Avtoargon.ru

АвтоАргон
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Двигатель внутреннего сгорания это вчерашний день

Двигатель внутреннего сгорания это вчерашний день

Почему пришло время уйти двигателю внутреннего сгорания.

Это удивительно, что мы уже более 100 лет используем огонь, металл, бензин и масло, чтобы приводить автомобили в движение. И это в то время, когда в наши дни у каждого из нас есть мобильные телефоны, по мощности ничем не уступающие компьютерам. Наши смартфоны могут распознавать лица, отпечатки пальцев и даже измерять сердечный ритм. У нас есть технологии и высокотехнологичные объекты, которые могут разбить друг об друга протоны, позволяющие изучить их обломки. Это позволяет нам раскрывать тайны Вселенной. Мы также можем посадить зонд на комету и отправить спутник за пределы Солнечной системы. И так можно продолжать до бесконечности. Так почему же в век технологической революции мир до сих пор пользуется устаревшими двигателями внутреннего сгорания?

Несмотря на все наши достижения в области науки и техники, двигатель внутреннего сгорания фактически остается основным источником движения всего автотранспорта в мире. И это с учетом того, что этот силовой агрегат был придуман более ста лет назад.

Примечательно, что на фоне других, более современных изобретений, двигатель внутреннего сгорания (ДВС) выглядит очень примитивно. Как и сто лет назад, ДВС работает за счет впрыска топлива, его сжатия, воспламенения и ударной волны, которая образуется из-за сгорания топлива.

Давайте немного проанализируем, как все работает в автомобиле с обычным двигателем.

И так. Вы вставляете ключ в зажигание и поворачиваете его, чтобы запустить стартер. В итоге стартер начинает двигать поршни двигателя вверх и вниз. Далее начинает работать топливный насос подавая топливо в камеру сгорания двигателя.

Вместе с ним начинают работать водяной насос, масляный насос, клапана двигателя, которые начинают свой гармоничный танец, чтобы подавать топливо в камеру сгорания двигателя каждую секунду. В итоге двигатель начинает свою работу, где все его компоненты начинают вращаться и смазываться большим количеством масла.

Согласитесь, что этот процесс относится к очень расточительной операции. Ведь для работы двигателя задействовано множество вспомогательного оборудования, которое практически расходует 75 процентов энергии двигателя впустую. К тому же огромное количество вспомогательных компонентов ДВС быстро выходят из строя из-за постоянной высокой нагрузки.

Но, несмотря на это нельзя говорить, что двигатель внутреннего сгорания изначально основывается на глупой идее. Нет конечно. ДВС служит нам верой и правдой уже более 100 лет и фактически изменил наш мир до неузнаваемости. Но это не означает, что этот удивительный мотор должен служить нам еще следующие 100 лет. Для того времени, когда появился ДВС, это был прорыв, что соответствовало тем технологиям, которые господствовали в ту эпоху.

Но сегодня все изменилось и теперь двигатели внутреннего сгорания не вписываются в тот мир, который нас окружает.

Вы посмотрите на современные автомобили. Они фактически стали выглядеть, как транспортные средства, которые мы видели не раз в фантастических фильмах и футуристических рассказах. Новые автомобили имеют удивительный дизайн, благодаря новым технологиям конструкции и достижениям в аэродинамике.

Современные автомобили могут обмениваться информацией со спутниками, автоматически брать на себя управление автомобилем, предупреждать нас об опасностях на дороге, экстренно тормозить, чтобы избежать опасности, выходить в всемирную сеть Интернет и многое другое.

Но, несмотря на высокотехнологичность, под капотом современных автомобилей, чаще всего, устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, которые являются пережитками прошлого. Это в наши дни выглядит точно также, если бы iPhone 7 оснащался поворотным диском для набора номера.

В наши дни, в 21 веке двигатель внутреннего сгорания действительно выглядит устаревшим. Особенно его технология получения энергии, которая образуется путем сжигания материала (топлива), от которого образуются отходы в виде газа. И этот вредный газ мы возвращаем обратно в природу, нанося непоправимый вред всей планете.

