Это вступительная часть цикла статей посвящённых Двигателю Внутреннего Сгорания, являющаяся кратким экскурсом в историю, повествующая об эволюции ДВС. Так же, в статье будут затронуты первые автомобили.
В следующих частях будут подробно описаны различные ДВС:
• Шатунно-поршневые • Роторные • Турбореактивные • Реактивные
Паровая машина, послужившая прародителем ДВС, по своей сути являлась двигателем внешнего сгорания, так как горение топлива происходило в отдельно стоявшем котле, а рабочее тело (пар) подавалось в цилиндр по трубам. Такая конструкция приводила к большим потерям тепла (энергии) и черезмерному расходу топлива.
Для преодоления этих недостатков необходимо было сделать так, чтоб топливо сгорало непосредственно в самом цилиндре. Реализацией этой идеи и стал Двигатель Внутреннего Сгорания.
Четырёхтактный ДВС — на первом такте происходит впуск, на втором сжатие, на третьем расширение, на четвёртом выпуск.
Звёздообразный, или радиальный ДВС — имеет небольшую длину и позволяет компактно размещать большое количество цилиндров.
Ротативный ДВС — двигатель вращается вокруг неподвижного коленчатого вала.
Роторный ДВС — за один оборот двигатель выполняет один рабочий цикл.
Слово «Детонация» здесь неуместно, правильно будет — расширение. Детонация же, это разрушительное следствие неправильной работы двигателя.
Турбореактивный ДВС — в основном используются на самолётах.
Реактивный ДВС — используется в ракетах.
К первым попыткам создать ДВС (если не брать в расчёт артиллерийские орудия) можно отнести проект порохового двигателя в виде цилиндра с поршнем, предложенный Христианом Гюйгенсом и Дени Папеном, в 17 веке.
Идея заключалась в том, что насыпанный внутрь цилиндра и подожжённый порох, выталкивал поршень вверх.
Конечно, назвать эту конструкцию двигателем можно лишь с большой натяжкой, однако нужно помнить что на дворе был 1690 год. 
Чуть позже, Папен, вместо пороха залил в цилиндр воду, которая доводилась до кипения костром, разожженным под цилиндром, а образующийся пар толкал поршень. Тогда эта идея, отчасти, поспособствовала созданию паровой машины, а сейчас поршень и цилиндр используется в современных шатунно-поршневых ДВС.
Существовали и другие изобретатели 17-18 веков пытавшиеся создавать ДВС, но им не удалось добиться сколько-нибудь значимых результатов, да и информации о них крайне мало.
В 1801 году, Филипп Лебон — французский инженер и изобретатель газового освещения, зарегистрировал патент на двигатель внутреннего сгорания работающий на смеси газа и воздуха.
В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешивания. Один компрессор должен был накачивать в камеру сжатый воздух, а другой — сжатый «светильный газ» из газогенератора. Газовоздушная смесь поступала в рабочий цилиндр, где и воспламенялась.
В связи со смертью Лебона, в 1804 году, двигатель так и остался проектом на бумаге.
К сожалению, не нашёл никаких картинок.
В 1806 году, французский изобретатель Джозеф Ньепс вместе со своим братом Клодом, сконструировали прототип двигателя внутреннего сгорания и назвали его «Pyreolophore».
Двигатель был установлен на лодку, которая смогла подняться вверх по течению реки Сона. Спустя год, после испытаний, братья получили патент на своё изобретение, подписаный Наполеоном Бонопартом, сроком на 10 лет.
Правильнее всего, было бы назвать этот двигатель реактивным, так как его работа заключалась в выталкивании воды из трубы находящейся под днищем лодки…
Двигатель состоял из камеры поджигания и камеры сгорания, сильфона для нагнетания воздуха, топливо-раздаточного устройства и устройства зажигания. Топливом для двигателя служила угольная пыль.
Сильфон впрыскивал струю воздуха смешанную с угольной пылью в камеру поджигания где тлеющий фитиль зажигал смесь. После этого, частично подожжённая смесь (угольная пыль горит относительно медленно) попадала в камеру сгорания где полностью прогорала и происходило расширение. Далее давление газов выталкивало воду из выхлопной трубы, что заставляло лодку двигаться, после этого цикл повторялся. Двигатель работал в импульсном режиме с частотой ~12 и/минуту.
Спустя некоторое время, братья усовершенствовали топливо добавив в него смолу, а позже заменили его нефтью и сконструировали простую систему впрыска. В течении следующих десяти лет проект не получил никакого развития. Клод уехал в Англию с целью продвижения идеи двигателя, но растратил все деньги и ничего не добился, а Джозеф занялся фотографией и стал автором первой в мире фотографии «Вид из окна».
Принято считать, что братья Ньепс были авторами первой в мире системы впрыска.
Во Франции, в доме-музее Ньепсов, выставлена реплика «Pyreolophore».
Справа стоит самокат (дрезина — лат. быстроя нога), который Джозеф Ньепс построил в 1817 году.
В том же 1807 году, швейцарский изобретатель Франсуа Исаак де Рива сконструировал двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием. Топливом для двигателя служил водород, а идею электрического поджига, де Рива позаимствовал у Алессандро Вольта.
Чуть позже, де Рива водрузил свой двигатель на четырёхколёсную повозку, которая, по мнению историков, стала первым автомобилем с ДВС.
Про Алессандро ВольтаВольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Вольтов столб»).В 1776 г. Вольта изобрел газовый пистолет — «пистолет Вольты», в котором газ взрывался от электрической искры.
В 1800 году построил химическую батарею, что позволило получать электричество с помощью химических реакций.
Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения — Вольт.
A — цилиндр, B — «свеча» зажигания, C — поршень, D — «воздушный» шар с водородом, E — храповик, F — клапан сброса отработанных газов, G — рукоятка для управления клапаном.
Водород хранился в «воздушном» шаре соединённым трубой с цилиндром. Подача топлива и воздуха, а так же поджиг смеси и выброс отработанных газов осуществлялись вручную, с помощью рычагов.
Принцип работы:
• Через клапан сброса отработанных газов в камеру сгорания поступал воздух. • Клапан закрывался. • Открывался кран подачи водорода из шара. • Кран закрывался. • Нажатием на кнопку подавался электрический разряд на «свечу». • Смесь вспыхивала и поднимала поршень вверх. • Открывался клапан сброса отработанных газов. • Поршень падал под собственным весом (он был тяжёлый) и тянул верёвку, которая через блок поворачивала колёса.
После этого цикл повторялся.
В 1813 году де Рива построил ещё один автомобиль. Это была повозка длиной около шести метров, с колесами двухметрового диаметра и весившея почти тонну. Машина смогла проехать 26 метров с грузом камней (около 700 фунтов) и четырьмя мужчинами, со скоростью 3 км/ч. С каждым циклом, машина перемещалась на 4-6 метров.
Мало кто из его современников серьезно относился к этому изобретению, а Французская Академия Наук утверждала, что двигатель внутреннего сгорания никогда не будет конкурировать по производительности с паровой машиной. 
В Парижском «Музее искусств и ремёсел» экспонируется модель автомобиля Франсуа де Рива.
В 1825 году, английский инженер и изобретатель Сэмюэль Браун, создал двигатель работающий на газе (водород).
Принцип работы двигателя основывался на сжигании воздуха в цилиндре, что приводило к созданию вакуума и втягивании поршня, а для более эффективного охлаждения, цилиндр окружала водяная рубашка.
Двигатель использовался для перекачки воды и для приведения в движение речных судов. Браун создал компанию по производству двигателей для лодок и барж, некоторые из которых достигали скорости 14 км/ч. Тем не менее, предприятие оказалось неудачным из-за перебоев с поставками топлива и высокой стоимости.
В 1826 году, Сэмюэль Мори, пионер американского «паростроения», запатентовал двигатель внутреннего сгорания работающий на скипидаре и спирте.
Двигатель имел много общего с современными, он состоял из двух цилиндров с водяной рубашкой, карбюратора и выпускных клапанов.
Информации очень мало, поэтому пишу что есть:
Мори продемонстрировал свой двигатель в Нью-Йорке и Филадельфии, о чём есть свидетельства очевидцев. Двигатели были установлены на лодку и на телегу. Во время демонстрации «автомобиля», Мори не справился с управлением и съехал в канаву. Это была первая в США поездка на автомобиле. Несмотря на успех, Мори не смог найти покупателя.
Популяризатором идеи Мори был Чарльз Дьюри, изобретатель, сконструировавший первый бензиновый двигатель в Америке. Он профинансировал создание двух рабочих реплик двигателя Мори, одна из которых находится в распоряжении Смитсоновского института, а другая принадлежит Дин Камен.
В 1833 году, американский изобретатель Лемюэль Веллман Райт, зарегистрировал патент на двухтактный газовый двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением.
Дугалд Клерк (см. ниже) в своей книге «Gas and Oil Engines» написал о двигателе Райта следующее:
«Чертеж двигателя весьма функционален, а детали тщательно проработаны. Взрыв смеси действует непосредственно на поршень, который через шатун вращает кривошипный вал. По внешнему виду двигатель напоминает паровую машину высокого давления, в которой газ и воздух подаются с помощью насосов из отдельных резервуаров. Смесь, находящаяся в сферических ёмкостях поджигалась во время подъёма поршня в ВМТ (верхняя мёртвая точка) и толкала его вниз/вверх. В конце такта открывался клапан и выбрасывал выхлопные газы в атмосферу.»
Неизвестно, был ли когда-либо этот двигатель построен, однако есть его чертёж:
В 1838 году, английский инженер Уильям Барнетт получил патент на три двигателя внутреннего сгорания.
Первый двигатель — двухтактный одностороннего действия (топливо горело только с одной стороны поршня) с отдельными насосами для газа и воздуха. Поджиг смеси происходил в отдельном цилиндре, а потом горящая смесь перетекала в рабочий цилиндр. Впуск и выпуск осуществлялся через механические клапана.
Второй двигатель повторял первый, но был двойного действия, то есть горение происходило попеременно с обоих сторон поршня.
Третий двигатель, так же был двойного действия, но имел впускные и выпускные окна в стенках цилиндра открывающееся в момент достижения поршнем крайней точки (как в современных двухтактниках). Это позволяло автоматически выпускать выхлопные газы и впускать новый заряд смеси.
Отличительной особенностью двигателя Барнетта было то, что свежая смесь сжималась поршнем перед воспламенением.
Чертёж одного из двигателей Барнетта:
В 1853-57 годах, итальянские изобретатели Еугенио Барзанти и Феличе Маттеуччи разработали и запатентовали двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания мощность 5 л/с.
Патент был выдан Лондонским бюро так как итальянское законодательство не могло гарантировать достаточную защиту.
Строительство прототипа было поручено компании «Bauer & Co. of Milan» (Helvetica), и завершено в начале 1863 года. Успех двигателя, который был гораздо более эффективным чем паровая машина, оказался настолько велик, что компания стала получать заказы со всего света.
