Продажа квадроциклов, снегоходов и мототехники
second logo
Пн-Чт: 10:00-20:00
Пт-Сб: 10:00-19:00 Вс: выходной

+7 (812) 924 3 942

+7 (911) 924 3 942

Содержание

История двигателя внутреннего сгорания — в подробностях

История появления двигателя внутреннего сгорания начинает свою историю с 1799 года, когда Филиппом Лебоном был открыт светильный газ. Именно он послужил основой для возникновения идеи по созданию двигателя, в котором топливо будет сгорать непосредственно в цилиндре.

Первые попытки создания двигателя

Итак, первым кто задумался над созданием двигателя внутреннего сгорания, был изобретатель Лебон. Воспользовавшись свойствами светильного газа, который при смешивании с воздухом взрывался и выделял огромное количество тепла, он создал двигатель способный конвертировать эту энергию на нужды человека. Его двигатель представлял собой механизм из камеры и двух компрессоров. В одном компрессоре находился светильный газ, а в другом – воздух. При их смешивании возникало воспламенение, которое и позволяло двигателю работать. Однако изобретателю так и не удалось реализовать свою задумку, так как в 1804 году он погиб.

Следующие годы были безуспешными для других исследователей старавшихся создать двигатель, однако бельгийский механик Ленуар решил попытать счастья и создать механизм, в котором смесь топлива и воздуха будет воспламеняться при помощи искры.

Прошли годы, однако, несмотря на затруднения и неудачи ему все-таки удалось воплотить задуманное в жизнь и к 1864 году мир увидели более трехсот двигателей различной мощности. Однако существенно заработав, Ленуар прекратил усовершенствование изобретения, чем и поплатился, ведь другому изобретателю удалось создать двигатель лучше предыдущего.

Новая ступень в создании двигателя

Итак, в 1865 году патент на создание газового двигателя получил немецкий изобретатель Август Отто, который сделал небольшой шаг назад и создал менее прогрессивный, но более экономичный аналог двигателя Ленуара, что позволило ему захватить рынок и существенно заработать.

Однако в отличие от предшественника он не остановился на этом и, получив в 1877 году патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом – создал его. Но выяснилась, что такую же модель ранние разработал французский инженер Бо деРоша, который отсудил права на изобретение у Отто.

Несмотря на это налаженное производство двигателей Отто позволило ему удержаться на ринке и даже захватить его существенную долю. Спрос возрастал, а вот потребность в светличном газе оказывалась все менее обеспеченной, что привело к необходимости поиска нового вида горючего, которое можно было бы распылить и воспламенить. И таким, в ходе исследований американца Брайтона изначально стал керосин, однако из-за высокой массы затрудняющей испарение он был заменен на бензин.

Прорыв в создании двигателя

С использованием бензина была достигнута необходимая конкурентоспособность двигателя, однако одним из немаловажных моментов оставалось обеспечение испарения этого самого бензина в воздушной смеси для достижения эффекта возгорания.

Брайтоном было достигнуто такого эффекта благодаря использованию так званого «испарительного» карбюратора, однако работа его была неудовлетворительной. И исследования продолжались дальше.

В 1880 году изобретателем Костовичем был создан первый работоспособный прототип бензинового двигателя, однако о его разработке мало кому известно.

В это же время в Европе разработкой бензинового двигателя занимался сотрудник компании Отто по имени Готлиб Даймлер. Однако представленная им разработка не была по достоинству оценена его руководством, и прототип бензинового двигателя так и дальше остался бы лишь прототипом, если бы Готлиб не был так уверен в его дееспособности на транспорте.

Решившись на отчаянный шаг, Даймлер вместе с напарником из фирмы Отто Майбахом оставляют компанию и, купив небольшую мастерскую неподалеку от Штутгарта, начинают работу над проектом.

Основной задачей для них становится создание легкого, и компактного двигателя способного перемещать экипаж. Увеличение мощности разработчиками планировалось за счет более частого вращения вала, однако чтобы достигнуть этого, им необходимо было обеспечить постоянный источник воспламенения. И им это удалось, в 1883 году они создают первый калильный бензиновый двигатель, в котором вещество воспламеняется благодаря раскаленной трубочке, вставленной в цилиндр.

Настоящим прорывом для использования бензиновых двигателей стало изобретение карбюратора, создателем которого был венгерский инженер Донат Банки. Именно он придумал не испарять бензин, а лишь распылять его в воздухе, благодаря чему он равномерно распределялся по цилиндру, а его испарение было обусловлено действием сжатого тепла.

Распыление бензина обеспечивалось проходящим потоком воздуха, через дозирующий жиклер, который представлял собой трубку с несколькими отверстиями расположенной перпендикулярно. Равномерность достигалась благодаря поддержанию постоянного уровня бензина внутри карбюратора.

Именно эти двигатели стали первыми, и их мощность достигалась благодаря увеличению цилиндра, однако в конце девятнадцатого века для увеличения мощности начали просто увеличивать количество цилиндров.

Желаем Вам успехов во всех делах!

История развития автомобиля — Интересные факты

Используя в разговоре привычные автомобильные термины – ДВС, «автомат», кондиционер, дисковые тормоза, ESP – мы даже не задумываемся об истории их возникновения.

Пожалуй, всем автомобилистам не помешало бы знать, когда и на каких автомобилях появились нововведения, которыми мы пользуемся каждый день.

ДВС или Двигатель внутреннего сгорания


Николаус Отто, построивший в 1878 году первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), несомненно дал большой толчок автомобилестроению. Однако не менее важным было и изобретение Карлом Бенцем в 1885 году автомобиля с ДВС. Интересно, что первый одноцилиндровый ДВС его «Моторвагена» развивал меньше одной лошадиной силы.

Фары, стартер и зажигание

Все эти совершенно привычные для современного автомобиля атрибуты появились больше века назад, в 1912 году, на одном и том же автомобиле – Cadillac Model 30 Self Starter. В его фарах стояли лампы уже с надежной вольфрамовой нитью.

Благодаря этой машине водители забыли об ацетилене и карбиде, о неэффективных лампах с угольной нитью накаливания и о «кривом стартере», использовавшемся для запуска двигателя раньше. Кроме того, есть мнение, что именно стартер «убил» зарождавшийся в то время рынок электромобилей.

Коробка передач


24 декабря 1898 года Луи Рено принял вызов проехать на своем Voiturette вверх по крутой парижской улице Рю Лепик, что на Монмартре. Благодаря наличию коробки передач у него это получилось – и он тут же получил первые 12 заказов на свою «повозку».

Автоматическая коробка передач


Неудивительно, что «автомат» изобрели американцы, живущие в стране прямых, как стрела, хайвеев. Первыми счастливцами в 1939 году стали покупатели модели Oldsmobile Custom 8 Cruiser, серийно оснащенной четырехступенчатой трансмиссией HydraMatic с гидромуфтой.

 Барабанные тормоза, независимая подвеска, несущий кузов

Как и в случае со стартером и фарами, все эти нововведения появились на одной машине, причем одновременно – это была Lancia Lambda.

На «Лямбде» впервые был использован несущий кузов, впервые применены барабанные тормоза на всех колесах, а также независимая подвеска передних колес. Всего было продано около 13 000 экземпляров Lancia Lambda.

Гидроусилитель руля
В первой четверти XX века крутить «баранку» помогали только бицепсы – никаких усилителей предусмотрено не было. Позднее, в 30-х годах, появились сложные и шумные пневмосистемы, которые облегчали участь водителей, но особого комфорта не обеспечивали.

Лишь в 1951 году корпорация Chrysler приладила к своему огромному фешенебельному седану Chrysler Crown Imperial первый в мире гидроусилитель Hydraguide. В Европе ГУР впервые появился у французов, на модели Citroen DS 19 в 1954 году.

Дисковые тормоза

Тот же самый Citroen DS 19, но четырьмя годами позже, в 1958-м, стал «пионером» еще в одной области: автомобилей с дисковыми тормозами.

На этом список нововведений DS 19 не заканчивался: у него был передний привод, отличная аэродинамика, гидропневматическая подвеска всех колес и руль с единственной спицей. Неудивительно, что в первый же день продаж Citroen получил 12 000 заявок на новую модель.

Указатели поворотов

Сначала роль «поворотников» выполняли специальные фонарики, потом механические указатели в виде стрелочек, указывающих направление движения, и лишь в 1925 году Эдгар Вальтц запатентовал современный и привычный всем «поворотник». Но появиться на серийных автомобилях ему было суждено только через 14 лет – после истечения срока патента. Первым автомобилем с указателями поворота стал Buick Roadmaster 1939 года.

Стеклоочиститель

Женский вклад в историю автомобильной безопасности – «дворники». Зимой 1903 года американка Мэри Андерсон, наблюдая за мучениями своего водителя в сильный снегопад (ему постоянно приходилось выбегать из машины и протирать стекло), не выдержала и придумала механический привод, который и запатентовала. В 1917 году «дворники» с электроприводом запатентовала еще одна женщина – Шарлотта Бриджвуд. Несколько лет ее изобретение пролежало на полке, пока в 1926 году его не присвоила себе фирма Bosch. В том же году электрические «щетки» появились одновременно на огромном количестве автомобилей разных марок.

Ремень безопасности

Шведская компания Volvo едва ли не с момента своего появления уделяла огромное внимание безопасности своих автомобилей, совершенствую конструкцию кузова и систем безопасности, и проводя большое количество краш-тестов.

Несмотря на то, что ремни использовались человечеством в различных областях еще с конца позапрошлого века, именно Volvo принадлежит тот самый механизм, который сейчас спасает жизни многих людей при аварии – трехточечный ремень безопасности. Впервые это устройство появилось в 1959 году на автомобиле Volvo PV 544. До этого существовали простенькие двухточечные ремни, однако сравниться по эффективности со шведским изобретением они не могли.

Кондиционер

Первый в мире автомобиль с кондиционером был представлен лишь в 1939 году на Автомобильной выставке в Чикаго. Это был Packard 12.

Стоимость опции составляла 274 доллара: в то время – более трети цены нового полноразмерного легкового автомобиля. Для включения кондиционера водитель должен был заглушить двигатель и вручную установить ремень на шкив компрессора. Помимо агрегатов, расположенных под капотом, сам «холодильник» занимал половину багажника и со своей задачей справлялся крайне неэффективно.

Навигатор

Первые навигационные приборы для автомобилей появились совсем недавно – около 30 лет назад. Новаторами стали японцы из фирмы Honda, предложив в качестве опции для своих моделей Accord и Vigor в 1981 году навигационную систему Electro Gyrocator, которая работала без GPS. И вообще без какой-либо привязке к спутникам.

Чтобы воспользоваться навигатором Honda, водителю нужно было взять специальную пластиковую карту местности и поместить курсор на место текущего положения, а дальше встроенный гироскоп определял направление перемещения автомобиля и его скорость, а «навигация» вычерчивала маршрут. Сложно. И очень дорого для того времени – четверть цены того же Аккорда.

Первая же встроенная навигация для автомобиля с GPS появилась в 1995 году на автомобиле Oldsmobile 88.

Подушки безопасности

В 1967 году изобретатель из США Аллен Брид придумал шариковый сенсор для определения столкновения автомобиля, который стал ключевым элементом новой системы безопасности – надувных подушек.

Впервые она появилась на опытной партии автомобилей Ford Taunus в 1971 году. Первым же серийным автомобилем с подушками безопасности годом позже стало купе Oldsmobile Toronado. Но широкое распространение «подушки» получили только в середине 80-х годов.

Система стабилизации EPS

Компания Bosch с начала 90-х готов пыталась заставить электронику исправлять ошибки водителя. Работы над созданием системы стабилизации (или системы курсовой устойчивости) привели к тому, что в 1995 году ESP впервые появилась на серийном автомобиле, которым стал самый шикарный седан из Штутгарта – Mercedes-Benz S 600 в монументальном кузове W140.

Антиблокировочная система ABS

Первые попытки внедрения антиблокировочной системы на автомобилях были предприняты еще в 50-х годах, когда она уже активно использовалась как на железных дорогах, так и в авиации. Но первый автомобиль с АБС появился только в 1966 году – им стало британское полноприводное купе Jensen FF, которое стоило сумасшедших денег и в итоге разошлось по миру смехотворным тиражом в 320 штук.
Источник: tut.by

Спонсор публикации

BMW X3 навигация на базе Android. Полноценный планшетный компьютер в оригинальной мультимедийной системе Вашего автомобиля с сохранением гарантии официального дилера.

Статьи | Бензин: история и перспективы

Изобретение бензина и двигателя внутреннего сгорания взаимосвязаны. Понадобились десятилетия опытов с нефтью, чтобы получить горючую жидкость, идеально подходящую для безупречной работы автомобиля. Вначале истории бензина его сложно было купить, а сегодня по всему миру существует сеть автозаправок, где топливо продается по топливным картам Газпромнефть для корпоративных клиентов и за наличные деньги.

Как появился бензин

Первый завод для перегонки нефти в России был построен во второй половине XVIII века, и весь процесс был очень примитивен. В печи устанавливался огромный сосуд, наполненный очищенной нефтью. Образовавшиеся во время нагревания пары проходили по длинной трубке, встроенной в емкость и проходившей через бочку с холодной водой, и получался керосин, стекавший в подставленную под противоположный конец трубки тару.

В 1825 году англичанин Фарадей после многих опытов выделил быстровоспламеняющуюся углеводородную смесь, которая была названа бензином. Слово «бензин» имеет арабское происхождение и в дословном переводе означает «яванское благовоние». Такое название горючее получило, поскольку нефть для проводимых ученым опытов доставлялась из восточных стран.

Позже русскому ученому Шухову удалось расщепить углеводороды нефти на более летучие элементы, что позволило получать больший объем бензина.

Когда бензин получил статус автомобильного топлива

В конце XIX века немецкий конструктор Г. Даймер усовершенствовал двигатель внутреннего сгорания и приспособил его к работе на бензине. С этого времени горючую жидкость начали использовать в качестве топлива для автомобилей.

Автомобили приобретали популярность как удобное и быстрое средство передвижения, и одновременно с этим не прекращались работы по созданию новых моделей машин и улучшению бензина. Хотя конструкция двигателей и состав бензина за последнее столетие претерпели изменения, но принцип их взаимодействия остался прежним.

Планы на будущее

Эксперименты с бензином продолжаются и в современном мире. Ученые не оставляют попыток снизить количество выхлопных газов, попадающих в окружающую среду. Эта тема остается актуальной, поскольку количество автомобилей растет, и отработанные газы загрязняют воздух.

Есть надежда, что объем полного сгорания бензина в топливной системе удастся увеличить до максимума, и он будет оказывать минимально негативное воздействие на системы двигателя, контактирующие с горючим. Также ученые надеются получить топливо, при использовании которого вредные выбросы не будут загрязнять воздух.

Возможно вам будет интересно: Почему рассчитываться топливной картой выгоднее, чем банковской или Виды дизельного топлива и область его применения


Патентные споры — Авторевю

В январе нынешнего года мир отметил юбилей — 125 лет с момента изобретения автомобиля. Однако стоит копнуть историю поглубже — и начинают всплывать удивительные факты: оказывается, самодвижущиеся экипажи с двигателями внутреннего сгорания строились и ездили еще до 1886 года! Так кому же все-таки принадлежит пальма автомобильного первенства — немцам Бенцу и Даймлеру, французам Ленуару и Делямару-Дебутвиллю или австрийскому еврею Маркусу?

«А наш ему: ладно, …ты, немец, обезьяну, говорят, выдумал, а я, русский, в одну минуту всю твою выдумку опроверг».

М. Е. Салтыков-Щедрин, «В дороге»

Отсчет 125 лет автомобиля ведется со знаменательной даты: 29 января 1886 года Карл Бенц подал в Kaiserlisches Patentampt заявку на патент за номером 37435 — «Экипаж с приводом от газового двигателя».

Титульный лист знаменитого патента №37435

Но нюансов в истории с Бенцем множество. Начнем с того, что заявку Бенца одобрили только 2 ноября 1886 года, а до того формальное право оспорить первенство оставалось у любого другого изобретателя. Между прочим, сам Бенц после публичного выезда своего экипажа 3 июля 1886 года рассказывал газетчикам, будто его трехколеска была готова еще год назад — просто до января он не был уверен в машине, проводил тайные испытания во дворе своей «Рейнской фабрики газовых моторов», а на улицы Мангейма выезжал только ночью… Причина? Вспомним, что права на четырехтактный двигатель принадлежали тогда Николаусу Аугусту Отто (Das Deutsche Reichspatent №532 от 4 августа 1877 года). Отто отличался редкой склонностью к сутяжничеству, преследуя всех и вся, кто брался выпускать моторы с предварительным сжатием смеси. И Бенц знал это. Из-за этого он прежде строил только двухтактники. Однако на свой самодвижущийся экипаж поставил уже четырехтактный мотор.

Копия Der Patent-Motorwagen Nr.1 из заводского музея была построена, вероятно, в 1936 году, к полувековому юбилею машины

Почему Бенц вдруг решил рискнуть?

Дело в том, что в середине 1880-х годов над Отто сгустились тучи: обнаружилось, что еще в 1862 году французский инженер-путеец Альфонс Бо де Роша изложил принцип работы четырехтактного двигателя. Едва появились достаточные основания сомневаться в приоритете Отто, французские промышленники вчинили ему встречный иск. И буквально на следующий день после того как 29 января 1886 года Карл Бенц подал свою знаменитую заявку, суд отменил действие патента Отто на четырехтактный ДВС!

Карл Бенц, подающий надежды молодой человек

Так что, скорее всего, Бенц не кокетничал перед газетчиками: его машина была готова еще в середине 1885 года, но открыто заявить о ней мешало отсутствие судебного решения по делу Отто. О нем Бенц узнал за день до оглашения — очевидно, «по своим каналам».

Существует не менее загадочный вопрос: почему Готлиб Даймлер, которого в концерне Dailmler AG предлагают считать «соотцом современного автомобиля», даже не оспаривал первенство у Бенца? Почему не попытался запатентовать свой четырехколесный «моторваген»? В 1883 и 1885 годах он получает свидетельства на четырехтактные двигатели (DRP №28022 и DRP №34926), в 1885-м — на мотоцикл (DRP №36423). Затем создает моторную лодку, моторизует вагон конки, дрезину, локомотив, пожарный насос и даже дирижабль. «Соотца автомобиля» интересуют любые сферы применения ДВС, за исключением… автомобильной.

Для Даймлера четырехколесный экипаж — не более чем занятный кунштюк. Пока Бенц лавирует в пучине германского патентного права, Даймлер готовит любимой жене Эмме, у которой 29 апреля день рождения, сюрприз. Заказывает штутгартскому каретнику Вимпфу экипаж-«американку», поручает заводу в Эсслингене изготовить двигатель, рулевой механизм и трансмиссию. И не больно-то следит за выполнением поручений: Вимпф присылает повозку с четырехмесячным опозданием, затем машину неспешно собирают в Эсслингене. Первое дорожное испытание прошло с годовым опозданием — 4 марта 1887 года: Бенц к тому времени полгода как первый.

Забавно, что почтенный штутгартский концерн Daimler-Benz ныне носит название Daimler AG. Получилось, что имя главного пионера автомобилизма, приоритет которого немцы упорно отстаивали, оказалось за бортом истории…

Попытки Бенца продать свой автомобиль успехом не увенчались. Газета «Мангеймер цайтунг» назвала трехколеску «бесполезной и совершенно ненужной»

Однако под первенство Бенца подложена другая мина — французская. Вспомним, что в Парижской консерватории искусств и ремесел выставлена паровая телега Кюньо образца 1769 года. Не просто первый в мире самодвижущийся экипаж с тепловым двигателем, но и первый переднеприводный автомобиль! А также первый грузовик, первый тягач и первый военный автомобиль, поскольку назначением телеги Кюньо было таскать пушки в парижском Арсенале.

Французы первые, а вовсе не немцы?

Пропуск Даймлера на международную выставку в Чикаго в 1893 году. Как и теперь, выставки служили местом подсматривания чужих идей

В те времена две нации враждовали вовсю: 8 июля 1870 года французский посланник доставил прусскому королю Вильгельму депешу с кучей претензий. Король, расслаблявший в тот момент свои престарелые чресла в целебных ваннах в Бад-Эмсе, был настроен миролюбиво, требования французов выполнили. Но министр-президент Пруссии, бретер и забияка Отто фон Бисмарк, известный своими предостережениями против войны с Россией, не колебался — 19 июля Пруссия объявила войну Наполеону III. Имея на треть меньше штыков, чем у Франции, в марте следующего года пруссаки заняли Париж, свергли последнего французского императора — и заодно объявили о создании собственной Германской империи.

От итогов Франко-прусской войны европейскую политику будет лихорадить вплоть до 1945 года. И если бы только политику! Стороны со скрипом признавали патентное право друг друга и, случалось, подворовывали друг у друга изобретения. Вспомнить хотя бы то, как Citroen 5CV 1921 года превратился в Opel 4PS Laubfrosch 1926 года…

Что уж говорить про принципиальный вопрос первенства в автомобильной индустрии, которую немцы лелеют столь же трепетно, как французы свою гастрономию?

Впрочем, в 1940 году немецкие офицеры в захваченном Париже осматривали телегу Кюньо без тени ревности: паровые автомобили оказались тупиковой ветвью, и к ним относились не иначе как к техническим диковинам (АР №7, 2005). Германских радетелей за приоритеты беспокоили только самоходы с ДВС.