Хочу отметить, что я не сумасшедший эколог, которые часами на пролет разглагольствуют о защите земли, атмосферы и сохранения пингвинов в Антарктиде. Таких «зеленых фанатов» в нашем мире и так предостаточно. Причем хочу отметить, что различных ярых защитников природы (на грани фанатизма) было очень много еще задолго появления паровых двигателей, не говоря уже о появлении ДВС. И хочу вас заверить, что подобных фондов и организаций, борющихся за экологию планеты, будет большое количество даже в том случае, если экологии нашей планеты больше ничего угрожать не будет.

Но несмотря на свой нейтралитет по отношению к экологии природы, я хочу однозначно сказать, что двигатель внутреннего сгорания действительно себя изжил и ему не место в нашем 21 веке и в нашем будущем.

Тем более, что в наши дни уже есть технологии, которые основываются на более простых и более эффективных способах получения энергии для движения транспорта.

Но, для того чтобы двигатель внутреннего сгорания ушел навсегда в прошлое, необходимо, чтобы мы с вами поняли, что пришло время поменять наш мир, начав с себя. Дело в том, чтобы любая технология стала основной для использования по всему миру необходимо, чтобы мы к ней привыкли, перестроив свои устои и привычки. Это точно также, как мы сначала тяжело привыкали к мобильным телефонам и долгое время не могли отказаться от домашних стационарных телефонов. Затем на смену пришли смартфоны, которые долгое время оставались нами незамеченными, но в итоге прочно вошли в нашу жизнь. Также можно сказать и о новых технологий в автопромышленности. Ведь пока с нашей стороны не появится спрос на новые источники энергии, новые технологии не смогут отправить двигатели внутреннего сгорания на пенсию.

К сожалению, в наши дни не стоит пока рассчитывать на скорое исчезновение ДВС из современных автомобилей. До того момента, когда двигатели внутреннего сгорания мы сможем увидеть только в музеи или в технической литературе в библиотеке или в Интернете, может пройти еще достаточно времени. Дело в том, что несмотря на устаревшую технологию получения энергии, двигатели внутреннего сгорания еще имеют небольшой потенциал развития и увеличения мощности и экономичности. Этим и пользуются автопроизводители. Но я считаю, что в настоящий момент мы наблюдаем переломный момент в истории ДВС и в скором времени люди начнут понимать, что пришло время отказаться от использования автомобилей, оснащенных традиционными двигателями, работающие на бензине и дизельном топливе. И как только это произойдет, автомобильные компании будут вынуждены в короткий срок перестроиться и начать выпускать массово автомобили без ДВС.

Поверьте, совсем скоро двигатели внутреннего сгорания, в качестве источника энергии для передвижения транспорта, станут, как лошади в начале 20 века.

На первом этапе заката двигателей ДВС, уйдут самые неэффективные силовые агрегаты. На рынке на определенное время останутся только самые инновационные и экологически чистые двигатели внутреннего сгорания. Затем исчезнут и они.

Так что наше будущее связано с автомобилями, которые будут оснащаться двигателями, работающие на альтернативных источниках энергии.

Скорее всего, совсем скоро мы будем владеть автомобилями с электрическими двигателями, часть которых будет заряжаться электроэнергией, а часть водородным топливом.

Но также есть вероятность и появления новых видов источников энергии для автотранспорта или нас ждет возрождение старых давно забытых технологий. Например, вполне возможно, что автомобили будущего будут оснащаться пневматическими источниками энергии или, возможно, мы будем заправлять автомобили пищевыми отходами.

В любом случае мир меняется с бешеной скоростью. Так что исчезновение ДВС в 21 веке неизбежно. Особенно в условиях изменения климата на планете, которое происходит из-за выбросов в атмосферу Земли вредных выхлопных газов от автотранспорта, оснащенных двигателями внутреннего сгорания.

Замена двигателя: можно ли обойтись без регистрации изменений?

Замена двигателя – это не всегда тюнинг. Порой это вынужденный или единственно возможный способ ремонта. Как действовать с документальной точки зрения, если двигатель был заменен, и нужно ли обязательно регистрировать внесенные изменения в ГИБДД?