Ранний, одноцилиндровый двигатель Барзанти-Маттеуччи:
Модель двухцилиндрового двигателя Барзанти-Маттеуччи:
Маттеуччи и Барзанти заключили соглашение на производство двигателя с одной из бельгийских компаний. Барзанти отбыл в Бельгию для наблюдения за работой лично и внезапно умер от тифа. Со смертью Барзанти все работы по двигателю были прекращены, а Маттеуччи вернулся к своей прежней работе в качестве инженера-гидравлика.
В 1877 году, Маттеуччи утверждал, что он с Барзанти были главными создателями двигателя внутреннего сгорания, а двигатель построенный Августом Отто очень походил на двигатель Барзанти-Маттеуччи.
Документы касающиеся патентов Барзанти и Маттеуччи хранятся в архиве библиотеки Museo Galileo во Флоренции.
Национальный музей науки и техники Леонардо да Винчи в Милане.
В 1860 году, бельгийский инженер Жан Жозеф Этьен Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением, представлявший собой переделанную одноцилиндровую горизонтальную паровую машину двойного действия, работавший на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием. Мощность двигателя составляла 12 л/с.
Двигатели Ленуара использовались как стационарные, судовые, на локомотивах и на дорожных экипажах.
Современная модель:
Принцип работы прост: смесь, с помощью одного золотникового устройства, попеременно подавалась в полости цилиндра и поджигалась от «свечи», а через другой золотник выбрасывались отработанные газы.
Золотник
В зависимости от положения золотника, окна (4) и (5) сообщаются с замкнутым пространством (6) окружающим золотник и заполненным паром, или с полостью 7, соединённой с атмосферой или конденсатором.
Это был первый коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания. К 1865 году более 400 единиц использовались во Франции и около 1000 в Великобритании.
Двигатель Ленуара. «Музей искусств и ремёсел». Париж.
В 1862 году Ленуар построил первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, адаптировав свой двигатель для работы на жидком топливе.
Даже капот есть 
После появления четырёхтактного двигателя конструкции Николауса Отто, двигатель Ленуара быстро потерял свои позиции на рынке.
В 1861 году, французский инженер Альфонс Эжен Бо де Роша получил патент на четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания. Проект был реализован только на бумаге.
Картинок я не нашёл.
В 1863 году, Николаус Август Отто и Карл Ойген Ланген сконструировали атмосферный двигатель внутреннего сгорания и основали завод по его производству «N. A. Otto & Cie».
В 1867 году на «Парижской Всемирной Выставке» их двигатель был удостоен золотой медали.
После банкротства в 1872 году, Ланген и Отто основали новую компанию, которая сегодня известна как «Deutz AG». На должность топ-менеджера был принят Готлиб Даймлер, который в свою очередь, взял на должность главного конструктора своего друга Вильгельма Майбаха.
Самым главным изобретением Николауса Отто был двигатель с четырёхтактным циклом — циклом Отто. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей.
Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто, но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша (см. выше). Группа французских промышленников оспорила патент Отто в суде, суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.
Не смотря на то, что конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним опытом модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область их применения. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два — в Москве и Петербурге.
В 1865 году, французкий изобретатель Пьер Хьюго получил патент на машину представлявшую собой вертикальный одноцилиндровый двигатель двойного действия, в котором для подачи смеси использовались два резиновых насоса, приводимых в действие от коленчатого вала.
Позже Хьюго сконструировал горизонтальный двигатель схожий с двигателем Ленуара.
Science Museum, London.
В 1870 году, австро-венгерский изобретатель Сэмюэль Маркус Зигфрид сконструировал двигатель внутреннего сгорания работающий на жидком топливе и установил его на четырёхколёсную тележку.
Сегодня этот автомобиль хорошо известен как «The first Marcus Car».
В 1887 году, в сотрудничестве с компанией «Bromovsky & Schulz», Маркус построил второй автомобиль — «Second Marcus Car».
Technisches Museum Wien
В 1872 году, американский изобретатель Джордж Брайтон запатентовал двухцилиндровый двигатель внутреннего сгорания постоянного давления, работающий на керосине.
Брайтон назвал свой двигатель «Ready Motor».
Первый цилиндр выполнял функцию компрессора, нагнетавшего воздух в камеру сгорания, в которую непрерывно поступал и керосин. В камере сгорания смесь поджигалась и через золотниковый механизм поступало во второй — рабочий цилиндр. Существенным отличием от других двигателей, было то, что топливовоздушная смесь сгорала постепенно и при постоянном давлении.
Интересующиеся термодинамическими аспектами двигателя, могут почитать про «Цикл Брайтона».
В 1878 году, шотландский инженер Сэр (в 1917 году посвящён в рыцари)Дугалд Клерк разработал первый двухтактный двигатель с воспламенением сжатой смеси. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.
Двигатель работал любопытным образом: в правый цилиндр подавался воздух и топливо, там оно смешивалось и эта смесь выталкивалась в левый цилиндр, где и происходило поджигание смеси от свечи. Происходило расширение, оба поршня опускались, из левого цилиндра (через левый патрубок) выбрасывались выхлопные газы, а в правый цилиндр всасывалась новая порция воздуха и топлива. Следуя по инерции поршни поднимались и цикл повторялся.
В 1879 году, Карл Бенц, построил вполне надежный бензиновый двухтактный двигатель и получил на него патент.
Однако настоящий гений Бенца проявился в том, что в последующих проектах он сумел совместить различные устройства (дроссель, зажигание с помощью искры с батареи, свеча зажигания, карбюратор, сцепление, КПП и радиатор) на своих изделиях, что в свою очередь стало стандартом для всего машиностроения.
