세계 최초의 내연기관. Rudolf Diesel - 내연 기관의 발명가

엔진 제작의 역사 내부 연소가스 램프는 값 비싼 양초와 성공적으로 경쟁하기 시작했습니다. 그러나 조명 가스는 조명에만 적합하지 않았습니다.

1801년 르봉은 가스 엔진 설계에 대한 특허를 취득했습니다. 이 기계의 작동 원리는 그가 발견한 가스의 잘 알려진 특성에 기반을 두었습니다. 공기와의 혼합물은 점화될 때 폭발하여 많은 양의 열을 방출합니다. 연소 생성물이 급격히 팽창하여 강한 압력을 가합니다. 환경. 적절한 조건을 만들어 인간의 이익을 위해 방출된 에너지를 사용할 수 있습니다. Lebon 엔진에는 두 개의 압축기와 혼합 챔버가 있습니다. 하나의 압축기는 압축 공기를 챔버로 펌핑하고 다른 하나는 가스 발생기에서 나오는 압축된 가벼운 가스를 펌핑해야 합니다. 그런 다음 가스-공기 혼합물이 작동 실린더로 들어가 점화되었습니다. 엔진은 복동식이었습니다. 즉, 작업실이 피스톤의 양쪽에서 교대로 작동했습니다. 본질적으로 르 봉은 내연 기관에 대한 아이디어를 키웠지만 1804년 그의 발명품을 실현하기 전에 사망했습니다.

그 후 몇 년 동안 여러 나라의 여러 발명가들이 조명 가스를 사용하여 작동 가능한 엔진을 만들려고 했습니다. 그러나 이러한 모든 시도가 증기 기관과 성공적으로 경쟁할 수 있는 엔진 시장의 등장으로 이어지지는 않았습니다. 상업적으로 성공적인 내연 기관을 만드는 영예는 벨기에 엔지니어 Jean Etienne Lenoir에게 있습니다. 전기도금 공장에서 일하는 동안 Lenoir는 가스 엔진의 공기-연료 혼합물이 전기 스파크로 점화될 수 있다는 아이디어를 생각해냈고 이 아이디어를 기반으로 엔진을 만들기로 결정했습니다.

Lenoir는 즉시 성공하지 못했습니다. 모든 부품을 제조하고 기계를 조립할 수 있게 된 후 1864년에는 다양한 용량의 300대 이상의 엔진이 이미 생산되었습니다. 부자가 된 Lenoir는 자동차 개선 작업을 중단했고 이것이 그녀의 운명을 미리 결정했습니다. 그녀는 독일 발명가 August Otto가 만든 고급 엔진에 의해 시장에서 쫓겨났습니다.

1864년에 그는 자신의 가스 엔진 모델에 대한 특허를 받았고 같은 해 부유한 엔지니어인 Langen과 이 발명을 이용하기로 계약을 체결했습니다. 곧 "Otto and Company"라는 회사가 만들어졌습니다.

언뜻 보기에 오토 엔진은 르누아르 엔진에서 한 발짝 뒤로 물러난 모습이었다. 실린더는 수직이었습니다. 회전축은 측면의 실린더 위에 배치되었습니다. 피스톤의 축을 따라 샤프트에 연결된 레일이 부착되었습니다. 엔진은 다음과 같이 작동했습니다. 회전축에 의해 피스톤이 실린더 높이의 1/10만큼 높아져 피스톤 아래에 형성된 희박한 공간과 공기와 가스의 혼합물이 흡입되었다. 그런 다음 혼합물이 점화되었습니다. Otto도 Langen도 전기 공학에 대한 충분한 지식이 없었고 전기 점화를 포기했습니다. 그들은 튜브를 통해 열린 불꽃으로 점화되었습니다. 폭발하는 동안 피스톤 아래의 압력은 약 4기압으로 증가했습니다. 이 압력의 영향으로 피스톤이 상승하고 가스의 양이 증가하고 압력이 떨어졌습니다. 피스톤이 올라가면 특수 메커니즘이 샤프트에서 레일을 분리했습니다. 피스톤은 먼저 가스 압력을 받은 다음 관성에 의해 그 아래에 진공이 생성될 때까지 상승했습니다. 따라서 연소 된 연료의 에너지는 최대한의 완전성으로 엔진에 사용되었습니다. 이것이 Otto의 주요 원본 발견이었습니다. 피스톤의 하향 행정은 대기압의 작용하에 시작되었으며 오토 엔진은 Lenoir 엔진보다 거의 5 배 더 경제적이기 때문에 즉시 수요가 많았습니다. 그 후 몇 년 동안 약 5,000 개가 생산되었습니다. Otto는 디자인을 개선하기 위해 열심히 노력했습니다. 곧 기어 랙은 크랭크 기어로 교체되었습니다. 그러나 그의 발명 중 가장 중요한 것은 Otto가 새로운 4행정 엔진에 대한 특허를 취득한 1877년에 나왔습니다. 이 사이클은 오늘날까지도 대부분의 가스 및 가솔린 엔진 작동의 기초가 됩니다. 다음 해에 새로운 엔진이 이미 생산에 투입되었습니다.

4행정 사이클은 Otto의 가장 큰 기술적 성취였습니다. 그러나 그의 발명 몇 년 전에 프랑스 엔지니어 Beau de Roche가 정확히 동일한 엔진 작동 원리를 설명했음이 곧 밝혀졌습니다. 프랑스 기업가 그룹이 법원에서 오토의 특허에 대해 이의를 제기했습니다. 법원은 그들의 주장이 설득력이 있다고 판단했습니다. 그의 특허에서 파생된 Otto의 권리는 4행정 사이클에 대한 독점 무효화를 포함하여 크게 축소되었습니다.

경쟁자들이 4행정 엔진의 생산을 시작했지만 수년간 생산된 Otto 모델은 여전히 ​​​​최고였으며 수요가 멈추지 않았습니다. 1897년까지 다양한 용량의 약 42,000개의 엔진이 생산되었습니다. 그러나 경질 가스가 연료로 사용되었다는 사실은 최초의 내연기관의 범위를 크게 좁혔다. 조명 및 가스 플랜트의 수는 유럽에서도 미미했으며 러시아에서는 모스크바와 상트 페테르부르크에 그 중 두 개만있었습니다.

따라서 내연 기관의 새로운 연료 검색은 멈추지 않았습니다. 일부 발명가들은 같은 1872년에 한 쌍의 zhiBrayton을 가스로 사용하려고 시도했으며, 그는 최초의 소위 "증발" 기화기 중 하나를 생각해 냈지만 만족스럽지 못했습니다.

작동 가능한 가솔린 엔진은 10년 후까지 등장하지 않았습니다. 독일 엔지니어 Julius Daimler가 발명했습니다. 수년 동안 그는 Otto 회사에서 일했으며 이사회의 일원이었습니다. 80년대 초 그는 상사에게 수송에 사용할 수 있는 소형 가솔린 엔진 프로젝트를 제안했습니다. 오토는 다임러의 제안에 차갑게 반응했다. 그런 다음 Daimler는 친구 Wilhelm Maybach와 함께 과감한 결정을 내렸습니다. 1882년 그들은 Otto 회사를 떠나 슈투트가르트 근처의 작은 작업장을 인수하여 프로젝트 작업을 시작했습니다.

Daimler와 Maybach가 직면한 문제는 쉬운 문제가 아니었습니다. 그들은 가스 발생기가 필요하지 않고 매우 가볍고 컴팩트하면서도 승무원을 움직일 수 있을 만큼 강력한 엔진을 만들기로 결정했습니다. Daimler는 샤프트 속도를 증가시켜 출력을 증가시킬 것으로 예상했지만 이를 위해서는 혼합물의 요구되는 점화 주파수를 보장할 필요가 있었습니다. 1883년, 최초의 가솔린 ​​엔진이 실린더 안으로 열려 있는 뜨거운 속이 빈 튜브에서 점화되는 방식으로 만들어졌습니다.

가솔린 엔진의 첫 번째 모델은 산업용 고정 설치용으로 제작되었습니다.

최초의 가솔린 ​​엔진에서 액체 연료를 증발시키는 과정은 아직 많이 부족했습니다. 따라서 기화기의 발명은 엔진 제작에 진정한 혁명을 일으켰습니다. 제작자는 헝가리 엔지니어 Donat Banki입니다. 1893년 그는 모든 현대식 기화기의 원형인 제트가 장착된 기화기에 대한 특허를 취득했습니다. Banky의 첫 번째 내연기관은 이전 모델과 달리 단일 실린더였으며 엔진 출력을 높이기 위해 일반적으로 실린더의 부피를 늘렸습니다. 그런 다음 실린더 수를 늘려 이를 달성하기 시작했습니다.

19세기 말에는 2기통 엔진이 등장했고, 20세기 초부터는 4기통 엔진이 보급되기 시작했습니다.

지상 기반을 포함한 모든 차량의 주요 장치는 다양한 유형의 에너지를 기계 작업으로 변환하는 엔진인 발전소입니다.

운송 엔진의 역사적 발전 과정에서 무브먼트의 기계적 작업은 다음을 사용하여 수행되었습니다.

1) 인간과 동물의 근력

2) 바람과 물의 흐름의 힘;

3) 증기의 열에너지와 다양한 종류기체, 액체 및 고체 연료;

4) 전기 및 화학 에너지;

5) 태양열 및 원자력 에너지.

자체 추진 차량을 제작하려는 시도에 대한 기록은 이미 XV - XVI 세기에 있었습니다. 사실, 이 "차량"의 발전소는 사람의 근력이었습니다. 최초의 꽤 잘 알려진 자체 추진 "근육 동력" 설비 중 하나는 1655년에 건설한 뉘른베르크의 다리 없는 시계 제작자인 Stefan Farfleur가 만든 수동 마차입니다.

러시아에서 가장 유명한 것은 1752년 농민 L. L. Shamshurenkov가 상트페테르부르크에서 건설한 "자율주행 마차"였습니다.

여러 사람을 태울 수 있을 만큼 넉넉한 이 마차는 두 사람의 근력으로 움직였다. 현대 자전거에 가까운 최초의 페달 금속 자전거는 18세기와 19세기 전환기에 Perm 지방의 Verkhotrussky 지역의 농노 Artamonov에 의해 만들어졌습니다.

가장 오래된 발전소는 운송용은 아니지만 유압식 엔진입니다. 떨어지는 물의 흐름(무게)에 의해 구동되는 물레방아와 풍력 발전 용 터빈. 바람의 힘은 고대부터 범선의 이동에 사용되었으며 훨씬 나중에는 회전하는 선박에 사용되었습니다. 회전 선박에서 바람의 사용은 돛을 대체하는 수직 회전 기둥의 도움으로 수행되었습니다.

