Как ни пытались инженеры XVIII- XIX вв. повысить КПД , он все равно оставался слишком низким. , выпускающий пар в окружающую среду, в принципе не мог иметь КПД больше 8-10 % (например, у паровой машины Уатта он составлял всего 3-4 %). И хотя впоследствии были созданы более мощные паровые установки, с успехом применяемые в промышленности, на железнодорожном и водном транспорте, их невозможно было использовать для .
Раньше он интересовался механиками и машинами. Поскольку его родители были очень бедны, Рудольф был отправлен дяде в Германию. Он обладал большими техническими способностями и был очень трудолюбив. Без поддержки копейки от родителей он изучал инженерные науки в Мюнхенском техническом университете. Там он позже дал лучший экзамен с момента основания университета. Позже он работал в Берлине.
Уже в возрасте двадцати лет Дизель хотел построить двигатель как можно дешевле и дешевле, чтобы многие небольшие мастерские и промышленные предприятия могли позволить себе машину. До тех пор в Англии производился только паровой двигатель. Однако он превратил лишь около десятой части тепла, содержащегося в угле в энергию. Он также использовал много бензина. В двигателе Отто бензин в поршне зажигается искру свечи зажигания. Вместо свечи зажигания воздух сильно сжат в цилиндре, в котором расположен поршень.
Рекордсмены наших дней
Самым мощным современным двигателем внутреннего сгорания считается Wartsila-Sulzer RTA96-C. Он имеет размеры 27 на 17 м и развивает мощность около 109 тыс. л. с. Работает этот агрегат на мазуте и используется в судостроении. На звание самого мощного претендует двигатель, установленный на американском суперкаре Vector WX-8. Его мощность 1200 л. с. (хотя в печати встречается цифра 1850 л. с).
Это увеличивает температуру до 600 градусов. В этот светящийся воздух впрыскивается крошечная капля топлива. В результате высокой температуры воздушно-топливная смесь взрывается и приводит в движение двигатель. Вместо бензина в качестве топлива используется тяжелое масло. Но для Дизеля все еще был долгий путь к пригодному для использования двигателю. Директор завода помог Дизелю с его экспериментами. Снова и снова эксперименты с новым двигателем заканчивались неудачей. Однажды, с громким ударом, части двигателя взлетели, как пули в воздухе.
Низкий выход мощности паровых двигателей объясняется ступенчатостью процесса: нагретая при сгорании топлива вода превращается в пар, энергия которого преобразуется в механическую работу. Поэтому паровые машины относят к двигателям внешнего сгорания. А что произойдет, если использовать непосредственно внутреннюю энергию топлива?
Многие инженеры также сомневались, что двигатель Дизеля будет работать нормально. Сегодня он находится в Немецком музее в Мюнхене. Но сразу же другие инженеры утверждали, что они придумали нечто подобное. Снова и снова он должен был защищать свое изобретение в судебных процессах перед судами. Поэтому они отправили свои двигатели обратно на Дизель. Поэтому у него было много проблем и забот. Н. в Киеве - первая дизельная электростанция в мире для производства электроэнергии для городских улиц. Так что дизельный двигатель все больше распространяется на землю.
Первым, кто начал опыты с двигателем внутреннего сгорания, был голландский физик XVII в. . Среди его многочисленных открытий и изобретений так и не осуществленный проект двигателя, работающего на дымном порохе, совершенно затерялся. В 1688 г. француз использовал идеи Гюйгенса и сконструировал устройство в виде цилиндра, в котором свободно перемещался поршень. Поршень был связан перекинутым через блок тросом с грузом, который также поднимался и опускался вслед за поршнем. В нижнюю часть цилиндра насыпали порох и затем поджигали. Образовавшиеся газы, расширяясь, толкали поршень вверх. После этого цилиндр и поршень с наружной стороны обливали водой, газы в цилиндре охлаждались, и их давление на поршень уменьшалось. Поршень под действием собственного веса и атмосферного давления опускался, поднимая при этом груз. К сожалению, для практических целей подобный двигатель не годился: слишком уж сложен был технологический цикл его работы, да и в использовании он был довольно опасен.
Многие железнодорожные локомотивы имеют дизельный двигатель. Девяносто процентов всех крупных торговых судов во всем мире используют дизельные двигатели. А в больших частях Африки и Азии дизельные электростанции вырабатывают электроэнергию. Пока доступны менее благоприятные источники энергии, такие как, возможно, солнце, дизельный двигатель останется важным помощником для человечества.
Жизнь Рудольфа Дизеля достигла больших успехов. Но переутомление, болезнь и борьба с другими изобретателями часто делали его жизнь болью. В путешествии по Америке его праздновали как знаменитого человека. Но в финансовом отношении он был разрушен. Там он хотел принять участие в инаугурации нового завода для дизельных двигателей. Утром его не нашли. Вероятно, он упал в воду и утонул. Ибо в своем календаре он пересек дату своей смерти. Несмотря на его большой успех, его жизнь закончилась трагически.
В результате Папен отказался от своей затеи и занялся паровыми машинами, а следующую более или менее успешную попытку сконструировать двигатель внутреннего сгорания предпринял спустя 18 лет француз Жозе Нисефор Ньепс, прославившийся как изобретатель фотографии. Вместе с братом Клодом Ньепс изобрел лодочный двигатель, использующий в качестве горючего угольную пыль. Названный изобретателями «пирэолофор» (в переводе с греческого «несомый огненным ветром»), двигатель был запатентован, однако внедрить его в производство не удалось.
Что в конечном итоге привело его к этой цели, мы не знаем. Но также, когда люди и обстоятельства против нас - Библия говорит, что мы можем прийти к Богу со всем. Он также оставляет нас в одиночестве в профессиональных заботах и финансовых трудностях. Мы никогда не должны положить конец нашей жизни. Только Бог, который дал нам нашу жизнь, может снова принять нас. И мы должны благодарить Его за все, что есть в нашей жизни, и чтить Его, в счастливые, а также в трудные дни.
Его отец, опытный переплетчик, работает там как производитель кожаных изделий. Дизели переезжают в Лондон, но двенадцатилетний Рудольф вскоре отправляется родственникам в Аугсбурге. Там он впервые посетил индустриальную, а затем индустриальную школу, и с большим успехом.
Спустя год швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Риваз получил во Франции патент на экипаж, приводимый в движение двигателем внутреннего сгорания. Двигатель представлял собой цилиндр, в котором поджигался водород, получаемый при помощи электролиза. При взрыве и расширении газа поршень перемещался вверх, а при движении вниз приводил в действие ременной шкив. Война де Риваз был офицером наполеоновской армии помешала закончить работу над изобретением, которое в дальнейшем дало жизнь целому семейству водородных двигателей.
От зажигалки до парового двигателя
Первоначально паровые двигатели служили двигателем транспортного средства. На раннем этапе Рудольф Дизель интересовался двигателями и двигателями. В уроках физики он особенно очарован огнем сжатия, как это было принято в то время. Он состоит из стеклянной колбы, в которой воздух сжимается так плотно, пока кусок чешуи не воспламеняется под действием тепла. Позже, во время учебы, Дизель занимается тепловыми двигателями, такими как паровой двигатель. Вскоре он осознает свои слабости. Дизель хочет построить двигатель с гораздо более высокой эффективностью.
Несколькими годами раньше французский инженер Филипп Лебон подошел очень близко к созданию довольно эффективного двигателя внутреннего сгорания, работающего на светильном газе смеси горючих газов, главным образом метана и водорода, получаемой при термической переработке угля.
Неизвестный художник. Портрет Дени Папена. 1689 г.
