Заочное дистанционное образование
с получением государственного диплома через Internet

 

Роторно-поршневые двигатели

01.01.1970

Автомобильный двигатель, построенный Даймлером и Майбахом, развивал частоту 900 об/мин и мощность 0,5 л. с. при объеме цилиндра 250 куб. см, то есть был фантастически легок по тем временам. Это был первый автомобильный двигатель - "предок" всех современных моторов.

Частота, достигнутая Даймлером, оказалась далеко не предельной. Уже двадцать лет спустя автомобильные двигатели развивали частоту 1200 об/мин, а в 1914 г. рекордной считалась частота 1800-2000 об/мин.

Повышение частоты требовало решения и других проблем. На первых двигателях применялись автоматические впускные клапаны. В момент впуска в цилиндре возникает разрежение, и клапаны, преодолевая сопротивление пружины, открываются. Как только поршень достигнет ниж­ней мертвой точки и начнется сжатие, клапаны закроются. Такие клапаны не требовали наличия механизма газораспределения, но обладали существенным недостатком: они открывались с запозданием. С повышением частоты это запоздание возрастало до 15-20 градусов поворота коленчатого вала, в результате чего ухудшалось заполнение цилиндров свежим заря­дом. Пришлось применить клапаны с управлением от распределительного вала. С 1905 г. выпуск двигателей с автоматическими клапанами практически прекратился.
В первых двигателях Даймлера бензин испаряли в специальных испарителях теплом охлаждающей воды или отработавших газов, а затем пары бензина смешивали с воздухом. Кроме этих "поверхностных карбюраторов", по аналогии с керосиновыми лампами применяли фитили для насыщения воздуха парами бензина. В это время применялись и другие примитивные "взбалтывающие карбюраторы". Настоящую революцию в автомобильном двигателестроении вызвало изобретение распыливающих (пульверизационных) карбюраторов. Первый такой карбюратор изобрел выдающийся венгерский ученый, инженер и изобретатель Донат Банки.

Донат Банки родился в 1859 г. в семье районного фельдшера. В 1881 г. он окончил Будапештский технический университет и в течение многих лет работал в промышленности. В 1899 г. Банки стал профессором Будапештского университета, в 1911 г. избран членом-корреспондентом Венгерской академии наук. Он широко известен своими основополагающими трудами по гидравлике и лопастным машинам (насосам и турбинам). Вен­цом его работ является создание гидравлической турбины, носящей его имя. Такие турбины производятся сейчас во всем мире, и только в Европе насчитывается несколько тысяч работающих турбин Банки. Формула Банки в теории турбин известна не одному поколению студентов.

В 1879 г., еще будучи студентом, Банки опубликовал свою первую статью по теории двигателей внутреннего сгорания, и затем в течение многих лет он уделял этому вопросу большое внимание. Совместно со своим другом, главой учебных мастерских Технического университета Яношем Чонка, он сделал ряд изобретений, защищенных патентами. Среди них самое выдающееся - распиливающий карбюратор. На это изобретение Банки и Чонка получили 18 октября 1893 г. патент под названием "Усовершенствование бензиновых моторов". Идея этого карбюратора заключается в том, что если бензин достаточно мелко распылить в воздухе, то это обеспечит его равномерное распределение по цилиндрам, а испарение произойдет в цилиндрах под действием тепла сжатия. Для обеспечения распиливания Банки предложил всасывать бензин в поток воздуха через дозирующий жиклер, а для поддержания постоянства состава смеси предложил поддерживать перед жиклером постоянный уровень столба жидкости. Жиклер выполнялся в виде бокового отверстия (или отверстий) в трубке, расположенной перпендикулярно к потоку, а для поддерживания напора был предусмотрен маленький бачок с поплавком, который поддерживал уровень на заданной высоте (поплавковая камера). Количество всасываемого бензина, если пренебречь некоторыми факторами, пропорционально количеству всасываемого воздуха. Банки предложил свою методику расчета простейшего карбюратора.

Описание карбюратора Банки-Чонка появилось задолго до выдачи им патента (11 февраля 1893 г.), а 17 августа 1893 г. Майбах получил французский патент на сходное устройство. Поскольку этот патент был выдан раньше патента Банки-Чонка появился повод для долгих патентных тяжб.
Только в тридцатые годы нашего столетия на базе исследований, подтверждающих приоритет Банки-Чонка, международная федерация инженеров признала карбюратор изобретением венгерских инженеров.
Банки первым предложил добавлять воду к топливовоздушной смеси карбюраторного двигателя для возможности повышения степени сжатия без появления детонационного горения и в 1898 г. получил на это патенты в разных странах, в том числе и в России.
Первые двигатели, часто маломощные, имели рабочий объем цилиндров до 1 литра. Затем рабочий объем возрос до 8-10 л, при мощности 60-80 л.с. Действовал принцип " чем больше, тем лучше ". Но все увеличивающиеся в размере цилиндры требовали тяжелых поршней, шатунов и тяжелого коленчатого вала. При частоте вращения 1200 об/мин и выше это приводило к большим динамическим нагрузкам. Возрастали износы. Двигатели часто выходили из строя.
Пришлось пойти на увеличение числа цилиндров. Самые первые двигатели были одноцилиндровыми, реже - двухцилиндровыми. Но уже в конце XIX века проводились опыты и с тремя цилиндрами. После 1900 г. получили распространение четырехцилиндровые двигатели. Оказалось, что применять четырехтактный цикл выгоднее всего в четырехцилиндровом двигателе, тем более, что в этом случае достигалась хорошая равно­мерность крутящего момента. Увеличение числа цилиндров и уменьшение хода поршня позволило уменьшить инерционные нагрузки. До 1914 г. большинство конструкторов оставалось приверженцами четырехцилнндрового двигателя. Рост мощности происходил за счет увеличения рабочих объемов цилиндров до величины более двух литров. Повышается частота вращения, ив 1914 г. ее максимальное значение составляет 2000 об/мин.

Совершенствование двигателей шло в тесном взаимодействии с совершенствованием производства. До начала XX столетия коленчатый вал изготавливался из поковки с последующей механической обработкой и шлифовкой шеек. В 1910 г. Форд применил литой вал. Это дешевле и точнее, но требует высокого качества литья, наличия прочных чугунов, но не обеспечивает такой прочности материала, как ковка. Но при ковке велики отходы. Выход из положения был найден путем применения горячей штамповки.

Для первых бензиновых двигателей цилиндры отливались отдельно от картера и заодно с головкой. Это обеспечивало герметичность камеры сгорания. Однако в процессе обработки внутренней поверхности цилиндра на сверлильно-расточном станке сверло не имело опоры, вследствие чего снижались точность изготовления и качество поверхности. Положение было исправлено после применения медно-асбестовой прокладки. Го­ловки стали изготавливать отдельно. Появилась возможность отливать цилиндры целыми блоками.


Начинается набор на курсы повышения квалификации! Уважемые студенты АНО ВПО ИМЭиИ! Институт Менеджмента, Экономики и Инноваций начинает набор на курсы повышения квалификации! Институт Менеджмента, Экономики и Инноваций начинает набор на курсы повышения квалификации! Приглашаем принять участие в круглом столе! Многодисковое сцепление (продолжение) Пополнена страница  Пополнена страница  

{LTS}

Реклама

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом


НОВОСТИ

Приглашаем принять участие в круглом столе!
 

Институт Менеджмента, Экономики и Инноваций начинает набор на курсы повышения квалификации!
 

Институт Менеджмента, Экономики и Инноваций начинает набор на курсы повышения квалификации!
 

Уважемые студенты АНО ВПО ИМЭиИ!
 

Начинается набор на курсы повышения квалификации!
 

Приглашаем принять участие в конференциях!
Приглашаем принять участие в конференциях!
 

Поздравляем с Днем науки!
Поздравляем с Днем науки!
 


все новости