Izum motora sa unutrašnjim sagorevanjem omogućio je čovečanstvu da značajno napreduje u razvoju. Sada se motori, koji koriste energiju koja se oslobađa tokom sagorevanja goriva za obavljanje korisnih poslova, koriste u mnogim oblastima ljudske aktivnosti. Ali ovi motori se najčešće koriste u transportu.
Sve elektrane sastoje se od mehanizama, sklopova i sistema koji međusobno djeluju kako bi pretvorili energiju koja se oslobađa tijekom sagorijevanja zapaljivih proizvoda u rotacijsko gibanje radilice. Upravo je taj pokret njegovo korisno djelo.
Da bi bilo jasnije, trebali biste razumjeti princip rada elektrane s unutarnjim sagorijevanjem.
Princip rada
Kada sagorijeva zapaljiva smjesa koja se sastoji od zapaljivih proizvoda i zraka, oslobađa se više energije. Štoviše, u trenutku paljenja smjese ona značajno povećava volumen, povećava se tlak u epicentru paljenja, u stvari dolazi do male eksplozije s oslobađanjem energije. Ovaj proces se uzima kao osnova.
Ako se sagorijevanje vrši u zatvorenom prostoru, pritisak koji nastaje tijekom sagorijevanja pritiskat će zidove tog prostora. Ako se jedan od zidova učini pokretnim, tada će pritisak, pokušavajući povećati zapreminu zatvorenog prostora, pomaknuti ovaj zid. Ako na ovaj zid pričvrstite bilo koju šipku, tada će ona već izvoditi mehanički rad - odmičući se, potisnut će ovu šipku. Spajanjem štapa na ručicu, prilikom kretanja, učinit će da se ručica okreće oko svoje osi.
To je princip rada pogonske jedinice s unutarnjim izgaranjem - postoji zatvoreni prostor (obloga cilindra) s jednim pomičnim zidom (klip). Zid je pomoću radilice (radilice) povezan šipkom (klipnjačom). Tada se izvodi suprotna radnja - ručica, praveći puni obrtaj oko osi, štapom gura zid i tako se vraća.
Ali ovo je samo princip rada s objašnjenjem jednostavnih komponenti. U stvari, postupak izgleda nešto složenije, jer prvo morate osigurati protok smjese u cilindar, stisnuti je radi boljeg paljenja i također ukloniti proizvode izgaranja. Te se radnje nazivaju rešetke.
Ukupni ciklusi takta 4:
- ulaz (smjesa ulazi u cilindar);
- kompresija (smjesa se komprimira smanjenjem volumena unutar košuljice klipom);
- radni hod (nakon paljenja, smjesa, zbog svog širenja, potiskuje klip prema dolje);
- izlaz (uklanjanje proizvoda sagorevanja iz obloge za dovod sledećeg dela smeše);
Klipni hod motora
Iz ovoga proizlazi da samo radni udar ima blagotvoran učinak, ostala tri su pripremna. Svaki hod je popraćen određenim kretanjem klipa. Pomiče se prema dolje tijekom unosa i udara, a prema gore za vrijeme kompresije i ispuha. A budući da je klip povezan s radilicom, svaki hod odgovara određenom kutu rotacije osovine oko osi.
Izvođenje poteza u motoru vrši se na dva načina. Prva je sa preklapajućim mjerama. U takvom motoru svi potezi se izvode u jednom potpunom okretanju radilice. Odnosno, pola okreta koljena. vratilo, u kojem je kretanje klipa gore ili dolje popraćeno s dva poteza. Ti se motori nazivaju 2-taktni motori.
Drugi način su odvojene mjere. Jedno kretanje klipa prati samo jedan hod. Kao rezultat, za puni ciklus rada potrebna su 2 okreta koljena. osovina oko osi. Takvi motori dobili su oznaku 4-taktni.
Blok cilindara
Sada je sama struktura motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Osnova svake instalacije je blok cilindara. Sve komponente su smještene u njemu i na njemu.
Karakteristike dizajna bloka ovise o određenim uvjetima - broju cilindara, njihovom položaju, načinu hlađenja. Broj cilindara, koji se kombiniraju u jednom bloku, može varirati od 1 do 16. Štoviše, blokovi s neparnim brojem cilindara su rijetki, od trenutno proizvedenih motora možete pronaći samo jedno- i trocilindrične jedinice. Većina jedinica dolazi s uparenim brojem cilindara - 2, 4, 6, 8 i rjeđe 12 i 16.
Četverocilindrični blok
Elektrane sa 1 do 4 cilindra su obično u redu. Ako je broj cilindara veći, oni su raspoređeni u dva reda, dok su s određenim kutom položaja jednog reda u odnosu na drugi, takozvane elektrane s položajem cilindara u obliku slova V. Ovaj raspored omogućio je smanjenje dimenzija jedinice, ali je istovremeno njihova izrada teža od uređenja u liniji.
Osmocilindrični blok
Postoji još jedna vrsta blokova u kojima su cilindri raspoređeni u dva reda i sa uglom između njih 180 stepeni. Ovi motori su nazvani. Uglavnom se nalaze na motociklima, iako postoje automobili s ovom vrstom pogonske jedinice.
Ali stanje broja cilindara i njihov položaj nije obavezno. Postoje 2-cilindrični i 4-cilindrični motori s V-obliku ili suprotstavljeni cilindri, kao i 6-cilindrični redni motori.
Postoje dvije vrste hlađenja koje se koriste u elektranama - vazdušno i tečno. O tome ovisi značajka dizajna bloka. Jedinica hlađena zrakom manja je i jednostavnijeg dizajna, jer cilindri nisu dio njenog dizajna.
Tečno hlađeni blok je složeniji, uključuje cilindre, a rashladni plašt se nalazi na vrhu bloka s cilindrima. Tečnost cirkulira unutar nje, uklanjajući toplinu iz cilindara. U ovom slučaju blok zajedno sa rashladnom košuljicom predstavljaju jednu cjelinu.
Odozgo je blok prekriven posebnom pločom - glavom cilindra (glava cilindra). Jedna je od komponenti koja pruža zatvoreni prostor u kojem se odvija proces sagorijevanja. Njegov dizajn može biti jednostavan, ne uključujući dodatne mehanizme, ili složen.
radilica
Dio dizajna motora, pretvara klipno kretanje klipa u čahuri u rotacijsko kretanje radilice. Glavni element ovog mehanizma je radilica. Ima pokretni priključak na blok cilindara. Takav spoj omogućava rotaciju ovog vratila oko osi.
Na jednom kraju osovine pričvršćen je zamašnjak. Zadatak zamašnjaka je daljnji prijenos okretnog momenta iz osovine. Budući da u četverotaktnom motoru dva okretaja radilice imaju samo jedan poluokret s korisnim djelovanjem - radnim hodom, ostali zahtijevaju obrnuto djelovanje, koje izvodi zamašnjak. Imajući značajnu masu i rotirajući se, zbog svoje kinetičke energije, osigurava pucanje koljena. vratilo tokom pripremnih mjera.
Opseg zamašnjaka ima prstenasti zupčanik, uz pomoć kojeg se pokreće elektrana.
S druge strane vratila nalazi se pogonski zupčanik pumpe za ulje i mehanizam za distribuciju plina, kao i prirubnica za pričvršćivanje remenice.
Ovaj mehanizam također uključuje klipnjače koje prenose snagu sa klipa na radilicu i obrnuto. Montaža na osovinu klipnjače je takođe pokretna.
