับการประดิษฐ์ของพวกเขา ซึ่งลงนามโดยนโปเลียน โบโนปาร์ต เป็นระยะเวลา 10 ปี

เป็นการถูกต้องที่สุดที่จะเรียกเครื่องยนต์นี้ว่าเครื่องยนต์ไอพ่น เนื่องจากหน้าที่ของมันคือดันน้ำออกจากท่อที่อยู่ใต้ก้นเรือ ...

เครื่องยนต์ประกอบด้วยห้องจุดระเบิดและห้องเผาไหม้ เครื่องสูบลมแบบฉีดอากาศ เครื่องจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง และอุปกรณ์จุดระเบิด ฝุ่นถ่านหินทำหน้าที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์

เครื่องสูบลมได้ฉีดไอพ่นของอากาศที่ผสมกับฝุ่นถ่านหินเข้าไปในห้องจุดระเบิดซึ่งมีไส้ตะเกียงที่คุกรุ่นจุดประกายส่วนผสม หลังจากนั้น ส่วนผสมที่จุดไฟบางส่วน (ฝุ่นถ่านหินเผาไหม้ค่อนข้างช้า) เข้าไปในห้องเผาไหม้ ซึ่งเผาไหม้จนหมดและขยายตัว
แรงดันแก๊สจึงดันน้ำออกจาก ท่อไอเสียซึ่งทำให้เรือเคลื่อนที่หลังจากนั้นก็วนซ้ำ
เครื่องยนต์กำลังทำงาน โหมดชีพจรด้วยความถี่ ~12 และ/นาที

ต่อมาไม่นาน พี่น้องได้ปรับปรุงเชื้อเพลิงโดยเติมเรซินเข้าไป จากนั้นจึงแทนที่ด้วยน้ำมันและออกแบบระบบหัวฉีดที่เรียบง่าย
ในช่วงสิบปีข้างหน้า โครงการนี้ไม่ได้รับการพัฒนาใดๆ คลอดด์ไปอังกฤษเพื่อส่งเสริมแนวคิดเรื่องเครื่องยนต์ แต่เขาใช้เงินทั้งหมดไปโดยเปล่าประโยชน์ และโจเซฟก็ถ่ายภาพและกลายเป็นผู้เขียนภาพแรกของโลกที่ชื่อว่า "วิวจากหน้าต่าง"

ในฝรั่งเศส พิพิธภัณฑ์บ้าน Niépce มีการจัดแสดงแบบจำลอง "Pyreolophore"

ต่อมาไม่นาน de Riva ได้ติดตั้งเครื่องยนต์ของเขาบนเกวียนสี่ล้อ ซึ่งตามที่นักประวัติศาสตร์ระบุว่าเป็นรถคันแรกที่มีเครื่องยนต์สันดาปภายใน

เกี่ยวกับ อเลสซานโดร โวลตา

โวลตาวางแผ่นสังกะสีและทองแดงลงในกรดเป็นครั้งแรกเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดเป็นก้อนแรกของโลก แหล่งเคมีหมุนเวียน ("เสาไฟฟ้าแรงสูง").

ในปี ค.ศ. 1776 โวลตาได้คิดค้นปืนพกแบบใช้แก๊ส - "ปืนพกของโวลตา" ซึ่งแก๊สระเบิดจากประกายไฟ

สร้างขึ้นในปี 1800 แบตเตอรี่เคมีซึ่งทำให้สามารถผลิตไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมีได้

หน่วยวัดที่ตั้งชื่อตามVolta แรงดันไฟฟ้า- โวลต์

อา- กระบอกสูบ บี- "หัวเทียน, ค- ลูกสูบ ดี- "บอลลูน" กับไฮโดรเจน อี- วงล้อ F- วาล์วไอเสีย, G- มือจับวาล์ว.

ไฮโดรเจนถูกเก็บไว้ใน "บอลลูน" ที่เชื่อมต่อด้วยท่อกับกระบอกสูบ การจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงและอากาศ รวมถึงการจุดไฟของส่วนผสมและการปล่อยก๊าซไอเสียได้ดำเนินการด้วยตนเองโดยใช้คันโยก

หลักการทำงาน:

อากาศเข้าสู่ห้องเผาไหม้ผ่านวาล์วไอเสีย
วาล์วถูกปิด
วาล์วสำหรับจ่ายไฮโดรเจนจากลูกบอลถูกเปิดออก
ก๊อกน้ำถูกปิด
เมื่อกดปุ่ม กระแสไฟฟ้าจะถูกนำไปใช้กับ "เทียน"
ส่วนผสมจะวาบและยกลูกสูบขึ้น
วาล์วไอเสียถูกเปิดออก
ลูกสูบตกลงมาภายใต้น้ำหนักของมันเอง (มันหนักมาก) และดึงเชือกซึ่งหมุนล้อผ่านบล็อก

