Zajímavosti o spalovacích motorech. Zajímavá fakta o perpetuum mobile
Perpetum mobile machine (neboli Perpetuum mobile) je imaginární stroj, který, jakmile je uveden do pohybu, sám setrvá v tomto stavu tak dlouho, jak je požadováno, a přitom vykonává užitečnou práci (účinnost větší než 100 %). Během celé historie nejlepší mysli lidstvo se snaží takové zařízení vygenerovat, nicméně i na začátku 21. století je perpetum mobile jen vědecký projekt.
Počátek historie zájmu o koncept perpetuálního pohybu lze vysledovat již v řecké filozofii. Staří Řekové byli kruhem doslova fascinováni a věřili, že jak nebeská tělesa, tak lidské duše se pohybují po kruhových trajektoriích. Nebeská tělesa se však pohybují v dokonalých kruzích, a proto je jejich pohyb věčný, ale člověk není schopen „vysledovat začátek a konec své cesty“ a je tím odsouzen k smrti. O nebeská těla, jehož pohyb by byl skutečně kruhový, Aristoteles (384 - 322 př. n. l., největší filozof starověkého Řecka, žák Platóna, vychovatel Alexandra Velikého) řekl, že nemohou být ani těžká, ani lehká, protože tato těla „nejsou schopný přiblížit se ke středu nebo se od něj přirozenou nebo nucenou cestou vzdálit.“ Tento závěr vedl filozofa k hlavnímu závěru, že pohyb kosmu je měřítkem všech ostatních pohybů, protože jen on je stálý, neměnný, věčný.
Augustin Blessed Aurelius (354 - 430), křesťanský teolog a církevní vůdce, také ve svých spisech popsal neobvyklou lampu v chrámu Venuše, vyzařující věčné světlo. Její plamen byl silný a silný a nemohl být uhašen deštěm a větrem, přestože tato lampa nebyla nikdy naplněna olejem. Toto zařízení lze podle popisu považovat také za jakýsi perpetum mobile, protože akce - věčné světlo - měla neomezenou dobu konstantní charakteristiky. Kroniky také obsahují informaci, že v roce 1345 byla podobná lampa nalezena u hrobu Ciceronovy (slavného starověkého římského vládce a filozofa) dcery Tullie a legendy tvrdí, že vyzařovala světlo bez přerušení asi jeden a půl tisíce let.
Nicméně hned první zmínka o stroj na věčný pohyb pochází asi z roku 1150. Indický básník, matematik a astronom Bhaskara ve své básni popisuje neobvyklé kolo s dlouhými úzkými nádobami připojenými diagonálně podél okraje, zpola naplněnými rtutí. Vědec dokládá princip fungování zařízení na rozdílu v rozdílech gravitačních momentů vznikajících pohybem kapaliny v nádobách umístěných na obvodu kola.
Již kolem roku 1200 se v arabských kronikách objevily návrhy strojů na věčný pohyb. Navzdory tomu, že arabští inženýři používali vlastní kombinace základních konstrukčních prvků, hlavní částí jejich zařízení zůstalo velké kolo, které se otáčelo kolem vodorovné osy a princip fungování byl podobný práci indického vědce.
V Evropě se první kresby perpetum mobile objevily současně se zavedením arabských (původem indických) číslic, tzn. na počátku 13. století. Za prvního evropského autora myšlenky perpetum mobile je považován středověký francouzský architekt a inženýr Villar d'Honnecourt, známý jako stavitel katedrál a tvůrce řady zajímavých strojů a mechanismů že princip fungování Villarova stroje je podobný schématům navrženým dříve arabskými vědci, rozdíl je v tom, že místo nádob s rtutí nebo kloubovými dřevěnými pákami umístí Villar jako stavitel katedrál po obvodu svého kola 7 malých kladívek , nemohl si nevšimnout na jejich věžích konstrukce bubnů s na nich připevněnými kladívky, která byla v Evropě postupně nahrazována. Právě princip fungování takových kladívek a vibrace bubnů při naklánění závaží vedly Villara. k myšlence použít podobná železná kladiva a nainstalovat je po obvodu kola jeho stroje věčného pohybu.
Francouzský vědec Pierre de Maricourt, který se v té době zabýval experimenty s magnetismem a studiem vlastností magnetů, čtvrt století po objevení Villarova projektu navrhl jiné schéma perpetum mobile, založené na použití v té době prakticky neznámých magnetických sil. Schematický diagram jeho věčný pohybový stroj připomínal spíše schéma věčného kosmického pohybu. Pierre de Maricourt vysvětlil vznik magnetických sil božským zásahem, a proto považoval „nebeské póly“ za zdroje těchto sil. Nepopřel však skutečnost, že magnetické síly se projevují vždy tam, kde je v blízkosti magnetická železná ruda, proto Pierre de Maricourt vysvětlil tento vztah tím, že tento minerál je ovládán tajnými nebeskými silami a ztělesňuje všechny ty mystické síly a schopnosti, které pomoci mu provádět nepřetržitý kruhový pohyb v našich pozemských podmínkách.