Например, запатентованная 30 января 1807 года во французском Bureau des Arts et Metiers самодвижущаяся повозка майора швейцарской армии Франсуа Исаака де Риваца. Обучаясь в академии Сен-Сира, майор посещал опыты Алессандро Вольты. Знаменитый физик показывал пистолет, внутрь которого вместо пороха закачивался гремучий газ и воспламенялся искрой от вольтова столба — прообраза современных батареек. Изобретение автомобиля и стало возможным благодаря подобного рода новациям, на рубеже XVIII-XIX веков сыпавшимся, как из рога изобилия.

Свою четырехколесную повозку майор оснастил неким подобием копра для забивания свай. В вертикальном цилиндре, открытом сверху, перемещался поршень со штоком-зубчатой рейкой. Шток входил в зацепление с храповиком, соединенным с барабаном. А на барабан наматывалась цепь, крепившаяся на другом барабане, на ведущей оси повозки. На половине первого такта поршень шел вверх, засасывая в полость под собой сначала воздух, а затем водород (клапаны открывал механик). Затем клапаны закрывали и воспламеняли смесь от вольтова столба. От взрыва поршень подбрасывало еще выше, после чего, опускаясь, он собственным весом тянул цепь, вращая барабаны. Более точного описания повозки не сохранилось. Об ее испытании в швейцарском городе Веве в 1813 году оставлены довольно смутные свидетельства. Но если майорова повозка ездила, ее можно считать первым в мире водородным автомобилем.

Предприятие Даймлера делало упор на широкое применение мотора образца 1883 года

А двигатели Ленуара? Люксембуржец Жан Жозеф Этьен Ленуар (кстати, ставший кавалером ордена Почетного легиона за заслуги перед Францией во время Франко-прусской войны) 24 января 1860 года получил французский патент №43624 на двухтактный ДВС. Этот мотор напоминал паровую машину. Предварительного сжатия горючей смеси не происходило — золотник распределял ее между смежными полостями цилиндра, и поршень шел в сторону, противоположную той, с какой на него оказывали давление расширяющиеся газы.

На мысль использовать светильный газ в качестве топлива Ленуара натолкнули газовые рожки в парижском ресторане, где он гарсоном подавал обеды и разносил свежие газеты. ДВС Ленуара работал с перебоями, уступал по кпд паровым машинам, но, что важно, производился в промышленных масштабах. О том, какой к тому времени был накоплен багаж знаний, свидетельствует одно рекламное объявление: «В машине Ленуара применен поршень по патенту Стрита. Она двойного действия, как двигатель Лебона, воспламенение электрической искрой, как у машины Риваца, питание газом по методу Эрскина Хазарда, она обязана Сэмьюэлу Брауну охлаждением цилиндра водой».

Так вот, известно, что в 1862 или в 1863 году Ленуар построил трехколесный восьмиместный омнибус, который из Парижа добрался до Жонвиль-ле-Понта — а это 19 км!

Но патента на омнибус Ленуар не получал. Поэтому немецкие историки не видят его соперником Бенца и Даймлера. Более того, официально считается, что опыты Ленуара вдохновили Николауса Аугуста Отто на создание первого по-настоящему эффективного ДВС, получившего золотую медаль на Парижской выставке 1867 года.

Между прочим, на Всемирной выставке 1867 года с моторами Отто и Ленуара ознакомился еще и Готлиб Даймлер. Словом, без Ленуара стройная лесенка к германскому первенству развалилась бы.

Но вот еще один француз — Эдуар Делямар-Дебутвилль. Был он весьма разносторонней личностью. Издал трехтомник грамматики санскрита, коллекционировал птиц, оставил труды по выращиванию мидий. Устричная ферма, основанная им в Карантеке на западе Франции (залив Морле), действует до сих пор. Делямар-Дебутвилль даже занимал должность мэра городка Фонтен-ле-Бур (департамент Приморская Сена в Нормандии), где вместе с механиком Леоном Полем Шарлем Маланденом проводил опыты над самодвижущимися экипажами. Первый экземпляр, трицикл, в 1883 году у изобретателей взорвался, а на втором, четырехколесном, в 1884 году была совершена успешная поездка по дороге до соседней деревушки Кайи (5,3 км). Причем, в отличие от Ленуара, Делямар-Дебутвилль получил патент на свой автомобиль от 12 февраля 1884 года! Это был типичный сельский экипаж, известный как «нормандский фургон», — но под полом размещались два горизонтальных одноцилиндровых двигателя, огромный маховик, ременный промежуточный привод, дифференциал и цепные главные передачи.

Немудрено, что жители Фонтен-ле-Бур считают свой городок колыбелью автомобиля и даже поместили повозку Делямар-Дебутвилля на свой герб!

Однако в дальнейшем Делямар-Дебутвилль сосредоточился на стационарных двигателях — к примеру, его газовые моторы мощностью до 7000 л.с. были отмечены золотыми медалями знаменитой выставки Exposition Universelle в Париже в 1900 году наряду с башней инженера Эйфеля и мостом через Енисей инженера Лавра Проскурина.

Изобретение Делямар-Дебутвилля несет прямую угрозу приоритету Бенца. Вот только всегда ли немцы отказывались признавать первенство Делямар-Дебутвилля? В 1906 году в журнале Der Motorwagen вышла обширная статья, рассказывающая о машине французского изобретателя. Однако в 1936 году, когда Третий рейх отмечал 50-летие германской автомобильной промышленности, ни о каком Делямар-Дебутвилле уже не вспоминали. Историю причесали, подобно тому, как в СССР плодили мифы о Кулибине и братьях Черепановых. Немалую роль сыграл в этом официальный летописец Daimler-Benz AG Пауль Зиберц. Так экипажи Бенца и Даймлера стали обладателями звания первых в мире автомобилей.

Имеется и еще одна, упорно игнорируемая немцами, автомобильная родовая ветвь. Она ведет к Зигфриду Самуилу Маркусу. Он родился в 1831 году в городке Мальхине на северо-востоке Германии. Азы механики и электротехники Маркус постигал на известной берлинской фирме Siemens&Halske. Как убежденный противник войны между немцами и французами Маркус был вынужден в 1852 году бежать в Вену. Там на улице Мариахильфер-штрассе спустя четыре года он открыл собственное конструкторское бюро. На Парижской выставке 1867 года, где мотор Отто удостоен золотой медали, Маркус получает серебряную за карбюратор. К этому времени Маркус изобрел и магнето — правда, не для автомобиля, а для подрыва мин. Это устройство, известное как Vienna Znder, многим знакомо по фильмам про партизан.

При этом свою самодвижущуюся повозку (1886 г.) Даймлер даже не запатентовал

Так вот, первую самоходную телегу, внешне напоминающую экипаж майора де Риваца, Маркус построил еще в 1870 году! Сохранились письменные свидетельства об этом опыте и фотографическая карточка машины.

Причем на этом Маркус не остановился — вторую моторизованную телегу по его проекту построила фирма Fa. Mrky, Bromovsky & Schulz в городе Адамсталь вблизи Брно, в Моравии (теперь это чешский город Адамов). У экземпляра №2 наличествовали важнейшие признаки современного автомобиля — компактный ДВС, потреблявший топливовоздушную смесь, приготовляемую в карбюраторе и воспламеняемую от низковольтного магнето с прерывателем. Имелись сцепление, двухступенчатая трансмиссия, рулевой механизм, раздельные места для водителя и пассажиров.

Вырезки из немецкого журнала Der Motorwagen Nr. 31 за 1906 год с описанием машины Делямар-Дебутвилля. В частности, в статье есть такая фраза: «Он сконструировал двухцилиндровый мотор и установил его на повозку, которая была запатентована 12 февраля 1884 года как «La France Automobile»

В 1984 году по приложенным к патенту №160267 Делямар-Дебутвилля чертежам построили копию его повозки. В тот год французы торжественно отпраздновали 100-летие автомобиля, на два года раньше немцев

В 1984 году по приложенным к патенту №160267 Делямар-Дебутвилля чертежам построили копию его повозки. В тот год французы торжественно отпраздновали 100-летие автомобиля, на два года раньше немцев

Эдуар Делямар-Дебутвилль (1856—1901 гг.)

Международная выставка Exposition Universelle в Париже (1900 г.), где Делямар-Дебутвилль получил золотую медаль за судовые и стационарные двигатели мощностью до 7000 л.с.

Чертежи автомобиля Эдуара Делямар-Дебутвилля. Машина оснащалась спаренной силовой установкой из двух горизонтальных одноцилиндровых двигателей (8128 см3 , 8 л.с. при 250 об/мин)

Утверждалось, что второй образец был построен в 1875 году, то есть на десять лет раньше трехколески Бенца. Казалось, новоявленным историкам Третьего рейха можно было радоваться — приоритет уроженца Германии Маркуса был подтвержден патентом дружественного государства. Только вот незадача — Маркус был евреем. Австрийцев сие обстоятельство ничуть не волновало, и повозка изобретателя, вполне работоспособная, выставлялась в Венском техническом музее на самом видном месте.

В марте 1938 года в ходе аншлюса германские войска заняли Австрию, присоединив ее к Третьему рейху. Незадолго до этого, едва события приняли предсказуемый ход, работники музея закатили ценный экспонат в нишу в одном из коридоров музея, заложили ее кирпичом и аккуратно заштукатурили. Не ровен час нашли бы ее гестаповцы…

Автомобиль майора де Риваца за один ход поршня перемещался на расстояние 5,7 метра. Двигатель совершал 14—15 тактов в минуту

Омнибус Ленуара оснащался полуторасильным газовым двигателем. Интересно, что Ленуар первым применил рулевое колесо

Мемориальная доска в память о Ленуаре в одном из залов Консерватории искусств и ремесел в Париже

После войны кладку разобрали, провели ТО, и 16 апреля 1950 года моторизованная телега Маркуса своим ходом прошла во главе колонны горожан по улицам Вены.

Но вот что интересно: если и был смысл немцам охотиться за машиной Маркуса, то только из-за иудейского происхождения изобретателя. Уже в те годы было ясно, что приоритет Маркуса сомнителен. В 1901 году американский филиал компании Daimler-Motoren-Gesellschaft (основанной, напомню, «соотцом автомобиля») поручил инженеру-профессору Чишеку установить прецеденты постройки самодвижущихся экипажей до 1879 года. Связано это было с претензиями некоего Селдена из Рочестера, штат Нью-Йорк, на право считаться изобретателем автомобиля (о нем мы рассказывали выше). Профессор отправил запрос на фирму Fa. Mrky, Bromovsky&Schulz и получил в ответ письмо следующего содержания: «Любезно сообщаем, что действительно построили по заказу господина Маркуса двигатель мощностью 1 л.с. для установки на самодвижущуюся повозку в 1888 году. Данная повозка, испытанная на главной торговой улице Вены, вызвала сильный переполох…» Свидетелей «переполоха» нашлось только двое, и оба они не могли наверняка назвать дату, когда это происходило. Однако в газетах за 1875 год профессору не встретилось ни единого упоминания об испытаниях автомобиля Маркуса.

За свою жизнь Зигфрид Маркус (1831—1898 гг.) успел получить 131 патент в 16 странах

Первый автомобиль Маркуса образца 1870 года был слишком примитивен и не мог нормально эксплуатироваться

Вторая повозка Маркуса была выпущена много позднее указанной на табличке даты — не в 1875-м, а, скорее всего, в 1889 году. И по этой причине не может претендовать на звание первого автомобиля. Кстати, недавно была построена точная копия этой повозки. Причем мотор для нее изготовила чешская фирма ADAST, бывшая Mrky, Bromowsky&Schulz

Вторая повозка Маркуса была выпущена много позднее указанной на табличке даты — не в 1875-м, а, скорее всего, в 1889 году. И по этой причине не может претендовать на звание первого автомобиля. Кстати, недавно была построена точная копия этой повозки. Причем мотор для нее изготовила чешская фирма ADAST, бывшая Mrky, Bromowsky&Schulz

Получается, вторая машина была создана изобретателем много позже? Косвенно это подтверждается несколькими фактами. Во-первых, достоверно известно, что в 1882 году Маркус построил двухтактный двигатель (кстати, очень похожий по устройству на ленуаровский, без предварительного сжатия). А на его второй машине стоит более прогрессивный четырехтактный мотор. Кроме того, германский патент на низковольтное искровое зажигание для ДВС от магнето Маркус получил только в 1883 году. Тогда как на его второй повозке магнето уже стояло. Спрашивается, если эта машина построена в 1875 году, отчего Маркусу тогда же не запатентовать свое магнето?

Современные историки сходятся на том, что в 1875 году Маркус мог набросать концепцию второй машины. А завершена она была не ранее 1889 года. Следовательно, и Бенц, и Даймлер все же опередили Маркуса.

Так что никто не спешит отказываться от мифов о первенстве Бенца, сложенных в неспокойные 1930-е годы историком Паулем Зиберцем. Да и стоит ли осуждать немцев за их упорство в отстаивании собственных приоритетов?

Селден на своем автомобиле, построенном после начала судебных споров о приоритете, 1905 г.

Представленная суду масштабная модель автомобиля Селдена (редкое фото из архива Библиотеки Конгресса США)

Иллюстрация с титульной страницы скандально известного патента Селдена. Это был переднеприводный автомобиль, силовой агрегат которого объединялся с главной передачей


В обход

Само слово «патент» происходит от латинского pateo, что значит «открыто предъявляемый», «доступный». Правильнее было бы называть этот документ litterae patentes — как известные испокон веку монаршие указы, охранные грамоты. Историкам известно, что, к примеру, флорентийский архитектор Филиппо Брунеллески еще в 1421 году получил трехлетний патент на баржу с подъемным механизмом, доставлявшую мрамор по реке Арно. А британский король Джеймс I в 1623 году постановил выдавать патенты исключительно на проекты, заключающие в себе новшества.

Если бы патенты защищали не решение, а саму задачу, прогресс давно зашел бы в тупик. «Экипаж, движущийся без лошадей, помощи ветра или мускульной силы человека» — это задача. Охраняется только способ ее решения — посредством паровой машины, электромотора, двигателя внутреннего сгорания, ядерного реактора. Получается, нет смысла спорить, кто первый в XIX веке изобрел автомобиль, поскольку его придумал Кюньо еще в XVIII веке.

Однако некий американский юрист Джордж Селден в конце XIX века чуть было не получил патент на автомобиль как таковой!

Отец Селдена, судья и известный республиканский адвокат, видел сына на юридическом поприще, однако тот тяготел к техническим дисциплинам. В 1876 году на Centennial Exhibition в Филадельфии Селден-младший, в то время выпускник Йельского университета, видит ДВС конструкции Джорджа Брайтона и загорается идеей построить такой же, но компактнее. С помощью механиков Фрэнка Клемента и Уильяма Гомма «недоюрист» Селден проектирует такой мотор и повозку к нему. И 8 мая 1879 года подает патентную заявку. Однако сам же и затягивает решение по ней, внося бесконечные поправки. Только спустя 16 лет, 5 ноября 1895 года, ему выдают патент US549160 на Road Engine — так называется автомобиль Селдена.

Юридические навыки Селдену все же пригодились: формула изобретения была составлена настолько ловко, что позволяла преследовать любого, кто брался выпускать автомобили в США. Привилегия Селдена стала хрестоматийным примером «зонтичного патента». В частности, в нем содержались такие формулировки: «В усовершенствованном мною дорожном локомотиве могут применяться любые типы двигателей с предварительным сжатием смеси, работающих на жидких углеводородах».

Селден принялся окучивать промышленников, требуя роялти за каждую выпущенную машину. Дело давалось так легко, что на полученные деньги Селден даже основал собственную автомобильную фирму Selden Motor Vehicle Company. Правда, ни одного автомобиля так и не построил.

Именно на это обстоятельство напирал Генри Форд, отбиваясь от иска Селдена. Этот судебный процесс начался в 1903 году и растянулся на целых восемь лет, побив все рекорды по исписанной бумаге — 14 тысяч листов дела! Селден был вынужден построить свой Road Engine, что, разумеется, уже не составило особого труда, поскольку к этому времени появилось немало работоспособных аналогов.

И Форд проиграл, что грозило ему колоссальными выплатами по иску: все это время он не переставал делать автомобили! Тогда, внеся сумасшедший по тем временам залог в 350 тысяч долларов, Форд подал апелляцию. Он доказал, что Селден усовершенствовал вовсе не двигатель Брайтона, как утверждалось в его патенте, а существовавший раньше мотор Отто. А патент на него был отменен германским судом в 1886 году! Из всего этого судьи, похоже, поняли только «патент отменен германским судом», и этого хватило, чтобы окончательно решить патентную войну в пользу Форда. Решение было принято 10 января 1911 года, когда до окончания действия патента Селдена оставался всего год.


В мире занимательных реплик

Le fardier, телега военного инженера Николя-Жозефа Кюньо в парижской Консерватории искусств и ремесел, старейшем политехническом музее мира

Третьего июля 2010 года реплика первого в мире автомобиля проехала по главной улице родной деревушки Кюньо — Вуа-Вакон

Самый ценный экспонат парижской Conservatoire des Arts et Metiers — «фардье» Николя Жозефа Кюньо 1769 года. Про эту телегу сложено немало историй, однако группа студентов парижского технического университета Art et Metiers ParisTech решила разобраться, где истина, а где выдумка. В частности, они установили, что известная история с наездом на стену, когда «котел взорвался с грохотом на весь Париж», — скорее всего, просто легенда. Потом студенты воссоздали чертежи повозки с использованием методов компьютерного проектирования — и, наконец, построили и испытали точную копию машины на объединенном полигоне французской автомобильной промышленности CERAM в Мортефонтене. Обнаружилось, что на одной закладке дров и заправке водой (300 л) повозка в состоянии двигаться в течение часа со скоростью 3-5 км/ч.


Павел Тараненко и повозка Маркуса

И сегодня в 86 лет Павел Иванович бодр духом и готов рассказывать удивительные истории из своей жизни

Про таких, как Павел Иванович Тараненко, принято говорить «человек удивительной судьбы». Детство он провел в многонациональной Ялте, и природная склонность к языкам однажды спасла ему жизнь и определила дальнейшую судьбу. Во время войны его заподозрили в связях с партизанами. Но татарину-полицаю он отвечал по-татарски, а прибывшему на допрос немецкому офицеру — по-немецки, и потому Тараненко не расстреляли, а отправили в лагерь, в Австрию. Здесь выручило еще и знание автодела — хороший Дом пионеров был в Ялте! Тараненко взяли механиком на автомобильный завод Steyr в Граце, за которым был закреплен лагерь. Когда в Австрию пришла Красная армия, Тараненко после проверки СМЕРШем (акроним от «смерть шпионам», название контрразведывательного подразделения Наркомата обороны) призвали в танковые войска.

Когда закончились бои, Тараненко в звании сержанта сопровождал офицеров на переговорах с местной администрацией. И в 1946 году бургомистр Вены обратился к нашему командованию с неожиданной просьбой: дать отделение солдат с офицером, чтобы извлечь из кирпичной стены в Венском техническом музее старинный автомобиль. «Зачем вам офицер? — удивился наш генерал. — У меня тут есть дельный сержант, говорит по-вашему, да и в машинах понимает!»

Много всего потом было в жизни Павла Ивановича. Военную службу он продолжил в Потсдаме, демобилизовался, учился, работал инженером на АЗЛК, занимался автомобильным спортом. Однажды, году в 1960-м, его вызвали в КГБ и продемонстрировали полученное из Австрии письмо: господина Тараненко любезно приглашают прибыть в Вену, чтобы за рулем спасенной им повозки Маркуса проехать по улицам во время какого-то торжества. В КГБ умели выбирать правильный тон беседы: Павел Андреевич отказался, о чем, кажется, продолжает жалеть до сих пор.

Аусвайс Павла Тараненко, выданный ему на заводе Steyr-Daimler-Puch в Граце в сентябре 1944 года

Павел Тараненко — бравый старший сержант со свободным немецким и знанием автомобиля


Яковлев, Фрезе и Авторевю

На XVI Всероссийской торгово-промышленной выставке в Нижнем Новгороде 28 мая 1896 года царю Николаю II показали первый русский автомобиль, построенный Евгением Александровичем Яковлевым и Петром Александровичем Фрезе. Увы, государь всея Руси попросту предпочел не заметить новинку. Не возымела успеха и робкая рекламная кампания в газетах — по объявлению экипаж никто не купил. Дальнейшая судьба первого русского автомобиля, увы, неизвестна. Сохранились лишь два фотоснимка, оба — с Нижегородской ярмарки.

Вот по ним-то в начале 1996 года специалистами-реставраторами Авторевю и была построена «боеспособная» реплика — к столетию первого российского автомобиля. Воссозданием рабочих чертежей занимался Евгений Бабурин, конструкторскими и монтажными работами руководил Лев Железняков. За основу конструкции брали заднемоторные аналоги того времени — например, повозку Benz Victoria 1895 года, которую тоже изучали Яковлев с Фрезе: горизонтальное расположение цилиндра, двухступенчатая ременная трансмиссия и цепная главная передача. Иван Шадричев построил двигатель, ходовую часть спроектировал и изготовил Петр Трофимов, Николай Жук взял на себя изготовление всех кожаных элементов (тента, сидений, крыльев, полога и передней стенки кузова), а Дмитрий Фатеев выполнил деревянные элементы рамы и кузова. Александр Глухов сделал фонари и систему раскрытия тента, Алексей Антонов принимал участие в сборке и покраске автомобиля. Реплика автомобиля Яковлева и Фрезе стала центральным экспонатом Московского автосалона 21-25 августа 1996 года. Сегодня машина украшает вестибюль Авторевю.


Спящие красавицы

Трехколеска Бенца хранится в транспортном филиале знаменитого мюнхенского Deutsche Museum в стеклянном саркофаге, подобно спящей красавице из древнегерманских сказок. Карл Бенц передал ее туда в 1906 году, в 20-летнюю годовщину своего изобретения.

