Izum motorja z notranjim zgorevanjem je človeštvu omogočil bistven korak naprej v razvoju. Zdaj se motorji, ki uporabljajo energijo, ki se sprosti med zgorevanjem goriva, za opravljanje koristnih del uporabljajo na številnih področjih človekove dejavnosti. Toda ti motorji se najpogosteje uporabljajo v prometu.
Vse elektrarne so sestavljene iz mehanizmov, sklopov in sistemov, ki medsebojno vplivajo na pretvorbo energije, ki se sprosti med zgorevanjem vnetljivih izdelkov, v rotacijsko gibanje ročične gredi. Prav to gibanje je njegovo koristno delo.
Da bi bilo bolj jasno, morate razumeti načelo delovanja elektrarne z notranjim zgorevanjem.
Načelo delovanja
Ko se gorljiva mešanica, sestavljena iz vnetljivih izdelkov in zraka, sežge, se sprosti več energije. Poleg tega se v trenutku vžiga mešanice znatno poveča prostornina, tlak v epicentru vžiga se poveča, v resnici pride do majhne eksplozije s sproščanjem energije. Ta postopek je vzet za osnovo.
Če zgorevanje poteka v zaprtem prostoru, bo tlak, ki nastane med zgorevanjem, pritiskal na stene tega prostora. Če je ena od sten premična, bo pritisk, ki poskuša povečati prostornino zaprtega prostora, premaknil to steno. Če pritrdite palico na to steno, potem bo že opravljala mehansko delo - odmaknila se bo potisnila to palico. S priključitvijo palice na ročico bo med premikanjem ročica vrtela okoli svoje osi.
To je načelo delovanja pogonske enote z notranjim zgorevanjem - obstaja zaprt prostor (obloga valja) z eno premično steno (bat). Stena je z ročico (ročično gredjo) povezana s palico (ojnica). Nato se izvede nasprotno dejanje - ročica, ki naredi popoln vrtljaj okoli osi, potisne steno s palico in tako se vrne nazaj.
Toda to je le načelo dela z razlago preprostih komponent. Dejansko je postopek videti nekoliko bolj zapleten, ker morate najprej zagotoviti pretok mešanice v valj, jo stisniti za boljši vžig in odstraniti tudi produkte zgorevanja. Ta dejanja se imenujejo palice.
Skupni cikli ure 4:
- dovod (mešanica vstopi v valj);
- stiskanje (mešanica se stisne z zmanjšanjem prostornine znotraj obloge za bat);
- delovni hod (po vžigu mešanica zaradi svoje ekspanzije potisne bat navzdol);
- odtok (odstranjevanje produktov zgorevanja s podloge za dovajanje naslednjega dela mešanice);
Batni gibi motorja
Iz tega izhaja, da le delovni hod deluje koristno, ostali trije so pripravljalni. Vsak hod spremlja določen premik bata. Med sesanjem in udarcem se premika navzdol, med stiskanjem in izpuhom pa navzgor. In ker je bat povezan z ročično gredjo, vsak hod ustreza določenemu kotu vrtenja gredi okoli osi.
Izvajanje gibov v motorju poteka na dva načina. Prva je s prekrivajočimi se ukrepi. Pri takem motorju se vsi gibi izvedejo v enem popolnem zagonu ročične gredi. Se pravi pol obrata kolen. gred, pri kateri gibanje bata gor ali dol spremljata dva poteza. Ti motorji se imenujejo 2-taktni motorji.
Drugi način so ločeni ukrepi. En premik bata spremlja samo en hod. Kot rezultat, za celoten cikel dela potrebujemo 2 obrata kolen. gred okoli osi. Takšni motorji so bili označeni s štiritaktnimi.
Blok valjev
Zdaj sama struktura motorja z notranjim zgorevanjem. Osnova katere koli namestitve je blok cilindrov. Vse komponente se nahajajo v njem in na njem.
Konstrukcijske značilnosti bloka so odvisne od določenih pogojev - števila jeklenk, njihove lokacije, načina hlajenja. Število jeklenk, ki so združene v enem bloku, se lahko giblje od 1 do 16. Poleg tega so bloki z neparnim številom valjev redki, saj lahko trenutno izdelujemo motorje, ki imajo le eno- in trivaljnike. Večina enot ima parno število jeklenk - 2, 4, 6, 8 in manj pogosto 12 in 16.
Štirivaljni blok
Elektrarne z 1 do 4 valji imajo običajno vrstne jeklenke. Če je število jeklenk večje, so razporejene v dve vrsti, medtem ko so z določenim kotom lege ene vrstice glede na drugo tako imenovane elektrarne z valovitim položajem jeklenk. Ta razporeditev je omogočila zmanjšanje dimenzij enote, hkrati pa je njihova izdelava težja od vrstne.
Osemvaljni blok
Obstaja še ena vrsta blokov, v katerih so valji razporejeni v dve vrsti in s kotom med njimi 180 stopinj. Ti motorji so poimenovani. Najdemo jih predvsem na motociklih, čeprav obstajajo avtomobili s tovrstno pogonsko enoto.
Pogoj glede števila jeklenk in njihove lokacije pa ni obvezen. Obstajajo 2-valjni in 4-valjni motorji z valji v obliki črke V ali z nasprotnimi valji, pa tudi 6-valjni vrstni motorji.
V elektrarnah se uporabljata dve vrsti hlajenja - zračno in tekoče. Od tega je odvisna oblikovna značilnost bloka. Zračno hlajena enota je manjša in enostavnejša, saj valji niso del njene zasnove.
Tekoče hlajeni blok je bolj zapleten, njegova zasnova vključuje jeklenke, hladilni plašč pa je na vrhu bloka z valji. V njej kroži tekočina, ki odvaja toploto iz jeklenk. V tem primeru blok skupaj s hladilnim plaščem predstavlja eno celoto.
Od zgoraj je blok prekrit s posebno ploščo - glavo valja (glava valja). Je ena od komponent, ki zagotavlja zaprt prostor, v katerem poteka proces zgorevanja. Njegova zasnova je lahko preprosta, ne vključuje dodatnih mehanizmov, ali zapletena.
ročični mehanizem
Del zasnove motorja pretvori batno gibanje bata v tulcu v rotacijsko gibanje ročične gredi. Glavni element tega mehanizma je ročična gred. Ima prilagodljiv priključek na blok valjev. Takšna povezava omogoča vrtenje te gredi okoli osi.
Na enem koncu gredi je pritrjen vztrajnik. Naloga vztrajnika je prenos navora iz gredi naprej. Ker ima 4-taktni motor le en pol obrata s koristnim delovanjem - delovni hod pri dveh vrtljajih motorne gredi, preostali zahtevajo vzvratno delovanje, ki ga izvede vztrajnik. Ker ima znatno maso in se zaradi svoje kinetične energije vrti, omogoča zvijanje kolen. jašek med pripravljalnimi ukrepi.
Obseg vztrajnika ima obročasto orodje, s pomočjo katerega se zažene elektrarna.
Na drugi strani gredi je pogonski zobnik oljne črpalke in mehanizem za distribucijo plina ter prirobnica za pritrditev jermenice.
Ta mehanizem vključuje tudi ojnice, ki prenašajo moč od bata na ročično gred in obratno. Tudi pritrditev na gred ojnice je premična.
Površine blokov valja, kolena. gred in ojnice na stičiščih se ne stikajo neposredno, med njimi so ležaji tulcev - obloge.
Skupina valjev-bata
To skupino sestavljajo obloge cilindrov, bati, batni obroči in prsti. V tej skupini poteka proces zgorevanja in prenos sproščene energije za preobrazbo. Izgorevanje poteka znotraj obloge, ki jo na eni strani zapre glava bloka, na drugi strani pa bat. Sam bat se lahko premika znotraj obloge.
Za zagotovitev največje tesnosti znotraj obloge se uporabljajo batni obroči, ki preprečujejo uhajanje zmesi in produktov zgorevanja med stenami obloge in batom.
Bat je s pomočjo zatiča premično povezan z ojnico.
Mehanizem za distribucijo plina
Naloga tega mehanizma je pravočasno dovajanje gorljive mešanice ali njenih sestavnih delov v valj, pa tudi odstranjevanje produktov zgorevanja.
Dvotaktni motorji nimajo mehanizma kot takega. V njej oskrbo z mešanico in odstranjevanje produktov zgorevanja izvajajo tehnološka okna, ki so izdelana v stenah tulca. Takšna okna so tri - dovod, obvod in odtok.
Bat med premikanjem odpira in zapira eno ali drugo okno, tako se obloga napolni z gorivom in odstranijo izpušni plini. Uporaba takšne distribucije plina ne zahteva dodatnih enot, zato je glava valja takšnega motorja preprosta in njegova naloga je le zagotoviti tesnost valja.
4-taktni motor ima časovni mehanizem. Gorivo v takem motorju se dovaja skozi posebne luknje v glavi. Te odprtine so zaprte z ventili. Če je treba iz jeklenke dovajati gorivo ali izpušne pline, se odpre ustrezen ventil. Odpiranje ventilov zagotavlja odmična gred, ki s svojimi odmiki v pravem trenutku pritisne na zahtevani ventil in ta odpre luknjo. Odmično gred poganja ročična gred.
Krmiljenje z jermenskim in verižnim pogonom
Čas se lahko razlikuje. Na voljo so motorji z nižjo odmično gredjo (ki se nahaja v bloku cilindrov) in nadzemnimi ventili (v glavi valja). Prenos sile z gredi na ventile se izvede s pomočjo palic in rokerskih ročic.
Motorji so pogostejši, kadar sta gred in ventili nad glavo. Pri tej razporeditvi se gred nahaja tudi v glavi valja in deluje neposredno na ventil, brez vmesnih elementov.
Sistem oskrbe
Ta sistem zagotavlja pripravo goriva za nadaljnjo oskrbo jeklenk. Zasnova tega sistema je odvisna od goriva, ki ga porabi motor. Glavno je zdaj gorivo, ločeno od nafte, z različnimi frakcijami - bencin in dizelsko gorivo.
Bencinski motorji imajo dve vrsti gorivnih sistemov - uplinjač in vbrizg. V prvem sistemu nastaja zmes v uplinjaču. Dozira in dovaja gorivo zračnemu toku, ki teče skozi to, nato pa se ta mešanica dovaja v jeklenke. Tak sistem je sestavljen iz rezervoarja za gorivo, vodov za gorivo, vakuumske črpalke za gorivo in uplinjača.
Sistem uplinjača
Enako se naredi v avtomobilih za vbrizgavanje, vendar je njihov odmerek natančnejši. Prav tako se gorivo v injektorjih doda zračnemu toku že v sesalnem kolektorju skozi šobo. Ta šoba razprši gorivo, kar zagotavlja boljše tvorjenje zmesi. Sistem za vbrizg je sestavljen iz rezervoarja, v njem nameščene črpalke, filtrov, vodov za gorivo in tirnice za gorivo z injektorji, nameščenimi na sesalnem kolektorju.
Pri dizelskih motorjih so komponente mešanice goriv dobavljene ločeno. Mehanizem za distribucijo plina skozi ventile dovaja zgolj zrak v jeklenke. Gorivo se v jeklenke dovaja ločeno, s šobami in pod visokim pritiskom. Ta sistem je sestavljen iz rezervoarja, filtrov, visokotlačne črpalke za gorivo (vbrizgalna črpalka) in šob.
V zadnjem času so se pojavili sistemi za vbrizgavanje, ki delujejo po principu sistema za dizelsko gorivo - injektorja z neposrednim vbrizgom.
Sistem za odvajanje izpušnih plinov zagotavlja odstranjevanje produktov zgorevanja iz jeklenk, delno nevtralizacijo škodljivih snovi in \u200b\u200bzmanjšanje zvoka pri izpuhu izpušnih plinov. Sestavljen je iz izpušnega kolektorja, resonatorja, katalizatorja (ne vedno) in dušilca \u200b\u200bzvoka.
Sistem mazanja
Mazalni sistem zmanjša trenje med interakcijskimi površinami motorja z ustvarjanjem posebnega filma, ki preprečuje neposreden stik med površinami. Poleg tega odstranjuje toploto, ščiti elemente motorja pred korozijo.
Mazalni sistem je sestavljen iz oljne črpalke, posode za olje - posoda, dovoda olja, oljnega filtra, kanalov, skozi katere se olje premika na drgnjenje.
Hladilni sistem
Hladilni sistem med delovanjem motorja ohranja optimalno delovno temperaturo. Uporabljata se dve vrsti sistemov - zrak in tekočina.
Zračni sistem proizvaja hlajenje s pihanjem zraka nad valji. Za boljše hlajenje so na valjih narejena hladilna rebra.
V tekočinskem sistemu hlajenje izvaja tekočina, ki kroži v hladilnem plašču v neposrednem stiku z zunanjo steno obloge. Tak sistem je sestavljen iz hladilnega plašča, vodne črpalke, termostata, cevi in \u200b\u200bradiatorja.
Vžigalni sistem
Sistem vžiga se uporablja samo pri bencinskih motorjih. Pri dizelskih motorjih se mešanica vžge s kompresijo, zato tak sistem ne potrebuje.
V bencinskih avtomobilih se vžig izvede iz iskre, ki v določenem trenutku preskoči med elektrodami žarilne svečke, nameščene v glavi bloka, tako da je njeno obrobje v zgorevalni komori valja.
Vžigalni sistem je sestavljen iz vžigalne tuljave, razdelilnika (razdelilnika), ožičenja in svečk.
Električna oprema
Ta oprema oskrbuje električno omrežje avtomobila na vozilu, vključno z vžigalnim sistemom. Ta oprema tudi zažene motor. Sestavljen je iz akumulatorja, generatorja, zaganjalnika, ožičenja, vseh vrst senzorjev, ki spremljajo delovanje in stanje motorja.
To je celotna naprava motorja z notranjim zgorevanjem. Čeprav se nenehno izboljšuje, se njegovo načelo delovanja ne spremeni, izboljšajo se le posamezne enote in mehanizmi.
Sodobni razvoj
Glavna naloga, za katero se borijo proizvajalci avtomobilov, je zmanjšanje porabe goriva in emisij škodljivih snovi v ozračje. Zato nenehno izboljšujejo elektroenergetski sistem, rezultat pa je nedavna uvedba sistemov z neposrednim vbrizgom.
Iščejo se alternativna goriva, zadnji razvoj v tej smeri je uporaba alkohola in rastlinskih olj kot goriva.
Znanstveniki skušajo vzpostaviti tudi proizvodnjo motorjev s povsem drugačnim principom delovanja. Tak je denimo Wankelov motor, vendar do zdaj ni bilo posebnega uspeha.
AutoleekVelika večina avtomobilov uporablja naftne derivate kot pogonsko gorivo. Ko te snovi izgorijo, se sprostijo plini. V zaprtem prostoru ustvarjajo pritisk. Kompleksni mehanizem zazna te obremenitve in jih najprej spremeni v translacijsko gibanje, nato pa v rotacijsko gibanje. Na tem temelji načelo motorja z notranjim zgorevanjem. Nadalje se vrtenje že prenese na pogonska kolesa.