Дизельный двигатель: долговечная гора отмечает свой юбилей
Он основан на «идеальном тепловом двигателе» в соответствии с теорией идеального кругового процесса, который исходит от французского физика Сади Карно. После учебы Дизель должен зарабатывать деньги. Один из его профессоров в Мюнхенском техническом университете является изобретателем холодильной машины Карлом фон Линде. Он дает молодому инженеру место на своем заводе.
Но его двигатель существует пока только в теории. При эффективности около 26 процентов двигатель более чем в два раза эффективнее паровых двигателей, которые в то время достигли лишь около 12 процентов эффективности. Его машина тиражируется дома и за рубежом, и он может выдавать лицензии на свое изобретение. Сейчас он считается успешным изобретателем, но строительство дорогостоящей виллы, спекулятивные сделки и патентные споры заправляют фортуну и здоровье Дизеля.
Американские автомобили 1930-х гг.
Еще в 1799 г. Лебон получил патент на способ получения светильного газа посредством сухой перегонки древесины, а через несколько лет разработал проект двигателя, в котором были предусмотрены два компрессора и камера смешения. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, другой сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, т. е. попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. В 1804 г. изобретатель погиб, так и не успев воплотить свою идею в жизнь.
Но в ночь пересечения канала Дизель бесследно исчезает. Две недели спустя голландские моряки нашли в море труп. На основе некоторых личных вещей в их одежде сын Дизеля Юджин идентифицирует своего отца. Однако детали остаются нерешенными, поскольку моряки не выносят тело на берег. Сегодня, скорее всего, сам дизель занял свою жизнь. Но до сих пор теории все еще убиты.
Дизель больше не испытывает глобального прорыва своего двигателя. Привод впервые используется на судах и подводных лодках, позже также на дирижаблях. Но только с 1920-х годов он начал стандартизировать грузовые и легковые автомобили. Сегодня большинство дизельных двигателей выпускаются для автомобилей. Благодаря своей легкой конструкции, турбонагнетателю и сажевому фильтру, сегодня он является серьезным конкурентом двигателю Отто. Однако он гораздо эффективнее этого, как предполагал Рудольф Дизель.
В последующие годы от мысли Лебона отталкивались многие изобретатели, некоторые даже получили на свои двигатели патенты например, англичане Браун и Райт, использовавшие в качестве топлива смесь воздуха со светильным газом. Двигатели эти были довольно громоздкими и опасными в эксплуатации. Фундамент для создания легкого и компактного двигателя был заложен лишь в 1841 г. итальянцем Луиджи Кристо-форисом, который построил двигатель, работающий на принципе «сжатие-воспламенение». Такой двигатель имел насос, подававший в качестве топлива воспламеняемую жидкость керосин. Его соотечественники Барзанти и Матточчи развили эту идею и в 1854 г. представили первый настоящий двигатель внутреннего сгорания. Он работал на смеси воздуха со светильным газом и имел водяное охлаждение. С 1858 г. его начала выпускать малыми партиями швейцарская компания «Эшер-Висс».
Первый слишком тяжелый для автомобиля
Внутри дизельного двигателя воздух настолько интенсивно сжимается и нагревается, что впрыскивается топливо. Вот почему дизельный двигатель должен быть очень прочным и надежным: первый функциональный привод весит около 4, 5 тонн. Поэтому первые дизельные двигатели используются только стационарно. Автомобиль продолжает ездить на бензиновом двигателе. В этом случае искра вызывает взрыв в камере сгорания. Из-за того, что создается гораздо меньшее давление, двигатель Отто может быть построен значительно легче, чем дизельный двигатель в течение длительного времени.
Одновременно бельгийский инженер Жан Этьен Ленуар, отталкиваясь от разработок Лебона, после нескольких неудачных попыток создал свою модель двигателя. Очень важным новшеством стала идея воспламенения топливовоздушной смеси с помощью электрической искры. Ленуар также предложил систему водяного охлаждения и систему смазки для лучшего хода поршня. КПД этого двигателя не превышал 5 %, он неэффективно расходовал топливо и слишком сильно нагревался, но это был первый коммерчески успешный проект двигателя внутреннего сгорания для нужд промышленности. В 1863 г. его пытались установить на автомобиль, но мощности 1,5 л. с. было недостаточно для передвижения. Получив изрядный доход от выпуска своего двигателя, Ле-нуар перестал работать над его усовершенствованием, и скоро он был вытеснен с рынка более удачными моделями.
Четырехтактный двигатель - двигатель сгорания - двигатель Отто. Оттомотор позволил разработать автомобиль. 130 лет назад Николаус Отто изобрел двигатель внутреннего сгорания, четырехтактный двигатель, что сделало возможным развитие автомобиля. Так работает оттомотор.
Николаус Отто и Оттомотор
Сегодня никто не может представить мир без автомобилей. И все же еще не так давно конные тренеры тянули на несколько улиц. Предпосылкой для победы автомобиля была разработка подходящего двигателя внутреннего сгорания. Двигатели сжигания возникли из разработки парового двигателя. Они также работают с давлением газа, что заставляет поршень двигаться. Первый четырехтактный двигатель, который построил Отто, не был бензином.
Двигатель внутреннего сгорания Ж. Э. Ленуара.
В 1862 г. французский изобретатель Альфонс Бо де Роша запатентовал принципиально новое устройство первый в мире двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершался за два оборота коленчатого вала, т. е. за четыре хода (такта) поршня. Однако до коммерческого производства четырехтактного двигателя дело так и не дошло. На Парижской всемирной выставке 1867 г. представители завода газовых двигателей Deutz, основанного инженером Николасом Отто и промышленником Эженом Лан-геном, продемонстрировали двигатель, сконструированный с использованием принципа Барзанти Матточчи. Этот агрегат создавал меньше вибраций, был легче и поэтому скоро вытеснил двигатель Ленуара.
Двигатель Отто: Почему в двигателе не сгорает жидкий бензин?
Жидкий бензин горит относительно медленно желтым мерцающим пламенем при комнатной температуре. Это именно то, что происходит в четырехтактном двигателе внутреннего сгорания, около тысячи раз в минуту. Сила взрыва толкает поршень в цилиндр, который движется вниз. Он передает свою силу движению колесам.
Оттомотор: Как работает четырехтактный двигатель?
Позже, когда двигатель работает, энергия для первых двух баров выходит из рабочего цикла. Давление и температура в цилиндре. Извлечение: теперь поршень имеет так много импульса, что он сгибается вверх после преодоления нижней мертвой точки.
- При запуске двигателя этот первый шаг, как и второй такт, потребляет энергию.
- Сжатие: Теперь закройте впускной клапан.
- Выпускной клапан также закрыт.
- Поршень движется вверх в цилиндре.
- В этом случае пространство, в котором находится смесь, уменьшается.
- Смесь сжимается.
- Ход - это рабочий цикл двигателя.
- Здесь энергия от сгорания смеси превращается в энергию движения.
- Это приводит к температуре до 000 градусов и давлении примерно 50 - 70 бар.
- Избыточное давление толкает поршень вниз, выполняя работу.
- Выпускной клапан открывается, а выхлопные газы выталкиваются.
- Затем процесс начинается с фронта.
Цилиндр нового двигателя был вертикальным, вращаемый вал помещался над ним сбоку. Вдоль оси поршня к нему крепилась рейка, связанная с валом. Вал приподнимал поршень, под ним образовывалось разрежение и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась открытым пламенем через трубку (Отто и Ланген не были специалистами в области электротехники и отказались от электрического зажигания). При взрыве давление под поршнем возрастало, поршень поднимался, объем газа увеличивался, и давление падало. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним вновь не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой, КПД этого двигателя достигал 15 %, т. е. превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.
Поршень всегда может работать. Ваш автомобиль можно посмотреть в музее Хомбургер «Центральный гараж». Компаньон снял мемориал. Бад-Хомбург. То, что Клерн Шиннс отличается от молодых женщин в свое время, уже очевидно. В возрасте 18 лет она получает водительские права - в то время, когда не у всех есть автомобиль. Но она - дочь Хьюго Стиннеса, одного из самых богатых и влиятельных промышленников прошлого века.
В том же году она запускает своего первого автора под псевдонимом. В лучшем случае она ранее искала и находила спонсоров в немецкой промышленности. В течение двух лет и месяца длится путешествие, которое лишено своей длины; она полна трудностей, угрожающих жизни ситуаций и многочисленных технических условий.
Рабочий цикл четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.
А. Впуск рабочей смеси. Поршень (4) перемещается вниз; через впускной клапан (1) в цилиндр поступает горючая смесь. Б. Сжатие. Поршень (4) перемещается вверх; впускной (1) и выпускной (3) клапаны закрыты; давление в цилиндре и температура рабочей смеси повышаются. 6. Рабочий ход (горение и расширение). В результате искрового разряда свечи зажигания (2) происходит быстрое сгорание смеси в цилиндре; давление газов при сгорании воздействует на поршень (4); движение поршня передается через поршневой палец (5) и шатун (6) на коленчатый вал (7), заставляя вал вращаться. Г. Выпуск газов. Поршень (4) движется вверх; выпускной клапан (3) открыт; отработавшие газы из цилиндра поступают в выпускной трубопровод и дальше в атмосферу.
На Балканах и в Москве, где только один, затем второй техник сдается, проходит через Сибирь и пустыню Гоби в Пекин. Большая часть маршрута покрыта орлами, льдом и грязью. 
Из Гавра два отправляются в Берлин. Затем частный счастливый конец: пара женится и фермы с того времени на ферме в Швеции. Этапы были документированы повсюду. Вот почему есть много материала с картинкой об этой захватывающей поездке раньше, даже в фильмах она подвергалась цензуре. Однако большинству людей это великое новаторство вряд ли известно. «Это также может быть связано с тем, что женщина не смогла противостоять таким непревзойденным достижениям», - говорит Фишбах.
Отто в отличие от Ленуара на достигнутом не остановился и упорно развивал успех, продолжая работать над своим изобретением. В 1877 г. ему был выдан патент на четырехтактный двигатель с искровым воспламенением. Этот четырехтактный цикл и в настоящее время используется в основе работы большинства бензиновых и газовых двигателей. Уже через год новинка была запущена в производство, однако при этом разразился скандал. Обнаружилось, что Отто нарушил авторские права Бо де Роша, и после судебного разбирательства монопольное право Отто на четырехтактный двигатель было аннулировано.
Использование в качестве топлива светильного газа сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Газовых заводов было немного даже в Европе, а в России и вовсе только два в Москве и Петербурге. Еще в 1872 г. американец Брайтон, как ранее Кристофорис, пытался использовать в качестве топлива керосин, но затем перешел к более легкому нефтепродукту бензину.
В 1883 г. появился бензиновый двигатель с зажиганием от открытой в цилиндр раскаленной полой трубки, изобретенный немецкими инженерами Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом, бывшими сотрудниками фирмы Отто. Однако двигатель на жидком топливе не мог конкурировать с газовым, пока не было создано устройство для испарения бензина и получения горючей смеси с воздухом. Карбюратор с жиклером, прообраз всех современных карбюраторов, был изобретен венгерским инженером Донатом Банки, который в 1893 г. получил на свое устройство патент. Банки предложил, вместо того чтобы испарять бензин, мелко распылять его в воздухе. Этим обеспечивалось равномерное распределение бензина по цилиндру, а испарение происходило под действием тепла сжатия уже в цилиндре.
Изначально двигатели внутреннего сгорания имели только один цилиндр, и для увеличения мощности двигателя приходилось увеличивать его объем. Однако это не могло продолжаться бесконечно, и в результате пришлось прибегнуть к увеличению числа цилиндров. В конце XIX в. появились первые двухцилиндровые двигатели, с начала XX столетия стали распространяться четырехцилиндровые, а сейчас никого не удивишь и двенадцатицилиндровым. Усовершенствование двигателей идет в основном в сторону усиления мощности, однако принципиальная схема остается прежней.
Двухцилиндровый двигатель Г. Даймлера, вид в двух проекциях.
Когда Рудольф Дизель больше века назад разрабатывал двигатель собственной конструкции, он и представить не мог, что дизельные двигатели могут быть столь чувствительны к качеству топлива. Ведь преимущество своего мотора Дизель видел именно в том, что он может работать на чем угодно, от угольной пыли до переработанного кукурузного жмыха. Современные турбодизели со впрыском топлива требуют только хорошо очищенного дизельного топлива с низким содержанием серы. Именно поэтому многие зарубежные автопроизводители не решались до недавнего момента продавать свои дизельные модели в России.
Р. Дизель.
Двигатель Р. Дизеля.
Двигатель - одно из основных составляющих автомобиля. Без изобретения двигателя автомобилестроение, скорее всего, остановилось в развитии сразу же после изобретения колеса. Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.
Попытки создать устройство, подобное двигателю внутреннего сгорания, начались с 18 века. Созданием устройства, которое могло бы преобразовывать энергию топлива в механическую, занимались многие изобретатели.
Первыми в этой области были братья Ньепс из Франции. Они придумали прибор, который сами назвали «пирэолофор». В качестве топлива для данного двигателя должна была использоваться угольная пыль. Однако, данное изобретение так и не получило научного признания, и существовала, по сути, только в чертежах.
Первым успешным двигателем, который начал продаваться, был двигатель внутреннего сгорания бельгийского инженера Ж.Ж. Этьена Ленуара. Год рождения этого изобретения - 1858. Это был двухтактовый электрический двигатель с карбюратором и искровым зажиганием. Топливом для устройства служил каменноугольный газ. Однако изобретатель не учел потребность в смазке и охлаждении своего двигателя, поэтому он работал очень недолго. В 1863 году Ленуар переделал свой двигатель - добавил недостающие системы и в качестве топлива ввел в использование керосин.
Ж.Ж.Этьен Ленуар
Устройство было крайне несовершенным - сильно нагревался, неэффективно использовал смазку и топливо. Однако с помощью него ездили трехколесные автомобили, которые так же были далеки от совершенства.
В 1864 году был изобретен одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов. Автором изобретения стал Зигфрид Маркус, он же представил общественности транспортное средство, развивающее скорость 10 миль в час.
В 1873 году еще один инженер - Джордж Брайтон - смог сконструировать 2-х цилиндровый двигатель. Изначально он работал на керосине, а позже на бензине. Недостатком этого двигателя была излишняя массивность.
В 1876 году произошел рывок в индустрии создания двигателей внутреннего сгорания. Николас Отто впервые создал технически сложное устройство, которое эффективно преобразовывало энергию топлива в механическую энергию.
Николас Отто
В 1883 году француз Эдуард Деламар разрабатывает чертеж двигателя, топливом для которого служит газ. Однако его изобретение существовало только на бумаге.
1185 году в истории автомобилестроения появляется громкое имя - . Он смог не только изобрести, но и запустить в производство прототип современного газового двигателя - с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором. Это был первый компактный двигатель, который к тому же способствовал развитию приличной скорости перемещения.
Параллельно с Даймлером над созданием двигателей и автомобилей работал .
В 1903 году предприятия Даймлера и Бенца объединились, дав начало полноценному предприятию автомобилестроения. Так началась новая эра, послужившая дальнейшему совершенствованию двигателя внутреннего сгорания.