Меню Закрыть

Первый бензиновый двигатель: История бензинового двигателя (ДВС) — Двигатели автомобилей

Содержание

История бензинового двигателя (ДВС) — Двигатели автомобилей

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в нашем мире.


Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека. В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС.

Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки.

В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения.  Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.

В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником  Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров.  В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем. Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности.

Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки.


Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания. В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина.

На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.

С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами.

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания — это… Что такое Бензиновый двигатель внутреннего сгорания?

Бензиновые двигатели — это класс двигателей внутреннего сгорания, в цилиндрах которых предварительно сжатая топливовоздушная смесь поджигается электрической искрой. Управление мощностью в данном типе двигателей производится, как правило, регулированием потока воздуха, посредством дроссельной заслонки.

Одним из видов дросселя является карбюраторная дроссельная заслонка, регулирующая поступление горючей смеси в цилиндры двигателя внутреннего сгорания. Рабочий орган представляет собой пластину, закрепленную на вращающейся оси, помещённую в трубу, в которой протекает регулируемая среда. В автомобилях управление дросселем производится с места водителя, причём обычно предусматривается двойная система привода: от руки рычажком или кнопкой и от ноги педалью. Их обычно связывают между собой так, что при нажатии водителем на педаль кнопка ручного управления остаётся неподвижной, а при вытягивании кнопки ручного управления педаль опускается. Дальнейшее открывание дросселя можно производить педалью. При отпускании педали дроссель остаётся в положении, установленном ручным управлением.

Классификация бензиновых двигателей

  • По способу смесеобразования — карбюраторные и инжекторные;
  • По способу осуществления рабочего цикла — четырехтактные и двухтактные. Двухтактные двигатели обладают большей мощностью на единицу объёма, однако меньшим КПД. Поэтому двухтактные двигатели применяются там, где очень важны небольшие размеры, но относительно неважна топливная экономичность, например, на мотоциклах, небольших моторных лодках, бензопилах и моторизированных инструментах. Четырёхтактные же двигатели устанавливаются на абсолютное большинство остальных транспортных средств. Следует заметить, что дизели также могут быть четырёхтактными или двухтактными; двухтактные дизели лишены многих недостатков бензиновых двухтактных двигателей, однако применяются в основном на больших судах (реже на тепловозах и грузовиках).;
  • По числу цилиндров — одноцилиндровые, двухцилиндровые и многоцилиндровые;
  • По расположению цилиндров — двигатели с вертикальным или наклонным расположением цилиндров в один ряд (т. н. «рядный» двигатель), V-образные с расположением цилиндров под углом (при расположении цилиндров под углом 180 двигатель называется двигателем с противолежащими цилиндрами, или оппозитным),W-образные, использующие 4 ряда цилиндров, расположенных под углом с 1 коленвалом (у V-образного двигателя 2 ряда цилиндров), звездообразные;
  • По способу охлаждения — на двигатели с жидкостным или воздушным охлаждением;
  • По типу смазки смешанный тип(масло смешивается с топливной смесью) и раздельный тип(масло находится в картере)
  • По виду применяемого топлива — бензиновые и многотопливные [1];
  • По степени сжатия. В зависимости от степени сжатия различают двигатели высокого (E=12…18) и низкого (E=4…9) сжатия;
  • По способу наполнения цилиндра свежим зарядом: двигатели без наддува (атмосферные), у которых впуск воздуха или горючей смеси осуществляется за счет разрежения в цилиндре при всасывающем ходе поршня; двигатели с наддувом, у которых впуск воздуха или горючей смеси в рабочий цилиндр происходит под давлением, создаваемым турбокомпрессором, с целью увеличения заряда воздуха и получения повышенной мощности и КПД двигателя;
  • По частоте вращения: тихоходные, повышенной частоты вращения, быстроходные;
  • По назначению различают двигатели стационарные, автотракторные, судовые, тепловозные, авиационные и др.
  • Практически не употребляемые виды моторов — роторно-поршневые Ванкеля (производились только фирмами Mazda (Япония) и ВАЗ (Россия)), с внешним сгоранием Стирлинга и т. д..

См. также: Классификация автотракторных двигателей

Рабочий цикл бензинового двигателя

Рабочий цикл четырёхтактного двигателя

Как следует из названия, рабочий цикл четырёхтактного двигателя состоит из четырёх основных этапов — тактов.

1. Впуск. В течение этого такта поршень опускается из верхней мёртвой точки (ВМТ) в нижнюю мёртвую точку (НМТ). При этом кулачки распредвала открывают впускной клапан, и через этот клапан в цилиндр засасывается свежая топливно-воздушная смесь.
2. Сжатие. Поршень идёт из НМТ в ВМТ, сжимая рабочую смесь. При этом значительно возрастает температура смеси. Отношение рабочего объёма цилиндра в НМТ и объёма камеры сгорания в ВМТ называется степень сжатия . Степень сжатия — очень важный параметр, обычно, чем она больше, тем больше топливная экономичность двигателя. Однако, для двигателя с большей степенью сжатия требуется топливо с бо́льшим октановым числом, которое дороже.
3. Сгорание и расширение (рабочий ход поршня). Незадолго до конца цикла сжатия топливовоздушная смесь поджигается искрой от свечи зажигания. Во время пути поршня из ВМТ в НМТ топливо сгорает, и под действием тепла сгоревшего топлива рабочая смесь расширяется, толкая поршень. Степень «недоворота» коленчатого вала двигателя до ВМТ при поджигании смеси называется углом опережения зажигания. Опережение зажигания необходимо для того, чтобы основная масса бензовоздушной смеси успела воспламениться к моменту, когда поршень будет находиться в ВМТ (процесс воспламенения является медленным процессом относительно скорости работы поршневых систем современных двигателей). При этом использование энергии сгоревшего топлива будет максимальным. Сгорание топлива занимает практически фиксированное время, поэтому для повышения эффективности двигателя нужно увеличивать угол опережения зажигания при повышении оборотов. В старых двигателях эта регулировка производилась механическим устройством центробежным вакуумным регулятором воздействующим на прерыватель. В более современных двигателях для регулировки угла опережения зажигания используют электронику. В этом случае используется датчик положения коленчатого вала, работающий обычно по емкостному принципу.
4. Выпуск. После НМТ рабочего цикла открывается выпускной клапан, и движущийся вверх поршень вытесняет отработанные газы из цилиндра двигателя. При достижении поршнем ВМТ выпускной клапан закрывается и цикл начинается сначала.

Необходимо также помнить, что следующий процесс (например, впуск), необязательно должен начинаться в тот момент, когда закончится предыдущий (например, выпуск). Такое положение, когда открыты сразу оба клапана (впускной и выпускной), называется перекрытием клапанов. Перекрытие клапанов необходимо для лучшего наполнения цилиндров горючей смесью, а также для лучшей очистки цилиндров от отработанных газов.

Рабочий цикл двухтактного двигателя

Рабочий цикл двухтактного двигателя

В двухтактном двигателе рабочий цикл полностью происходит в течение одного оборота коленчатого вала. При этом от цикла четырёхтактного двигателя остаётся только

сжатие и расширение. Впуск и выпуск заменяются продувкой цилиндра вблизи НМТ поршня, при которой свежая рабочая смесь вытесняет отработанные газы из цилиндра.

Более подробно цикл двигателя устроен следующим образом: когда поршень идёт вверх, происходит сжатие рабочей смеси в цилиндре. Одновременно, движущийся вверх поршень создаёт разрежение в кривошипной камере. Под действием этого разрежения открывается клапан впускного коллектора и свежая порция топливовоздушной смеси (как правило, с добавкой масла) засасывается в кривошипную камеру. При движении поршня вниз давление в кривошипной камере повышается и клапан закрывается. Поджиг, сгорание и расширение рабочей смеси происходят так же, как и в четырёхтактном двигателе. Однако, при движении поршня вниз, примерно за 60° до НМТ открывается выпускное окно (в смысле, поршень перестаёт перекрывать выпускное окно). Выхлопные газы (имеющие ещё большое давление) устремляются через это окно в выпускной коллектор. Через некоторое время поршень открывает также впускное окно, расположенное со стороны впускного коллектора. Свежая смесь, выталкиваемая из кривошипной камеры идущим вниз поршнем, попадает в рабочий объём цилиндра и окончательно вытесняет из него отработавшие газы. При этом часть рабочей смеси может выбрасываться в выпускной коллектор. При движении поршня вверх свежая порция рабочей смеси засасывается в кривошипную камеру.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Можно заметить, что двухтактный двигатель при том же объёме цилиндра, должен иметь почти в два раза большую мощность. Однако, полностью это преимущество не реализуется, из-за недостаточной эффективности продувки по сравнению с нормальным впуском и выпуском. Мощность двухтактного двигателя того же литража, что и четырёхтактный больше в 1,5 — 1,8 раза.

Важное преимущество двухтактных двигателей — отсутствие громоздкой системы клапанов и распределительного вала.

Преимущества 4-тактных двигателей

  • Больший ресурс.
  • Бо́льшая экономичность.
  • Более чистый выхлоп.
  • Не требуется сложная выхлопная система.
  • Меньший шум.
  • Не требуется добавление масла к топливу.

Преимущества двухтактных двигателей

  • Отсутствие громоздких систем смазки и газораспределения у двухтактных вариантов.
  • Бо́льшая мощность в пересчёте на 1 литр рабочего объёма.
  • Проще и дешевле в изготовлении.
  • Отсутствие блока клапанов и распределительного вала.

См. также: «Два такта и четыре. В чем отличия?»

Карбюраторные и инжекторные двигатели

В карбюраторных двигателях процесс приготовления горючей смеси происходит в карбюраторе — специальном устройстве, в котором топливо смешивается с потоком воздуха за счёт аэродинамических сил, вызываемых энергией потока воздуха, засасываемого двигателем.

В инжекторных двигателях впрыск топлива в воздушный поток осуществляют специальные форсунки, к которым топливо подаётся под давлением, а дозирование осуществляется электронным блоком управления — подачей импульса тока, открывающим форсунку или же, в более старых двигателях, специальной механической системой.

Одной из первых такие разработки внедрила в свои моторы корпорация OMC в 1997 году, выпустив двигатель, построенный с использованием технологии FICHT. В этой технологии ключевым фактором было использование специальных инжекторов, которые позволяли впрыскивать топливо непосредственно в камеру сгорания. Это революционное решение наряду с использованием современного бортового компьютера позволило точно дозировать топливо в тот момент, когда поршень при обратном движении перекроет все окна. Плюс в полость коленвала распыляется чистое масло, которое не смывается топливом — теперь его там нет! Топливо не смывает масло, что позволяет уменьшить его количество. Благодаря этому решению разработчики получили двухтактный двигатель с его совершенной динамикой разгона, великолепной кривой мощности и малым весом, но при этом имеющий уровни выброса и экономичности, как у карбюраторного четырехтактного двигателя.

Переход от классических карбюраторных двигателей к инжекторам произошёл в основном из-за возрастания требований к чистоте выхлопа (выпускных газов), и установке современных нейтрализаторов выхлопных газов (каталитических конвертеров или просто катализаторов). Именно система впрыска топлива, контролируемая программой блока управления, способна обеспечить постоянство состава выхлопных газов, идущих в катализатор. Постоянство же состава необходимо для нормальной работы катализатора, так как современный катализатор способен работать лишь в узком диапазоне данного состава, и требует строго определённого содержания кислорода. Именно поэтому в тех системах управления, где установлен катализатор, обязательным элементом является лямбда-зонд, он же кислородный датчик. Благодаря лямбда-зонду система управления, постоянно анализируя содержание кислорода в выхлопных газах, поддерживает точное соотношение кислорода, недоокисленных продуктов сгорания топлива, и оксидов азота, которое способен обезвредить катализатор. Дело в том, что современный катализатор вынужден не только окислять не полностью сгоревшие в двигателе остатки углеводородов и угарный газ, но и восстанавливать оксиды азота, а это — процесс, идущий совершенно в другом (с точки зрения химии) направлении. Желательно также ещё раз окислять окончательно весь поток газов. Это возможно лишь в пределах так называемого «каталитического окна», то есть узкого диапазона соотношения топлива и воздуха, когда катализатор способен выполнить свои функции. Соотношение топлива и воздуха в данном случае составляет примерно 1:14,7 по весу (зависит также от соотношения С к Н в бензине), и удерживается в коридоре приблизительно плюс-минус 5 %. Так как одной из труднейших задач является удержание нормативов по оксидам азота, дополнительно необходимо снижать интенсивность их синтеза в камере сгорания. Делается это в основном снижением температуры процесса горения с помощью добавления определённого количества выхлопных газов в камеру сгорания на некоторых критичных режимах (Система рециркуляции выхлопных газов).

Основные вспомогательные системы бензинового двигателя

Системы, специфические для бензиновых двигателей

  • Система зажигания — обеспечивает поджиг топлива в нужный момент. Она может быть контактной, бесконтактной или микропроцессорной. Контактная система включает в себя: прерыватель-распределитель, катушку, выключатель зажигания, свечи. Бесконтактная система включает то же самое оборудование, только вместо прерывателя стоит датчик Холла или индукционный датчик. Микропроцессорная система зажигания управляется специальным блоком-компьютером, она включает в себя датчик положения коленвала, блок управления зажиганием, коммутатор, катушки, свечи, датчик температуры двигателя. У инжекторного двигателя к этой системе добавляются датчик положения дроссельной заслонки и датчик массового расхода воздуха.
  • Система приготовления топливовоздушной смеси — карбюратор или же инжекторная система.

Некоторые особенности современных бензиновых двигателей

  • Для повышения надежности работы используется индивидуальная катушка зажигания для каждой свечи (например, в двигателе ЗМЗ-405.24 и многих современных японских двигателях).
  • Используется по 2 впускных и 2 выпускных клапана на цилиндр вместо одного впускного и одного выпускного. Это связано с тем, что суммарная площадь отверстий клапанов в головках цилиндров современных двигателей значительно увеличена, а при использовании одного большого клапана на высоких оборотах заслонки клапанов не успевают закрыть отверстие к началу следующего цикла, ввиду своей относительно большой массы. Таким образом, имеет место «зависание» заслонок вокруг определенной позиции, в результате чего клапан получается постоянно открытым. Использование более жестких пружин не решает проблемы.
  • Для управления дроссельной заслонкой используется электропривод, а не тросик педали акселератора (например, в двигателе ЗМЗ-405.24 и многих современных иностранных двигателях, особенно тех, что оснащены системой cruise control).

Системы, общие для большинства типов двигателей

  • Система охлаждения
  • Система выпуска отработанных газов. Включает выпускной коллектор, каталитический конвертер (на современных машинах), и глушитель.
  • Система смазки — бывает с отдельным маслобаком (авиация) и без него (почти все современные автомобили).
  • Система запуска двигателя. Для приготовления двигателя к работе необходимо произвести хотя бы один оборот коленчатого вала, для того, чтобы в одном из цилиндров произошли такты впуска и сжатия. Для запуска четырёхтактного двигателя обычно применяется специальный электромотор — стартер, работающий от аккумулятора. Для запуска маломощных двухтактных бензиновых двигателей можно применять мускульную силу человека, например так работает кикстартер в мотоцикле.

См. также

Ссылки

Сайт о скутерах с 2х тактными двигателями

Как газовый мотор Отто помог создать первый бензиновый двигатель? Принцип действия и конструкция

 
Добрый день, сегодня мы расскажем о том, как газовый мотор известного ученого Отто помог создать первый в мире бензиновый двигатель внутреннего сгорания, а также, какими конструктивными особенностями, принципом действия и преимуществами обладал инновационный для начала 20 века силовой агрегат. Четырехтактный газовый двигатель Отто удовлетворил, в какой-то мере потребности мелких мастерских. Но для того чтобы этот мотор мог быть широко использован на транспорте, ему нужно было избавиться от газа, именно по этой причине и была изобретена первая на планете бензиновая силовая установка. 
Читайте также нашу статью: «Паровая машина, как первооткрыватель двигателя внутреннего сгорания«.