Batni motor
V čem je prednost takšnega mehanizma? Kaj je dalo novo načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem? Trenutno z njo niso opremljeni samo avtomobili, ampak tudi kmetijska in nakladalna vozila, vlakovne lokomotive, motocikli, mopedi, skuterji. Tovrstni motorji so nameščeni na vojaški opremi: tanki, oklepniki, helikopterji, čolni. Prav tako se lahko spomnite motornih žag, kosilnic, motornih črpalk, generatorjev in druge mobilne opreme, ki za svoje delovanje uporablja dizelsko gorivo, bencin ali mešanico plinov.
Pred izumom načela notranjega zgorevanja je bilo gorivo, običajno trdno (premog, les), kurjeno v ločeni komori. Za to je bil uporabljen kotel, ki je ogreval vodo. Para je bila uporabljena kot glavni vir pogonske sile. Takšni mehanizmi so bili masivni in dimenzionalni. Uporabljali so jih za opremljanje lokomotiv parnih lokomotiv in motornih ladij. Izum motorja z notranjim zgorevanjem je omogočil znatno zmanjšanje dimenzij mehanizmov.
Sistem
Ko motor deluje, se nenehno pojavljajo številni ciklični procesi. Biti morajo stabilni in prehajati v strogo določenem časovnem obdobju. Ta pogoj zagotavlja nemoteno delovanje vseh sistemov.
Pri dizelskih motorjih gorivo ni predkondicionirano. Sistem za dovod goriva ga dovaja iz rezervoarja in pod visokim pritiskom dovaja v jeklenke. Bencin med potjo predhodno zmešamo z zrakom.
Načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem je takšno, da sistem vžiga vžge to mešanico, ročični mehanizem pa sprejme, preoblikuje in prenese energijo plinov v prenos. Sistem za distribucijo plina sprosti produkte zgorevanja iz jeklenk in jih odstrani zunaj vozila. Med potjo se zvok izpušnih plinov zmanjša.
Sistem mazanja omogoča vrtenje gibljivih delov. Drgnjenje površine pa se segreje. Hladilni sistem skrbi, da temperatura ne presega dovoljenih vrednosti. Čeprav so vsi procesi samodejni, jih je še vedno treba spremljati. To zagotavlja nadzorni sistem. Podatke prenaša na daljinski upravljalnik v voznikovi kabini.
Dovolj zapleten mehanizem mora imeti telo. Vanj so nameščeni glavni sestavni deli in sklopi. Dodatna oprema za sisteme, ki zagotavljajo njegovo normalno delovanje, je v bližini in nameščena na snemljivih nosilcih.
Gonilni mehanizem je nameščen v bloku cilindrov. Glavna obremenitev zgorelih plinov se prenese na bat. Z ojnico je povezan z ročično gredjo, ki pretvori translacijsko gibanje v rotacijsko.
Blok vsebuje tudi valj. Bat se premika po svoji notranji ravnini. Ima urezane utore, v katere so nameščeni tesnilni obroči. To je namenjeno zmanjšanju vrzeli med ravninama in ustvarjanju stiskanja.
Glava valja je pritrjena na vrh telesa. V njej je nameščen mehanizem za distribucijo plina. Sestavljen je iz gredi z ekscentriki, vrtljivih ročic in ventilov. Njihovo izmenično odpiranje in zapiranje omogoča dovod goriva v valj in nato sproščanje izrabljenih produktov zgorevanja.
Pokrov bloka cilindrov je nameščen na dnu telesa. Tja teče olje, potem ko namaže drgnjenje spojev delov sklopov in mehanizmov. V motorju so tudi kanali, skozi katere kroži hladilna tekočina.
Načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem
Bistvo procesa je preoblikovanje ene vrste energije v drugo. To se zgodi, ko gorivo gori v zaprtem prostoru motornega valja. Plini, ki se med tem sprostijo, se razširijo in v delovnem prostoru nastane pretiran tlak. Zazna ga bat. Lahko se premika gor in dol. Bat je s pomočjo ojnice povezan z ročično gredjo. Pravzaprav so to glavni deli ročičnega mehanizma - glavna enota, ki je odgovorna za pretvorbo kemične energije goriva v rotacijsko gibanje gredi.
Načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem temelji na izmeničnih ciklih. Ko se bat premakne navzdol, je delo opravljeno - ročična gred se obrne pod določenim kotom. Na enem koncu je pritrjen masiven vztrajnik. Po pospeševanju se še naprej premika po vztrajnosti, to pa obrača tudi ročično gred. Ojnica potisne bat navzgor. Zavzame delovni položaj in je spet pripravljen prevzeti energijo vžganega goriva.
Lastnosti:
Načelo delovanja motorjev z notranjim zgorevanjem avtomobilov najpogosteje temelji na pretvorbi energije bencina z zgorevanjem. Tovornjaki, traktorji in posebna vozila so v glavnem opremljeni z dizelskimi motorji. Utekočinjeni plin se lahko uporablja tudi kot gorivo. Dizelski motorji nimajo sistema vžiga. Gorivo vžge ustvarjeni tlak v delovni komori jeklenke.
Delovni cikel se lahko izvede v enem ali dveh vrtljajih motorne gredi. V prvem primeru obstajajo štirje gibi: vnos in vžig goriva, delovni hod, kompresija, sproščanje izpušnih plinov. Dvotaktni motor z notranjim zgorevanjem izvede celoten cikel v enem vrtljaju ročične gredi. V tem primeru se v enem ciklu vbrizga in stisne gorivo, v drugem pa vžig, delovni hod in izpust izpušnih plinov. Vlogo mehanizma za distribucijo plina v tovrstnih motorjih igra bat. Ko se premika gor in dol, izmenično odpira vrata za dovod in izpuh goriva.
Poleg batnih motorjev z notranjim zgorevanjem obstajajo še turbinski, reaktivni in kombinirani motorji z notranjim zgorevanjem. Pretvorba energije goriva v njih v naprej vozilo se izvaja v skladu z drugimi načeli. Tudi konstrukcija motorja in pomožnih sistemov se bistveno razlikuje.
Izgube
Kljub temu, da motor z notranjim zgorevanjem odlikujeta zanesljivost in stabilnost delovanja, njegova učinkovitost ni dovolj visoka, kot se morda zdi na prvi pogled. Pri matematičnih meritvah je izkoristek motorja z notranjim zgorevanjem v povprečju 30-45%. To kaže na to, da se večina energije zgorelega goriva zapravi.
Najboljši bencinski motorji so lahko le 30-odstotni. In le masivni varčni dizelski motorji, ki imajo številne dodatne mehanizme in sisteme, lahko učinkovito pretvorijo do 45% energije v smislu moči in koristnega dela.
Zasnova motorja z notranjim zgorevanjem ne more odpraviti izgub. Del goriva nima časa, da gori in zapusti izpušne pline. Drugi element izgub je poraba energije za premagovanje različnih vrst uporov med trenjem parnih površin delov sklopov in mehanizmov. In nekaj več se porabi za aktiviranje sistemov motorja, ki zagotavljajo njegovo normalno in nemoteno delovanje.
UVOD
V starih časih so ljudje najpreprostejše mehanizme zagnali z rokami ali s pomočjo živali. Potem so se naučili uporabljati moč vetra med jadranjem ladij. Naučili so se tudi uporabljati veter za vrtenje vetrnic, ki meljejo žito v moko. Kasneje so energijo pretoka vode v rekah začeli uporabljati za vrtenje vodnih koles. Ta kolesa so črpala in dvigovala vodo ali upravljala različne mehanizme.