Читать еще:  Шуршание в двигателе как будто трется что то

Д ля того, чтобы полноценно ответить на этот вопрос, нужно выделить два ключевых сценария: в первом двигатель заменяется на идентичный, а во втором – на альтернативный.

Если двигатель, который вы установили взамен старого, абсолютно такой же – то есть, имеет те же объем, мощность, экологический класс и остальные параметры, то его перерегистрация в ГИБДД не требуется. Об этом однозначно говорит комментарий ГИБДД на официальном сайте:

В настоящее время номер двигателя не является учетным реквизитом транспортного средства. Изменение регистрационных данных осуществляется при изменении сведений, указанных в свидетельстве о регистрации транспортного средства (мощность двигателя, экологический класс), выдаваемом регистрационными подразделениями ГИБДД.

Однако несмотря на отсутствие необходимости вносить изменения в регистрационные данные, у вас должна быть документальная возможность доказать, что установленный двигатель, во-первых, принадлежит вам на законных основаниях, а во-вторых, имеет те же характеристики, что и предыдущий. То есть, при себе нужно иметь документы, подтверждающие приобретение мотора, а также содержащие данные о его технических параметрах.

Если двигатель, который вы установили взамен старого, имеет отличные от него характеристики, то процедура изменения регистрационных данных обязательна. Согласно букве закона, изменения нужно регистрировать, если изменился хоть один из показателей: к примеру, если вы поставили более свежую версию мотора с тем же объемом, но другими мощностными показателями или более высоким экологическим классом.

Более того: если мотор, который вы хотите установить в свой автомобиль, не является штатным для него – то есть, не устанавливался на эту модель заводом-изготовителем – то перед проведением работ нужно выполнить перечень документальных процедур и получить одобрение на внесение изменений в конструкцию автомобиля от НАМИ и ГИБДД. При этом, как пояснили нам специалисты НАМИ, «допускается установка двигателя, предусмотренного заводом-изготовителем для данного типа транспортного средства», но это не отменяет необходимости его документального оформления. О том, как проводится полная официальная процедура оформления внесения изменений в конструкцию транспортного средства, мы рассказывали в отдельном материале.

Официального способа получить более мощный двигатель без регистрации таких изменений нет: любое изменение параметров мотора должно быть задокументировано. На практике же способом обойти законодательные ограничения стал чип-тюнинг. Практически никто из автовладельцев после проведения процедуры чип-тюнинга не проводит испытаний с внесением изменений в документы на автомобиль, хотя с официальной точки зрения они обязательны. Но поскольку формально (и документально) двигатель остается тем же, никаких подозрений это не вызывает. Поэтому единственной возможностью при замене двигателя получить более мощный агрегат – это приобрести такой же мотор со стандартными документами, но прошедший процедуру чип-тюнинга. Которая, впрочем, как мы уже знаем, далеко не всегда означает улучшение характеристик мотора.

Вечный двигатель. В 18-20в и до сегодняшних дней были попытки его создать?

Расскажите, что Вы знаете об этом. Занималась ли этим вопросом официальная наука?

Занималась. Согласно закону сохранения энергии его создание не возможно. Возможно лишь создание двигателей с тем или иным КПД. Если кто то этот закон опровергнет, ( что пока не произошло ), то тогда возможно его и изобретут, заодно сметая «под ковер алхимии» всю современную физику, механику, химию, и принятую на сегодня в обществе модель нашей вселенной и мироздания в целом. До сей поры все попытки были напрасными. Хотя, вполне возможно его сконструируете именно Вы.