17세기의 모습 물 엔진과 이후의 증기 기관은 제조업의 출현과 발전, 그리고 산업 혁명에 중요한 역할을 했습니다. 그러나 최초의 차량용 증기 기관을 사용하려는 자체 추진 차량 발명가의 큰 희망은 실현되지 않았습니다. 프랑스 엔지니어 Joseph Cagno가 1769년에 제작한 2.5톤의 운반 능력을 갖춘 최초의 증기 자체 추진 차량은 매우 부피가 크고 느리게 움직이며 15분마다 의무적으로 정지해야 하는 것으로 나타났습니다.

XIX 세기 말에만. 프랑스에서는 증기 기관이 있는 자체 추진 승무원의 매우 성공적인 샘플이 만들어졌습니다. 1873년부터 프랑스 디자이너 Ademe Bolet은 몇 대의 성공적인 증기 기관을 만들었습니다. 1882년에는 Dion-Bouton 증기차가 등장했고,

그리고 1887년 - "증기의 사도"라고 불리는 Leon Serpole의 자동차. Serpole이 만든 평관 보일러는 물이 거의 순간적으로 증발하는 매우 완벽한 증기 발생기였습니다.

Serpole 증기 자동차는 1907년까지 많은 경주와 고속 경기에서 가솔린 자동차와 경쟁했습니다. 동시에 운송 엔진으로서의 증기 기관의 개선은 무게와 크기를 줄이고 효율성을 높이는 방향으로 오늘날에도 계속되고 있습니다.

19세기 후반 증기기관의 개량과 내연기관의 발전. 사용하려는 여러 발명가의 시도가 수반되었습니다. 전기 에너지운송 엔진용. 3 천년 전 러시아는 도시 지상 전기 운송 인 트램 사용 100 주년을 축하했습니다. 100여 년 전, XIX 세기의 80년대에 최초의 전기 자동차가 등장했습니다. 그들의 모습은 1860년대의 창조와 관련이 있습니다. 납 배터리. 그러나 너무 큰 비중과 불충분한 용량으로 인해 전기 자동차는 증기 기관 및 가솔린 기관과의 경쟁에 참여할 수 없었습니다. 더 가볍고 에너지 집약적인 은-아연 배터리를 사용하는 전기 자동차도 널리 적용되지 않았습니다. 러시아에서는 재능있는 디자이너 I. V. Romanov가 19 세기 말에 만들었습니다. 상당히 가벼운 배터리를 사용하는 여러 유형의 전기 자동차.

전기 자동차는 다소 높은 이점을 가지고 있습니다. 우선, 배기 가스가 전혀 없기 때문에 환경 친화적이며 회전 수가 감소함에 따라 증가하는 토크로 인해 매우 우수한 견인 특성과 높은 가속도를 갖습니다. 그들은 값싼 전기를 사용하고 작동하기 쉽고 작동이 안정적입니다. 오늘날 전기 자동차와 무궤도 전차는 환경 오염을 줄이기 위해 문제를 근본적으로 해결할 필요가 있기 때문에 도시 및 교외 운송에서 개발 및 사용에 대한 심각한 전망을 가지고 있습니다.

왕복 내연 기관을 만들려는 시도는 18세기 말에 이루어졌습니다. 그래서 1799년 영국인 D. Barber는 나무를 증류하여 얻은 공기와 가스의 혼합물로 작동하는 엔진을 제안했습니다. 가스 엔진의 또 다른 발명가인 Etienne Lenoir는 조명 가스를 연료로 사용했습니다.

1801년에 프랑스인 Philippe de Bonnet은 공기와 가스가 독립적인 펌프에 의해 압축되어 혼합 챔버로 공급되고 거기에서 엔진 실린더로 공급되는 가스 엔진 프로젝트를 제안했습니다. 이 프로젝트의 출현은 공기 - 연료 혼합물의 전기 점화 아이디어의 생년월일로 간주됩니다.

혼합물의 사전 압축과 함께 4행정 사이클에서 작동하는 새로운 유형의 최초의 고정식 엔진은 1862년 쾰른 정비공 N. Otto에 의해 설계 및 제작되었습니다.

현재까지 거의 모든 현대식 가솔린 및 가스 엔진은 오토 사이클(일정한 체적의 열 입력이 있는 사이클)으로 작동합니다.

운송 승무원을 위한 내연 기관의 실제 사용은 70-80년대에 시작되었습니다. 19 세기 가스 및 가솔린-공기 혼합물을 연료로 사용하고 실린더의 사전 압축을 기반으로 합니다. 세 명의 독일 디자이너가 오일 증류의 액체 분획으로 작동하는 운송 엔진의 발명자로 공식적으로 인정받고 있습니다. 1885년 8월 29일자 특허에 따라 가솔린 엔진으로 오토바이를 제작한 Gottlieb Daimler

1886년 3월 25일자 특허에 따라 가솔린 엔진으로 3륜 마차를 만든 칼 벤츠(Karl Benz);

압축 중에 방출되는 열로 인해 공기와 액체 연료의 혼합물이 자체 점화되는 엔진에 대해 1892년에 특허를 받은 Rudolf Diesel.

여기에서 소량의 오일 증류로 작동하는 최초의 내연 기관이 러시아에서 만들어졌다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 1879년에 러시아 선원 I.S Kostovich는 1885년에 저질량 및 고출력의 8기통 가솔린 엔진을 설계하고 성공적으로 테스트했습니다. 이 엔진은 항공 차량용으로 제작되었습니다.

1899년에 세계 최초의 압축 점화 방식의 경제적이고 효율적인 엔진이 상트페테르부르크에서 만들어졌습니다. 이 엔진의 작동 주기 과정은 등온 연소로 Carnot 주기를 수행할 것을 제안한 독일 엔지니어 R. Diesel이 제안한 엔진과 다릅니다. 러시아에서는 짧은 시간 동안 새로운 엔진 인 압축기가없는 디젤 엔진의 설계가 개선되었으며 이미 1901 년에 G.V. Trinkler가 설계 한 압축기가없는 디젤 엔진이 러시아에서 건설되었으며 Ya.V. Mamin이 설계 한 것이 건설되었습니다. 1910년.

러시아 디자이너 E. A. Yakovlev는 등유 엔진으로 자동차를 설계하고 제작했습니다.

러시아 발명가와 디자이너는 F. A. Blinov, Khaidanov, Guryev, Makhchansky 등 많은 승무원과 엔진 제작에 성공했습니다.다른.

XX 세기의 70 년대까지 엔진 설계 및 제조의 주요 기준. 리터 용량을 늘리고 결과적으로 가장 컴팩트한 엔진을 얻고자 하는 열망이 있었습니다. 70~80년의 석유 위기 이후. 주요 요구 사항은 최대 효율성을 얻는 것이 었습니다. XX 세기의 마지막 10 - 15년. 모든 엔진의 주요 기준은 엔진의 환경적 청정도, 무엇보다도 우수한 경제성과 높은 출력을 보장하는 동시에 배기 가스 독성의 급격한 감소에 대한 요구 사항과 표준이 계속 증가하고 있다는 것입니다.

기화 엔진, 오랜 세월컴팩트함과 리터 용량 면에서 경쟁자가 없었지만 오늘날 환경 요구 사항을 충족하지 못합니다. 기화기에도 전자 제어대부분의 엔진 작동 모드에서 배기 가스 독성에 대한 최신 요구 사항의 충족을 보장할 수 없습니다. 이러한 요구 사항과 세계 시장의 가혹한 경쟁 조건은 차량, 무엇보다도 승용차용 발전소 유형을 빠르게 변화시켰습니다. 오늘날 전자식 제어 시스템을 포함한 다양한 제어 시스템을 갖춘 다양한 연료 분사 시스템이 승용차 엔진의 기화기 사용을 거의 완전히 대체했습니다.

20세기의 마지막 10년 동안 세계에서 가장 큰 자동차 회사에 의한 엔진 빌딩의 근본적인 구조 조정. 러시아 엔진 빌딩의 세 번째 감속 기간과 일치했습니다. 국가 경제의 위기로 인해 국내 산업은 엔진 건물을 새로운 유형의 엔진 생산으로 적시에 이전할 수 없었습니다. 동시에 러시아는 유망한 엔진과 기존의 과학 및 설계 예비를 생산에 신속하게 구현할 수있는 자격을 갖춘 전문가를 만들기위한 훌륭한 연구 예비를 보유하고 있습니다. 지난 8~10년 동안 배기량과 압축비를 조절할 수 있는 근본적으로 새로운 엔진 프로토타입이 개발 및 제조되었습니다. 1995년에 마이크로프로세서 기반 연료 공급 및 점화 제어 시스템이 Zavolzhsky 자동차 공장과 Nizhny Novgorod 자동차 공장에서 개발 및 구현되어 EURO-1 환경 표준을 준수합니다. 마이크로프로세서 연료 공급 제어 시스템 및 변환기가 있는 엔진 샘플은 EURO-2의 환경 요구 사항을 충족하도록 개발 및 제조되었습니다. 이 기간 동안 NAMI의 과학자와 전문가는 유망한 터보 화합물 디젤 엔진, 일련의 디젤 및 가솔린 환경 친화적 인 전통적인 레이아웃 엔진, 수소 연료 엔진, 지상에 부드러운 영향을 미치는 떠 다니는 오프로드 차량, 등 .

현대의 지상 운송 방식은 주로 발전소로 왕복 내연 기관을 사용하여 개발되었습니다. 여전히 자동차, 트랙터, 농업, 도로 운송 및 건설 기계에 주로 사용되는 발전소의 주요 유형인 피스톤 내연 기관입니다. 이 추세는 오늘날에도 계속되고 가까운 장래에도 계속될 것입니다. 피스톤 엔진의 주요 경쟁자는 가스터빈과 전기, 태양열 및 제트입니다. 발전소- 전 세계의 많은 회사와 회사에서 자동 트랙터 엔진이 계속됨에 따라 개선 및 개선 작업이 진행되고 있지만 아직 실험 샘플 및 소규모 파일럿 배치를 만드는 단계를 벗어나지 않았습니다.

내연 기관 제작에 대한 첫 번째 아이디어는 다음과 같습니다. XVII 세기, 1680년에 Huygens는 실린더의 화약을 폭발시켜 작동하는 엔진을 만들 것을 제안했습니다. 18세기 말에서 19세기 초까지 화석 연료 열을 엔진 실린더에서 일로 변환하는 것과 관련된 많은 특허가 있습니다. 그러나 실용에 적합한 이 유형의 첫 번째 엔진은 1860년 프랑스의 르누아르가 제작하여 특허를 받았습니다. 엔진은 사전 압축 없이 가벼운 가스로 작동했으며 효율은 약 3%였습니다.

19 세기의 70-80 년대에 급속 연소 사이클에서 작동하는 불꽃 점화 가솔린 엔진이 실제로 널리 사용되기 시작했습니다. 1885년부터 가솔린 내연기관 자동차의 건설이 시작되었습니다. 이러한 유형의 엔진 개발에 큰 공헌을 한 사람은 Karl Benz, Robert Bosch(독일), Daimler(오스트리아)입니다. 이 엔진은 러시아 함대 I.S.의 선장인 러시아에서도 개발되었습니다. 코스토비치는 1879년 당시 가장 가벼운 80마력 비행선 엔진을 제작했습니다. 독일 엔지니어보다 훨씬 앞서 3kg / hp의 비중으로.

내연 기관 개발의 다음 단계는 전기 스파크가 아니라 실린더의 뜨거운 부분에 의해 연료가 점화되는 소위 "발열" 엔진의 생성이었습니다. 이러한 엔진은 XIX 세기의 90 년대 초반에 제작되기 시작했습니다.

1892년 MAN(독일)의 엔지니어인 Rudolf Diesel은 새로운 내연 기관에 대한 특허를 받았습니다(1892년 2월 28일자 특허 번호 67207). 1893년에 그는 "증기 기관 및 기타 현재 존재하는 엔진을 대체하도록 설계된 합리적인 열 기관의 이론 및 설계"라는 브로셔를 출판했습니다. "합리적인" 엔진은 압축 압력 250atm, 효율 75%, Carnot 사이클(T = const에서의 열 공급)에 따른 작동, 실린더 냉각, 연료 석탄 먼지 없이 작동한다고 가정했습니다.

1893년 아우크스부르크의 MAN 공장에서 이러한 엔진을 만들려는 시도가 있었습니다. 작품은 작가가 직접 감독했다. 동시에, 그 아이디어를 구현하는 것이 불가능하다는 것이 분명해졌습니다. 엔진은 석탄 가루에 대해 작동할 수 없었고 T=const에서 연소를 수행할 수 없었습니다. 1894년에 2차 기관이 제작되어 짧은 시간 동안 무부하 작동이 가능했습니다. 1895년에 제작된 세 번째 엔진은 더 성공적이었습니다. 그것은 R. Diesel의 주요 제안을 포기했습니다. 엔진이 등유로 작동하고 연료에 압축 공기가 분사되고 연소가 P = const에서 수행되고 실린더의 수냉식이 제공되었습니다.

1897년 2월에는 약 20hp의 출력, 30atm의 압축 압력 및 26-30%의 효율성을 가진 4번째 엔진만 공식 테스트를 위해 제공되었습니다. 이러한 고효율은 이전에 어떤 열기관에서도 달성되지 않았습니다.

새 엔진의 주기는 특허 및 브로셔에 설명된 주기와 크게 다릅니다. 실린더 내 공기의 사전 압축, 압축 행정 종료 시 직접 연료 공급, 연료의 자체 점화 등 다른 실험 엔진에서 이전에 알려지고 테스트된 원리를 구현했습니다. 제작된 엔진과 1차 특허의 차이점과 다른 발명가들의 아이디어 사용으로 인해 R. Diesel에 대한 공격과 그의 수많은 소송 및 재정적 어려움이 발생했습니다. 아마도 이것은 1 차 세계 대전이 시작되기 전에 R. Diesel의 비극적 인 죽음을 초래했을 것입니다. 그럼에도 불구하고 R. Diesel이 새로운 엔진을 개발하고 산업 및 운송 분야에 널리 도입된 점을 인정하여 압축 점화 엔진을 "디젤"이라고 불렀습니다.

1898년 "루드비히 노벨" 회사의 상트페테르부르크 기계 공장(현재 공장
"Russian Diesel")은 새로운 엔진 생산에 대한 라이센스를 구입했습니다. 목표는 값싼 연료인 원유(서구에서 사용되는 값비싼 등유 대신)로 엔진을 작동시키는 것이었습니다. 이 문제는 성공적으로 해결되었습니다. 1899년 1월에 러시아에서 제작된 최초의 디젤 엔진이 20hp 용량으로 테스트되었습니다. 200rpm의 속도로.

러시아 엔지니어는 디젤 엔지니어링의 많은 설계 문제를 해결하고 세부 사항을 제공하여 나중에 일반적으로 받아 들여졌습니다. 우리나라에서는 선박에 디젤 엔진을 사용하는 것과 관련된 문제도 해결되었습니다. 1903년에는 세계 최초의 모터 선박인 "Vandal"이 진수되었습니다. 이 선박은 총 출력이 360hp인 3개의 비가역 4행정 엔진이 장착된 820톤의 호수형 유조선입니다. 1908년 세계 최초의 해양 선박이 건조되었습니다. 카스피해에서 항해하기 위한 유조선 "Delo"(나중에 "V. Chkalov")가 각각 500hp의 두 개의 디젤 엔진으로 6000톤의 배수량을 가집니다. 식물에 이어 "L. 노벨, 콜로멘스키 및 소르모프스키 공장은 디젤 엔진을 생산하기 시작했습니다.

러시아 디젤 산업의 성공 덕분에 디젤 엔진은 한 번에 "러시아 엔진"이라고 불리기 시작했습니다. 러시아는 제1차 세계 대전까지 선박용 디젤 산업에서 주도적인 위치를 유지했습니다. 따라서 1912년까지 600hp 이상의 주요 디젤 동력으로 16개의 모터 선박이 전 세계적으로 건조되었습니다. 그 중 14개는 러시아에서 건설되었습니다. 20대에도 1차 세계대전과 시민 전쟁, 우리나라에서는 6 DKRN 38/50, 4DKRN 41/50 및 6DKRN 65/86의 선박 저속 크로스 헤드 엔진이 각각 750, 500 및 2400hp의 총 출력으로 생성 및 생산되었습니다 ...

고압으로 압축된 공기를 사용하여 실린더에 연료를 공급하는 압축기 디젤 엔진은 사용 초기부터 30년대 중반까지 세계적으로 널리 보급되었습니다. 일반적으로 복동식 저속 크로스 헤드 2 또는 4 행정 디젤 엔진이 주요 엔진으로 사용되었습니다. 2 행정 내연 기관의 퍼지는 크랭크 샤프트에서 구동되는 피스톤 퍼지 펌프에 의해 수행되었습니다.

1898년 St. Petersburg Technological Institute G.V.의 학생이 특허를 받은 압축기가 없는 디젤 엔진에 대한 아이디어. Trinkler(나중에 Gorky Institute of Engineers 교수) 수상 운송), 고압 펌프를 사용하여 직접 연료 분사를 위해 충분히 신뢰할 수 있는 연료 장비가 만들어진 1930년대에만 널리 개발되었습니다.

특히 디젤 산업의 급속한 발전은 2차 세계 대전 이후에 관찰되었습니다. 프로펠러에서 직접 작동하는 저속 크로스 헤드 2 행정 가역 압축기가없는 단동 디젤 엔진이 운송 함대의 선박에서 주 엔진으로 지배적 인 분배를 받았습니다. 보조엔진으로는 중속 트렁크 장착형 4행정 디젤엔진이 사용되어 현재까지 사용되고 있다.

1950년대에 주요 디젤 건설 회사는 엔지니어가 테스트하고 특허를 받은 가스 터빈 과급을 사용하여 엔진을 강제 실행하는 작업에 착수했습니다. 1925년 Buchi(스위스). 저속 2행정 엔진에서는 과급으로 인해 Pe 실린더의 평균 유효 압력이 4-6kg/cm2(50년대 초반)에서 60년대에 최대 38-40%의 효과적인 효율 엔진. 70년대에는 과급 엔진의 추가 부스트와 함께 실린더의 평균 유효 압력이 11-12kg/cm2로 증가했습니다. 최대 실린더 직경은 1900-2900mm의 피스톤 스트로크와 5000-6000hp의 실린더 출력으로 1050-1060mm에 도달했습니다. 현재 업계는 실린더 직경이 최대 960-980mm이고 피스톤 스트로크가 최대 3150인 실린더의 평균 유효 압력이 18-19.1kg/cm2인 저속 선박용 엔진을 세계 시장에 공급하고 있습니다. -3420mm. 총 용량은 82000-93000 el에 도달합니다. 최대 48-52%의 효과적인 효율을 제공합니다. 이러한 효율성 지표는 어떤 열기관에서도 달성되지 않았습니다.

1950년대 중속 4행정 엔진의 경우 평균 유효 압력 Pe는 6.75~8.5kg/cm2 범위였습니다. 1960년대에 Re는 14-15kg/cm2로 증가했습니다. 1970년대와 1980년대에 모든 주요 디젤 건설 회사는 17-20kg/cm2의 Pe 수준에 도달했습니다. 실험 엔진에서 Re 25-30kg/cm2가 얻어졌습니다. 최대 실린더 직경은 Dts = 600-650mm, 피스톤 스트로크 S = 600-650mm, 최대 실린더 출력 Nec = 1500-1650el., 유효 효율은 42-45%였습니다. 대략 이러한 표시기는 오늘날 중속 4 행정 엔진 시장에서 제공됩니다.

더 많은 경향 널리 사용선박의 주요 엔진으로 중속 엔진 해군 1960년대에 등장했다. 어느 정도 경쟁력이 높은 RS-2 엔진을 만든 필스틱사(프랑스)의 성공과 높이의 한계를 내세웠던 특화선 개발의 필요성과도 연결된다. 엔진룸의. 결과적으로 이러한 유형의 엔진은 다른 회사(V 65/65 Sulzer-MAN, 60M Mitsui, TM-620 Stork, Vartsila 46 등)에서도 제작되었습니다. 점점 더 무거운 잔류 연료를 사용하여 유해한 배기 가스를 줄임으로써 사이클 및 운영 경제성 배기 가스에서 환경으로.

저속 2행정 디젤은 현대 해양 응용 분야에서 가장 일반적인 주 엔진으로 남아 있습니다. 동시에, 이 등급의 엔진 시장에서 치열한 경쟁의 결과로 Burmeister and Wein(덴마크)과 Sulzer(스위스)의 2가지 디자인만 남았습니다. MAN(독일), Doxford(영국), Fiat(이탈리아), Getaverken(스웨덴), Stork(네덜란드)에서 유사한 디자인의 저속 엔진 생산이 중단되었습니다.

그럼에도 불구하고 80년대 초반에 상당히 고성능의 RTA 유형 엔진을 만든 Sulzer 회사는 매년 생산량을 줄였습니다. 1996년과 1997년 회사는 RTA 엔진에 대한 주문을 전혀 받지 못했습니다. 결과적으로 New Sulzer Diesel의 지배 지분은 Vartsila(Finland)가 인수했습니다.

1981년 Burmeister & Wein은 MC 유형의 매우 경제적인 롱 스트로크 모터 제품군을 개발했습니다. 그러나 회사는 재정적 어려움을 극복하지 못하고 지배 지분을 MAN에 양도했습니다. MAN-B&W 협회는 MC 시리즈의 엔진을 계속 개선하여 실린더 직경이 280~980mm이고 피스톤 스트로크 대 직경 비율이 S/D = 2.8인 크로스헤드 엔진을 소비자에게 제공합니다. 3.2 및 3.8.

러시아에서는 Burmeister and Vine의 라이센스에 따라 Bryansk Machine-Building Plant에서 1959년부터 현대식 저속 디젤 엔진이 생산되었습니다. 엔진은 국내 선박과 외국 건조 선박 모두에 설치됩니다.

저속 크로스헤드 엔진의 추가 개선은 과급으로 엔진을 부스트하고, 비중을 줄이고, 신뢰성을 높이고, 개구부 사이의 서비스 수명을 늘리고, 가장 무거운 잔류 연료를 사용하고, 환경으로의 유해한 배출을 줄이는 경로를 따라 진행됩니다. 지구상의 액체 석유 연료의 제한된 매장량을 감안할 때, 연구 작업저속 디젤 엔진의 실린더에서 석탄 먼지를 연료로 사용하는 것.

한 세대 이상의 과학자들이 기계 엔진의 효율성을 높이기 위해 고군분투했습니다. 그러나 아이디어를 제출하고 이론적으로 입증하는 것이 새로운 것을 발명하는 것을 의미하지는 않습니다. 수백 명이 싸운 것을 실제로 확인하고 '발명가'라는 칭호를 자랑스럽게 가질 수있는 사람들입니다. 공기 압축으로 점화되는 내연 기관을 세상에 선보인 사람은 바로 Rudolf Diesel이 바로 그러한 실무자였습니다.

위대한 발명가의 전기

루돌프 디젤은 1858년 파리에서 태어났습니다. 아버지는 제본업자로 일했고 가족은 생활하기에 충분한 돈이 있었습니다. 그럼에도 불구하고 프랑스-프로이센 전쟁이 자체적으로 조정되었기 때문에 영국으로의 이동은 불가피했습니다. 그리고 디젤 가족은 아시다시피 국적별로 독일에 속해 있었고, 쇼비니즘의 반동을 피하기 위해 이주를 결정해야 했습니다.

곧 12세의 루돌프는 어머니의 형인 바르니켈 교수와 함께 공부하기 위해 고향 독일로 보내졌습니다. 가족은 그를 매우 따뜻하게 맞이했으며 실제 학교에서 공부한 많은 책과 Augsburg Polytechnic School에서 똑똑한 삼촌과의 대화가 미래의 세계적으로 유명한 발명가에게 도움이되었습니다. 1875년부터 뛰어난 학생인 Rudolf Diesel은 뮌헨 고등 기술 학교에서 공부를 계속했는데 그곳에서 그는 내연 기관 발명에 대한 아이디어로 불타올랐습니다. Bauerfeind 교수와의 대화에서 그는 기계 공학과 같은 기술 분야에서 현대 세계의 가장 큰 관심에 대해 학생에게 말했습니다. 그제서야 그는 그 소년이 오랫동안 꿈을 꾸고 있었고 증기 기관을 내연 기관으로 교체하는 일을 하고 있다는 것을 알게 되었습니다. 공부 후, 뮌헨 학교의 교수인 Karl Linde는 Diesel을 초대해 냉동 공장에서 일하도록 했고, 그곳에서 청년은 12년 동안 이사직을 역임했습니다. 주요 고용에도 불구하고 Rudolf Diesel은 나중에 그의 이름을 딴 발명품인 삶의 주요 목표에 대한 작업을 떠나지 않았습니다. 여기만 우리 현대인, 디젤 엔진에 대해 알고는 이미 발명가의 이름을 잊어 버렸습니다.

첫 번째 내연

Rudolf Diesel은 그의 꿈을 이루기 위해 다년간의 노력을 기울였습니다. Karl Linde의 도움으로 Society of Augsburg Engineering Plants는 이론적 계산을 보고 그의 작업에 관심을 갖게 되었고 실험을 위한 공간을 제공했습니다. Rudolph는 2년 동안 자신의 발명품을 개선했으며 실험 중 하나에서 폭발이 발생하여 과학자 자신이 거의 다칠 뻔했습니다.

곧 정의가 승리하고 열심히 일한 결과가 나타났습니다. 첫 번째 디젤이 뒤집혔습니다. Diesel은 도움으로 점화를 시도한 다음 거기에 연료를 주입하기로 결정했습니다. 그 결과 화염이 발생했습니다. 전 세계 과학자의 업적을 인정하고 러시아와 미국으로 초청했음에도 불구하고 본토 독일은 그러한 엔진이 오래 전부터 존재했다고 말하면서 발명 이전에 단호했습니다. 아마도 다른 독일 발명품이 개발 중에 있었을지 모르지만 세계는 가만히 있지 않고 발전하며 결승선에 먼저 도착한 사람이 승자입니다.

독일의 이러한 반응으로 Rudolf Diesel은 조건에 도달 할 수 없었고 1913 년 9 월 29 일 증기선을 타고 런던에 갔지만 목적지에 도착하지 않았습니다. 밤에는 과학자만 병실에 남았고 아침에는 텅 비어 있었고 잠옷은 건드리지 않았다. 이것이 독일의 인정을 받지 못해 자살한 것인지 비극적인 사고인지는 알 수 없다. 얼마 후 어부들은 단정하게 차려입은 남자의 시신을 낚았지만 거센 뇌우로 인해 시신을 다시 바다에 던졌습니다. 미신적인 어부들은 물 요소에 머물기를 요청하고 있다고 느꼈습니다. 찬물과 모래 바닥은 그의 기억이 디젤 엔진에 아직도 남아 있는 뛰어난 발명가의 마지막 집이 되었습니다.

와 함께 콘텐츠

소개 ...........................................................................................................................2

1. 창조의 역사...........................................................................................................3

2. 러시아 자동차 산업의 역사 .....................................................................7

3. 왕복 내연기관 ...........................................8

3.1 ICE 분류 ...........................................................................8

3.2 피스톤 내연기관의 기초 ...........................................9

3.3 작동 원리 ...........................................................................................10

10

3.5 4행정 디젤 엔진의 작동 원리 .......................................11

3.6 작동 방식 2행정 엔진…………….12

3.7 4행정 기화기 및 디젤 엔진의 듀티 사이클 ...........................................................................................13

3.8 4행정 엔진 듀티 사이클 ...........................................14

3.9 2행정 엔진의 작동 주기 ...........................................15

결론...........................................................................................................16

소개.

20세기는 기술의 세계입니다. 강력한 기계가 지구의 창자에서 수백만 톤의 석탄, 광석, 석유를 추출합니다. 강력한 발전소는 수십억 킬로와트시의 전기를 생산합니다. 수천 개의 공장과 공장에서 의류, 라디오, 텔레비전, 자전거, 자동차, 시계 및 기타 필요한 제품을 생산합니다. 전신, 전화 및 라디오는 우리를 전 세계와 연결합니다. 기차, 배, 비행기는 대륙과 바다를 가로질러 고속으로 우리를 실어 나릅니다. 그리고 우리보다 높은 지구 대기권 밖에서 지구의 로켓과 인공위성이 날아갑니다. 이 모든 것은 전기의 도움 없이는 작동하지 않습니다.

인간은 자연의 완성된 산물을 전유함으로써 자신의 발전을 시작했습니다. 이미 개발의 첫 번째 단계에서 그는 인공 도구를 사용하기 시작했습니다.

생산의 발전과 함께 기계의 출현과 발전을 위한 조건이 형성되기 시작합니다. 처음에는 도구와 같은 기계가 사람의 작업을 도왔습니다. 그런 다음 점차적으로 교체하기 시작했습니다.

역사의 봉건 시대에 처음으로 물의 흐름의 힘을 에너지원으로 사용했습니다. 물의 움직임은 물레방아를 회전시켜 다양한 메커니즘에 동력을 공급했습니다. 이 기간 동안 다양한 기술 기계가 등장했습니다. 그러나 이러한 기계의 광범위한 사용은 종종 근처의 물 흐름 부족으로 인해 방해를 받았습니다. 지구 표면 어디에서나 기계에 전력을 공급할 새로운 에너지원을 찾아야 했습니다. 그들은 풍력 에너지를 시도했지만 효과가 없는 것으로 판명되었습니다.

그들은 다른 에너지원을 찾기 시작했습니다. 발명가들은 오랫동안 일했고 많은 기계를 테스트했고 마침내 새로운 엔진이 만들어졌습니다. 증기기관차였습니다. 그는 공장과 공장에서 수많은 기계와 공작 기계를 가동했습니다. 초기 XIX세기에 최초의 육상 기반 증기 기관차인 증기 기관차가 발명되었습니다.

그러나 증기 기관은 복잡하고 부피가 크며 비쌌습니다. 빠르게 발전하는 기계 운송에는 작고 저렴한 다른 엔진이 필요했습니다. 1860년, 프랑스인 Lenoir는 증기 기관의 구조적 요소, 가스 연료 및 점화용 전기 스파크를 사용하여 실용적인 적용을 발견한 최초의 내연 기관을 설계했습니다.

1. 창조의 역사

내부 에너지를 사용한다는 것은 그것을 희생하면서 유용한 일을 한다는 것, 즉 내부 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 것을 의미합니다. 시험관에 약간의 물을 붓고 끓이는 것으로 구성된 가장 간단한 실험(게다가 시험관은 처음에는 코르크 마개로 막혀 있음)에서 코르크는 생성된 증기의 압력으로 상승하여 튀어 나옵니다.

즉, 연료의 에너지가 증기의 내부 에너지로 변환되고 팽창하는 증기가 작동하여 플러그가 녹아웃됩니다. 따라서 증기의 내부 에너지는 플러그의 운동 에너지로 변환됩니다.

시험관을 강한 금속 실린더로 교체하고 코르크를 실린더 벽에 꼭 맞고 벽을 따라 자유롭게 움직일 수 있는 피스톤으로 교체하면 가장 간단한 열 기관을 얻을 수 있습니다.

열기관은 연료의 내부 에너지를 기계적 에너지로 변환하는 기계입니다.

열기관의 역사는 기원전 3세기에 그리스의 위대한 기계공이자 수학자 아르키메데스가 증기로 발사하는 대포를 만들었다고 합니다. 아르키메데스의 대포 그림과 그에 대한 설명은 18세기 후 위대한 이탈리아 과학자이자 엔지니어이자 예술가인 레오나르도 다빈치의 필사본에서 발견되었습니다.

이 총은 어떻게 발사되었습니까? 배럴의 한쪽 끝은 불에 강하게 가열되었습니다. 그런 다음 배럴의 가열된 부분에 물을 부었습니다. 물은 즉시 증발하여 증기로 변했습니다. 팽창하는 증기는 힘과 포효와 함께 코어를 던졌습니다. 여기서 흥미로운 점은 대포의 배럴이 피스톤처럼 코어가 미끄러지는 실린더였다는 것입니다.

약 300년 후, 지중해의 아프리카 해안에 있는 문화적이고 부유한 도시인 알렉산드리아에서 뛰어난 과학자 헤론이 살고 일했으며 역사가들은 이를 알렉산드리아의 헤론이라고 부릅니다. Heron은 당시 알려진 다양한 기계, 장치, 메커니즘을 설명하는 여러 작품을 남겼습니다.

왜가리의 글에는 현재 왜가리의 공이라고 불리는 흥미로운 장치에 대한 설명이 있습니다. 수평축을 중심으로 회전할 수 있도록 고정된 속이 빈 철구입니다. 끓는 물이있는 닫힌 보일러에서 증기는 튜브를 통해 볼에 들어가고 볼이 회전하기 시작하는 동안 곡선 튜브를 통해 볼에서 빠져 나옵니다. 증기의 내부 에너지는 볼 회전의 기계적 에너지로 변환됩니다. 헤론의 공은 현대 제트 엔진의 원형입니다.

그 당시 Heron의 발명품은 응용 프로그램을 찾지 못하고 재미로만 남았습니다. 15세기가 지났습니다. 중세 이후에 도래한 과학과 기술의 새로운 꽃피는 시기에 레오나르도 다빈치는 증기의 내부 에너지를 사용하는 것에 대해 생각합니다. 그의 원고에는 실린더와 피스톤을 묘사한 여러 그림이 있습니다. 실린더의 피스톤 아래에는 물이 있고 실린더 자체가 가열됩니다. Leonardo da Vinci는 물을 가열하여 부피가 팽창하고 증가하여 형성된 증기가 출구를 찾아 피스톤을 위로 밀어 올릴 것이라고 가정했습니다. 위로 움직이는 동안 피스톤은 유용한 작업을 수행할 수 있습니다.

위대한 레오나르도의 생애를 살았던 Giovanni Branca는 증기 에너지를 사용하는 엔진을 다소 다르게 상상했습니다. 바퀴였다
블레이드, 증기 제트가 두 번째로 힘을 주어 바퀴가 회전하기 시작했습니다. 사실, 그것은 최초의 증기 터빈이었습니다.

17-18세기에 영국인 Thomas Savery(1650-1715)와 Thomas Newcomen(1663-1729), 프랑스인 Denis Papin(1647-1714), 러시아 과학자 Ivan Ivanovich Polzunov(1728-1766) 등이 연구했습니다. 증기 기관의 발명.

Papin은 피스톤이 위아래로 자유롭게 움직이는 실린더를 만들었습니다. 피스톤은 피스톤을 따라 올라가고 떨어지는 하중과 함께 블록 위로 던져진 케이블로 연결되었습니다. Papin에 따르면 피스톤은 물을 펌핑하는 워터 펌프와 같은 일부 기계에 연결될 수 있습니다. 포폭스는 실린더의 하부 힌지 부분에 붓고 불을 붙였다. 팽창하려는 결과 가스가 피스톤을 위로 밀어 올렸습니다. 그 후 실린더와 피스톤에 외부에서 다이오드 물이 주입되었습니다. 실린더의 가스가 냉각되고 피스톤에 대한 압력이 감소했습니다. 피스톤은 자체 무게와 외부 대기압의 작용으로 하중을 들어 올리면서 하강했습니다. 엔진은 유용한 작업을 수행했습니다. 실용적인 목적을 위해 그는 부적합했습니다. 그의 작업의 기술주기는 너무 복잡했습니다 (화약의 충전 및 점화, 물로 주입, 이것은 엔진의 전체 작동에 걸쳐 있습니다!). 또한 그러한 엔진의 사용은 안전하지 않았습니다.

하지만 팔렌의 첫 차에서 현대식 내연기관의 특징을 보지 않을 수 없다.

그의 새 엔진에서 Papin은 화약 대신 물을 사용했습니다. 피스톤 아래의 실린더에 부어 실린더 자체를 아래에서 가열했습니다. 결과 증기는 피스톤을 들어 올렸습니다. 그런 다음 실린더가 냉각되고 그 안의 증기가 응축되어 다시 물로 변했습니다. 피스톤은 분말 엔진의 경우와 마찬가지로 무게와 대기압의 영향으로 떨어졌습니다. 이 엔진은 화약 엔진보다 더 잘 작동했지만 실제 사용에는 거의 쓸모가 없었습니다. 즉, 불을 켜고 제거하고, 냉각수를 공급하고, 증기가 응축되기를 기다리고, 물을 끄는 등의 작업이 필요했습니다.

이러한 모든 단점은 엔진 작동에 필요한 증기의 준비가 실린더 자체에서 발생했기 때문입니다. 그러나 예를 들어 별도의 보일러에서 얻은 기성 증기를 실린더에 넣으면 어떻게됩니까? 그런 다음 증기와 냉각수를 번갈아 가며 실린더에 넣으면 엔진이 더 빠른 속도로 작동하고 연료 소비가 줄어듭니다.

이것은 광산에서 물을 펌핑하기 위한 증기 펌프를 만든 영국인 Thomas Savery인 Denis Palen과 동시대 사람에 의해 추측되었습니다. 그의 기계에서 증기는 실린더 외부 - 보일러에서 준비되었습니다.

Severi에 이어 영국 대장장이 Thomas Newcomen이 증기 기관(광산에서 물을 퍼올리는 데 적합함)을 설계했습니다. 그는 이전에 발명된 것의 많은 부분을 능숙하게 사용했습니다. Newcomen은 Papin 피스톤이 있는 실린더를 사용했지만 별도의 보일러에서 Severi와 같이 피스톤을 들어 올리기 위해 증기를 받았습니다.

Newcomen의 기계는 모든 전임자와 마찬가지로 간헐적으로 작동했습니다. 피스톤의 두 스트로크 사이에 일시 중지가 있었습니다. 4~5층 건물 정도의 높이였기 때문에<прожорлива>: 50마리의 말이 겨우 그녀에게 연료를 공급할 수 있었습니다. 서비스 직원두 사람으로 구성 : 스토커는 석탄을 계속해서 던졌습니다.<ненасытную пасть>용광로, 그리고 정비공은 증기와 차가운 물실린더에.

만능 증기 기관이 만들어지기까지 또 다른 50년이 걸렸습니다. 이것은 러시아의 외딴 외곽 중 하나 인 알타이에서 일어났습니다. 그 당시에는 군인의 아들 Ivan Polzunov가 일했던 뛰어난 러시아 발명가였습니다.

Polzunov는 그의<огнедействующую машину>Barnaul 공장 중 한 곳에서. 이 발명은 그의 일생의 산물이었고 그의 목숨을 앗아갔다고 말할 수 있습니다. 1763년 4월, Polzunov는 계산을 완료하고 검토를 위해 프로젝트를 제출합니다. Polzunov가 알고 있었고 그의 단점을 분명히 알고 있었던 Severi와 Newcomen의 증기 펌프와 달리 이것은 보편적인 연속 기계의 프로젝트였습니다. 이 기계는 송풍기 벨로우즈용으로 제작되어 공기를 용해로로 밀어넣었습니다. 주요 특징은 작업 샤프트가 유휴 일시 중지 없이 지속적으로 회전한다는 것입니다. 이것은 Newcomen의 기계에서처럼 Polzunov가 하나의 실린더 대신에 두 개가 번갈아 작동하는 것을 제공했다는 사실에 의해 달성되었습니다. 한 실린더에서는 증기의 작용으로 피스톤이 올라가고 다른 실린더에서는 증기가 응축되어 피스톤이 내려갑니다. 두 피스톤은 하나의 작업 샤프트로 연결되어 한 방향 또는 다른 방향으로 교대로 회전했습니다. 기계의 작동 스트로크는 Newcomen과 같이 대기압이 아니라 실린더의 증기 작업으로 인해 수행되었습니다.

1766년 봄, 폴주노프가 사망한 지 일주일 후(그는 38세에 사망) Polzunov의 제자들이 기계를 테스트했습니다. 그녀는 43일 동안 일했고 세 개의 용광로의 풀무를 작동시켰습니다. 그런 다음 보일러에서 누출이 발생했습니다. 피스톤을 덮은 가죽(실린더 벽과 피스톤 사이의 간격을 줄이기 위해)이 닳았고 차는 영원히 멈췄습니다. 아무도 그녀를 돌보지 않았습니다.

널리 사용된 또 다른 만능 증기 기관의 창시자는 영국의 정비공인 제임스 와트(James Watt, 1736-1819)였습니다. 1784년 Newcomen의 기계 개선 작업을 하면서 그는 모든 요구에 적합한 엔진을 만들었습니다. Watt의 발명품은 큰 호응을 얻었습니다. 가장 선진국유럽에서는 공장과 공장의 육체 노동이 점점 더 기계 작업으로 대체되었습니다. 범용 엔진은 생산에 필요하게 되었고 만들어졌습니다.

와트 엔진은 피스톤의 왕복 운동을 다음으로 변환하는 소위 크랭크 메커니즘을 사용합니다.
바퀴의 회전.

나중에 생각했다.<двойное действие>기계: 피스톤 아래 또는 피스톤 위에 증기를 교대로 보내어 Watt는 두 스트로크(위아래)를 작업자로 전환했습니다. 차가 더 강력해졌습니다. 증기는 특수 증기 분배 메커니즘에 의해 실린더의 상부 및 하부로 향하게 되었으며, 이는 이후에 개선되고 명명되었습니다.<золотником>.

그런 다음 Watt는 피스톤이 움직이는 동안 항상 실린더에 증기를 공급할 필요가 전혀 없다는 결론에 도달했습니다. 증기의 일부를 실린더에 넣고 피스톤이 움직이도록 하면 이 증기가 팽창하기 시작하여 피스톤을 극한 위치로 이동시킵니다. 이것은 자동차를 더 경제적으로 만들었습니다. 더 적은 증기가 필요하고 연료가 덜 소모되었습니다.

오늘날 가장 일반적인 열 엔진 중 하나는 내연 기관(ICE)입니다. 자동차, 선박, 트랙터, 모터 보트 등에 설치되며 전 세계적으로 수억 개의 이러한 엔진이 있습니다.

열 기관을 평가하려면 연료에서 방출되는 에너지의 어느 부분이 유용한 작업으로 변환되는지 아는 것이 중요합니다. 에너지의 이 부분이 많을수록 엔진이 더 경제적입니다.

효율성을 특성화하기 위해 효율성 계수(COP) 개념이 도입되었습니다.

열기관의 효율은 연료가 연소되는 동안 방출되는 모든 에너지에 대한 엔진의 유용한 작업을 수행하는 데 사용된 에너지 부분의 비율입니다.

최초의 디젤 엔진(1897)은 22%의 효율을 보였습니다. 와트의 증기 기관(1768) - 3-4%, 현대식 고정식 디젤 엔진의 효율은 34-44%입니다.

2. 러시아 자동차 산업의 역사

러시아의 도로 운송은 국가 경제의 모든 부문에 서비스를 제공하며 국가의 통합 운송 시스템에서 주요 장소 중 하나를 차지합니다. 도로운송이 차지하는 비중은 모든 운송 수단을 합한 화물의 80% 이상, 여객 수송의 70% 이상을 차지합니다.

도로 운송은 국가 경제의 새로운 분야 인 자동차 산업의 발전의 결과로 만들어졌습니다. 현재 단계국내 엔지니어링 산업의 주요 링크 중 하나입니다.

자동차 제작의 시작은 200여 년 전 ( "자동차"라는 이름은 그리스어 autos - "self"와 라틴어 mobilis - "mobile"에서 파생됨) "self- 추진" 카트. 그들은 러시아에서 처음 등장했습니다. 1752년, 독학으로 배운 러시아의 기계공인 L. Shamshurenkov는 두 사람의 힘으로 움직이는 그 시대에 아주 완벽한 "자율주행 마차"를 만들었습니다. 나중에 러시아 발명가 I.P. Kulibin은 페달 드라이브가 있는 "스쿠터 카트"를 만들었습니다. 증기 기관의 출현과 함께 자주식 수레의 탄생은 급속히 발전했습니다. 1869-1870년. 프랑스의 J. Cugno와 몇 년 후 영국에서 증기 자동차가 만들어졌습니다. 자동차가 자동차로 널리 사용되기 시작한 것은 고속 내연기관의 출현으로 시작됩니다. 1885 년 G. Daimler (독일)는 가솔린 엔진이 장착 된 오토바이를 제작했으며 1886 년에는 3 륜 카트 인 K. Benz를 제작했습니다. 비슷한 시기에 선진국(프랑스, 영국, 미국)에서는 내연기관 자동차가 만들어졌습니다.

19세기 말에 자동차 산업은 여러 국가에서 발생했습니다. 차르 러시아에서는 자체 기계 공학을 조직하려는 시도가 반복적으로 이루어졌습니다. 1908년, 자동차 생산은 리가의 러시아-발트 마차 공장에서 조직되었습니다. 6년 동안 주로 수입 부품으로 조립된 자동차가 이곳에서 생산되었습니다. 이 공장은 총 451대의 승용차를 생산했지만 많은 수의트럭. 1913년 러시아의 주차장은 약 9,000대였는데 그 중 대부분의- 해외 생산.

10월 사회주의 대혁명 이후 국내 자동차 산업은 거의 새롭게 창조되어야 했습니다. 러시아 자동차 산업의 발전은 모스크바의 AMO 공장에서 최초의 AMO-F-15 트럭이 제작된 1924년으로 거슬러 올라갑니다.

기간 1931-1941. 자동차의 대규모 및 대량 생산이 생성됩니다. 1931년 AMO 공장에서 트럭의 대량 생산이 시작되었습니다. 1932년에 GAZ 공장이 가동되었습니다.

1940년 모스크바 소형차 공장에서 소형차 생산을 시작했습니다. 조금 후에 Ural Automobile Plant가 만들어졌습니다. 전후 5개년 계획 기간 동안 Kutaisi, Kremenchug, Ulyanovsk, Minsk 자동차 공장이 가동되었습니다. 60년대 후반부터 자동차 산업의 발전은 특히 빠른 속도로 진행되었습니다. 1971년, V.I.의 이름을 따서 명명된 볼가 자동차 공장. 소련 건국 50주년.

위에서 언급했듯이 열팽창은 내연 기관에서 사용됩니다. 그러나 그것이 어떻게 적용되고 어떤 기능을 수행하는지에 대해서는 피스톤 내연 기관의 작동 예를 사용하여 고려할 것입니다. 엔진은 모든 에너지를 기계적 작업으로 변환하는 에너지 동력 기계입니다. 열 에너지 변환의 결과로 기계적 작업이 생성되는 엔진을 열이라고 합니다. 열에너지모든 연료를 태워서 얻습니다. 작업 캐비티에서 연소되는 연료의 화학 에너지의 일부가 기계적 에너지로 변환되는 열 기관을 왕복 내연 기관이라고 합니다. (소련 백과사전)

위에서 언급했듯이 자동차의 발전소로서 내연 기관이 가장 널리 사용되어 왔으며 열 방출과 기계적 작업으로의 변환과 함께 연료 연소 과정이 실린더에서 직접 발생합니다. 그러나 대부분의 현대 자동차다양한 기준에 따라 분류되는 내연 기관이 설치됩니다. 혼합물 형성 방법에 따라 - 가연성 혼합물이 실린더 외부에서 준비되는 외부 혼합물 형성 엔진(기화기 및 가스) 및 내부 혼합물 형성 엔진 (작업 혼합물은 실린더 내부에 형성됨) - 디젤 엔진; 작업 사이클의 구현 방법에 따르면 - 4 행정 및 2 행정; 실린더 수에 따라 - 단일 실린더, 2 실린더 및 다중 실린더; 실린더의 위치에 따라 - 한 줄에 실린더가 수직 또는 경사 배치 된 엔진, 실린더가 비스듬히 배열 된 V 자형 (실린더가 180도 각도에있을 때 엔진을 엔진이라고합니다. 반대 실린더 또는 반대); 냉각 방법에 따라 - 액체 또는 공랭식 엔진의 경우; 휘발유, 디젤, 가스 및 다중 연료 사용 연료 유형별 압축비별. 압축 정도에 따라

고(E=12...18) 및 저(E=4...9) 압축 엔진; 실린더를 새로운 충전물로 채우는 방법에 따르면: a) 피스톤의 흡입 행정 동안 실린더의 진공으로 인해 공기 또는 가연성 혼합물이 유입되는 자연 흡기 엔진;) 공기 또는 가연성 혼합물은 압축기에 의해 생성된 압력 하에서 작동 실린더에 유입되어 충전량을 증가시키고 엔진 출력을 증가시킵니다. 회전 주파수별: 저속, 증가된 빈도회전, 고속; 목적에 따라 엔진은 고정식, 자동 트랙터, 선박, 디젤, 항공 등입니다.

피스톤 내연 기관은 할당된 기능을 수행하고 서로 상호 작용하는 메커니즘과 시스템으로 구성됩니다. 이러한 엔진의 주요 부품은 크랭크 메커니즘과 가스 분배 메커니즘뿐만 아니라 동력, 냉각, 점화 및 윤활 시스템입니다.

크랭크 메커니즘은 피스톤의 직선 왕복 운동을 크랭크 샤프트의 회전 운동으로 변환합니다.

가스 분배 메커니즘은 가연성 혼합물이 실린더에 적시에 유입되고 실린더에서 연소 생성물이 제거되도록 합니다.

전원 공급 시스템은 가연성 혼합물을 준비하고 실린더에 공급하고 연소 생성물을 제거하도록 설계되었습니다.

윤활 시스템은 마찰력을 줄이고 부분적으로 냉각시키기 위해 상호 작용 부품에 오일을 공급하는 역할을 하며, 이와 함께 오일 순환은 탄소 침전물을 씻어내고 마모 제품을 제거합니다.

냉각 시스템은 정상 유지 온도 체제엔진 작동, 작동 혼합물의 연소 중에 매우 뜨거운 피스톤 그룹 및 밸브 메커니즘의 실린더 부품에서 열 제거를 보장합니다.

점화 시스템은 엔진 실린더의 작동 혼합물을 점화하도록 설계되었습니다.

따라서 4 행정 피스톤 엔진은 실린더와 크랭크 케이스로 구성되며 팬에 의해 아래에서 닫힙니다. 압축(밀봉) 링이 있는 피스톤이 실린더 내부를 이동하며 상부에 바닥이 있는 유리 모양입니다. 피스톤 핀과 커넥팅로드를 통한 피스톤은 크랭크 케이스에 위치한 메인 베어링에서 회전하는 크랭크 샤프트에 연결됩니다. 크랭크 샤프트는 메인 저널, 치크 및 커넥팅 로드 저널로 구성됩니다. 실린더, 피스톤, 커넥팅 로드 및 크랭크 샤프트는 소위 크랭크 메커니즘을 구성합니다. 위에서 실린더는 밸브가있는 헤드로 덮여 있으며 개폐는 크랭크 샤프트의 회전 및 결과적으로 피스톤의 움직임과 엄격하게 조정됩니다.

피스톤의 움직임은 속도가 0인 두 극단 위치로 제한됩니다. 피스톤의 극한 위치를 상사점(TDC)이라고 하며 극한 위치를 하사점(BDC)이라고 합니다.

데드 포인트를 통한 피스톤의 논스톱 이동은 거대한 림이 있는 디스크 형태의 플라이휠에 의해 제공됩니다. 피스톤이 TDC에서 BDC까지 이동한 거리는 피스톤 스트로크 S라고 하며, 이는 크랭크 반경 R의 두 배와 같습니다: S=2R.

TDC에 있을 때 피스톤 크라운 위의 공간을 연소실이라고 합니다. 부피는 Vс로 표시됩니다. 두 개의 데드 포인트(BDC 및 TDC) 사이의 실린더 공간을 작업 체적이라고 하며 Vh로 표시됩니다. 연소실의 체적 Vc와 작동 체적 Vh의 합은 실린더의 전체 체적 Va: Va=Vc+Vh입니다. 실린더의 작업 부피(입방 센티미터 또는 미터로 측정): Vh \u003d pD ^ 3 * S / 4, 여기서 D는 실린더의 직경입니다. 다기통 엔진 실린더의 모든 작업량의 합을 엔진의 작업량이라고 하며 공식에 의해 결정됩니다. Vр=(pD^2*S)/4*i, 여기서 i는 숫자 실린더의. 연소실(Vc)의 체적에 대한 실린더(Va)의 총 체적의 비율을 압축비(E=(Vc+Vh)Vc=Va/Vc=Vh/Vc+1)라고 합니다. 압축비는 중요한 매개변수내연 기관, tk. 효율성과 힘에 큰 영향을 미칩니다.

피스톤 내연 기관의 작용은 피스톤이 TDC에서 BDC로 이동하는 동안 가열된 가스의 열 팽창 작업을 사용하는 것을 기반으로 합니다. TDC 위치에서 가스 가열은 공기와 혼합된 연료 실린더의 연소 결과로 이루어집니다. 이것은 가스 온도와 압력을 증가시킵니다. 피스톤 아래의 압력은 대기와 같고 실린더에서는 훨씬 높기 때문에 압력 차이의 영향으로 피스톤이 아래로 이동하고 가스가 팽창하여 유용한 작업을 수행합니다. 이것은 가스의 열 팽창이 느껴지는 곳이며 여기에 기술적 기능이 있습니다: 피스톤에 가해지는 압력. 엔진이 지속적으로 기계적 에너지를 생성하려면 실린더에 흡기 밸브를 통해 주기적으로 새로운 공기를 채우고 노즐을 통해 연료를 채우거나 흡기 밸브를 통해 공기와 연료의 혼합물을 공급해야 합니다. 팽창 후 연료 연소 생성물은 흡기 밸브를 통해 실린더에서 제거됩니다. 이러한 작업은 밸브의 개폐를 제어하는 ​​가스 분배 메커니즘과 연료 공급 시스템에 의해 수행됩니다.

엔진의 작동 사이클은 엔진의 각 실린더에서 발생하고 열 에너지를 기계적 작업으로 변환시키는 주기적으로 반복되는 일련의 순차적 프로세스라고합니다. 작업 사이클이 2개의 피스톤 스트로크로 완료되는 경우, 즉, 크랭크 샤프트의 회전당 그러한 엔진을 2 행정이라고합니다.

자동차 엔진은 일반적으로 크랭크축의 2회전 또는 피스톤의 4행정을 취하고 흡기, 압축, 팽창(행정) 및 배기 행정으로 구성된 4행정 사이클로 작동합니다.

기화식 4행정 단일 실린더 엔진에서 듀티 사이클은 다음과 같습니다.

1. 흡기 행정 엔진 크랭크축이 첫 번째 반 회전하면서 피스톤이 TDC에서 BDC로 이동하고 흡기 밸브가 열리고 배기 밸브가 닫힙니다. 실린더에 0.07 - 0.095 MPa의 진공이 생성되어 가솔린과 공기 증기로 구성된 가연성 혼합물의 새로운 충전량이 흡입 가스 파이프라인을 통해 실린더로 흡입되고 잔류 배기 가스와 혼합됩니다. 가스는 작동 혼합물을 형성합니다.

2. 압축 뇌졸중. 실린더에 가연성 혼합물을 채운 후 크랭크축을 추가로 회전(두 번째 반 회전)하면 피스톤이 밸브가 닫힌 상태에서 BDC에서 TDC로 이동합니다. 부피가 감소함에 따라 작동 혼합물의 온도와 압력이 증가합니다.

3. 확장 스트로크 또는 파워 스트로크. 압축 행정이 끝나면 작동 혼합물이 전기 스파크로 점화되어 빠르게 연소되어 결과적으로 생성되는 가스의 온도와 압력이 급격히 증가하고 피스톤은 TDC에서 BDC로 이동합니다. . 가스가 팽창할 때 유용한 작업을 수행하므로 크랭크축의 세 번째 절반 회전에서 피스톤 스트로크를 작동 스트로크라고 합니다. 피스톤 스트로크가 끝날 때 BDC에 가까워지면 배기 밸브가 열리고 실린더의 압력이 0.3 -0.75 MPa로 감소하고 온도는 950 - 1200 C로 감소합니다. 4. 배기 스트로크. 크랭크 샤프트의 네 번째 절반 회전에서 피스톤은 BDC에서 TDC로 이동합니다. 이 경우 배기 밸브가 열리고 연소 생성물은 배기 가스 파이프 라인을 통해 실린더에서 대기 중으로 밀려납니다.

4행정 엔진에서 작업 프로세스는 다음과 같이 발생합니다.

1. 흡입 뇌졸중. 피스톤이 TDC에서 BDC로 이동할 때 공기 청정기에서 형성된 진공으로 인해 대기가 열린 흡기 밸브를 통해 실린더 캐비티로 들어갑니다. 실린더의 공기압은 0.08 - 0.095 MPa이고 온도는 40 - 60 C입니다.

2. 압축 스트로크. 피스톤은 BDC에서 TDC로 이동합니다. 흡기 및 배기 밸브가 닫혀 위쪽으로 움직이는 피스톤이 유입되는 공기를 압축합니다. 연료를 점화시키기 위해서는 압축 공기의 온도가 연료의 자기 점화 온도보다 높아야 합니다. 피스톤이 TDC로 이동하면 연료 펌프에서 공급되는 노즐 디젤 연료를 통해 실린더가 분사됩니다.

3. 확장 스트로크 또는 작업 스트로크. 압축 행정의 끝에서 분사된 연료는 가열된 공기와 혼합되어 점화되고 연소 과정이 시작되며 온도와 압력의 급격한 증가가 특징입니다. 동시에 최대

가스 압력은 6 - 9 MPa에 도달하고 온도는 1800 - 2000 C입니다. 가스 압력의 영향으로 피스톤 2는 TDC에서 BDC로 이동하여 작동 스트로크가 발생합니다. LDC 근처에서 압력은 0.3–0.5 MPa로 감소하고 온도는 700–900 C로 감소합니다.

4. 스트로크를 해제합니다. 피스톤은 BDC에서 TDC로 이동하고 배기 가스는 열린 배기 밸브 6을 통해 실린더 밖으로 밀려납니다. 가스 압력은 0.11 - 0.12 MPa로 감소하고 온도는 500-700 C로 감소합니다. 배기 행정이 끝난 후 크랭크 샤프트가 추가로 회전하면 작업 사이클이 동일한 순서로 반복됩니다. 일반화를 위해 기화기 엔진과 디젤 엔진의 작동 사이클 다이어그램이 표시됩니다.

2행정 엔진은 압축 행정이 시작될 때 실린더가 가연성 혼합물 또는 공기로 채워지고 팽창 행정이 끝날 때 실린더가 배기 가스로 청소된다는 점에서 4행정 엔진과 다릅니다. 배기 및 흡기 프로세스는 독립적인 피스톤 스트로크 없이 발생합니다. 모든 유형의 2행정에 대한 일반 공정

엔진 - 퍼지, 즉 가연성 혼합물 또는 공기의 흐름을 사용하여 실린더에서 배기 가스를 제거하는 과정. 따라서 이러한 유형의 엔진에는 압축기(스캐빈지 펌프)가 있습니다. 크랭크 챔버 퍼지가 있는 2행정 기화기 엔진의 작동을 고려하십시오. 이 유형의 엔진에는 밸브가 없으며 피스톤이 그 역할을 하며 움직일 때 입구, 출구 및 퍼지 창을 닫습니다. 이 창을 통해 실린더는 특정 순간에 대기와 직접 통신하지 않는 입구 및 출구 파이프라인 및 크랭크 챔버(크랭크 케이스)와 통신합니다. 중간 부분의 실린더에는 입구, 출구 6 및 퍼지의 세 개의 창이 있으며 밸브를 통해 엔진의 크랭크실로 연결됩니다.

엔진의 작업주기는 두 가지 사이클로 수행됩니다.

1. 압축 뇌졸중. 피스톤은 BDC에서 TDC로 이동하여 먼저 퍼지를 차단한 다음 배출구 6 창을 차단합니다. 피스톤이 실린더의 출구 창을 닫은 후 이전에 들어간 가연성 혼합물의 압축이 시작됩니다. 동시에 가연성 혼합물이 열린 입구 창을 통해 기화기에서 크랭크 챔버로 들어가는 작용으로 인해 크랭크 챔버에 진공이 생성됩니다.

2. 뇌졸중. 피스톤이 TDC에 가까우면 압축된 작동 혼합물이 양초의 전기 스파크로 점화되어 가스의 온도와 압력이 급격히 증가합니다. 가스의 열 팽창 작용에 따라 피스톤은 NDC로 이동하고 팽창 가스는 유용한 작업을 수행합니다. 동시에 하강 피스톤은 입구 창을 닫고 크랭크 챔버의 가연성 혼합물을 압축합니다.

피스톤이 배기 포트에 도달하면 열리고 배기 가스가 대기로 방출되고 실린더의 압력이 감소합니다. 더 움직이면 피스톤이 퍼지 창을 열고 크랭크 챔버에서 압축된 가연성 혼합물이 채널을 통해 흘러 실린더를 채우고 나머지 배기 가스에서 퍼지합니다.

2행정 디젤 엔진의 듀티 사이클은 2행정 기화기 엔진의 듀티 사이클과 달리 디젤이 가연성 혼합물이 아닌 공기와 함께 실린더에 들어가고 압축 과정이 끝날 때 미세한 분무 연료가 분사된다는 점에서 다릅니다. .

동일한 실린더 크기와 샤프트 속도를 가진 2행정 엔진의 출력은 더 많은 작동 주기로 인해 이론적으로 4행정 엔진보다 2배입니다. 그러나 팽창을 위한 피스톤 스트로크의 불완전한 사용, 잔류 가스로부터 실린더의 최악의 방출 및 소기 압축기의 구동에 발생된 동력의 일부가 소비되면 실제로 동력이 60만 증가합니다.. .70%.

4행정 엔진의 작동 주기는 흡기, 압축, 연소, 팽창 및 배기의 5가지 과정으로 구성되며, 이는 크랭크축의 4행정 또는 2회전으로 완료됩니다.

4개의 사이클 각각을 구현하는 동안 엔진 실린더의 부피가 변할 때 가스 압력의 그래픽 표현은 표시기 다이어그램으로 제공됩니다. 열 계산 데이터에 따라 제작하거나 엔진이 작동하는 동안 특수 장치인 표시기를 사용하여 촬영할 수 있습니다.

입학 절차. 가연성 혼합물의 유입은 이전 사이클의 배기 가스가 실린더에서 방출된 후에 수행됩니다. 입구 밸브는 피스톤이 TDC에 도달할 때까지 밸브에서 더 큰 흐름 영역을 얻기 위해 TDC로 약간 전진하면서 열립니다. 가연성 혼합물의 섭취는 두 기간에 걸쳐 수행됩니다. 첫 번째 기간에는 실린더에서 생성된 진공으로 인해 피스톤이 TDC에서 BDC로 이동할 때 혼합물이 들어갑니다. 두 번째 기간에는 피스톤이 BDC에서 TDC로 일정 시간 이동할 때 혼합물의 흡입이 발생하며, 이는 압력차로 인한 크랭크축의 40~70회전과 혼합물의 동압에 해당합니다. 가연성 혼합물의 입구는 입구 밸브가 닫히는 것으로 끝납니다. 실린더로 들어가는 가연성 혼합물은 이전 사이클의 잔류 가스와 혼합되어 가연성 혼합물을 형성합니다. 흡기 과정 중 실린더의 혼합물 압력은 70-90kPa이며 엔진 흡기 시스템의 유압 손실에 따라 다릅니다. 흡기 과정이 끝날 때 혼합물의 온도는 가열된 엔진 부품과의 접촉 및

900 - 1000 K의 온도를 갖는 잔류 가스.

압축 과정. 엔진 실린더에서 작동 혼합물의 압축은 밸브가 닫히고 피스톤이 움직일 때 발생합니다. 압축 과정은 작업 혼합물과 벽(실린더, 헤드 및 피스톤 크라운) 사이의 열교환이 ​​있는 상태에서 발생합니다. 압축이 시작될 때 작동 혼합물의 온도가 벽의 온도보다 낮기 때문에 벽에서 혼합물로 열이 전달됩니다. 추가 압축으로 혼합물의 온도가 상승하고 벽의 온도보다 높아지므로 혼합물의 열이 벽으로 전달됩니다. 따라서 압축 과정은 폴리트로프에 따라 수행되며, 평균이는 n=1.33...1.38입니다. 압축 과정은 작업 혼합물의 점화 순간에 끝납니다. 압축 종료 시 실린더 내 작동 혼합물의 압력은 0.8 - 1.5 MPa이고 온도는 600 - 750 K입니다.

연소 과정. 피스톤이 TDC에 도달하기 전에 작동 혼합물의 연소가 시작됩니다. 압축된 혼합물이 전기 스파크에 의해 점화될 때. 점화 후, 양초에서 나오는 불타는 양초의 화염면이 40 - 50m/s의 속도로 연소실 전체에 퍼집니다. 이러한 높은 연소율에도 불구하고 크랭크축이 30-35가 될 때까지 혼합물이 타버리게 된다. 작동 혼합물이 연소될 때 TDC 이전의 10-15와 15에 해당하는 영역에서 많은 양의 열이 방출된다. - BDC 이후 20, 그 결과 실린더에 형성되는 가스의 압력과 온도가 급격히 상승합니다. 연소가 끝나면 가스 압력은 3-5MPa에 도달하고 온도는 2500-2800K에 이릅니다.

확장 과정. 엔진 실린더에서 가스의 열 팽창은 피스톤이 BDC로 이동할 때 연소 과정이 끝난 후 발생합니다. 가스가 팽창함에 따라 유용한 작업을 수행합니다. 열팽창 과정은 가스와 벽(실린더, 헤드 및 피스톤 크라운) 사이의 집중적인 열 교환으로 진행됩니다. 팽창이 시작될 때 작업 혼합물이 타서 결과 가스가 열을받습니다. 열팽창의 전체 과정에서 가스는 벽에 열을 방출합니다. 팽창 중 기체의 온도가 감소하므로 기체와 벽 사이의 온도차가 변합니다. 배기 밸브가 열리면 열팽창 과정이 종료됩니다. 열팽창 과정은 색상 팔레트를 따라 발생하며 평균 지수는 n2=1.23...1.31입니다. 팽창이 끝날 때 실린더의 가스 압력은 0.35 -0.5 MPa이고 온도는 1200 - 1500 K입니다.

릴리스 프로세스. 배기 가스의 방출은 배기 밸브가 열릴 때 시작됩니다. 피스톤이 BDC에 도착하기 전 40 - 60. 실린더에서 가스 방출은 두 가지 기간에 수행됩니다. 첫 번째 기간에는 실린더의 가스 압력이 대기압보다 훨씬 높기 때문에 피스톤이 BDC로 이동할 때 가스가 방출됩니다. 이 기간 동안 배기 가스의 약 60%가 500~600m/s의 속도로 실린더에서 제거됩니다. 두 번째 기간에는 피스톤의 미는 작용과 움직이는 가스의 관성으로 인해 피스톤이 BDC에서 배기 밸브 닫힘으로 이동할 때 가스 방출이 발생합니다. 배기 가스의 방출은 배기 밸브가 닫히는 순간, 즉 피스톤이 TDC에 도달한 후 10~20분에 끝납니다. 토출 과정 중 실린더의 가스 압력은 0.11 - 0.12 MPa이고, 토출 과정이 끝날 때의 기체 온도는 90 - 1100 K입니다.

디젤 엔진의 작동 주기는 작동 혼합물이 형성되고 점화되는 방식에서 기화기 엔진의 작동 주기와 크게 다릅니다.

입학 절차. 공기 흡입은 흡입구가 열리면 시작됩니다.

밸브가 닫히면 끝납니다. 공기 흡입 과정은 기화기 엔진에서 가연성 혼합물의 흡입과 같은 방식으로 발생합니다.흡기 과정 중 실린더의 공기 압력은 80-95kPa이며 엔진의 흡입 시스템의 유압 손실에 따라 다릅니다. . 배기 공정이 끝날 때 공기 온도는 가열된 엔진 부품과의 접촉 및 잔류 가스와의 혼합으로 인해 320~350K로 상승합니다.

압축 과정. 실린더 내 공기의 압축은 흡기 밸브가 닫힌 후 시작되어 연소실로 연료가 분사되는 순간 종료되며 압축 종료 시 실린더 내 공기압은 3.5~6 MPa, 온도는 820도 - 980K

연소 과정. 연료의 연소는 연료가 실린더에 공급되는 순간부터 시작됩니다. 피스톤이 TDC에 도착하기 전 15 - 30. 이때 압축공기의 온도는 자기발화온도보다 150~200C 높다. 미세하게 분무된 상태로 실린더에 들어가는 연료는 즉시 점화되지 않고 점화 지연 기간이라고 하는 일정 시간(0.001~0.003초) 동안 지연됩니다. 이 기간 동안 연료가 예열되고 공기와 혼합되어 증발합니다. 작동 혼합물이 형성됩니다. 준비된 연료가 점화되어 연소됩니다. 연소가 끝나면 가스 압력은 5.5 - 11 MPa에 도달하고 온도는 1800 - 2400 K입니다.

확장 과정. 실린더 내 가스의 열팽창은 연소 과정이 끝난 후 시작되어 배기 밸브가 닫히는 순간 끝납니다. 팽창이 시작되면 연료가 소진됩니다. 열팽창 과정은 기화기 엔진에서 기체의 열팽창 과정과 유사하게 진행되며 팽창 종료 시 실린더 내부의 기체 압력은 0.3~0.5 MPa, 온도는 1000 - 1300 K이다.

릴리스 프로세스. 배기 가스의 방출은 배기 밸브가 열릴 때 시작되고 배기 밸브가 닫힐 때 끝납니다. 배기 가스 방출 과정은 기화기 엔진의 배기 가스 과정과 동일합니다. 사출 과정에서 실린더의 가스 압력은 0.11–0.12 MPa이고 사출 과정이 끝날 때의 가스 온도는 700–900 K입니다.

2행정 엔진의 작동 주기는 2행정 또는 크랭크축의 1회전으로 완료됩니다. 크랭크 챔버 퍼지가 있는 2행정 기화기 엔진의 듀티 사이클을 고려하면,

실린더 내 가연성 혼합물의 압축 과정은 피스톤이 BDC에서 TDC로 이동할 때 피스톤이 실린더 창을 닫는 순간부터 시작됩니다. 압축과정은 4행정 기화기 엔진과 동일한 방식으로 진행되며,

연소 과정은 4행정 기화기 엔진의 연소 과정과 유사합니다.

실린더에서 가스의 열 팽창 과정은 연소 과정이 끝난 후 시작되어 배기 창이 열리는 순간 끝납니다. 열팽창 과정은 4행정 기화기 엔진에서 기체 팽창 과정과 유사하게 발생합니다.배기 가스 방출 과정은 배기 창이 열릴 때 시작됩니다. 피스톤이 BDC에 도달하기 전의 60-65이고 BDC 피스톤이 통과한 후 60-65가 끝나는 지점이 462 라인으로 다이어그램에 표시됩니다. 배기 포트가 열리면 실린더의 압력이 급격히 감소하고 이전에 50-55 피스톤이 BDC에 도달하고 퍼지 창이 열리고 이전에 크랭크 챔버로 들어가 하강 피스톤에 의해 압축된 가연성 혼합물이 실린더로 흐르기 시작합니다. 기간

가연성 혼합물의 흡입과 배기 가스의 두 가지 과정이 동시에 발생하는 것을 퍼지라고 합니다. 퍼지 동안 가연성 혼합물은 배기 가스를 대체하고 부분적으로 배기 가스와 함께 제거됩니다. TDC로 더 이동하면 피스톤이 먼저 퍼지 창을 닫고 가연성 혼합물이 크랭크 챔버에서 실린더로, 그런 다음 배기 창으로 접근하는 것을 막고 실린더에서 압축 과정이 시작됩니다.

따라서 우리는 내연 기관이 매우 복잡한 메커니즘이라는 것을 알 수 있습니다. 그리고 내연기관에서 열팽창에 의해 수행되는 기능은 언뜻 보기에 그렇게 간단하지 않습니다. 그리고 가스의 열팽창을 사용하지 않는 내연기관은 없을 것입니다. 그리고 우리는 내연 기관의 작동 원리, 작동주기를 자세히 조사하여 이것을 쉽게 확신합니다. 모든 작업은 가스의 열팽창 사용을 ​​기반으로합니다. 그러나 ICE는 다음 중 하나일 뿐입니다. 특정 응용 프로그램열 팽창. 그리고 열팽창이 내연 기관을 통해 사람들에게 가져다주는 이점으로 판단하면 인간 활동의 다른 영역에서 이 현상의 이점을 판단할 수 있습니다.

그리고 내연기관 시대가 지나가게 하여 많은 결점을 갖게 하고 내부 환경을 오염시키지 않고 열팽창 기능을 사용하지 않는 새로운 엔진이 등장하게 하되 최초의 엔진은 오랫동안 사람들에게 이익이 될 것이며, 수백 년 동안 사람들은 그들에 대해 친절하게 반응할 것입니다. 왜냐하면 그들이 인류를 새로운 발전 수준으로 끌어 올렸고 그것을 통과한 후 인류는 더욱 높아졌기 때문입니다.