Для получения газа необходимы были громоздкие газогенераторные установки или специальные газовые заводы. Это препятствовало не только применению газового двигателя на транспорте, но и мешало также широкому распространению его в промышленности. Не везде газовые заводы имелись, и не все могли обзаводиться дорогостоящими газогенераторными установками.
{banner_adsensetext}
Подобно тому, как в свое время нашли заменитель пара, и пришли к созданию газового двигателя, так теперь нужно было найти заменитель газа для четырехтактного двигателя Отто. Им оказалось жидкое топливо — бензин и керосин.
ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ПЕРВОГО БЕНЗИНОВОГО ДВИГАТЕЛЯ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Как произошло создание бензинового двигателя? В один из декабрьских дней 1879 года в Петербурге, капитан русского флота, энтузиаст воздухоплавания Огнеслав Костович рассказывал в кругу друзей о своем проекте двигателя для управляемого воздушного корабля. Присутствовал здесь и выдающийся русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев.

Зачем Костовичу понадобилось заниматься конструированием нового двигателя? Всего год назад в Париже на Всемирной выставке получил широкое признание четырехтактный газовый двигатель Отто. Почему бы не использовать его? Но дело в том, что для задуманного дирижабля этот двигатель не годился: слишком много места требовали баллоны с газом и слишком тяжелым был сам двигатель.


Костович предлагает свой двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Менделеев поддержал изобретателя. Он помог собрать необходимые средства, и Костович приступил к работе. Пилотный проект нового мотора был на то время очень интересным. При весе в 240 килограммов двигатель развивал мощность в 80 лошадиных сил. Другими словами, на одну лошадиную силу мощности двигателя приходилось всего три килограмма веса. В те времена это было замечательным достижением.


Двигатель имел 4 цилиндра, в каждом из которых перемещалось по 2 поршня. Сжатие рабочей смеси происходило тогда, когда поршни в цилиндре сходились. После подачи электрической искры рабочая смесь воспламенялась, и поршни под давлением расширяющегося газа расходились (рабочий ход). Штоки всех поршней были связаны с валом двигателя и приводили его во вращение.


{banner_reczagyand}
В свою очередь, рабочая смесь, поступавшая в цилиндры, состояла из легких паров бензина и воздуха. Приготовление рабочей смеси происходило в специальном устройстве, которое впоследствии стали называть карбюратором. Конечно, это не был еще карбюратор современного автомобиля, но в нем также происходило испарение бензина и смешивание его паров с воздухом.


В цилиндр через впускной клапан рабочая смесь поступала уже в приготовленном виде. Двигатель Костовича стал одним из первых моторов внутреннего сгорания, который заработал на жидком топливе.


Однако построить свой дирижабль Костовичу не удалось. У царского правительства идеи воздухоплавания не находили понимания и поддержки. В то время, когда в России Костович трудился над двигателем для дирижабля, в Германии на известном нам заводе «Отто — Дейтц» произошло следующее. Завод покинул Готлиб Даймлер — человек, чей организаторский и конструкторский талант во многом определил успех фирмы. Вместе с ним ушел его друг и тоже очень талантливый и опытный конструктор Майбах.

Все эти в будущем знаменитые люди ушли для того, чтобы организовать собственную мастерскую и заняться постройкой двигателя для транспорта. Даймлер задумал построить самоходный экипаж, известный сегодня под названием «автомобиль». Эту мысль подсказала ему повседневная жизнь. Если по рекам и железным дорогам уже ходили пароходы и паровозы, на которых трудилась паровая машина, на обычных дорогах по-прежнему, как и сто, и тысячу лет назад, пользовались лошадьми.

Лошади перевозили грузы, они же перевозили и людей. Даймлер и Майбах очень хорошо понимали, что конный транспорт перестал удовлетворять и промышленность, и быстрорастущее городское население. Как инженеры Даймлер и Майбах стояли гораздо выше своих патронов — Отто и Лангена. Это были технически грамотные люди, с прекрасной теоретической подготовкой и большим конструкторским опытом.


До прихода на завод «Отто – Дейтц», Даймлер прошел отличную производственную школу на машиностроительных заводах Франции, Англии и Германии, а Майбаху довелось познакомиться с работой американских заводов. Знания и опыт позволили им довольно быстро построить опытный двигатель, работавший на бензине.


Данный двигатель во многом еще был похож на газовый двигатель Отто, и работал он также по четырехтактному циклу. Для распыления бензина и смешивания его с воздухом применялся простейший карбюратор — бачок с бензином, через который происходило всасывание воздуха в цилиндр. Воздух, проходя через бензин, насыщался его парами, и таким образом, в цилиндр поступала уже приготовленная рабочая смесь.


В 1885 году Даймлер берет патент на применение бензинового двигателя на транспорте. В том же году он устанавливает свой двигатель на обычную извозчичью повозку. Так родился автомобиль. Этот прапрадедушка современного автомобиля был, конечно, больше похож на телегу, чем на автомобиль. Но скорость 18 километров в час, которую он развивал, вызывала уважение и восхищение современников.

Видео: «Двигатель DOHC: особенности, конструкция, преимущества и недостатки»
Таким образом, благодаря жизненной необходимости, а именно бурному развитию транспорта, миру был представлен новый мотор, которым стал двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе – бензине.

БЛАГОДАРИМ ВАС ЗА ВНИМАНИЕ. ПОДПИСЫВАЙТЕСЬ НА НАШИ НОВОСТИ. ДЕЛИТЕСЬ С ДРУЗЬЯМИ.

Как появились первые автомобили? Кто придумал первый двигатель? Как Леонардо Да Винчи придумал автомобиль? Когда и как произошло первое в мире ДТП?

История тюнинга и автомобилей.

Автомобиль, как мы знаем, был придуман не в один день и не одним изобретателем. История автомобилестроения отражает эволюцию науки и техники. Подсчитано, что на данный момент в мире действует более 100 000 патентов, посвященных современному автомобилю. Тем не менее, мы укажем первые, самые важные шаги в автомобилестроении.

Автомобиль настолько глубоко внедрился в жизнь современного человека за последние 100 лет, что мало кто может представить себе день без авто транспорта. Люди еще много сотен лет назад мечтали о самоходной повозке. Сказки про Емелю на печи и т.д. существовали задолго до первых экспериментов и работ изобретателей. Но благодаря историческим летописям мы попробуем коротко проследить за развитием современного автомобиля.Первые замыслы и теоретические рассуждения были заложены Леонардо Да Винчи и Исааком Ньютоном.Представьте себе, изобретения Да Винчи действительно работают. Совсем недавно современные ученые энтузиасты, по сохранившимся эскизам и чертежам воссоздали действующий прототип самоходного средства придуманного великим художником и изобретателем (см. видео). Если немного включить фантазию и предположить, что Да Винчи творил бы в наше время — мы по всей вероятности уже летали бы на межгалактических звездолетах. 

ВЕЛИКАЯ ИСТОРИЯ АВТО.

В 1769 году, первым, самоходно-дорожно-транспортным средством стал военный трактор. Его изобрел французский инженер и механик, Николя Иосиф Кугно Cugnot (1725 — 1804). Мсье Кюгно использовал паровой двигатель для движения своего автомобиля, построенного под его руководством в Париже на фабрике»Арсенал». Первые паровые автомобили — История автомобилей и тюнинга.

Прототип автомобиля — Велосипед на паровой тяге! Уникальный трактор был использован Французской армией для перевозки артиллерии с огромной по тем временам скоростью 2.5 мили в час на трех колесах. Автомобиль приходилось останавливать каждые десять, пятнадцать минут, чтобы накопить паровой энергии и подбросить угля.Паровой двигатель и котел были отделены от остальной части «автомобиля» и были расположены спереди (см. гравюра ниже).

На следующий год (1770), мсье Cugnot построил паровой трехколесный велосипед, на котором умещались уже четверо пассажиров.

Принцип работы парового двигателя: Во время сжигания топлива происходит подогрев воды в котле и создание пара. Пар в свою очередь толкает поршни. Поршни вращают коленвал напрямую связанный с колесами по принципу паровозной пары.

Любопытно! Первое ДТП произошло в 1771 году. Мсье Кюгно на одном из своих творений въезжает в каменную стену, став первым в истории участником в дорожно-транспортном происшествии с участием автомобиля. Этот случай послужил началом череды неудач незадачливого изобретателя. Неожиданно для Николя Кюгно один из его инвесторов умирает,второго отправляют в ссылку. Деньги для производства и на эксперименты очень быстро закончились.В тот момент направление паровых машин развивалось очень бурно. Железнодорожный транспорт (видео — Приход Поезда. Братья Люмьер.) и судостроение оставили вклад в паровую эру в значительно более мощных масштабах.

Но не будем забывать, что именно Николя Кюгно — стал первым кто смог построить максимально успешный прообраз автомобиля, пусть даже так сильно похожим на паровоз.

Забавно, но факт — термины «водитель» и «шофер» означали совсем не одно и то же. Водитель — тот кто управляет машиной, а «шофер» — тот кто поддерживает огонь в топке и следит за паром.

Однако у паровых машин была масса проблем.

Огромный вес котла и ужасающий дизайн делали первые автомобили похожими на дьявольские колесницы. Дым, сажа, шипение наводили ужас на мирных жителей. Кроме того, лошади завидев извергающий пары и грохочущий на всю улицу аппарат лишались рассудка и становились неуправляемыми. Мостовые не выдерживали огромного веса громоздких машин и так далее.

Эти факты стали преградой на пути прогресса, но не смогли остановить его.

Водитель подобной колесницы, проехав пару километров, больше походил на кочегара и сегодня вызывает жалость и улыбку.

  • Автомобиль Николя Кюгно был усовершенствован французом Onesiphore Pecqueur, который также изобрел первый дифференциал.
  • В 1789 году, первый в США патент на паровые автомобили был зарегистрирован Оливером Эвансом.
  • В 1801 Году, в Великобритании Ричард Тревитчик построил дорогу, для перевозки по ней грузов в транспорте на паровой тяге.
  • Первый российский паровоз был построен отцом и сыном Черепановыми на Нижнетагильском заводе. Паровоз Черепановых использовали для транспортировки руды общим весом 3,5 тонны со скоростью около 13 км. в час.
  • В Великобритании, с 1820 по 1840, появились паровые дилижансы почтовой срочной службы. Которые позже были запрещены на автом обильных дорогах общего пользования. Этот запрет послужил толчком к организации первой железной дороги в Великобритании.
  • Паровоз в 1850 году (построенный Карлом Дейтцом) впервые перевез несколько пассажирских вагонов вокруг Парижа и Бордо
  • В Соединенных Штатах, многочисленные паровозы были построены с 1860 по 1880 г. Изобретатели: Харрисон Дайер, Джозеф Диксон, Руфус Портер и Уильям Т. Джеймс.
  • Амадей Болли — старший строил модернизированные паровые машины с 1873 по 1883 г. «La Mancelle» , построенный в 1878 году, с передним размещением двигателя, с дифференциалом, цепным приводом на задние колеса, вертикальной рулевой колонкой, сиденьем водителя за двигателем. Котел располагался за спиной водителя.
  • В 1871 г., Д-р Д. В. Чархард, профессор физики Университета Штата Висконсин и Д. И. Касе Компания сконструировали паровой автомобиль, который выиграл 200-мильной гонке.

Зарождение электрических машин

  • В первых автомобилях использовались не только паровые двигатели.
  •  Умы изобретателей будоражило электричество. Между 1832 и 1839 (точный год не известен), Роберт Андерсон из Шотландии изобрел первую электрическую коляску. Электрические автомобили использовали аккумуляторные батареи, питающие небольшой электродвигатель. Автомобили были тяжелые, медленные, дорогие и требовали частой остановки для зарядки батарей.
  • Электрическая тяга добилась большего успеха в использовании трамваев и троллейбусов.Электрические транспортные средства по сей день используют на дорогах, где постоянная подача электроэнергии возможна, в угоду экологии и экономической выгоде.В остальном как паровые, так и электрические дорожно-транспортные средства на тот момент были неудобны. Это послужило скачком в конструировании двигателей автомобилей на основе бензинового топлива.

В 1769 году — по официальному признанию Британского Королевского Автомобильного Клуба, и Автомобильного Клуба Франции Николя Иосиф Кюгно построил самый первый автомобиль. Так почему же так много в книгах по истории говорится, что автомобиль был изобретен Готлибом Даймлером и Карлом Бенцем?

Действительно, Daimler и Benz изобрели и производили в промышленных масштабах прообраз современного автомобиля с двигателем, работающим на бензине. Даймлер и Бенц изобрели машины, которые выглядели и работали, как автомобили, которые мы используем сегодня. Началась эра автомобилей!

ПЕРВЫЕ ГОДЫ СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ

Фантастические возможности подарил людям бензиновый двигатель и прочно вытеснил из умов паровую тягу и электромоторы. В сравнении с предшественниками он обладал целым букетом преимуществ: легки й, мощный, безопасный, не требующий постоянных остановок и значительно меньший по размерам бензиновый мотор надолго занял пьедестал среди двигателей, но это в будущем…

.

История Внутреннего Сгорания, Двигатель — Сердце Автомобиля


Двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель, который использует принципы взрывного сгорания топлива, чтобы толкать поршень в цилиндре поршень движения оборотов коленчатого вала, затем поворачивает колеса машин через полуось или коленчатым валом. Виды топлива для двигателей внутреннего сгорания — бензин, керосин (солярка).

Краткий очерк истории двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие события:

  • 1680 — Голландский физик, Христиан Гюйгенс разработал теорию (но так никогда и не построил) двигателя внутреннего сгорания, который должен был работать за счет горения пороха.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания, который использует смесь водорода и кислорода для топлива. Разработал двигатель, первый многоклапанный мотор внутреннего сгорания. К несчастью он был крайне неудачным и его идея была надолго забыта.
  • 1858 — Уроженец Бельгии, Жан Жозеф Этьен Ленуа изобрел и запатентовал (1860) зажигание двойного действия электрически искрового типа для двигателей внутреннего сгорания. В 1863 г., Ленуа создает улучшенный движок работающий на нефти и примитивном карбюраторе.
  • Его трехколесная повозка смогла проехать исторические пятьдесят миль по дороге. (См. фото) Это великое событие вошло в историю.
  • 1862 — Альфонс Би Де Роч, французский инженер-строитель запатентовал, но так и не построил четырехтактный двигатель (Французский патент№52,593, 16 января, 1862).
  • 1864 — Австрийский инженер, Зигфрид Маркус, построил моно-цилиндровый двигатель с простым карбюратором. Несколько лет спустя, Маркус разработал автомобиль, который поехал со скоростью 10 миль/ч, что некоторые историки требуют считать предтечей современного автомобильного ДВС, будучи первым в мире бензиновым двигателем транспортного средства с точки их зрения.
  • 1873 — Джордж Брайтон, американский инженер, разработал довольно неудачный двухтактный двигатель на керосине. Однако, именно этот мотор считается первым надежным и практичным двигателем с использованием горюче-смазочных видов топлива.
  • 1866 — Немецкие инженеры, Юджин Ланген и Николаус Август Отто улучшили системы Ленуа и Де Роч и разработали более эффективный бензиновый  двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел и позже запатентовал успешный четырех-тактный двигатель, известный как «Отто цикл».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен Сэр Даугалд Клерк.
  • 1883 — Французский инженер, Эдуард Деламар-Дебювилль, построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель. Его передовые по тем временам идеи, по крайней мере, на бумаге далеко опережали решения его cовременников, таких как Даймлер и Бенц.
  • 1885 — Готтлиб Даймлер придумал прототип бензинового двигателя с вертикальным расположением цилиндров и карбюраторной системой подачи топлива запатентованным им же в системой в 1887 году. Даймлер строит с этим двигателем первое двухколесное транспортное средство — «Reitwagen» или Айншпур (пер. ред. — Одноколейный), а год спустя построен первый в мире четырех колесный автомобиль — «Моторваген».
  • 1886 — 29 Января, Карл Бенц получил первый патент (DRP№37435) для автомобилей с бензиновыми двигателями.
  • 1889 — Даймлер построил усовершенствованный четырехтактный двигатель с тарельчатыми клапанами и V-образным двухцилиндровым блоком.
  • 1890 — Вильгельм Майбах построен первый четыре-цилиндровый, четырехтактный двигатель.

Это были удивительные годы творчества борьбы успехов и поражений. Никогда больше история автомобилестроения не развивалась столь стремительно и никогда больше не приносила столько эмоций простым обывателям ставших невольными свидетелями грандиозного шоу «появления первых автомобилей» и для самих инженеров, механиков-изобретателей.

Персона — Николаус Отто.

Основателем одной из самых важных вех в конструкции двигателя мы по праву считаем Николауса Августа Отто, который в 1876 году изобрел наиболее эффективный на тот момент бензиновый двигатель.

Отто разработал и создал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Вначале он установил его на мотоцикле. Система изобретателя Николауса Отто была названа в его честь и по сей день именуется — «Отто-Цикл». Вклад Николауса Отто в историю двигателестроения неоценим, его четырехцилиндровый двигатель стал на много лет эталоном и отправной точкой в современных моторах. Рекордные в конце 19-ого столетия 5 или 10 лошадиных сил в моторе, буквально через 30 лет стали достигать двухсот и более.

Первый бензиновый двигатель Отто был мощностью 0.75 лошадиных сил.

Персона — Карл Бенц

В 1885 году немецкий инженер-механик, Карл Бенц разработал и построил первый в мире автомобиль работающий с двигателем внутреннего сгорания. 29 Января 1886 года, Бенц получил первый патент (DRP№37435) для бензиновых автомобилей.

Это был трехколесный авто; 1891 году Бенц построил свои первые четырехколесные машины. 1900 «Benz & Cie, стал крупнейшим в мире производителем автомобилей в мире. Бенц был первым изобретателем и проектировщиком интегрировавшим ДВС на оригинальное шасси собственного изобретения.

Персона — Готлиб Даймлер (справа) и Вильгельм Майбах (слева).

Не менее знаковая фигура в автомобилестроении — г-н Готлиб Даймлер, ранее технический директор фирмы Deutz Gasmotorenfabrik, принадлежащей Николаусу Отто, так стремительно не творил. Но самозабвенно шел к поставленной цели и совместно с г-ном Майбахом.

В 1885 году они, основав лабораторию, запустили выпуск своих первых двигателей.

В 1887 году Даймлер и Майбах увлеклись изготовлением лодочных моторов и в течении нескольких лет успешно занимались их продажей.

В 1889 году, Даймлер и Майбах построили свой первый автомобиль «с нуля», они впервые не адаптировали части другого транспортного средства, как большинство их соотечественников. Новый

Daimler автомобиль имел четыре скорости и развивал скорость 10 миль в час.

В 1890 году Готлиб Даймлер похоронив первую жену, основал компанию — Daimler Motoren Gesellschaft (DMG). Тогда же появился ее логотип — трехконечная звезда. Легенда торговой марки гласит — мощные моторы на земле, воде и воздухе. 1891 году из компании выходит Майбах.

В 1893 году Даймлер снова женится и в этом же году оставляет молодой жене все патенты и компанию DMG. Далее история компании DMG двигается в направлении Англии, новые заказы от британской королевской семьи делают фирму англо-ориентированной и впоследствии она соединяется с компанией Jaguar.

 

 

В 1899 году выпускается первый Мерседес. Он назван одним из членов правления компании Даймлера Эмилем Еллинеком в честь собственной дочери Адрианы Мануэлы Рамоны Елинек, которую в семье все называли Mercedes (гармония, грация — исп). В последствии, это имя стало товарным знаком компании.

Первые Массовые Производители Автомобилей —

В начале 1900-х годов, бензиновые автомо били превысили по продажам все другие виды автотранспортных средств. Рынок растет. Люди покупают малобюджетные  автомобили. Очевидна необходимость промышленного производства.Первыми коммерческими производителями автомобилей в мире были Французы: Panhard & Levassor (1889) и Peugeot (1891).

Персона — Рене Панар (прав.) и Эмиль Левассор (лев.)

Рене Panhard и Эмиль Левассор были партнерами в деревообрабатывающем бизнесе, когда они решили стать производителями автомобилей. Они построили свой первый автомобиль в 1890 году.

За основу был взят двигатель Даймлера по лицензионному соглашению с Даймлером компания стала оснащать его моторами свои кузова. Эдуардом Саразином достигается договоренность и в действие вступает монопольное право компании Панар и Левассор  эксклюзивно использовать эти двигатели на всей территории Франции.

Партнеры не только в создании кузовов автомобилей, бизнесмены внесли улучшения в техническое оснащение и конструкцию своих авто: Panhard-Levassor совершает прорыв в автомобилестроении.Его транспортные средства оснащаются: педальным узлом сцепления, полноценным дифференциалом, многоступенчатой коробкой передач, передним радиатором.

Левассор был первым конструктором, переместившим двигатель в переднюю часть автомобиля и использовавший заднеприводную систему. Разработки Panhard в области управляемости автомобилей, навсегда увековечили его имя в термине —«Тяга Панара».

Подвеска Панара быстро стала образцом и стандартом для всех автомобилей. Управляемость, баланс и легкость их системы вывела автомобилестроение на новый уровень.Панару и Левассору также приписывают изобретение прототипа современной коробки передач, устанавливаемого в их 1895 Panhard.

Позднее Панар и Левассор разделяет права и лицензию на использование двигателей Daimler с фирмой Armand Peugeot.

Peugeot настроены на победу и успешно участвуют в первых автомобильных гонках, во Франции. С победами Peugeot получает народную славу и рост продаж собственных автомобилей.

По иронии судьбы, в гонке «от Парижа до Марселя» в 1897 году происходит фатальная автокатастрофа, погиб Эмиль Левассор.

На ранней стадии развития промышленного автомобилестроения, французских производителей каждая машина отличается от последующей.

Первый стандартизированный автомобиль

Cоздан в 1894 году, это — Benz Velo, произведенный Карлом Бенцем.

Сто тридцать четыре одинаковых Velo были изготовлены в 1895 году.С этих незамысловатых событий началась автомобильная история и продолжается по сегодняшний день. Сегодня стандартизация к которой так стремились наши прапрадеды вышла на ужасающий уровень. Мы простые смертные ездим на одинаковых автомобилях, мы тешим себя мыслями о разных цветах и ограничены в выборе комплектацией своего авто. Весь тюнинг, который принято позволить себе в современном обществе — необычный освежитель воздуха в салоне и собачки-игрушки, ритмично качающие головой под лобовым стеклом. Тюнинг автомобилей — один из немногих оставшихся сегодня инструментов для индивидуализации личности и возможности вырваться из порочного круга стандартов и ограничений и всеобщей глобализации. Только тюнинг автомобиля сможет сделать ваш автомобиль неповторимым, более быстрым, чем другие в этом же классе, красивым именно с вашей точки зрения, а не отдела маркетинга завода производителя.

Именно тюнинг способен дать вам то, что не даст ни один концерн мира — индивидуальность!

(C) 2011 Top-Tuning.ru

автор: Петровский Виктор

Кто изобрел первый бензиновый двигатель. История создания двс

Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу. Несмотря на то, что ДВС являются несовершенным типом тепловых машин (сильный шум, токсичные выбросы, меньший ресурс), благодаря своей автономности (необходимое топливо содержит гораздо больше энергии, чем лучшие электрические аккумуляторы) ДВС нашли очень широкое распространение. Основным недостатком ДВС является то, что он производит высокую мощность только в узком диапазоне оборотов. Поэтому неотъемлемыми атрибутами двигателя внутреннего сгорания являются трансмиссия и стартёр. Лишь в отдельных случаях (например, в самолётах) можно обойтись без сложной трансмиссии. Кроме этого ДВС нужны топливная система (для подачи топливной смеси) и выхлопная система (для отвода выхлопных газов).

двигатель внутреннее сгорание автомобиль

В настоящее время никого не удивишь использованием двигателя внутреннего сгорания. Миллионы автомобилей, бензогенераторов и других устройств используют в качестве привода ДВС (двигатели внутреннего сгорания). Появление этого типа двигателя в 19 веке обусловлено в первую очередь необходимостью создания эффективного и современного привода для различных промышленных устройств и механизмов. В то время, в основной своей массе, использовался паровой двигатель. Он имел массу недостатков, например, низкий коэффициент полезного действия (т.е. большинство энергии затрачиваемой на производство пара просто пропадало), был достаточно громоздким, требовал квалифицированного обслуживания и большого количества времени на запуск и остановку. Промышленности требовался новый двигатель лишенный этих недостатков. Им стал двигатель внутреннего сгорания.

Еще в 17 веке голландский физик КристианХагенс начал эксперименты с двигателями внутреннего сгорания, а в 1680 году был разработан теоретический двигатель, топливом для которого служил черный порох. Однако до воплощения в жизнь идеи автора так и не дошли.

Первым, кому удалось создать первый в мире действующий двигатель внутреннего сгорания был НисефорНьепс. В 1806 году он с братом представили в Национальный институт (так называлась тогда французская Академия наук) доклад о новой машине, которая «по силе была бы сравнима с паровой, но потребляла бы меньше топлива». Братья назвали ее «пирэолофор». С греческого это можно перевести как «влекомая огненным ветром». Работала она на угольной пыли, а не на бензине или газе. В те времена не было ни газовой, ни нефтеперерабатывающей промышленности.изобретение пирэолофора вызвало большой интерес. Двум комиссарам было поручено разобраться в изобретении. Одним из комиссаров был Лазар Карно. Карно дал положительный отзыв, даже попавший в газеты. Хотя у двигателя был ряд недоработок, многие из них нельзя было устранить на то время из-за отсутствия необходимых технологий: поджиг пыли, например, осуществлялся при атмосферном давлении, распределение горючего вещества внутри камеры было неравномерным, да и прилегание поршня к стенкам цилиндра требовало совершенствования. В те времена поршень паровой машины считался подогнанным к стенкам цилиндра, если между ними с трудом проходила монета.

Братья построили двигатель и оснастили им в 1806 году трехметровую лодку, весом 450 кг. Лодка ходила вверх по речке Соне со скоростью вдвое больше скорости течения.

У Лазара Карно был сын — лейтенант Главного штаба Сади Карно, который в 1824 году издает в 200 экземплярах работу, увековечившую впоследствии его имя. Это «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу». В этой книжке он заложил основы термодинамики — теории для разработки двигателей внутреннего сгорания. В книге упоминалась машина Ньепсов, которая, возможно, и натолкнула Сади Карно на размышления о двигателях будущего — всех двигателях внутреннего сгорания: и газовых, и карбюраторных, и дизельных. Он также предлагает дальнейшее совершенствование двигателя, начиная от сжатия воздуха в цилиндре и т.д.

Пройдет еще четверть века, прежде чем английский физик Уильям Томсон (лорд Кельвин) и немецкий физик Рудольф Клаузиус возродят идеи Карно и сделают термодинамику наукой. О Ньепсах вообще никто не вспомнит. А следующий двигатель внутреннего сгорания появится лишь в 1858 году у бельгийского инженера Жан ЖосефаЭтьенЛенуара. Двухтактовый электрический карбюраторный двигатель, двигатель с искровым зажиганием, топливом для которого служил каменноугольный газ, станет первым коммерчески успешным двигателем такого рода. Первый двигатель проработал лишь несколько секунд из-за отсутствия системы смазки и системы охлаждения, которые были успешно применены на последующих образцах. В 1863 году Ленуар улучшил конструкцию своего двигателя, использовав вместо газового топлива, керосин. На нем трехколесный прототип современных машин проехал исторические 50 миль.

Двигатель Ленуара не был лишен недостатков, его КПД достигал лишь 5%, он не очень эффективно расходовал топливо и смазочные материалы, слишком сильно нагревался и т.д., но это был первый, после долгих лет забвения, коммерчески успешный проект создания нового двигателя для нужд промышленности. В 1862 году французский ученый Альфонс Беу де Рохас предложил и запатентовал первый в мире четырехцилиндровый двигатель. Но до его создания, а тем более коммерческого производства дело так и не дошло.

1864 год — австрийский инженер Зигфрид Маркус создал первый в мире одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания сырой нефти. Несколько лет спустя этот же ученый сконструировал транспортное средство, передвигающееся со скоростью 10 миль в час.

1873 год — Джордж Брайтон предложил новую конструкцию 2-х цилиндрового карбюраторного керосинового двигателя, в последствие ставшим бензиновым. Это был первая безопасная модель, правда слишком массивная и медленная для коммерческого использования.

1876 год — Николас Отто, спустя 14 лет после теоретического обоснования работы 4-х цилиндрового двигателя Рохасом, создал рабочую модель, известную, как «цикл Отто», цикл с воспламенением от искрового разряда. ДВС Отто имел вертикальный цилиндр, вращаемый вал располагался на боку, с валом была соединена специальная рейка. Вал поднимал поршень, за счет чего образовывалось разрежение, благодаря которому всасывалась топливовоздушная смесь, которая впоследствии воспламенялась. В двигателе не использовалось электрическое зажигание, инженеры не обладали достаточным уровнем знаний в электротехнике, смесь воспламенялась отрытым пламенем через специальное отверстие. После взрыва смеси возрастало давление, под действием которого поршень поднимался (сначала под действием газа, а потом по инерции) и специальный механизм отсоединял рейку от вала, вновь создавалось разрежение, топливо засасывалось в камеру сгорания, и процесс повторялся вновь. КПД этого двигателя превышал 15 %, что было значительно выше, чем КПД любой паровой машины того времени. Удачная конструкция, высокая экономичность, а так же постоянная работа над устройством агрегата (именно Отто в 1877 году запатентовал новый вид двигателя внутреннего сгорания с четырехтактным циклом, который лежит в основе большинства современных ДВС) позволило занять значительную долю рынка приводов для различных устройств и механизмов.

1883 год — французский инженер Эдуард Деламар-Деботвиль конструирует одноцилиндровый четырехтактовый двигатель, топливом в котором служил газ. И хотя до практического воплощения идей дело так и не дошло, по крайней мере, на бумаге Деламар-Деботвиль опередил ГотлибаДаймлераи Карла Бенца.

1885 год — ГотлибДаймлер создал то, что сегодня называют прототипом современного газового двигателя — устройство с вертикально расположенными цилиндрами и карбюратором. Для этих целей Даймлер совместно со своим другом Вильгельмом Майбахом приобрели мастерскую близ города Штутгарт. Двигатель создавался для того, чтобы он мог двигать экипаж, поэтому требования, предъявляемые к нему, были весьма значительными. ДВС должен был быть, компактным, обладать достаточной мощностью и не требовать газогенератора. “Reitwagen” — так назвали первое двухколесное транспортное средство изобретатели. Год спустя миру предстал и первый прототип 4-х колесного авто. Майбах разработал эффективный карбюратор, который обеспечивал эффективное испарение топлива. В то же время венгр Банки запатентовал устройство карбюратора с жиклером. В отличие от предшественников в новом карбюраторе предлагалось не испарять, а распылять топливо, которое испарялось непосредственно в цилиндре двигателя. Так же карбюратор дозирует топливо и воздух и равномерно смешивает их в нужной пропорции.ГотлибДаймлер с самого начала своей инженерной карьеры он был убежден, что паровой двигатель устарел и нуждается в скорейшей замене. Газовые двигатели — вот в чем видел перспективу развития Даймлер. Ему пришлось обстучать множество порогов фирм, которые не хотели рисковать и вкладывать деньги в пока еще неизвестный им продукт. Майбах, первый человек, который понял его, впоследствии стал его другом и партнером. В 1872 году Даймлер совместно с Николасом Отто собирает всех лучших специалистов, с которыми ему приходилось когда-либо работать во главе с Майбахом. Задача была сформулирована следующим образом: создать работоспособный и эффективный газовый двигатель. И уже два года спустя эта задача была выполнена, а производство двигателей поставлено на поток. Два двигателя в день — огромная скорость по тем меркам. Но здесь позиции Даймлера и Отто на дальнейшее развитие фирмы начинают расходиться. Первый считает, что необходимо усовершенствовать конструкцию и провести ряд исследований, второй говорит о необходимости увеличить производство уже сконструированных двигателей. На почве этих противоречий Даймлер покидает компанию, вслед за ним уходит и Майбах.В 1889 году они организуют фирму «DaimlerMotorenGesellschaft», с конвейера которой сходит первый автомобиль. А двенадцать лет спустя Майбах собирает первый автомобиль Мерседес, названный по имени своей дочери, который впоследствии станет легендой.

1886 год — 29 января Карл Бенц запатентовал конструкцию первого в мире трехколесного газового автомобиля с электрическим зажиганием, дифференциалом и водяным охлаждением. Энергия к колесам подводилась при помощи специального шкива и ремня, присоединенным к передаточному валу. В 1891 году им же была построена 4-х колесная машина. Именно Карл Бенц был первым, кому удалось совместить воедино шасси и двигатель.Уже в 1893 году автомобили Бенца становятся первыми в мире дешевыми транспортными средствами массового производства. В 1903 году Фирма «Benz&Company» слилась с фирмой Даймлера, образовав «Daimler-Benz», а позже «Mercedes-Benz», а сам Бенц стал членом наблюдательного совета, пока не умер в 1929 году. 1889 год — Даймлер усовершенствовал свой четырехтактовый двигатель, предложив V-образное расположение цилиндров и использование клапанов, намного увеличивших удельную мощность двигателя на единицу массы.

Таким был путь развития двигателей внутреннего сгорания, принесших в нашу жизнь комфорт и скорость перемещения. Дальнейшее развитие этого направления покажет время, но уже сейчас конструкторы предлагают достаточно интересные альтернативные варианты конструкции ДВС.

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.

Он получил патент на использование и способ получения светильного газа путём сухой перегонки древесины или угля. Это открытие имело огромное значение, прежде всего для развития техники освещения. Очень скоро во Франции , а потом и в других странах Европы газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

Патент на конструкцию газового двигателя

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

Август Отто

Поиски нового горючего

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жидкого топлива. Ещё в 1872 году американец Брайтон пытался использовать в этом качестве керосин. Однако керосин плохо испарялся, и Брайтон перешёл к более лёгкому нефтепродукту — бензину. Но для того, чтобы двигатель на жидком топливе мог успешно конкурировать с газовым, необходимо было создать специальное устройство для испарения бензина и получения горючей смеси его с воздухом.

Брайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Бензиновый двигатель

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Готлиб Даймлер . Много лет он работал в фирме Отто и был членом её правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнёсся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение — в 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из лёгких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень лёгким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счёт увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскалённой полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях оставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году он взял патент на карбюратор с жиклёром , который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлагал не испарять бензин, а мелко распылять его в воздухе. Это обеспечивало его равномерное распределение по цилиндру, а само испарение происходило уже в цилиндре под действием тепла сжатия. Для обеспечения распыления всасывание бензина происходило потоком воздуха через дозирующий жиклёр, а постоянство состава смеси достигалось за счёт поддержания постоянного уровня бензина в карбюраторе. Жиклёр выполнялся в виде одного или нескольких отверстий в трубке, располагавшейся перпендикулярно потоку воздуха. Для поддержания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте, так что количество всасываемого бензина было пропорционально количеству поступающего воздуха.

Первые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объём цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала столетия стали распространяться четырёхцилиндровые.

См. также

Ссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «История создания двигателей внутреннего сгорания» в других словарях:

    Схема: Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с глушителем … Википедия

    Дельтообразный двигатель в Национальном железнодорожном музее, Йорк, Великобритания Дельтообразный двигатель (Napier Deltic) это британский двигатель со встречным дви … Википедия

    Чертёж Паровой телеги Кюньо (Jonathan Holguinisburg) (1769) История автомобиля началась ещё в 1768 году вместе с созданием паросиловых машин, способных перевозить челов … Википедия

На мой взгляд, первым очень примитивным двигателем сгорания можно назвать пушку. В ствол пушки закладывается заряд (рабочее тело) далее вставляется снаряд (поршень), порох заряда поджигается (воспламенение), сгорая порох вырабатывает большое количество пороховых газов (рабочий ход), которые, расширяясь, с силой выталкивают снаряд из ствола, то есть делают необходимую работу. Далее весь цикл, пусть медленно, но повторяется.

Первые устройства, отдалённо напоминающие двигатель внутреннего сгорания тоже использовали порох. В 17-ом веке изобретатель Кристиан Хайгенс (Christian Huygens) использовал водяной насос, работающий на порохе, для обеспечения водой садов Версальского дворца, которым требовалось в день не менее 3000 кубических метров воды. По существу это был первый, практически используемый, примитивный двигатель внутреннего сгорания. (По некоторым данным двигатель не был построен.)

К концу 18-го века получили развитие паровые двигатели. Создатели паровых машин уже тогда понимали, что лучше топливо сжигать непосредственно в цилиндре двигателя, просто в то время не было удобного для этого процесса топлива.

В 1780-х годах изобретатель Александро Вольта сделал игрушечный пистолет в стволе которого при помощи электрической искры взрывалась смесь воздуха с водородом. В результате взрыва из ствола выталкивалась пробка. На первый взгляд это не имеет отношения к двигателю внутреннего сгорания, но именно это подтолкнуло изобретателей на возможность применения в двигателе внутреннего сгорания газа, как рабочего тела, и возможность воспламенения газа при помощи электрической искры.

В последствии некоторые изобретатели, беря за основу опыты Вольта, пытались сделать двигатели внутреннего сгорания, работающие на смеси водорода с воздухом.

Двигатель Лебона

Ярким событием в долгой истории создания двигателя внутреннего сгорания было изобретение способа производства искусственного горючего газа.Способ производства горючего газа методом сухой перегонки из дерева или каменного угля был предложен французским инженером Филиппом Лебоном в 1799 году. Даже без учёта значимости этого газа в истории развития двигателя внутреннего сгорания, это изобретение сыграло важную роль в истории человечества, этот газ в начале 19-го широко использовался для освещения, что позволило заменить дорогие свечи и сделать жизнь светлее. Потому этот газ часто назвался «светильным газом», но, иногда, по способу производства газ назывался «угольным газом». Очень скоро Лебон определил, что смесь газа с воздухом легко взрывается, выделяя при этом большое количество тепла, в результате чего происходит сильное расширение сгоревшей смеси, то есть создаётся необходимое давление, которое можно использовать для получения механической энергии. На основе этого открытия в 1801 году Лебон получил патент, на двигатель, работающий на светильном газе.

Предлагаемый Лебоном двигатель не сильно по конструкции отличался от парового двигателя, просто вместо пара, находящегося под давлением, Лебон предлагал вводить в цилиндр смесь светильного газа с воздухом и далее эту смесь поджигать. В конструкции двигателя предусматривалось два компрессора и смесительная камера. Один из компрессоров предварительно сжимал воздух, подаваемый в смесительную камеру, в то время как второй компрессор сжимал светильный газ, поступающий от газогенератора. Далее воздушногазовая смесь подавалась в цилиндр двигателя для последующего воспламенения. Необходимо отметить, что двигатель Лебона назывался двухсторонним двигателем, в таких конструкциях газ (рабочее тело) поочерёдно давит на поршень с двух сторон. В дополнение к этому Филипп Лебон, основываясь на сделанном Александро Вольта игрушечном пистолете, изобрёл электрическое зажигание, в котором использовалась электрическая искра. К сожалению, Филипп Лебон погиб в 1804 году. Его преждевременная кончина не позволила воплотить в жизнь мечты о создании запатентованного им газового двигателя внутреннего сгорания.

В памяти человечества Филипп Лебон остался как изобретатель светильного газа, который в течении нескольких десятилетий использовался для освещения городов. А для специалистов он помнится как изобретатель газового двигателя внутреннего сгорания и электрического зажигания.

В первой половине 19-го века множество изобретателей пытались создать работающий двигатель внутреннего сгорания, только в Англии за этот период было получено более 50 (по некоторым данным 100 или даже 200) патентов на двигатель внутреннего сгорания. Подобные патенты получали и изобретатели других стран. Некоторым изобретателям удавалось только запатентовать двигатели, у некоторых получилось создать работающие двигатели, но эти двигатели не получили дальнейшего развития. Работы некоторых из изобретателей были очень интересны, но описать все конструкции в пределах одной статьи невозможно. Поэтому в дальнейшем остановимся только на самых ярких событиях и личностях, сыгравших заметную роль в истории создания и развития двигателя внутреннего сгорания.

В 1824 году произошло очень важное для развития двигателей внутреннего сгорания событие. Французский физик и военный инженер Карно, на основе законов термодинамики, в своей работе «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» теоретически описал работу идеального теплового двигателя. Что особенно необходимо отметить в своей работе Карно теоретически обосновал необходимость сжатия горючей смеси перед воспламенением.

И не смотря на то, что Карно сам не создавал двигателя внутреннего сгорания, этот человек сыграл очень большую роль в создании и развитии теплового двигателя. Именно на теории Карно были созданы двигатели внутреннего сгорания Отто и Дизеля, являющиеся основой всех современных двигателей.

Двигатель Барсанти и Матечи

(Eugenio Barsanti и Felice Matteucci )

Итальянские изобретатели Барсанти и Матечи 12 июня 1854 года запатентовали в Лондоне свой двигатель внутреннего сгорания. Двигатель был запатентован в Лондоне, потому что итальянское законодательство того времени не обеспечивало надёжной международной защиты.

Это был двигатель со свободным поршнем, расширяющиеся газы, преодолевая усилие давления атмосферы и веса поршня, поднимали поршень вверх. Для воспламенения рабочей смеси использовалась электрическая искра. После охлаждения газов под поршнем образовывалось разрежение и поршень, под действием давления атмосферы, опускался вниз, производя при этом полезную механическую работу.

В последствии двигатель подобной конструкции был создан немецкими инженерами Отто и Лангеном, получивший широкое распространение и большой коммерческий успех.

Схема двигателя

На этом рисунке дана схема устройства двигателя Барсанти и Матечи.

Более подробна конструкция подобного двигателя будет рассмотрена при описании первого двигателя Отто.

Общий вид двигателя Барсанти и Матечи.

Двигатель Барсанти имел заметные преимущества по сравнению с широко применяемым в то время паровым двигателем, он был белее безопасным, компактным и его можно было быстро запустить в работу. Вес этого двигателя не позволял установить его на автомобиль, но он для этого не предназначался. Двигатель был предназначен для использования как источника механической энергии на мануфактурах, ремесленных мастерских или установки его на судах.

В некоторых источниках указывается, что двигатель Барсанти и Матечи был первым, практически используемым двигателем внутреннего сгорания. Но патент на этот двигатель был утерян, поэтому точно описать конструкцию двигателя не представляется возможным. Правда, сохранилось несколько финансовых документов подтверждающих штучное изготовление двигателя на заказ. Также сохранилось несколько старинных чертежей двигателя, но, рассматривая примеры, которые мне удалось найти, можно сказать, что конструкций двигателей было несколько, и что под каждый заказ изготавливался двигатель новой конструкции. Есть свидетельства, доказывающие, что штучно изготовленные двигатели устанавливались на судах или использовались как источник механической энергии на мануфактурах.

В 1856 году Барсанти и Матечи построили двухцилиндровый двигатель мощностью 5 л.с. в каждом цилиндре которого находилось два поршня, двигающиеся навстречу друг другу.

Модель двигателя

Музейная фотография одноцилиндрового двигателя Барсанти и Матечи

Шестерёнчатый механизм, преобразующий возвратно-поступательное движение поршня во вращение вала двигателя.

В большие шестерни, установленные на вал, очевидно, был встроен храповой механизм, а шестерня установленная вдоль оси вала была предназначена для синхронизации движения поршней. Когда один из поршней поднимался вверх, второй поршень опускался вниз.

Двигатель Барсанти с двумя поршнями

Двигатель Барсанти и Матечи с двумя, двигающимися навстречу поршнями

На этих трёх рисунках отображён двигатель Барсанти и Матечи, имеющий совершенно другую конструкцию. В цилиндр этого двигателя было установлено два поршня, двигающихся навстречу друг другу. При помощи зубчатой рейки усилие от поршней передавалось на шестерни, внутри которых был встроен храповой механизм. Для синхронизации движения поршней на оба поперечных вала были установлены конические шестерни, которые передавали вращение на общий продольный вал, на обоих концах которого тоже были установлены конические шестерни.

Найти более точную и достоверную информацию о двигателе Барсанти и Матечи у меня не получилось, хотя этот двигатель постоянно упоминается в статьях по истории двигателя внутреннего сгорания. Причем часто упоминается как первый двигатель, нашедший практическое применение, но не выпускавшийся серийно. Возможно, путаница возникает из-за того, что в Италии творили и другие инженеры, работающие над созданием двигателя внутреннего сгорания. Например, в 1856 году итальянский инженер Петро Венини создал работающий прототип двигателя мощностью 5 л.с., а в последующие годы он создал и более мощные двигатели, которые использовались как стационарные источники механической энергии на промышленных предприятиях Италии.

Двигатель Ленуара

(Жан Этьен Ленуар)

К середине 19-го века идея создания двигателя внутреннего сгорания висела в воздухе. Многие изобретатели в разных странах создавали опытные конструкции двигателей, работающих на смеси водорода и воздуха, на светильном газе, на угольной пыли и даже на жидком топливе, используя для этого различные горючие жидкости.

Но создать практически работающий двигатель внутреннего сгорания, работающей на светильном газе, и первым наладить его коммерческое производство удалось только бельгийскому инженеру Этьену Ленуару(1822-1900) (Jean Joseph Etienne Lenoir ) в 1860 году.

Работая на бельгийском гальваническом заводе, Ленуар ознакомился с принципами электротехники. Эксперименты с электричеством, проводившиеся Ленуаром в 1859 году привели его к идее использования электрической искры для воспламенения воздушно-газовой смеси. Это привело его к решению создать двигатель, использующий этот принцип. Возможно, Ленуар был знаком с работами Лебона.

В 1860 году Ленуар получил патент на свой двигатель. И в течение этого же года Ленуар построил двигатель, работающий на основе полученного патента.

Многие инженеры, современники Ленуара, не считали его двигатель самостоятельным изобретением, поскольку Ленуар собрал вместе узлы и детали, широко применявшиеся и ранее. Но двигатель Ленуара оказался первым, практически работающим двигателем внутреннего сгорания, выпускавшимся серийно и получившим коммерческое продолжение.

Принципы работы двигателя Ленуара.

По своей компоновке и конструкции двигатель Ленуара имел все признаки паровой машины, в этом он почти не отличался от двигателя Лебона.

Как и в паровой машине, основой двигателя являлся цилиндр в центре которого находился поршень, перемещающийся от одного крайнего положения к другому. По существу в одном цилиндре были расположены две камеры сгорания.

Только в цилиндр двигателя подавался не пар под давлением, а подавалась смесь воздуха со светильным газом. При прохождении поршнем половины хода от крайнего положения, в освободившийся за поршнем объём цилиндра подавался светильный газ и воздух, перемешиваясь, они образовывали горючую воздушно-газовую смесь. Воздушно-газовая смесь, находящаяся в цилиндре под атмосферным давлением, воспламенялась при помощи электрической искры, происходило бурное сгорание смеси с её расширением, и вторую половину хода поршень проходил под воздействием усилия давления расширяющихся газов, что и обеспечивало полезную работу двигателя. Одновременно с этим открывшийся верхний золотниковый клапан обеспечивал выход отработавших газов с другой стороны поршня.

Машина была двойного действия с золотниковым распределением рабочего тела: нижний золотник обеспечивал поочередную подачу воздуха и газа в полости цилиндра, расположенные по разные стороны поршня, при этом верхний золотник обеспечивал поочередный выпуск отработавших продуктов сгорания противоположных полостей цилиндра.

Кривошипный механизм двигателя преобразовывал возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение маховика. За один оборот вала двигателя происходило два воспламенения воздушно-газовой смеси, поочередно с каждой стороны поршня, при этом сжатие смеси отсутствовало. На этом основании двигатель Ленуара попадает в группуатмосферных двигателей .

Устройство двигателя Ленуара

1 – Катушка Румкорфа; 2 – Гальванические батареи; 3 – Подшипник коленчатого вала; 4 – Коленчатый вал; 5 – Кривошип коленчатого вала; 6 – Маховик; 7 – Эксцентрик впускного золотникового клапана; 8 – Шток впускного клапана; 9 – Эксцентрик выпускного золотникового клапана; 10 – Шток выпускного клапана; 11 – Шатун; 12 – Шток поршня; 13 – Ползунковый распределитель зажигания; 14 – Поршень; 15 – Свеча зажигания задней камеры; 16 – Свеча зажигания передней камеры; 17 – Передняя камера цилиндра; 18 – Впускной золотниковый клапан; 19 – Выпускной золотниковый клапан; 20 – Цилиндр; 20 – Рубашка охлаждения.

Rochas ) тиражом 300 экземпляров издал книгу «Новый принцип работы двигательных машин, в коих топливо сжигается внутри цилиндра», в которой он обосновывал принципы работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

В своей работе Бо де Роше отметил важность предварительного сжатия рабочей смеси перед воспламенением. Эта брошюра была издана за 16 лет до момента регистрации патента немецкого инженера Николауса Отто, во всём мире считающегося изобретателем четырёхтактного двигателя сгорания с предварительным сжатием рабочей смеси.

Сам Бо де Роше двигатель не построил.

Термины

«Атмосферный двигатель»

В то время этим термином обозначались двигатели внутреннего сгорания, в которых отсутствовало сжатие рабочей смеси перед воспламенением.

В настоящее время этот термин имеет совсем другое значение. Современные двигатели могут быть с наддувом и без наддува. Двигатели, не имеющие наддува (принудительного нагнетания воздуха в систему впуска двигателя), называются атмосферными.

Катушка Румкорфа

Катушка Румкорфа , очень напоминает катушку зажигания современного двигателя внутреннего сгорания. Конструкция катушки довольно проста, на металлический сердечник намотаны две обмотки. Первичная – небольшое количество витков толстого провода, а вторичная – большое количество витков тонкого провода. При подсоединении и отсоединении первичной обмотки к гальваническим элементам (батареям) во вторичной обмотке кратковременно генерируется ток высокого напряжения.

История создания двигателей внутреннего сгорания газовые лампы стали успешно конкурировать с дорогостоящими свечами. Однако светильный газ годился не только для освещения.

В 1801 году Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Принцип действия этой машины основывался на известном свойстве открытого им газа: его смесь с воздухом взрывалась при воспламенении с выделением большого количества теплоты. Продукты горения стремительно расширялись, оказывая сильное давление на окружающую среду. Создав соответствующие условия, можно использовать выделяющуюся энергию в интересах человека. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешения. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой – сжатый светильный газ из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, то есть попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. По существу, Лебон вынашивал мысль о двигателе внутреннего сгорания, однако в 1804 году он погиб, не успев воплотить в жизнь свое изобретение.

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому инженеру Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришел к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машиВ 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило ее судьбу- она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженером Лангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разряженное пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объем газа увеличивался и давление падало. При подъеме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разряжение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и поПоскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырехтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырехтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Рошем. Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счел их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырехтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырехтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто все равно была лучшей, и спрос на нее не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два- в Москве и Петербурге.

Поэтому не прекращались поиски нового горючего для двигателя внутреннего сгорания. Некоторые изобретатели пытались применить в качестве газа пары жиБрайтон в том же 1872 году придумал один из первых так называемых «испарительных» карбюраторов, но он действовал неудовлетворительно.

Работоспособный бензиновый двигатель появился только десятью годами позже. Изобретателем его был немецкий инженер Юлиус Даймлер. Много лет он работал в фирме Отто и был членом ее правления. В начале 80-х годов он предложил своему шефу проект компактного бензинового двигателя, который можно было бы использовать на транспорте. Отто отнесся к предложению Даймлера холодно. Тогда Даймлер вместе со своим другом Вильгельмом Майбахом принял смелое решение- 1882 году они ушли из фирмы Отто, приобрели небольшую мастерскую близ Штутгарта и начали работать над своим проектом.

Проблема, стоявшая перед Даймлером и Майбахом была не из легких: они решили создать двигатель, который не требовал бы газогенератора, был бы очень легким и компактным, но при этом достаточно мощным, чтобы двигать экипаж. Увеличение мощности Даймлер рассчитывал получить за счет увеличения частоты вращения вала, но для этого необходимо было обеспечить требуемую частоту воспламенения смеси. В 1883 году был создан первый бензиновый двигатель с зажиганием от раскаленной полой трубочки, открытой в цилиндр.

Первая модель бензинового двигателя предназначалась для промышленной стационарной установки.

Процесс испарения жидкого топлива в первых бензиновых двигателях заставлял желать лучшего. Поэтому настоящую революцию в двигателестроении произвело изобретение карбюратора. Создателем его считается венгерский инженер Донат Банки. В 1893 году взял патент на карбюратор с жиклером, который был прообразом всех современных карбюраторов. В отличие от своих предшественников Банки предлаПервые двигатели внутреннего сгорания были одноцилиндровыми, и, для того чтобы увеличить мощность двигателя, обычно увеличивали объем цилиндра. Потом этого стали добиваться увеличением числа цилиндров.

В конце XIX века появились двухцилиндровые двигатели, а с начала XX столетия стали распространяться четырехцилиндровые.

Карл Бенц изобретатель бензинового автомобиля

Первый в мире бензиновый автомобиль изобрёл немецкий инженер Карл Бенц в 1886 году. История жизни изобретателя.

Детство инженера

Упорство, гениальность, целеустремленность и поддержка верной спутницы — компоненты успеха немецкого изобретателя Карла Фридриха Бенца. Как первопроходцу, пионеру автомобилестроения пришлось пережить взлеты и падения, но именно он стал человеком, подарившим миру автомобиль — величайшее изобретение, которым пользуются в повседневной жизни миллионы людей. А также причиной, по которой тысячи людей задаются вопросом — что такое «бенц» в названии машины Mersedes!

Карл Бенц, сын машиниста поезда, родился в городке Мюльбург — пригороде Карлсруэ 25 ноября 1844 года. Детство изобретателя не прошло весело и беззаботно. Рано потеряв мужа (заболев пневмонией, Иоганн Георг Бенц умер в 1846), фрау Бенц осталась одна. Она не отчаялась и усердно работала, чтобы единственный ребенок не голодал и получил образование. Сложностей с учебой мальчик не испытывал. Деды и прадеды будущего автомобилестроителя работали кузнецами, а представители этой профессии были ремесленниками, проектировщиками, технологами и инженерами в одном лице. После начальной школы Карл посещал лицей Карлсруэ, окончив который в 1860 в 15 лет он поступил в Polytechnikum Karlsruhe (нынешнее название — Karlsruher Institut für Technologie), где изучал машиностроение.

Начало работы над автомобилем

После успешного окончания учебы в 1864, Карл устраивается конструктором на завод в Маннхайме. Знающий цену деньгам инженер прилежно трудится наёмным рабочим, но не оставляет мыслей об открытии собственной компании. Голова полна идей, главная из которых — создание двигателя внутреннего сгорания.

В 1871 совместно с Августом Риттером открыта мастерская по изготовлению запчастей для паровозов и повозок. Неуёмный Бенц каждую свободную минуту посвящал экспериментам с механикой. Напарник не разделял его увлечения, считая изобретательские порывы несерьезными. На этой почве у компаньонов возникли разногласия, что привело к банкротству мастерской.

Несчастье помогло счастью — выкупив долю партнера, Карл днём трудился в мастерской, а по вечерам заниматься экспериментированием. Деньги одолжил отец Берты Рингер, будущей жены инженера. Таким образом тесть инвестировал средства в талант зятя и благополучие дочери. Берта оказалась не только хранительницей семейного очага, но и преданной соратницей для супруга. Содействие жены помогло изобретателю посвятить себя любимому делу.

Первые успехи

Карл Бенц мечтал сконструировать такое транспортное средство, которое бы двигалось за счёт собственной мощности и без использования рельсов. В 1879 создать двухтактный мотор мощностью 0,9 лошадиных сил. Новый двигатель пошел в производство, так как четырехтактный мотор запатентовал Николаус Аугуст Отто.

Ряд усовершенствований конструкции помог достигнуть необходимой надежности двигателя. В 1880 Бенц основал акционерное общество, в котором он владел 5% акций. Оказавшийся к его услугам капитал позволил проводить дальнейшие разработки. Конструкция нового двигателя обладала мощностью 4 лошадиных силы. Одновременно инженер создает и прочие составляющие автомобиля: карбюратор, акселератор, сцепление, коробку передач, системы охлаждения и зажигания. Изобретения открывают новую эру автомобилестроения, «виновником» которой стал Карл Бенц!

Начало производства автомобилей в Германии

Вскоре возникли разногласия с акционерами по поводу технических аспектов. Бенц в 1883 покидает акционерное общество, основав новое предприятие «Benz & Cie. Rheinische Gasmotorenfabrik» в Маннхайме. Изобретатель продолжил доработки двигателя Отто. Основной проблемой, которую предстояло решить, оказалась большая масса двигателей. В 1885 удалось завершить создание одноцилиндрового четырехтактного бензинового мотора с электрическим зажиганием, радиатором и карбюратором, который экспериментатор установил на деревянное шасси. Получилось первое транспортное средство, в котором двигатель и рама стали единым целым.

Вскоре Бенц представил первый в мире автомобиль с дифференциальной коробкой передач для равномерного распределения мощности и твердыми резиновыми шинами.

Копия первого запатентованного автомобиля Карла Бенца. Экспонат частной коллекции в музее автомобилестроения города Альтлуссхайм (Altlußheim).

29 января 1886 года Бенц вписал своё имя в историю немецкой промышленности, получив Германский императорский патент № 37435 на первый «Автомобиль». В 1888 на выставке «Силовых и производственных машин» в Мюнхене Бенц демонстрировал два часа в день Motorwagen, высоко оценённый прессой. Оргкомитет выставки наградил изобретение золотой медалью за выдающиеся инновации.

Но обыватели в Германии встретили «Motorwagen» прохладно. Сказался консерватизм бюргеров. С интересом наблюдая за задорно бегающей тележкой, немцы в очередь за покупкой не становились. Насмешники называли устройство «повозкой без лошади». На помощь конструктору пришла супруга, решив с сыновьями-подростками на автомобиле мужа навестить матушку, живущую в соседнем городке. Путешествие длиной в 104 километра заняло 13 часов. Потребовалось несколько раз заезжать в аптеку за бензином, который в то время продавался, как растворитель. Чинить приводные ремни и тормоз пришлось у шорника — специалиста по конным упряжкам. В гору поднимались, подталкивая авто сзади. Так Берта Бенц вошла в историю автомобилестроения вместе с мужем, совершим первую в мире поездку на машине с бензиновым двигателем.

Аптека в городе Вислох (Wiesloch), в которой Берта Бенц заправила первый бензиновый автомобиль в мире. Бензин тогда использовался как растворитель.

По возвращению с всемирной выставки в Париже в 1889, которую Карл Бенц посетил в поисках признания своего детища, последовали первые заказы. Предприятие начало приносить прибыль. Одновременно продолжается работа над конструкцией четырёхколёсного автомобиля. Усовершенствованная и более дешевая модель «Victoria» имела 4 колеса, 2 передачи и мотор мощностью в 3 лошадиных силы. В начале 1893 получен патент на улучшенную конструкцию рулевого управления. Не останавливаясь на достигнутом, инженер продолжает исследования. В 1894 выходит модель «Velo», первый грузовик и автобус. А 1896 Бенц построил первый двухцилиндровый двигатель. Так как рост производства продолжался, компания в 1899 преобразовалась в акционерное общество “Benz & Cie. AG”, в котором Бенцу принадлежала треть акций.

Развитие автомобилестроения в Германии

В 1900 предприятие Бенца предлагало 600 конструкций автомобилей, как стандартных, так и спортивных модификаций. В 60 лет Карл Бенц отошел от управления компанией, продолжая оставаться акционером с правом голоса. В 1926 произошло слияние “Benz & Cie. AG” с компанией Готтлиба Даймлера “Daimler-Motoren Aktiengesellschaft”. Новое предприятие называлось “Daimler-Benz AG”. Автомобили концерна стали называться Mercedes-Benz, а фирменный логотип — звезда с 3 лучами — символизирует надежность и качество немецкого автопрома и сегодня.

Объединенное предприятие дало дорогу другим выдающимся немецким инженерам-изобретателям: Фердинанд Порше, Вильгельм Майбах, Макс Заллер.

Скончался великий изобретатель в 1926 году в 85 лет в Ладенбурге, где открыт музей с редкими экспонатами: знаменитый патент №37435 и точной копией первой моторизированной тележки — Motorwagen.

20-08-2017, Юрий Савранский

История развития бензиновых двигателей внутреннего сгорания

Эволюция двигателей- как было тогда, и как есть сейчас

Несмотря на то, что первые двигатели внутреннего сгорания были сконструированы более 140 лет назад, у современных автомобильных моторов по-прежнему чрезвычайно много общего с теми первыми агрегатами, которые по своему принципу действия напоминают миниатюрные электростанции.


Как известно, топливом для первого двигателя был газ, воспламеняющийся в специальной камере внутреннего сгорания. Как и тогда, в сегодняшних моторах пары бензина, предварительно смешанные с воздухом, поджигаются в камере внутреннего сгорания при помощи искры. Таким образом очевидно, что основной принцип автомобильного двигателя остался неизменным. А вот что касается энергоэффективности и экологичности современных моторов, то они в значительной степени эволюционировали, став более дружелюбными и безопасными для окружающей среды при существенном росте эффективности.

 

Как владелец компании Хонда доказал General Motors, что его автомобили лучше


Карбюратор и инжектор


Одним из ключевых элементов в конструкции бензиновых моторов до последнего времени являлся карбюратор. Подобное техническое решение для автомобильных моторов можно встретить еще и сегодня, заглянув под капот некоторых отечественных машин, сконструированных в ХХ веке.

 

Как показали исследования, модернизация карбюратора, являющегося устройством, необходимым для качественного и правильного смешивания топлива и воздуха, зашла в тупик. Повышать эффективность карбюраторов больше уже было невозможно, ввиду чего инженеры в сфере автомобильной индустрии стали один за другим отказываться от применения карбюраторов на моторах своих автомобилей.

 

Кроме того, карбюраторные моторы являются весьма не экологичными, что в свете тезисов о защите окружающей среды стало дополнительным стимулом отказа от карбюраторов. Стоит отметить, что долгое время работа двигателя внутреннего сгорания предполагала смазку трущихся внутренних частей мотора посредством добавления моторного масла непосредственно в бензин. Здесь было чрезвычайно важно соблюсти оптимальные пропорции, позволяющие обеспечивать необходимый эффект смазки, вместе с тем допуская минимальное количество нагара, образующегося после выгорания топливной смеси, сдобренной моторным маслом. Нарушение технологии смешивания бензина и масла влекло за собой появление густого сизого дыма позади даже вполне исправной машины.

 

Смотрите также: 10 сумасшедших внедорожных транспортных средств

 


Первые моторы, оснащаемые системой топливного впрыска, увидели свет в конце ХIХ столетии. В то время, на заре прошлого века, когда подавляющее количество автомобилестроителей работали над усовершенствованием карбюратора, один из немецких инженеров впервые получил патент на систему впрыска топлива в камеру сгорания автомобильного цилиндра. Однако надежность и практическая безотказность карбюраторных моторов не дала возможности бурному развитию инжекторных моторов, ввиду чего говорить о первых серьезных попытках конструкторов двигателей запустить систему топливного впрыска в серийное производство стало возможным лишь применительно к периоду начала Первой мировой войны. Но именно немецкие военные самолеты стали первыми серийными аппаратами, на чьих моторах карбюраторы уступили место впрыску. А вот советская, английская и американская авиация получила на вооружение самолеты с инжекторными моторами лишь к концу войны. Правда, тогда это была система механического топливного впрыска, по своей эффективности мало чем напоминающая современные электронные системы.


В отличие от карбюраторных моторов, двигатели, оснащенные системой топливного впрыска, отличались большей мощностью и тягой благодаря тому, что для каждого цикла сгорания количество и состав смеси были точно отмерены.


Что касается автомобилестроения, то здесь, несмотря на меньшую эффективность карбюратора, карбюраторные моторы оставались практически безальтернативными еще очень долгое время.


Рециркуляция выхлопных газов


Может показаться, что усовершенствование автомобильных двигателей происходило недостаточно быстро, однако этот вывод преждевременен и не справедлив. Одной из первых деталей, играющих ключевую роль в работе мотора, стал клапан рециркуляции отработанных газов. Система рециркуляции выхлопа является неотъемлемой частью силовых агрегатов подавляющего числа современных автомобилей. Эта система позволяет максимально эффективно задействовать топливо, сжигая его в камерах цилиндров с наибольшим эффектом. Благодаря процессу рециркуляции продуктов сгорания топлива отработанные газы вновь поступают в двигатель, где опять участвуют в процессе воспламенения и сгорания топливной смеси. Таким образом достигается не только более полное сжигание бензина, но и уменьшается количество вредных выбросов, образующихся в результате работы двигателя внутреннего сгорания.

 

Стоит отметить, что в современных моторах клапан рециркуляции отработанных газов позволяет сэкономить до 25% топлива, не сгоревшего при первоначальном воспламенении рабочей смеси, которое в отсутствии системы рециркуляции попросту вылетело бы в атмосферу. Таким образом, появившись впервые в середине прошлого века, система рециркуляции выхлопных газов стала обязательной частью для выпускаемых ныне моторов.

Система электронного зажигания


Другим важным шагом в процессе эволюции автомобильных моторов можно назвать разработку и применение электроники в системе зажигания. Довольно продолжительное время система зажигания автомобильного двигателя имела контактную конструкцию. Однако при такой конструкции мотора от правильно выставленного опережения зажигания в полной мере зависела эффективность работы всего агрегата.

 

Как владелец компании Хонда доказал General Motors, что его автомобили лучше

 

Электроника, пришедшая на смену контактному зажиганию, позволила точно выверять момент воспламенения топливной смеси, исключив ее преждевременное возгорание относительно хода поршня. Впрочем, весьма продолжительное время электронное зажигание применялось только для некоторых карбюраторных моторов будучи своеобразной опцией для дорогих моделей машин, предназначенной для повышения отдачи двигателя. Но поскольку используемые устройства требовали сложных настроек и специального оборудования, электронные системы зажигания долгое время оставались редкостью, тогда как подавляющее число автомобилистов продолжали сжигать миллионы тонн топлива ввиду неэффективной работы карбюраторных моторов, оснащаемых морально-устаревшей системой зажигания контактного типа.


Применение обедненной топливной смеси


Вариантом повышения эффективности бензиновых двигателей стал переход некоторых разработчиков на использование обедненной топливной смеси. Инженерами было изменено привычное соотношение топливной смеси. По такой технологии во второй половине 70-х годов стали строить свои моторы инженеры Honda, Mitsubishi, Nissan, а также некоторых других производителей. Но поскольку моторы, разработанные под применение обедненной смеси, требовали установки сложнейших и дорогостоящих каталитических нейтрализаторов, подобные агрегаты не прижились и уже к началу 90-х годов практически полностью перестали производиться.


Электронный топливный впрыск


Пожалуй, наиболее серьезным шагом в процессе эволюции автомобильных моторов является разработка системы электронного топливного впрыска. По сравнению с механическими аналогами, электронные системы позволяли гораздо точнее контролировать количество смеси, подаваемой в камеру сгорания. Первоначальные технологии предусматривали одноточечную конструкцию электронного впрыска, на смену которой пришли системы многоточечного и даже многопортового впрыска. Впрочем, многопортовый впрыск сегодня практически не используется ввиду сложности и дороговизны конструкции.


Сегодня в конструкции инжекторных моторов повсеместно применяются датчики кислорода, именуемые лямбда-зондами. Такие датчики устанавливаются в системе выпуска отработанных газов, выполняя функцию контроля эффективности сгорания топлива в каждом цикле. Многие автомобили располагают двумя и более кислородными датчиками, устанавливаемыми до и после каталитического нейтрализатора. При всех плюсах, лямбда-зонды обладают существенным недостатком, особенно заметным в российских условиях эксплуатации автомобилей. Эти устройства чрезвычайно чувствительны к качеству топлива и при использовании некачественного бензина могут выйти из строя уже после нескольких тысяч пробега.

Помимо двигателей, работающих по принципу цикла Отто, в мире современного автомобилестроения находят применение и другие технологии. Так, в качестве альтернативы можно назвать моторы, работающие по принципу цикла Аткинсона. Правда, такие двигатели не столь распространены ввиду меньшей мощности при прочих равных характеристика. Как правило, бензиновые двигатели, работающие по циклу Аткинсона, используются в гибридных силовых установках.


Сегодня, как и сто лет назад, конструкторы продолжают трудиться над повышением эффективности автомобильных двигателей. Так, уже возможно совсем скоро в свечах зажигания будут использоваться лазерные технологии, а для изготовления дроссельной заслонки будут применяться альтернативные материалы.

Бензиновый двигатель | Британника

Бензиновый двигатель , любой из класса двигателей внутреннего сгорания, которые вырабатывают энергию за счет сжигания летучего жидкого топлива (бензина или бензиновой смеси, такой как этанол) с воспламенением, инициируемым электрической искрой. Бензиновые двигатели могут быть построены для удовлетворения требований практически любого возможного применения в силовых установках, наиболее важными из которых являются легковые автомобили, малые грузовики и автобусы, самолеты авиации общего назначения, подвесные и малые внутренние морские агрегаты, стационарные насосные агрегаты среднего размера, осветительные установки и т. Д. станки и электроинструменты.Четырехтактные бензиновые двигатели используются в подавляющем большинстве автомобилей, легких грузовиков, средних и больших мотоциклов и газонокосилок. Двухтактные бензиновые двигатели встречаются реже, но они используются для небольших подвесных судовых двигателей и во многих портативных инструментах для озеленения, таких как цепные пилы, кусторезы и воздуходувки для листьев.

Типы двигателей

Бензиновые двигатели можно сгруппировать в несколько типов в зависимости от нескольких критериев, включая их применение, метод управления подачей топлива, зажигание, расположение поршня и цилиндра или ротора, количество ходов за цикл, систему охлаждения, а также тип и расположение клапана.В этом разделе они описаны в контексте двух основных типов двигателей: поршневых двигателей и роторных двигателей. В поршневом двигателе давление, создаваемое при сгорании бензина, создает силу на головке поршня, которая перемещает цилиндр по длине возвратно-поступательным или возвратно-поступательным движением. Эта сила отталкивает поршень от головки цилиндра и выполняет работу. Роторный двигатель, также называемый двигателем Ванкеля, не имеет обычных цилиндров, оснащенных возвратно-поступательными поршнями.Вместо этого давление газа действует на поверхности ротора, заставляя ротор вращаться и, таким образом, выполнять работу.

бензиновые двигатели

Типы бензиновых двигателей включают (A) двигатели с оппозитными поршнями, (B) роторные двигатели Ванкеля, (C) рядные двигатели и (D) двигатели V-8.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Большинство бензиновых двигателей относятся к поршнево-поршневому типу. Основные компоненты поршнево-цилиндрового двигателя показаны на рисунке. Почти все двигатели этого типа работают по четырехтактному или двухтактному циклу.

Типовая схема поршневой цилиндр бензинового двигателя.

Encyclopædia Britannica, Inc.

Четырехтактный цикл

Из различных методов восстановления мощности процесса сгорания наиболее важным до сих пор был четырехтактный цикл, концепция, впервые разработанная в конце 19 века. Четырехтактный цикл показан на рисунке. При открытом впускном клапане поршень сначала опускается на такте впуска. Воспламеняющаяся смесь паров бензина и воздуха втягивается в цилиндр за счет создаваемого таким образом частичного вакуума.Смесь сжимается, когда поршень поднимается на такте сжатия при закрытых обоих клапанах. По мере приближения к концу хода заряд воспламеняется электрической искрой. Затем следует рабочий ход, когда оба клапана все еще закрыты, а давление газа обусловлено расширением сгоревшего газа, давящим на головку или головку поршня. Во время такта выпуска восходящий поршень вытесняет отработанные продукты сгорания через открытый выпускной клапан. Затем цикл повторяется. Таким образом, каждый цикл требует четырех тактов поршня — впуска, сжатия, мощности и выпуска — и двух оборотов коленчатого вала.

Двигатель внутреннего сгорания: четырехтактный цикл

Двигатель внутреннего сгорания имеет четыре такта: впуск, сжатие, сгорание (мощность) и выпуск. Когда поршень перемещается во время каждого хода, он поворачивает коленчатый вал.

Encyclopædia Britannica, Inc. Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Недостатком четырехтактного цикла является то, что завершается только половина тактов мощности по сравнению с двухтактным циклом ( см. Ниже ), и только половину такой мощности можно ожидать от двигателя данного размера при заданная рабочая скорость.Однако четырехтактный цикл обеспечивает более эффективную очистку выхлопных газов (продувку) и повторную загрузку цилиндров, уменьшая потерю свежего заряда в выхлопе.

Кто изобрел автомобиль? | Библиотека Конгресса

«Назад к Тайнам повседневности стр.

Ответ

На этот вопрос нет однозначного ответа. История автомобиля очень богата и восходит к 15 веку, когда Леонардо да Винчи создавал конструкции и модели для транспортных средств.

Das erste praktisch brauchbare automobil der welt, das Benz-Dreirad von 1885. На фотографии изображен трехколесный автомобиль Benz, изготовленный в 1885 году. Отдел эстампов и фотографий Библиотеки Конгресса.

Есть много разных типов автомобилей — паровые, электрические и бензиновые, а также бесчисленное множество стилей. Кто именно изобрел автомобиль — это вопрос мнения. Ранее сообщалось, что Карл Бенц из Германии создал первый настоящий автомобиль в 1885/1886 году.Однако наши знания об изобретении настоящего автомобиля продолжают развиваться. История изобретения автомобиля пополнилась другими фигурами, которые сыграли свою роль в его истории.

Старый безлошадный экипаж на автозаправочной станции возле Лост-Ривер, Нью-Гэмпшир. Фотограф Карла Миданса. 1936. Отдел эстампов и фотографий, Библиотека Конгресса.

Ниже представлена ​​подборка основных моментов в истории автомобилестроения, составленная на основе информации из книги Леонарда Бруно Science and Technology Firsts (Detroit, c1997) и ThoughtCo. История автомобиля .

Основные характеристики автомобиля

БЕНЗИН
Изобретатель Дата Тип / Описание Страна
Николя-Жозеф Куньо (1725–1804) 1769 STEAM / Построен первый самоходный дорожный автомобиль (военный тягач) для французской армии: трехколесный, 2,5 миль в час. Франция
Роберт Андерсон 1832-1839 ELECTRIC / Электроколяска. Шотландия
Карл Фридрих Бенц (1844-1929) 1885/86 БЕНЗИН / Автомобиль с двигателем внутреннего сгорания: трехколесный, четырехтактный, двигатель и шасси составляют единое целое. Патент Германии DRP № 37435
Готлиб Вильгельм Даймлер (1834-1900) и Вильгельм Майбах (1846-1929) 1886 БЕНЗИН / Первый четырехколесный четырехтактный двигатель, известный как Cannstatt-Daimler.” Германия
Джордж Болдуин Селден (1846-1922) 1876/95 / Комбинированный двигатель внутреннего сгорания с тележкой: патент № 549,160 (1895). Никогда не производился — Селден собирал гонорары. США
Чарльз Эдгар Дурья (1862-1938) и его брат Франк (1870-1967) 1893 БЕНЗИН / Первый успешный бензиновый автомобиль: двухтактный двигатель мощностью 4 л.с.Братья Дурье основали первую американскую компанию по производству автомобилей. США
Паркер, Уолтер Коулман (композитор). Автомобиль. 1905. Музыкальное отделение, Библиотека Конгресса.

Опубликовано: 19.11.2019. Обновлено: 09.02.2020. Автор: Справочная секция по науке, Библиотека Конгресса

Сайты по теме

Дополнительная литература

  • Бруно, Леонард. Транспорт.В Наука и техника первыми . Детройт, Гейл, c1997: 499-534.
  • Бернесс, Тэд. Ultimate auto album: иллюстрированная история автомобиля . Иола, Висконсин, Публикации Краузе, c2001. 503 с.
  • Коффи, Фрэнк. Америка на колесах: первые 100 лет: 1896-1996 гг. . Лос-Анджелес, General Publishing Group, c1998. 304 с.
  • Эккерманн, Эрик. Всемирная история автомобиля . Варрендейл, Пенсильвания, Общество автомобильных инженеров, c2001. 371 с.
  • Георгано, Г.Н., и Торкил Ри Андерсен, редакторы. Новая энциклопедия автомобилей с 1885 г. по настоящее время . Нью-Йорк, Даттон, 1982. 688 с.
  • Лафферти, Питер. Высшая передача: история автомобилей . Нью-Йорк, Ф. Уоттс, c1990. 32 п.

Поисковые запросы

Кто изобрел машину? | Живая наука

История автомобиля — длинная и извилистая дорога, и определить, кто именно изобрел автомобиль, непросто.Но если вы перемотаете назад эволюцию автомобилей мимо GPS, антиблокировочной системы тормозов и автоматических трансмиссий и даже мимо Model T, в конце концов вы попадете в Benz Motor Car No. 1, недостающее звено между автомобилями и гужевыми колясками.

Карл Бенц запатентовал трехколесный автомобиль, известный как Motorwagen, в 1886 году. Это был первый настоящий современный автомобиль. Бенц также запатентовал свою собственную систему дроссельной заслонки, свечи зажигания, переключатели передач, водяной радиатор, карбюратор и другие основы автомобиля.В конце концов Бенц создал автомобильную компанию, которая существует до сих пор как Daimler Group.

Долгая история автомобиля

Бенц запатентовал первый автомобиль с бензиновым двигателем, но он не был первым провидцем самоходных машин. Некоторые основные моменты в истории автомобиля:

  • Леонардо да Винчи нарисовал механизированную повозку без лошади в начале 1500-х годов. Как и многие его конструкции, он не был построен при его жизни. Однако точная копия выставлена ​​в замке Кло-Люсе, последнем доме Леонардо, а теперь его музее.
  • Парусные колесницы, приводимые в движение ветром, использовались в Китае, когда приезжали первые жители Запада, и в 1600 году Саймон Стивен из Голландии построил одну, которая перевозила 28 человек и преодолевала 39 миль (63 км) за два часа, по данным General Motors. .
  • Француз Николас-Жозеф Кюньо построил самоходную машину с паровым двигателем в 1769 году. Тележка, предназначенная для перемещения артиллерийских орудий, двигалась со скоростью пешехода (2 мили в час или 3,2 км / ч) и должна была останавливаться. каждые 20 минут строить новую паровую головку.

Двигатели внутреннего сгорания

Важнейшим элементом современного автомобиля является двигатель внутреннего сгорания. Этот тип двигателя использует взрывное сгорание топлива, чтобы толкать поршень внутри цилиндра. Движение поршня вращает коленчатый вал, который соединен с колесами карданного вала автомобиля. Как и сам автомобиль, двигатель внутреннего сгорания имеет долгую историю. Неполный список разработок включает:

  • 1680: Христиан Гюйгенс, более известный своим вкладом в качестве астронома, спроектировал, но так и не построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на порохе.
  • 1826: Англичанин Сэмюэл Браун переделал паровой двигатель, чтобы он сжигал бензин, и поместил его на повозку, но этот прототип автомобиля также так и не получил широкого распространения.
  • 1858: Жан Жозеф-Этьен Ленуар запатентовал двигатель внутреннего сгорания двойного действия с электрическим искровым зажиганием, работающий на угольном газе. Он улучшил этот двигатель, чтобы он работал на бензине, прикрепил его к трехколесной повозке и проехал 50 миль.
  • 1873: американский инженер Джордж Брайтон разработал двухтактный керосиновый двигатель.Считается первым безопасным и практичным масляным двигателем.
  • 1876: Николаус Август Отто запатентовал первый четырехтактный двигатель в Германии.
  • 1885: Готлиб Даймлер из Германии изобрел прототип современного бензинового двигателя.
  • 1895: Рудольф Дизель, французский изобретатель, запатентовал дизельный двигатель, который был эффективным двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия.