Были попытки его создать с древних времён. Я когда то книжку читал очень интересную. Она называлась:»Артур Орд-Хьюм.Вечное движение. История одной навязчивой идеи.» И там подробно написано как все были увлечены этой идеей. Показывались модели этих вечных двигателей, основанные на разных свойствах материй и предметов. Например типа: окунаете в воду материю какую то, она начинает ей пропитываться и по этой материи вверх поднимается вода, понимаете? И остался как бы пустяк: сделать так, чтобы вода с верхнего края материи падала или стекала обратно в ёмкость, в которую одним концом положена эта ткань. И допустим стекая она будет вращать лопасти турбины и вертеть какой то вал, Заманчиво, правда. Но, ничего не получалось. Потому что закон сохранения энергии действует на все жидкости, среды и материалы, и вообще на всё. Рассказывалось как были агенства, которые ждали результатов от изобретателей, что ими были обещаны большие деньги тому кто первый изобретёт Перпетум мобиле. О мошенниках, которые на публике и «на публику» показывали свои «вечные» двигатели. А потом оказывалось например, что к нему по ножке стола подавалось электричество. Как потом все эти агенства закрыли, и признали что создать вечный двигатель невозможно. Потом было например рассказано о таком интересном почти «вечном» двигателе. Он действовал от того, что менялось давление атмосферное. Эта при помощи сложной конструкции эта разница перепадов давления «загонялась» в пружину, и от неё работали, ходили часы. Может быть они до сих пор идут, или во всяком случае проходили очень много лет, я не помню уже. Потому что очень давно читал эту книгу. Я рекомендую её всем прочесть, кого интересует История создания вечного двигателя и всё что с этим было связано. С приведением дат, фактов иллюстраций, документов, фотографий и вообще, полной истории этой идеи, которая так будоражила умы людей долгое время.. Очень интересная книга, отвечающая на многие вопросы, и которую просто очень интересно читать.

Тесла хотел создать вечный двигатель но не успел. Я уверен дай Тесле еще время он создал бы вечный двигатель.

Если бы существовал вечный двигатель как безотказный источник дешёвой энергии, то такие страны как Россия, Саудовская Аравия, Иран, Катар, Норвегия, Венесуэла, да и США отчасти тоже, и вообще все нефтегазодобывающие страны моментально лишились бы значительной части своих доходов и, соответственно, значительной части экономической мощи. Короче, даже трудно себе представить, как изменился бы мир, но он точно изменился бы очень сильно. Вполне возможно, что, если бы вечный двигатель был изобретён лет сто назад, мы на сегодняшний день имели бы совершенно иной геополитический расклад в мире, не исключено, что с совершено иными государственными границами, чем сейчас. А сегодня появление вечного двигателя с почти стопроцентной неизбежностью приведёт к крупнейшему за последние столетия экономическому кризису, с значительным обвалом почти всех крупнейших экономик планеты.

Вечный двигатель противоречит второму закону термодинамики. Это все учили в школе. Его на существующем этапе развития науки никто еще не опроверг. Так что с этой точки зрения не реален.

Но это в теории. А на практике вполне можно создать устройство преобразующее один вид энергии мирового пространства, которого во вселенной на столько много, что с нашей точки зрения его запасы неисчерпаемы, в другой, который мы можем использовать. Такие преобразователи уже существуют и называются «возобновляемые источники энергии».

Ну для того, чтобы его продать надо его изобрести первым делом, но изобрести действительно работающую модель, поверьте у вас его сразу купят и за огромные деньги, но честно говоря больше шансов получить миллион от чарли чаплина нежели изобрести вечный двигатель.

Среди альтернативщиков такое подобие вечного двигателя прекрасно известно. Называется «Кольцар Лазарева» по имени российского инженера, который первым построил такой агрегат ещё 50 лет тому назад. У всех, кто его строил, кольцар исправно работал. У кого-то хуже, у кого-то лучше, но работал у всех. У меня тоже работал: неустойчиво, с остановками, но работал. Чтобы узнать подробности и детали, заходите на сайт www.energoinform.org , там слева вверху нажимаете кнопочку «Точка зрения» и получаете доступ к моим статьям, первая из которых так и называется «Как работает кольцар Лазарева и другие вечные двигатели».