Zgodovina pojava toplotnih strojev sega v daljno preteklost. Čeprav je motor z notranjim zgorevanjem zelo zapleten mehanizem. In funkcija, ki jo v motorjih z notranjim zgorevanjem izvaja toplotno raztezanje, ni tako preprosta, kot se zdi na prvi pogled. In ne bi bilo motorjev z notranjim zgorevanjem brez uporabe toplotnega raztezanja plinov.
Cilj:
Razmislite o motorju z notranjim zgorevanjem.
Naloge:
1. Preučiti teorijo motorjev z zunanjim in notranjim zgorevanjem.
2. Izdelajte model, ki temelji na teoriji ICE.
3. Razmislite o vplivu motorjev z notranjim zgorevanjem na okolje.
4. Ustvarite knjižico na temo: “Motor z notranjim zgorevanjem”.
Hipoteza:
Motorji z notranjim zgorevanjem, pri katerih se postopek izgorevanja goriva s sproščanjem toplote in njegovo pretvorbo v mehansko delo pojavlja neposredno v valjih, se najpogosteje uporabljajo kot elektrarne za avtomobile. Večina sodobnih avtomobilov ima motorje z notranjim zgorevanjem.
Ustreznost:
Fizika in fizikalni zakoni so sestavni del našega življenja.
Tehnologija, zgradbe, različni procesi, ki se dogajajo v našem svetu - vse to je fizika. Ne moremo živeti in ne poznamo niti osnovnih zakonov te znanosti. In zato je fizika dejanska, ne starajoča se znanost.
Tema našega dela bo študentom na prvi pogled pomagala razumeti in asimilirati najpogostejše procese v svetu okoli nas, a po svoji strukturi zapletene.
REZULTATI ŠTUDIJE
Motor z notranjim izgorevanjem
Občutna rast vseh sektorjev nacionalnega gospodarstva zahteva gibanje večje količine tovora in potnikov. Zaradi visoke okretnosti, sposobnosti za tek na smučeh in prilagodljivosti za delo v različnih pogojih je avtomobil eno glavnih načinov prevoza blaga in potnikov. Delež cestnega prevoza predstavlja več kot 80% blaga, prepeljanega z vsemi vrstami prevoza skupaj, in več kot 70% potniškega prometa. V zadnjih letih so tovarne avtomobilske industrije obvladale številne vzorce posodobljene in nove avtomobilske opreme, tudi za kmetijstvo, gradbeništvo, trgovino, naftno in plinsko ter gozdarsko industrijo. Trenutno obstaja veliko število naprav, ki uporabljajo toplotno raztezanje plinov. Takšne naprave vključujejo uplinjač, \u200b\u200bdizelski motorji, turboreaktivni motorji itd.
Toplotne motorje lahko razdelimo v dve glavni skupini:
1. Motorji z zunanjim zgorevanjem.
2. Motorji z notranjim zgorevanjem.
Ko smo preučevali temo lekcije "Motorji z notranjim zgorevanjem" v 8. razredu, nas je ta tema zanimala. Živimo v sodobnem svetu, v katerem ima tehnologija pomembno vlogo. Ne samo tehnika, ki jo uporabljamo doma, ampak tudi tista, ki jo vozimo - avto. Ob pogledu na avto sem bil prepričan, da so motorji nujni del avtomobila. Vseeno je, ali gre za star ali nov avto. Zato smo se odločili, da se dotaknemo teme motorja z notranjim zgorevanjem, ki se je uporabljal tako prej kot zdaj.
Da bi razumeli motor z notranjim zgorevanjem, smo se odločili, da ga ustvarimo sami in to smo dobili.
Izdelava ledu
Material: karton, lepilo, žica, motor, zobniki, 9V baterija.
Proizvodni napredek
1. Naredil ročično gred iz kartona (izrezan krog)
2. Izdelali ojnico (zložili pravokoten list kartona 15 * 8 na polovico in še 90 stopinj), na koncih katerih so naredili luknje
3. Iz kartona je bil izdelan bat, v katerem so bile narejene luknje (za batnice)
4. Batni zatiči, narejeni tako, da se prilegajo luknji v batu z valjanjem majhnega kosa kartona
5. Z batnim zatičem je bil bat pritrjen na ojnico, ojnica pa je bila z žico pritrjena na ročično gred
6. Glede na velikost bata je bil valj valjan, po velikosti ročične gredi pa karter (Carter je škatla za ročično gred)
7. Sestavil je mehanizem vrtenja motorne gredi (s pomočjo zobnikov in motorja), tako da pri visokih vrtljajih motorja vrtljivi mehanizem razvije nižje vrtljaje (tako da lahko ročično gred obrača s klipnjačo in batom)
8. Na ročično gred je bil pritrjen vrtljiv mehanizem, ki je bil nameščen v ročični gredi (s pritrditvijo začasnega mehanizma na steno ročične gredi)
9. Bat je bil nameščen v valj in valj je bil prilepljen na ohišje ročične gredi.
10. Povežemo dve žici + in - z motorja na akumulator in opazujemo gibanje bata.
Model zunanjega pogleda
Pogled na model znotraj
ICE aplikacija
Toplotna ekspanzija se je znašla v različnih sodobnih tehnologijah. Zlasti lahko rečemo o uporabi toplotnega raztezanja plina v ogrevalni tehnologiji. Tako se na primer ta pojav uporablja v različnih toplotnih motorjih, to je v motorjih z notranjim in zunanjim zgorevanjem:
* Rotacijski motorji;
* Reaktivni motorji;
* Turboreaktivni motorji;
* Inštalacije plinskih turbin;
* Motorji Wankel;
* Stirlingovi motorji;
* Jedrske elektrarne.
Toplotna ekspanzija vode se uporablja v parnih turbinah itd. Vse to pa se pogosto uporablja v različnih sektorjih nacionalnega gospodarstva. Na primer, motorji z notranjim zgorevanjem se najpogosteje uporabljajo:
* Transportne naprave;
* Agreecultural stroji. Agreecultural oprema.
V stacionarni elektrotehniki se motorji z notranjim zgorevanjem pogosto uporabljajo:
* V majhnih elektrarnah;
* Energetski vlaki;
* Nujne elektrarne.
ICE se pogosto uporabljajo tudi kot pogon za kompresorje in črpalke za dovajanje plina, nafte, tekočega goriva itd. Po cevovodih med raziskovalnimi deli za pogon vrtalnih ploščadi pri vrtanju vrtin na plinskih in naftnih poljih.
Turboreaktivni motorji se pogosto uporabljajo v letalstvu. Parne turbine so glavni motor za pogon električnih generatorjev v termoelektrarnah. Parne turbine se uporabljajo tudi za pogon centrifugalnih puhal, kompresorjev in črpalk.
Obstajajo celo parni avtomobili, ki pa zaradi svoje strukturne zapletenosti niso postali zelo razširjeni.
Termično raztezanje se uporablja tudi v različnih toplotnih relejih, katerih princip delovanja temelji na linearnem raztezanju cevi in \u200b\u200bpalice iz materialov z različnim temperaturnim koeficientom linearnega raztezanja.
Vpliv toplotnih strojev na okolje
Negativni vpliv toplotnih strojev na okolje je povezan z delovanjem različnih dejavnikov.
Najprej se pri izgorevanju goriva uporabi kisik iz ozračja, zaradi česar se vsebnost kisika v zraku postopoma zmanjšuje.
Drugič, zgorevanje goriva spremlja sproščanje ogljikovega dioksida v ozračje.
Tretjič, pri pregorevanju premoga in nafte je ozračje onesnaženo z dušikovimi in žveplovimi spojinami, ki škodujejo človekovemu zdravju. In avtomobilski motorji v ozračje letno oddajo 2-3 tone svinca.
Emisije škodljivih snovi v ozračje niso edina plat vpliva toplotnih strojev na naravo. V skladu z termodinamičnimi zakoni proizvodnje električne in mehanske energije načeloma ni mogoče izvesti brez odvajanja pomembnih količin toplote v okolje. To ne more ne privesti do postopnega povečevanja povprečne temperature na Zemlji.
Metode obvladovanja škodljivih vplivov toplotnih strojev na okolje
Eden od načinov za zmanjšanje poti onesnaževanja okolja je povezan z uporabo dizelskih motorjev namesto bencinskih motorjev z uplinjačem v avtomobilih, katerih gorivo ne dodaja svinčevih spojin.
Obeta se razvoj avtomobilov, v katerih se namesto bencinskih uporabljajo elektromotorji ali motorji, ki kot gorivo uporabljajo vodik.
Drug način je povečati učinkovitost toplotnih strojev. Na Inštitutu za petrokemično sintezo. AV Topchiev iz Ruske akademije znanosti je razvil najnovejše tehnologije za pretvorbo ogljikovega dioksida v metanol (metilni alkohol) in dimetil eter, ki povečajo za 2-3 krat produktivnost naprav z občutnim zmanjšanjem električne energije. Tu je bil ustvarjen nov tip reaktorja, v katerem se je produktivnost povečala za 2-3 krat.
Uvedba teh tehnologij bo zmanjšala kopičenje ogljikovega dioksida v ozračju in pomagala ne le pri ustvarjanju nadomestne surovine za sintezo številnih organskih spojin, katerih osnova je danes nafta, temveč tudi pri reševanju zgoraj omenjenih okoljskih problemov.
ZAKLJUČEK
Zahvaljujoč našemu delu lahko sklepamo naslednje:
Brez uporabe toplotnega raztezanja plinov ne bi bilo motorjev z notranjim zgorevanjem. In v to smo lahko prepričani, saj smo podrobno preučili načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem, njihove delovne cikle - vse njihovo delo temelji na uporabi toplotnega raztezanja plinov. Toda motor z notranjim zgorevanjem je le ena od posebnih načinov uporabe toplotnega raztezanja. Sodeč po koristih toplotnega raztezanja za ljudi z motorjem z notranjim zgorevanjem, lahko presodimo o koristih tega pojava na drugih področjih človekove dejavnosti.
In naj doba motorjev z notranjim zgorevanjem mine, četudi imajo veliko pomanjkljivosti, četudi se pojavijo novi motorji, ki ne onesnažujejo notranjega okolja in ne uporabljajo funkcije toplotnega raztezanja, vendar bodo prvi dolgo koristili ljudem in ljudje se bodo po mnogih stotinah let prijazno odzvali o njih, kajti človeštvo so pripeljali na novo stopnjo razvoja in se po njej človeštvo dvignilo še višje.
Literatura
1. Bralec iz fizike: A. S. Enokhovich - M.: Education, 1999
2. Detlaf AA, Yavorskiy BM Tečaj fizike: - M., Višja šola., 1989.
3. Kabardin O. F. Fizika: Referenčna gradiva: Izobraževanje 1991.
4. Internetni viri.
Vodje dela:
Shavrova T. G. učiteljica fizike,
Bachurin D.N., učitelj informatike.
Občinska izobraževalna ustanova
"Prvomajska srednja šola št. 2"
Okrožje Biysk na ozemlju Altaja
Vsak od nas ima določen avto, a le redki vozniki razmišljajo o tem, kako deluje avtomobilski motor. Prav tako je treba razumeti, da morajo samo strokovnjaki, ki delajo na bencinskem servisu, popolnoma poznati napravo avtomobilskega motorja. Mnogi od nas imajo na primer različne elektronske naprave, vendar to ne pomeni, da moramo razumeti, kako delujejo. Uporabljamo jih le za predvideni namen. Vendar je situacija z avtomobilom nekoliko drugačna.
To vsi razumemo pojav okvar v avtomobilskem motorju neposredno vpliva na naše zdravje in življenje. Kakovost vožnje kot tudi varnost ljudi v avtomobilu je pogosto odvisna od pravilnega delovanja pogonske enote. Zaradi tega vam priporočamo, da ste pozorni na proučevanje tega članka o tem, kako deluje avtomobilski motor in iz česa je sestavljen.
Zgodovina razvoja avtomobilskih motorjev
V prevodu iz izvirne latinščine motor ali motor pomeni "vožnja". Danes je motor posebna naprava, namenjena pretvorbi ene od vrst energije v mehansko. Danes so najbolj priljubljeni motorji z notranjim zgorevanjem, katerih vrste so različne. Prvi tak motor se je pojavil leta 1801, ko je Francoz Philippe Le Bon patentiral motor, ki je deloval na plinske svetilke. Po tem sta August Otto in Jean Etienne Lenoir predstavila svoje modele. Znano je, da je August Otto prvi patentiral 4-taktni motor. Do zdaj se struktura motorja praktično ni spremenila.
Leta 1872 je prvič nastopil ameriški motor, ki je deloval na petrolej. Vendar tega poskusa skorajda ne bi mogli imenovati uspešnega, saj kerozin običajno ni mogel eksplodirati v jeklenkah. Po 10 letih je Gottlieb Daimler predstavil svojo različico motorja, ki je deloval na bencin, in je deloval precej dobro.
Razmislite sodobni tipi avtomobilskih motorjev in ugotovite, kateremu pripada vaš avto.
Vrste avtomobilskih motorjev
Ker v našem času motor z notranjim zgorevanjem velja za najpogostejšega, razmislite o vrstah motorjev, s katerimi so danes opremljeni skoraj vsi avtomobili. Motorji z notranjim zgorevanjem še zdaleč niso najboljši tip motorjev, vendar se uporabljajo v številnih vozilih.
Klasifikacija avtomobilskih motorjev:
- Dizelski motorji. Dizelsko gorivo se do valjev dovaja s pomočjo posebnih šob. Ti motorji za delovanje ne potrebujejo električne energije. Potrebujejo ga le za zagon pogonske enote.
- Bencinski motorji. So tudi injekcije. Danes se uporablja več vrst sistemov za vbrizgavanje in. Takšni motorji delujejo na bencin.
- Plinski motorji. Ti motorji lahko uporabljajo stisnjen ali utekočinjen plin. Takšni plini nastanejo s pretvorbo lesa, premoga ali šote v plinasta goriva.
Delovanje in zasnova motorja z notranjim zgorevanjem
Načelo avtomobilskega motorja - to je vprašanje, ki zanima skoraj vsakega lastnika avtomobila. Med prvim spoznavanjem zgradbe motorja je vse videti zelo zapleteno. Vendar v resnici s pomočjo natančnega proučevanja postane zasnova motorja povsem razumljiva. Po potrebi lahko znanje o principu delovanja motorja uporabimo v življenju.
1. Blok valja je neke vrste ohišje motorja. V njej je sistem kanalov, ki se uporablja za hlajenje in mazanje pogonske enote. Uporablja se kot osnova za dodatno opremo, kot je ohišje bloka motorja itd.