Površine blokova cilindara, koljena. osovina i klipnjače na zglobovima ne kontaktiraju izravno jedni s drugima, između njih su klizni ležajevi - obloge.
Grupa cilindra-klipa
Ovu skupinu čine obloge cilindara, klipovi, klipni prstenovi i prsti. U ovoj grupi se odvija proces sagorijevanja i prijenos oslobođene energije za transformaciju. Izgaranje se odvija unutar košuljice, koja je s jedne strane zatvorena glavom bloka, a s druge strane - klipom. Sam klip se može kretati unutar obloge.
Da bi se osigurala maksimalna nepropusnost unutar obloge, koriste se klipni prstenovi kako bi se spriječilo propuštanje smjese i proizvoda sagorijevanja između zidova obloge i klipa.
Klip je pomično povezan sa klipnjačom pomoću klina.
Mehanizam distribucije plina
Zadatak ovog mehanizma je pravovremeno unošenje zapaljive smjese ili njenih komponenata u cilindar, kao i uklanjanje proizvoda sagorijevanja.
Dvotaktni motori nemaju mehanizam kao takav. U njemu se opskrba smjesom i uklanjanje proizvoda sagorijevanja obavljaju tehnološkim prozorima koji se izrađuju u zidovima čahure. Postoje tri takva prozora - ulazni, zaobilazni i izlazni.
Klip, dok se kreće, otvara i zatvara jedan ili drugi prozor, tako se obloga puni gorivom i uklanjaju ispušni plinovi. Upotreba takve distribucije plina ne zahtijeva dodatne jedinice, stoga je glava cilindra takvog motora jednostavna i zadatak joj je samo osigurati nepropusnost cilindra.
Četverotaktni motor ima vremenski mehanizam. Gorivo se u takvom motoru isporučuje kroz posebne rupe u glavi. Ovi otvori su zatvoreni ventilima. Ako je iz cilindra potrebno dovoditi gorivo ili ispušne plinove, odgovarajući ventil se otvara. Otvaranje ventila osigurava bregasto vratilo koje svojim bregovima u pravom trenutku pritisne potrebni ventil i on otvara rupu. Bregastu osovinu pokreće radilica.
Razvod s remenom i lančanim pogonom
Vrijeme se može razlikovati. Dostupni su motori s donjim bregastim vratilom (smještenim u bloku cilindara) i gornjim ventilima (u glavi motora). Prijenos sile s osovine na ventile vrši se pomoću šipki i klackalica.
Motori su češći tamo gdje su i osovina i ventili iznad glave. Ovim rasporedom osovina se također nalazi u glavi cilindra i djeluje direktno na ventil, bez posrednih elemenata.
Sistem napajanja
Ovaj sistem omogućava pripremu goriva za njegovo daljnje napajanje u cilindre. Dizajn ovog sistema ovisi o gorivu koje motor koristi. Sada je glavno gorivo odvojeno od ulja, sa različitim frakcijama - benzin i dizel gorivo.
Benzinski motori imaju dvije vrste sistema za gorivo - karburator i ubrizgavanje. U prvom sustavu smjesa se generira u rasplinjaču. Dozira i isporučuje gorivo protoku vazduha koji prolazi kroz njega, a zatim se ova smeša dovodi u cilindre. Takav sistem sastoji se od spremnika za gorivo, vodova za gorivo, vakuumske pumpe za gorivo i rasplinjača.
Sistem karburatora
Isto se radi u automobilima za ubrizgavanje, ali je njihova doza tačnija. Takođe, gorivo u mlaznicama dodaje se protoku zraka već u usisnom razvodniku kroz mlaznicu. Ova mlaznica raspršuje gorivo, što osigurava bolje stvaranje smjese. Sistem ubrizgavanja sastoji se od spremnika, pumpe smještene u njemu, filtera, vodova za gorivo i razvodnika goriva s mlaznicama instaliranim na usisnom razvodniku.
U dizel motorima se dijelovi smjese goriva isporučuju odvojeno. Mehanizam za distribuciju plina kroz ventile dovodi samo vazduh do cilindara. Gorivo se u cilindre dovodi odvojeno, mlaznicama i pod visokim pritiskom. Ovaj sistem sastoji se od spremnika, filtera, pumpe za gorivo visokog pritiska (pumpa za gorivo visokog pritiska) i mlaznica.
Nedavno su se pojavili sistemi ubrizgavanja koji rade na principu sistema dizel goriva - injektora sa direktnim ubrizgavanjem.
Sistem za odvođenje ispušnih plinova osigurava uklanjanje produkata sagorijevanja iz cilindara, djelomičnu neutralizaciju štetnih tvari i smanjenje zvuka pri uklanjanju ispušnih plinova. Sastoji se od ispušnog razvodnika, rezonatora, katalizatora (ne uvijek) i prigušivača.
Sistem podmazivanja
Sistem podmazivanja smanjuje trenje između međusobno uzajamnih površina motora stvaranjem posebnog filma koji sprečava direktan kontakt između površina. Uz to uklanja toplinu, štiti elemente motora od korozije.
Sistem za podmazivanje sastoji se od pumpe za ulje, posude za ulje - posude, usisa za ulje, filtera za ulje, kanala kroz koje se ulje kreće na površine za trljanje.
Sistem hlađenja
Rashladni sistem održava optimalnu radnu temperaturu dok motor radi. Koriste se dvije vrste sistema - vazdušni i tečni.
Zračni sistem proizvodi hlađenje puhanjem zraka preko cilindara. Za bolje hlađenje na cilindrima su napravljena rebra za hlađenje.
U tečnom sistemu hlađenje se vrši tečnošću koja cirkulira u rashladnoj košulji u direktnom kontaktu sa spoljnim zidom obloga. Takav sistem sastoji se od rashladne košulje, pumpe za vodu, termostata, cijevi i radijatora.
Sistem paljenja
Sistem paljenja koristi se samo na benzinskim motorima. Na dizel motorima smjesa se pali kompresijom, pa mu takav sistem nije potreban.
U benzinskim automobilima paljenje se izvodi iz iskre koja preskače u određenom trenutku između elektroda žarnice koja je ugrađena u glavu bloka, tako da joj se obloga nalazi u komori za sagorijevanje cilindra.
Sustav paljenja sastoji se od svitka za paljenje, razdjelnika (razdjelnika), ožičenja i svjećica.
Električna oprema
Ova oprema osigurava električnu energiju na brodskoj mreži automobila, uključujući sistem paljenja. Ova oprema takođe pokreće motor. Sastoji se od baterije, generatora, startera, ožičenja, svih vrsta senzora koji nadziru rad i stanje motora.
Ovo je čitav uređaj motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Iako se neprestano poboljšava, princip rada se ne mijenja, poboljšavaju se samo pojedinačne jedinice i mehanizmi.
Savremeni razvoj
Glavni zadatak oko kojeg se proizvođači bore je smanjiti potrošnju goriva i emisiju štetnih tvari u atmosferu. Stoga oni stalno poboljšavaju elektroenergetski sistem, što je rezultat nedavnog uvođenja sistema izravnog ubrizgavanja.
Traže se alternativna goriva, najnoviji razvoj u ovom pravcu je upotreba alkohola i biljnih ulja kao goriva.
Naučnici također pokušavaju uspostaviti proizvodnju motora s potpuno drugačijim principom rada. Takav je, na primjer, Wankelov motor, ali do sada nije bilo posebnog uspjeha.