หลังจากนั้นวงจรก็ทำซ้ำ

ในปี ค.ศ. 1813 เดอ ริวาได้สร้างรถยนต์อีกคัน เป็นเกวียนยาวประมาณหกเมตร ล้อมีเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตร และหนักเกือบหนึ่งตัน
รถสามารถขับได้ 26 เมตรด้วยก้อนหิน (ประมาณ 700 ปอนด์)และชายสี่คนด้วยความเร็ว 3 กม./ชม.
แต่ละรอบรถเคลื่อน 4-6 เมตร

ผู้ร่วมสมัยเพียงไม่กี่คนของเขาให้ความสำคัญกับการประดิษฐ์นี้อย่างจริงจัง และ French Academy of Sciences อ้างว่าเครื่องยนต์สันดาปภายในไม่สามารถแข่งขันกับเครื่องยนต์ไอน้ำได้

ในปี ค.ศ. 1833 Lemuel Wellman Wright นักประดิษฐ์ชาวอเมริกัน จดทะเบียนสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วยแก๊ส 2 จังหวะที่ระบายความร้อนด้วยน้ำ
(ดูด้านล่าง)ในหนังสือ Gas and Oil Engines ของเขา Wright เขียนเกี่ยวกับเครื่องยนต์ดังต่อไปนี้:

“รูปวาดของเครื่องยนต์นั้นใช้งานได้ดีมากและมีรายละเอียดออกมาอย่างระมัดระวัง การระเบิดของส่วนผสมทำหน้าที่โดยตรงกับลูกสูบ ซึ่งหมุนเพลาข้อเหวี่ยงผ่านก้านสูบ เครื่องยนต์ดูเหมือนเครื่องยนต์ไอน้ำ ความดันสูงซึ่งก๊าซและอากาศถูกจ่ายโดยปั๊มจากถังแยก ของผสมในภาชนะทรงกลมติดไฟในขณะที่ลูกสูบพุ่งขึ้นสู่ TDC (จุดศูนย์กลางตายบน) และผลักลง/ขึ้น เมื่อสิ้นสุดรอบการทำงาน วาล์วจะเปิดขึ้นและปล่อยก๊าซไอเสียออกสู่บรรยากาศ

ไม่ทราบว่าเครื่องยนต์นี้เคยสร้างมาหรือไม่ แต่มีภาพวาดของมัน:

ในปี พ.ศ. 2381วิศวกรชาวอังกฤษ William Barnett ได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในสามตัว

เครื่องยนต์แรกเป็นแบบสองจังหวะแบบ single-acting (เชื้อเพลิงเผาไหม้เพียงด้านเดียวของลูกสูบ)พร้อมปั๊มแยกก๊าซและอากาศ ส่วนผสมถูกจุดไฟในกระบอกสูบที่แยกจากกัน จากนั้นส่วนผสมที่เผาไหม้จะไหลเข้าสู่กระบอกสูบที่ทำงาน ทางเข้าและทางออกดำเนินการผ่านวาล์วทางกล

เครื่องยนต์ที่สองทำซ้ำครั้งแรก แต่เป็น การกระทำสองครั้งกล่าวคือเกิดการเผาไหม้สลับกันที่ลูกสูบทั้งสองข้าง

เครื่องยนต์ที่สามยังทำหน้าที่สองหน้าที่ แต่มีหน้าต่างทางเข้าและทางออกในผนังกระบอกสูบที่เปิดออกเมื่อลูกสูบถึงจุดสุดขีด (เช่นเดียวกับในเครื่องยนต์สองจังหวะสมัยใหม่) ทำให้สามารถปล่อยก๊าซไอเสียออกโดยอัตโนมัติและปล่อยให้มีประจุใหม่ของส่วนผสม

คุณลักษณะที่โดดเด่นของเครื่องยนต์ Barnett คือส่วนผสมที่สดใหม่ถูกบีบอัดโดยลูกสูบก่อนที่จะจุดไฟ

ภาพวาดเครื่องยนต์ของบาร์เน็ตต์:

ในปี ค.ศ. 1853-57นักประดิษฐ์ชาวอิตาลี Eugenio Barzanti และ Felice Matteucci ได้พัฒนาและจดสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในสองสูบที่มีกำลัง 5 ลิตร/วินาที
สิทธิบัตรดังกล่าวออกโดยสำนักงานลอนดอนเนื่องจากกฎหมายของอิตาลีไม่สามารถรับประกันการคุ้มครองที่เพียงพอได้

การก่อสร้างต้นแบบได้รับมอบหมายให้ Bauer & Co. แห่งมิลาน" (เฮลเวติก้า)และแล้วเสร็จเมื่อต้นปี พ.ศ. 2406 ความสำเร็จของเครื่องยนต์ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าเครื่องยนต์ไอน้ำนั้นยิ่งใหญ่มากจนบริษัทเริ่มได้รับคำสั่งซื้อจากทั่วทุกมุมโลก

เครื่องยนต์ Barzanti-Matteucci สูบเดียวรุ่นแรก:

รุ่นเครื่องยนต์ Barzanti-Matteucci สองสูบ:

Matteucci และ Barzanti ได้ทำข้อตกลงสำหรับการผลิตเครื่องยนต์กับหนึ่งในบริษัทเบลเยียม Barzanti เดินทางไปเบลเยียมเพื่อดูแลงานด้วยตนเองและเสียชีวิตกะทันหันด้วยโรคไข้รากสาดใหญ่ เมื่อ Barzanti เสียชีวิต งานทั้งหมดในเครื่องยนต์ก็ถูกยกเลิก และ Matteucci ก็กลับไปทำงานก่อนหน้าในตำแหน่งวิศวกรไฮดรอลิก

ในปี 1877 Matteucci อ้างว่าเขาและ Barzanti เป็นผู้สร้างหลักของเครื่องยนต์สันดาปภายใน และเครื่องยนต์ที่สร้างโดย Augustus Otto นั้นคล้ายกับเครื่องยนต์ Barzanti-Matteucci มาก

เอกสารที่เกี่ยวข้องกับสิทธิบัตรของ Barzanti และ Matteucci ถูกเก็บไว้ในจดหมายเหตุของห้องสมุด Museo Galileo ในเมืองฟลอเรนซ์

สิ่งประดิษฐ์ที่สำคัญที่สุดของ Nikolaus Otto คือเครื่องยนต์ที่มี รอบสี่จังหวะ- วัฏจักรอ็อตโต วัฏจักรนี้ยังคงรองรับการทำงานของเครื่องยนต์ก๊าซและเบนซินส่วนใหญ่มาจนถึงทุกวันนี้

วัฏจักรสี่จังหวะเป็นความสำเร็จทางเทคนิคที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของอ็อตโต แต่ในไม่ช้าก็พบว่าเมื่อไม่กี่ปีก่อนการประดิษฐ์ของเขา วิศวกรชาวฝรั่งเศส Beau de Rochas ได้อธิบายหลักการเดียวกันนี้ในการทำงานของเครื่องยนต์ (ดูด้านบน). นักอุตสาหกรรมชาวฝรั่งเศสกลุ่มหนึ่งท้าทายสิทธิบัตรของอ็อตโตในศาล ศาลพบว่าข้อโต้แย้งของพวกเขาน่าเชื่อถือ สิทธิของอ็อตโตภายใต้สิทธิบัตรของเขาลดลงอย่างมาก รวมถึงการถอนการผูกขาดของเขาในวงจรสี่จังหวะ

แม้ว่าคู่แข่งจะเปิดตัวการผลิตเครื่องยนต์สี่จังหวะ แต่รุ่น Otto นั้นได้ผลด้วยประสบการณ์หลายปียังคงเป็นสิ่งที่ดีที่สุดและความต้องการก็ไม่ได้หยุดลง ภายในปี พ.ศ. 2440 มีการผลิตเครื่องยนต์เหล่านี้ประมาณ 42,000 เครื่องที่มีความสามารถหลากหลาย อย่างไรก็ตาม การใช้ก๊าซเบาเป็นเชื้อเพลิงทำให้ขอบเขตการใช้งานแคบลงอย่างมาก
จำนวนโรงไฟและก๊าซไม่มีนัยสำคัญแม้แต่ในยุโรปและในรัสเซียมีเพียงสองแห่งในมอสโกและเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

ในปี พ.ศ. 2408ปิแอร์ อูโก นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศสได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องจักรที่เป็นเครื่องยนต์สูบเดียวสองสูบแนวตั้ง ซึ่งใช้ปั๊มยางสองตัวที่ขับเคลื่อนด้วยเพลาข้อเหวี่ยงเพื่อป้อนส่วนผสม

Hugo ออกแบบในภายหลัง เครื่องยนต์แนวนอนคล้ายกับเครื่องยนต์เลอนัวร์

พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์ลอนดอน

ในปี พ.ศ. 2413ซามูเอล มาร์คุส ซิกฟรีด นักประดิษฐ์ชาวออสเตรีย-ฮังการี ได้ออกแบบเครื่องยนต์สันดาปภายในที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวและติดตั้งบนเกวียนสี่ล้อ

วันนี้รถคันนี้เป็นที่รู้จักกันดีในนาม "The first Marcus Car"

ในปี 1887 Marcus ได้ร่วมมือกับ Bromovsky & Schulz ได้สร้างรถยนต์คันที่สองขึ้นชื่อ Second Marcus Car

ในปี พ.ศ. 2415นักประดิษฐ์ชาวอเมริกันได้จดสิทธิบัตรเครื่องยนต์สันดาปภายในแรงดันคงที่สองสูบที่ใช้น้ำมันก๊าด
ไบรตันตั้งชื่อเครื่องยนต์ว่า "Ready Motor"

กระบอกสูบแรกทำหน้าที่เป็นคอมเพรสเซอร์ที่บังคับให้อากาศเข้าไปในห้องเผาไหม้ซึ่งมีการจ่ายน้ำมันก๊าดอย่างต่อเนื่อง ในห้องเผาไหม้ ส่วนผสมถูกจุดไฟและผ่านกลไกของแกนหลอดเข้าไปในถังที่สอง - กระบอกสูบทำงาน ความแตกต่างที่สำคัญจากเครื่องยนต์อื่นๆ คือ ส่วนผสมอากาศ-เชื้อเพลิงเผาทีละน้อยและแรงดันคงที่

ผู้ที่สนใจด้านอุณหพลศาสตร์ของเครื่องยนต์สามารถอ่านเกี่ยวกับ Brayton Cycle ได้

ในปี พ.ศ. 2421, วิศวกรชาวสก๊อต เซอร์ (เป็นอัศวินในปี พ.ศ. 2460)พัฒนาเครื่องยนต์สันดาปสองจังหวะแรก เขาจดสิทธิบัตรในอังกฤษในปี พ.ศ. 2424

เครื่องยนต์ทำงานในลักษณะที่แปลกประหลาด: อากาศและเชื้อเพลิงถูกจ่ายไปยังกระบอกสูบด้านขวา ที่ซึ่งมันถูกผสม และส่วนผสมนี้ถูกผลักเข้าไปในกระบอกสูบด้านซ้าย โดยที่ส่วนผสมถูกจุดไฟจากเทียน เกิดการขยายตัวลูกสูบทั้งสองลงไปจากกระบอกสูบด้านซ้าย (ผ่านท่อสาขาด้านซ้าย)ก๊าซไอเสียถูกขับออกไป และอากาศและเชื้อเพลิงส่วนใหม่ถูกดูดเข้าไปในกระบอกสูบด้านขวา ตามแรงเฉื่อย ลูกสูบจะสูงขึ้นและวัฏจักรซ้ำไปซ้ำมา

ในปี พ.ศ. 2422, สร้างน้ำมันเบนซินที่เชื่อถือได้อย่างสมบูรณ์ สองจังหวะเครื่องยนต์และได้รับสิทธิบัตรสำหรับมัน

อย่างไรก็ตาม อัจฉริยะที่แท้จริงของ Benz ได้แสดงให้เห็นแล้วว่าในโครงการต่อๆ มา เขาสามารถรวมอุปกรณ์ต่างๆ เข้าด้วยกันได้ (คันเร่ง, การจุดระเบิดด้วยประกายไฟของแบตเตอรี่, หัวเทียน, คาร์บูเรเตอร์, คลัตช์, กระปุกเกียร์ และหม้อน้ำ)ของผลิตภัณฑ์ซึ่งกลายเป็นมาตรฐานสำหรับอุตสาหกรรมวิศวกรรมทั้งหมด

ในปี พ.ศ. 2426 เบนซ์ได้ก่อตั้ง Benz & Cie เพื่อผลิต เครื่องยนต์แก๊สและในปี พ.ศ. 2429 เขาได้จดสิทธิบัตร สี่จังหวะเครื่องยนต์ที่เขาใช้ในรถของเขา

ด้วยความสำเร็จของ Benz & Cie เบนซ์จึงสามารถออกแบบรถม้าแบบไม่มีม้าได้ ผสมผสานประสบการณ์ในการผลิตเครื่องยนต์และงานอดิเรกที่มีมาอย่างยาวนาน - การออกแบบจักรยาน โดยในปี พ.ศ. 2429 เขาได้สร้างรถคันแรกของเขาและเรียกมันว่า "Benz Patent Motorwagen"

การออกแบบคล้ายกับรถสามล้ออย่างมาก

เครื่องยนต์สันดาปภายในสี่จังหวะสูบเดียวที่มีปริมาตรการทำงาน 954 cm3. ติดตั้งบน " สิทธิบัตรเบนซ์".

เครื่องยนต์ติดตั้งมู่เล่ขนาดใหญ่ (ใช้ไม่เพียงแต่สำหรับการหมุนที่สม่ำเสมอ แต่ยังสำหรับการสตาร์ท) ถังแก๊สขนาด 4.5 ลิตร คาร์บูเรเตอร์แบบระเหย และสปูลวาล์วที่เชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ จุดระเบิดโดยหัวเทียน ออกแบบเองเบนซ์ซึ่งได้รับพลังงานจากขดลวด Ruhmkorff

คูลลิ่งเป็นน้ำ แต่ไม่ใช่วงจรปิด แต่ระเหย ไอน้ำไหลออกสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อให้รถต้องเติมน้ำมันไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังต้องเติมน้ำด้วย

เครื่องยนต์พัฒนากำลัง 0.9 แรงม้า ที่ 400 รอบต่อนาที และเร่งความเร็วรถเป็น 16 กม./ชม.

คาร์ล เบนซ์หลังพวงมาลัยรถของคุณ

ต่อมาในปี พ.ศ. 2439 คาร์ล เบนซ์ได้คิดค้น เครื่องยนต์บ็อกเซอร์ (หรือเครื่องแบน)ซึ่งลูกสูบไปถึง ตายด้านบนจุดพร้อมกันจึงทำให้สมดุลกัน

พิพิธภัณฑ์เมอร์เซเดส-เบนซ์ในสตุตการ์ต

ในปี พ.ศ. 2425วิศวกรชาวอังกฤษ James Atkinson ได้คิดค้นวงจร Atkinson และเครื่องยนต์ Atkinson

เครื่องยนต์ Atkinson เป็นเครื่องยนต์สี่จังหวะโดยพื้นฐานแล้ว อ็อตโต ไซเคิลแต่ด้วยกลไกข้อเหวี่ยงที่ดัดแปลง ความแตกต่างก็คือในเครื่องยนต์ Atkinson ทั้งสี่จังหวะเกิดขึ้นในการหมุนรอบเพลาข้อเหวี่ยงครั้งเดียว

การใช้วงจร Atkinson ในเครื่องยนต์ทำให้สามารถลดการใช้เชื้อเพลิงและลดเสียงรบกวนระหว่างการทำงานได้เนื่องจากแรงดันไอเสียที่ลดลง นอกจากนี้ เครื่องยนต์นี้ไม่ต้องการกระปุกเกียร์เพื่อขับเคลื่อนกลไกการจ่ายแก๊ส เนื่องจากการเปิดวาล์วทำให้เพลาข้อเหวี่ยงมีการเคลื่อนไหว

แม้จะมีข้อดีหลายประการ (รวมถึงการหลีกเลี่ยงสิทธิบัตรของอ็อตโต)เครื่องยนต์ไม่ได้ใช้กันอย่างแพร่หลายเนื่องจากความซับซ้อนของการผลิตและข้อบกพร่องอื่นๆ
วัฏจักร Atkinson ช่วยให้คุณได้รับประสิทธิภาพด้านสิ่งแวดล้อมและเศรษฐกิจที่ดีที่สุด แต่จำเป็น ความเร็วสูง. ที่รอบต่ำ มันจะสร้างแรงบิดที่ค่อนข้างเล็กและสามารถชะงักได้

ตอนนี้ใช้เครื่องยนต์ Atkinson แล้ว รถยนต์ไฮบริด « โตโยต้า พรีอุสและเล็กซัส HS 250h.

ในปี พ.ศ. 2427วิศวกรชาวอังกฤษ Edward Butler ที่งาน Stanley Cycle Show ในลอนดอน ได้สาธิตภาพวาดของรถสามล้อด้วย เครื่องยนต์เบนซินสันดาปภายในและในปี พ.ศ. 2428 เขาได้สร้างและจัดแสดงในนิทรรศการเดียวกันโดยเรียกมันว่า "Velocycle" ในทำนองเดียวกัน บัตเลอร์เป็นคนแรกที่ใช้คำว่า น้ำมันเบนซิน.

สิทธิบัตรสำหรับ "Velocycle" ออกในปี พ.ศ. 2430

Velocycle ได้รับการติดตั้งกระบอกเดียวสี่จังหวะ น้ำมันเบนซิน ICEติดตั้งคอยล์จุดระเบิด คาร์บูเรเตอร์ เค้น และระบายความร้อนด้วยของเหลว เครื่องยนต์พัฒนากำลังประมาณ 5 แรงม้า ด้วยปริมาตร 600 cm3 และเร่งความเร็วรถได้ถึง 16 กม./ชม.

ตลอดหลายปีที่ผ่านมา บัตเลอร์ได้ปรับปรุงสมรรถนะของรถของเขา แต่ถูกขัดขวางไม่ให้ทำการทดสอบเนื่องจาก "กฎหมายธงแดง" (ตีพิมพ์ในปี พ.ศ. 2408), โดย ยานพาหนะไม่ควรเกินความเร็วเกิน 3 กม./ชม. นอกจากนี้ ควรมีสามคนอยู่ในรถ โดยหนึ่งในนั้นควรจะเดินไปข้างหน้ารถด้วยธงสีแดง (นี่คือมาตรการรักษาความปลอดภัย) .

ในปี 1890 ของ The English Mechanic บัตเลอร์เขียนว่า "ทางการห้ามไม่ให้ใช้รถยนต์บนท้องถนน ดังนั้นฉันจึงละทิ้งการพัฒนาเพิ่มเติม"

เนื่องจากขาดความสนใจของสาธารณชนในรถ บัตเลอร์จึงเลิกใช้เศษซากและขายสิทธิ์ในสิทธิบัตรให้กับแฮร์รี่ เจ. ลอว์สัน (ผู้ผลิตจักรยาน)ที่ไปผลิตเครื่องยนต์เพื่อใช้ในเรือ

บัตเลอร์เองก็ย้ายไปสร้างเครื่องเขียนและ เครื่องยนต์เรือ.

ในปี พ.ศ. 2434 Herbert Aykroyd Stewart ร่วมกับ Richard Hornsby และ Sons ได้สร้างเครื่องยนต์ Hornsby-Akroyd ซึ่งฉีดเชื้อเพลิง (น้ำมันก๊าด) ภายใต้แรงกดดันเข้าไป กล้องเสริม (เพราะรูปร่างเรียกว่า "ฮอทบอล")ติดตั้งบนฝาสูบและเชื่อมต่อกับห้องเผาไหม้โดยทางแคบ เชื้อเพลิงถูกจุดไฟโดยผนังร้อนของห้องเพิ่มเติมและรีบเข้าไปในห้องเผาไหม้

1. กล้องเสริม (ลูกร้อน).
2. กระบอก.
3.ลูกสูบ
4. คาร์เตอร์

ในการสตาร์ทเครื่องยนต์นั้นใช้เครื่องเป่าลมซึ่งทำให้ห้องเพิ่มเติมร้อนขึ้น (หลังจากเริ่มอุ่นขึ้น ไอเสีย) . ด้วยเหตุนี้เครื่องยนต์ Hornsby-Akroyd ใครเป็นผู้บุกเบิก เครื่องยนต์ดีเซลออกแบบโดยรูดอล์ฟ ดีเซลมักเรียกกันว่า "กึ่งดีเซล" อย่างไรก็ตาม หนึ่งปีต่อมา Aykroyd ได้ปรับปรุงเครื่องยนต์ของเขาโดยเพิ่ม “แจ็คเก็ตน้ำ” เข้าไป (สิทธิบัตรตั้งแต่ปี 1892) ซึ่งทำให้สามารถเพิ่มอุณหภูมิในห้องเผาไหม้ได้โดยการเพิ่มอัตราส่วนการอัด และตอนนี้ก็ไม่จำเป็น แหล่งความร้อนเพิ่มเติม

ในปี พ.ศ. 2436, รูดอล์ฟ ดีเซล ได้รับสิทธิบัตรสำหรับเครื่องยนต์ความร้อนและดัดแปลง "วงจรการ์โนต์" เรียกว่า "วิธีการและอุปกรณ์สำหรับการแปลง อุณหภูมิสูงไปทำงาน."

ในปี พ.ศ. 2440 ที่เอาก์สบวร์ก โรงงานสร้างเครื่องจักร» (ตั้งแต่ 1904 MAN)ด้วยการมีส่วนร่วมทางการเงินของ บริษัท ของ Friedrich Krupp และพี่น้อง Sulzer เครื่องยนต์ดีเซลตัวแรกของ Rudolf Diesel จึงถูกสร้างขึ้น
กำลังเครื่องยนต์ 20 พลังม้าที่ 172 รอบต่อนาที ประสิทธิภาพ 26.2% น้ำหนัก 5 ตัน
มันเหนือกว่ามาก เครื่องยนต์ที่มีอยู่อ็อตโตที่มีประสิทธิภาพ 20% และกังหันไอน้ำทางทะเลที่มีประสิทธิภาพ 12% ซึ่งกระตุ้นความสนใจของอุตสาหกรรมในประเทศต่างๆ

เครื่องยนต์ดีเซลเป็นแบบสี่จังหวะ นักประดิษฐ์พบว่า ประสิทธิภาพของเครื่องยนต์การเผาไหม้ภายในเพิ่มขึ้นจากการเพิ่มขึ้นของระดับการบีบอัดของส่วนผสมที่ติดไฟได้ แต่มันเป็นไปไม่ได้ที่จะบีบอัดส่วนผสมที่ติดไฟได้อย่างรุนแรงเพราะจากนั้นความดันและอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นและจะติดไฟได้เองตามธรรมชาติ ดังนั้นดีเซลจึงตัดสินใจที่จะไม่บีบอัดส่วนผสมที่ติดไฟได้ แต่ให้อากาศบริสุทธิ์และฉีดเชื้อเพลิงเข้าไปในกระบอกสูบเมื่อสิ้นสุดการอัดภายใต้แรงกดดันที่รุนแรง
เนื่องจากอุณหภูมิ อัดอากาศถึง 600-650 ° C เชื้อเพลิงติดไฟได้เองและก๊าซขยายตัวขยับลูกสูบ ดังนั้นดีเซลจึงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ได้อย่างมาก กำจัดระบบจุดระเบิด และใช้ปั๊มเชื้อเพลิงแรงดันสูงแทนคาร์บูเรเตอร์
ในปี 1933 Elling ทำนายว่า: “เมื่อฉันเริ่มทำงานกับกังหันก๊าซในปี พ.ศ. 2425 ฉันเชื่อมั่นอย่างยิ่งว่าสิ่งประดิษฐ์ของฉันจะเป็นที่ต้องการในอุตสาหกรรมอากาศยาน”

น่าเสียดายที่เอลลิงเสียชีวิตในปี พ.ศ. 2492 โดยไม่เคยมีชีวิตอยู่เพื่อดูการมาถึงของยุคเทอร์โบเจ็ท

รูปเดียวที่เราหาได้

บางทีอาจมีคนพบบางสิ่งเกี่ยวกับชายคนนี้ใน "พิพิธภัณฑ์เทคโนโลยีแห่งนอร์เวย์"

ในปี พ.ศ. 2446 Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky ในวารสาร "Scientific Review" ตีพิมพ์บทความเรื่อง "Research of world spaces with jet devices" ซึ่งเป็นครั้งแรกที่เขาพิสูจน์ว่าจรวดเป็นอุปกรณ์ที่สามารถบินในอวกาศได้ บทความยังเสนอร่างแรกของขีปนาวุธพิสัยไกล ร่างกายของมันคือห้องโลหะรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าพร้อมกับ ของเหลว เครื่องยนต์ไอพ่น (ซึ่งเป็นเครื่องยนต์สันดาปภายในด้วย). ในฐานะเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ เขาเสนอให้ใช้ไฮโดรเจนเหลวและออกซิเจนตามลำดับ

อาจเป็นไปได้ในบันทึกย่อของอวกาศจรวดนี้ว่ามันคุ้มค่าที่จะสิ้นสุดส่วนประวัติศาสตร์เนื่องจากศตวรรษที่ 20 มาถึงแล้วและเครื่องยนต์สันดาปภายในเริ่มผลิตทุกที่

ปรมาจารย์ด้านปรัชญา...

เค.อี. Tsiolkovsky เชื่อว่าในอนาคตอันใกล้นี้ผู้คนจะเรียนรู้ที่จะมีชีวิตอยู่ถ้าไม่ตลอดไปอย่างน้อยก็เป็นเวลานานมาก ในเรื่องนี้จะมีพื้นที่ (ทรัพยากร) เพียงเล็กน้อยบนโลกและเรือจะต้องย้ายไปยังดาวเคราะห์ดวงอื่น โชคไม่ดี ที่มีบางอย่างในโลกนี้ผิดพลาด และด้วยความช่วยเหลือของจรวดลูกแรก ผู้คนจึงตัดสินใจทำลายล้างเผ่าพันธุ์ของตนเอง...

ขอบคุณทุกคนที่อ่าน

สงวนลิขสิทธิ์ © 2016
อนุญาตให้ใช้สื่อใดๆ ได้เฉพาะกับลิงก์ที่ใช้งานไปยังแหล่งที่มาเท่านั้น

ในเครื่องยนต์สันดาปภายนอก กระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิงและแหล่งที่มาของอิทธิพลทางความร้อนจะถูกแยกออกจากการติดตั้งที่ทำงาน หมวดหมู่นี้มักจะรวมถึงกังหันไอน้ำและก๊าซ เช่นเดียวกับเครื่องยนต์สเตอร์ลิง ต้นแบบแรกของการติดตั้งดังกล่าวสร้างขึ้นเมื่อสองศตวรรษก่อนและถูกใช้เกือบตลอดศตวรรษที่ 19 ทั้งหมด

เมื่ออุตสาหกรรมที่กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็วต้องการโรงไฟฟ้าที่ทรงประสิทธิภาพและประหยัด นักออกแบบจึงได้คิดค้นสิ่งทดแทนเครื่องยนต์ไอน้ำที่ระเบิดได้ ซึ่งของเหลวทำงานเป็นไอน้ำภายใต้แรงดันสูง นี่คือลักษณะที่ปรากฏของเครื่องยนต์สันดาปภายนอกซึ่งแพร่หลายไปเมื่อต้นศตวรรษที่ 19 แล้ว เพียงไม่กี่ทศวรรษต่อมาพวกเขาถูกแทนที่ด้วยเครื่องยนต์สันดาปภายใน พวกมันมีราคาน้อยกว่าการกระจายแบบกว้างอย่างมาก

แต่ในปัจจุบันนี้ นักออกแบบกำลังมองหาเครื่องยนต์สันดาปภายนอกที่ล้าสมัยอย่างใกล้ชิดมากขึ้น นี่เป็นเพราะผลประโยชน์ของพวกเขา ข้อได้เปรียบหลักคือการติดตั้งดังกล่าวไม่จำเป็นต้องทำความสะอาดอย่างดีและ น้ำมันแพง.

เครื่องยนต์สันดาปภายนอกนั้นไม่โอ้อวดแม้ว่าการก่อสร้างและการบำรุงรักษาจะยังค่อนข้างแพง

เครื่องยนต์ของสเตอร์ลิง

หนึ่งในที่สุด ตัวแทนที่มีชื่อเสียงตระกูลของเครื่องยนต์สันดาปภายนอก - เครื่องสเตอร์ลิง ถูกประดิษฐ์ขึ้นในปี พ.ศ. 2359 ปรับปรุงหลายครั้ง แต่ต่อมาใน เป็นเวลานานถูกลืมอย่างไม่สมควร ตอนนี้เครื่องยนต์สเตอร์ลิงได้รับการเกิดใหม่แล้ว ใช้สำเร็จแม้ในการสำรวจอวกาศ

การทำงานของเครื่องสเตอร์ลิงขึ้นอยู่กับวัฏจักรเทอร์โมไดนามิกแบบปิด กระบวนการบีบอัดและการขยายตัวเป็นระยะเกิดขึ้นที่นี่ที่อุณหภูมิต่างกัน การจัดการเวิร์กโฟลว์เกิดขึ้นโดยการเปลี่ยนปริมาณ

เครื่องยนต์สเตอร์ลิงสามารถทำงานเป็นปั๊มความร้อน เครื่องกำเนิดแรงดัน อุปกรณ์ทำความเย็น

ที่ เครื่องยนต์นี้ที่อุณหภูมิต่ำ ก๊าซจะถูกบีบอัด และที่อุณหภูมิสูง ก๊าซจะขยายตัว การเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์เป็นระยะ ๆ เกิดขึ้นเนื่องจากการใช้ลูกสูบพิเศษซึ่งมีหน้าที่ของดิสเพลสเซอร์ ความร้อนถูกส่งไปยังของเหลวทำงานจากภายนอก ผ่านผนังกระบอกสูบ คุณลักษณะนี้ให้สิทธิ์

บ้าน » ระบบกำลังเครื่องยนต์ » เครื่องยนต์สเตอร์ลิง (1 GIF) โรงไฟฟ้าเครื่องยนต์สเตอร์ลิง - ความเรียบง่าย ประสิทธิภาพ และความปลอดภัยต่อสิ่งแวดล้อม เครื่องยนต์เทอร์ไบน์สันดาปภายนอก