O problém perpetuum mobile projevili zájem i slavní inženýři renesance, včetně slavných Mariano di Jacopo, Francesco di Martini a Leonardo da Vinci, ale v praxi se nepotvrdil ani jeden projekt. V 17. století jistý Johann Ernst Elias Bessler tvrdil, že vynalezl perpetum mobile a je připraven myšlenku prodat za 2 000 000 tolarů. Svá slova potvrdil veřejnými ukázkami funkčních prototypů. K nejpůsobivější ukázce Besslerova vynálezu došlo 17. listopadu 1717. Do provozu byl uveden perpetum mobile s průměrem hřídele více než 3,5 m. Téhož dne byla místnost, ve které se nacházel, uzamčena a otevřena byla až 4. ledna 1718. Motor stále běžel: kolo se točilo stejnou rychlostí jako před měsícem a půl. Služebná pošpinila pověst vynálezce prohlášením, že vědec klame obyčejné lidi. Po tomto skandálu úplně všichni ztratili zájem o Besslerovy vynálezy a vědec zemřel v chudobě, ale předtím zničil všechny kresby a prototypy. V tuto chvíli nejsou přesně známy principy fungování motorů Bessler.
A v roce 1775 Pařížská akademie věd – v té době nejvyšší vědecký tribunál západní Evropa- vyslovili se proti nepodložené víře v možnost vytvoření perpetum mobile a rozhodli se nezvažovat další žádosti o patentování tohoto zařízení.
Tedy i přes vznik dalších a neuvěřitelnějších, ale nepotvrzujících se v reálný život, perpetum mobile, zůstává v lidské fantazii stále jen neplodným nápadem a důkazem jak marného úsilí mnoha vědců a inženýrů různých epoch, tak jejich neuvěřitelné vynalézavosti...
Motor s vnitřním spalováním funguje na bázi expanze plynů, které se při pohybu pístu ohřívají nahoře mrtvý ukazuje do dolní úvrati. Plyny se ohřívají spalováním paliva smíchaného se vzduchem ve válci. Teplota tlaku a plynu se tedy rychle zvyšuje.
Je známo, že tlak v pístu je podobný atmosférickému tlaku. Ve válci je naopak tlak vyšší. Právě kvůli tomu se snižuje tlak v pístu, což vede k expanzi plynů, takže se dělá užitečná práce V odpovídající sekci našeho webu najdete článek. Pro výrobu mechanické energie musí být válec motoru neustále zásobován vzduchem, do kterého bude proudit palivo tryskou a vzduch sacím ventilem. Spolu s palivem může samozřejmě vstupovat i vzduch, například vstupním ventilem. Všechny produkty vznikající při spalování vycházejí přes něj. To vše se děje na základě rozvodu plynu, protože právě plyn je zodpovědný za otevírání a zavírání ventilů.
Pracovní cyklus motoru
Zvláště je třeba vyzdvihnout pracovní cyklus motoru, což je sekvenční, opakující se proces. Vyskytují se v každém válci. Navíc na nich závisí přechod tepelné energie v mechanickou práci. Stojí za zmínku, že každý druh dopravy funguje podle svého specifického typu. Například pracovní cyklus lze dokončit 2 zdvihy pístu. V tomto případě se motor nazývá dvoudobý. Pokud jde o automobily, většina z nich má čtyřtaktní motory, protože jejich cyklus se skládá ze sání, komprese plynu, expanze nebo zdvihu plynu a výfuku. Všechny tyto čtyři stupně hrají velkou roli ve výkonu motoru.
Vstup
V této fázi je výfukový ventil uzavřen a sací ventil je naopak otevřený. V počáteční fázi se provede první půlotočka klikový hřídel motoru, což má za následek pohyb z horní úvrati do dolní úvratě. Následně ve válci vznikne vakuum a vstupním plynovodem do něj vstupuje vzduch spolu s benzínem, což je hořlavá směs, která se následně mísí s plyny. Motor tak začne pracovat.
Komprese
Po úplném naplnění válce hořlavou směsí se píst začne postupně pohybovat z horní úvrati do dolní úvratě. Ventily jsou v tuto chvíli stále uzavřeny. V této fázi se tlak a teplota pracovní směsi zvýší.