В 1883 году, Бенц основал компанию «Benz & Cie» по производству газовых двигателей и в 1886 году запатентовал четырехтактный двигатель, который он использован на своих автомобилях.
Благодаря успеху компании «Benz & Cie», Бенц смог заняться проектированием безлошадных экипажей. Совместив опыт изготовления двигателей и давнишнее хобби — конструирование велосипедов, к 1886-му году он построил свой первый автомобиль и назвал его "Benz Patent Motorwagen".
Конструкция сильно напоминает трехколёсный велосипед.
Одноцилиндровый четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания рабочим объёмом 954 см3., установленный на "Benz Patent Motorwagen".
Двигатель был оснащён большим маховиком (использовался не только для равномерного вращения, но и для запуска), бензобаком на 4,5 л., карбюратором испарительного типа и золотниковым клапаном, через который топливо поступало в камеру сгорания. Воспламенение производилось свечой зажигания собственной конструкции Бенца, напряжение на которую подавалось от катушки Румкорфа.
Охлаждение было водяным, но не замкнутого цикла, а испарительным. Пар уходил в атмосферу, так что заправлять автомобиль приходилось не только бензином, но и водой.
Двигатель развивал мощность 0,9 л.с. при 400 об/мин и разгонял автомобиль до 16 км/ч.
Карл Бенц за «рулём» своего авто.
Чуть позже, в 1896 году, Карл Бенц изобрел оппозитный двигатель (или плоский двигатель), в котором поршни достигают верхней мертвой точки в одно и то же время, тем самым уравновешивая друг друга.
Музей «Mercedes-Benz» в Штутгарте.
В 1882 году, английский инженер Джеймс Аткинсон придумал цикл Аткинсона и двигатель Аткинсона.
Двигатель Аткинсона — это по существу двигатель, работающий по четырёхтактному циклу Отто, но с измененным кривошипно-шатунным механизмом. Отличие заключалось в том, что в двигателе Аткинсона все четыре такта происходили за один оборот коленчатого вала.
Использование цикла Аткинсона в двигателе позволяло уменьшить потребление топлива и снизить уровень шума при работе за счёт меньшего давления при выпуске. Кроме того, в этом двигателе не требовалось редуктора для привода газораспределительного механизма, так как открытие клапанов приводил в движение коленчатый вал.
Не смотря на ряд преимуществ (включая обход патентов Отто) двигатель не получил широкого распространения из-за сложности изготовления и некоторых других недостатков. Цикл Аткинсона позволяет получить лучшие экологические показатели и экономичность, но требует высоких оборотов. На малых оборотах выдаёт сравнительно малый момент и может заглохнуть.
Сейчас двигатель Аткинсона применяется на гибридных автомобилях «Toyota Prius» и «Lexus HS 250h».
В 1884 году, британский инженер Эдвард Батлер, на лондонской выставке велосипедов "Stanley Cycle Show" продемонстрировал чертежи трёхколёсного автомобиля с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, а в 1885 году построил его и показал на той же выставке, назвав «Velocycle». Так же, Батлер был первым кто использовал слово бензин.
Патент на «Velocycle» был выдан в 1887 году.
На «Velocycle» был установлен одноцилиндровый, четырёхтактный бензиновый ДВС оснащенный катушкой зажигания, карбюратором, дросселем и жидкостным охлаждением. Двигатель развивал мощность около 5 л.с. при объёме 600 см3, и разгонял автомобиль до 16 км/ч.
На протяжении многих лет Батлер улучшал характеристики своего транспортного средства, но был лишен возможности его тестировать из-за "Закона Красного Флага" (издан в 1865 году), согласно которому транспортные средства не должны были превышать скорость свыше 3 км/ч. Кроме того, в автомобиле должны были присутствовать три человека, один из которых должен был идти перед автомобилем с красным флагом (такие вот меры безопасности).
В журнале «Английский Механик» от 1890 года, Батлер написал — «Власти запрещают использование автомобиля на дорогах, в следствии чего я отказываюсь от дальнейшего развития.»
Из-за отсутствия общественного интереса к автомобилю, Батлер разобрал его на металлолом, и продал патентные права Гарри Дж. Лоусону (производителю велосипедов), который продолжил производство двигателя для использования на катерах.
Сам же Батлер перешёл к созданию стационарных и судовых двигателей.
В 1900 году, в журнале "Autocar", Батлер опубликовал статью следующего содержания:
«Теперь, когда внимание общественности приковано к немецким изобретателям — Бенцу и Даймлеру, я надеюсь, что вы найдёте место в вашем журнале для иллюстрации небольшого бензинового автомобиля, который я считаю, был сделан абсолютно первым в этой стране. Я не могу утверждать, что сделал очень много, однако я проводил свои эксперименты в то время, когда прогресс тормозился из-за предрассудков людей и отсутствия интереса. Тем не менее, часть моих идей до сих пор используется во многих типах двигателей.»
В 1889 году, на Всемирной выставке в Париже, французский инженер Феликс Милле представил и запатентовал 5-цилиндровый ротационный (не роторный) двигатель, встроенный в колесо велосипеда.
Мотоцикл Феликса Милле, 1897 год.
Ротационный двигатель основан на стандартном цикле Отто, но вместо вращения коленчатого вала вращается весь двигатель выступая в роли маховика, а коленчатый вал стоит на месте.
Подобные двигатели широко использовались в авиации во времена Первой мировой войны.
Достоинства и недостатки этих двигателей будут описаны в отдельной статье, однако интересующиеся могут почитать википедию.
