по теме: «Из истории двигателей внутреннего сгорания»
Выполнил учащийся 7 класса Зайцев Сергей.
Автомобили, автомобили,
Буквально все заполонили.
Там где вековая лежала пыль
Свой след оставил автомобиль.
(слова из песни)
Человек сейчас не может представить себе жизни без автомобиля – «железного коня», заменившего лошадей, которые верой и правдой служат людям много веков. Свою исследовательскую работу я провожу по истории создания двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания — это сердце любого автомобиля. Без этой конструктивной детали машину нельзя назвать авто. Именно этот агрегат приводит все в действие, все остальные механизмы, а также электронику. Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.
Идея создания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) родилась еще в 17 веке и принадлежала она французскому изобретателю Дени Папену. Но при первом же испытании произошел взрыв. У изобретателя не было средств, чтобы машину сделать заново. Он обратился за помощью к королю, но получил отказ.
В течение долгого времени идея создания двигателя, сжигающего топливо внутри цилиндра, была забыта. Широкое распространение поучила паровая машина.
В середине 19 века французский изобретатель Ленуар применил для зажигания газовой смеси в цилиндре двигателя электрическую искру. В 1860 году Ленуар взял патент на свой двигатель. По конструкции он почти ничем не отличался от паровой машины, но в цилиндр поступал не пар, а смесь светильного газа с воздухом, поджигаемая искрой. Продукты сгорания выпускались в атмосферу.
Ж.Ж.Этьен Ленуар
Двигатель Ленуар работал во многих странах мира. Он обладал бесспорным преимуществом перед паровой машиной: компактностью, лёгкостью, простотой пуска и эксплуатации. Жан Этьен Ленуар признан официально изобретателем двигателя внутреннего сгорания, но его слава длилась лишь несколько лет. Однако КПД его двигателя был низким, всего 3 – 5 %.
В истории ДВС начался новый этап – борьба за повышение его КПД.
Вскоре слава перейдет к его немецкому коллеге инженеру Николаусу Отто, с которым Ленуар познакомился а 1860 г. и которому демонстрировал свой двигатель. Н.Отто, заинтересовался изобретением, увидел как двигатель полезен и сколько в нем недостатков, которые, вероятно, можно устранить. Он первоначально создал с Лангеном фирму по выпуску двигателей Ленуара но одновременно работал над собственным вариантом двигателя. День за днем, месяц за месяцем проводил Отто опыты с двигателем. И достиг успеха – его двигатель расходовал втрое меньше топлива (газа), чем машина Ленуара. Именно за экономичность двигатель Отто получил золотую медаль на Парижской выставке в 1867 году.
История создания и развития двигателей внутреннего сгорания
... годы (до 1860) немногочисленные попытки создания двигателя внутреннего сгорания также не увенчались успехом. Основные трудности создания двигателя внутреннего сгорания были обусловлены отсутствием подходящего топлива, ... на запуск и остановку. Промышленности требовался новый двигатель. Им стал двигатель внутреннего сгорания, изучение истории создания которого является целью данной работы. Высокая ...
Николас Отто
Его двигатели, премированные на выставке, уже изготовлялись, а Отто все еще работал над своей машиной, изучая каждый момент ее работы. На помощь изобретателю пришел случай. Однажды Отто нечаянно повернул маховик так, что поршень опустился и сжал уже засосанную в цилиндр смесь газа с воздухом. Когда он включил зажигание, поршень поднялся значительно быстрее, энергичнее – маховик сделал втрое больше оборотов, чем обычно. Это было очень важное открытие – горючую смесь надо сжать, прежде чем воспламенить ее. Тут и сделал Отто свое важнейшее изобретение. В 1878 году создал первый двигатель внутреннего сгорания, работающий в работающий в четыре такта. Это был громоздкий и шумный двигатель, но его КПД составлял 16%, в то же время КПД машины Ленуара было в 3 раза меньше (5%).
В результате, изобретение Н.Отто вытеснило двигатель Ленуара.
Что это значит 4 такта?
Чтобы двигатель начал работать, поворотом махового колеса или другим способом приводят в движение поршень. Он идет вниз. В это время в верхнюю часть цилиндра всасывается газ и воздух. Это первый такт.
Начинается второй ход поршня. Клапаны, впускавшие газ и воздух, закрываются, поршень, поднимаясь, сжимает горючую смесь. Это второй такт.
Сжатая смесь поджигается электрической искрой. Производится взрыв. Температура в цилиндре резко поднимается (свыше 2000 градусов), и нагретые при этом взрыве газы стремятся расшириться. Они с силой толкают поршень вниз. Это третий такт, во время которого и совершается полезная работа двигателя – поршень поворачивает вал с маховым колесом.
Поршень идет вверх. Открывается выпускной клапан, и отработанные газы выбрасываются из цилиндра. Это четвертый такт.
Затем все повторяется сначала, только уже не надо посторонней силой пускать в ход поршень.
Новый двигатель Отто работал так хорошо, что начисто отменил все прежние двигатели внутреннего сгорания, в том числе и первый двигатель самого Отто. КПД составил 22%. Этот двигатель нашел применение во многих странах. Он проложил дорогу новым ДВС. Но двигатель Отто работал только на газе.
Инженер Г. Даймлер построил двигатель, работавший на бензине. В 1885 году он получил патент на применение бензинового двигателя на транспорте и построил первый автомобиль (скорость – 18 км/ч.) Так ДВС проник на транспорт.
Реферат циклы поршневых двигателей
... поршневого двигателя проводят по диаграмме, в которой дается изменение давления в цилиндре в зависимости от положения поршня (объема) за весь цикл. ... 0-1 - заполнение цилиндра воздухом (при внутреннем смесеобразовании) или рабочей смесью (при внешнем ... - цикл Тринклера. 3. Циклы ДВС 3.1 Цикл Отто Рисунок 3: Отто первым осуществил сжатие для поднятия максимальной температуры цикла. Сжатие ...
Первый самоходный экипаж с ДВС Карл Бенц, Готлиб Даймлера
Борьба за повышение КПД двигателей внутреннего сгорания продолжалась.
В 1892 году Рудольф Дизель – немецкий инженер, получил патент на двигатель, в котором рабочий процесс отличался рядом особенностей: в цилиндре сжимается только воздух, причем очень сильно; от сильного сжатия температура воздуха возрастает настолько, что при впрыскивании в цилиндр топлива оно воспламеняется; образовавшиеся газы производят рабочий ход поршня. Построенный в 1897 году двигатель работал на керосине и имел высокий КПД – 25%. Его стали называть дизель-мотором или просто дизелем.
Второй родиной этого двигателя стала Россия. Крупный нефтепромышленник Нобель купил у Дизеля право на постройку этого двигателя. В 1899 году инженеры в Петербурге построили двигатель, работавший на сырой нефти. Его КПД был выше чем у двигателей работавших на керосине. Спрос на дизель-моторы возрастал…
С момента своего появления ДВС совершили триумфальное шествие по всему миру. Они проникли на транспорт. В 1903 году по Волге отправился в плавание первый в мире теплоход «Вандал». На нем были установлены три нефтяных двигателя мощностью по 120 лошадиных сил каждый. Это был первый в мире теплоход. Так стали именовать те суда, которые приводятся в движение не паровой машиной, а двигателем внутреннего сгорания — дизелем. Двигатель «Вандала» и других теплоходов того времени совершали рабочий процесс за четыре такта: всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп. «Вандал» — это «дедушка» современных теплоходов.
Первый тепловоз отправился в испытательный пробег 6 ноября 1924 года. (КПД — 29%)
КПД бензинового двигателя, в настоящее время, находится в пределах от 20 до 25 %.. КПД дизельного двигателя – 40 – 50%
Применение ДВС в технике чрезвычайно разнообразно: карбюраторные ДВС установлены на автомобилях, вертолетах, тракторах. Дизели широко применяют на транспорте – в тепловозах, теплоходах, автомобилях. Кроме четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, нашли применение двухтактные ДВС, например, на мотоциклах, скутерах.
Литература:
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/mnogotoplivnyie-dizelya-istoriya/
А.Ивич. Приключения изобретений. Издательство «Детская литература» Москва 1966 г. (263 стр)
М.Н.Алексеева (составитель) Физика-юным. Москва «Просвещение» 1980 г. (160 стр)
Открытые Интернет-источники:
[Электронный ресурс]//URL: https://drprom.ru/referat/mnogotoplivnyie-dizelya-istoriya/
- https://www.rockautoclub.com/
Автор материала: С. Зайцев (7 класс)