Pracovní zdvih nebo expanze
Zatímco píst pokračuje v pohybu z horní úvratě do dolní úvratě, po kompresní fázi elektrická jiskra zapálí pracovní směs, která zase okamžitě zhasne. Tím se okamžitě zvýší teplota a tlak plynů ve válci. Během pracovního zdvihu se vykonává užitečná práce. V této fázi se otevře výfukový ventil, což vede k poklesu teploty a tlaku.
Uvolnění
Při čtvrté půlotáčce se píst pohybuje z horní úvrati do dolní úvratě. Otevřeným výfukovým ventilem tak všechny produkty spalování vystupují z válce, které pak vstupují do atmosférický vzduch.
Princip činnosti 4-taktního dieselového motoru
Vstup
Vzduch vstupuje do válce přes sací ventil, který je otevřený. Co se týče pohybu z horní úvrati do dolní úvratě, je tvořen pomocí podtlaku, který jde spolu se vzduchem z čističky vzduchu do válce. V této fázi se sníží tlak a teplota.
Komprese
Při druhé polovině otáčky jsou sací a výfukové ventily uzavřeny. Z BDC do TDC se píst nadále pohybuje a postupně stlačuje vzduch, který nedávno vstoupil do dutiny válce. V příslušné sekci našeho webu najdete článek o. U dieselová verze motoru se palivo vznítí, když je teplota stlačeného vzduchu vyšší než teplota paliva, které se může samovolně vznítit. Nafta přichází s pomocí palivové čerpadlo a prochází tryskou.
Pracovní zdvih nebo expanze
Po procesu komprese se palivo začne mísit s ohřátým vzduchem a tím se vznítí. Během třetí poloviny otáčky se zvýší tlak a teplota, což vede ke spalování. Když se pak píst pohybuje z horní úvrati do dolní úvratě, tlak a teplota výrazně klesají.
Uvolnění
V této konečné fázi jsou z válce vytlačovány výfukové plyny, které se dostávají do atmosféry otevřeným výfukovým potrubím. Znatelný pokles teploty a tlaku. Poté pracovní cyklus dělá vše stejně.
Jak funguje dvoutaktní motor?
Dvoudobý motor má jiný princip činnosti než čtyřdobý motor. V tomto případě vstupuje hořlavá směs a vzduch do válce na začátku kompresního zdvihu. Na konci expanzního zdvihu navíc z válce vycházejí výfukové plyny. Stojí za zmínku, že všechny procesy probíhají bez pohybu pístů, jako je tomu u čtyřdobého motoru. Dvoudobý motor se vyznačuje procesem zvaným vyplachování. To znamená, že v tomto případě jsou všechny produkty spalování odstraněny z válce pomocí proudu vzduchu nebo hořlavé směsi. Motor tohoto typu je nezbytně vybaven proplachovacím čerpadlem a kompresorem.
Tlačit táhnout karburátorový motor s proplachem klikové komory se od předchozího typu liší svým jedinečným ovládáním. To stojí za zmínku dvoutaktní motor nemá ventily, protože v tomto ohledu jsou nahrazeny písty. Takže při pohybu píst uzavírá vstup a výstup a také čistící okna. Pomocí čisticích otvorů válec interaguje s klikovou skříní nebo klikovou komorou a také se vstupním a výstupním potrubím. Pokud jde o pracovní cyklus, motory tohoto typu jsou rozděleny do dvou taktů, jak by se dalo hádat z názvu.
Komprese
V této fázi se píst pohybuje ze spodní úvratě do horní úvratě. Zároveň částečně uzavře čistící a výfuková okna. V okamžiku uzavření se tedy ve válci stlačí benzín a vzduch. V tomto okamžiku vzniká podtlak, který vede k proudění hořlavé směsi z karburátoru do klikové komory.
Pracovní zdvih
Pokud jde o provoz dvoudobého vznětového motoru, princip činnosti je mírně odlišný. V tomto případě to není hořlavá směs, která jako první vstupuje do válce, ale vzduch. Poté se tam lehce rozstříkne palivo. Pokud jsou otáčky hřídele a velikost válce u dieselové jednotky stejné, pak na jedné straně výkon takového motoru překročí výkon čtyřdobého motoru. Tento výsledek však není vždy pozorován. V důsledku špatného uvolnění válce od zbývajících plynů a neúplného využití pístu tedy výkon motoru nepřesáhne v nejlepším případě 65 %.