Читать еще:  Что такое коллектор в двигателе и для чего он нужен

Наука подразделяет всё семейство вечных двигателей на два рода: 1го (сокращённо ВД1) и 2го (ВД2). Вечный двигатель 1го рода выдаёт энергию в самом прямом смысле из пустоты, из ничего. Это противоречит закону сохранения энергии и такой двигатель принципиально невозможен. С ВД2 ситуация не столь однозначна. По определению ВД2 преобразует тепловую энергию окружающей среды в полезную работу с кпд 100%, что и отличает его от обычных тепловых машин, преобразующих тепловую энергию окружающей среды с кпд менее 100%. В таком аппарате закон сохранения энергии полностью выполняется. Зато не выполняется второе начало термодинамики о необходимости постоянного увеличения энтропии. И не выполняется потому, что в ВД2 в качестве энергоисточника используется ТЕПЛОВАЯ энергия окружающей среды. А если тепловую энергию заменить на иную? Тогда требования термодинамики уже отпадают, т.к. термодинамика работает только с тепловыми процессами. И оказалось, что если в ВД2 в качестве энергоисточника использовать энергию гравитационного поля или энергию физического вакуума, он начинает работать. Так вот в кольцаре Лазарева используется гравитационное поле, поэтому кольцар и работает.

Но наша академическая наука не признаёт этот факт и объявляет всех работающих в этой сфере изобретателей жуликами, мошенниками и лжеучёными. Так происходит по той причине, что ещё в середине 19го века немецкий физик и математик Карл Гаусс математически доказал невозможность извлечения энергии из гравитационного поля по причине его потенциальности. И с тех пор это положение стало настолько неприкосновенным, что покуситься на него в науке — это тоже самое как в политике покуситься на жизнь президента. А так как ничем иным объяснить работу кольцара не получается, приходится объявлять его лженаукой. Так вот я нашёл ошибку в рассуждениях Гаусса. Точнее, даже не ошибку, а не замеченную им особенность. Гаусс рассуждал применительно к потенциальному полю, разновидностью которого является гравитационное. Но у гравитационного поля есть некоторые особенности, которые разворачивают окончательный итог на 180 град и делают возможным извлечение энергии из грав.поля. И когда я проанализировал работу кольцара с этих новых позиций, всё сошлось: кольцар работает в полном соответствие с законами физики, преобразуя энергию грав.поля в полезную работу с эффективностью 100%. Поэтому его вполне можно назвать подобием вечного двигателя 2го рода. Я уже отправил свою статью на эту тему в один научный сборник и статью там приняли (правда, там я ничего не писал о вечном двигателе, иначе статью зарубили бы сразу). Так что читайте мои статьи на эти темы и можете сами построить кольцар из подручных материалов. И после этого начинайте с ним экспериментировать.

Но практического значения кольцар не имеет. Дело в том, что его удельная мощность по некоторым принципиальным причинам будет всегда очень маленькой. А это означает, что затраты энергии на изготовление деталей кольцара будут всегда заметно превышать выход энергии от самого кольцара. Ценность кольцара состоит в демонстрации самой возможности получения энергии из грав.поля. А практическая реализация этой возможности осуществляется в другом аппарате — в гравитационной электростанции. Но это уже совсем иная история.

Рождение двигателя

Двигатель для автомобиля, как и сам автомобиль, непременно должен был появиться в последней четверти прошлого века. И двигатель появился, а потом дот уже в течение 100 лет безраздельно господствует на автомобилях. Разговор идет о поршневом двигателе внутреннего сгорания (ДВС), работающем на бензине по четырехтактному циклу. О конструкциях ДВС других типов будет рассказано ниже.

Создатели первых транспортных ДВС отталкивались от конструкции паровой машины. Как сделать ее более компактной и производительной? Самые объемные, к тому же опасные ее элементы — топка и котел. Значит, их-то и нужно заменить, считали изобретатели. Чем? Ответ на этот вопрос казался простым: нужен резервуар с горючим газом, например светильным. Газ надо смешать с воздухом, вводить в цилиндр машины и там воспламенять. Горение и расширение смеси произведут силу, которая заменит пар. Топка и котел больше не понадобятся.

Газовый двигатель Ленуара

Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар (1822—1900) построил газовый двигатель, напоминавший паровую машину. Однако сама по себе смесь светильного газа и воздуха в отличие от пара не давит на поршень. Нужно ее поджечь. Для зажигания служили две электрические свечи, ввернутые в крышки цилиндра. Двигатель Ленуара — двусторонний (или, как принято говорить, двойного действия; рабочий процесс происходит с двух сторон поршня) и двухтактный, т. е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его ходов. При первом ходе происходят впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре (рабочий ход), а при втором ходе — выпуск отработавших газов. Впуском и выпуском управляет задвижка-золотник, а золотником — эксцентрик, смонтированный на валу двигателя.

Преимущества нового двигателя перед паровой машиной не ограничивались ликвидацией котла и топки. Газовые двигатели не требовали разведения пара, обслуживать их было нетрудно. Увы, масса нового двигателя оставалась почти такой же, как и у паровой машины. Единица выработанной мощности двигателя (л. с. или кВт), обходилась в 7 раз дороже, чем у паровой машины. Только 1 /25 теплоты сгоревшего газа совершала полезную работу, т. е. коэффициент полезного действия (КПД) двигателя составлял 0,04. Остальное уходило с отработавшими газами, тратилось на нагрев корпуса и отводилось в атмосферу. Когда частота вращения вала достигала 100 об/мин, зажигание действовало ненадежно, двигатель работал с перебоями. На охлаждение расходовалось до 120 м3 воды в час(!). Температура газов доходила до 800°С. Перегрев вызывал заедание золотника. Несгоревшие частицы смеси засоряли каналы впуска-выпуска.

Причина низкой производительности двигателя заключалась в самом принципе его действия. Давление воспламененной смеси не превышало 5 кг/см2, а к концу рабочего хода снижалось втрое. Простой расчет показывает, что одноцилиндровый двигатель рабочего объема 2 л при таком давлении, частоте вращения вала 100 об/мин и КПД 0,04 развивает мощность не более 0,1 кВт. Другими словами, ленуаровский двигатель в тысячу раз менее производителен, чем двигатель нынешнего автомобиля.

Создание быстроходного самодвижущегося экипажа стало возможным после изобретения двигателя внутреннего сгорания, особенно четырехтактного. Его рабочий процесс — «цикл Отто» — сохранился до наших дней. На диаграмме показано, насколько он эффективнее первоначального, предложенного Э. Ленуаром. Слева — устройство двигателя Ленуара

Сделать газовый двигатель более эффективным удалось в 1876 году коммерческому служащему Николаю-Августу Отто (1832—1891) из Кёльна (Германия) совместно с Евгением Лангеном (1833—1895).

Удалось… Легко хвалить или критиковать дела изобретателей 100 лет спустя. За их редкими успехами — годы труда, неудач, лишений, они творили в условиях недостатка технической информации, отсутствия приборов, инструментов и материалов, при недоверии обывателей… Например, полученный Отто патент был в 1889 году аннулирован, так как четырехтактный цикл якобы обосновал ранее француз Л. Бо-де-Роша.

Лишь посмертно заслуги Отто признала мировая техническая общественность, цикл назвали его именем. В труде «Новые газовые и нефтяные двигатели» французский (подчеркиваю, французский) ученый Г. Ришар писал в 1892 году: «Без предложенного Отто рабочего тела — горючей смеси — современный двигатель не существовал бы» и «Бо-де-Роша не изобрел четырехтактный цикл, осуществленный до него (при внешнем сжатии смеси) Лебоном в 1801 году и (при сжатии внутри цилиндра) в 1861 году — Отто».

Принцип работы двигателя Отто

Обратимся теперь к существу изобретения. Наблюдая работу построенного газового двигателя, похожего на ленуаровский, Отто пришел к выводу, что сможет добиться его более производительной работы, если будет зажигать смесь не на середине хода поршня, а в его начале. Тогда давление газов при сгорании смеси действовало бы на поршень в течение всего его хода. Но как наполнить цилиндр смесью до начала хода? Отто испробовал следующее: вращая маховик вручную, он наполнил цилиндр, продолжал вращать маховик и включил зажигание лишь в тот момент, когда поршень вернулся в исходное положение. Маховик резко «взял» обороты, а до этого сгорание смеси давало ему лишь слабый толчок. Отто не придал значения тому, что смесь была сжата перед зажиганием, он считал улучшение процесса результатом продолжительного расширения смеси в процессе сгорания.

Читать еще:  Uln2003apg схема подключения шагового двигателя 12в

Отто понадобилось 15 лет, чтобы сконструировать экономичный двигатель с КПД, достигающим 0,15. Двигатель назвали четырехтактным, так как процесс в нем совершался в течение четырех ходов поршня и соответственно двух оборотов коленчатого вала. Золотник в нужный момент открывал доступ в цилиндр от запальной камеры, где постоянно горел газ. Происходило зажигание смеси. Золотниковое распределение и зажигание горелкой не применяются в современных двигателях, но цикл Отто полностью сохранился до наших дней. По этому циклу работает подавляющее большинство автомобильных двигателей. Приведу самое краткое описание его.

При первом такте поршень удаляется от исходной «мертвой точки» — головки цилиндра, создавая в нем разрежение, при этом засасывается приготовленная особым прибором (карбюратором) горючая смесь. Выпускное отверстие закрыто. Когда поршень достигает нижней «мертвой точки», закрывается и впускное. При втором такте закрыты оба отверстия. Поршень, толкаемый шатуном, идет вверх и сжимает смесь. В чем значение ее сжатия, особо подчеркиваемое Ришаром? Частицы топлива сближаются, смесь легче поддается воспламенению. Если объем цилиндра над поршнем (т. е. в камере сгорания) равен его рабочему объему (между «мертвыми точками»), то степень сжатия равна 2, как у ранних ДВС (т. е. вдвое больше атмосферного давления), а давление газов при их взрыве вчетверо больше атмосферного (у современных двигателей оно в 40—50 раз больше, чем у двигателя Отто). Третий такт — рабочий ход. В начале его происходит зажигание сжатой смеси. Движение поршня через шатун преобразуется во вращение коленчатого вала. Оба отверстия закрыты. Давление в цилиндре постепенно уменьшается до атмосферного. При четвертом такте маховик, получив импульс движения, продолжает вращаться, шатун толкает поршень и вытесняет отработавшие газы в атмосферу через открывшееся выпускное отверстие, впускное закрыто.

Инерции маховика хватает и на то, чтобы поршень совершил еще три хода, повторяя четвертый, первый и второй такты. После них вал и маховик снова получают импульс. При пуске двигателя первые два такта происходят под действием внешней силы. Во времена Отто и еще в течение полувека маховик проворачивали вручную, а теперь его вращает электродвигатель — стартер. После первых нескольких рабочих ходов стартер автоматически отключается и двигатель работает самостоятельно.

Впускное и выпускное отверстия открывает и закрывает распределительный механизм. Своевременное воспламенение смеси обеспечивает система зажигания. Цилиндр может быть расположен горизонтально, вертикально или наклонно, процесс работы двигателя от этого не меняется.

К недостаткам двигателя Отто относят его тихоходность и большую массу. Увеличение числа оборотов вала до 180 в минуту приводило к перебоям в работе и быстрому износу золотника. Большое давление в цилиндре требовало крепких кривошипного механизма и стенок цилиндра, поэтому масса двигателя достигала 500 кг на 1 кВт/ч. Для размещения всего запаса газа нужен был огромный резервуар. Все это предопределило неудачу: газовый двигатель Отто, так же как и первый его вариант, был непригоден для установки на автомобиль, однако получил широкое распространение в стационарных условиях.

Двигатель внутреннего сгорания Даймлера

Двигатель внутреннего сгорания стал годным для применения на транспорте, после того как заработал на жидком топливе, приобрел быстроходность, компактность и легкость.

Наибольший вклад в его создание внесли инженеры-машиностроители XIX века — технический директор завода Отто в Дойце Г. Даймлер (1834—1900) и его ближайший сотрудник В. Майбах (1846—1929), позднее основавшие собственную фирму.