2. Bat, ki je votlo kovinsko steklo. Na njegovem zgornjem delu so "utori" za batne obroče.
3. Batni obroči. Obroči, ki se nahajajo na dnu, se imenujejo obroči za strganje olja, zgornji pa stiskalni obroči. Zgornji obroči zagotavljajo visoko stopnjo stiskanja ali stiskanja mešanice goriva in zraka. Obroči se uporabljajo za zagotavljanje tesnosti zgorevalne komore in tudi kot tesnila, ki preprečujejo vstop olja v zgorevalno komoro.
4. Ročni mehanizem. Odgovoren za prenos batne energije gibanja bata na ročično gred motorja.
Mnogi avtomobilisti ne vedo, da je pravzaprav načelo delovanja motorja z notranjim zgorevanjem precej preprosto. Najprej vstopi v zgorevalno komoro iz šob, kjer se zmeša z zrakom. Nato odda iskro, ki vžge mešanico zrak-gorivo in povzroči njeno eksplozijo. Plini, ki nastanejo kot posledica tega, premaknejo bat navzdol, med tem pa prenese ustrezno gibanje na ročično gred. Ročična gred začne vrteti menjalnik. Po tem sklop posebnih zobnikov prenese gibanje na kolesa sprednje ali zadnje osi (odvisno od pogona, morda na vsa štiri).
Tako deluje avtomobilski motor. Zdaj vas ne morejo prevarati brezvestni strokovnjaki, ki se bodo lotili popravila pogonske enote vašega avtomobila.
To je uvodni del serije člankov, posvečenih Motor z notranjim izgorevanjem, kar je kratek izlet v zgodovino razvoja motorja z notranjim zgorevanjem. Članek se bo dotaknil tudi prvih avtomobilov.
Naslednji razdelki bodo podrobno opisali različne ICE:
Ojnica bat
Rotacijski
Turbojet
Reaktivni
Motor je bil nameščen na čolnu, ki se je lahko povzpel po reki Soni. Leto kasneje so bratje po testiranju prejeli patent za svoj izum, ki ga je podpisal Napoleon Bonopart, za obdobje 10 let.
Pravilneje bi bilo, če bi temu motorju rekli reaktivni motor, saj je njegovo delo sestavljalo potiskanje vode iz cevi, ki se nahaja pod dnom čolna ...
Motor je bil sestavljen iz vžigalne komore in zgorevalne komore, meha za vbrizg zraka, razdelilnika goriva in vžigalne naprave. Premogov prah je služil kot gorivo za motor.
Meh je vbrizgal tok zraka, pomešanega s premogovim prahom, v vžigalno komoro, kjer je tleči stenj vžgal zmes. Po tem je delno vžgana zmes (premogov prah gori razmeroma počasi) vstopila v zgorevalno komoro, kjer je popolnoma izgorela in se razširila.
Nadalje je tlak plinov potisnil vodo iz izpušne cevi, zaradi česar se je čoln pomaknil, nakar se je cikel ponovil.
Motor je deloval v impulznem načinu s frekvenco ~ 12 in / minuto.
Čez nekaj časa sta brata gorivo izboljšala z dodajanjem smole, kasneje pa ga zamenjala z oljem in zasnovala preprost sistem vbrizga.
V naslednjih desetih letih projekt ni bil deležen nobenega razvoja. Claude je odšel v Anglijo, da bi promoviral idejo o motorju, a zapravil ves denar in ni dosegel ničesar, Joseph pa se je lotil fotografije in postal avtor prve fotografije na svetu "Pogled z okna".
V Franciji je v hiši-muzeju Niepses replika "pireolofor".
Malo kasneje je de Riva svoj motor postavil na štirikolesno vozilo, ki je bilo po mnenju zgodovinarjev prvi avtomobil z motorjem z notranjim zgorevanjem.
O Alessandru Volti
Volta je bila prva, ki je dala cinkove in bakrene plošče v kislino, da so proizvajale neprekinjen električni tok, kar je ustvarilo prvi vir kemičnega toka na svetu ("Voltovski steber").
Leta 1776 je Volta izumila plinsko pištolo, "pištolo Volta", v kateri je plin eksplodiral iz električne iskre.
Leta 1800 je zgradil kemično baterijo, ki je omogočala pridobivanje električne energije s kemičnimi reakcijami.
Enota za merjenje električne napetosti je dobila ime po Volta - Volt.
A - valj, B - "vžigalna svečka, C - bat, D - "balon" z vodikom, E - raglja, F - ventil za odvod izpušnih plinov, G - ročaj za nadzor ventila.
Vodik je bil shranjen v "balonu", ki je bil s cevjo povezan z jeklenko. Dovod goriva in zraka ter vžig mešanice in izpust izpušnih plinov sta bila izvedena ročno z vzvodi.
Načelo delovanja:
Zrak je vstopal v zgorevalno komoro skozi izpustni ventil izpušnih plinov.
Ventil se je zapiral.
Odprt je bil ventil za dovajanje vodika iz krogle.
Pipa se je zapirala.
S pritiskom na gumb je bil na "svečo" uporabljen električni izpust.
Mešanica je utripala in dvignila bat navzgor.
Ventil za izpušne pline se je odpiral.
Bat je padel pod lastno težo (bil je težak) in potegnil vrv, ki je kolesa obračala skozi blok.
Po tem se je cikel ponovil.
Leta 1813 je de Riva izdelal nov avto. Šlo je za približno šest metrov kočijo s kolesi s premerom dva metra in skoraj tono težko.
Avto je lahko s tovorom kamenja prevozil 26 metrov (približno 700 lbs) in štirje moški s hitrostjo 3 km / h.
Z vsakim ciklom se je avto premaknil za 4-6 metrov.
Le malo njegovih sodobnikov je ta izum vzelo resno, Francoska akademija znanosti pa je trdila, da motor z notranjim zgorevanjem nikoli ne bi tekmoval v zmogljivosti s parnim strojem.
Leta 1833, Ameriški izumitelj Lemuel Wellman Wright, je registriral patent za vodno hlajeni dvotaktni plinski motor z notranjim zgorevanjem.
(glej spodaj) v svoji knjigi Plinski in naftni motorji je o motorju Wright zapisal naslednje:
»Risba motorja je zelo funkcionalna, podrobnosti pa natančne. Eksplozija mešanice deluje neposredno na bat, ki skozi ojnico vrti ročično gred. Na videz je motor podoben visokotlačnemu parnemu stroju, v katerem se plin in zrak črpata iz ločenih rezervoarjev. Zmes v sferičnih posodah je bila med dvigom bata pri TDC (zgornja mrtva točka) zažgana in potisnjena navzdol / navzgor. Po koncu giba bi se ventil odprl in izpušne pline izpustil v ozračje. "
Ni znano, ali je bil ta motor kdaj izdelan, vendar obstaja načrt zanj:
Leta 1838, Angleški inženir William Barnett je prejel patent za tri motorje z notranjim zgorevanjem.
Prvi motor je dvotaktni enosmerni (gorivo je zgorelo samo na eni strani bata) z ločenimi črpalkami za plin in zrak. Mešanico smo vžgali v ločenem jeklenki, nato pa je goreča zmes stekla v delovni valj. Vstop in izstop sta potekala skozi mehanske ventile.
Drugi motor je ponovil prvega, vendar je bil dvojno delujoč, to je, da je zgorevanje potekalo izmenično na obeh straneh bata.
Tretji motor je bil prav tako dvojno delujoč, vendar je imel vstopne in izstopne odprtine v stenah cilindrov, ki so se odprle, ko je bat dosegel skrajno točko (kot pri sodobnih dvotaktnih). To je omogočilo samodejno sproščanje izpušnih plinov in sprejem novega naboja mešanice.