Pístový spalovací motor je znám již více než století a téměř stejně dlouho, respektive od roku 1886, se používá v automobilech. Zásadní řešení tohoto typu motoru našli v roce 1867 němečtí inženýři E. Langen a N. Otto. Ukázalo se, že je docela úspěšná s cílem poskytnout tenhle typ motory má vedoucí postavení, které se v automobilovém průmyslu udrželo dodnes. Vynálezci v mnoha zemích se však neúnavně snažili postavit jiný motor, schopný technické ukazatele předčí pístový spalovací motor. Jaké jsou tyto ukazatele? V první řadě se jedná o tzv. efektivní koeficient užitečná akce(účinnost), která charakterizuje, kolik tepla obsaženého ve spotřebovaném palivu se přemění na mechanickou práci. Účinnost pro vznětový spalovací motor je 0,39 a pro karburátorový motor 0,31. Jinými slovy, efektivní účinnost charakterizuje účinnost motoru. Neméně významné jsou specifické ukazatele: měrný obsazený objem (hp/m3) a měrná hmotnost (kg/hp), které vypovídají o kompaktnosti a lehkosti provedení. Neméně důležitá je schopnost motoru přizpůsobit se různému zatížení, ale také složitost výroby, jednoduchost zařízení, hlučnost a obsah toxických látek ve zplodinách spalování. přede všemi pozitivní aspekty té či oné koncepce elektrárny trvá doba od počátku teoretického vývoje až po její zavedení do sériové výroby někdy velmi dlouho. Tvůrci motoru s rotačním pístem, německému vynálezci F. Wankelovi, tedy trvalo 30 let, než svou soustavnou práci dovedl k průmyslovému designu. Sluší se říci, že realizace trvala téměř 30 let dieselový motor na sériovém voze (Benz, 1923). Ale nebyl to technický konzervatismus, co způsobilo tak velké zpoždění, ale potřeba vyčerpávající práce Nový design, tedy vytvořit potřebné materiály a technologie pro možnost jeho sériové výroby. Tato stránka obsahuje popis některých typů nekonvenčních motorů, které však v praxi prokázaly svou životaschopnost. Pístový spalovací motor má jednu z nejvýraznějších nevýhod – je poměrně masivní klikový mechanismus, protože jeho provoz je spojen s hlavními ztrátami třením. Již na počátku našeho století byly činěny pokusy se takového mechanismu zbavit. Od té doby bylo navrženo mnoho důmyslných konstrukcí, které převádějí vratný pohyb pístu na rotační pohyb hřídel tohoto provedení.
Bezojnicový motor S. Balandin
Konverze vratného pohybu skupina pístů Rotační pohyb je prováděn mechanismem, který je založen na kinematice „přesné přímky“. To znamená, že dva písty jsou pevně spojeny tyčí, která na ně působí klikový hřídel, otáčející se s ozubenými věnci v klikách. Úspěšné řešení problému našel sovětský inženýr S. Balandin. Ve 40. a 50. letech navrhl a postavil několik vzorků leteckých motorů, kde tyč, která spojovala písty s převodním mechanismem, nedělala úhlové výkyvy. Taková konstrukce bez kliky, i když byla poněkud složitější než mechanismus, zabírala menší objem a poskytovala menší ztráty třením. Nutno podotknout, že motor podobné konstrukce byl koncem dvacátých let testován v Anglii. Ale zásluhou S. Balandina je, že zvažoval nové možnosti pro transformační mechanismus bez ojnice. Protože se táhlo u takového motoru vůči pístu nevykyvuje, je možné na druhou stranu pístu připevnit i spalovací komoru s konstrukčně jednoduchým těsněním pro táhlo procházející jeho krytem.
Rotační pístový motor F. Wankel
Má trojúhelníkový rotor, který vykonává planetární pohyb kolem excentrického hřídele. Různý objem tří dutin tvořených stěnami rotoru a vnitřní dutinou klikové skříně umožňuje pracovní cyklus tepelný motor s expanzí plynů. Od roku 1964 produkční vozy, ve kterém jsou instalovány motory s rotačním pístem, funkci pístu zastává trojúhelníkový rotor. Pohyb rotoru vzhledem k excentrické hřídeli požadovaný ve skříni je zajišťován mechanismem přizpůsobení planetového převodu (viz obrázek). Takový motor se stejným výkonem jako pístový motor je kompaktnější (má o 30 % menší objem), je o 10-15 % lehčí, má méně dílů a je lépe vyvážený. Zároveň však byl horší než pístový motor z hlediska životnosti, spolehlivosti těsnění pracovních dutin, spotřeboval více paliva a jeho výfukové plyny obsahovaly více toxických látek. Po mnoha letech dolaďování se však tyto nedostatky podařilo odstranit. Hromadná výroba automobilů s rotačními pístovými motory je však dnes omezená. Kromě konstrukce F. Wankela jsou známy četné konstrukce rotačních pístových motorů jiných vynálezců (E. Cauertz, G. Bradshaw, R. Seyrich, G. Ruzicki aj.). Objektivní důvody jim však nedávaly možnost experimentální fázi opustit – často kvůli nedostatečné technické náročnosti.