В 1891 году, Герберт Эйкройд Стюарт в сотрудничестве с компанией "Richard Hornsby and Sons" построил двигатель «Hornsby-Akroyd», в котором топливо (керосин) под давлением впрыскивалось в дополнительную камеру (из-за формы её называли «горячий шарик»), установленную на головке блока цилиндров и соединённую с камерой сгорания узким проходом. Топливо воспламенялось от горячих стенок дополнительной камеры и устремлялось в камеру сгорания.
1. Дополнительная камера (горячий шарик).
2. Цилиндр.
3. Поршень.
4. Картер.
Для запуска двигателя использовалась паяльная лампа, которой нагревали дополнительную камеру (после запуска она подогревалась выхлопными газами). Из-за этого двигатель «Hornsby-Akroyd», который был предшественником дизельного двигателя сконструированного Рудольфом Дизелем, часто называли «полу-дизелем». Однако спустя год Эйкройд усовершенствовал свой двигатель добавив к нему «водяную рубашку» (патент от 1892 г.), что позволило повысить температуру в камере сгорания за счёт увеличения степени сжатия, и теперь уже не было необходимости в дополнительном источнике нагрева.
В 1893 году, Рудольф Дизель получил патенты на тепловой двигатель и модифицированный "цикл Карно" под названием «Метод и аппарат для преобразования высокой температуры в работу».
В 1897 году, на «Аугсбургском машиностроительном заводе» (с 1904 года MAN), при финансовом участии компаний Фридриха Круппа и братьев Зульцер, был создан первый функционирующий дизель Рудольфа Дизеля 
Мощность двигателя составляла 20 лошадиных сил при 172 оборотах в минуту, КПД 26,2 % при весе пять тонн.
Это намного превосходило существующие двигатели Отто с КПД 20 % и судовые паровые турбины с КПД 12 %, что вызвало живейший интерес промышленности в разных странах.
Двигатель Дизеля был четырёхтактным. Изобретатель установил, что КПД двигателя внутреннего сгорания повышается от увеличения степени сжатия горючей смеси. Но сильно сжимать горючую смесь нельзя, потому что тогда повышаются давление и температура и она самовоспламеняется раньше времени. Поэтому Дизель решил сжимать не горючую смесь, а чистый воздух и концу сжатия впрыскивать топливо в цилиндр под сильным давлением. Так как температура сжатого воздуха достигала 600—650 °C, топливо самовоспламенялось, и газы, расширяясь, двигали поршень. Таким образом Дизелю удалось значительно повысить КПД двигателя, избавиться от системы зажигания, а вместо карбюратора использовать топливный насос высокого давления (ТНВД).
Позднее, в 1900 году, на "Всемирной выставке", Рудольф Дизель продемонстрировал двигатель работающий на арахисовом масле (биодизель).
В 1903 году, норвежский изобретатель Эгидий Эллинг построил первую газовую турбину, развивавшую мощность в 11 лошадиных сил. Патент на это изобретение он получил ещё в 1884 году.
К 1904-му году мощность турбины была увеличена до 44 лошадиных сил, а к 1932-му году турбина уже развивала мощность около 75 лошадиных сил.
В 1933 году Эллинг пророчески писал: «Когда я начал работать над газовой турбиной в 1882 году, я был твёрдо уверен в том, что моё изобретение будет востребовано в авиастроении.»
К сожалению, Эллинг умер в 1949 году, так и не дожив до наступления эры турбореактивной авиации.
Единственное фото, которое удалось найти.
Возможно кто-то найдёт что-либо об этом человеке в "Норвежском музее техники".
В 1903 году, Константин Эдуардович Циолковский, в журнале «Научное обозрение» опубликовал статью «Исследование мировых пространств реактивными приборами», где впервые доказал, что аппаратом, способным совершить космический полёт, является ракета. В статье был предложен и первый проект ракеты дальнего действия. Корпус её представлял собой продолговатую металлическую камеру, снабжённую жидкостным реактивным двигателем (который тоже является двигателем внутреннего сгорания). В качестве горючего и окислителя он предлагал использовать соответственно жидкие водород и кислород.
Наверное на этой ракетно-космической ноте и стоит закончить историческую часть, так как наступил 20-ый век и Двигатели Внутреннего Сгорания стали производиться повсеместно.
Философское послесловие…
К.Э. Циолковский полагал, что в обозримом будущем люди научатся жить если не вечно, то по крайней мере очень долго. В связи с этим на Земле будет мало места (ресурсов) и потребуются корабли для переселения на другие планеты. К сожалению, что-то в этом мире пошло не так, и с помощью первых ракет люди решили просто уничтожать себе подобных...
Спасибо всем кто прочитал.
Все права защищены © 2016 istarik.ruЛюбое использование материалов допускается только с указанием активной ссылки на источник.
istarik.ru
Двигатель — это сердце любой машины, будь то автомобиль, самолёт или ракета, летящая в космос. Соответственно, для каждого типа техники понятие «большой двигатель» будет отличаться. В этой подборке мы расскажем и покажем как выглядят самые большие двигатели у всего, что только способно двигаться. Поехали.
Если говорить о серийных моделях, то здесь безусловный лидер — Triumph Rocket III от британской компании Triumph Motorcycles. В движение этого монстра приводит 3-цилиндровый 140-сильный двигатель объёмом 2,3 литра.
Если же брать в расчёт кастомы и мотоциклы, собранные в единственном экземпляре, то первенство принадлежит американскому Dodge Tomahawk. Этот мотоцикл был создан в 2003 году. Инженеры решили не мудрствуя лукаво поставить на байк оригинальный 10-цилиндровый движок от Dodge Viper мощностью 500 лошадиных сил и объёмом 8,3 литра. Томогавк по совместительству является ещё и самым быстрым мотоциклом, его максимальная скорость составляет 468 км/ч.
Самый большой двигатель из тех, которые когда-либо устанавливали на легковые автомобили, имел объём 28,2 л. Его поставили в 1911 году на автомобиль Fiat Blitzen Benz, который был специально построен для автогонок. Интересно, что при таком гигантском объёме двигатель выдавал всего 300 лошадиных сил, что по современным меркам не так уж и много, особенно для гоночного авто.
В современных серийных автомобилях самой большой двигатель у Dodge SRT Viper. У него под капотом находится зверский агрегат мощностью 650 лошадиных сил и объёмом 8,4 литра. Этот движок позволяет Вайперу с места разогнаться до 100 км/ч всего за 3 секунды, а впоследствии набрать максималку 330 км/ч.
В этом классе просто вне конкуренции были локомотивы серии GTEL, созданные для американской сети Union Pacific. Эти монстры выпускались с 1952 по 1969 года и успели пережить несколько «ревизий». Так, в последней из них, мощность гозотурбинных двигателей была увеличена до рекордных 10 000 лошадиных сил. О масштабах этого силового агрегата можно судить лишь по тому факту, что топливный бак локомотива был объёмом 9500 литров.
С 1949 по 1959 годы у американской авиации находился на вооружении тяжёлый межконтинентальный бомбардировщик Convair B-36. Обычно на них ставили 6 поршневых двигателей с толкающими винтами. Но для парочки экземпляров было разработано нечто особенное. Это были 36-цилиндровые поршневые двигатели объёмом 127 литров. Каждый из них весил по 2700 кг и выдавал 5000 лошадиных сил.
Современные реактивные двигатели не поражают объёмами или размерами, но могут очень удивить выдаваемой мощностью. Самый крупный ракетный двигатель из всех, что были запущены в эксплуатацию, не считая прототипов и экспериментальных образцов, был тот, что запускал ракеты миссий «Аполлон». Этот двигатель 5,5 метров в высоту и развивает сумасшедшую мощность 190 000 000 лошадиных сил. Для сравнения: этот двигатель производит там много энергии, что её хватило бы на то, чтобы освещать весь Нью-Йорк в речение 75 минут.
На одной из атомных электростанций во Франции находится этот монстр, способный производить 1750 Мегаватт энергии. Это самый крупный турбогенератор из всех когда-либо построенных. Это понятно хотя бы потому факту, что одни только роторные диски внутри него весят 120 тонн. Этот двигатель преобразует влажный пар от атомного реактора в электроэнергию. Если мерить привычными нам лошадиными силами, то его мощность равняется 2 300 000 л.с.
Ещё один способ получать электрическую энергию — из ветра. Однако, по сравнению с атомом он не такой уж эффективный. Но об этом позже, а пока, для того, чтобы вы понимали масштаб, взгляните на Boeing A380, это действительно очень большой самолёт.
А вот он же в сравнении с тем самым ветрогенератором. Его мощность 8 000 лошадиных сил, а диаметр лопастей 154 метра. Они делают 12 оборотов в минуту и вырабатывают 6500 кВт энергии. В десятки раз меньше, чем атомная турбина.
Пожалуй, самые интересные, а заодно и самые большие в физическом плане двигатели, у морских судов. Вот, например, двухтактный дизельный двигатель с турбонаддувом RT-flex96C. Его размеры действительно впечатляют: 26,5 метров в высоту и 13,5 в длину. Выдаёт этот здоровяк без малого 108 тысяч лошадиных сил.
Ставится этот двигатель вот на такой огромный контейнеровоз Emma Maersk. Расход топлива у двигателя составляет 6,3 тонны мазута в час.
Интересные материалы:
25 любопытных фактов об электрической энергии, которые полезно знать всем (26 фото) 10 гениальных гаджетов, о существовании которых вы не подозревали (11 фото)nlo-mir.ru
смотрим ... Рядный двигатель внутреннего сгорания
V-образный двигатель внутреннего сгорания
Оппозитный двигатель внутреннего сгорания
Роторно поршневой двигатель внутреннего сгорания
Схема системы зажигания двигателя внутреннего сгорания
A. Провод к свечеB. Крышка трамблераC. БегунокD. Высоковольтный провод катушки зажиганияE. Корпус трамблераF. Кулачок трамблераG. Датчик импульсов зажиганияH. Блок контроля зажиганияI. Катушка зажиганияJ. Свечи
РОТОРНО ПОРШНЕВОЙ ДВИГАТЕЛЬ ВАНКЕЛЯ
Преимущества и недостатки современного РПД по сравнению с традиционными ДВС
Преимущества:На 30 – 40% меньше деталейСущественно меньше удельный вес. Компактная конструкция. Полная уравновешенность масс. Отсутствие газораспределительного механизма. Двигатель тяговит и очень эластичен, что позволяет реже переключать передачи. Возможность легкой модернизации для работы на водороде.
Недостатки:В растянутой камере сгорания РПД трудно создать турбулентное движение высокой интенсивности для быстрого и полного сгорания горючей смеси, что ухудшает показатели экономичности двигателя и усложняет борьбу с вредными выбросами. Невозможно создать дизельный РПД. Больший расход масла (для смазки камеры сгорания)
1. Ротор вращается на продольном валу, вал имеет эксцентрик, собственно на нём и крутится ротор, а шестеря присутствует для передачи нужной фазы ротору при вращении на эксцентрике.2. Вращение ротора на валу смазывается, в РПД есть масляный насоси масляный поддон. Угловая поверхность ротора в камере сгоранияне смазывается, там применняется прокладочный материал из тефлона, который несёт функцию уплотнения и скольжения, но на боковые поверхности ротора подаётся масло, которое не избежнопопадает в камеру сгорания, по этому об экологичности РПД не можетидти речи...
ДВС с поршнем "Качели"
Разрезанный пополам поршень нового мотора наглядно показывает одно из главных своих преимуществ. Синие вставки изображают охлаждающую жидкость, которая поставляется в поршень через его опорную ось
Технические термины
DOHC - Double Over-Head Camshaft (Два верхних Распределительных вала)SOHC - Single Over-Head Camshaft (Один верхний Распределительный вал)OHC - Over-Head Camshaft (Верхнее расположение Распределительного вала)Twin Cam - Двойной Кулачёк - НЕ ДВА РАСПРЕДВАЛА!(Если в двигателе применяется два клапана с единой и одновременной функцией, на впуске горючей смеси или выпуске отработанных газов, при этом, оба единофункциональных клапана, одновременно приводятся в движение собственным кулачком распредвала. Два клапана -"близнеца", плюс два однофазных приводных кулачка распредвала и являются системой "TWIN CAM". Данная система применяется только в двигателях с системой "DOHC")
HETC - High Efficiency Twin Cam - (Двойной кулачёк с высоким КПД, система Twin Cam с изменяемой фазой газораспределения)Supercharger - Нагнетатель (компрессор Рутса, механический нагнетатель, который имеет привод от коленчатого вала через приводной ремень. Система увеличения мощности, без увеличения оборотов двигателя)EFI - Electronic Fuel Injection - (электронный впрыск топлива)GDI - Gasolin Direct Injection - (прямой впрыск бензина)MPI - Multi Point Injection - (распределенный впрыск топлива)Intercooler - Промежуточное охлаждение воздуха.4WD - 4 Wheel Drive - (Привод на 4 колеса)4WS - 4 Wheels Swivel - (4 поворотных колеса) Все 4 колеса управляются при повороте, причем задние колеса на скорости до 35км/ч. поворачиваются в противоположную передним сторону, а при большей скорости в ту же.AWD - All Wheel Drive - (Все колёса ведущие)FWD - Four Wheel Drive - (Четыре ведущих колеса)
GT (Gran Turismo)Дословно переводится как «большое путешествие»Автомобильный класс GT — это высокоскоростные автомобили, как правило с 2-х или 4-х местным кузовом купе, предназначенные для дорог общего пользования. Аббревиатура GT также является обозначением гоночного класса в автомобильных соревнованиях. Наблюдается также неверное расширительное толкование термина, по которому в категорию GT относят все автомобили спортивного облика.
GTi - Gran Turismo Iniezione (автомобиль оснащен впрыском)GTR - Gran Turismo Racer GTO - Gran Turismo Omologato (Автомобиль допущен для участия в гонках класса GT)GTS - Gran Turismo SpiderGTB - Gran Turismo Berlinetta (купе с длинным капотом и мягко ниспадающей крышей)GTV - Gran Turismo Veloce (Обозначение форсированных автомобилей класса GT)GTT - Gran Turismo TurboGTE - Einspritzung German for fuel injection (это немецкий аналог индекса GTi)GTA - Gran Turismo Alleggerita (Облегченный автомобиль класса GT)GTAm modified lightened car (это аббревиатура модифицированного облегченного автомобиля класса GT)GTC - Gran Turismo Compressore/Compact/Cabriolet/CoupeGTD - Gran Turismo DieselHGT - High Gran Turismo
BEAMS (Breakthrough Engine with Advanced Mechanism System)Новейший двигатель с усовершенствованной системой механизмовBEAMS - это целое семейство (или поколение) двигателей (абсолютно всех типов) с установленными механическими газораспределительными механизмами с возможностью изменения фаз любой конструкции: VVT, VTEC, MIVEC, Vanos или любых других. BEAMS - это общий автомобильный термин, относящийся не только к Toyota, но и к Subaru, BMW, Mercedes, Audi, Honda и прочим. Следующее поколение двигателей было названо Dual BEAMS и относилось к ДВС с установленными газораспределительными механизмами VVT-i, iVTEC, Double Vanos, Bi-Vanos и прочими с дополнительным электронным управлением, кроме механического привода.
CVVT (Continuous variable valve timin)Система изменения фаз газораспределенияAlfa Romeo — Double continuous variable valve timing. CVVT используется на впуске и выпускBMW — VANOS/ Double VANOS. Впервы была применена в 1993 году для BMW 3-й и 5-й серийPSA Peugeot Citro?n — Continuous variable valve timing (CVVT)Chrysler — dual Variable Valve Timing (dual VVT)Daihatsu — Dynamic variable valve timing (DVVT)General Motors — Continuous variable valve timing (CVVT)Honda — i-VTEC = VTEC. Впервые была применена в 1990 году на автомобилях Civic и CRXHyundai — Continuous variable valve timing (CVVT) — дебютировала в двигателе 2.0 L Beta I4 в 2005 в автомобиле «Elantra» и «Kia Spectra», также была применена в новом двигателе (Alpha II DOHC) в 2006 для автомобилей «Accent\Verna» , «Tiburon» и «Kia cee’d»MG Rover — Variable Valve Control (VVC)Mitsubishi — Mitsubishi Innovative Valve timing Electronic Control (MIVEC). Впервые применена в 1992 году в двигателе 4G92Nissan — Continuous Variable Valve Timing Control System (CVTCS)Toyota — Variable Valve Timing with intelligence (VVT-i), Variable Valve Timing with Lift and Intelligence (VVTL-i)Volvo — Continuous variable valve timing (CVVT)
ДВС с вращающимся цилиндром, выполняющим функцию впускного и выпускного клапана.