Образец, выставленный в заводском музее Mercedes-Benz в Штутгарте, — всего лишь копия: предположительно, одна из трех, построенных в 1936 году к полувековому юбилею германской автомобильной промышленности. Еще одну из тех трехколесок не так давно работники музея Mercedes-Benz обнаружили и спрятали в хранилище в городе Фельбахе. В заводском музее стараются не акцентировать внимание на том, где у них выставлены копии, а где оригинальные машины. И не без причины. Пожар, случившийся на заводе Mercedes в 1903 году, погубил многие из потенциальных экспонатов, в частности, первый мотоцикл Даймлера.

Кстати, в центре классических автомобилей Mercedes-Benz Classic Center можно купить репликар Benz Patent-Motorwagen всего за 66400 евро. Сообщается, что построена реплика самим центром, в точном соответствии с оригиналом за единственным исключением: вместо лигроина она потребляет современное топливо. На самом же деле заказ для центра на сотню трехколесок выполнила мастерская John Bentley Engineering из Йоркшира. Причем Джон Бентли построил 14 реплик первого автомобиля Бенца еще в 1986 году, к 100-летию.

Так выглядел «зал трудовой славы» концерна Daimler-Benz AG в 1951 году. На переднем плане — повозка Даймлера (подарок жене) и его первый мотоцикл Reitwagen. Правее различима трехколеска Бенца. Далеко не все экспонаты в этом помещении — подлинники

Престарелый Бенц за рулем своего детища во время парада в Мюнхене, посвященного 25-летию Allgemeine Schnauferl-Club, 1925 г.

А это — точная копия Der Patent-Motorwagen Nr.1 в шоу-руме Mercedes-Benz Classic Center в Фельбахе. И подобных копий существует около 130

Der Patent-Motorwagen Nr.1 — экспонат Verkehrszentrum Deutsches Museum в Мюнхене, Inv.-Nr.: 1906/4710

0,5 литра – максимум! Краткая история эволюции автомобильных двигателей

400−500 кубических сантиметров — именно такой рабочий объём одного цилиндра двигателя считается оптимальным. И с точки зрения материалоёмкости мотора, и с точки зрения оптимальности термодинамических процессов. Но к такому решению конструкторы пришли относительно недавно.

Период проб и ошибок

Принято считать, что первый в мире автомобиль с бензиновым двигателем построил немец Карл Бенц в 1885 году. И хотя до него австриец Зигфрид Маркус уже строил самобеглые повозки, оснащённые бензиновым ДВС, но первый аппарат Маркуса был предельно несовершенным, а второй появился позже автомобиля Бенца. Так вот, официально признанный первым автомобиль имел четырёхтактный одноцилиндровый двигатель рабочим объёмом чуть менее одного литра. Реальная мощность этого двигателя составляла 0,9 л.с. при 400 об/мин. И при массе 265 кг эта коляска с мотором разгонялась до 16 км/ч.

Как только автомобили стали походить на что-то приемлемое для осуществления транспортной функции, то сразу выяснилось, что имеющиеся моторы очень слабы для этой самой функции. А увеличивать объём цилиндра можно только до определённого предела, за которым конструкция оказывалась предельно циклопической, совсем разбалансированной с точки зрения термодинамики и малопригодной для практического применения. Тем не менее, до 5 литров таки дошли. А когда освоили технологию литья и производства многоцилиндровых моторов, то появились монстры с рабочим объёмом за 20 литров. Отличались они запредельным расходом топлива, огромной массой и малыми оборотами. Двигатель самого знаменитого гоночного автомобиля нулевых годов XX века, немецкого Blitzen Benz, хоть и развивал 200 л.с., но не раскручивался свыше 1600 об/мин. И предназначался он только для участия в гонках, а именно — для установления рекорда скорости. И он его установил, развив 23 апреля 1911 года скорость 228,1 км/ч.

Ни для каких иных целей, кроме гоночных, использовать этот аппарат и этот двигатель было решительно невозможно. Хотя бы потому, что вибрации, вызываемые огромными массами циклопических поршней и шатунов, превышали все возможные пределы.

Читайте также

Вредные привычки за рулем

Что мы делаем не так, управляя автомобилем?

И вот тут началось самое интересное. Нужно было радикально уменьшать размеры мотора, но при этом не терять в мощности и иметь более-менее приемлемый расход топлива. Выход из этой ситуации был известен ещё со времён Исаака Ньютона: мощность — есть произведение крутящего момента на обороты. Вывод — нужно увеличивать обороты. Но массивные поршни и шатуны своей инерционностью этому всячески препятствовали, а далеко не самые скоротечные и крайне неоптимальные термодинамические процессы в 5-литровом цилиндре только подливали масло в этот безвыходный огонь. Следующий вывод — нужно уменьшать рабочий объём цилиндра и увеличивать их количество.

Технологи очень быстро научились делать заготовки для многоцилиндровых блоков цилиндров и длинные коленчатые валы, которые не совсем сразу разваливались от высокого уровня крутильных колебаний. И уже в 1930-е годы всё более-менее устаканилось. Объём одного цилиндра — не больше литра (а лучше — чуть меньше) при отдаче 10−15 л.с. при 3000−4000 об/мин, и степени сжатия около 6. Можно, конечно увеличивать эту самую степень сжатия, но здесь сдерживающим фактором являлась возможность промышленности по выпуску высокооктановых бензинов. Хочется помощнее мотор — увеличивай количество цилиндров. И это количество дошло аж до 16-ти.

Гоночные моторы, правда, выдавали «на гора» значительно больше мощности при бОльших оборотах. Достигалось это уменьшением инерционности движущихся деталей двигателя: применялись многоклапанные головки блоков цилиндров с расположенными в них распредвалами, вместо тяжёлых чугунных поршней внедрялись алюминиевые и так далее. То есть — довоенные гоночные моторы очень походили на то, что появится на массовых автомобилях только в 1970-х. Но сорока годами раньше все эти нововведения были или очень дороги, или имели крайне малый ресурс. Что для гонок, впрочем, было не особо значимым недостатком.

Обретение стабильности

Но ещё до войны инженеры поняли, что наполнение цилиндров путём засасывания поршнем воздуха и подачи такого количества бензина, которое полностью может сгореть в этом воздухе — путь тупиковый с точки зрения повышения отдачи мотора. И начали применять сначала компрессорный наддув, а потом и турбонаддув. Но опять только для гонок. Ибо получалось как обычно — очень дорого и недолговечно.

На послевоенное время пришёлся очередной виток эволюции двигателей. Можно сказать, что те самые спортивные наработки 20−30-х годов начали проникать в массовое производство на волне внедрения новых технологий конструкционных материалов. Но принципиально мало что изменилось — сдерживающий фактор в виде невозможности повышать отдачу одного цилиндра никуда не делся. Массовые моторы постепенно стали обретать тот облик, который стал привычным к концу XX века. А именно: 20−30 л.с. с одного цилиндра при 5500−6000 об/мин и степени сжатия в районе 10. А сам объём одного цилиндра стремительно «убегал» в рамки 300−500 куб. см и только изредка выходил за них.

Вы спросите — почему именно такие рамки? Ответ частично уже дан немного выше, а именно — в таком объёме достигается наилучшее и самое оптимальное соотношение массы и размеров деталей мотора и тяговой эффективности вкупе с минимальным расходом топлива. И снова: хочешь больше мощности — увеличивай количество цилиндров. Что и было реализовано, например, в Америке. Где уже в 1960-х никого не интересовал рабочий объём мотора и мощность, а ограничивались лишь «мерянием» количеством цилиндров.

И вот к началу 1990-х годов конструкторская мысль окончательно остановилась, так как дальше развиваться уже было некуда. Оптимальный и продающийся на рынке за приемлемую для всех цену 4-цилиндровый мотор имел объём от полутора до двух литров и отдачу от 90 до 150 л.с. при 6000 об/мин. С редкими исключениями в виде моторов 2.7 л типа ЗМЗ-409 или Toyota 3RZ-FE.

Но если так называемый прогресс не развивается сам, то его нужно подстегнуть, иначе — крах самой идеи капиталистического общества, где постоянный прогресс — главная социальная добродетель после прибыли. Сначала пытались давить на экологию, а потом пошли дальше — типа, нужно радикально снижать выбросы «парникового» углекислого газа, для чего необходим ещё меньший расход топлива.

Современная технологическая и конструкторская мысль тяжело вздохнула и достала с дальней полки забытый было турбонаддув. Ведь сам принцип использования «дармовой» энергии выхлопных газов для подачи в цилиндры большего количества воздуха был известен давно. Ну и до кучи начали ещё тщательнее «оптимизировать» все остальные элементы двигателя. Вот так появились «облегчённые» Т-образные поршни, которые были уже не в состоянии «держать» масляную плёнку на стенках цилиндров, прецизионные и нежные форсунки, распыляющие топливо практически на отдельные атомы, малоинерционные турбины с регулируемыми крыльчатками, управляемые термостаты, задирающие рабочую температуру двигателя, безгильзовые «одноразовые» блоки и так далее. Радикально уменьшился рабочий объём и количество цилиндров, вплоть до 2-х у ФИАТа и 3-х у БМВ. И радикально же повысились нагрузки на все элементы этих новомодных моторов.

Читайте также

Lada X-Ray: самый массовый кроссовер?

До старта производства осталось четыре недели

Всё это хозяйство, как изначально хотели, ещё больше снизило расход топлива, но относительно нормально оно работает только при равномерном и размеренном движении по трассе. Как только появляется рваный «пробочный» режим — всё, туши свет и мирись с запредельным расходом масла, закоксовыванием колец и быстрым умиранием мотора на радость маркетологам и их хозяевам из трансконтинентальных корпораций.

Но самое главное, что дальше «развиваться» уже некуда. Современный ДВС, сжигающий углеводороды, достиг предела совершенства. И как бы ни старались разного рода «зелёные» или другие структуры подтолкнуть «прогресс» дальше, ничего у них не получится. Но это уже совсем другая история, которая может начаться уже очень скоро.

Изобретение автомобиля

Одним из самых важных изобретений человечества по праву считается автомобиль. Согласитесь, сегодня трудно представить себе жизнь без автомобилей. А ведь изобретен он был в не таком уж далёком прошлом.

Альманах для любознательных «Хочу все знать» подготовил краткий обзор истории изобретения автомобиля. Из этого выпуска вы узнаете как и кем был придуман автомобиль.

Всем хорошо известно, что до появления автомобиля люди широко использовали лошадиную тягу.

Использование людьми лошадей в качестве транспортного средства своими корнями уходит далеко в глубь веков. Сегодня мы не будем касаться этой темы, отметим лишь, что с течением времени, менялась конструкция повозки прикрепляемая к лошади, и где-то к XV веку появились кареты, которые в принципе стали прародителями автомобиля.

Так же хочется отметить, что до появления парового двигателя были всевозможные попытки найти альтернативу лошадиной тяге. Однако все они были безуспешны.

В 1770 году французский изобретатель Жозеф Кюньо построил трехколёсный тягач с паровым двигателем для передвижения артиллерийских орудий. Некоторые, кстати, считают именно это устройство первым в мире автомобилем.

Похоже так считал и автор, так так своё изобретение Жозеф Кюньо назвал — автомобиль. Правда автомобиль этот развивал скорость не более 4 км/ч, и мог ехать всего 10 — 15 минут, так как пар быстро остывал и котёл приходилось подогревать снова.

В 1791 русский изобретатель Иван Кулибин построил повозку-самокатку, приводимую в движение предварительно раскрученным маховым колесом. Эта машина имела тормоз, коробку скоростей, подшипники качения и т.д.

В XIX веке идея парового автомобиля захватила человечество и на свет стало появляться множество различных паромобилей. Среди самых удачных считается почтовая карета на паровой тяге англичанина Тревитика(1803), пассажирский паромобиль Ханкока (1822) и французский паровой омнибус(1873).

Однако, многие изобретатели того времени пытались найти альтернативу не совсем удобным паровым двигателям.

Так ещё в 1801 году француз Филипп Лебон предложил идею двигателя внутреннего сгорания (ДВС), работающего на светильном газе зажигаемого от искры. Эту идею воплотил в жизнь через 16 лет другой француз Жан Ленуар, предложив свою конструкцию ДВС, которую он впоследствии установил на карету и катался по окрестностям Парижа. История хранит и множество других имён, которые приложили руку к созданию ДВС.

Первым же кто заложил фундамент для создания эффективного ДВС стал итальянец Луиджи Кристофорис, который в 1841 году построил двигатель, использовав принцип «сжатие-воспламенение», работающий на керосине. Эту идею подхватили и развили Еугенио Барзанти и Фетис Матточчи, которые в 1856 году представили миру первый двигатель внутреннего сгорания. Затем на основе этого двигателя появилось множество двухтактовых газовых двигателей, которые успешно применялись в быту.

Появление же четырёх-тактного двигателя запатентованного французом Альфонсом Беа де Роша в 1862 году сделало настоящий переворот в дальнейшем развитии двигателей внутреннего сгорания.

Развитие ДВС шло полным ходом по всему миру. В США Джордж Балдвин в 1877 году получил патент на автомобиль, который ознаменовал начало автомобильной эпохи в Америке.

В Европе так же с успехом патеновали различные автомобили использующие различные ДВС. Всего известно более четырёхсот конструкций, претендующих на звание первого автомобиля.

В результате долгих споров о приоритете тех или иных стран и изобретателей конструкций, было выработано четыре необходимых условия для определения приоритета.

— Разработка конструкции транспортной машины.
— Оформление юридического документа, патента.
— Постройка работоспособного опытного образца и его публичные испытания.
— Организация производства изделия.

Все эти 4 условия первым формально выполнил немец Карл Бенц. 29 января 1896 года он получил патент DRP №37435 и наладил производство. Поэтому Бенц официально признан изобретателем автомобиля. Хотя фактически трехколесный автомобиль был придуман и сконструирован Карлом Бенцом ещё в 1886 году. В качестве двигателя он использовал им же сконструированный ДВС с электрическим зажиганием, который был размещен на шасси, что было сделано впервые.

На этом можно было бы завершить рассказ, однако, говоря об истории изобретения автомобиля, нельзя не сказать о немецком изобретателе Готлибе Даймлере. Если говорить о датах, то Готлиб Даймлер фактически обогнал Бенца. Даймлер создал и запатентовал в 1883 году свой двигатель внутреннего сгорания, предназначенный для самых разных транспортных средств.

В 1885 году он испытал его на мотоцикле и 29 августа, на полгода раньше Бенца получил патент DRP №36423 на первый в мире мотоцикл. Этот мотоцикл имел по бокам поддерживающие колёса, как на современном детском велосипеде. Почему же не считать его первым четырёхколёсным автомобилем, тем более, что запатентованный Бенцем автомобиль тоже не имел кузова?

В заключении хочется сказать, что изобретение автомобиля стало одним из самых значимых событий в развитии человеческого общества а кому на самом деле принадлежит пальма первенства, наверное не столь важно.

История создания и производства двигателей внутреннего сгорания. История двигателя внутреннего сгорания. Отец основатель автоиндустрии

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 на шем 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.

Главное устройство любого транспортного средства, в том числе назем-ного, является силовая установка — двигатель, преобразующий различные разновидности энергии в механическую работу.

В ходе исторического развития транспортных двигателей меха-ническая работа движения осуществлялась за счет применения:

1) мускульной силы человека и животных;

2) силы ветра и потоков воды;

3) тепловой энергии пара и различных видов газообразного, жидкого и твердого топлива;

4) электрической и химической энергии;

5) солнечной и ядерной энергии.

Записи о попытках построить самоходные средства перед-вижения были уже в XV — XVI вв. Правда, силовыми установками этих «средств передвижения» была мускульная сила человека. Одной из первых достаточно хорошо известной самоходной установкой с «мускуль-ным двигателем» является коляска с ручным приводом безногого часовщика из Нюрнберга Стефана Фарфлера, которую он соорудил в 1655 г.

Наибольшую известность в России получила «самобеглая коляска», построенная в Петербурге крестьянином Л. Л. Шамшуренковым в 1752 г.

Эта коляска, вполне вместительная для пере-возки нескольких человек, приводилась в движение мускульной силой двух человек. Первый педальный металлический велосипед, близкий по конструкции к современным, был изготовлен крепостным крестьянином Верхотрусского уезда Пермской губернии Артамоно-вым на рубеже XVIII и XIX вв.


Древнейшими силовыми установками, правда, не транспортны-ми, являются гидравлические двигатели — водяные колеса, приво-дящиеся в движение потоком (весом) падающей воды, а также ветряные двигатели. Сила ветров с древних времен использовалась для движения парусных судов, а значительно позднее и роторных. Использование ветра в роторных судах осуществлялось с помощью вертикальных вращающихся колонн, заменивших паруса.

Появление в XVII в. водяных двигателей, а позднее и паровых сыграло важную роль в зарождении и развитии мануфактурного производства, а затем и промышленной революции. .Однако боль-шие надежды изобретателей самоходных экипажей по применению первых паровых двигателей для транспортных средств не оправда-лись. Первый паровой самоход грузоподъемностью 2,5 т, построен-ный в 1769 г. французским инженером Жозефом Каньо, получился очень громоздким, тихоходным и требующим обязательных оста-новок через каждые 15 минут движения.

Только в конце XIX в. во Франции были созданы весьма удач-ные образцы самоходных экипажей с паровыми двигателями. Начи-ная с 1873 г. французский конструктор Адеме Боле построил неско-лько удачных паровых двигателей. В 1882 г. появились паровые автомобили Дион-Бутона,


а в 1887 — автомобили Леона Серполе, которого называли «апостолом пара». Созданный Серполе котел с плоскими трубками представлял весьма совершенный парогенера-тор с почти мгновенным испарением воды.


Паровые автомобили Серполе конкурировали с бензиновыми автомобилями на многих гонках и скоростных состязаниях вплоть до 1907 г. Вместе с тем совершенствование паровых двигателей в качестве транспортных двигателей продолжается и сегодня в направлении снижения их массогабаритных показателей и повышения коэффициента полез-ного действия.

Совершенствование паровых машин и развитие двигателей внут-реннего сгорания во второй половине XIX в. сопровождалось по-пытками ряда изобретателей использовать электрическую энергию для транспортных двигателей. Накануне третьего тысячелетия Рос-сия отметила столетие со дня использования городского наземного электрического транспорта — трамвая. Немногим более ста лет назад, в 80-е годы XIX в., появились и первые электрические авто-мобили. Их появление связано с созданием в 1860-е годы свинцовых аккумуляторов. Однако слишком большая удельная масса и недо-статочная емкость не позволили электромобилям принять участие в конкуренции с паровыми машинами и газобензиновыми двига-телями. Электромобили с более легкими и энергоемкими серебряно-цинковыми аккумуляторами также не нашли широкого применения. В России талантливый конструктор И. В. Романов создал в конце XIX в. несколько типов электромобилей с достаточно легкими аккумуляторами.


Электромобили имеют достаточно высокие пре-имущества. Прежде всего они экологически чистые, так как вообще не имеют выхлопных газов, обладают очень хорошей тя-говой характеристикой и большими ускорениями за счет возраста-ющего крутящего момента при снижении числа оборотов; исполь-зуют дешевую электроэнергию, просты в управлений, надежны в эксплуатации» и т. д. Сегодня электромобили и троллейбусы имеют серьезные перспективы их развития и применения на го-родском и пригородном транспорте в связи с необходимостью коренного решения проблем по снижению загрязнения окружающей среды.

Попытки создания поршневых двигателей внутреннего сгорания предпринимались еще в конце XVIII в. Так, в 1799 г. англичанин Д. Барбер предложил двигатель, работавший на смеси воздуха с газом, полученным путем перегонки древесины. Другой изобрета-тель газового двигателя Этьен Ленуар использовал в качестве топ-лива светильный газ.



Еще в 1801 г. француз Филипп де Бонне предложил проект газового двигателя, в котором воздух и газ сжимались самостоятельными насосами, подавались в смеситель-ную камеру и оттуда в цилиндр двигателя, где смесь воспламеня-лась от электрической искры. Появление этого проекта считается датой рождения идеи электрического воспламенения топливовоз-душной смеси.

Первый стационарный двигатель нового типа, работающий по четырехтактному циклу с предварительным сжатием смеси, был спроектирован и построен в 1862 г. кельнским механиком Н. Отто.



Практически все современные бензиновые и газовые двигатели до настоящего времени работают по циклу Отто (цикл с подводом теплоты при постоянном объеме).

Практическое применение двигателей внутреннего сгорания для транспортных экипажей началось в 70 — 80 гг. XIX в. на основе использования в качестве топлива газовых и бензовоздушных сме-сей и предварительного сжатия в цилиндрах. Официально изобрета-телями транспортных двигателей, работающих на жидких фракциях перегонки нефти, признаны три немецких конструктора: Готлиб Даймлер, построивший по патенту от 29 августа 1885 г. мотоцикл с бензиновым двигателем;



Карл Бенц, построивший по патенту от 25 марта 1886 г. трехколесный экипаж с бензиновым двигателем;



Рудольф Дизель, получивший в 1892 г. патент на двигатель с само-воспламенением смеси воздуха с жидким топливом за счет теплоты, выделяющейся при сжатии.

Здесь следует отметить, что первые двигатели внутреннего сго-рания, работающие на легких фракциях перегонки нефти, были созданы в России. Так, в 1879 г. русским моряком И. С. Костовичем был спроектирован ив 1885 г. успешно прошел испытания 8-цилин-дровый бензиновый двигатель малой массы и большой мощности. Этот двигатель предназначался для воздухоплавательных аппара-тов.


В 1899 г. в Петербурге создан первый в мире экономичный и работоспособный двигатель с воспламенением от сжатия. Проте-кание рабочего цикла в этом двигателе отличалось от двигателя, предложенного немецким инженером Р. Дизелем, который пред-полагал осуществить цикл Карно со сгоранием по изотерме. В Рос-сии в течение короткого времени была усовершенствована конст-рукция нового двигателя — бескомпрессорного дизеля, и уже в 1901 г. в России были построены бескомпрессорные дизели конструкции Г. В. Тринклера, а конструкции Я. В. Мамина — в 1910 г.

Русский конструктор Е. А. Яковлев спроектировал и построил моторный экипаж с керосиновым двигателем.


Успешно работали над созданием экипажей и двигателей русские изобретатели и конст-рукторы: Ф. А. Блинов, Хайданов, Гурьев, Махчанский и многие Другие.

Основными критериями при конструировании и производстве двигателей вплоть до 70-х годов XX в. оставалось стремле-ние к повышению литровой мощности, а следовательно, и к полу-чению наиболее компактного двигателя. После нефтяного кри-зиса 70 — 80 гг. основным требованием стало получение макси-мальной экономичности. Последние 10 — 15 лет XX в. главными критериями для любого двигателя стали постоянно растущие требования и нормы по экологической чистоте двигателей и преж-де всего по коренному снижению токсичности отработавших газов при обеспечении хорошей экономичности и высокой мощ-ности.

Карбюраторные двигатели, долгие годы не имевшие конкурен-тов по компактности и литровой мощности, не отвечают сегодня экологическим требованиям. Даже карбюраторы с электронным управлением не могут обеспечить выполнение современных требо-ваний по токсичности отработавших газов на большинстве рабочих режимов двигателя. Эти требования и жесткие условия конкуренции на мировом рынке достаточно быстро изменили типаж силовых установок для транспортных средств и прежде всего для легкового транспорта. Сегодня различные системы впрыска топлива с различ-ными системами управления, включая электронные, практически полностью вытеснили использование карбюраторов на двигателях легковых автомобилей.

Коренная перестройка двигателестроения крупнейшими автомо-бильными компаниями мира в последнее десятилетие XX в. совпала с третьим периодом торможения российского двигателестроения. Из-за кризисных явлений в экономике страны отечественная про-мышленность не смогла обеспечить своевременный перевод двига-телестроения на выпуск новых типов двигателей. Вместе с тем Россия имеет хороший научно-исследовательский задел по созда-нию перспективных двигателей и квалифицированные кадры специ-алистов, способных достаточно быстро реализовать имеющийся научный и конструкторский задел в производстве. За последние 8 — 10 лет разработаны и изготовлены принципиально новые опыт-ные образцы двигателей с регулируемым рабочим объемом, а также с регулируемой степенью сжатия. В 1995 г. разработана и внедрена на Заволжском моторном заводе и на Нижне-Новгородском авто-заводе микропроцессорная система управлением топливоподачей и зажиганием, обеспечивающая выполнение экологических норм ЕВРО-1. Разработаны и изготовлены образцы двигателей с микро-процессорной системой управления топливоподачей и нейтрализа-торами, удовлетворяющие экологические требования ЕВРО-2. В этот период учеными и специалистами НАМИ разработаны и созданы: перспективный турбокомпаундный дизель, серия дизель-ных и бензиновых экологически чистых двигателей традиционной компоновки, двигатели, работающие на водородном топливе, пла-вающие транспортные средства высокой проходимости с щадящим воздействием на грунт и т. п.

Современные наземные виды транспорта обязаны своим раз-витием главным образом применению в качестве силовых устано-вок поршневых двигателей внутреннего сгорания. Именно поршне-вые ДВС до настоящего времени являются основным видом сило-вых установок, преимущественно используемых на автомобилях, тракторах, сельскохозяйственных, дорожно-транспортных и стро-ительных машинах. Эта тенденция сохраняется сегодня и будет еще сохраняться в ближайшей перспективе. Основные конкуренты по-ршневых двигателей — газотурбинные и электрические, солнечные и реактивные силовые установки — пока еще не вышли из этапа создания экспериментальных образцов и небольших опытных пар-тий, хотя работы по их доводке и совершенствованию в качестве автотракторных двигателей продолжаются во многих компаниях и фирмах всего мира.

с одержание

Введение…………………………………………………………………….2

1. История создания……………………………………………….…..3

2. История автомобилестроения в России…………………………7

3. Поршневые двигатели внутреннего сгорания……………………8

3.1 Классификация ДВС ………………………………………….8

3.2 Основы устройства поршневых ДВС ………………………9

3.3 Принцип работы……………………………………………..10

3.4 Принцип действия четырехтактного карбюраторного двигателя………………………………………………………………10

3.5 Принцип действия четырехтактного дизеля……………11

3.6 Принцип действия двухтактного двигателя…………….12

3.7 Рабочий цикл четырехтактных карбюраторных и дизельных двигателей………………………………………….…………….13

3.8 Рабочий цикл четырехтактного двигателя………………14

3.9 Рабочие циклы двухтактных двигателей…………………15

Заключение………………………………………………………………..16

Введение.

XX век — это мир техники. Могучие машины добывают из недр земли миллионы тонн угля, руды, нефти. Мощные электростанции вырабатывают миллиарды киловатт-часов электроэнергии. Тысячи фабрик и заводов изготавливают одежду, радиоприемники, телевизоры, велосипеды, автомобили, часы и другую необходимую продукцию. Телеграф, телефон и радио соединяет нас со всем миром. Поезда, теплоходы, самолеты с большой скоростью переносят нас через материки и океаны. А высоко над нами, за пределами земной атмосферы, летают ракеты и искусственные Спутники Земли. Все это действует не без помощи электричества.

Человек начал свое развитие с присвоения готовых продуктов природы. Уже на первом этапе развития он стал применять искусственные орудия труда.

С развитием производства начинают складываться условия для возникновения и развития машин. Сначала машины, как и орудия труда лишь помогали человеку в его труде. Затем они стали постепенно заменять его.

В феодальный период истории впервые в качестве источника энергии была использована сила водяного потока. Движение воды вращало водяное колесо, которое в свою очередь приводило в действие различные механизмы. В этот период появилось множество разнообразных технологических машин. Однако широкое распространение этих машин часто тормозилось из-за отсутствия рядом водяного потока. Нужно было искать новые источники энергии, чтобы приводить в действие машины в любой точке земной поверхности. Пробовали энергию ветра, но это оказалось малоэффективным.

Стали искать другой источник энергии. Долго трудились изобретатели, много машин испытали — и вот, наконец, новый двигатель был построен. Это был паровой двигатель. Он приводил в движение многочисленные машины и станки на фабриках и заводах.В начале XIX века были изобретены первые сухопутные паровые транспортные средства -паровозы.

Но паровые машины были сложными, громоздкими и дорогими установками. Бурно развивающемуся механическому транспорту нужен был другой двигатель — небольшой и дешевый. В 1860 г. француз Ленуар, использовав конструктивные элементы паровой машины, газовое топливо и электрическую искру для зажигания, сконструировал первый нашедший практическое применение двигатель внутреннего сгорания.

1. ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ

Использовать внутреннюю энергию – это значит совершить за счет нее полезную работу, то есть превращать внутреннюю энергию в механическую. В простейшем опыте, который заключается в том, что в пробирку наливают немного воды и доводят ее до кипения (причем пробирка изначально закрыта пробкой), пробка под давлением образовавшегося пара поднимается вверх и выскакивает.

Другими словами, энергия топлива переходит во внутреннюю энергию пара, а пар, расширяясь, совершает работу, выбивая пробку. Так внутренняя энергия пара превращается в кинетическую энергию пробки.

Если пробирку заменить прочным металлическим цилиндром, а пробку поршнем, который плотно прилегает к стенкам цилиндра и способен свободно перемещаться вдоль них, то получится простейший тепловой двигатель.

Тепловыми двигателями называют машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию.

История тепловых машин уходит в далекое прошлое говорят, еще две с лишним тысячи лет назад, в III веке до нашей эры, великий греческий механик и математик Архимед построил пушку, которая стреляла с помощью пара. Рисунок пушки Архимеда и ее описание были найдены спустя 18 столетий в рукописях великого итальянского ученого, инженера и художника Леонардо да Винчи.

Как же стреляла эта пушка? Один конец ствола сильно нагревали на огне. Затем в нагретую часть ствола наливали воду. Вода мгновенно испарялась и превращалась в пар. Пар, расширяясь, с силой и грохотом выбрасывал ядро. Для нас интересно здесь то, что ствол пушки представлял собой цилиндр, по которому как поршень скользило ядро.

Примерно тремя столетиями позже в Александрии — культурном и богатом городе на африканском побережье Средиземного моря — жил и работал выдающийся ученый Герон, которого историки называют Героном Александрийским. Герон оставил несколько сочинений, дошедших до нас, в которых он описал различные машины, приборы, механизмы, известные в те времена.

В сочинениях Герона есть описание интересного прибора, который сейчас называют Героновым шаром. Он представляет собой полый железный шар, закрепленный так, что может вращаться вокруг горизонтальной оси. Из закрытого котла с кипящей водой пар по трубке поступает в шар, из шара он вырывается наружу через изогнутые трубки, при этом шар приходит во вращение. Внутренняя энергия пара превращается в механическую энергию вращения шара. Геронов шар — это прообраз современных реактивных двигателей.

В то время изобретение Герона не нашло применения и осталось только забавой. Прошло 15 столетий. Во времена нового расцвета науки и техники, наступившего после периода средневековья, об использовании внутренней энергии пара задумывается Леонардо да Винчи. В его рукописях есть несколько рисунков с изображением цилиндра и поршня. Под поршнем в цилиндре находится вода, а сам цилиндр подогревается. Леонардо да Винчи предполагал, что образовавшийся в результате нагрева воды пар, расширяясь и увеличиваясь в объеме, будет искать выход и толкать поршень вверх. Во время своего движения вверх поршень мог бы совершать полезную работу.

Несколько иначе представлял себе двигатель, использующий энергию пара, Джованни Бранка, живший на век ршсе великого Леонардо. Это было колесо с
лопатками, в второе с силой ударяла струя пара, благодаря чему колесо начинало вращаться. По существу, это была первая паровая турбина.

В XVII-XVIII веках над изобретением паровой машитрудились англичане Томас Севери (1650-1715) и Томас Ньюкомен (1663-1729), француз Дени Папен (1647-1714), русский ученый Иван Иванович Ползунов (1728-1766) и Дрогие другие.

Папен построил цилиндр, в котором вверх и вниз свободно перемещался поршень. Поршень был связан тросом, перекинутым через блок, с грузом, который вслед за поршнем также поднимался и опускался. По мысли Папена, поршень можно было связать с какой-либо машиной, Например водяным насосом, который стал бы качать воду. В нижнюю откидывающуюся часть цилиндра насыпали поpox, который затем поджигали. Образовавшиеся газы, стремясь расшириться, толкали поршень вверх. После отого цилиндр и поршень с наружной стороны обливали диодной водой. Газы в цилиндре охлаждались, и их давление на поршень уменьшалось. Поршень под действием собственного веса и наружного атмосферного давления опусускался вниз, поднимая при этом груз. Двигатель совершал полезную работу. Для практических целей он негодился: слишком уж сложен был технологический цикл его работы (засыпка и поджигание пороха, обливание водой, И это на протяжении всей работы двигателя!). Кроме того, применение подобного двигателя было далеко не безопасным.

Однако нельзя не усмотреть в первой машине Палена черты современного двигателя внутреннего сгорания.

В своем новом двигателе Папен вместо пороха использовал воду. Ее наливали в цилиндр под поршень, а сам цилиндр разогревали снизу. Образующийся пар поднимал поршень. Затем цилиндр охлаждали, и находящийся в нем пар конденсировался – снова превращался в воду. Поршень, как и в случае порохового двигателя, под действием своего веса и атмосферного давления опускался вниз. Этот двигатель работал лучше, чем пороховой, но для серьезного практического использования был также малопригоден: нужно было подводить и отводить огонь, подавать охлажденную воду, ждать, пока пар сконденсируется, перекрывать воду и т.п.

Все эти недостатки были связаны с тем, что приготовление пара, необходимого для работы двигателя, происходило в самом цилиндре. А что если в цилиндр впускать уже готовый пар, полученный, например, в отдельном котле? Тогда достаточно было бы попеременно впускать в цилиндр то пар, то охлажденную воду, и двигатель работал бы с большей скоростью и меньшим потреблением топлива.

Об этом догадался современник Дени Палена англичанин Томас Севери, построивший паровой насос для откачки воды из шахты. В его машине приготовление пара происходило вне цилиндра — в котле.

Вслед за Севери паровую машину (также приспособленную для откачивания воды из шахты) сконструировал английский кузнец Томас Ньюкомен. Он умело использовал многое из того, что было придумано до него. Ньюкомен взял цилиндр с поршнем Папена, но пар для подъема поршня получал, как и Севери, в отдельном котле.

Машина Ньюкомена, как и все ее предшественницы, работала прерывисто — между двумя рабочими ходами поршня была пауза. Высотой она была с четырех-пятиэтажный дом и, следовательно, исключительно : пятьдесят лошадей еле-еле успевали подвозить ей топливо. Обслуживающий персонал состоял из двух человек: кочегар непрерывно подбрасывал уголь в топки, а механик управлял кранами, впускающими пар и холодную воду в цилиндр.

Вот уже около 120 лет человек не может представить жизни без автомобиля. Попытаемся заглянуть в прошлое, — к самому появлению основы основ современного автомобилестроения.

Первые попытки создания двигателя внутреннего сгорания относятся к XVII столетию. Опыты Э. Торичелли, Б. Паскаля и О. Герике побудили изобретателей использовать давление воздуха как движущую силу в атмосферных машинах. Одни из первых предложили подобные машины аббат Оттефель (1678-1682) и Х.Гюйгенс (1681). Для перемещения поршня в цилиндре они предлагали использовать взрывы пороха. Поэтому Оттефель и Гюйгенс могут рассматриваться как пионеры в области двигателей внутреннего сгорания.

Усовершенствованием пороховой машины Гюйгенса занимался и французский ученый Дени Папен — изобретатель центробежного насоса, парового котла с предохранительным клапаном, первой поршневой машины, работающей на водяном паре. Первым, кто попытался реализовать принцип ДВС, был англичанин Роберт Стрит(пат. № 1983,1794 г.). Двигатель состоял из цилиндра и подвижного поршня. В цилиндр в начале перемещения поршня поступала смесь летучей жидкости (спирт) и воздуха, жидкость и пары жидкости смешивались с воздухом. На середине хода поршня смесь воспламенялась и подбрасывала поршень.

В 1799 году французский инженер Филипп Лебон открыл светильный газ и 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, которые очень скоро 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 Р. Стрит и Ф. Лебон не предпринимали попыток реализовать свои идеи.

В последующие годы (до 1860) немногочисленные попытки создания двигателя внутреннего сгорания также не увенчались успехом. Основные трудности создания двигателя внутреннего сгорания были обусловлены отсутствием подходящего топлива, трудностями организации процессов газообмена, топливоподачи, воспламенения топлива. Обойти эти трудности в значительной степени удалось Роберту Стирлингу, создавшему в 1816-1840 гг. двигатель с внешним сгоранием и регенератором. В двигателе Стирлинга преобразование возвратно-поступательного движения поршня во вращательное движение осуществлялось с помощью ромбического механизма, а в качестве рабочего тела использовался воздух.

Одним из первых обратил внимание на реальную возможность создания двигателя внутреннего сгорания французский инженер Сади Карно (1796-1832), занимавшийся вопросами теории теплоты, теории тепловых машин. В сочинении «Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» (1824) он писал: «Нам казалось бы более выгодным сперва сжать воздух насосом, затем пропустить его через вполне замкнутую топку, вводя туда маленькими порциями топливо, при помощи приспособления, легко осуществимого; затем заставить воздух выполнить работу в цилиндре с поршнем или в любом другом расширяющемся сосуде, и, наконец, выбросить его в атмосферу или заставить пойти к паровому котлу для использования оставшейся температуры. Главные трудности, встречаемые в этого рода операциях: заключить топку в помещение достаточной крепости и поддерживать при этом горение в должном состоянии, поддерживать различные части аппарата при умеренной температуре и мешать быстрой порче цилиндра и поршня; мы не думаем, чтобы эти трудности были бы непреодолимы». Карно Сади. Размышление о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу/ С. Карно. — М. — Петр.: Государственное издательство, 1953. — 76 с. Однако идеи С. Карно не были оценены его современниками. Только через 20 лет впервые обратил на них внимание французский инженер Э. Клапейрон (1799-1864), автор известного уравнения состояния. Благодаря Клапейрону, использовавшему метод Карно, популярность Карно начинает быстро расти. В настоящее время Сади Карно общепризнан, как основоположник теплотехники.

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 французскому изобретателю (бельгийского происхождения) Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры. 24 января 1860 г. Ленуар получил патент на двигатель внутреннего сгорания, и к концу 1860 г. двигатель был построен. Двигатель работал на светильном газе без предварительного сжатия. На части хода поршня от ВМТ к НМТ в цилиндр поступала смесь воздуха и газа, а затем смесь воспламенялась электрической искрой (Приложение 2).

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. Уже первые несовершенные конструкции продемонстрировали существенные преимущества двигателя внутреннего сгорания по сравнению с паровой машиной. Спрос на двигатели быстро рос, и в течение нескольких лет Ж. Ленуар построил свыше 300 двигателей. Он первым использовал двигатель внутреннего сгорания в качестве силовой установки различного назначения. Однако эта модель была несовершенная, КПД не превышал 4%.

В 1862 г. французский инженер А.Ю. Бо де Роша подал в патентное ведомство Франции прошение на выдачу патента (дата приоритета — 1 января 1862 г.), в котором уточнил идею, высказанную Сади Карно с точки зрения конструкции двигателя и его рабочих процессов. (Об этом прошении вспомнили только при патентных спорах относительно приоритета изобретения Н. Отто). Бо де Роша предлагал осуществлять впуск горючей смеси в течение первого хода поршня, сжатие смеси — в течение второго хода поршня, сгорание смеси — при крайнем верхнем положении поршня и расширение продуктов сгорания — в течение третьего хода поршня; выпуск продуктов сгорания — в течение четвертого хода поршня. Однако из-за отсутствия средств не смог осуществить.

Этот цикл, спустя 18 лет, был осуществлен немецким изобретателем Отто Николауса Августа в двигателе внутреннего сгорания, который работал по четырёхтактной схеме: впуск, сжатие, рабочий ход, выпуск отработанных газов. Именно модификации этого двигателя и получили наибольшее распространение. За более чем столетний период, который по справедливости именуют «автомобильной эрой», менялось все — формы, технологии, решения. Исчезали одни марки и взамен приходили другие. Несколько витков развития прошла автомобильная мода. Неизменным осталось одно — число тактов, по которым работает двигатель. И в истории автомобилестроения это число навсегда связано с именем немецкого изобретателя-самоучки Отто. Совместно с видным промышленником Ойгеном Лангеном изобретатель основал в Кёльне фирму «Отто и Ко» — и сосредоточился на поиске наилучшего решения. 21 апреля 1876 года он получил патент на очередную версию двигателя, который годом позже был представлен на Парижской выставке 1867 г., где и был отмечен Большой золотой медалью. В конце 1875 г. Отто закончил разработку проекта принципиально нового первого в мире 4-тактного двигателя. Преимущества четырёхтактного двигателя были очевидны, и 13 марта 1878 года Н. Отто был выдан патент Германии № 532 на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания (Приложение 3).В течение первых 20 лет завод Н. Отто построил 6000 двигателей.

Эксперименты по созданию такого агрегата производились и раньше, но авторы сталкивались с рядом проблем, в первую очередь с тем, что вспышки горючей смеси в цилиндрах происходили в настолько неожиданных последовательностях, что обеспечить ровную и постоянную передачу мощности было невозможно. Но именно ему удалось найти единственно верное решение. Опытным путем он установил, что неудачи всех прежних попыток были связаны как с неправильным составом смеси (пропорции горючего и окислителя), так и с ложным алгоритмом синхронизации системы впрыска топлива и его сгорания.

Значительный вклад в развитие двигателей внутреннего сгорания был сделан также американским инженером Брайтоном, предложившим компрессорный двигатель с постоянным давлением сгорания, карбюратор.

Итак, приоритет Ж. Ленуара и Н. Отто в создании первых работоспособных двигателей внутреннего сгорания бесспорен.

Производство двигателей внутреннего сгорания неуклонно нарастало, совершенствовалась их конструкция. В 1878-1880 гг. начинается производство двухтактных двигателей, предложенных немецкими изобретателями Виттигом и Гессом, английским предпринимателем и инженером Д. Клерком, а с 1890 г. — двухтактных двигателей с кривошипно-камерной продувкой (патент Англии № 6410, 1890). Использование кривошипной камеры как продувочного насоса несколько раньше было предложено немецким изобретателем и предпринимателем Г. Даймлером. В 1878 г. Карл Бенц оснастил трёхколесный велосипед двигателем мощностью 3 л.с., который развивал скорость свыше 11 км/ч. Им же созданы первые автомобили с одно- и двухцилиндровыми двигателями. Цилиндры располагались горизонтально, крутящий момент на колеса передавался с помощью ременной передачи. В 1886 г. К. Бенцу был выдан на автомобиль патент Германии №37435 с приоритетом от 29 января 1886 г. На Парижской всемирной выставке в 1889 г. автомобиль Бенца был единственным. С этого автомобиля начинается интенсивное развитие автомобилестроения.

Другим выдающимся событием в истории двигателей внутреннего сгорания было создание двигателя внутреннего сгорания с воспламенением топлива от сжатия. В 1892 г. немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1913) запатентовал, а в 1893 г. описал в брошюре «Теория и конструкция рационального теплового двигателя для замены паровых машин и известных в настоящее время тепловых двигателей» двигатель, работающий по циклу Карно. В патенте Германии №67207 с приоритетом от 28 февраля 1892 г. «Рабочий процесс и способ выполнения одноцилиндрового и многоцилиндрового двигателя» принцип работы двигателя излагался следующим образом: Там же.

1. Рабочий процесс в двигателях внутреннего сгорания характеризуется тем, что поршень в цилиндре настолько сильно сжимает воздух или какой-нибудь индифферентный газ (пар) с воздухом, что получающаяся при этом температура сжатия находится значительно выше температуры воспламенения топлива. При этом сгорание постепенно вводимого после мертвой точки топлива совершается так, что в цилиндре двигателя не происходит существенного повышения давления и температуры. Вслед за этим, после прекращения подачи топлива, в цилиндре происходит дальнейшее расширение газовой смеси.

2. Для осуществления рабочего процесса, описанного в п.1, к рабочему цилиндру присоединяется многоступенчатый компрессор с ресивером. Равным образом возможно соединение нескольких рабочих цилиндров между собой или же с цилиндрами для предварительного сжатия и последующего расширения.

Первый двигатель Р.Дизель построил уже к июлю 1893 г. Предполагалось, что сжатие будет осуществляться до давления 3 МПа, температура воздуха в конце сжатия будет достигать 800 С, а топливо (угольный порошок) — вводиться непосредственно в цилиндр. При запуске первого двигателя произошел взрыв (в качестве топлива был использован бензин). В течение 1893 г. было построено три двигателя. Неудачи с первыми двигателями вынудили Р.Дизеля отказаться от изотермического сгорания и перейти к циклу со сгоранием при постоянном давлении.

В начале 1895 г. был успешно испытан первый компрессорный двигатель с воспламенением от сжатия, работающий на жидком топливе (керосине), а в 1897 г. начался период широких испытаний нового двигателя. Эффективный КПД двигателя составлял 0,25, механический КПД — 0,75. Первый двигатель внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия для промышленных целей был построен в 1897 г. Аугсбургским машиностроительным заводом. На выставке в Мюнхене в 1899 г. уже было представлено 5 двигателей Р.Дизеля заводами Отто-Дейтц, Круппа и Аугсбургского машиностроительного. Успешно демонстрировались двигатели Р. Дизеля и на Всемирной выставке в Париже (1900). В дальнейшем они нашли широкое применение и по имени изобретателя получили название «дизельные двигатели» или просто «дизели».

В России первые керосиновые двигатели начали строиться в 1890 г. на заводе Е.Я. Бромлея (четырехтактные калоризаторные), а с 1892 г. и на механическом заводе Э. Нобеля. В 1899 г. Нобель получил право на производство двигателей Р. Дизеля и в том же году завод приступил и их выпуску. Конструкцию двигателя разработали специалисты завода. Двигатель развивал мощность 20-26 л.с., работал на сырой нефти, соляровом масле, керосине. Специалисты завода выполнили также разработки двигателей с воспламенением от сжатия. Они построили первые безкрейцкопфные двигатели, первые двигатели с V-образным расположением цилиндров, двухтактные двигатели с прямоточно-клапанной и петлевой схемами продувки, двухтактные двигатели, в которых продувка осуществлялась за счет газодинамических явлений в выпускном канале. Производство двигателей с воспламенением топлива от сжатия было начатоВ 1903-1911 гг. на Коломенском, Сормовском, Харьковском паровозостроительном заводах, на заводах Фельзера в Риге и Нобеля в Петербурге, на Николаевском судостроительном заводе. В 1903-1908 гг. русский изобретатель и предприниматель Я.В. Мамин создал несколько работоспособных быстроходных двигателей с механическим впрыском топлива в цилиндр и воспламенением от сжатия, мощность которого в 1911 г., составляла уже 25 лс. Впрыск топлива производился в предкамеру, выполненную из чугуна с медной вставкой, что позволяло получить высокую температуру поверхности предкамеры и надежное самовоспламенение. Это был первый в мире бескомпрессорный дизель.Шепелев А.Н. Очерк о жизни и творчестве изобретателя Я.В. Мамина/ А.Н. Шепелев, А.А Деревянченко, Я. Мамин. — Челябинск: Юж-Урал. кн. издательство, 1988. В 1906 г. профессор МВТУ В.И. Гриневецкий предложил конструкцию двигателя с двойным сжатием и расширением — прототипа комбинированного двигателя. Им же разработан метод теплового расчета рабочих процессов, который впоследствии был развит Н.Р. Брилингом и Е.К. Мазингом и не потерял своего значения и сегодня. Как видим, специалисты дореволюционной России выполнили несомненно крупные самостоятельные разработки в области двигателей с воспламенением топлива от сжатия. Успешное развитие дизелестроения в России объясняется тем, что Россия имела свою нефть, а двигатели Дизеля наиболее отвечали потребностям небольших предприятий, поэтому производство дизельных двигателей в России началось практически одновременно со странами Западной Европы.

Успешно развивалось отечественное двигателестроение и в послереволюционный период. К 1928 г. в стране уже выпускалось свыше 45 типов двигателей суммарной мощностью около 110 тыс. кВт. В годы первых пятилеток был освоен выпуск автомобильных и тракторных двигателей, судовых и стационарных двигателей мощностью до 1500 кВт, созданы авиадизель, танковый дизель В-2, в значительной степени предопределивший высокие тактико-технические характеристики бронетанковой техники страны. Значительный вклад в развитие отечественного двигателестроения внесли выдающиеся советские ученые: Н.Р. Брилинг, Е.К. Мазинг, В.Т. Цветков, А.С. Орлин, В.А. Ваншейдт, Н.М. Глаголев, М.Г. Круглов и др.

Из разработок в области тепловых двигателей последних десятилетий ХХ века следует отметить три важнейшие: создание немецким инженером Феликсом Ванкелем работоспособной конструкции роторно-поршневого двигателя, комбинированного двигателя с высоким наддувом и конструкции двигателя с внешним сгоранием, конкурентоспособного с быстроходным дизелем. Появление двигателя Ванкеля было встречено с воодушевлением. Имея малую удельную массу и габариты, высокую надёжность, РПД достаточно быстро получили широкое распространение главным образом на легковом автотранспорте, в авиации, на судах и стационарных установках. Лицензиюна производство двигателя Ф. Ванкеля приобрелоболее чем 20 фирм, в их числе и такие как «Дженерал Моторс», «Форд. К 2000 г. было изготовлено более двух миллионов автомобилей с РПД. Пятов И. Феликс Ванкель — изобретатель роторно-поршневого двигателя / И.Пятов // Двигатель. — 2001. — №4.

В последние годы продолжается процесс совершенствования и улучшения показателей бензиновых двигателей и дизелей. Развитие бензиновых двигателей идёт по пути улучшения их экологических характеристик, экономичности и мощностных показателей путем более широкого применения и совершенствования системы впрыска бензина в цилиндры; применения электронных систем управления впрыском, расслоения заряда в камере сгорания с обеднением смеси на частичных нагрузках; увеличения энергии электрической искры при зажигании и т. д. В результате экономичность рабочего цикла бензиновых двигателей становится близкой к экономичности дизелей.

Для повышения технико-экономических показателей дизелей используют повышение давления впрыскивания топлива, применяют управляемые форсунки, форсирование по среднему эффективному давлению путём наддува и охлаждения наддувочного воздуха, используют мероприятия по снижению токсичности отработавших газов.

Таким образом, непрерывное совершенствование двигателей внутреннего сгорания обеспечило им господствующее положение, и только в авиации двигатель внутреннего сгорания уступил свои позиции газотурбинному двигателю. Для других отраслей народного хозяйства альтернативных энергетических установок малой мощности, столь же универсальных и экономичных, как двигатель внутреннего сгорания, еще не предложено. Поэтому и на отдаленную перспективу двигатель внутреннего сгорания рассматривается как основной тип энергетической установки средней и малой мощности для транспорта и других отраслей народного хозяйства.

Анализ деятельности нефтяной компании ОАО «Самотлорнефтегаз»

ТНК-ВР является одной из ведущих нефтяных компаний России и входит в десятку крупнейших частных нефтяных компаний в мире по объемам добычи нефти…

Анализ деятельности унитарного муниципального предприятия «Нижнеудинский хлебозавод»

Унитарное муниципальное предприятие «Нижнеудинский ХЛЕБОЗАВОД» и его предшественники. Объединённый архивный фонд. В 1931 году 20-го столетия в г. Нижнеудинске между рекой Уда и ее протокой Застрянка была построена кустарная пекарня…

Анализ деятельности Уральского центра стандартизации, метрологии и сертификации (ФГУ «Уралтест»)

В 1899 году Урал и Сибирь посетил великий русский ученый Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907 гг.) Приехав на Урал в качестве главы экспедиции, задачей которой было изучение горнорудного дела…

Анализ эффективности работы двигателя внутреннего сгорания

Двигателем внутреннего сгорания называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя…

Исследование влияния концентрации щелочи на структуру диспергированных порошков и свойства керамических материалов, спеченных из них

Доокисление отработанных газов двигателей внутреннего сгорания (ДВС) является одной из наиболее сложных и актуальных проблем защиты окружающей среды от загрязнения токсичными веществами…

История возникновения современных бульдозеров

Слово «бульдозер» появилось в конце XIX века — оно относилось к любой силе, способной сдвинуть большую массу. В 1929 году появился именно первый бульдозер — огромная и шумная машина…

История создания и развития двигателей внутреннего сгорания

В настоящее время наибольшее распространение получили двигатели внутреннего сгорания (ДВС) — тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо)…

Коррозийно-механическое изнашивание оборудования

Поршневые кольца и цилиндровые втулки (гильзы) двигателей, изготовленные из литейных чугунов, при наличии электролита образуют гальванические пары как друг с другом, так и между структурными составляющими чугуна — перлитом, графитом…

Проект реконструкции моторного участка в условиях ООО «Автоэкспресс»

ООО «Автоэкспресс» организовано в 1997 году с целью продвижения торговой марки Subaru на украинском рынке. Находится по адресу: г. Донецк, пр. Ильича, 65…

Проектирование рабочего органа скрепера

Первые землеройно-транспортные машины выполнялись на катках, позже — на деревянных и металлических колесах. По мере увеличения мощности и массы машин давление на грунт возрастало…

Создание максимально легкого и мощного двигателя — первоочередная задача для инженеров всех автомобильных компаний, которою они с тем или иным успехом пытаются решить уже более ста лет. Гильза цилиндров — это важная часть блока цилиндров…

Разработка и исследование автоматизированного устройства для лазерного термоупрочнения гильз цилиндров на базе двигателей с полым ротором

Блок цилиндров или блок-картер является основой двигателя. На нем и внутри него расположены основные механизмы и детали систем двигателя. У большинства современных двигателей жидкостного охлаждения цилиндр, где перемещается поршень…

Поршневым двигателем внутреннего сгорания называют такую тепловую машину, в которой превращение химической энергии топлива в тепловую, а затем в механическую энергию, происходит внутри рабочего цилиндра…

Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240

Технология переработки мясного сырья в ООО КМП «Мясная сказка» г. Тюмени

Комбинат мясных полуфабрикатов «Мясная сказка» зарегистрирован по адресу город Тюмень, улица Бабарынка, 20а/2. Участок расположения производства находится в черте города, что обеспечивает эффективную реализацию готовой продукции…

Это вступительная часть цикла статей посвящённых Двигателю Внутреннего Сгорания , являющаяся кратким экскурсом в историю, повествующая об эволюции ДВС. Так же, в статье будут затронуты первые автомобили.

В следующих частях будут подробно описаны различные ДВС:

Шатунно-поршневые
Роторные
Турбореактивные
Реактивные

Двигатель был установлен на лодку, которая смогла подняться вверх по течению реки Сона . Спустя год, после испытаний, братья получили патент на своё изобретение, подписаный Наполеоном Бонопартом, сроком на 10 лет.

Правильнее всего, было бы назвать этот двигатель реактивным, так как его работа заключалась в выталкивании воды из трубы находящейся под днищем лодки…

Двигатель состоял из камеры поджигания и камеры сгорания, сильфона для нагнетания воздуха, топливо-раздаточного устройства и устройства зажигания. Топливом для двигателя служила угольная пыль.

Сильфон впрыскивал струю воздуха смешанную с угольной пылью в камеру поджигания где тлеющий фитиль зажигал смесь. После этого, частично подожжённая смесь (угольная пыль горит относительно медленно) попадала в камеру сгорания где полностью прогорала и происходило расширение.
Далее давление газов выталкивало воду из выхлопной трубы, что заставляло лодку двигаться, после этого цикл повторялся.
Двигатель работал в импульсном режиме с частотой ~12 и/минуту.

Спустя некоторое время, братья усовершенствовали топливо добавив в него смолу, а позже заменили его нефтью и сконструировали простую систему впрыска .
В течении следующих десяти лет проект не получил никакого развития. Клод уехал в Англию с целью продвижения идеи двигателя, но растратил все деньги и ничего не добился, а Джозеф занялся фотографией и стал автором первой в мире фотографии «Вид из окна» .

Во Франции, в доме-музее Ньепсов, выставлена реплика «Pyreolophore».

Чуть позже, де Рива водрузил свой двигатель на четырёхколёсную повозку, которая, по мнению историков, стала первым автомобилем с ДВС.

Про Алессандро Вольта

Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб») .

В 1776 г. Вольта изобрел газовый пистолет — «пистолет Вольты», в котором газ взрывался от электрической искры.

В 1800 году построил химическую батарею, что позволило получать электричество с помощью химических реакций.

Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.


A — цилиндр, B — «свеча» зажигания, C — поршень, D — «воздушный» шар с водородом, E — храповик, F — клапан сброса отработанных газов, G — рукоятка для управления клапаном.

Водород хранился в «воздушном» шаре соединённым трубой с цилиндром. Подача топлива и воздуха, а так же поджиг смеси и выброс отработанных газов осуществлялись вручную, с помощью рычагов.

Принцип работы:

Через клапан сброса отработанных газов в камеру сгорания поступал воздух.
Клапан закрывался.
Открывался кран подачи водорода из шара.
Кран закрывался.
Нажатием на кнопку подавался электрический разряд на «свечу».
Смесь вспыхивала и поднимала поршень вверх.
Открывался клапан сброса отработанных газов.
Поршень падал под собственным весом (он был тяжёлый) и тянул верёвку, которая через блок поворачивала колёса.

После этого цикл повторялся.

В 1813 году де Рива построил ещё один автомобиль. Это была повозка длиной около шести метров, с колесами двухметрового диаметра и весившея почти тонну.
Машина смогла проехать 26 метров с грузом камней (около 700 фунтов) и четырьмя мужчинами, со скоростью 3 км/ч.
С каждым циклом, машина перемещалась на 4-6 метров.

Мало кто из его современников серьезно относился к этому изобретению, а Французская Академия Наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не будет конкурировать по производительности с паровой машиной.

В 1833 году , американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт , зарегистрировал патент на двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.
(см. ниже) в своей книге «Gas and Oil Engines» написал о двигателе Райта следующее:

«Чертеж двигателя весьма функционален, а детали тщательно проработаны. Взрыв смеси действует непосредственно на поршень, который через шатун вращает кривошипный вал. По внешнему виду двигатель напоминает паровую машину высокого давления, в которой газ и воздух подаются с помощью насосов из отдельных резервуаров. Смесь, находящаяся в сферических ёмкостях поджигалась во время подъёма поршня в ВМТ (верхняя мёртвая точка) и толкала его вниз/вверх. В конце такта открывался клапан и выбрасывал выхлопные газы в атмосферу.»

Неизвестно, был ли когда-либо этот двигатель построен, однако есть его чертёж:

В 1838 году , английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.

Первый двигатель — двухтактный одностороннего действия (топливо горело только с одной стороны поршня) с отдельными насосами для газа и воздуха. Поджиг смеси происходил в отдельном цилиндре, а потом горящая смесь перетекала в рабочий цилиндр. Впуск и выпуск осуществлялся через механические клапана.

Второй двигатель повторял первый, но был двойного действия, то есть горение происходило попеременно с обоих сторон поршня.

Третий двигатель, так же был двойного действия, но имел впускные и выпускные окна в стенках цилиндра открывающееся в момент достижения поршнем крайней точки (как в современных двухтактниках). Это позволяло автоматически выпускать выхлопные газы и впускать новый заряд смеси.

Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь сжималась поршнем перед воспламенением.

Чертёж одного из двигателей Барнетта:

В 1853-57 годах , итальянские изобретатели Еугенио Барзанти и Феличе Маттеуччи разработали и запатентовали двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания мощность 5 л/с.
Патент был выдан Лондонским бюро так как итальянское законодательство не могло гарантировать достаточную защиту.

Строительство прототипа было поручено компании «Bauer & Co. of Milan» (Helvetica) , и завершено в начале 1863 года. Успех двигателя, который был гораздо более эффективным чем паровая машина, оказался настолько велик, что компания стала получать заказы со всего света.

Ранний, одноцилиндровый двигатель Барзанти-Маттеуччи:

Модель двухцилиндрового двигателя Барзанти-Маттеуччи:

Маттеуччи и Барзанти заключили соглашение на производство двигателя с одной из бельгийских компаний. Барзанти отбыл в Бельгию для наблюдения за работой лично и внезапно умер от тифа. Со смертью Барзанти все работы по двигателю были прекращены, а Маттеуччи вернулся к своей прежней работе в качестве инженера-гидравлика.

В 1877 году, Маттеуччи утверждал, что он с Барзанти были главными создателями двигателя внутреннего сгорания, а двигатель построенный Августом Отто очень походил на двигатель Барзанти-Маттеуччи.

Документы касающиеся патентов Барзанти и Маттеуччи хранятся в архиве библиотеки Museo Galileo во Флоренции.

Самым главным изобретением Николауса Отто был двигатель с четырёхтактным циклом — циклом Отто . Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.

Четырёхтактный 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 Роша (см. выше) . Группа французских промышленников оспорила патент Отто в суде, суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Не смотря на то, что конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним опытом модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё 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 их применения.
Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два — в Москве и Петербурге.

В 1865 году , французкий изобретатель Пьер Хьюго получил патент на машину представлявшую собой вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором для подачи смеси использовались два резиновых насоса, приводимых в действие от коленчатого вала.

Позже Хьюго сконструировал горизонтальный двигатель схожий с двигателем Ленуара.

Science Museum, London.

В 1870 году , австро-венгерский изобретатель Сэмюэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе и установил его на четырёхколёсную тележку.

Сегодня этот автомобиль хорошо известен как «The first Marcus Car».

В 1887 году, в сотрудничестве с компанией «Bromovsky & Schulz», Маркус построил второй автомобиль — «Second Marcus Car».

В 1872 году , американский изобретатель запатентовал двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания постоянного давления, работающий на керосине.
Брайтон назвал свой двигатель «Ready Motor».

Первый цилиндр выполнял функцию компрессора, нагнетавшего воздух в камеру сгорания, в которую непрерывно поступал и керосин. В камере сгорания смесь поджигалась и через золотниковый механизм поступало во второй — рабочий цилиндр. Существенным отличием от других двигателей, было то, что топливовоздушная смесь сгорала постепенно и при постоянном давлении.

Интересующиеся термодинамическими аспектами двигателя, могут почитать про «Цикл Брайтона» .

В 1878 году , шотландский инженер Сэр (в 1917 году посвящён в рыцари) разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.

Двигатель работал любопытным образом: в правый цилиндр подавался воздух и топливо, там оно смешивалось и эта смесь выталкивалась в левый цилиндр, где и происходило поджигание смеси от свечи. Происходило расширение, оба поршня опускались, из левого цилиндра (через левый патрубок) выбрасывались выхлопные газы, а в правый цилиндр всасывалась новая порция воздуха и топлива. Следуя по инерции поршни поднимались и цикл повторялся.

В 1879 году , построил вполне надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.

Однако настоящий гений Бенца проявился в том, что в последующих проектах он сумел совместить различные устройства (дроссель, зажигание с помощью искры с батареи, свеча зажигания, карбюратор, сцепление, КПП и радиатор) на своих изделиях, что в свою очередь стало стандартом для всего машиностроения.

В 1883 году, Бенц основал компанию «Benz & Cie» по производству газовых двигателей и в 1886 году запатентовал четырехтактный двигатель, который он использован на своих автомобилях.

Благодаря успеху компании «Benz & Cie», Бенц смог заняться проектированием безлошадных экипажей. Совместив опыт изготовления двигателей и давнишнее хобби — конструирование велосипедов, к 1886-му году он построил свой первый автомобиль и назвал его «Benz Patent Motorwagen «.


Конструкция сильно напоминает трехколёсный велосипед.

Одноцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания рабочим объёмом 954 см3., установленный на «Benz Patent Motorwagen «.

Двигатель был оснащён большим маховиком (использовался не только для равномерного вращения, но и для запуска) , бензобаком на 4,5 л., карбюратором испарительного типа и золотниковым клапаном, через который топливо поступало в камеру сгорания. Воспламенение производилось свечой зажигания собственной конструкции Бенца, напряжение на которую подавалось от катушки Румкорфа .

Охлаждение было водяным, но не замкнутого цикла, а испарительным. Пар уходил в атмосферу, так что заправлять автомобиль приходилось не только бензином, но и водой.

Двигатель развивал мощность 0,9 л.с. при 400 об/мин и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

Карл Бенц за «рулём» своего авто.

Чуть позже, в 1896 году, Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель (или плоский двигатель) , в котором поршни достигают верхней мертвой точки в одно и то же время, тем самым уравновешивая друг друга.

Музей «Mercedes-Benz» в Штутгарте.

В 1882 году , английский инженер Джеймс Аткинсон придумал цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.

Двигатель Аткинсона — это по существу двигатель, работающий по четырёхтактному циклу Отто , но с измененным кривошипно-шатунным механизмом. Отличие заключалось в том, что в двигателе Аткинсона все четыре такта происходили за один оборот коленчатого вала.

Использование цикла Аткинсона в двигателе позволяло уменьшить потребление топлива и снизить уровень шума при работе за счёт меньшего давления при выпуске. Кроме того, в этом двигателе не требовалось редуктора для привода газораспределительного механизма, так как открытие клапанов приводил в движение коленчатый вал.

Не смотря на ряд преимуществ (включая обход патентов Отто) двигатель не получил широкого распространения из-за сложности изготовления и некоторых других недостатков.
Цикл Аткинсона позволяет получить лучшие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах выдаёт сравнительно малый момент и может заглохнуть.

Сейчас двигатель Аткинсона применяется на гибридных автомобилях «Toyota Prius» и «Lexus HS 250h».

В 1884 году , британский инженер Эдвард Батлер , на лондонской выставке велосипедов «Stanley Cycle Show » продемонстрировал чертежи трёхколёсного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания , а в 1885 году построил его и показал на той же выставке, назвав «Velocycle». Так же, Батлер был первым кто использовал слово бензин .

Патент на «Velocycle» был выдан в 1887 году.

На «Velocycle» был установлен одноцилиндровый, четырёхтактный бензиновый ДВС оснащенный катушкой зажигания, карбюратором, дросселем и жидкостным охлаждением. Двигатель развивал мощность около 5 л.с. при объёме 600 см3, и разгонял автомобиль до 16 км/ч.

На протяжении многих лет Батлер улучшал характеристики своего транспортного средства, но был лишен возможности его тестировать из-за «Закона Красного Флага » (издан в 1865 году) , согласно которому транспортные средства не должны были превышать скорость свыше 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле должны были присутствовать три человека, один из которых должен был идти перед автомобилем с красным флагом (такие вот меры безопасности) .

В журнале «Английский Механик» от 1890 года, Батлер написал — «Власти запрещают использование автомобиля на дорогах, в следствии чего я отказываюсь от дальнейшего развития.»

Из-за отсутствия общественного интереса к автомобилю, Батлер разобрал его на металлолом, и продал патентные права Гарри Дж. Лоусону (производителю велосипедов) , который продолжил производство двигателя для использования на катерах.

Сам же Батлер перешёл к созданию стационарных и судовых двигателей.

В 1891 году , Герберт Эйкройд Стюарт в сотрудничестве с компанией «Richard Hornsby and Sons » построил двигатель «Hornsby-Akroyd», в котором топливо (керосин) под давлением впрыскивалось в дополнительную камеру (из-за формы её называли «горячий шарик») , установленную на головке блока цилиндров и соединённую с камерой сгорания узким проходом. Топливо воспламенялось от горячих стенок дополнительной камеры и устремлялось в камеру сгорания.


1. Дополнительная камера (горячий шарик) .
2. Цилиндр.
3. Поршень.
4. Картер.

Для запуска двигателя использовалась паяльная лампа, которой нагревали дополнительную камеру (после запуска она подогревалась выхлопными газами) . Из-за этого двигатель «Hornsby-Akroyd», который был предшественником дизельного двигателя сконструированного Рудольфом Дизелем , часто называли «полу-дизелем». Однако спустя год Эйкройд усовершенствовал свой двигатель добавив к нему «водяную рубашку» (патент от 1892 г.), что позволило повысить температуру в камере сгорания за счёт увеличения степени сжатия, и теперь уже не было необходимости в дополнительном источнике нагрева.

В 1893 году , Рудольф Дизель получил патенты на тепловой двигатель и модифицированный «цикл Карно » под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу».

В 1897 году, на «Аугсбургском машиностроительном заводе» (с 1904 года MAN) , при финансовом участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер, был создан первый функционирующий дизель Рудольфа Дизеля
Мощность двигателя составляла 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту, КПД 26,2 % при весе пять тонн.
Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20 % и судовые паровые турбины с КПД 12 %, что вызвало живейший интерес промышленности в разных странах.

Двигатель Дизеля был четырёхтактным. Изобретатель установил, что КПД двигателя внутреннего сгорания повышается от увеличения степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, потому что тогда повышаются давление и температура и она самовоспламеняется раньше времени. Поэтому Дизель решил сжимать не горючую смесь, а чистый воздух и концу сжатия впрыскивать топливо в цилиндр под сильным давлением.
Так как температура сжатого воздуха достигала 600-650 °C, топливо самовоспламенялось, и газы, расширяясь, двигали поршень. Таким образом Дизелю удалось значительно повысить КПД двигателя, избавиться от системы зажигания, а вместо карбюратора использовать топливный насос высокого давления
В 1933 году Эллинг пророчески писал: «Когда я начал работать над газовой турбиной в 1882 году, я был твёрдо уверен в том, что моё изобретение будет востребовано в авиастроении.»

К сожалению, Эллинг умер в 1949 году, так и не дожив до наступления эры турбореактивной авиации.

Единственное фото, которое удалось найти.

Возможно кто-то найдёт что-либо об этом человеке в «Норвежском музее техники «.

В 1903 году , Константин Эдуардович Циолковский , в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами », где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем (который тоже является двигателем внутреннего сгорания) . В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород.

Наверное на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20-ый век и Двигатели Внутреннего Сгорания стали производиться повсеместно.

Философское послесловие…

К.Э. Циолковский полагал, что в обозримом будущем люди научатся жить если не вечно, то по крайней мере очень долго. В связи с этим на Земле будет мало места (ресурсов) и потребуются корабли для переселения на другие планеты. К сожалению, что-то в этом мире пошло не так, и с помощью первых ракет люди решили просто уничтожать себе подобных…

Спасибо всем кто прочитал.

Все права защищены © 2016
Любое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.

Интересная история двигателя внутреннего сгорания

Если у вас есть автомобиль, работающий на газе или дизельном топливе, то у вас также есть двигатель внутреннего сгорания. По сути, этот двигатель заставляет транспортное средство двигаться. Большинство людей не думают об инженерной мысли, стоящей за этим впечатляющим механизмом. Мы знаем, что двигатель является жизненно важной частью автомобиля, но многие люди не понимают, почему именно этот тип является лучшим выбором. История двигателя внутреннего сгорания довольно интересна.

Как работает двигатель внутреннего сгорания?

Существует два различных типа двигателей внутреннего сгорания: двигатель внутреннего сгорания и двигатель внешнего сгорания. В последнем случае топливо, как и уголь, сжигается вне двигателя. Горящее топливо нагревает жидкость, находящуюся внутри двигателя, чтобы дать ему энергию, необходимую для работы. Так работает паровая машина.

Двигатель внутреннего сгорания работает немного иначе. Вместо того, чтобы нагревать топливо снаружи, в двигатель впрыскивается смесь топлива и кислорода, и искра воспламеняет топливо, что вызывает его крошечные взрывы (или возгорания).Вот почему важно всегда заменять неисправную свечу зажигания.

Автомобильный двигатель состоит из движущихся поршней и неподвижных цилиндров. Как только топливо воспламеняется, небольшой взрыв заставляет поршни пройти через цилиндр, который затем приводит в движение коленчатый вал. Затем коленчатый вал преобразует энергию во вращательную энергию, которая позволяет колесам автомобиля вращаться.

Когда был изобретен двигатель внутреннего сгорания?

С начала 17 века несколько ученых вплотную приблизились к созданию двигателя внутреннего сгорания.Однако в 1860 году человек по имени Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания. В то время двигатель имел только один цилиндр, что приводило к его перегреву. Но он был способен привести в движение трехколесный автомобиль, который мог развивать скорость около двух миль в час.

Это была огромная веха для двигателей внутреннего сгорания, потому что Ленуар доказал, что этот тип может работать непрерывно. Двигаясь вперед, другие изобретатели создали более эффективные двигатели внутреннего сгорания.В 1878 году Николаус А. Отто построил первый в мире четырехтактный двигатель. В том же году сэр Дуглас Клерк успешно создал первый двухтактный двигатель.

Как развивался двигатель внутреннего сгорания?

Благодаря великому уму нескольких изобретателей 19-го века двигатель внутреннего сгорания является одним из самых популярных и эффективных двигателей. Он продолжал развиваться на протяжении 20 века, чтобы стать более эффективным. В 1955 году были добавлены топливные форсунки, которые помогли двигателям работать более плавно и избавили от необходимости регулировать воздушную заслонку для запуска автомобиля.

Примерно десять лет спустя в автомобильной промышленности появились двигатели с турбонаддувом. Позже к двигателям были добавлены другие функции, такие как степень сжатия и отключение цилиндров, чтобы сделать их более мощными и эффективными. Двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь. Однако с учетом того, как технологии меняют автомобильную промышленность, мы не сомневаемся, что двигатель внутреннего сгорания будет продолжать развиваться.

История двигателя внутреннего сгорания

Автомобильная промышленность в настоящее время претерпевает довольно большие изменения.Альтернативные источники энергии, такие как электричество и водород, приобретают все большую популярность в отрасли как средство питания современных автомобилей, и многие производители планируют сделать все свои автомобили полностью электрическими в течение следующих нескольких десятилетий.

При этом старый двигатель внутреннего сгорания по-прежнему безраздельно правит. В то время как популярность электромобилей растет, бензиновые и дизельные автомобили по-прежнему доминируют на рынке; около 80% всех автомобилей, проданных в прошлом году, использовали двигатели внутреннего сгорания.Даже несмотря на то, что они могут быть на исходе, ясно, что двигатели внутреннего сгорания будут существовать, по крайней мере, еще некоторое время.

Сегодня мы поговорим об истории двигателя внутреннего сгорания и поговорим о первых днях этой технологии, а также о том, что именно сделало эти двигатели такими популярными.

Как работает внутреннее сгорание?

Во-первых, давайте на секунду объясним, как работает внутреннее сгорание.Мы предполагаем, что вы, вероятно, уже знаете, но в случае, если вы этого не сделаете, надеюсь, вы найдете это полезным.

Частями двигателя внутреннего сгорания, непосредственно ответственными за создание мощности, являются поршни и коленчатый вал. Топливо и воздух попадают в камеру сгорания, где сжимаются и воспламеняются. Сила зажигания давит на поршни, прикрепленные к коленчатому валу.

Когда поршни двигаются вперед и назад, это заставляет коленчатый вал вращаться, что обеспечивает вращательное усилие, необходимое для вращения колес.Когда воздушно-топливная смесь сгорает, поршень вытесняет ее из камеры сгорания через выпускные клапаны.

Дизельный двигатель работает точно так же, как бензиновый двигатель, за исключением того, что вместо использования свечей зажигания для воспламенения топливно-воздушной смеси он воспламеняет смесь, используя только сжатие.

Ранняя история двигателя внутреннего сгорания

Прежде чем кому-либо пришла в голову мысль установить двигатель внутреннего сгорания в движущееся транспортное средство, инженеры на протяжении всей истории уже экспериментировали с двигателем внутреннего сгорания для других целей.До того, как двигатели внутреннего сгорания стали использоваться в колесных транспортных средствах, большинство этих двигателей использовались в качестве стационарных генераторов.

Первым двигателем внутреннего сгорания, который когда-либо использовался в движущемся транспортном средстве, был двигатель Ленуара, изобретенный бельгийско-французским инженером Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром в 1860 году. По сути, этот двигатель был просто паровым двигателем, переоборудованным для работы на горючем газе.

Транспортным средством, в котором использовался этот двигатель, был «Гиппомобиль» Ленуара, трехколесная повозка, которая представляла собой не что иное, как повозку, стоящую на трехколесном велосипеде.Сам двигатель объемом 2,5 литра развивал мощность 1,5 л.с. при 100 об/мин. В результате Гиппомобиль был невероятно медленным, его максимальная скорость составляла всего 6 км/ч.

Однако, несмотря на то, насколько медленным был гиппомобиль, он доказал, что внутреннее сгорание может быть жизнеспособным методом приведения в действие наземных транспортных средств. Следующий большой шаг в развитии двигателя внутреннего сгорания был сделан, когда Николаус Отто, немецкий инженер, сконструировал первый четырехтактный двигатель в 1875 году. тактные двигатели, четырехтактные двигатели были намного более экономичными, намного более чистыми и, как правило, более долговечными.В наши дни каждый газовый автомобиль имеет четырехтактный двигатель.

Конечно, как вы, наверное, догадались, большой момент для двигателя внутреннего сгорания в автомобиле наступил с патентом Benz Motorwagen, построенным в 1885 году немецким инженером Карлом Бенцем. В Motorwagen использовался 1-литровый одноцилиндровый четырехтактный двигатель собственной конструкции Бенца, мощность которого составляла 2/3 лошадиных сил при 400 об/мин.

Однако более поздние версии Motorwagen были более мощными; Окончательная версия Motorwagen производила 2 лошадиные силы, что позволяло развивать максимальную скорость 16 км/ч.Несмотря на то, что это означало, что Motorwagen все еще был довольно плохой альтернативой лошади, это доказывало, что технология внутреннего сгорания однажды может оказаться очень пригодной для транспортных целей.

Влияние двигателя внутреннего сгорания

Трудно переоценить влияние, которое двигатель внутреннего сгорания оказал на мир в целом. Фактически, можно утверждать, что двигатель внутреннего сгорания был одним из самых значительных (если не самым значительным) изобретений с точки зрения создания действительно связанного мира.

До изобретения двигателя внутреннего сгорания люди не могли легко путешествовать. Конечно, у вас были лошади и парусные корабли, но они были медленными и могли доставить вас только в очень многие места.

Однако с изобретением двигателя внутреннего сгорания все изменилось. В то время как двигатель внутреннего сгорания был невероятно важен для автомобильной промышленности, он был еще более важен для авиационной промышленности. Технология внутреннего сгорания помогла двигателям производить большую мощность, оставаясь при этом достаточно легкими, что, очевидно, было необходимо для авиации.

Тракторы на паровой тяге уже существовали какое-то время, но благодаря внутреннему сгоранию тракторы оставались мощными, но при этом ими было еще проще управлять. Это означало, что фермеры могли выполнять больше работы за то же время, что позволяло им легче выращивать больше продуктов питания.

В результате это означало, что стоимость продуктов питания в развитых странах значительно снизилась, а изобилие продуктов питания означало, что странам было легче экспортировать свои собственные продукты питания в другие страны, где такие продукты пользовались большим спросом.Мощные и эффективные двигатели облегчили транспортировку еды и других ресурсов в другие места.

Конечно, влияние двигателей внутреннего сгорания на наш мир не было полностью положительным. Во многом благодаря выбросам, создаваемым двигателями внутреннего сгорания, наша планета в настоящее время претерпевает довольно значительные изменения климата, большинство из которых неблагоприятны.

Кроме того, нефть, которую мы используем для производства бензина и дизельного топлива, становится все более дефицитной, что в конечном итоге может привести к усилению конкуренции между странами мира за контроль над любыми невостребованными источниками.Поскольку топливные ресурсы истощаются, кажется логичным и вероятным, что в результате возникнет какой-то конфликт.

Почему двигатели внутреннего сгорания так популярны?

В наши дни вы много слышите о том, насколько грязной является технология внутреннего сгорания и что нам нужно начать думать о переходе на другие, более чистые методы производства энергии. Гибриды и электромобили занимают довольно солидную долю рынка, и новые технологии, такие как водородная энергетика, также начинают набирать популярность.

Даже на заре двигателей внутреннего сгорания у вас были альтернативы, такие как паровая энергия, которые можно было использовать для личного транспорта. Нам нравится думать об электромобиле как о современном изобретении, но даже в начале 20-го века все еще было несколько коммерчески доступных электромобилей.

Так почему же двигатели внутреннего сгорания доминировали в отрасли? Что ж, ответ был почти таким же с тех пор, как двигатель внутреннего сгорания впервые стал королем; они, безусловно, являются наиболее эффективным средством выработки электроэнергии для движущихся транспортных средств.Бензин и дизельное топливо гораздо более энергоемкие, чем аккумуляторы.

По сравнению с электромобилями прошлого и даже с современными, двигатели внутреннего сгорания намного лучше подходят для поездок на большие расстояния. У электромобилей никогда не было такого запаса хода, как у автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, и они также требуют гораздо больше времени для перезарядки, чем обычный автомобиль.

Пар примерно так же эффективен, как газ или дизель, но основная проблема старых паровых двигателей заключалась в том, что они были очень сложными в эксплуатации.Ранние газовые двигатели были намного проще, чем старые паровые силовые установки, а также лучше обеспечивали мощность для высокоскоростных приложений.

Будущее двигателей внутреннего сгорания

Мы долго говорили о прошлом двигателей внутреннего сгорания, но что ждет эту технологию в будущем? Вполне вероятно, что после определенного момента двигатель внутреннего сгорания исчезнет навсегда, но до тех пор производители продолжают внедрять инновации.

В последние несколько лет турбонаддув становится все более популярным и, вероятно, станет еще более популярным в ближайшем будущем.Помимо того, что турбонаддув помогает двигателям производить больше мощности, он также может помочь двигателю работать более эффективно. За счет турбонаддува небольшого двигателя вы можете получить от него такое же количество энергии, как и от более крупного безнаддувного двигателя, используя при этом меньше топлива.

Другим примером технологии, которую вы можете увидеть в двигателях внутреннего сгорания в ближайшее время, является воспламенение от сжатия гомогенного заряда (HCCI). Эта технология берет лучшее из обоих миров от бензина и дизельного топлива; он использует бензин, который чище дизельного топлива, но зажигает его только от сжатия, что более эффективно, чем зажигание от свечи зажигания.

Возможно, вскоре на рынке появятся бескулачковые двигатели. В обычном двигателе внутреннего сгорания впускные и выпускные клапаны приводятся в действие распределительным валом, который использует кулачки для открытия или закрытия клапанов в нужное время. Распределительные валы просты, но они не обеспечивают большого контроля над продолжительностью подъема клапанов.

Однако в бескулачковом двигателе каждый клапан приводится в действие индивидуально с помощью гидравлического или электронного привода. Это помогает компьютеру двигателя иметь гораздо больший контроль над процессом сгорания, что может помочь сделать двигатель более мощным и более эффективным.

Двигатель внутреннего сгорания: изобретатель и история

Изображение коленчатого вала

Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания?

В то время как ряд ученых и инженеров проложили путь к изобретению двигателя внутреннего сгорания, первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания был изобретен Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром . Он родился в 1822 году в Мюсси-ла-Виль, который тогда был в Люксембурге, а теперь является частью Бельгии.В начале 1850-х он иммигрировал в Париж, Франция, где работал инженером, экспериментируя с электричеством.

Жан Жозеф Этьен Ленуар

В 1860 году он запатентовал газовый одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, который установил на трехколесной повозке. Хотя он работал достаточно хорошо, он не отличался экономичностью, издавал много шума и часто перегревался. Двигатель полностью остановился бы, если бы для его охлаждения не применялась вода, и для этого требовался бак для хранения газообразного топлива.

В 1863 году он построил трехколесную повозку, работавшую на бензине. На демонстрации в Париже карета преодолела расстояние в 7 миль примерно за 3 часа, что соответствует средней скорости 2 мили в час. Совсем не быстро! Что было такого впечатляющего в экипаже, чем он двигался так медленно? Что ж, тот факт, что он приводился в движение двигателем, а не лошадью или мулом, делал его настоящим нововведением. Его двигатели на самом деле имели относительно хороший успех, всего было построено около 500 штук, но они явно оставляли место для многих улучшений.

Ленуар стал гражданином Франции в 1870 году за помощь французам во время франко-прусской войны. В 1881 году он получил орден Почетного легиона за выдающиеся достижения в области телеграфии. Несмотря на то, что Ленуар практически изобрел автомобиль, в последние годы жизни он был беден. Он умер во Франции в 1900 году.

Что случилось после Ленуара?

Изобретателем, действительно поднявшим двигатель внутреннего сгорания на новый уровень, был Николаус Отто .Он родился в 1832 году в Хольцхаузене, Германия. Он потерял отца в очень молодом возрасте, и его воспитывала мать, которая планировала, что он получит техническое образование. Хотя он так и не получил техническое образование, которого она хотела, его интерес к техническим вопросам остался с ним.

Николаус сделал много улучшений в технологии внутреннего сгорания, которые сделали конструкцию Ленуара устаревшей. Его конструкция работала на жидком топливе, бензине. В 1864 году он встретил Ойгена Лангена , который вложил деньги, необходимые для постройки первого двигателя.

В 1867 году он изобрел четырехтактный двигатель внутреннего сгорания . В этом двигателе бензин и воздух втягиваются в цилиндр за счет толкания поршня назад. Затем поршень движется вперед и сжимает смесь. Эта смесь воспламеняется от искры, вызывая взрыв. Взрыв толкает поршень вперед, обеспечивая мощность и силу. Затем поршень оттягивается назад, чтобы вытолкнуть выхлопные газы из цилиндра.

Этот четырехтактный двигатель, также известный как цикл Отто, станет основой для двигателей, используемых в автомобилях.Четырехтактный двигатель обеспечивает мощность только во время одного такта, что инженеры в то время считали нелогичным. Двигатели Ленуара обеспечивали мощность при каждом такте, но двигатели Отто оказались более экономичными.

История создания автомобиля

Партнерство Отто и Лангена привело к созданию двигателя, который стал настолько популярен, что они не могли удовлетворить спрос. Ланген собрал гораздо больше капитала и нанял Готлиба Даймлера для управления производственным предприятием. Даймлер привел с собой молодого немецкого инженера, Вильгельма Майбаха , который тесно сотрудничал с Отто над разработкой двигателей, которые в конечном итоге использовались в первых автомобилях.

Даймлер и Майбах поссорились с Лангеном и Отто и открыли собственное производство. Компания, которую они основали, продолжила производство первого автомобиля Daimler с четырехтактным двигателем Отто. В 1890 году был продан первый автомобиль Daimler. Хотя многие приписывают изобретение автомобиля Даймлеру, без двигателя Отто автомобиль никогда бы не отправился в путь.

Краткий обзор урока

История коммерческих двигателей внутреннего сгорания началась с Жана Жозефа Этьена Ленуара в 1860 году и завершилась автомобилем Daimler тридцать лет спустя.По пути Николаус Отто значительно усовершенствовал двигатель, сделав его пригодным для массовых перевозок. Хотя Gottlieb Daimler приходит на ум, когда речь заходит об изобретении автомобиля, именно Ленуар и Отто проложили путь к производству автомобилей такими, какими мы их знаем.

Смерть двигателя внутреннего сгорания

«ЧЕЛОВЕЧЕСКАЯ изобретательность… до сих пор не нашла механического процесса для замены лошадей в качестве движущей силы для транспортных средств», — жаловалась Le Petit Journal , французская газета, в декабре 1893 года.Его ответом стала организация гонок безлошадных экипажей Париж-Руан, которые состоятся в июле следующего года. Среди 102 участников были автомобили, работающие на паре, бензине, электричестве, сжатом воздухе и гидравлике. Только 21 человек прошел квалификацию для участия в гонке на 126 км (78 миль), которая привлекла огромное количество зрителей. Явным победителем стал двигатель внутреннего сгорания. В следующем столетии он перейдет в энергетику и изменит мир.

Большой конец

Но его дни сочтены. Вместо этого быстрое развитие аккумуляторных технологий отдает предпочтение электродвигателям (см. Брифинг).В Париже в 1894 году ни один электромобиль не добрался до стартовой линии, отчасти потому, что им требовались станции для замены аккумуляторов каждые 30 км или около того. Современные электромобили, работающие от литий-ионных аккумуляторов, могут работать намного лучше. У Chevy Bolt запас хода 383 км; Поклонники Tesla недавно проехали на Model S более 1000 км без подзарядки. Банк UBS считает, что «общая стоимость владения» электромобилем достигнет паритета с бензиновым в следующем году, хотя и с убытком для его производителя. Он оптимистично прогнозирует, что к 2025 году электромобили будут составлять 14% мировых продаж автомобилей по сравнению с 1% сегодня.У других более скромные прогнозы, но они спешно пересматривают их в сторону повышения по мере того, как аккумуляторы дешевеют и совершенствуются — стоимость киловатт-часа упала с 1000 долларов в 2010 году до 130-200 долларов сегодня. Правила тоже ужесточаются. В прошлом месяце Великобритания присоединилась к расширяющемуся списку стран, использующих только электродвигатели, заявив, что к 2050 году все новые автомобили должны быть с нулевым уровнем выбросов.

Переход от топлива и поршней к батареям и электродвигателям вряд ли займет так много времени. Первые предсмертные хрипы двигателя внутреннего сгорания уже раздаются по всему миру, и многие последствия будут желательными.

Чтобы понять, что ждет нас впереди, подумайте, как двигатель внутреннего сгорания повлиял на современную жизнь. Богатый мир был перестроен для автотранспорта с огромными инвестициями в дорожную сеть и изобретением пригородов, а также торговых центров и передвижных ресторанов. Примерно 85% американских рабочих добираются до работы на машине. Производство автомобилей также было генератором экономического развития и расширения среднего класса в послевоенной Америке и других странах. Сейчас на дорогах около 1 миллиарда автомобилей, почти все они работают на ископаемом топливе.Хотя большинство из них бездействует, двигатели американских автомобилей и грузовиков могут производить в десять раз больше энергии, чем ее электростанции. Двигатель внутреннего сгорания — самый мощный двигатель в истории.

Но электрификация привела автомобильную промышленность в смятение. Его лучшие бренды основаны на инженерном наследии, особенно в Германии. По сравнению с существующими транспортными средствами электромобили намного проще и имеют меньше деталей; они больше похожи на компьютеры на колесах. Это означает, что для их сборки требуется меньше людей и меньше вспомогательных систем от специализированных поставщиков.Рабочие на заводах, которые не производят электромобили, обеспокоены тем, что их могут уволить. Чем меньше поломок, тем меньше будет рынок услуг по техническому обслуживанию и запасных частей. В то время как сегодняшние автопроизводители борются со своим дорогостоящим наследием старых заводов и раздутой рабочей силы, новые участники не будут обременены. Премиум-бренды могут выделиться благодаря стилю и управляемости, но малорентабельным автопроизводителям массового рынка придется конкурировать главным образом за счет стоимости.

Если, конечно, люди вообще хотят владеть автомобилями.Электрическая тяга, наряду с райдшерингом и технологиями самостоятельного вождения, может означать, что право собственности в значительной степени заменяется «транспортом как услугой», в котором парки автомобилей предлагают поездки по запросу. По самым крайним оценкам, это может сократить отрасль на целых 90%. Множество общих беспилотных электромобилей позволит городам заменить автостоянки (в некоторых местах до 24% площади) новым жильем, а люди смогут добираться издалека, пока они спят, — пригород наоборот.

Даже без перехода на безопасные беспилотные транспортные средства электрические двигатели принесут огромные преимущества для окружающей среды и здоровья.Зарядка автомобильных аккумуляторов от центральных электростанций более эффективна, чем сжигание топлива в отдельных двигателях. По данным Совета по защите национальных ресурсов США, существующие электромобили сокращают выбросы углерода на 54% по сравнению с автомобилями с бензиновым двигателем. Эта цифра будет расти по мере того, как электромобили станут более эффективными, а электроэнергетика станет более экологичной. Снизится и местное загрязнение воздуха. Всемирная организация здравоохранения заявляет, что это самый большой риск для здоровья из-за окружающей среды, при этом загрязнение атмосферного воздуха способствует 3.7 миллионов смертей в год. Одно исследование показало, что автомобильные выбросы ежегодно убивают 53 000 американцев по сравнению с 34 000, погибающими в дорожно-транспортных происшествиях.

Автомобили и автократии

И тут нефть. Примерно две трети потребления нефти в Америке приходится на дороги, а изрядная часть остального расходуется на побочные продукты переработки сырой нефти для производства бензина и дизельного топлива. Нефтяная отрасль разделилась во мнениях относительно того, когда ожидать пикового спроса; Royal Dutch Shell говорит, что до этого может пройти немногим более десяти лет.Перспектива будет влиять на цены задолго до этого. Поскольку никто не хочет остаться с бесполезной нефтью в недрах, будет не хватать новых инвестиций, особенно в новых, дорогостоящих областях, таких как Арктика. Напротив, производители, такие как Саудовская Аравия, с огромными запасами, которые можно дешево использовать, будут вынуждены начать добычу, пока не стало слишком поздно: Ближний Восток по-прежнему будет иметь значение, но намного меньше, чем раньше. Хотя по-прежнему будет существовать рынок природного газа, который поможет генерировать электроэнергию для всех этих электромобилей, волатильность цен на нефть создаст нагрузку на страны, которые зависят от доходов от углеводородов для наполнения национальной казны.Когда объемы упадут, корректировка будет чревата, особенно там, где борьба за власть долгое время сводилась к контролю над нефтяными богатствами. В таких странах, как Ангола и Нигерия, где нефть часто была проклятием, распространение экономического влияния может принести огромные выгоды.

Тем временем идет борьба за литий. Цена на карбонат лития выросла с 4000 долларов за тонну в 2011 году до более чем 14000 долларов. Спрос на кобальт и редкоземельные элементы для электродвигателей также стремительно растет.Литий используется не только для питания автомобилей: коммунальные предприятия хотят, чтобы гигантские батареи сохраняли энергию, когда спрос вял, и высвобождали ее, когда она достигает пика. Сделает ли все это богатую литием Чили новой Саудовской Аравией? Не совсем так, ведь электромобили его не потребляют; старые литий-ионные аккумуляторы от автомобилей можно повторно использовать в электросетях, а затем перерабатывать.

Двигатель внутреннего сгорания хорошо зарекомендовал себя и все еще может доминировать в судоходстве и авиации в ближайшие десятилетия. Но на суше электродвигатели скоро предложат свободу и удобство дешевле и чище.Поскольку переход на электромобили обращает вспять тенденцию в богатом мире к падению потребления электроэнергии, политикам необходимо будет помочь, обеспечив достаточное количество генерирующих мощностей, несмотря на несовершенную систему регулирования во многих странах. Им, возможно, придется быть акушерками в новых правилах и стандартах для общественных станций подзарядки и утилизации аккумуляторов, редкоземельных двигателей и других компонентов в «городских шахтах». И им придется справляться с беспорядками, поскольку старые заводские рабочие места исчезают.

Беспилотные электромобили в 21-м веке, вероятно, изменят мир глубоким и неожиданным образом, как это сделали автомобили с двигателями внутреннего сгорания в 20-м. Но это будет тернистый путь. Пристегнитесь.

Мои исследования | Магазин газовых двигателей

1211 Н. Джефферсон, Индианола, Айова 50125

Хочу добавить свои пять копеек к спору о бензиновом двигателе
, начавшемся в ноябре-декабре 1972 года на ГЭУ. Я прочитал с большим интересом
о Клубе антикварной механики Калифорнийского университета
в Дэвисе и их парогазовом двигателе Regan и бензиновом двигателе Standish
, оба датированные примерно 1884–1889 годами.В
мой интерес к тому, кто построил первый бензиновый двигатель в Соединенных Штатах
, я начал свои исследования.

Мое расследование привело к тому, что я нашел почти ту же информацию, о которой я
нашел Чарльзу Венделу в отчете за январь-февраль. ГЕМ. Моя основная ссылка на
«Американский автомобиль с 1775 года», составленная редакторами
Automobile Quarterly, установила, что Джордж Б. Брайтон построил свой первый двигатель внутреннего сгорания
в 1864 году, улучшая его, пока он не запатентовал его в 1872 году. Кстати, это был двигатель, который Джордж Б.
Селден основал свои патенты на безлошадную повозку 1879 года, которая должна была вызвать такой переполох в начале 1900-х годов. Многие другие патенты
были выданы для двигателей внутреннего сгорания в течение
1850-х годов, включая патент доктора Альфреда Дрейка № 12715 на его двигатель на взрывоопасном газе
от 17 апреля 1855 года. Сколько из этих двигателей
были построены в натуральную величину или все еще существуют? может никогда не быть
известным.

В то же время, когда доктор Дрейк разрабатывал свой двигатель, житель Нью-Йорка
по имени Стюарт Перри построил и запатентовал двигатель внутреннего сгорания
, работающий на скипидаре, в 1844 и 1846 годах.Это был двухтактный вертикальный двигатель, напоминающий паровой двигатель, использующий насос для нагнетания смеси паров воздуха в цилиндр. Он запатентовал как воздушные
, так и двигатели с водяным охлаждением. Двигатель с водяным охлаждением также смазывал
поршень и цилиндр.

Недавно увлекся газовыми двигателями. Я нашел один возле моего дома
и купил его. Этот двигатель простоял на улице 25 лет и
все было полностью приклеено, но теперь у меня снова все детали
подвижны.

Парень, у которого я его купил, думал, что это двигатель Bullseye
мощностью 7 1/2 л.с. производства Montgomery Ward.Его отец купил его примерно в 1915 году. У него
диаметр цилиндра 6 футов, маховик 32 фута с ободом 2-1 / 2 фута, а
— ход поршня 8 футов. Не хватает одного тега. На оставшейся бирке
написано «Переносной бензиновый двигатель, 5–15 л.с., № 2752,
, установите и обслуживайте этот двигатель в соответствии с правилами страховщика
». Не проверяйте наличие утечек спичками. Содержите двигатель
в чистоте».

Я хотел бы узнать больше об этом двигателе — истинный размер,
оригинальный цвет, год, марка или любую другую информацию о нем.

При дальнейшем раскопках я обнаружил, что мистер М. Иснард из Нью-Йорка
выдал патент на очень грубый двигатель внутреннего сгорания в
1824 году. Два года спустя, 1 апреля 1826 года, Сэмюэл Мори из Оксфорда,
Нью-Йорк Хэмпшир. Запатентовал более совершенный газо-паровой двигатель. Это был
двухтактный взрывной двигатель с водяным охлаждением, использующий в качестве топлива «смесь
атмосферного воздуха и паров обычного спирта».
Эти двигатели являются самыми старыми двигателями внутреннего сгорания, построенными в
Америке, которые я нашел.Модель двигателя Мори 1826 находится на выставке
в Автомобильном музее Лонг-Айленда, Саутгемптон, Нью-Йорк,
.

В настоящее время я не нашел никаких более ранних свидетельств существования двигателя внутреннего сгорания
в Соединенных Штатах, но у меня есть еще два года
и еще много книг в библиотеке Университета штата Айова
. Если это утешит студентов
UCD, я считаю, что их двигатели являются старейшими оригинальными американскими двигателями
, построенными в стране.

В заключение я хотел бы также поблагодарить студентов
UCD за их усилия и интерес к восстановлению двигателя Regan.
Многие действительно старые паровозы в стране исчезли, но
благодаря этим ученикам у них есть один паровоз который не увезли
. ГА-73

В число автомобилей входят одни из самых известных в мире, каждый из которых является шедевром мастерства и реставрации
. Большинство автомобилей
в отличном состоянии, иногда Лика можно увидеть за рулем одного из них
на полной скорости по современному шоссе.

Лик провел свой первый публичный аукцион по продаже автомобилей в июне
1972 года. Аукцион
, проведенный Sotheby, Park-Bernet в Лос-Анджелесе, принес в общей сложности 363 182 доллара за 75 автомобилей, что сделало его
крупнейшим частным автомобильным аукционом в стране.

Коллекционер из Оклахомы имеет честь владеть
, вероятно, крупнейшей в мире частной коллекцией Rolls Royce
, включая шесть полностью отреставрированных Silver Ghost.

Вероятно, самым уникальным из этих автомобилей, предназначенных для «Крыльев и
колес над Техасом», является Rolls Royce Silver Ghost 1911 года выпуска, один из
самых известных и фотографируемых автомобилей в мире.Первоначально
, построенный для махараджи Майсура в Индии, автомобиль
использовался только в торжественных случаях.

Лик купил автомобиль на аукционе Sotheby в Лондоне. С тех пор
Sotheby объявил его международным произведением искусства. Автомобиль
был оценен более чем в 100 000 долларов.

Еще один интересный автомобиль, который будет выставлен в Техасском музее
, — это Humber Pullman 1954 года выпуска, один из трех автомобилей
, лично принадлежащих сэру Уинстону Черчиллю. Автомобиль оснащен лампами для чтения
на заднем сиденье, очень большими пепельницами для сигар Черчилля
и большими карманами в дверях для дополнительных коробок сигар.Заднее сиденье
выдвигается вперед, что облегчает выход из автомобиля.

Другие автомобили включают элегантный седан Packard 1934 года выпуска, использовавшийся в качестве дипломатической машины
в Белом доме с 1934 года до президентского срока Трумэна
года, и Mercedes 1938 года, заказанный Гитлером, который подарил его Альфриду
Круппу на военном заводе Круппа в Германии.

В дополнение к редким автомобилям и мотоциклам, представленным в
Техасском музее, «будут выставлены несколько старинных самолетов из коллекции Дольфа
Овертона».Выставленные самолеты
датируются периодом с 1899 по 1928 годы.

«Крылья и колеса над Техасом» будет открыт с 10:00
до 20:00. семь дней в неделю.

На этой фотографии показаны 30-60 Model E Rumely и 12-20 Model
K. Довольно контраст между двумя двигателями. Эти тракторы
принадлежат и восстановлены Уолтером и Норманом Шеллом.

Что нужно знать об истории автомобилей – Комиксы, Машины, Физика

Многие знают, что первый в мире четырехколесный автомобиль с бензиновым двигателем был изобретен компанией Mercedes Benz в 1886 году.На самом деле, еще 100 лет назад были паровые машины, которые не полагались на людей и животных.

Еще в 1712 году британец Томас Ньюкомен изобрел автомобиль с паровым двигателем, не зависящий от силы человека и животных, известный как паровой двигатель Ньюкомена. В 1774 году Уатт работал с Болтоном над созданием паровой машины в ее истинном смысле. Это способствовало развитию машиностроения и заложило основу для разработки двигателей внутреннего сгорания.

В 1794 году англичанин Стюарт впервые выдвинул идею смешивания топлива и воздуха для образования горючей смеси для горения.В 1866 году немецкий инженер Николас Отто успешно разработал эпохальный четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, а в 1876 году был испытан первый практичный четырехтактный газовый двигатель внутреннего сгорания поршневого типа. Этот двигатель внутреннего сгорания известен как двигатель внутреннего сгорания Отто, известен во всем мире и получил патенты. По этой причине мы всегда заменяли четырехтактный цикл циклом Отто.

В 1879 году немецкий инженер Карл Бенц впервые успешно испытал экспериментальный двухтактный двигатель.В 1883 году Бенц основал компанию Benz и завод по производству двигателей Benz в Рейне. В 1885 году он построил в Мангейме первый автомобиль с патентованным двигателем Benz. Это трехколесная машина с двухтактным одноцилиндровым бензиновым двигателем мощностью 0,9 л.с. Он имеет некоторые черты современных автомобилей, такие как искровое зажигание, цикл водяного охлаждения, рама из стальных труб, подвеска на листовых рессорах, задний привод, рулевое управление передними колесами и рукоятка тормоза. Тем не менее, характеристики автомобиля не очень совершенны, скорость, грузоподъемность и способность преодолевать подъемы не очень удовлетворительны, и он часто ломается во время вождения.Однако, поскольку автомобиль может ходить сам по себе, люди используют греческое слово «авто» и латинское слово «мобильный», чтобы объяснить этот тип автомобиля. Это происхождение слова автомобиль. Поскольку трехколесный автомобиль, названный Бенцем, является самым ранним прототипом в мире, он хранится в Автомобильном музее Бенца в Германии.

Позднее, 29 января 1886 года, Карл Бенц подал заявку в Немецкое патентное ведомство на получение патента на автомобильное изобретение, которое было официально одобрено и выдано патентным ведомством 2 ноября того же года.Поэтому 29 января 1886 года также признано всемирным днем ​​рождения автомобиля.

Одним из пионеров современной автомобильной промышленности был Готлиб Даймлер, немецкий инженер и изобретатель. В 1883 году он вместе с Вильгельмом Майбахом, хорошим другом и известным изобретателем, разработал бензиновый двигатель. В 1885 году он установил двигатель на деревянную двухколесную повозку и изобрел мотоцикл. 1886. К 43-летию жены Даймлер переоборудовал карету. Он снял ось, установил цепь и собственный вертикальный одноцилиндровый бензиновый двигатель, а также установил рулевой механизм.Так родился первый в мире четырехколесный автомобиль.

В Мангейме, в 100 км от города, Бенц изобрел трехколесный автомобиль. Потому что Бенц и Даймлер общепризнаны как изобретатели современного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Их изобретение и создание стали важнейшей вехой в истории автомобилестроения. Поэтому их почитают как «отцов автомобилей».

 

Затерянная история электромобиля – и что она говорит нам о будущем транспорта | Автомобили

В 1890-х годах крупнейшие города западного мира столкнулись с растущей проблемой.Конные повозки использовались на протяжении тысячелетий, и без них трудно было представить себе жизнь. Но по мере того, как в 19 веке количество таких транспортных средств увеличивалось, недостатки использования лошадей в густонаселенных городах становились все более очевидными.

В частности, скопление конского навоза на улицах и связанное с ним зловоние было невозможно не заметить. К 1890-м годам на улицах Лондона работало около 300 000 лошадей, а в Нью-Йорке — более 150 000.Каждая из этих лошадей производила в среднем 10 кг навоза в день плюс около литра мочи. Собирать и вывозить тысячи тонн отходов из конюшен и улиц становилось все труднее.

Проблема копилась десятилетиями. Редактор нью-йоркской газеты сказал в 1857 году, что «за исключением очень немногих магистралей, все улицы представляют собой одну массу вонючей, отвратительной грязи, которая в некоторых местах нагромождена до такой высоты, что делает их почти непроходимыми для людей». транспортных средств».Помимо того, что воздух наполнялся ужасным зловонием, обилие конского навоза превращало улицы в грязные выгребные ямы, когда шел дождь. По словам очевидца из Лондона 1890-х годов, «грязь» (принятый эвфемизм среди чопорных викторианцев), которая часто затопляла Стрэнд, одну из главных магистралей города, имела консистенцию густого горохового супа. Проезжающие машины «разбрасывали листы такого супа — там, где их не перехватывали брюки или юбки — полностью по тротуару», разбрызгивая и пачкая близлежащие дома и витрины магазинов.Навоз, собранный с улиц, складывали на свалки, разбросанные по крупным городам. Огромные кучи навоза также скапливались рядом с конюшнями и создавали привлекательную среду для мух.

Все это было плохо для здоровья населения. В 1894 году газета New York Times сообщила, что в 1894 году New York Times сообщила, что специалисты по статистике управления здравоохранения в Нью-Йорке обнаружили более высокие уровни инфекционных заболеваний «в жилых домах и школах в пределах 50 футов от конюшен, чем в более отдаленных местах». 20 000 жителей Нью-Йорка ежегодно умирали от «болезней, летающих в пыли», что является ярким свидетельством опасности для здоровья, связанной с зависимостью от лошадей.Что еще хуже, лошади часто переутомлялись, и когда они падали замертво, их тела часто оставляли гнить на улицах в течение нескольких дней, прежде чем их расчленяли и вывозили, что представляло дополнительный риск для здоровья. К 1880-м годам с улиц Нью-Йорка ежегодно убирали 15 000 мертвых лошадей.

Получайте отмеченные наградами лонгриды The Guardian каждое субботнее утро

Как это ни парадоксально, появление паровоза и строительство междугородних железных дорог, начавшееся в 1830-х годах, усугубили проблему.Более быстрый и эффективный транспорт между городами увеличил потребность в быстрой перевозке людей и товаров внутри них, что потребовало большего количества гужевых транспортных средств. «Наша зависимость от лошадей выросла почти на 90 183 pari passu 90 184 [шаг за шагом] с нашей зависимостью от пара», — заметил один наблюдатель в 1872 году. В результате стало больше лошадей, больше навоза — и неуклонно ухудшающиеся заторы. Один наблюдатель в 1870 году писал, что Бродвей на Манхэттене в некоторые часы дня был «почти непроходим».И когда движение действительно двигалось, это было оглушительно, так как металлические подковы и колеса в железных ободах стучали по неровным поверхностям. Иногда на дорогах возле больниц и некоторых частных домов рассыпали солому, чтобы уменьшить шум.

Загрязнение, заторы и шум были лишь наиболее очевидными проявлениями более глубокой зависимости. Вспышка конского гриппа в Северной Америке в октябре 1872 года вывела из строя всех лошадей и мулов на несколько недель, что стало суровым напоминанием о том, что общество полагается на силу животных.«Нью-Йорк Таймс» отметила «исчезновение с улиц грузовиков, фургонов, экспресс-вагонов и транспорта общего назначения». «Нынешняя эпидемия поставила нас лицом к лицу с поразительным фактом, что внезапная потеря лошадиного труда полностью дезорганизует нашу промышленность и торговлю», — отмечает Nation. Лошади и конюшни, замечала газета, «являются колесами нашей великой общественной машины, остановка которой означает ущерб для всех классов и состояний людей, ущерб для коммерции, для сельского хозяйства, для торговли, для общественной жизни».

Тем не менее, общества по обе стороны Атлантики становились все более зависимыми от лошадей. Между 1870 и 1900 годами количество лошадей в американских городах выросло в четыре раза, а население всего лишь удвоилось. На рубеже веков в Великобритании на каждые 10 человек приходилась одна лошадь, а в США — одна лошадь на каждых четырех. Для обеспечения лошадей сеном и овсом требовались огромные площади сельскохозяйственных угодий, что сокращало пространство, доступное для выращивания продуктов питания для людей. Чтобы прокормить 20 миллионов лошадей в США, требуется треть всей посевной площади, а в Великобритании — 3.5 миллионов лошадей долгое время зависели от импортного корма.

Лошади стали незаменимыми и неустойчивыми. Сторонникам новой технологии решение казалось очевидным: избавиться от лошадей и заменить их самоходными моторными транспортными средствами, известными в то время как безлошадные повозки. Сегодня мы называем их автомобилями.

В последние годы этот переход приводился в качестве доказательства силы инноваций и примера того, как простые технологические решения кажущихся неразрешимыми проблем появляются именно тогда, когда они необходимы, поэтому не нужно беспокоиться об изменении климата, например.Тем не менее, вместо этого его следует рассматривать как поучительную историю в другом направлении: то, что сегодня выглядит как быстрое решение, завтра вполне может привести к далеко идущим и непредвиденным последствиям. Переход от лошадей к автомобилям не был аккуратным и своевременным технологическим решением, как могло бы показаться, потому что автомобили изменили мир самыми разными непредвиденными способами — от географии городов до геополитики нефти — и создали множество собственных проблем.


Первоначальный энтузиазм в отношении автомобилей во многом проистекал из их обещания решить проблемы, связанные с гужевым транспортом, включая шум, заторы на дорогах и аварии.То, что автомобили терпели неудачу по каждому из этих пунктов, было терпимо, потому что они давали так много других преимуществ, в том числе устраняли загрязнение — в первую очередь конский навоз — которое веками преследовало городские магистрали.

Но, покончив с одним набором экологических проблем, автомобили привнесли целый набор новых. Загрязняющие вещества, которые они выделяют, труднее увидеть, чем конский навоз, но они не менее проблематичны. К ним относятся твердые частицы, такие как сажа в выхлопных газах автомобилей, которые могут проникать глубоко в легкие; летучие органические соединения, раздражающие дыхательную систему и вызывающие несколько видов рака; оксиды азота, окись углерода и двуокись серы; и парниковые газы, прежде всего двуокись углерода, которые способствуют изменению климата.Автомобили, грузовики и автобусы в совокупности производят около 17% глобальных выбросов углекислого газа. Зависимость от ископаемого топлива, такого как бензин и дизельное топливо, также имела далеко идущие геополитические последствия, поскольку в 20 веке большая часть мира стала зависеть от нефти с Ближнего Востока.

Гужевое и моторизованное движение в Лондоне в 1930-е годы. Фото: Pictorial Press Ltd/Alamy

Ничего подобного нельзя было предвидеть на заре автомобильной эры. Или может? Некоторые люди действительно выразили обеспокоенность по поводу устойчивости автомобилей, использующих невозобновляемые ископаемые виды топлива, и надежности доступа к таким видам топлива.Сегодня электромобили, заряжаемые с использованием возобновляемых источников энергии, рассматриваются как логичный способ решения этих проблем. Но спор о достоинствах электромобилей оказывается таким же старым, как и сам автомобиль.

В 1897 году самым продаваемым автомобилем в США был электромобиль: Columbia Motor Carriage компании Pope Manufacturing Company. Электрические модели продавались лучше, чем паровые и бензиновые. К 1900 году продажи паровых транспортных средств вышли в лидеры: в том же году было продано 1681 паровой автомобиль, 1575 электромобилей и 936 автомобилей с бензиновым двигателем.Только с выпуском в 1903 году автомобиля Olds Motor Works Curved Dash Oldsmobile автомобили с бензиновым двигателем впервые вышли на первое место.

Пожалуй, самый примечательный пример, с точки зрения современного человека, того, как все могло бы сложиться по-другому для электромобилей, — это история Electrobat, электрического такси, которое ненадолго процветало в конце 1890-х годов. Электролетучая мышь была создана в Филадельфии в 1894 году Педро Саломе и Генри Моррисом, двумя учеными-изобретателями, которые были ярыми сторонниками электромобилей.В своей речи в 1895 году Саломея высмеивала «удивительно сложный привод бензинового автомобиля с его бесчисленными цепями, ремнями, шкивами, трубами, клапанами и запорными кранами… Разве не разумно предположить, что с таким количеством вещей, которые выходят из строя , что тот или иной из них всегда будет не в порядке?»

Двое мужчин постоянно совершенствовали свой первоначальный проект, в конечном итоге создав похожее на повозку транспортное средство, которым мог управлять водитель на высоком заднем сиденье с более широким сиденьем для пассажиров спереди.В 1897 году Моррис и Салом открыли на Манхэттене службу такси с дюжиной автомобилей, которые за первый месяц работы обслужили 1000 пассажиров. Но у такси был ограниченный радиус действия, а их батареи заряжались часами. Итак, Моррис и Салом объединились с другой фирмой, Electric Battery Company. Его инженеры разработали умную систему замены батарей, базирующуюся в депо на Бродвее, 1684, которая могла заменить разряженную батарею полностью заряженной за считанные секунды, что позволило Электробатам работать весь день.

В 1899 году это многообещающее дело привлекло внимание Уильяма Уитни, нью-йоркского политика и финансиста, сколотившего состояние на электрических трамваях. Он мечтал установить монополию на городской транспорт и представлял парки электрических такси, работающих в крупных городах по всему миру, обеспечивая более чистую и тихую альтернативу гужевым транспортным средствам. Вместо того, чтобы покупать автомобили, которые все еще были далеко за пределами средств большинства людей, горожане использовали для передвижения электрические такси и трамваи.Но реализация этого видения означала бы создание Электролетучих мышей в гораздо большем масштабе. Поэтому Уитни и его друзья объединились с Поупом, создателем самого продаваемого электромобиля Columbia. Они создали новое предприятие под названием Electric Vehicle Company и приступили к реализации амбициозного плана расширения. EVC привлекла капитал для создания тысяч электрических кабин и открыла офисы в Бостоне, Чикаго, Нью-Джерси и Ньюпорте. В 1899 году он некоторое время был крупнейшим производителем автомобилей в США.

Но его операции такси за пределами Нью-Йорка были плохо организованы и не приносили прибыли.Неоднократные реорганизации и рекапитализации вызвали обвинения в том, что EVC была тщательно продуманной финансовой аферой. Отраслевой журнал Horseless Age, ярый сторонник автомобилей с бензиновым двигателем, подверг фирму критике как потенциального монополиста и заявил, что электромобили обречены на провал. Когда стало известно, что EVC мошенническим путем получила кредит, цена ее акций упала с 30 до 0,75 доллара, что вынудило фирму начать закрытие своих региональных офисов. Эпоха без лошадей наслаждалась своим крахом и приветствовала свою неспособность «навязать» электромобили «легковерному миру».

В последующие годы, когда все больше людей покупали частные автомобили, электромобили приобрели новый оттенок: это были женские автомобили. Эта ассоциация возникла из-за того, что они подходили для коротких местных поездок, не требовали ручного запуска или переключения передач для работы и были чрезвычайно надежными благодаря своей простой конструкции. Как говорилось в рекламе автомобилей Babcock Electric в 1910 году, «Той, кто водит Babcock Electric, нечего бояться». Подразумевалось, что женщины, неспособные справиться со сложностями вождения и обслуживания бензиновых автомобилей, должны вместо этого покупать электромобили.Мужчины, напротив, считались более способными механиками, для которых большая сложность и меньшая надежность были ценой, которую стоило платить за мощные, мужественные бензиновые автомобили с превосходными характеристиками и запасом хода.

Два производителя, Detroit Electric и Waverley Electric, выпустили в 1912 году модели, которые, как говорят, были полностью переработаны для женщин. Помимо того, что они были электрическими, они управлялись с заднего сиденья с передним сиденьем, обращенным назад, чтобы водитель мог смотреть на своих пассажиров, но также затруднял обзор дороги.Для рулевого управления они предоставили старомодный румпель, а не штурвал, который должен был быть менее утомительным, но менее точным и более опасным.

Зарядка автомобиля Detroit Electric в 1919 году. Фото: Granger Historical Picture Archive/Alamy

Генри Форд купил своей жене Кларе Detroit Electric, а не одну из своих моделей T. Некоторым мужчинам, возможно, понравилось, что ограниченный запас хода электромобилей означал, что независимость, предоставленная их водителям, была жестко ограничена.

Сосредоточив внимание на женщинах, которые составляли незначительное меньшинство водителей — например, в 1914 году в Лос-Анджелесе они составляли 15 % водителей, а в Тусоне — 5 %, — производители электромобилей молчаливо признали свою неспособность конкурировать с бензиновыми автомобилями. автомобили с двигателем на более широком рынке.

В том же году Генри Форд подтвердил слухи о том, что он разрабатывает недорогой электромобиль совместно с Томасом Эдисоном. «До сих пор проблема заключалась в том, чтобы создать аккумуляторную батарею легкого веса, которая могла бы работать на больших расстояниях без подзарядки», — сказал он New York Times, указав на основную слабость электромобиля. Но автомобиль неоднократно откладывался, так как Эдисон безуспешно пытался разработать альтернативу тяжелым, громоздким свинцово-кислотным батареям, используемым для питания электромобилей.В конце концов, весь проект был тихо заброшен.


Отказ электромобилей в начале 20-го века и появление двигателя внутреннего сгорания в качестве доминирующей формы движения во многом были связаны с жидким топливом, обеспечивающим гораздо больше энергии на единицу массы, чем свинцово-кислотная батарея. могу. Но объяснение не чисто техническое. В этом есть и психологическая составляющая. Покупатели частных автомобилей тогда, как и сейчас, не хотели чувствовать себя ограниченными запасом хода аккумулятора электромобиля и неуверенностью в возможности его подзарядки.

По словам историка Гийса Мома, частные автомобили в этот период в первую очередь рассматривались как «машины для приключений», которые давали свободу своим владельцам, а электромобиль давал меньше свободы, чем альтернатива с бензиновым двигателем. «Владеть автомобилем — значит стать одержимым желанием уехать далеко», — писал один городской автолюбитель в 1903 году. Пик продаж электромобилей пришелся на начало 1910-х годов. По мере того, как двигатели внутреннего сгорания становились все более надежными, они оставили электромобили далеко позади.

Но по мере того, как количество автомобилей в 20-м веке резко возросло, оказалось, что зависимость от нефти требует других затрат. К 1960-м годам американские автомобили были в среднем на три четверти тонны тяжелее, чем автомобили, произведенные в Европе и Японии, а их двигатели V8 имели более чем вдвое большую мощность, чем четырехцилиндровые двигатели, наиболее распространенные в других странах. В результате они использовали гораздо больше топлива. Все большая часть этого топлива поступала из импортируемой нефти. Импорт, в основном с Ближнего Востока, к 1973 году составлял 27% поставок США.В декабре того же года ближневосточные члены ОПЕК (Организация стран-экспортеров нефти) прекратили экспорт нефти в США в знак протеста против их поддержки Израиля в войне Судного дня. Цена на нефть подскочила, и внезапное сокращение предложения привело к повышению цен на бензин, введению карточного режима и длинным очередям на заправочных станциях. Впервые американские водители осознали, что не могут принимать бензин как должное. Нефтяной шок привел к тому, что правительство ввело национальное ограничение скорости в 55 миль в час и стандарты экономии топлива, которые требовали от американских производителей достижения средней экономии топлива по всей линейке продуктов в 18 миль на галлон к 1978 году и 27 миль на галлон.5 к 1985 году.

Но американские автопроизводители мало что изменили в своей продукции. К концу 70-х годов 80% автомобилей американского производства все еще имели двигатели V8. В 1979 году, во время второго нефтяного шока, поставки нефти с Ближнего Востока снова были сорваны, на этот раз в результате исламской революции в Иране и разразившейся в следующем году ирано-иракской войны. Фактическая добыча нефти почти не упала, но цены взлетели, и последовали панические закупки. Этот второй нефтяной шок стимулировал спрос на автомобили меньшего размера.

Можно было ожидать, что электромобили выиграют от опасений по поводу экологичности пожирателей бензина. Но технология электромобилей мало продвинулась с 1920-х годов. Самой большой проблемой оставался аккумулятор: свинцово-кислотные аккумуляторы по-прежнему были тяжелыми и громоздкими и не могли хранить много энергии на единицу веса. Самые известные электромобили 1970-х годов, четырехколесные луноходы, управляемые американскими астронавтами на Луне, питались от неперезаряжаемых батарей, потому что им нужно было работать всего несколько часов.

Новые электромобили Tesla в доках Саутгемптона. Фото: Адриан Деннис/AFP/Getty

На Земле попытки возродить электромобили как коммерческие продукты не сдвинулись с мертвой точки – до появления в 90-х годах перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов. К 2003 году Алан Коккони и Том Гейдж, два энтузиаста электромобилей, построили электрический родстер под названием tzero, питаемый от 6800 батарей видеокамеры, способный разгоняться до 100 км/ч менее чем за четыре секунды и иметь запас хода 250 миль.Tesla была основана для коммерциализации этой технологии.

Литий-ионные аккумуляторы сделали возможным переход на электромобили, но из-за ужесточения регулирования транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания для решения проблемы изменения климата этот переход теперь кажется неизбежным.

Автомобиль, введенный отчасти для решения одной проблемы загрязнения, внес вклад в другую: выбросы двуокиси углерода при сжигании ископаемого топлива.

В какой степени электрификация дорожных транспортных средств поможет справиться с климатическим кризисом? В глобальном масштабе на транспорт (включая наземный, морской и воздушный) приходится 24% выбросов углекислого газа в результате сжигания ископаемого топлива.Выбросы от дорожных транспортных средств составляют 17% от общего объема выбросов в мире. Из этих выбросов примерно одна треть приходится на большегрузные автомобили, в основном с дизельным двигателем (такие как грузовики и автобусы), а две трети — на легкие автомобили, в основном с бензиновым двигателем (такие как легковые автомобили и фургоны).

Таким образом, переход на электромобили значительно сократит глобальные выбросы, хотя проблема перевода больших грузовиков, кораблей и самолетов с ископаемого топлива останется. Но это не решит других проблем, связанных с автомобилями, таких как заторы на дорогах, смертность на дорогах или неэффективность использования однотонного транспортного средства для перевозки одного человека в магазины.И точно так же, как появление автомобилей вызвало опасения по поводу устойчивости и геополитических последствий зависимости от нефти, электромобили вызывают аналогичные опасения. Поставки лития и кобальта, необходимых для производства батарей, и «редкоземельных» элементов, необходимых для производства электродвигателей, уже вызывают экологические и геополитические вопросы.

Литий довольно распространен, а кобальта нет, и основным его источником является Демократическая Республика Конго, где около четверти производства производится вручную с использованием лопат и факелов.Условия для горняков ужасны, а отрасль преследуют обвинения в коррупции и использовании детского труда. После добычи кобальт в основном перерабатывается в Китае, который также имеет львиную долю мировых мощностей по производству литий-ионных аккумуляторов и доминирует в производстве редкоземельных элементов.

Геополитическая напряженность уже привела к спорам между Китаем и западными странами по поводу поставок компьютерных чипов и соответствующих производственных инструментов. Так что нетрудно представить себе подобные разногласия, вспыхивающие из-за полезных ископаемых и деталей, необходимых для создания электромобилей.(Это объясняет, почему Tesla заключила сделку с Glencore, горнодобывающим гигантом, чтобы гарантировать поставки кобальта, а также управляет собственными заводами по производству аккумуляторов в Китае и за его пределами. Это также объясняет, почему некоторые компании стремятся к глубоководной добыче в качестве альтернативный источник кобальта.)

Более того, история показывает, что было бы наивно предполагать, что переход от одной формы движения к другой будет означать, что в противном случае все будет продолжаться так, как было; это не то, что произошло, когда автомобили заменили гужевые повозки.Некоторые люди говорят, что пришло время переосмыслить не только двигательную технологию, которая приводит в движение автомобили, но и всю идею владения автомобилем.


Будущее городского транспорта будет основано не на одной технологии, а на разнообразии транспортных систем, объединенных технологией смартфонов. В совокупности райдшеринг, микромобильность и аренда автомобилей по запросу предлагают новые подходы к транспорту, которые обеспечивают удобство личного автомобиля без необходимости его владения для все большего числа поездок.Гораций Дедиу, технический аналитик, называет это «разделением автомобилей», поскольку более дешевые, быстрые, чистые и более удобные альтернативы постепенно сокращают обоснование массового владения автомобилями.

Его способность соединять эти различные виды транспорта, формируя «Интернет движения», означает, что смартфон, а не какое-либо конкретное транспортное средство, является истинным наследником автомобиля. Интернет движения дает возможность уйти от монокультуры автомобильного транспорта, которая существует во многих городах.Это следует приветствовать, поскольку опыт XX века подсказывает, что было бы ошибкой заменять одну транспортную монокультуру другой, как это произошло с переходом от лошадей к автомобилям. Транспортная монокультура менее гибка, и ее непреднамеренные последствия легче зафиксировать, и с ними труднее справиться.

Поскольку двигатели внутреннего сгорания выводятся из эксплуатации, а автомобили, поезда и другие виды наземного транспорта переходят на электрические, прямые выбросы не должны быть проблемой. (Электротранспорт будет действительно без выбросов только тогда, когда он будет питаться от возобновляемой энергии из сети с нулевым выбросом углерода.) Но транспортные системы будут производить другую форму потенциально проблематичной продукции: данные. В частности, они будут производить массу данных о том, кто куда, когда, как и с кем отправился. Они уже делают.

Выбросы из различных сервисов проката велосипедов в Ухане, Китай, в 2018 году. Фото: VCG/VCG через Getty Images

Например, определите города и даты с наибольшей распространенностью секса на одну ночь.Пост вызвал фурор и был воспринят как симптом безудержной культуры «технарей», преобладавшей в Uber в то время. Но он подчеркивает более широкий аспект. Общие велосипеды и электронные скутеры также отслеживают, кто куда и когда ездил, для целей выставления счетов.

Компании, предоставляющие услуги мобильности, стремятся хранить эти данные при себе: они помогают им прогнозировать будущий спрос, могут быть полезны при подготовке к запуску новых услуг, а также могут использоваться для профилирования пассажиров и целевой рекламы.Города хотят отслеживать местоположение и использование общих велосипедов и электронных самокатов, чтобы они могли регулировать предоставление велосипедных дорожек, сравнивать уровни использования в районах с низким и высоким доходом, проверять, не используются ли транспортные средства в местах, где они быть не должно и так далее. По этой причине десятки городов по всему миру приняли систему под названием Спецификация данных о мобильности (MDS). В настоящее время MDS распространяется только на велосипеды и электронные скутеры, хотя в будущем она может быть расширена, чтобы охватить услуги такси, совместного использования автомобилей и автономных такси.

Но поставщики мобильных услуг и группы по обеспечению конфиденциальности обеспокоены тем, что MDS позволяет городам отслеживать людей и может, например, позволить полиции идентифицировать людей, которые посещают демонстрации или посещают определенное место. Они также обеспокоены тем, что фонд, курирующий MDS, не сможет безопасно хранить данные. Нетрудно представить, что может делать с такими данными авторитарный режим.

Все это говорит о том, что данные о личной мобильности, вероятно, станут горячей точкой в ​​будущем.Это может показаться эзотерической заботой, но то же самое можно было бы сказать и о беспокойстве по поводу выбросов углекислого газа, которые столь же невидимы, на заре автомобильной эры.

Разное

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.