Plynová dvouhřídelová turbína
Ze spalovací komory proudí plyny ke dvěma oběžným kolům turbíny, každé spojené s nezávislými hřídeli. Odstředivý kompresor je poháněn z pravého kola a výkon je odebírán z levého kola a posílán na kola vozu. Vzduch jím čerpaný vstupuje přes výměník tepla do spalovací komory, kde je ohříván výfukovými plyny. Plynová turbína napájecí bod při stejném výkonu je kompaktnější a lehčí než pístový spalovací motor a je také dobře vyvážený. Výfukové plyny jsou také méně toxické. Vzhledem k charakteristice jeho trakční charakteristiky lze plynovou turbínu použít v automobilu bez převodovky. Technologie výroby plynových turbín je v leteckém průmyslu již dlouho zvládnuta. Z jakého důvodu, vzhledem k experimentům se stroji s plynovou turbínou, které probíhají již více než 30 let, nejdou do sériové výroby? Hlavním důvodem je nízká účinnost a nízká účinnost ve srovnání s pístovými spalovacími motory. Také motory s plynovou turbínou jsou poměrně drahé na výrobu, takže se v současnosti vyskytují pouze na experimentálních vozidlech.Parní pístový motor
Pára je střídavě přiváděna na dvě protilehlé strany pístu. Jeho přísun je regulován cívkou, která se nasouvá přes válec v parní distribuční skříni. Ve válci je pístnice utěsněna objímkou a spojena s celkem masivním křížovým mechanismem, který převádí její vratný pohyb na pohyb rotační.R. Stirlingův motor. Motor s vnějším spalováním
Jsou připojeny dva písty (spodní - pracovní, horní - výtlak). klikový mechanismus soustředné tyče. Plyn umístěný v dutinách nad a pod výtlačným pístem, ohřívaný střídavě hořákem v hlavě válce, prochází výměníkem tepla, chladičem a zpět. Cyklická změna teploty plynu je doprovázena změnou objemu a tím i vlivem na pohyb pístů. Podobné motory běžely na topný olej, dřevo a uhlí. Mezi jejich přednosti patří odolnost, hladký chod, vynikající trakční vlastnosti, což vám umožní obejít se zcela bez převodovky. Hlavní nevýhody: působivá hmotnost pohonné jednotky a nízká účinnost. Experimentální vývoj v posledních letech (např. Američan B. Lear a další) umožnil navrhovat jednotky s uzavřeným cyklem (s úplnou kondenzací vody), volit složení parotvorných kapalin s indikátory příznivějšími než voda. Ani jeden závod si však v posledních letech netroufl na masovou výrobu aut s parními motory. Horkovzdušný motor, jehož myšlenku navrhl R. Stirling již v roce 1816, patří k motorům vnější spalování. V něm je pracovní tekutinou helium nebo vodík, pod tlakem, střídavě chlazený a ohřívaný. Takový motor (viz obrázek) je v principu jednoduchý, má nižší spotřebu paliva než spalovací pístové motory a při provozu nevypouští plyny, které mají škodlivé látky a má také vysokou efektivní účinnost 0,38. Zavedení motoru R. Stirling do sériové výroby však brání vážné potíže. Je těžký a velmi objemný a ve srovnání s pístovým spalovacím motorem se točí pomalu. Navíc je technicky obtížné zajistit spolehlivé utěsnění pracovních dutin. Mezi netradičními motory vyniká keramický, který se konstrukčně neliší od tradičního čtyřtaktu pístový motor s vnitřním spalováním. Pouze jeho nejdůležitější části jsou vyrobeny z keramického materiálu, který odolává teplotám 1,5x vyšším než kov. Keramický motor tedy nevyžaduje chladicí systém, a proto nedochází k žádným tepelným ztrátám spojeným s jeho provozem. To umožňuje navrhnout motor, který bude pracovat v tzv. adiabatickém cyklu, což slibuje výrazné snížení spotřeby paliva. Mezitím podobné práce provádějí američtí a japonští specialisté, kteří však ještě neopustili fázi hledání řešení. I když o experimenty s různými netradičními motory stále není nouze, dominantní postavení v automobilech, jak již bylo zmíněno výše, zůstává a snad ještě dlouho bude. čtyřtaktní motor s vnitřním spalováním.Vývoj prvního spalovacího motoru trval téměř dvě století, dokud motoristé nepoznali prototypy moderní motory. Všechno to začalo benzínem, ne benzínem. Mezi lidi, kteří se podíleli na historii stvoření, patří Otto, Benz, Maybach, Ford a další. Nejnovější vědecké objevy ale obrátily celý automobilový svět vzhůru nohama, protože otec prvního prototypu byl považován za nesprávnou osobu.