Об изобретателях машин нередко пишут, что они с детства увлекались техникой, мастерили приборы, разбирали и собирали часы, что идею будущей новой машины они вынашивали чуть ли не с пеленок. И еще пишут, что изобретатели, мол, сознавали ее вероятное социальное и экономическое значение. В действительности дело обычно обстояло иначе. Мы это уже видели на примерах Кулибина, Кюньо и Болле. Но у Готлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха биографии «образцовых» изобретателей. Даймлер с юных лет посвятил себя машинам, последовательно накапливал знания по локомотивам. С успехом закончил Высшее политехническое училище в Штутгарте. Во время продолжительной службы в Эльзасе и на английских машиностроительных заводах Даймлер хорошо изучил передовую для того времени технику и к тому же, владея французским и английским языками, получил доступ к обширной специальной литературе. Сначала его попросту увлекало конструирование машины. Потом, как у многих конструкторов, возникла мысль о постройке второго, третьего вариантов машины, улучшенных по опыту работы над предыдущей, и… о ее продаже. Тут-то обнаруживается спрос, зарождаются коммерческие соображения. Такова наиболее типичная схема. В данном же случае кузен Даймлера, математик и политический деятель, человек широкого кругозора да еще и со средствами, помогал умельцу, не будучи сам способным на конструирование. А «гениальному» (как его называли биографы) самоучке Майбаху помогал сам Даймлер.

Но прежде чем конструировать и строить самодвижущуюся повозку, нужно было создать для нее двигатель.

В официальной фирменной (1935) биографии Даймлера сказано: «В 1881 году Даймлер объездил Россию, чтобы на месте познакомиться с нефтью, ему уже тогда продукты нефти представлялись топливом для транспортного двигателя… 1882 год стал поворотным в жизни Даймлера. Этот год можно считать годом рождения автомобильного двигателя, хотя сам двигатель был готов только в следующем году».

Почему именно путешествие в Россию понадобилось Даймлеру для осуществления его замыслов? В России уже работал завод по перегонке сырой нефти в керосин. Химик А. А. Летний провел эксперименты и доказал, что перегонка нефти и ее остатков через раскаленные железные трубы дает различные продукты, в частности, такое горючее, как бензин. Легкое нефтяное топливо было как раз тем, что искал Даймлер для экипажного двигателя: оно хорошо испаряется, быстро и полно сгорает, удобно в транспортировке.

Один из первых двигателей Г. Даймлера — двухцилиндровый, так называемый У-образный.

Первый двигатель Даймлера годился и для транспортного, и для стационарного применения. Работал на газе и на бензине. Все позднейшие конструкции Даймлера рассчитаны исключительно на жидкое топливо. Большую частоту вращения вала двигателя, обеспечиваемую, в частности, интенсивным воспламенением смеси, Даймлер справедливо считал главным показателем работы двигателя на транспортной машине. Частота вращения вала двигателя Даймлера была в 4—5 раз больше, чем у газовых двигателей, и достигала 450—900 об/мин, а мощность на 1 л рабочего объема — вдвое больше. Соответственно могла быть уменьшена масса. К этим штрихам «транспортной специфики» добавим закрытый картер (кожух) двигателя, заполненный смазочным маслом и защищавший подвижные части от пыли и грязи. Охлаждению воды в окружающей двигатель «рубашке» способствовал пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила заводная рукоятка… Теперь имелось все необходимое для создания легкого самодвижущегося экипажа — автомобиля.

От своих предков автомобиль унаследовал многое. «Автомобиль… нужно считать сыном паровоза, давшего ему душу, и велосипеда, снабдившего его телом», — так образно писал в 1902 г. один из русских журналов. Механическая повозка для своей работы не требовала каких-либо наземных устройств, кроме дороги. В отличие от конных повозок механическая не требует для своего движения приложения живой силы, кроме небольших, как это казалось, усилий водителя по управлению ею. Подчеркнем, что идея автомобиля была поначалу четко направлена на замену лишь легкого экипажа личного пользования. Возможность его использования для грузовых и массовых пассажирских перевозок рассматривалась позднее.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector