На дворе двадцать первый век, семимильными шагами развиваются информационные технологии, люди общаются, используя видео связь, корпорации грозятся колонизировать другие планеты. Кажется, в развитии человечество шагнуло так далеко, что от базовых технологий не осталось и следа и ничто не вернёт прошлого назад.
Но, стоит выйти на улицу, посмотреть по сторонам и первое проезжающее транспортное средство обдаст выхлопом, чётко указывающим на двигатель внутреннего сгорания. Вот уже полтора века человечество не находит замену мотору, принцип работы которого разработан во времена, когда обыватель ничего не знал о лампе накаливания.
Сегодня, двигатель внутреннего сгорания установлен на большинстве техники. В ближайшем будущем тенденция останется неизменной, поскольку новые наработки по сумме показателей уступают базовому принципу.
Поршневой двигатель внутреннего сгорания
Развитие технологии
Попыток создать силовой агрегат, который смог бы заменить установку, работающую за счет пара, в те времена предпринималось много. До сих пор учёные спорят о том, кто изобрёл двигатель внутреннего сгорания. Вариантов несколько, поскольку базовая точка зрения вынашивалась в головах учёных того времени.
В седьмом году девятнадцатого века механик из Франции Франсуа Исаак де Риваз сконструировал первый двигатель с применением поршней. Установка приводилась в действие за счет сжигания водорода, элементы поршневой группы и поджигание топлива свечой использовались при дальнейшей работе над мотором.
Франсуа Исаак де Риваз (1752 – 1828 года жизни):
Считается, что первый двигатель внутреннего сгорания изобрёл в шестидесятом году девятнадцатого века изобретатель французского происхождения Этьен Ленуар. Этот двухтактный газовый агрегат вырабатывал одиннадцать лошадей. Камера объёмного вытеснения в единственном экземпляре размещалась горизонтально, работала благодаря окислению кислорода и светильного газа, заряд поджигался за счёт электрического разряда. Главная особенность заключалась в применении механизма кривошипов и шатунов. Коэффициент полезного действия составлял 4,65%.
Этьен Ленуар (1822 – 1900 года) и его газовый двигатель, 1860 год:
Позже, в 1863 году изобретатель немецкого происхождения Николай Аугуст Отто, изучив двигатель Ленуара, разрабатывает и создаёт атмосферный агрегат на два такта с внутренним сгоранием жидкого горючего. Цилиндр агрегата располагался вертикально, зажигание происходило открытым способом, а полезное действие составляло 15%. В семьдесят шестом году девятнадцатого века Отто построил четырёхтактный двигатель на газу.
Николай Аугуст Отто (1832 – 1891 года) и его четырёхтактный двигатель, 1876 год:
Двигатель, работающий на горючей смеси лёгких углеводородов нефти со смесеобразованием при помощи карбюратора создан в 1885 году. Авторы, конструкторы немецкого происхождения, Готлиб Даймлер и Вильгельм Майбах. Двигатель установлен в том же году на первом двухколёсном транспортном средстве, а годом позже, на первом агрегате с четырьмя колёсами.
Рудольф Дизель (1858 – 1913 года жизни):
Событием в автомобилестроении стала работа конструктора из Германии Рудольфа Дизеля. Поставив цель увеличить коэффициент полезного действия разработанных на тот момент двигателей, в девяносто седьмом году девятнадцатого века создатель придумал использовать сжатие для воспламенения рабочей смеси. Агрегаты, использующие аналогичный способ воспламенения ездят по улицам городов и сегодня.
Отличительная черта
Что бы понять, как работает двигатель внутреннего сгорания, разберёмся с главной особенностью агрегатов, которая делает их не такими, как остальные моторы. Дело в поджоге смеси горючего и воздуха. Что бы сделать процесс контролируемым, а выработанную энергию направить в правильное русло, сжигаемую субстанцию помещают внутрь камеры объёмного вытеснения, где происходит окисление. Окисление выделяет жар и отработку. Расширяясь в объёме, субстанция напирает на поршень. Через эту деталь и компоненты мощность температурного наращивания реорганизуется в работу силы.
Виды двигателей внутреннего сгорания
Агрегаты классифицируются по ряду отличительных признаков, которые напрямую влияют на устройство двигателя или принцип работы.
Параметры классификации:
- Способ образования смеси в двигателе:внешнее образование смеси (карбюратор, газовый двигатель);
- внутреннее образование.
Количество ходок поршня, прежде чем выполнится рабочий процесс двигателя:
- процесс работы за 4 хода;
- процесс работы за 2 хода.
Количество камер объёмного вытеснения в двигателе:
- 1 камера вытеснения;
- 2 камеры вытеснения;
- много камер вытеснения.
Размещение камер объёмного вытеснения в двигателе:
- в ряд, перпендикулярно горизонту, а так же под небольшим углом;
- угол между осями камер вытеснения составляет 90°;
- угол между осями камер вытеснения составляет 180°.
Отвод избыточной температуры в двигателе:
- посредством обдува воздушными массами;
- посредством обтекания потоком жидкости.
Питание двигателя горючим:
- бензин;
- солярка;
- газ;
- питаются несколькими видами горючего.
Отношение полного объёма камеры к объёму пространства сгорания:
- показатель равен 12-18 единиц (высокая степень);
- показатель равен 4-9 единицам (низкая степень).
Способ наполнения цилиндра двигателя:
- с использованием наддува, подача сжатием.
Угловая частота:
- низкая угловая частота;
- средняя угловая частота;
- высокая угловая частота.
Много других методов, по которым отфильтровывают силовые установки.
Действия в фотоаппарат об ъёмного вытеснения разбиты на процессы:
- Такт, это передвижение поршня из одного крайнего положения в другое крайнее положение, обобщённо, движение детали в одну сторону.
- Цикл, это количество тактов, которое совершает агрегат, выполняя работу. Как правило, значение равно двум или четырём.
- Процесс работы: совершение действий над содержимым камеры объёмного вытеснения. Запускаем субстанцию, сжимаем, сжигаем, выпускаем