Leonardo tu měl také ruku
Do roku 2016 byl Francois Isaac de Rivaz považován za zakladatele prvního spalovacího motoru. Historický objev anglických vědců ale obrátil celý svět vzhůru nohama. Během vykopávek poblíž jednoho z francouzských klášterů byly nalezeny kresby, které patřily Leonardu da Vinci. Mezi nimi byl i nákres spalovacího motoru.
Samozřejmě, když se podíváte na první motory, které Otto a Daimler vytvořili, můžete najít designové podobnosti, ale ty už u moderních pohonných jednotek neexistují.
Legendární da Vinci předběhl svou dobu téměř o 500 let, ale protože byl omezen technologií své doby i finančními možnostmi, nikdy nebyl schopen sestrojit motor.
Moderní historici, inženýři a světově proslulí automobiloví designéři po podrobném prozkoumání výkresu dospěli k závěru, že toto pohonná jednotka mohl fungovat docela produktivně. Společnost Ford tedy začala vyvíjet prototyp spalovacího motoru na základě da Vinciho výkresů. Ale experiment byl jen poloviční úspěch. Motor se nepodařilo nastartovat.
Některá moderní vylepšení však umožnila oživit pohonnou jednotku. Zůstal experimentálním prototypem, ale Ford se přesto naučil něco pro sebe - velikost spalovacích komor osobní automobily třídy B, což je 83,7 mm. Jak se ukázalo, jedná se o ideální velikost pro spalování směsi vzduch-palivo pro tuto třídu motorů.
Inženýrství a teorie
Podle historická fakta, v 17. století holandský vědec a fyzik Christian Hagens vyvinul první teoretický spalovací motor na bázi střelného prachu. Ale stejně jako Leonardo byl spoután technologií své doby a nikdy nebyl schopen uskutečnit svůj sen.
Francie. 19. století. Začíná éra masové mechanizace a industrializace. Právě v této době můžete vytvořit něco neuvěřitelného. První, komu se podařilo sestavit spalovací motor, byl Francouz Nicephore Niepce, kterému dal jméno Piraeolophor. Spolupracoval se svým bratrem Claudem a společně před vytvořením spalovacího motoru představili několik mechanismů, které si nenašly své zákazníky.
V roce 1806 byl na Francouzské národní akademii představen první motor. Běžel na uhelný prach a měl řadu konstrukčních nedostatků. Přes všechny nedostatky motor dostal pozitivní recenze a doporučení. Výsledkem bylo, že bratři Niepceové získali finanční pomoc a investora.
První motor se dále vyvíjel. Pokročilejší prototyp byl instalován na čluny a malé lodě. Claudovi a Nicephorovi to ale nestačilo, chtěli překvapit celý svět, a tak studovali různé exaktní vědy, aby svou pohonnou jednotku vylepšili.
Jejich úsilí bylo korunováno úspěchem a v roce 1815 Nicephore našel díla chemika Lavoisiera, který napsal, že „těkavé oleje“, které jsou součástí ropných produktů, mohou při interakci se vzduchem explodovat.
1817 Claude cestuje do Anglie, aby získal nový patent na motor, protože ve Francii se doba platnosti chýlila ke konci. V této fázi se bratři oddělují. Claude začne pracovat na motoru sám, aniž by o tom informoval svého bratra, a požaduje po něm peníze.
Claudův vývoj byl potvrzen pouze teoreticky. Vynalezený motor se příliš nevyráběl, a tak se stal součástí strojírenské historie Francie a Niépce byl zvěčněn s pomníkem.
Syn slavného fyzika a vynálezce Sadiho Carnota vydal pojednání, které z něj udělalo legendu v automobilovém průmyslu a proslavilo ho po celém světě. Dílo čítalo 200 výtisků a bylo nazváno „Úvahy o hybné síle ohně a o strojích schopných tuto sílu vyvinout“, publikované v roce 1824. Od tohoto okamžiku začíná historie termodynamiky.
1858 Belgický vědec a inženýr Jean Joseph Etienne Lenoir sestavuje dvoudobý motor. Charakteristickými prvky bylo, že měl karburátor a první zapalovací systém. Palivem byl uhelný plyn. Ale první prototyp fungoval jen pár sekund a pak navždy selhal.
