И прежде чем мы отправимся в большое путешествие в мир танкостроения, нельзя не рассмотреть один из трех важных условий к созданию танка. Данная статья будет посвящена одному из этих условий - это двигатель внутреннего сгорания. Первые двигатели не обеспечивали нужную мощность и размеры, поэтому человечество активно трудилось над устранением этих проблем.
Далеко не секрет, что прежде появления паровых двигателей, свои транспортные вопросы человечество решало при помощи лошадей(ограничимся ими). Первые активные применения паровых двигателей стало действительно прорывом для человечества и значительно улучшило процесс перевозок. Идеи передвижения карет без использования лошадей активно посещали инженеров 19 века.(важно отметить, что в статье идет речь именно о двигателе применимо к автомобилю, ибо сама идея ДВС появилась аж в 1678 году) Первыми в двигателестроении стали применять именно паровые. Двигатели с применением разогретого пара активно внедрялись во все места, где требовалась тяга, будь то перевозки по дорогам, рельсам или морю.
Постоянное развитие этого типа двигателя упрощало жизнь человечеству, но в свою очередь и создавало много проблем тем, кто пытался кардинально изменить тип топлива, способ нагрева и передачи энергии, а следовательно и конструкцию двигателя, который смог бы более эффективно преобразовывать энергию сгорания в механическую работу. Именно габариты паровых двигателей стали ключевым фактором отказа от них, ибо размеры и вырабатываемая энергия не соответствовали требованиям постоянно развивающегося человечества. Но вернемся к истокам.
Так в 1889 году француз Леон Серполле добился определенного успеха на этом поприще, изобрёл котел, в котором пар образовывался от прохождения воды через раскаленные трубки, разогрев которых осуществлялся на раскаленных докрасна стальных трубок, а источником разогрева являлся парафин.
Уже в 1894 году машина французской фирмы "Де Дион-Бутон" оснащенная двигателем Серполе смогла преодолеть расстояние в 127 км со средней скоростью 18км/ч. Мощность двигателя составляла аж 15л.с. что для того времени было хорошим достижением учитывая значительно уменьшенные габариты.
В 1906 г. США также не желали отставать в развитие и установили мировой рекорд скорости машины на паровом двигателе равной 205,5 км/ч.
Но несмотря на эти достижения, время паровых двигателей уходило в прошлое в силу имеющихся огромных недостатков самой конструкции, таких как:
-Огромные размеры;
-Большой вес;
-Долгий запуск, связанный с необходимостью его разогрева.
Таким образом возникала необходимость решать имеющиеся проблемы, а главное: ускорить процесс разогрева и исключить из конструкции огромный котел. Так появились идеи сжигать горючие в цилиндрах двигателя, а достигать результат путем их сжатия и использовать для этого порох артиллерии.
В 1859 го Этьен Леуар взяв за принцип машину Ньюкомена(Паровая машина Ньюкомена - это двигатель, изобретенный в 1705г кузнецом Томасом Ньюкомена, для водяного насоса)
построил первый газовый двигатель в котором газовая смесь засасывалась в цилиндр на половине хода поршня, и с помощью электрической искры создаваемой индукционной катушкой воспламенялась, заставляя поршень совершать обратный ход. При обратном ходе поршня удалялись продукты сгорания и цикл повторялся, так появился двухтактный двигатель. Конечно же он не был лишен недостатка, в первую очередь - снова огромный габариты при малой мощности, всего в 2 л.с. Наибольшее давление в цилиндре составляло всего 4 атм, но несмотря на это, двигатели нашли свое применение в насосах и токарных станках, и было выпущено примерно 400 штук.
В 1876 г. Август Отто создал успешный газовый двигатель работавший по четырехтактному циклу, который в последствии стал активно применятся в большинстве ДВС и эта концепция перешла и в бензиновые двигатели. Если описывать кратко, суть работы 4-х тактного двигателя заключалась в следующем:
В верхней части цилиндра имелось два клапана, через один из них поступала воздушно-газовая смесь, через другой удалялись продукты сгорания, а 4 такта составляли следующий цикл работы двигателя: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск.
Уже через год были построены двигатели способные развивать 8 л.с. что выглядит на сегодня смешно, однако по тем временам это были огромные достижения. Но проблема огромной массы решена не была, вес такого двигателя составлял примерно 2т., что совершенно исключало его применение на самоходных машинах. Кроме веса, на тот момент было невозможно перевозить такое огромное количество топлива, чтобы обеспечивать сколько-нибудь приемлемый запас хода, поэтому данные двигатели применялись исключительно в стационарных установках. Но этот вариант двигателя действительно имел успех и востребованность. Уже к 1971 году такие двигатели были способны развивать мощность в 5000л.с. Схема 4-х тактного двигателя бы настолько удачной, что даже смена вида топлива не мешало ее применять. Таким образом появления топлива в виде продуктов нефти, позволило значительно удешевить топлива и обеспечить уменьшение топливного бака...
Ну а дабы не растягивать статью до безумных размеров и сделать подачу материала более удобным, о первых бензиновых двигателях, идеи которых шли рядом с газовыми я напишу в следующей статье! А для того, чтобы не пропустить ее выпуск, обязательно подпишись на канал и не забудьте поставить лайк в награду автору! До новых встреч
Ссылки на прошлые статьи: