История появления современных двигателей внутреннего сгорания

Этапы проектирования и создания двигателя внутреннего сгорания

Попытки создания поршневых двигателей внутреннего сгора­ния предпринимались еще в конце XVIII века. В 1799 году англичанин Джон Барбер предложил двигатель, работавший на смеси из воз­духа и газа, получавшегося путем перегонки древесины. По пока­зателям мощности и экономичности такие двигатели не могли конкурировать с паровыми машинами того времени и практичес­кого применения не получили. В это же время, инженер из Франции Филипп Лебон зарегистрировал патент на конструкцию газового двигателя, который также  работал на светильном газе, но воплотить в жизнь задуманное не успел. Усовершенствовать идею двигателя на газу получилось французскому  механику бельгийского происхождения Жан Этьен Ленуару. Он додумался использовать электрическую искру в качестве воспламенителя смеси. И в 1860  году он построил первый двигатель, который можно было применять в практических целях. Двигатель работал на светильном газе без сжатия смеси в цилиндре, вслед­ствие чего имел низкий коэффициент полезного действия (0,5), но мог уже заменять паровую машину и пользовался спросом.

Широкое практическое применение двигатели внутреннего сгорания нашли лишь после того, как кельнский механик Август Отто в 1877 г. осуществил предварительное сжатие смеси в цилиндре, благодаря чему эффективность двигателей резко по­высилась. Им была создана фирма по производству моторов. Так, впервые, был изобретен двигатель с четырехтактным циклом и кривошипно-шатунной передачей, который лег в основу современных двигателей. Двигатели изобретателя получили широкую популярность, но один из работников фирмы Августа Отто, инженер Готлиб Даймлер задумался над применением другого вида топлива. Потому как светильный газ производился незначительным количеством предприятий в Европе, не говоря про другие страны. Однако, предложенный проект бензинового двигателя не заинтересовал главу компании и Даймлер покинул фирму Отто. Вместе со своим другом Майбахом они работали над ним в собственной мастерской.  В 1885 году у них получилось создать двигатель, работавший с небывалой по тому времени частотой вращения коленчатого вала 800 мин^-1 и мощностью 1 л. с. (=0,7 кВт). Этот двигатель, относи­тельно небольшой по размерам, был использован для установки на самодвижущихся экипажах, созданных Даймлером совместно с Карлом Бенцем в 1887 г. в Германии. Так было положено начало производству самодвижущихся экипажей с двигателями внутрен­него сгорания, названных впоследствии автомобилями.

В 1892 году Рудольф Дизель получил патент на двигатель внутрен­него сгорания нового типа, рассчитанный на использование жид­кого топлива (керосина). Дизель предлагал нагревать воздух в ци­линдре путем сжатия до температуры, при которой мелко распы­ленное впрыскиваемое топливо могло бы самовоспламеняться и сгорать по мере поступления в цилиндр без изменения в нем температуры.

В 1893 году произошла настоящая революция в двигателестроении бензиновых моторов. Случилось это после изобретения венгерским инженером Донатаном Банки карбюратора с жиклером для образования смеси бензина с потоком воздуха и его непосредственного испарения уже в самом цилиндре. Этот карбюратор стал прототипом всех современных.

В последующее время в двигателях для увеличения их мощности увеличили количество цилиндров до двух, а позднее и четырех.

За более чем вековую историю развития автотех­ники, конструкция автомобиля существенно изменилась, стала сложнее по содержанию и применяемым материалам. Особенно заметные изменения произошли в их конструкции в 80—90-е гг. XX в. после появления относительно недорогой мик­роэлектронной техники, которая стала активно применяться в раз­личных узлах и агрегатах автомобилей.

В настоящее время двигатели внутреннего сгорания находят ши­рокое применение в автомобилестроении в связи с их относи­тельно невысокой ценой, экономичностью и долговечностью.