Электромобили

Электромобили были доступны в середине 19-го века, но потеряли популярность после того, как Генри Форд разработал свою модель T, по данным U.С. Министерство энергетики. Однако в последние годы электромобили вернулись. Только в 2016 году в США было продано более 159 000 электромобилей, из них более половины — только в Калифорнии. Эта технология, как и двигатель внутреннего сгорания, также имеет долгую историю, которую трудно указать одному изобретателю.

Два изобретателя обычно приписывают независимое изобретение первого электромобиля: Роберт Андерсон, шотландский изобретатель, и Томас Дэвенпорт, американский изобретатель, в 1830-х годах, согласно AutomoStory.Первая аккумуляторная батарея была изобретена в 1865 году французским физиком Гастоном Плантом, который заменил неперезаряжаемые батареи, использовавшиеся в ранних моделях электромобилей. Вот некоторые из следующих нововведений:

  • Французский химик Камиль Фор в 1881 году улучшил конструкцию свинцово-кислотных аккумуляторов Plante, сделав электромобили жизнеспособным выбором для водителей.
  • Уильям Моррисон из Де-Мойна, штат Айова, был первым, кто успешно построил электромобиль в США в 1891 году.
  • Камиль Женаци, бельгийский автогонщик, построил и участвовал в гонках на электромобиле, установив новый рекорд наземной скорости в 100 км / ч в 1899 году. Его автомобиль назывался La Jamais Contente (что означает «никогда не удовлетворенный» «).
  • Фердинанд Порше, немецкий автомобильный инженер, изобрел первый гибридный автомобиль в 1900 году.
  • Томас Эдисон разработал в 1907 году никель-щелочную батарею, которая была более прочной и менее опасной, чем свинцово-кислотная батарея, используемая в автомобилях. Батарея не понравилась большинству потребителей, так как у нее была более высокая начальная стоимость, но она была внедрена в грузовых автомобилях нескольких компаний из-за ее долговечности и большей дальности действия.

Электромобили продолжали набирать популярность, и в 1895 году состоялась первая автомобильная гонка в Соединенных Штатах — 52-мильный «рывок» из Чикаго в Уокиган, штат Иллинойс, и обратно, который занял у победителя 10 часов 23 минуты (в среднем скорость 5 миль / ч / 8 км / ч) — было шесть статей, две из которых были электромобилями, согласно журналу Smithsonian. По данным Министерства энергетики, к 1900 году у службы такси Нью-Йорка было около 60 электромобилей, и примерно треть автомобилей в США были электрическими.

Когда Генри Форд представил модель T в 1908 году, недорогой и высококачественный автомобиль с бензиновым двигателем стал очень популярным, и, по данным Министерства энергетики, начался упадок электромобилей. К 1920-м годам бензин стал дешевле и доступнее, и все больше американцев путешествовали на большие расстояния. У электромобилей не было того запаса хода, который был у автомобилей с бензиновым двигателем, а электричество по-прежнему было недоступно во многих сельских городах, что делало автомобили с бензиновым двигателем предпочтительным автомобилем.

В 1976 году Конгресс принял Закон об исследованиях, разработках и демонстрациях электрических и гибридных транспортных средств из-за роста цен на нефть, нехватки бензина и зависимости от иностранной нефти. Многие автомобильные компании начали исследовать и разрабатывать новые топливосберегающие и электрические варианты, хотя до 1990-х годов ничего особенного не произошло.

Toyota Prius, разработанная и выпущенная в Японии в 1997 году, была первым серийным гибридным автомобилем в мире и была доступна во всем мире к 2000 году. Гибридный автомобиль Honda Insight был выпущен в Соединенных Штатах в 1999 году.

Tesla Motors приступила к разработке и производству роскошного полностью электрического автомобиля, способного проехать более двухсот миль без подзарядки в 2003 году, а первая модель была выпущена в 2008 году. Chevrolet Volt, выпущенный в 2010 году, был первой доступной вилкой. -в гибриде, который использовал бензиновый двигатель для увеличения запаса хода автомобиля, когда батарея была разряжена. Nissan LEAF также был выпущен в 2010 году и был более доступен для широкой публики, чем Tesla Model S.

Сегодня почти все крупные и многие небольшие автомобильные компании разрабатывают свои собственные электрические и гибридные модели.

Инновационный и предпринимательский

Карл Бенц, изобретатель первого практичного современного автомобиля. (Изображение предоставлено Daimler.com)

Карл Бенц получил признание за изобретение автомобиля, потому что его машина была практичной, использовала бензиновый двигатель внутреннего сгорания и работала так, как современные автомобили.

Бенц родился в 1844 году в Карлсруэ, городе на юго-западе Германии. Его отец был железнодорожником, погибшим в аварии, когда Бенцу было 2 года. Несмотря на бедность, мать Бенца поддерживала его и его образование.Он был принят в Университет Карлсруэ в 15 лет и окончил его в 1864 году со степенью инженера-механика.

Первое предприятие Benz по производству чугуна и листового металла провалилось. Однако его новая невеста, Берта Рингер, использовала свое приданое, чтобы профинансировать новый завод по производству газовых двигателей. Получив прибыль, Бенц смог начать строительство безлошадного газового экипажа.

Бенц построил три прототипа своего автомобиля в частном порядке к 1888 году, когда Берта решила, что пришло время для прессы.Рано утром Берта взяла последнюю модель и отвезла своих сыновей-подростков 66 миль до дома своей матери. Попутно ей пришлось импровизировать ремонт кожи обуви, заколки для волос и подвязки.

Успешная поездка показала Бенцу, как улучшить машину, и показала сомнительной публике, что автомобили полезны. В следующем году Benz продемонстрировал Motorwagen Model 3 на Всемирной выставке в Париже.

Бенц умер в 1929 году, всего через два года после того, как он объединился с компанией-производителем автомобилей Готтлиба Даймлера, чтобы сформировать то, что сегодня называется Daimler Group, производителем Mercedes-Benz.

Дополнительный отчет от Рэйчел Росс, автора Live Science.

Дополнительные ресурсы

История автомобиля


Самые первые автономные дорожные транспортные средства приводились в действие паровыми двигателями, и по этому определению Николя Жозеф Кюньо из Франции построил первый автомобиль в 1769 году, который был признан Британским Королевским автомобильным клубом и Автомобильным клубом Франции как первый.Так почему же так много книг по истории говорят, что автомобиль был изобретен Готлибом Даймлером или Карлом Бенцем? Это связано с тем, что и Daimler, и Benz изобрели весьма успешные и практичные автомобили с бензиновым двигателем, которые положили начало эре современных автомобилей. Даймлер и Бенц изобрели автомобили, которые выглядели и работали так же, как автомобили, которые мы используем сегодня. Однако было бы несправедливо утверждать, что кто-то из этих людей изобрел «автомобиль».

История двигателя внутреннего сгорания — сердце автомобиля
Двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель, который использует взрывное сгорание топлива для толкания поршня внутри цилиндра — движение поршня вращает коленчатый вал, который затем вращает колеса автомобиля через цепь или приводной вал.Для двигателей внутреннего сгорания автомобилей обычно используются различные виды топлива: бензин (или бензин), дизельное топливо и керосин.

Краткий очерк истории двигателя внутреннего сгорания включает следующие основные моменты:

  • 1680 — голландский физик Кристиан Гюйгенс разработал (но так и не построил) двигатель внутреннего сгорания, который должен был работать на порохе.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве топлива использовалась смесь водорода и кислорода.Риваз сконструировал автомобиль для своего двигателя — первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Однако его конструкция была очень неудачной.
  • 1824 — Английский инженер Сэмюэл Браун приспособил старый паровой двигатель Ньюкомена для сжигания газа и использовал его, чтобы ненадолго привести в движение транспортное средство на Шутерс-Хилл в Лондоне.
  • 1858 — Инженер бельгийского происхождения Жан Жозеф Этьен Ленуар изобрел и запатентовал (1860) двигатель внутреннего сгорания двойного действия с электрическим искровым зажиганием, работающий на угольном газе.В 1863 году Ленуар прикрепил улучшенный двигатель (на бензине и примитивном карбюраторе) к трехколесному фургону, которому удалось совершить историческое путешествие длиной в пятьдесят миль. (См. Изображение вверху)
  • 1862 — Альфонс Бо де Рошас, французский инженер-строитель, запатентовал, но не построил четырехтактный двигатель (французский патент № 52,593, 16 января 1862 г.).
  • 1864 — Австрийский инженер Зигфрид Маркус * построил одноцилиндровый двигатель с грубым карбюратором и прикрепил свой двигатель к тележке для крутого 500-футового проезда.Несколько лет спустя Маркус сконструировал автомобиль, который на короткое время разгонялся до 10 миль в час, который несколько историков считали предшественником современного автомобиля, будучи первым в мире транспортным средством с бензиновым двигателем (однако, прочтите противоречивые примечания ниже).
  • 1873 — американский инженер Джордж Брайтон разработал неудачный двухтактный керосиновый двигатель (в нем использовались два внешних насосных цилиндра). Однако он считался первым безопасным и практичным масляным двигателем.
  • 1866 — Немецкие инженеры Ойген Ланген и Николаус Август Отто усовершенствовали конструкции Ленуара и де Роша и изобрели более эффективный газовый двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел и позже запатентовал успешный четырехтактный двигатель, известный как «цикл Отто».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен сэром Дугалдом Клерком.
  • 1883 — Французский инженер Эдуард Деламар-Дебутвиль построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель, работавший на печном газе.Неизвестно, действительно ли он построил автомобиль, однако проекты Деламара-Дебутвилля были очень продвинутыми для того времени — в некоторых отношениях опережали как Daimler, так и Benz, по крайней мере, на бумаге.
  • 1885 — Готлиб Даймлер изобрел то, что часто называют прототипом современного газового двигателя — с вертикальным цилиндром и с впрыском бензина через карбюратор (запатентовано в 1887 году). Daimler сначала построил двухколесный автомобиль Reitwagen (ездовая повозка) с этим двигателем, а год спустя построил первый в мире четырехколесный автомобиль.
  • 1886 — 29 января Карл Бенц получил первый патент (DRP № 37435) на автомобиль, работающий на газе.
  • 1889 — Компания Daimler построила улучшенный четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и двумя цилиндрами с наклонным V-образным расположением цилиндров.
  • 1890 — Вильгельм Майбах построил первый четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.
  • Дополнительная литература — Механика двигателей внутреннего сгорания — Что такое 2-тактный двигатель? 4-тактный?
Проектирование двигателей и автомобилей были неотъемлемой частью деятельности, почти все конструкторы двигателей, упомянутые выше, также проектировали автомобили, а некоторые из них стали крупными производителями автомобилей.Все эти изобретатели и многие другие внесли заметные улучшения в эволюцию автомобилей внутреннего сгорания.

Важность Николая Отто
Одна из важнейших вех в разработке двигателей принадлежит Николаю Августу Отто, который в 1876 году изобрел эффективный газовый двигатель. Отто построил первый практичный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, названный «Двигатель цикла Отто», и как только он закончил работу над своим двигателем, он встроил его в мотоцикл.Вклад Отто был очень исторически значимым, именно его четырехтактный двигатель был повсеместно принят для всех будущих автомобилей, работающих на жидком топливе. (Подробнее о Николаус Отто )

Важность Карла Бенца
В 1885 году немецкий инженер-механик Карл Бенц спроектировал и построил первый в мире практичный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. 29 января 1886 года Бенц получил первый патент (DRP No.37435) для автомобиля, работающего на газе. Это был трехколесный автомобиль; Бенц построил свой первый четырехколесный автомобиль в 1891 году. Benz & Cie., Компания, основанная изобретателем, к 1900 году стала крупнейшим в мире производителем автомобилей. Бенц был первым изобретателем, который интегрировал двигатель внутреннего сгорания с шасси — разработав и то, и другое. вместе. (Подробнее о Karl Benz )

Важность Готлиба Даймлера
В 1885 году Готлиб Даймлер (вместе со своим партнером по дизайну Вильгельмом Майбахом) сделал шаг вперед в двигателе внутреннего сгорания Отто и запатентовал то, что принято считать прототипом современного газового двигателя.Связь Даймлера с Отто была прямой; Даймлер работал техническим директором компании Deutz Gasmotorenfabrik, совладельцем которой в 1872 году являлся Николаус Отто. Есть некоторые разногласия относительно того, кто построил первый мотоцикл Отто или Daimler.

Двигатель Daimler-Maybach 1885 года был небольшим, легким, быстрым, имел карбюратор с впрыском бензина и вертикальный цилиндр. Размер, скорость и эффективность двигателя сделали революцию в дизайне автомобилей. 8 марта 1886 года Даймлер взял дилижанс и приспособил его для размещения своего двигателя, тем самым спроектировав первый в мире четырехколесный автомобиль . Daimler считается первым изобретателем, который изобрел практический двигатель внутреннего сгорания.

В 1889 году компания Daimler изобрела V-образный двухцилиндровый четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами. Как и двигатель Отто 1876 года, новый двигатель Daimler заложил основу для всех будущих двигателей автомобилей. В том же 1889 году Daimler и Maybach построили свой первый автомобиль с нуля, они не адаптировали другое транспортное средство, как всегда делали раньше.Новый автомобиль Daimler имел четырехступенчатую коробку передач и развивал скорость до 10 миль в час.

Компания Daimler основала Daimler Motoren-Gesellschaft в 1890 году для производства своих моделей. Одиннадцать лет спустя Вильгельм Майбах сконструировал автомобиль Mercedes. (Узнайте больше о Gottlieb Daimler & Wilhelm Maybach )

* Если бы Зигфрид Маркус построил свой второй автомобиль в 1875 году, и он был бы таким, как заявлено, это был бы первый автомобиль с четырехтактным двигателем и первый, который использовал бензин в качестве топлива, первый имел карбюратор для бензинового двигателя. и первый с зажиганием от магнето.Однако единственное существующее свидетельство указывает на то, что автомобиль был построен примерно в 1888/89 году — слишком поздно, чтобы быть первым.

Следующая страница > Начало сборочной линии

все иллюстрации mary bellis

История автомобиля


Самая первая дорога с автономным приводом автомобили приводились в движение паровыми двигателями, и по этому определению Николас Джозеф Cugnot из Франции построил первый автомобиль в 1769 г. — признан Британским Королевским автомобильным клубом и автомобилестроением. Club de France как первый.Так почему так много книг по истории говорят что автомобиль изобрел Готлиб Даймлер или Карл Бенц? Это потому, что и Daimler, и Benz изобрели очень успешные и практичные автомобили с бензиновым двигателем, которые открыли эру современных автомобилей. Даймлер и Бенц изобрели автомобили, которые выглядели и работали как автомобили, которые мы использовать сегодня. Однако было бы несправедливо утверждать, что кто-то из них изобрел » автомобиль.

История двигателя внутреннего сгорания — сердце автомобиля
Внутренний двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель, использующий взрывное сгорание топлива. толкать поршень в цилиндр — движение поршня поворачивается коленчатый вал, который затем вращает колеса автомобиля через цепь или приводной вал.В различные виды топлива, обычно используемые для двигателей внутреннего сгорания автомобилей, — это бензин. (или бензин), дизельное топливо и керосин.

Краткое описание истории двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие Основные моменты:

  • 1680 — Голландский физик Кристиан Гюйгенс спроектировал (но так и не построил) внутреннюю двигатель внутреннего сгорания, который должен был заправляться порохом.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания двигатель, который использовал смесь водорода и кислорода в качестве топлива.Риваз разработан автомобиль для его двигателя — первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Однако его конструкция была очень неудачной.
  • 1824 — Английский инженер Сэмюэл Браун адаптировал старый паровой двигатель Ньюкомена чтобы сжечь газ, и он использовал его, чтобы ненадолго привести машину в движение до Shooter’s Hill В Лондоне.
  • 1858 — Бельгиец инженер, Жан Жозеф Этьен Ленуар изобрел и запатентовал (1860 г.) электрический Двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающий на угольном газе.В 1863 г., Ленуар прикрепил улучшенный двигатель (с использованием бензина и примитивный карбюратор) на трехколесный универсал, успевший укомплектовать историческое путешествие длиной пятьдесят миль. (См. Изображение вверху)
  • 1862 — Альфонс Бо де Роша, французский инженер-строитель, запатентовал, но не построил четырехтактный двигатель (французский патент № 52,593, 16 января 1862 г.).
  • 1864 — Австрийский инженер Зигфрид Маркус * построил одноцилиндровый двигатель с грубым карбюратором, и прикрепил его двигатель к тележке для скалистый 500-футовый привод.Несколько лет спустя Маркус сконструировал автомобиль, который на короткое время работал на скорости 10 миль в час, которую некоторые историки считают предшественником современного автомобиль, будучи первым в мире транспортным средством с бензиновым двигателем (однако читайте противоречивые примечания ниже).
  • 1873 — Американский инженер Джордж Брайтон разработал неудачный двухтактный двигатель. керосиновый двигатель (использовались два внешних подкачивающих цилиндра). Однако он считался первым безопасным и практичным масляным двигателем.
  • 1866 — Немецкие инженеры Ойген Ланген и Николаус Август Отто улучшили конструкцию Ленуара. и де Роша сконструировали и изобрели более эффективный газовый двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел и позже запатентовал успешный четырехтактный двигатель. двигатель, известный как «цикл Отто».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен сэром Дугалдом Клерком.
  • 1883 — Французский инженер Эдуард Деламар-Дебутвиль построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель, который пробегала печка на газ. Однако неясно, действительно ли он построил машину, Конструкции Деламар-Дебутвиль были очень продвинутыми для того времени — впереди как Daimler, так и Benz в некотором роде, по крайней мере, на бумаге.
  • 1885 — Готлиб Даймлер изобрел то, что часто называют прототипом современный бензиновый двигатель — с вертикальным цилиндром и с впрыском бензина через карбюратор (запатентован в 1887 г.).Daimler первым построил двухколесный автомобиль «Reitwagen» (ездовая повозка) с этим двигателем и год спустя построил первую в мире четырехколесную моторную технику.
  • 1886 — 29 января Карл Бенц получил первый патент (DRP № 37435) на газовый автомобиль.
  • 1889 — Daimler построил улучшенный четырехтактный двигатель с грибовидными клапанами и два цилиндра с V-образным скосом.
  • 1890 — Вильгельм Maybach построил первый четырехцилиндровый четырехтактный двигатель.
  • Далее Чтение — Механика двигателей внутреннего сгорания — Что такое 2-тактный? 4-тактный?
Конструкция двигателя и дизайн автомобилей были неотъемлемой частью деятельности, почти все конструкторы двигателей упомянутые выше также разрабатывали автомобили, и некоторые из них стали крупными производителями. автомобилей. Все эти изобретатели и многие другие внесли заметные улучшения. в развитии автомобилей внутреннего сгорания.

Важность Николая Отто
Одна из самых важных достопримечательностей в конструкции двигателя принадлежит Николаусу Августу Отто, который в 1876 году изобрел эффективный газомоторный двигатель.Отто построил первый практичный четырехтактный двигатель. двигатель внутреннего сгорания, названный «Двигатель цикла Отто», и как только когда он закончил свой двигатель, он встроил его в мотоцикл. Вклад Отто были очень исторически значимыми, именно его четырехтактный двигатель был универсально применяется для всех будущих автомобилей, работающих на жидком топливе. (Учиться подробнее о Николаус Отто )

Важность Карла Бенца
В 1885 г. немецкий инженер-механик, Карл Бенц спроектировал и построил первый в мире практичный автомобиль, приводиться в действие двигателем внутреннего сгорания.29 января 1886 года Бенц получил первый патент (DRP № 37435) на газовый автомобиль. Это было трехколесный транспорт; Бенц построил свой первый четырехколесный автомобиль в 1891 году. Benz & Cie., Компания, основанная изобретателем, стала крупнейшим в мире производителем автомобилей к 1900 году. Бенц был первым изобретателем, который интегрировал внутренний двигатель внутреннего сгорания с шасси — проектируем и то, и другое вместе. (Учить больше о Карл Бенц )

The Важность Готтлиба Даймлера
В 1885 году, Готлиб Daimler (вместе со своим партнером по дизайну Вильгельмом Майбахом) взял Отто двигатель внутреннего сгорания на шаг впереди и запатентовал то, что обычно признан прототипом современного газового двигателя.Связь Даймлера Отто был прямым; Daimler работал техническим директором Deutz. Gasmotorenfabrik, совладельцем которого Николаус Отто в 1872 году являлся. относительно того, кто построил первый мотоцикл Отто или Даймлер.

Даймлер-Майбах 1885 года двигатель был небольшой, легкий, быстрый, использовался инжекторный карбюратор, и имел вертикальный цилиндр. Размер, скорость и эффективность двигателя позволил произвести революцию в автомобильном дизайне. 8 марта 1886 г. взял дилижанс и приспособил его, чтобы удерживать двигатель, тем самым спроектировав первый в мире четырехколесный автомобиль. считается Daimler первый изобретатель, который изобрел практический двигатель внутреннего сгорания.

В 1889 г., Даймлер изобрел V-образный двухцилиндровый четырехтактный двигатель с грибовидным клапаны. Как и двигатель Отто 1876 года, новый двигатель Daimler заложил основу для всех будущих двигателей автомобилей. Также в 1889 году Daimler и Maybach построили свой первый автомобиль с нуля, они не приспособили другое предназначение автомобиль как всегда делали раньше.Новый автомобиль Daimler имел четырехступенчатую коробку передач и получил скорость 10 миль в час.

Основание компании Daimler Daimler Motoren-Gesellschaft в 1890 году для производства его конструкций. Одиннадцать годы спустя Вильгельм Майбах сконструировал автомобиль Mercedes. (Учиться больше о Gottlieb Daimler & Wilhelm Maybach )

* Если Зигфрид Маркус построил свой второй автомобиль в 1875 году, и, как утверждалось, он был бы первым автомобилем с четырехтактным двигателем, а первый использовал бензин в качестве топлива, первый имел карбюратор для бензина двигатель и первый с зажиганием от магнето.Однако единственные существующие свидетельства указывают на то, что автомобиль был построен примерно в 1888/89 году — слишком поздно. быть первым.

Вперед страница > Начало сборочного конвейера

все иллюстрации мэри беллис

КТО СОБИРАЛ ПЕРВЫЙ БЕНЗИНОВЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В США? — Журнал газового двигателя

Персоналом

1/3

Эрл Рейнс

2/3

Эрл Рейнс

3/3

Предоставлено Earl Rains, 209 North Olive St., Элдон, Миссури 65026.

Эрл Рейнс

❮ ❯

Айова 52206.

Мы благодарим Клуб античной механики Университета
в Калифорнии, Дэвис, за их усилия по восстановлению двигателя Regan
(см. Статью в выпуске GEM за ноябрь-декабрь 1972 года). Однако статья
, касающаяся двигателя Regan, побудила нас, как
, исследовать, кто действительно построил первый бензиновый двигатель.

Вт. Робинсон в своей книге «Газовые и нефтяные двигатели»
, опубликованной в 1890 году, утверждает, что в 1872 году Дж.B.
Brayton из Филадельфии, двигатель назывался Brayton’s
Ready-Motor. Первый из этих двигателей поступил в продажу в 1873 году, а
был испытан в Нью-Йорке профессором Терстоном из Технологического института Стивенса
. В 1878 году этот двигатель был представлен в Великобритании господином Саймоном Ноттингемским.

Насос использовался для сжатия воздуха и нагнетания его через серию из
перфорированных латунных дисков и материалов, обнажающих большую поверхность нефти
в отдельном цилиндре, чтобы полностью испарить топливо
.

Вероятно, первым практическим ГАЗОВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ (кроме
, использующих бензин в качестве топлива), построенного в Соединенных Штатах, был двигатель
, изобретенный доктором Альфредом Дрейком. Он начал эксперименты в 1837 году, и в апреле 1855 года
получил патент № 12715. Этот двигатель
был выставлен в Филадельфии в 1843 году и снова с улучшениями в
в Хрустальном дворце в Нью-Йорке в 1855 году.

В качестве дополнительной ссылки отметим, что на имя D. S. Regan было выдано довольно много патентов
, и нет никаких сомнений в том, что двигатель
, вероятно, был успешным на той стадии развития техники.

Есть надежда, что
Клуб античной механики в UCD не будет огорчаться моим противоречием относительно того, кто построил первый двигатель. Кто знает
? Может быть, кто-нибудь из парней из Филадельфии откопает
ранний двигатель Brayton или Drake !! Добрых товарищей по охоте.

Я отправляю два изображения маленькой модели вертикального двигателя, которую я построил
два года назад. Один снимок — это детали до сборки
. Он был изготовлен из стандартных материалов, всего
отливок были маховиками, которые я нашел на свалке.Они были
6 дюймов в диаметре, я увеличил их до 8 дюймов для увеличения веса.
Диаметр цилиндра 1 3/8 дюйма, ход поршня 2 дюйма, вес
«наезд и промах», катушка зажигания, водяное охлаждение, термосифон, радиатор
и вентилятор. Бензобак в основании, топливный насос с эксцентриковым приводом.

Этот маленький двигатель был выставлен на выставке двигателей Mysouri Valley Steam
Engine Show в Бунвилле, штат Миссури, и на выставке двигателей Ozark Hills Steam and Gas
в Ульмане, штат Миссури, в последние два года.

Опубликовано 1 января 1973 г.

СТАТЬИ ПО ТЕМЕ

Посмотреть 4HP 1910 года Fairbanks, Morse and Co.Тип T расположен в здании муниципальных работ Музея энергии Кулспринг.

Прочтите третью часть жизни пионера газовых двигателей Фрэнка М. Андервуда, рассказывающую о его патентах после Ламберта, когда он жил в Сандаски, штат Огайо.

Узнайте об интригующей истории газового двигателя Benz и его изобретателе Карле Бенце.

Первая машина, первая поездка

60-мильная поездка Берты Бенц в 1888 году стала заголовком молодой автомобильной компании ее мужа.

Немецкий инженер-механик Карл Фридрих Бенц изобрел и построил трехколесный «моторваген», который сегодня признан первым в мире автомобилем.Его жена помогла провести первую маркетинговую кампанию компании.

Другие изобретатели экспериментировали с электрическими и паровыми транспортными средствами. Бензиновый двигатель был помещен на тележку в 1870 году, но именно Карл Бенц изобрел современный автомобиль, когда он построил свой «Fahrzeug mit Gasmotorenbetrieb» (автомобиль с газовым двигателем) в Мангейме, Германия, в 1885 году.

Всего через два года после того, как Карл Бенц подал заявку на патент, его жена Берта в 1888 году стала первым человеком, который проехал на своем газовом моторизованном автомобиле на большие расстояния, что привлекло внимание всего мира… и продажи.

29 января 1886 года Бенц подал заявку на получение имперского патента на его трехколесную повозку с одноцилиндровым четырехтактным бензиновым двигателем. Патент Бенца признан первым в мире для практичного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания.

«Автомобили» уже были, но Бенц использовал двигатель внутреннего сгорания в качестве системы привода для «самодвигателя», — отмечает историк компании Mercedes Benz. «Он представил свой гениальный ход в Императорском патентном ведомстве — родился автомобиль.Поскольку вскоре он построил несколько идентичных трехколесных транспортных средств, Бенцу также приписали первый в истории «серийный автомобиль».

Родившийся в 1844 году в Баден-Мюльбурге, Бенц основал в 1871 году «Чугунолитейный и механический цех». Он получил свой первый патент на двигатель в 1879 году. Его замечательный двигатель 1886 года — с рабочим объемом 0,954 литра — «ожидаемые элементы все еще встречаются в каждый двигатель внутреннего сгорания по сей день: коленчатый вал с балансирами, электрическое зажигание и водяное охлаждение: достаточно, чтобы произвести 0.55 кВт и максимальная скорость 16 км / ч, что практически соответствует мощности всей лошади ».

Вскоре его жена — из богатой немецкой семьи, которая раньше использовала свое приданое, чтобы помогать Бенцу, — попала в заголовки газет за рулем его нового автомобиля.

Историческое путешествие Берты

Тридцатидевятилетняя Берта Бенц вошла в историю 12 августа 1888 года (History.com сообщает 5 августа), «когда она стала первым человеком, совершившим дальнее путешествие на автомобиле», — заявляет.«Поездка помогла популяризировать последнее изобретение Карла Бенца и, вероятно, спасла его от профессионального и финансового краха».

Сообщается, что Берта уехала на автомобиле «Model III Patent Motorwagen» без разрешения своего мужа, хотя она оставила записку, в которой говорилось, что она забирает их двух маленьких сыновей навестить свою мать в Пфорцхайм. Ее путь от их дома в Мангейме составлял около 60 миль. Поездка, которая включала остановки в аптеке, чтобы купить бензиновый растворитель, необходимый для поддержания работы автомобиля, заняла около 15 часов.Через три дня она вернулась домой.

«Ценность поездки к молодой автомобильной компании, которая со временем превратилась бы в Mercedes-Benz, трудно должным образом измерить количественно, но она, несомненно, помогла гарантировать, что к концу века это будет крупнейшая автомобильная компания в мире», завершил статью 2013 года в The Telegraph.

«Путешествие Берты доказало многое, не в последнюю очередь то, что женщина была так же способна обращаться с одним из этих новомодных устройств, как и мужчина», — также отмечалось в статье.«Сегодня вы можете отправиться в Мангейм и повторить ее шаги, следуя указателям на Мемориальный маршрут Берты Бенц».

Согласно Мэри Беллис в ее «Биографии Карла Бенца» 1903 года, Бенц ушел из Benz & Company после того, как его дизайн устарел из-за изобретений Готтлиба Даймлера. Даймлер (вместе со своим партнером по дизайну Вильгельмом Майбахом) в 1885 году сделал двигатель внутреннего сгорания «шагом вперед и запатентовал то, что обычно считается прототипом современного газового двигателя», — отметил Беллис.

Карл Бенц был членом наблюдательного совета Daimler-Benz AG с 1926 года, когда компания была образована, до своей смерти в 1929 году. Берта Бенц была введена в Зал автомобильной славы в 2016 году как первая женщина-пионер в автомобилестроении. .

В Америке Чарльз Дурья получил первый патент США на бензиновый автомобиль в 1895 году. Год спустя Генри Форд продал свой первый «квадроцикл», создав автомобильную промышленность. На рубеже веков около 8000 автомобилей ездили по грунтовым дорогам вместе с лошадьми и повозками.В Нью-Йорке общественные работники ежегодно убирают 450 000 тонн конского навоза.

Прочтите о событии ноября 1900 года в Cantankerous Combustion — 1st U.S. Auto Show.


_______________________

Рекомендуемая литература: Берта на машине: как автомобиль Benz изменил мир (2017). Ваша покупка на Amazon выгодна Американскому историческому обществу нефти и газа. Как партнер Amazon, AOGHS получает комиссию от соответствующих покупок.

_______________________

Американское историческое общество нефти и газа хранит историю нефти США. Присоединяйтесь к AOGHS и помогайте поддерживать этот веб-сайт по образованию в области энергетики, расширять исторические исследования и расширять охват общественности. Для получения информации о ежегодном спонсорстве обращайтесь по адресу [email protected]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *