фев. 13, 2021
678 Views

Как се промени двигателят във времето

Автор:

Еволюцията на двигателя е най-важното събитие в съвременния свят на технологиите. Транспортът нямаше да е толкова лесен, ако двигателят не беше еволюирал във времето. Днес имаме луксозни автомобили, самолети, автобуси и толкова много превозни средства, но всички те можеха да останат наши абстрактни идеи, ако пионерите на двигателя не бяха допринесли с участието си в усъвършенстването му. Технологията, на която сме свидетели днес, задвижваща нашите модерни превозни средства, е резултат от неуморните усилия на различни хора, започнали преди хиляди години.

През 1206 г. Ал-Джазари, машинен инженер и учен, изобретява колянов вал, който интегрира с манивела в двуцилиндрова помпа. Механизмът на коляновия вал на Джазари описва механизма за превръщане на въртеливото във възвратно-постъпателно движение, което все още се използва в съвременните колянови валове. Повече от четиристотин години по-късно, холандският физик Кристиан Хюйгенс се опитва да направи първия експеримент за вътрешно горене през 1680 г. Въпреки че експериментът не е дал положителен резултат в създаването на ефективен двигател, той е основополагащият елемент за разработването на прототип на двигателя.

Ера на трансформацията

След неуспешният експеримент на Хюйгенс, през 1794 г. Томас Мийд и Робърт Стрийт патентовали съответно газов двигател и двигател с вътрешно горене. През 1807 година швейцарски инженер построява двигател с вътрешно горене, задвижван от смес от водород и кислород, който се запалва от електрическа искра. До 1859 г. няма успешен и непрекъснато работещ двигател, когато френският инженер Леноар разработва двигател с искрово запалване, който може да работи постоянно. Американският инженер Джордж Брейтън също разработва двутактов керосинов двигател. Той бил прекалено голям и бавен и не успял да постигне голям търговски успех.

Бензинов двигател на Леноар. Уикипедия

Няколко години по-късно през 1876 г. Николаус Ото патентова четиритактов двигател. Той изобретява успешен четиритактов двигател, който става известен като „цикъл на Ото“. Карл Бенц, известен като баща-основател на автомобилната индустрия, също патентова двутактов газов двигател през 1879 г. До края на 19 век двигателят вече не е абстрактна идея, тъй като през 1885 г. Готлиб Даймлер конструира прототип на двигател, който използва бензин, инжектиран чрез карбуратор.

През 1892 г. германски учен Рудолф Дизел изобретил първия по рода си дизелов двигател. С това изобретение дизеловият двигател започва да се използва в различни транспортни среди и все още се счита за едно от най-добрите постижения в развитието на двигателя.

Изработване на първия автомобилен двигател

Първият по рода си бензинов двигател е направен от Карл Бенц, който е факт в навечерието на Нова година през 1879 г. По-късно той прави четиритактов двигател през 1885 г., който използва в автомобила си. Бенц получава патент за този двигател през 1886 г. и така официално се рожда автомобилната индустрия. Това изобретение печели много признателност и комерсиалност, тъй като този двигател можел да задвижва лек автомобил с бензин. В това първо превозно средство шасито и двигателят образували едно цяло. Това бил двуместен автомобил, който бил оборудван с четиритактов двигател отзад. Двигателят произвеждал максимална изходна мощност от 0,75 конски сили. Въпреки това през 1896 г. Карл Бенц получава патент за своя дизайн на двигателя, състоящ се от един цилиндър. Този двигател се нарича плосък двигател, тъй като е по-нисък и по-ръбест. Това допринесло за изграждането на автомобилната индустрия, тъй като се продава успешно. Този дизайн на двигателя е използван и в много автомобили на Volkswagen, Porsche, Citroën, Subaru, Honda и BMW. Следователно, неговият принос добавя голяма стойност в автомобилното производство.

Този двигател с вътрешно горене е неразделна част от патента за първия автомобил, направен от Карл Бенц на 29 януари 1886 г. Снимка: Уикипедия

Подобрение

Постоянното използване на двигател с вътрешно горене за автомобили става все по-популярно, което изненадващо води и до напредъка на двигателя. През последните 100 години принципът му остава същият: въздухът и горивото влизат, случва се възпламеняване  в цилиндрите и мощността ви тласка напред. Но всяка година инженерите усъвършенстват двигателя с вътрешно горене, за да вървят по-бързо и по-далеч, развивайки го, за да бъде по-ефективен от преди, произвеждайки вида мощност, който сте виждали само на суперколите. Състоянието на двигателя с вътрешно горене никога не би могло да стигне толкова далеч без тези големи скокове.

Промените са насочени категорично към силовите машини, които могат да задвижат дори най-големите кораби. Напоследък повечето от  автомобилите на надеждни марки като Toyota, Honda, Nissan и Hyundai са оборудвани с дизелов двигател с турбокомпресор, който осигурява повишена изходна мощност и висока ефективност с механизма на въздушна индукция чрез турбо-зареждане и супер-зареждане. Двигателят V6 също е вграден в автомобилите с цел подобряване на горивната ефективност.

Освен това автомобилната индустрия прогресира с въвеждането на хибридна технология, която е снабдена с двигатели, осигуряващи висока горивна ефективност, голяма производителност и щедро количество изходна мощност. Следователно, развитието на двигателя е довело до домино ефект при всички видове транспорт. Благодарение на непрекъснатите усилия и подобряването на двигателя, Wartsila-Sulzer построи най-големия досега двигател с вътрешно горене, който се използва за морско задвижване в най-големия контейнеровоз в света „EMMA MAERSK“. Този двигател тежи 2300 тона, висок е 13,4 метра, дълъг е 27,4 метра и работи при 102 оборота в минута.

Най-големият двигател в света, произведен от Wartsila-Sulzer за контейнеровоза “Emma Mærsk”. Снимка: Youtube.

Как се движи прогресът

1955 г.

Впръскване на гориво

Преди впръскването на гориво, доливането на бензин в горивната камера било неточен и капризен процес. Карбураторите често се нуждаели от почистване и възстановяване и били зависими от метеорологичните условия, температурата и височината. За сравнение, впръскването на гориво било просто: помага на двигателя да работи по-плавно, по-стабилно на празен ход, да работи по-ефективно и премахва досадната задача за регулиране на дросела всеки път, когато го запалите. Произведен за военни самолети, той за пръв път се използва в автомобил през 1955 г. През тази година Стърлинг Мос и Денис Дженкинсън карат състезателния автомобил Mercedes-Benz 300SLR през изтощителното състезание Mille Miglia от 992 мили в Италия, печелейки с рекорд, който никога не бил постигнат: 10 часа, 7 минути и 48 секунди.

1962 г.

Турбокомпресор

Турбокомпресорът е една от скъпоценностите на напредъка на двигателя. Турбина с форма на охлюв, която вкарва повече въздух в цилиндъра, позволява на 12-цилиндровите изтребители от Втората световна война да се издигнат по-високо, по-бързо и по-далеч. Точно същото прави и на сушата. Първият автомобил с турбокомпресор дебютира през 1962 г.

Турбокомпресорът премина от 930 Turbo към обслужване на семейни коли като Mazda CX-9 , чийто 2,5-литров двигател бил оборудван с първата по рода си система Dynamic Pressure Turbo през 2016 г

1964 г.

Ротационен двигател

Единственият двигател, който наистина разчупва формата, бил въртящото се чудо на инженер Феликс Ванкел, триъгълник вътре в овал, въртящ се като демон. Според своя дизайн ротационният двигател е по-лек, по-малко сложен и с по-високи обороти от типичната кутия с бутала. NSU Spider стана първият сериен автомобил с Wankel.

1981 г.

Деактивиране на цилиндъра

Идеята е проста. Колкото по-малко цилиндри работят, толкова по-добър пробег получавате. Но тъй като се оказал ненадежден и непохватен, никой не посмял да опита отново в продължение на двадесет години.

2012 г.

Коефициенти на компресия

Науката работи по следния начин: вътре в цилиндъра на двигателя, колкото по-малко можете да компресирате въздуха и горивото, толкова повече мощност получавате, когато се запали. Обемът, който буталото може да изцеди, е степента на компресия. Но производителите не могат да увеличат прекалено високите степени на компресия, тъй като сместа ще се запали сама, а последващото „почукване“ ще разкъса двигателя.

Автор: Десислава Михалева

loading...
Категория:
Наука · Технологии
loading...

Коментирай

Вашият имейл адрес няма да бъде публикуван. Задължителните полета са отбелязани с *

Бижута с Истински Цветя

Powered by WordPress Popup