AutoleekOgromna većina automobila koristi naftne derivate kao pogonsko gorivo. Kada se ove tvari sagore, oslobađaju se plinovi. U zatvorenom prostoru stvaraju pritisak. Složeni mehanizam percipira ta opterećenja i pretvara ih prvo u translacijsko kretanje, a zatim u rotacijsko gibanje. Na tome se temelji princip motora sa unutrašnjim sagorijevanjem. Dalje, rotacija se već prenosi na pogonske kotače.
Klipni motor
Koja je prednost takvog mehanizma? Šta je dao novi princip rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem? Trenutno njime nisu opremljeni samo automobili, već i poljoprivredna i utovarna vozila, vozne lokomotive, motocikli, mopedi, skuteri. Motori ovog tipa ugrađuju se na vojnu opremu: tenkove, oklopne transportere, helikoptere, čamce. Možete se sjetiti i motornih pila, kosilica, motornih pumpi, podstanica generatora i druge mobilne opreme koja za rad koristi dizel gorivo, benzin ili mješavinu plina.
Prije izuma principa unutarnjeg sagorijevanja, gorivo, obično čvrsto (ugljen, drvo), sagorijevalo se u posebnoj komori. Za to je korišten kotao koji je zagrijavao vodu. Para se koristila kao primarni izvor pokretačke snage. Takvi mehanizmi su bili masivni i dimenzionalni. Koristili su se za opremanje lokomotiva parnih lokomotiva i motornih brodova. Izum motora sa unutrašnjim sagorijevanjem omogućio je značajno smanjenje dimenzija mehanizama.
Sistem
Kada motor radi, stalno se javljaju brojni ciklični procesi. Moraju biti stabilni i odvijati se u strogo određenom vremenskom periodu. Ovo stanje osigurava nesmetan rad svih sistema.
Za dizel motore gorivo nije kondicionirano. Sistem za dovod goriva isporučuje ga iz spremnika i pod visokim pritiskom dovodi u cilindre. Usput se benzin prethodno pomiješa sa zrakom.
Princip rada motora s unutrašnjim sagorijevanjem je takav da sustav paljenja zapali ovu smjesu, a radilica mehanizam prima, transformiše i prenosi energiju plinova u prijenos. Sistem za distribuciju plina oslobađa proizvode izgaranja iz cilindara i uklanja ih izvan vozila. Usput se ispušni zvuk smanjuje.
Sistem podmazivanja pruža mogućnost okretanja pokretnih dijelova. Međutim, površine trljanja se zagrijavaju. Rashladni sistem osigurava da temperatura ne prelazi dozvoljene vrijednosti. Iako su svi procesi automatski, ipak ih treba nadgledati. To osigurava sistem upravljanja. Prenosi podatke na daljinski upravljač u vozačkoj kabini.
Dovoljno složen mehanizam mora imati tijelo. U njega su postavljeni glavni dijelovi i sklopovi. Dodatna oprema za sisteme koji osiguravaju njegov normalan rad nalazi se u blizini i montirana na uklonjive nosače.
Radilica je smještena u bloku cilindara. Glavno opterećenje izgorjelih plinova goriva prenosi se na klip. Povezana je klipnjačom s radilicom, koja pretvara translacijsko kretanje u rotacijsko gibanje.
Blok takođe sadrži cilindar. Klip se kreće duž unutrašnje ravni. Ima ureze u koje su postavljeni O-prstenovi. To je cilj da se smanji jaz između ravnina i stvori kompresija.
Glava cilindra je pričvršćena na vrh tijela. U njemu je postavljen mehanizam za distribuciju plina. Sastoji se od osovine s ekscentricima, klackalica i ventila. Njihovo naizmjenično otvaranje i zatvaranje osigurava ulaz goriva unutar cilindra, a zatim oslobađanje istrošenih proizvoda sagorijevanja.
Posuda bloka cilindra postavljena je na dno tijela. Tamo teče ulje nakon podmazivanja trljajućih spojeva dijelova sklopova i mehanizama. Unutar motora postoje i kanali kroz koje cirkulira rashladna tečnost.
Princip rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem
Suština procesa je pretvaranje jedne vrste energije u drugu. To se događa kada gorivo gori u zatvorenom prostoru cilindra motora. Plinovi oslobođeni tokom toga se šire, a unutar radnog prostora stvara se pretjerani pritisak. To percipira klip. Može se kretati gore-dolje. Klip je povezan sa radilicom pomoću klipnjače. U stvari, ovo su glavni dijelovi radilice - glavna jedinica odgovorna za pretvaranje kemijske energije goriva u rotacijsko kretanje osovine.
Princip rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem zasnovan je na izmjeničnim ciklusima. Kada se klip pomiče prema dolje, posao je gotov - radilica se okreće pod određenim kutom. Na jednom kraju je pričvršćen masivni zamašnjak. Dobivši ubrzanje, nastavlja se kretati po inerciji, a to također okreće radilicu. Klipnjača sada potiskuje klip prema gore. Zauzima radni položaj i ponovo je spreman preuzeti energiju zapaljenog goriva.
Karakteristike:
Načelo rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem automobila najčešće se zasniva na pretvorbi energije benzina koji sagoreva. Kamioni, traktori i specijalna vozila uglavnom su opremljeni dizel motorima. Tečni gas se takođe može koristiti kao gorivo. Dizel motori nemaju sistem paljenja. Paljenje goriva nastaje pod pritiskom koji se stvara u radnoj komori cilindra.
Radni ciklus se može izvesti u jednom ili dva okretaja radilice. U prvom slučaju postoje četiri poteza: unos i paljenje goriva, radni hod, kompresija, ispuštanje ispušnih plinova. Dvotaktni motor s unutarnjim izgaranjem izvodi puni ciklus u jednom okretaju radilice. U ovom slučaju, u jednom se ciklusu gorivo ubrizgava i komprimira, a u drugom - paljenje, radni hod i pražnjenje ispušnih plinova. Ulogu mehanizma za distribuciju plina u motorima ove vrste ima klip. Pomičući se gore-dolje, naizmjenično otvara otvore za usis i ispuh goriva.
Pored klipnih motora sa unutrašnjim sagorevanjem, tu su i turbinski, mlazni i kombinovani motori sa unutrašnjim sagorevanjem. Pretvaranje energije goriva u njima u prednje kretanje vozila vrši se prema drugim principima. Dizajn motora i pomoćnih sistema takođe se značajno razlikuje.
Gubici
Uprkos činjenici da se motor s unutrašnjim sagorijevanjem odlikuje pouzdanošću i stabilnošću rada, njegova učinkovitost nije dovoljna, kako bi se moglo činiti na prvi pogled. U matematičkim mjerenjima, efikasnost motora sa unutrašnjim sagorevanjem iznosi u proseku 30-45%. To sugerira da se većina energije izgaranog goriva troši.
Najbolji benzinski motori mogu biti efikasni do 30%. I samo masivni ekonomični dizel motori, koji imaju mnogo dodatnih mehanizama i sistema, mogu efikasno pretvoriti do 45% energije goriva u smislu snage i korisnog rada.
Dizajn motora sa unutrašnjim sagorijevanjem ne može eliminirati gubitke. Dio goriva nema vremena za sagorijevanje i odlazi sa ispušnim plinovima. Druga stavka gubitaka je potrošnja energije za prevladavanje različitih vrsta otpora tijekom trenja površina za spajanje dijelova sklopova i mehanizama. A nešto više troši se na aktiviranje sistema motora koji osiguravaju njegov normalan i nesmetan rad.
UVOD
U drevna vremena ljudi su pokretali najjednostavnije mehanizme rukama ili uz pomoć životinja. Tada su naučili iskoristiti snagu vjetra dok su plovili brodovima. Takođe su naučili da koriste vjetar za okretanje vjetrenjača koje melju žito u brašno. Kasnije su počeli da koriste energiju protoka vode u rijekama za okretanje vodenih točkova. Ovi točkovi su pumpali i dizali vodu ili pokretali razne mehanizme.
Istorija pojave toplotnih mašina seže u daleku prošlost. Iako je motor s unutrašnjim sagorijevanjem vrlo složen mehanizam. A funkcija koju vrši termičko širenje u motorima sa unutrašnjim sagorijevanjem nije tako jednostavna kao što se čini na prvi pogled. I ne bi bilo motora sa unutrašnjim sagorevanjem bez upotrebe termičkog širenja gasova.
Cilj:
Razmotrimo motor sa unutrašnjim sagorevanjem.
Zadaci:
1. Proučiti teoriju motora sa unutrašnjim i unutrašnjim sagorevanjem.
2. Konstruirati model zasnovan na ICE teoriji.
3. Razmotrite utjecaj motora sa unutrašnjim sagorijevanjem na okoliš.
4. Napravite brošuru na temu: "Motor sa unutrašnjim sagorijevanjem".
Hipoteza:
Motori sa unutrašnjim sagorijevanjem, kod kojih se proces sagorijevanja goriva s ispuštanjem toplote i njegovom transformacijom u mehanički rad, odvija direktno u cilindrima, najčešće se koriste kao elektrane za automobile. Većina modernih automobila ima motore sa unutrašnjim sagorevanjem.
Relevantnost:
Fizika i fizički zakoni sastavni su dio našeg života.
Tehnologija, zgrade, razni procesi koji se odvijaju u našem svijetu - sve je to fizika. Ne možemo živjeti i ne znamo ni osnovne zakone ove nauke. I, prema tome, fizika je stvarna nauka koja ne stari.
Tema našeg rada pomoći će studentima da na prvi pogled shvate i asimiliraju najčešće procese u svijetu oko nas, ali složene u svojoj strukturi.
REZULTATI STUDIJE
Motor sa unutrašnjim sagorevanjem
Značajan rast u svim sektorima nacionalne ekonomije zahtijeva kretanje velike količine tereta i putnika. Visoka okretnost, sposobnost za vožnju van zemlje i prilagodljivost za rad u različitim uslovima čine automobil jednim od glavnih sredstava za prevoz robe i putnika. Udio cestovnog prevoza čini preko 80% robe koju prevoze svi oblici prevoza zajedno, i preko 70% putničkog prometa. Poslednjih godina pogoni automobilske industrije savladali su mnoge uzorke modernizovane i nove automobilske opreme, uključujući onu za poljoprivredu, građevinarstvo, trgovinu, naftnu i gasnu i šumarsku industriju. Trenutno postoji veliki broj uređaja koji koriste termičko širenje gasova. Takvi uređaji uključuju karburator, dizel motore, turbomlazne motore itd.
Toplinske motore možemo podijeliti u dvije glavne skupine:
1. Motori sa spoljnim sagorevanjem.
2. Motori sa unutrašnjim sagorevanjem.
Proučavajući temu lekcije "Motori sa unutrašnjim sagorijevanjem" u 8. razredu, zainteresirali smo se za ovu temu. Živimo u modernom svijetu u kojem tehnologija igra važnu ulogu. Ne samo tehnika koju koristimo kod kuće, već i ona koju vozimo - automobil. Gledajući automobil, uvjerio sam se da su motori neophodan dio automobila. Nije bitno je li to stari ili novi automobil. Stoga smo odlučili dotaknuti temu motora s unutarnjim sagorijevanjem, koji se koristio i prije i sada.
Da bismo razumjeli motor s unutrašnjim sagorijevanjem, odlučili smo ga sami stvoriti i to smo dobili.
ICE proizvodnja
Materijal: karton, ljepilo, žica, motor, zupčanici, 9V baterija.
Napredak u proizvodnji
1. Napravio radilicu od kartona (izrezati krug)
2. Napravili klipnjaču (presavili pravokutni list kartona 15 * 8 na pola i još 90 stepeni), na čijim krajevima su napravili rupe
3. Klip je napravljen od kartona, u kojem su napravljene rupe (za klipne igle)
4. Klipne iglice napravljene tako da odgovaraju rupi u klipu kotrljajući mali komad kartona
5. Korištenjem klipnog klina klip je bio pričvršćen na klipnjaču, a klipnjača je žicom pričvršćena na radilicu
6. Prema veličini klipa, cilindar je valjan, a prema veličini radilice, kartera (Carter je kutija za radilicu)
7. Sastavio mehanizam rotacije radilice (uz pomoć zupčanika i motora), tako da pri velikim brzinama motora rotacijski mehanizam razvija niže okrete (tako da može okretati radilicu klipnjačom i klipom)
8. Rotacijski mehanizam je pričvršćen na radilicu i postavljen u karter (pričvršćujući privremeni mehanizam na zid kartera)
9. Klip je postavljen u cilindar i cilindar je zalijepljen za karter.
10. Spojimo dvije žice + i - od motora na bateriju i promatramo kretanje klipa.
Model spoljašnjeg pogleda
Pogled na model iznutra
ICE aplikacija
Termička ekspanzija našla se u raznim modernim tehnologijama. Konkretno, možemo reći o upotrebi toplotnog širenja plina u tehnologiji grijanja. Tako se, na primjer, ovaj fenomen koristi u različitim motorima s toplinom, tj. U motorima s unutarnjim i vanjskim izgaranjem:
* Rotacioni motori;
* Mlazni motori;
* Turbomlazni motori;
* Instalacije plinskih turbina;
* Wankelovi motori;
* Stirling motori;
* Nuklearne elektrane
Termičko širenje vode koristi se u parnim turbinama itd. Sve se to, pak, široko koristi u raznim sektorima nacionalne ekonomije. Na primjer, motori s unutrašnjim sagorijevanjem su najčešće korišteni:
* Transportne instalacije;
* Složene kulturne mašine.
U stacionarnom energetskom inženjerstvu, motori sa unutrašnjim sagorevanjem se široko koriste:
* U malim elektranama;
* Energetski vozovi;
* Hitne elektrane.
ICE su takođe postali široko rasprostranjeni kao pogon za kompresore i pumpe za dovod plina, nafte, tečnog goriva, itd. Cjevovodima, tokom istražnih radova, za pogon bušaćih postrojenja prilikom bušenja bušotina na poljima plina i nafte.
Turbomlazni motori se široko koriste u vazduhoplovstvu. Parne turbine glavni su motor za pogon električnih generatora u termoelektranama. Parne turbine se koriste i za pogon centrifugalnih puhala, kompresora i pumpi.
Postoje čak i parni automobili, ali oni nisu postali široko rasprostranjeni zbog svoje strukturne složenosti.
Termičko širenje se koristi i u raznim toplotnim relejima čiji se princip rada zasniva na linearnom proširenju cijevi i šipke od materijala sa različitim temperaturnim koeficijentom linearnog širenja.
Uticaj toplotnih mašina na životnu sredinu
Negativni utjecaj toplotnih strojeva na okoliš povezan je s djelovanjem različitih čimbenika.
Prvo, kada gorivo gori, koristi se kisik iz atmosfere, uslijed čega se sadržaj kisika u zraku postupno smanjuje.
Drugo, sagorijevanje goriva prati ispuštanje ugljičnog dioksida u atmosferu.
Treće, kada se sagorevaju ugalj i nafta, atmosfera je zagađena jedinjenjima azota i sumpora koji su štetni po ljudsko zdravlje. A automobilski motori u atmosferu godišnje ispuštaju 2-3 tone olova.
Emisije štetnih tvari u atmosferu nisu jedina strana utjecaja toplotnih strojeva na prirodu. Prema zakonima termodinamike, proizvodnja električne i mehaničke energije, u principu, ne može se provesti bez uklanjanja značajnih količina toplote u okoliš. To ne može a da ne vodi postepenom porastu prosječne temperature na Zemlji.
Metode suočavanja sa štetnim efektima toplotnih mašina na životnu sredinu
Jedan od načina smanjenja puta zagađenja okoline povezan je s upotrebom dizel motora u automobilima umjesto benzinskih motora s rasplinjačem, u čije gorivo se ne dodaju olovna jedinjenja.
Obećava razvoj automobila u kojima se umjesto benzinskih motora koriste električni motori ili motori koji koriste vodik kao gorivo.
Drugi način je povećanje efikasnosti toplotnih motora. Na Institutu za petrohemijsku sintezu. AV Topchiev RAS razvio je najnovije tehnologije za pretvaranje ugljen-dioksida u metanol (metilni alkohol) i dimetil eter, koji povećavaju produktivnost uređaja za 2-3 puta uz značajno smanjenje električne energije. Ovdje je stvoren novi tip reaktora u kojem je produktivnost povećana za 2-3 puta.
Uvođenje ovih tehnologija smanjit će akumulaciju ugljičnog dioksida u atmosferi i pomoći će ne samo stvaranju alternativne sirovine za sintezu mnogih organskih spojeva, čija je osnova danas nafta, već i rješavanju gore spomenutih ekoloških problema.
ZAKLJUČAK
Zahvaljujući našem radu mogu se izvući sljedeći zaključci:
Ne bi bilo motora sa unutrašnjim sagorevanjem bez upotrebe termičkog širenja gasova. I u to se lako možemo uvjeriti, detaljno razmotrivši princip rada motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, njihove radne cikluse - sav njihov rad zasnovan je na korištenju toplotnog širenja plinova. Ali motor sa unutrašnjim sagorevanjem samo je jedna od specifičnih primena toplotnog širenja. A sudeći po prednostima toplotnog širenja za ljude putem motora sa unutrašnjim sagorevanjem, može se suditi o prednostima ovog fenomena u drugim oblastima ljudskog delovanja.
I neka prođe era motora s unutarnjim sagorijevanjem, neka imaju mnogo nedostataka, neka se pojave novi motori koji ne zagađuju unutarnju okolinu i ne koriste funkciju toplinskog širenja, ali prvi će dugo koristiti ljudima, a ljudi će odgovoriti ljubazno nakon mnogih stotina godina o njima, jer su doveli čovječanstvo na novi nivo razvoja, a prošavši ga, čovječanstvo se uzdiglo još više.
Književnost
1. Čitatelj iz fizike: A. S. Enokhovich - M.: Education, 1999
2. Detlaf AA, Yavorskiy BM Kurs fizike: - M., Viša škola., 1989.
3. Kabardin O. F. Fizika: Referentni materijali: Obrazovanje 1991.
4. Internet resursi.
Voditelji posla:
Shavrova T. G. nastavnica fizike,
Bachurin D.N., nastavnik informatike.
Opštinska obrazovna institucija
"Prvomajska srednja škola br. 2"
Okrug Bijsk na teritoriji Altaja
Svako od nas ima određeni automobil, ali samo nekoliko vozača razmišlja o tome kako radi motor automobila. Takođe je neophodno shvatiti da samo stručnjaci koji rade na servisu moraju u potpunosti znati uređaj automobilskog motora. Na primjer, mnogi od nas imaju razne elektroničke uređaje, ali to ne znači da moramo razumjeti njihov rad. Koristimo ih samo za namjeravanu svrhu. Međutim, situacija s automobilom je nešto drugačija.
Svi to razumijemo pojava kvarova u motoru automobila direktno utječe na naše zdravlje i život. Kvaliteta vožnje, kao i sigurnost ljudi u automobilu, često ovisi o ispravnom radu pogonske jedinice. Iz tog razloga preporučujemo da obratite pažnju na proučavanje ovog članka o tome kako motor automobila radi i od čega se sastoji.
Istorija razvoja automobilskih motora
U prijevodu sa izvornog latinskog, motor ili motor znači "vožnja". Danas je motor specifičan uređaj dizajniran za pretvaranje jedne od vrsta energije u mehaničku. Danas su najpopularniji motori sa unutrašnjim sagorijevanjem, čije su vrste različite. Prvi takav motor pojavio se 1801. godine, kada je Philippe Le Bon iz Francuske patentirao motor koji je radio na plin od lampe. Nakon toga, August Otto i Jean Etienne Lenoir predstavili su svoje dizajne. Poznato je da je August Otto prvi patentirao četverotaktni motor. Do sada se struktura motora praktično nije promijenila.
1872. godine debitirao je američki motor koji je radio na petroleju. Međutim, ovaj bi se pokušaj teško mogao nazvati uspješnim, jer kerozin normalno nije mogao eksplodirati u cilindrima. Nakon 10 godina, Gottlieb Daimler predstavio je svoju verziju motora koji je radio na benzin i radio prilično dobro.
Razmislite savremeni tipovi automobilskih motora i shvatite kojem pripada vaš automobil.
Vrste automobilskih motora
Budući da se motor s unutrašnjim sagorijevanjem u naše vrijeme smatra najčešćim, razmotrite vrste motora koji su danas opremljeni gotovo svim automobilima. ICE je daleko od najboljeg tipa motora, ali koristi se u mnogim vozilima.
Klasifikacija automobilskih motora:
- Dizel motori. Dizel gorivo se u cilindre dovodi pomoću posebnih mlaznica. Ovim motorima nije potrebna električna energija za rad. Potreban im je samo za pokretanje pogonske jedinice.
- Benzinski motori. Oni su takođe injekcije. Danas se koristi nekoliko vrsta sistema za ubrizgavanje i. Takvi motori rade na benzin.
- Plinski motori. Ovi motori mogu koristiti komprimirani ili ukapljeni plin. Takvi se plinovi proizvode pretvaranjem drva, ugljena ili treseta u plinovita goriva.
Rad i dizajn motora sa unutrašnjim sagorevanjem
Princip rada automobila - ovo je pitanje koje zanima gotovo svakog vlasnika automobila. Tijekom prvog upoznavanja sa strukturom motora, sve izgleda vrlo komplicirano. Međutim, u stvarnosti, uz pomoć pažljivog proučavanja, dizajn motora postaje sasvim razumljiv. Ako je potrebno, znanje o principu rada motora može se koristiti u životu.
1. Blok cilindara je vrsta kućišta motora. U njemu se nalazi sistem kanala koji se koristi za hlađenje i podmazivanje pogonske jedinice. Koristi se kao osnova za dodatnu opremu poput kartera itd.
2. Klip, koja je šuplje metalno staklo. Na njegovom gornjem dijelu nalaze se „žljebovi“ za klipne prstenove.
3. Klipni prstenovi. Prstenovi smješteni na dnu nazivaju se prstenovi za struganje ulja, a gornji prstenovi za sabijanje. Gornji prstenovi pružaju visoku razinu kompresije ili kompresije smjese goriva i zraka. Prstenovi se koriste za osiguravanje nepropusnosti komore za sagorijevanje, a također i kao brtve za sprečavanje ulaska ulja u komoru za sagorijevanje.
4. Radilica. Odgovoran za prijenos klipne energije kretanja klipa na radilicu motora.
Mnogi vozači ne znaju da je zapravo princip rada motora s unutarnjim sagorijevanjem prilično jednostavan. Prvo iz mlaznica ulazi u komoru za sagorevanje, gde se meša sa vazduhom. Zatim emitira iskru koja pali smjesu zrak-gorivo, uzrokujući njezinu eksploziju. Plinovi koji nastaju kao rezultat toga pomiču klip prema dolje, pri čemu prenosi odgovarajuće kretanje na radilicu. Radilica počinje okretati mjenjač. Nakon toga, set specijalnih zupčanika prenosi kretanje na točkove prednje ili stražnje osovine (ovisno o pogonu, možda na sve četiri).
Ovako radi motor automobila. Sad vas nesavjesni stručnjaci ne mogu prevariti koji će poduzeti popravak pogonske jedinice vašeg automobila.
Ovo je uvodni dio niza članaka posvećenih Motor sa unutrašnjim sagorijevanjem, što je kratak izlet u istoriju evolucije motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Takođe, članak će se dotaći i prvih automobila.
Sljedeći odjeljci detaljno opisuju različite ICE:
Klipnjača-klip
Rotacijski
Turbojet
Reaktivan
Motor je instaliran na čamac koji se mogao popeti uz rijeku Sona. Godinu dana kasnije, nakon testiranja, braća su dobila patent za svoj izum, koji je potpisao Napoleon Bonopart, na period od 10 godina.
Bilo bi ispravnije ovaj motor nazvati mlaznim motorom, budući da se njegov rad sastojao u potiskivanju vode iz cijevi smještene ispod dna čamca ...
Motor se sastojao od komore za paljenje i komore za sagorijevanje, mijeha za ubrizgavanje zraka, dozatora goriva i uređaja za paljenje. Ugljena prašina poslužila je kao gorivo za motor.
Meh je ubrizgavao mlaz vazduha pomešan sa ugljenom prašinom u komoru za paljenje gde je tinjajući fitilj zapalio smešu. Nakon toga, djelomično zapaljena smjesa (ugljena prašina relativno sporo gori) ušla je u komoru za sagorijevanje gdje je potpuno izgorjela i proširila se.
Dalje, pritisak plinova potisnuo je vodu iz ispušne cijevi, što je prisililo čamac da se pomakne, nakon čega se ciklus ponovio.
Motor je radio u impulsnom režimu s frekvencijom ~ 12 i / minuti.
Nakon nekog vremena braća su poboljšala gorivo dodajući mu smolu, a kasnije su ga zamijenila uljem i osmislila jednostavan sistem ubrizgavanja.
U sljedećih deset godina projekt nije dobio nikakav razvoj. Claude je otišao u Englesku kako bi promovirao ideju motora, ali protratio je sav novac i ništa nije postigao, a Joseph se bavio fotografijom i postao autor prve svjetske fotografije "Pogled s prozora".
U Francuskoj, u kući-muzeju Niepses, postoji replika "Pyreolophore"
Nešto kasnije, de Riva je svoj motor podigao na kočiju na četiri točka, što je prema istoričarima bio prvi automobil sa motorom sa unutrašnjim sagorevanjem.
O Alessandru Volti
Volta je prva stavila cinkove i bakarne ploče u kiselinu kako bi proizvela neprekidnu električnu struju, stvarajući prvi izvor hemijske struje na svijetu ("Voltaski stub").
1776. Volta je izumio plinski pištolj, "Volta pištolj", u kojem je plin eksplodirao iz električne iskre.
1800. godine sagradio je hemijsku bateriju koja je omogućila dobijanje električne energije hemijskim reakcijama.
Mjerna jedinica električnog napona nazvana je po Volta - Volt.
A - cilindar, B - "svjećica, C - klip, D - "balon" sa vodonikom, E - čegrtaljka, F - ventil za odvod ispušnih plinova, G - ručka za kontrolu ventila.
Vodonik je bio uskladišten u "balonu" povezanom cijevi s cilindrom. Dovod goriva i vazduha, kao i paljenje smeše i ispuštanje izduvnih gasova, vršeni su ručno pomoću poluga.
Princip rada:
Zrak je ušao u komoru za sagorevanje kroz ventil za ispuštanje izduvnih gasova.
Ventil se zatvarao.
Otvoren je ventil za dovod vodonika iz kugle.
Slavina se zatvarala.
Pritiskom na dugme na "svijeću" je primijenjeno električno pražnjenje.
Smjesa je bljesnula i podigla klip gore.
Ventil za ispuštanje ispušnih plinova se otvarao.
Klip je pao pod vlastitom težinom (bio je težak) i povukao konop koji je okretao kotače kroz blok.
Nakon toga, ciklus se ponovio.
1813. godine de Riva je napravio drugi automobil. Bila je to kočija dugačka oko šest metara, sa točkovima promjera dva metra i teškom gotovo tonom.
Automobil je s kamenom mogao voziti 26 metara (oko 700 lbs) i četiri muškarca, brzinom od 3 km / h.
Sa svakim ciklusom, automobil se pomicao 4-6 metara.
Nekoliko njegovih suvremenika ozbiljno je shvatilo ovaj izum, a Francuska akademija nauka je tvrdila da se motor sa unutrašnjim sagorevanjem nikada neće takmičiti u performansama sa parnim strojem.
1833. god, Američki izumitelj Lemuel Wellman Wright, registrirao je patent za vodeno hlađeni dvotaktni plinski motor s unutarnjim sagorijevanjem.
(vidi dolje) u svojoj knjizi Plinski i naftni motori napisao je sljedeće o Wrightovom motoru:
„Crtež motora je vrlo funkcionalan, a detalji su pedantni. Eksplozija smjese djeluje direktno na klip koji okreće radilicu kroz klipnjaču. Izgledom motor podsjeća na parnu mašinu visokog pritiska u kojoj se plin i zrak pumpaju iz zasebnih spremnika. Smjesa u sfernim kontejnerima zapaljena je za vrijeme uspona klipa u TDC (gornja mrtva točka) i gurnula ga prema dolje / gore. Na kraju udara ventil bi se otvorio i ispuštao ispušne plinove u atmosferu. "
Nije poznato je li ovaj motor ikad napravljen, ali postoji nacrt za njega:
1838. god, Engleski inženjer William Barnett dobio je patent za tri motora sa unutrašnjim sagorevanjem.
Prvi motor je jednosmjerni dvotaktni (gorivo je sagorjelo samo na jednoj strani klipa) sa odvojenim pumpama za plin i zrak. Smjesa se zapalila u zasebnom cilindru, a zatim je goruća smjesa tekla u radni cilindar. Ulaz i izlaz izvodili su se kroz mehaničke ventile.
Drugi je motor ponovio prvi, ali je dvostruko djelovao, odnosno sagorijevanje se događalo naizmjenično s obje strane klipa.
Treći motor je takođe imao dvostruko djelovanje, ali je imao ulazne i izlazne otvore u zidovima cilindara koji su se otvarali kad je klip dostigao krajnju točku (kao u modernim dvotaktnim udarcima). To je omogućilo automatsko ispuštanje ispušnih plinova i prihvatanje novog punjenja smjese.
Karakteristična karakteristika Barnettovog motora bila je ta što se svježa smjesa komprimirala klipom prije nego što se zapali.
Nacrt za jedan od Barnettovih motora:
U godinama 1853-57, Talijanski izumitelji Eugenio Barzanti i Felice Matteucci razvili su i patentirali dvocilindrični motor s unutrašnjim sagorijevanjem kapaciteta 5 l / s.
Patent je odobrio Londonski ured jer italijanski zakon nije mogao garantirati dovoljnu zaštitu.
Izgradnja prototipa povjerena je tvrtki Bauer & Co. iz Milana " (Helvetica), a završen početkom 1863. godine. Uspjeh motora, koji je bio mnogo efikasniji od parnog stroja, bio je toliko velik da je kompanija počela dobivati \u200b\u200bnarudžbe iz cijelog svijeta.
Rani, jednocilindrični Barzanti-Matteucci motor:
Model dvocilindričnog motora Barzanti-Matteucci:
Matteucci i Barzanti sklopili su sporazum o proizvodnji motora s belgijskom kompanijom. Barzanti je otišao u Belgiju da lično nadgleda rad i iznenada je umro od tifusa. Smrću Barzantija svi radovi na motoru su prekinuti, a Matteucci se vratio na svoj prijašnji posao hidrauličkog inženjera.
1877. godine Matteucci je tvrdio da su on i Barzanti glavni tvorci motora sa unutrašnjim sagorijevanjem, a motor koji je izgradio August Otto bio je vrlo sličan motoru Barzanti-Matteucci.
Dokumenti koji se tiču \u200b\u200bpatenata Barzantija i Matteuccija čuvaju se u arhivi biblioteke Museo Galileo u Firenci.
Najvažniji izum Nikolausa Otta bio je motor sa četverotaktni ciklus - Ottov ciklus. Ovaj ciklus je u središtu većine benzinskih i benzinskih motora do danas.
Četverotaktni ciklus bio je najveće Ottovo tehničko postignuće, ali ubrzo je otkriveno da je nekoliko godina prije njegovog izuma potpuno isti princip motora opisao francuski inženjer Beau de Roche. (vidi gore)... Grupa francuskih industrijalaca osporila je Ottov patent na sudu, a sud je njihove argumente smatrao uvjerljivim. Ottova prava po njegovom patentu bila su znatno umanjena, uključujući opoziv njegovog monopola na četverotaktni ciklus.
Uprkos činjenici da su konkurenti uspostavili proizvodnju četverotaktnih motora, Otto model izrađen dugogodišnjim iskustvom i dalje je bio najbolji, a potražnja za njim nije prestajala. Do 1897. proizvedeno je oko 42 hiljade ovih motora različitih kapaciteta. Međutim, činjenica da se svjetlosni plin koristio kao gorivo uvelike je suzila opseg njihove primjene.
Broj tvornica rasvjete i plina bio je beznačajan čak i u Evropi, dok su ih u Rusiji postojale samo dvije - u Moskvi i Sankt Peterburgu.
Godine 1865, Francuski izumitelj Pierre Hugo dobio je patent za mašinu koja je bila vertikalni, jednocilindrični dvostruko delujući motor koji je za snabdevanje smešom koristio dve gumene pumpe koje pokreće radilica.
Hugo je kasnije dizajnirao horizontalni motor sličan Lenoirovom motoru.
Muzej nauke, London.
1870. god, Austrougarski izumitelj Samuel Marcus Siegfried dizajnirao je motor sa unutrašnjim sagorijevanjem koji radi na tečno gorivo i instalirao ga na kolica na četiri točka.
Danas je ovaj automobil poznat pod nazivom "Prvi automobil Marcus".
1887. godine, u saradnji sa Bromovsky & Schulz, Markus je napravio drugi automobil, drugi Marcus Car.
1872. god, američki izumitelj patentirao je dvocilindarski motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa konstantnim pritiskom, pogonjen kerozinom.
Brighton je svoj motor nazvao "Ready Motor".
Prvi cilindar služio je kao kompresor koji je potiskivao zrak u komoru za sagorijevanje u koju se neprekidno dovodio kerozin. U komori za sagorijevanje smjesa se zapalila i kroz mehanizam kalema ušla u drugi - radni cilindar. Značajna razlika od ostalih motora bila je ta što je smjesa zrak-gorivo izgarala postepeno i pod stalnim pritiskom.
Oni koji su zainteresirani za termodinamičke aspekte motora mogu čitati o Brightonovom ciklusu.
1878. god, Škotski inženjer, gospodine (viteški red 1917) razvio prvi dvotaktni motor sa paljenjem na komprimovani vazduh. Patentirao ga je u Engleskoj 1881. godine.
Motor je radio na znatiželjan način: vazduh i gorivo dopremili su se u desni cilindar, gdje se miješao i ta smjesa gurnula u lijevi cilindar, gdje je smjesa iz svijeće zapaljena. Došlo je do ekspanzije, oba klipa su se spustila s lijevog cilindra (kroz lijevu odvojnu cijev) ispušteni su ispušni plinovi, a novi dio zraka i goriva usisan je u desni cilindar. Nakon inercije, klipovi su podignuti i ciklus je ponovljen.
1879. god, sagradio potpuno pouzdan benzin dvotaktni motor i za to dobio patent.
Međutim, stvarni Benzov genije očitovao se u činjenici da je u narednim projektima mogao kombinovati razne uređaje (prigušnica, paljenje iskra akumulatora, svjećica, rasplinjač, \u200b\u200bkvačilo, mjenjač i hladnjak) na njihovim proizvodima, što je zauzvrat postalo standardom za sve strojarstvo.
1883. godine Benz je osnovao kompaniju Benz & Cie za proizvodnju plinskih motora i 1886. patentirao četverotaktni motor koji je koristio u svojim automobilima.
Zahvaljujući uspjehu Benz & Cie, Benz je mogao započeti s dizajniranjem kočija bez konja. Kombinirajući svoje iskustvo u izradi motora i svoj dugogodišnji hobi dizajniranja bicikala, do 1886. godine napravio je svoj prvi automobil i nazvao ga "Benz Patent Motorwagen"
Dizajn jako podsjeća na tricikl.
Jednocilindrični četverotaktni motor sa unutrašnjim sagorijevanjem radne zapremine 954 cm3, instaliran na " Benz Patent Motorwagen".
Motor je bio opremljen velikim zamašnjakom (koji se koristi ne samo za ravnomjerno okretanje, već i za pokretanje), 4,5-litarskim spremnikom za plin, rasplinjačem isparivača i kliznim ventilom kroz koji je gorivo ulazilo u komoru za sagorijevanje. Paljenje je izvedeno svjećicom Benzove vlastite konstrukcije, napon na koji se napajao iz zavojnice Rumkorf.
Hlađenje je bilo voda, ali ne zatvoreni ciklus, već isparavanje. Para je istjecala u atmosferu, pa je automobil morao napuniti gorivo ne samo benzinom, već i vodom.
Motor je razvijao 0,9 ks. pri 400 o / min i ubrzao automobil do 16 km / h.
Karl Benz vozi svoj automobil.
Nešto kasnije, 1896. godine, Karl Benz je izumio bokserski motor (ili ravni motor) u kojoj klipovi istodobno dopiru do gornje mrtve točke, balansirajući tako jedni druge.
Mercedes-Benz muzej u Stuttgartu.
1882. god, Engleski inženjer James Atkinson izumio je Atkinsonov ciklus i Atkinsonov motor.
Atkinsonov motor je u osnovi četverotaktni motor ottov ciklus, ali s modificiranim mehanizmom ručice. Razlika je bila u tome što su se u Atkinsonovom motoru sva četiri poteza dogodila u jednom okretaju radilice.
Upotreba Atkinsonovog ciklusa u motoru omogućila je smanjenje potrošnje goriva i buke tokom rada zbog nižeg izduvnog pritiska. Uz to, ovom motoru nije bio potreban mjenjač za pogon mehanizma za raspodjelu plina, jer je otvaranje ventila pokretalo radilicu.
Uprkos nizu prednosti (uključujući zaobilaženje Ottovih patenata) motor nije bio široko korišten zbog složenosti proizvodnje i nekih drugih nedostataka.
Atkinsonov ciklus pruža bolje ekološke performanse i ekonomičnost, ali zahtijeva velike brzine okretaja. Pri niskim okretajima daje relativno mali obrtni moment i može zastati.
Atkinsonov motor se trenutno koristi u hibridnim vozilima Toyota Prius i Lexus HS 250h.
1884. god, Britanski inženjer Edward Butler, na londonskoj izložbi bicikala "Stanley Cycle Show" pokazao je crteže automobila na tri točka sa benzinski motor sa unutrašnjim sagorevanjem, a 1885. sagradio ga je i pokazao na istoj izložbi nazvavši ga "Velocycle". Također, Butler je prvi upotrijebio riječ benzin.
Velocycle je patentiran 1887. godine.
Velocycle je bio opremljen jednocilindričnim četverotaktnim benzinskim motorom opremljenim zavojnicom za paljenje, rasplinjačem, prigušnicom i tekućim hlađenjem. Motor je razvijao snagu od oko 5 ks. zapremine 600 cm3, a automobil je ubrzao na 16 km / h.
Tijekom godina Butler je poboljšao performanse svog vozila, ali je bio spriječen u testiranju zbog "Zakona o crvenoj zastavi" (objavljeno 1865.) , prema kojem vozila ne bi smjela prelaziti brzinu veću od 3 km / h. Pored toga, u automobilu su morale biti prisutne tri osobe, od kojih je jedna morala hodati ispred automobila s crvenom zastavom. (takve su sigurnosne mjere) .
U časopisu English Mechanic iz 1890. godine Butler je napisao - "Vlasti zabranjuju upotrebu automobila na cesti, uslijed čega odbijam daljnji razvoj."
Zbog nedostatka javnog interesa za automobil, Butler ga je razdvojio za otpad i prodao patentna prava Harryju J. Lawsonu. (proizvođač bicikla) , koja je nastavila proizvodnju motora za upotrebu na čamcima.
Batler je sam kreirao stacionarne i brodske motore.
1891. god, Herbert Aykroyd Stewart, u suradnji s Richardom Hornsbyem i Sonsom, izgradio je motor Hornsby-Akroyd, u koji se gorivo (kerozin) ubrizgavalo pod pritiskom u dodatna kamera (zbog svog oblika nazvana je "vruća lopta"), postavljen na glavu cilindra i uskim prolazom povezan sa komorom za sagorijevanje. Gorivo se zapalilo iz vrućih zidova dodatne komore i ušlo u komoru za sagorijevanje.
1. Dodatna kamera (vruća lopta).
2. Cilindar.
3. Klip.
4. Carter.
Za pokretanje motora korištena je duvalna svjetiljka s kojom se zagrijavala dodatna komora. (nakon pokretanja zagrijavalo se izduvnim plinovima)... Zbog toga je Hornsby-Akroydov motor koji je bio prethodnik dizel motora koji je dizajnirao Rudolf Dieselčesto se nazivaju "polu-dizel". Međutim, godinu dana kasnije Aykroyd je poboljšao svoj motor dodavši mu "vodenu košulju" (patent datiran 1892. godine), koja je povećala temperaturu u komori za sagorijevanje povećanjem stupnja kompresije, i sada nije bilo potrebe za dodatnim izvorom grijanja.
1893. god, Rudolph Diesel dobio je patente za toplotni stroj i modificirani "Carnotov ciklus" nazvan "Metoda i uređaji za pretvaranje toplote u rad."
1897. godine u "Augsburg Mašinogradnji" (od 1904. MAN), uz finansijsko učešće kompanija Friedricha Kruppa i braće Sulzer, stvoren je prvi dizelski motor Rudolfa Diesela koji je funkcionisao
Snaga motora bila je 20 konjskih snaga pri 172 okretaja u minuti, a učinkovitost je iznosila 26,2% s težinom od pet tona.
To je daleko nadmašilo postojeće Otto-ove motore sa efikasnošću od 20% i brodske parne turbine sa efikasnošću od 12%, što je izazvalo veliko zanimanje u industriji u raznim zemljama.
Dizel motor bio je četverotaktni. Izumitelj je otkrio da se efikasnost motora sa unutrašnjim sagorevanjem povećava povećanjem stepena kompresije zapaljive smeše. Ali nemoguće je snažno komprimirati zapaljivu smjesu, jer tada raste tlak i temperatura i ona se spontano zapali prije vremena. Stoga je Diesel odlučio ne komprimirati zapaljivu smjesu, već čisti zrak i na kraju kompresije ubrizgati gorivo u cilindar pod jakim pritiskom.
Budući da je temperatura komprimiranog zraka dosegla 600-650 ° C, gorivo se samozapaljeno, a plinovi, šireći se, pomiču klip. Tako je Diesel uspio značajno povećati efikasnost motora, riješiti se sustava paljenja i umjesto rasplinjača koristiti pumpu za gorivo pod visokim pritiskom
1933. Elling je proročanski napisao: "Kada sam 1882. godine počeo raditi na plinskoj turbini, bio sam čvrsto uvjeren da će moj izum biti tražen u avionskoj industriji."
Nažalost, Elling je umro 1949. godine, nikada prije ere turbomlazne avijacije.
Jedina fotografija koju smo mogli naći.
Možda će neko pronaći nešto o ovoj osobi u "Norveškom muzeju tehnologije".
1903. god, Konstantin Eduardovič Ciolkovski, u časopisu "Scientific Review" objavio je članak "Istraživanje svemirskih prostora mlaznim uređajima", gde je prvi put dokazao da je uređaj sposoban za svemirski let raketa. Članak je također predložio prvi projekt rakete velikog dometa. Njegovo tijelo je bilo duguljaste metalne komore, opremljene motor sa tečnim mlazom (koji je ujedno i motor sa unutrašnjim sagorevanjem) ... Predložio je upotrebu tečnog vodonika i kiseonika kao goriva, odnosno oksidansa.
Vjerovatno na ovoj noti raketnog svemira vrijedi završiti povijesni dio, budući da je došlo 20. stoljeće i motori s unutarnjim sagorijevanjem počeli su se proizvoditi svuda.
Filozofski pogovor ...
K.E. Tsiolkovsky je vjerovao da će ljudi u dogledno vrijeme naučiti živjeti, ako ne zauvijek, onda barem vrlo dugo. S tim u vezi, na Zemlji će biti malo prostora (resursa) i brodovi će se morati preseliti na druge planete. Na nesreću, nešto na ovom svijetu nije pošlo po zlu i uz pomoć prvih projektila ljudi su odlučili jednostavno uništiti vlastiti rod ...
Hvala svima koji su je pročitali.
Sva prava pridržana © 2016
Svaka upotreba materijala dozvoljena je samo uz aktivnu vezu do izvora.