Stalo se tak proto, že motor neměl mazací a chladicí systémy. I přes tento neúspěch se Lenoir nevzdal a pokračoval v práci na prototypu a již v roce 1863 motor nainstalovaný na 3kolovém prototypu vozu ujel historických prvních 50 mil.
Všechny tyto události znamenaly začátek éry výroby automobilů. První spalovací motory se dále vyvíjely a jejich tvůrci jejich jména zvěčnili do historie. Mezi nimi byli rakouský inženýr Siegfried Marcus, George Brayton a další.
Kormidla se ujali legendární Němci
V roce 1876 se štafety začali chopit němečtí vývojáři, jejichž jména se v dnešní době ozývají nahlas. První je Nicholas Otto a jeho legendární „Ottův cyklus“. Jako první vyvinul a zkonstruoval prototyp 4válcového motoru. Poté již v roce 1877 patentoval nový motor, který je základem většiny moderních motorů a letadel počátku 20. století.
Dalším jménem v historii automobilového průmyslu, které mnoho lidí zná i dnes, je Gottlieb Daimler. On a jeho technický přítel a bratr Wilhelm Maybach vyvinuli plynový motor.
Rok 1886 byl zlomový, protože to byli Daimler a Maybach, kdo vytvořil první vůz se spalovacím motorem. Pohonná jednotka se jmenovala „Reitwagen“. Tento motor byl dříve instalován na dvoukolových vozidel. Maybach vyvinul první karburátor s tryskami, který se také používal poměrně dlouho.
Aby vytvořili funkční spalovací motor, museli skvělí inženýři spojit své síly a mysl. Skupina vědců, mezi něž patřili Daimler, Maybach a Otto, tedy začala montovat motory rychlostí dva za den, což v té době bylo vysoká rychlost. Jak už to ale bývá, pozice vědců ve vylepšování pohonných jednotek se rozcházely a Daimler tým opustil a založil vlastní společnost. V důsledku těchto událostí Maybach následuje svého přítele.
1889 Daimler založil první společnost na výrobu automobilů, Daimler Motoren Gesellschaft. V roce 1901 Maybach sestavil první Mercedes, který znamenal začátek legendární německé značky.
Dalším neméně legendárním německým vynálezcem je Karl Benz. Svět viděl jeho první prototyp motoru v roce 1886. Před vytvořením svého prvního motoru se mu však podařilo založit společnost „Benz & Company“. Zbytek příběhu je prostě úžasný. Pod dojmem vývoje společností Daimler a Maybach se Benz rozhodl sloučit všechny společnosti do jedné.
Nejprve se tedy „Benz & Company“ sloučí s „Daimler Motoren Gesellschaft“ a stane se „Daimler-Benz“. Následně spojení ovlivnilo Maybach a společnost se začala nazývat „Mersedes-Benz“.
Další významná událost v automobilovém průmyslu se stala v roce 1889, kdy Daimler navrhl vývoj pohonné jednotky ve tvaru V. Jeho nápadu se chopili Maybach a Benz a již v roce 1902 se začaly vyrábět V-twin motory pro letadla, později i pro automobily.
Otec, zakladatel automobilového průmyslu
Ale, ať už se říká cokoliv, největší příspěvek k rozvoji automobilového průmyslu a vývoji automotorů měl americký konstruktér, inženýr a prostě legenda - Henry Ford. Jeho slogan: „Auto pro každého“ našel uznání obyčejní lidé, která je přitahovala. Po založení společnosti Ford v roce 1903 se pustil nejen do vývoje nové generace motorů pro svůj vůz Ford A, ale také dal nová zaměstnání běžným inženýrům a lidem.
V roce 1903 se Ford postavil proti Seldenovi, který tvrdil, že jako první použil jeho vývoj motoru. zkušební trval celých 8 let, ale zároveň žádný z účastníků nemohl vyhrát případ, protože soud rozhodl, že Seldenova práva nebyla porušena a Ford používal svůj vlastní typ a konstrukci motoru.
V roce 1917, kdy Spojené státy vstoupily do první světová válka Ford zahajuje vývoj prvního motoru pro těžké nákladní vozy zvýšený výkon. Takže do konce roku 1917 Henry představil první benzínovou čtyřdobou osmiválcovou pohonnou jednotku Ford M, která se začala instalovat na nákladní automobily, a následně během 2. světové války na některých nákladních letadlech.
Když ostatní automobilky neprožívaly nejlepší časy lepší časy, pak společnost Henryho Forda vzkvétala a měla příležitost vyvinout stále nové možnosti motorů, které našly uplatnění v širokém spektru automobilová řada vozy Ford.