Značilnost Barnettovega motorja je bila, da je svežo mešanico stisnil bat, preden jo je vžgal.
Načrt enega od Barnettovih motorjev:
V letih 1853-57, Italijanska izumitelja Eugenio Barzanti in Felice Matteucci sta razvila in patentirala dvovaljni motor z notranjim zgorevanjem s kapaciteto 5 l / s.
Patent je podelil londonski urad, ker italijanska zakonodaja ni mogla zagotoviti zadostne zaščite.
Izdelava prototipa je bila zaupana družbi Bauer & Co. iz Milana " (Helvetica), in končana v začetku leta 1863. Uspeh motorja, ki je bil veliko bolj učinkovit kot parni stroj, je bil tako velik, da je podjetje začelo prejemati naročila z vsega sveta.
Zgodnji, enovaljni motor Barzanti-Matteucci:
Model dvovaljnega motorja Barzanti-Matteucci:
Matteucci in Barzanti sta z belgijskim podjetjem sklenila sporazum o proizvodnji motorja. Barzanti je odšel v Belgijo, kjer je osebno nadzoroval delo, in nenadoma umrl zaradi tifusa. S smrtjo Barzantija so bila vsa dela na motorju prekinjena in Matteucci se je vrnil na svoje nekdanje delo hidravličnega inženirja.
Leta 1877 je Matteucci trdil, da sta bila on in Barzanti glavna ustvarjalca motorja z notranjim zgorevanjem, motor, ki ga je zgradil August Otto, pa je bil zelo podoben motorju Barzanti-Matteucci.
Dokumenti v zvezi s patenti Barzanti in Matteucci se hranijo v arhivu knjižnice Museo Galileo v Firencah.
Najpomembnejši izum Nikolausa Otta je bil motor z štiritaktni cikel - Ottov cikel. Ta cikel je do danes jedro večine bencinskih in bencinskih motorjev.
Štiritaktni cikel je bil največji Ottov tehnični dosežek, a kmalu so ugotovili, da je nekaj let pred njegovim izumom popolnoma enak princip motorja opisal francoski inženir Beau de Roche. (glej zgoraj)... Skupina francoskih industrijcev je na sodišču izpodbijala Ottov patent, sodišče pa je ugotovilo, da so njihovi argumenti prepričljivi. Ottove pravice po njegovem patentu so bile znatno okrnjene, vključno z razveljavitvijo monopola nad štiritaktnim ciklom.
Kljub temu da so tekmeci začeli s proizvodnjo štiritaktnih motorjev, je bil model Otto, izdelan z dolgoletnimi izkušnjami, še vedno najboljši in povpraševanje po njem ni prenehalo. Do leta 1897 je bilo proizvedenih približno 42 tisoč teh motorjev različnih zmogljivosti. Vendar pa je dejstvo, da se je kot gorivo uporabljal svetleči plin, močno zožilo področje njihove uporabe.
Tudi v Evropi je bilo število tovarn razsvetljave in plina nepomembno, v Rusiji pa le dve - v Moskvi in \u200b\u200bSankt Peterburgu.
Leta 1865, Francoski izumitelj Pierre Hugo je prejel patent za stroj, ki je bil navpični, enovaljni, dvojno delujoči motor, ki je za oskrbo z mešanico uporabljal dve gumijasti črpalki, ki sta jih poganjala ročična gred.
Hugo je kasneje zasnoval vodoravni motor, podoben motorju Lenoir.
Znanstveni muzej, London.
Leta 1870, Avstro-ogrski izumitelj Samuel Marcus Siegfried je zasnoval motor z notranjim zgorevanjem, ki deluje na tekoče gorivo, in ga namestil na štirikolesni voziček.
Danes je ta avto dobro znan kot "prvi avtomobil Marcus".
Leta 1887 je Markus v sodelovanju z Bromovsky & Schulz izdelal drugi avtomobil, drugi avtomobil Marcus.
Leta 1872, ameriški izumitelj je patentiral dvovaljni motor z notranjim zgorevanjem s konstantnim tlakom, ki ga poganja kerozin.
Brighton je svoj motor poimenoval "Ready Motor".
Prvi valj je služil kot kompresor, ki je potiskal zrak v zgorevalno komoro, v katero se je neprekinjeno dovajal kerozin. V zgorevalni komori se je zmes vžgala in skozi mehanizem tuljav vstopila v drugi - delovni valj. Pomembna razlika od drugih motorjev je bila ta, da je mešanica zraka in goriva izgorevala postopoma in pri stalnem tlaku.
Tisti, ki jih zanimajo termodinamični vidiki motorja, lahko preberejo o Brightonovem ciklu.
Leta 1878, Škotski inženir gospod (vitez leta 1917) razvil prvi dvotaktni motor z vžigom na stisnjen zrak. Leta 1881 ga je patentiral v Angliji.
Motor je deloval na nenavaden način: zrak in gorivo sta bila dovedena v desni valj, tam je bil zmešan in je bila ta zmes potisnjena v levi valj, kjer je bila vžgana zmes iz svečke. Razširitev je potekala, oba bata sta se spustila iz levega valja (skozi levo cevno cev) izpustili so se izpušni plini, nov del zraka in goriva pa je bil prisrčen v desni valj. Po vztrajnosti so bate dvignili in cikel ponovili.
Leta 1879, izdelali popolnoma zanesljiv bencin dvotaktni motor in zanj prejel patent.
Vendar se je Benzov pravi genij pokazal v tem, da je v naslednjih projektih lahko kombiniral različne naprave (plin, vžig z akumulatorjem, vžigalna svečka, uplinjač, \u200b\u200bsklopka, menjalnik in hladilnik) na svojih izdelkih, kar pa je postalo standard za vso strojništvo.
Leta 1883 je Benz ustanovil podjetje Benz & Cie za proizvodnjo plinskih motorjev in leta 1886 patentiral štiritaktni motor, ki ga je uporabljal v svojih avtomobilih.
Zahvaljujoč uspehu družbe Benz & Cie je Benz lahko začel oblikovati kočije brez konjev. Z združitvijo izkušenj pri izdelavi motorjev in dolgoletnim hobijem oblikovanja koles je do leta 1886 izdelal svoj prvi avtomobil in ga poimenoval "Benz Patent Motorwagen".
Zasnova močno spominja na tricikel.
Enovaljni štiritaktni motor z notranjim zgorevanjem z delovno prostornino 954 cm3., Nameščen na " Benz Patent Motorwagen".
Motor je bil opremljen z velikim vztrajnikom (ki se uporablja ne le za enakomerno vrtenje, temveč tudi za zagon), 4,5-litrskim rezervoarjem za plin, uparjalnikom uparjalnega tipa in drsnim ventilom, skozi katerega je gorivo vstopalo v zgorevalno komoro. Vžig je bil izveden z vžigalno svečko Benzove lastne zasnove, na katero je bila napetost napajana iz tuljave Rumkorf.
Hlajenje je bilo voda, vendar ne zaprti krog, ampak izhlapevanje. Para je uhajala v ozračje, zato je bilo treba avtomobil natočiti ne le z bencinom, temveč tudi z vodo.
Motor je razvil 0,9 KM. pri 400 vrt / min in avto pospešil na 16 km / h.
Karl Benz vozi svoj avto.
Malo kasneje, leta 1896, je Karl Benz izumil bokserski motor (ali ravno motor) pri katerem bati hkrati dosežejo zgornjo mrtvo točko in s tem uravnotežijo drug drugega.
Mercedes-Benzov muzej v Stuttgartu.
Leta 1882, Angleški inženir James Atkinson je izumil Atkinsonov cikel in Atkinsonov motor.
Atkinsonov motor je v bistvu štiritaktni motor ottov cikel, vendar s spremenjenim ročicnim mehanizmom. Razlika je bila v tem, da so se pri Atkinsonovem motorju vsi štirje gibi zgodili v enem vrtljaju ročične gredi.
Uporaba Atkinsonovega cikla v motorju je omogočila zmanjšanje porabe goriva in hrupa med delovanjem zaradi nižjega izpušnega tlaka. Poleg tega ta motor ni potreboval menjalnika za pogon mehanizma za distribucijo plina, saj je odpiranje ventilov poganjalo ročično gred.
Kljub številnim prednostim (vključno z izogibanjem Ottovim patentom) motor se zaradi zapletenosti izdelave in nekaterih drugih pomanjkljivosti ni pogosto uporabljal.
Atkinsonov cikel zagotavlja boljšo okoljsko učinkovitost in gospodarnost, vendar zahteva visoke vrtljaje. Pri nizkih vrtljajih ustvari sorazmerno majhen navor in se lahko ustavi.
Zdaj se motor Atkinson uporablja v hibridnih avtomobilih Toyota Prius in Lexus HS 250h.
Leta 1884, Britanski inženir Edward Butler je na londonski razstavi koles "Stanley Cycle Show" prikazal risbe trikolesnega avtomobila z bencinski motor z notranjim zgorevanjem, leta 1885 pa jo je zgradil in pokazal na isti razstavi in \u200b\u200bjo imenoval "Velocycle". Tudi Butler je prvi uporabil besedo bencin.
Velocycle je bil patentiran leta 1887.
Velocycle je bil opremljen z enovaljnim, štiritaktnim bencinskim motorjem, opremljenim z vžigalno tuljavo, uplinjačem, dušilko in hlajenjem s tekočino. Motor je razvil moč približno 5 KM. s prostornino 600 cm3, avto pa pospešil na 16 km / h.
Z leti je Butler izboljšal zmogljivost svojega vozila, vendar mu ga zaradi "zakona Rdeče zastave" ni bilo mogoče preizkusiti (objavljeno leta 1865) , v skladu s katerim vozila ne smejo presegati hitrosti nad 3 km / h. Poleg tega so morale biti v avtomobilu prisotne tri osebe, od katerih je ena morala hoditi pred avtomobilom z rdečo zastavo. (takšni so varnostni ukrepi) .
V reviji English Mechanic iz leta 1890 je Butler zapisal - "Oblasti prepovedujejo uporabo avtomobila na cesti, zaradi česar zavračam nadaljnji razvoj."
Zaradi pomanjkanja zanimanja javnosti za avto ga je Butler razstavil za odpadke in prodal patentne pravice Harryju J. Lawsonu. (proizvajalec koles) , ki je še naprej proizvajalo motor za uporabo na čolnih.
Butler je sam ustvaril stacionarne in ladijske motorje.
Leta 1891, Herbert Aykroyd Stewart je v sodelovanju z Richardom Hornsbyjem in Sonsom zgradil motor Hornsby-Akroyd, v katerega je bilo gorivo (kerozin) vbrizgano pod pritiskom v dodatna kamera (zaradi svoje oblike se je imenovala "vroča žoga")nameščen na glavi valja in povezan z zgorevalno komoro z ozkim prehodom. Vroče stene dodatne komore so vžgale gorivo in odhitele v zgorevalno komoro.
1. Dodatna kamera (vroča žoga).
2. Cilinder.
3. Bat.
4. Carter.
Za zagon motorja je bila uporabljena dušilka, s katero je bila ogrevana dodatna komora. (po zagonu je bil ogrevan z izpušnimi plini)... Zaradi tega motor Hornsby-Akroyd ki je bil predhodnik dizelskega motorja, ki ga je zasnoval Rudolf Dieselpogosto imenujemo "poldizel". Vendar pa je leto kasneje Aykroyd izboljšal svoj motor z dodajanjem "vodnega plašča" (patent z dne 1892), ki je zvišal temperaturo v zgorevalni komori s povečanjem kompresijskega razmerja, zdaj pa ni bil potreben dodaten vir ogrevanja.
Leta 1893, Rudolph Diesel je prejel patente za toplotni stroj in spremenjeni "Carnotov cikel", imenovan "Metoda in naprava za pretvorbo toplote v delo."
Leta 1897 v "Augsburški strojnici" (od leta 1904 MAN), s finančno udeležbo podjetij Friedricha Kruppa in bratov Sulzer je nastal prvi delujoči dizelski motor Rudolfa Diesela
Moč motorja je bila 20 konjskih moči pri 172 vrtljajih na minuto, izkoristek je bil pri masi petih ton 26,2%.
To je daleč preseglo obstoječe motorje Otto z 20-odstotno učinkovitostjo in morske parne turbine z učinkovitostjo 12%, kar je vzbudilo veliko zanimanje v industriji v različnih državah.
Dizelski motor je bil štiritaktni. Izumitelj je ugotovil, da se učinkovitost motorja z notranjim zgorevanjem poveča s povečanjem kompresijskega razmerja gorljive mešanice. Ampak nemogoče je močno stisniti gorljivo mešanico, ker se nato tlak in temperatura dvigneta in se spontano vžge pred časom. Zato se je Diesel odločil, da ne bo stisnil gorljive mešanice, temveč čisti zrak in na koncu kompresije pod močnim pritiskom v valj vbrizga gorivo.
Ker je temperatura stisnjenega zraka dosegla 600-650 ° C, se je gorivo sam vžgalo in plini, ki so se širili, premaknili bat. Tako je Dieselu uspelo znatno povečati učinkovitost motorja, se znebiti sistema vžiga in namesto uplinjača uporabiti visokotlačno črpalko za gorivo
Leta 1933 je Elling preroško zapisal: "Ko sem leta 1882 začel delati na plinski turbini, sem bil trdno prepričan, da bo moj izum povpraševan v letalski industriji."
Na žalost je Elling umrl leta 1949, še nikoli pred obdobjem turbrodskega letalstva.
Edina fotografija, ki smo jo lahko našli.
Morda bo kdo kaj našel o tem človeku v "Norveškem muzeju tehnologije".
Leta 1903, Konstantin Eduardovič Ciolkovski, je v reviji "Scientific Review" objavil članek "Raziskovanje svetovnih vesolj z reaktivnimi napravami", kjer je prvič dokazal, da je naprava, ki lahko opravi vesoljski polet, raketa. Članek je predlagal tudi prvi projekt rakete velikega dosega. Njeno telo je bilo podolgovate kovinske komore, opremljene z tekočinski reaktivni motor (ki je tudi motor z notranjim zgorevanjem) ... Predlagal je uporabo tekočega vodika oziroma kisika kot goriva in oksidanta.
Verjetno je na tej noti o raketnem vesolju vredno zaključiti zgodovinski del, saj je prišlo 20. stoletje in motorji z notranjim zgorevanjem so se začeli proizvajati povsod.
Filozofski pogovor ...
K.E. Tsiolkovsky je verjel, da se bodo ljudje v bližnji prihodnosti naučili živeti, če ne večno, pa vsaj zelo dolgo. V zvezi s tem bo na Zemlji malo prostora (virov) in ladje se bodo morale preseliti na druge planete. Na žalost je na tem svetu šlo kaj narobe in s pomočjo prvih raket so se ljudje odločili, da preprosto uničijo svoje vrste ...
Hvala vsem, ki ste jo prebrali.
Vse pravice pridržane © 2016
Kakršna koli uporaba materialov je dovoljena samo z aktivno povezavo do vira.