Závěr
Ve skutečnosti první spalovací motor vynalezl Leonardo da Vinci, ale to bylo pouze teoreticky, protože byl omezen technologií své doby. První prototyp ale postavil na nohy Nizozemec Christian Hagens. Pak tu byl vývoj francouzských bratří Niepce.
Ale přesto si spalovací motory získaly masovou oblibu a vývoj s vývojem tak velkých německých inženýrů jako Otto, Daimler a Maybach. Samostatně stojí za zmínku zásluhy ve vývoji motorů otce zakladatele automobilového průmyslu Henryho Forda.
Posaďte se do člunu s nákladem v podobě velkého kamene, vezměte kámen, odhoďte ho silou od zádi a člun popluje vpřed. Půjde o nejjednodušší model principu fungování raketového motoru. Vozidlo, na kterém je instalováno, obsahuje jak zdroj energie, tak pracovní kapalinu.
Raketový motor pracuje tak dlouho, dokud pracovní tekutina, palivo, vstupuje do jeho spalovací komory. Pokud je kapalný, pak se skládá ze dvou částí: paliva (které dobře hoří) a okysličovadla (které zvyšuje teplotu spalování). Čím vyšší teplota, tím silnější plyny unikají z trysky, tím větší je síla, která zvyšuje rychlost rakety.
Palivo může být i tuhé. Poté se vtlačí do nádoby uvnitř těla rakety, která zároveň slouží jako spalovací komora. Motory na tuhá paliva jsou jednodušší, spolehlivější, levnější, snáze se přepravují a déle skladují. Energeticky jsou ale slabší než tekuté.
Z aktuálně používaných kapalin raketová paliva Největší energii dodává dvojice vodík + kyslík. Nevýhoda: pro skladování součástí v kapalné formě potřebujete výkonné nízkoteplotní jednotky. Navíc: při hoření tohoto paliva vzniká vodní pára, takže vodíkovo-kyslíkové motory jsou šetrné k životnímu prostředí. Teoreticky jsou od nich výkonnější pouze motory s fluorem jako okysličovadlem, ale fluor je extrémně agresivní látka.
Dvojice vodík + kyslík poháněla nejvýkonnější raketové motory: RD-170 (SSSR) pro raketu Energia a F-1 (USA) pro raketu Saturn 5. Tři motory na kapalný pohon systému Space Shuttle také běžely na vodík a kyslík, ale jejich tah stále nestačil na to, aby supertěžký nosič zvedl ze země – ke zrychlení musely být použity posilovače na tuhá paliva.
Menší spotřeba energie, ale jednodušší skladování a použití palivová pára„petrolej + kyslík“. Motory využívající toto palivo vynesly na oběžnou dráhu první satelit a vyslaly Jurije Gagarina k letu. Dodnes prakticky beze změny pokračují v dodávání pilotovaných Sojuzů TMA s posádkami a automatickým Progress M s palivem a nákladem na Mezinárodní vesmírnou stanici.
Dvojici paliv „nesymetrický dimethylhydrazin + oxid dusičitý“ lze skladovat při běžných teplotách a při smíchání se sám vznítí. Ale toto palivo, zvané heptyl, je velmi jedovaté. Již desítky let se používá na ruských raketách řady Proton, které patří k nejspolehlivějším. Každá nehoda s únikem heptylu se však raketovým vědcům změní v bolest hlavy.
Raketové motory jsou jediné existující, které pomohly lidstvu nejprve překonat gravitaci Země a poté vyslat automatické sondy k planetám Sluneční Soustava a čtyři z nich - a pryč od Slunce na mezihvězdnou cestu.
Existují také jaderné, elektrické a plazmové raketové motory, ale ty buď neopustily fázi návrhu, teprve se začínají zvládat, nebo nejsou použitelné pro vzlet a přistání. Ve druhé dekádě 21. století drtivá většina raketové motory- chemický. A hranice jejich dokonalosti je téměř dosažena.
Teoreticky byly popsány i fotonické motory využívající energii výronu světelných kvant. Stále však neexistují žádné náznaky vytváření materiálů schopných odolat teplotám zničení hvězd. A výprava k nejbližší hvězdě na fotonové lodi se vrátí domů nejdříve za deset let. Potřebujeme motory založené na jiném principu, než je proudový tah...
-
Opeřený had Quetzalcoatl je nejvyšším bohem národů Střední Ameriky - Země před potopou: zmizelé kontinenty a civilizace Kde se nachází Quetzalcoatlova pyramida?
-
Z mytologie mongolských národů a národů Tibetu
-
Ananyev populace. Ananyev. studium ontogeneze individuality
-
Michail Grushevsky Evgenia Grushevskaya manželka Michaila Grushevského