четырёхтактный двигатель, в котором нет привычных клапанов и всей системы их привода. Вместо них британцы заставили работать распределителем газов сам рабочий цилиндр двигателя, который в моторах RCV вращается вокруг своей оси. Поршень при этом совершает точно те же движения, что и раньше. А вот стенки цилиндра вращаются вокруг поршня (цилиндр закреплён внутри мотора на двух подшипниках). С края цилиндра устроен патрубок, который попеременно открывается к впускному или выпускному окну. Предусмотрено тут и скользящее уплотнение, работающее аналогично поршневым кольцам – оно позволяет цилиндру расширяться при нагревании, не теряя герметичность. Приводят цилиндр во вращение всего три шестерёнки: одна на цилиндре, одна на коленчатом валу и одна – промежуточная. Естественно, скорость вращения цилиндра – вдвое меньше оборотов коленвала.
Ключевая деталь привода вращения цилиндра – промежуточная комбинированная шестерня.
Двухтактный двигатель — поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за один оборот коленчатого вала, то есть за два хода поршня. Такты сжатия и рабочего хода в двухтактном двигателе происходят так же, как и в четырехтактном, но процессы очистки и наполнения цилиндра совмещены и осуществляются не в рамках отдельных тактов, а за короткое время, когда поршень находится вблизи нижней мертвой точки, с помощью вспомогательного агрегата — продувочного насоса.В связи с тем, что в двухтактном двигателе, при равном количестве цилиндров и числе оборотов коленчатого вала, рабочие ходы происходят вдвое чаще, литровая мощность двухтактных двигателей выше, чем четырехтактных — теоретически в два раза, на практике в 1,5-1,7 раза, так как часть полезного хода поршня занимают процессы газообмена, а сам газообмен менее совершенный, чем у четырехтактных двигателей.В отличие от четырехтактных двигателей, где вытеснение отработавших газов и всасывание свежей смеси осуществляется самим поршнем, в двухтактных двигателях газообмен выполняется за счет подачи в цилиндр рабочей смеси или воздуха (в дизелях) под давлением, создаваемым продувочным насосом, а сам процесс газообмена получил название — продувка. В процессе продувки, свежий воздух (смесь) вытесняет продукты сгорания из цилиндра в выпускные органы, занимая их место.По способу организации движения потоков продувочного воздуха (смеси), различают двухтактные двигатели с контурной и прямоточной продувкой.
Взято с racing-club.biz
smotra.ru
В настоящее время существует несколько вариантов силовых агрегатов в зависимости от компоновки и количества цилиндров. Двигатель V8 относится к моторам высшего уровня для легковых машин, так как им оснащают спортивные и элитные модели. Поэтому они не сильно распространены, но востребованы.
Двигатель V8 представляет собой силовой агрегат с V-образным расположением цилиндров в два ряда по четыре и общим коленвалом.
В начале прошедшего века не было прямой связи между объемом мотора и количеством цилиндров. Однако со временем такие факторы, как увеличение оборотов и мощности, а также стремление к снижению стоимости привели к введению среднего объема цилиндра. К тому же появилось такое понятие, как литровая мощность. Таким образом, они связали мощность двигателя с количеством цилиндров. То есть каждый цилиндр имеет определенный объем, а с конкретного значения объема снимают определенную мощность. Причем эти характеристики оптимизированы, то есть выходить за их рамки при серийном производстве невыгодно. Таким образом, небольшие массовые модели стали оснащать моторами малого объема с небольшим количеством цилиндров, а для достижения высокой мощности потребовалось создавать многоцилиндровые силовые агрегаты большего объема.
Первый двигатель V8 запустили в производство в 1904 г. Он был разработан двумя годами ранее Леоном Левассером. Однако его применяли не для автомобилей, а устанавливали на самолеты и небольшие суда.
Первый автомобильный двигатель V8 объемом 3536 см3 выпустила фирма Rolls-Royce. Однако она построила лишь 3 автомобиля, оснащенных им.
В 1910 г 7773 см3 V8 был представлен производителем De Dion-Bouton. И хотя автомобилей, оснащенных им, было выпущено также совсем немного, в 1912 г его представили в Нью-Йорке, вызвав большой интерес. После этого созданием таких двигателей занялись американские производители.
Первой относительно массово производить автомобили с двигателем V8 стала фирма Cadillac в 1914 г. Это был нижнеклапанный мотор объемом 5429 см3. Существует мнение, что его конструкция была скопирована с упомянутого выше французского силового агрегата. В первый год выпустили примерно 13 000 автомобилей, оснащенных им.
Через 2 года свою версию V8 объемом 4 л представил Oldsmobile.
В 1917 г Chevrolet также начал выпуск 4,7 л V8, однако, в следующем году производитель вошел в состав GM, подразделениями которого являлись и две упомянутые выше фирмы. Однако Chevrolet, в отличие от них, сориентировали на выпуск экономичных автомобилей, на которые предполагалось устанавливать более простые двигатели, поэтому производство V8 остановили.
Все рассмотренные выше двигатели устанавливали на дорогие модели. Впервые в массовый сегмент их перенесла фирма Ford в 1932 г на Model 18. Более того, данный силовой агрегат имел значительное техническое новшество. Он был оснащен литым чугунным блоком цилиндров, хотя до этого производство таких деталей некоторые считали технически невозможным, поэтому цилиндры были отделены от картера, что усложняло и удорожало их изготовление. Для создания цельной детали потребовалось усовершенствовать технологию литья. Новый силовой агрегат назвали Flathead. Его производили до 1954 г.
В США особо обширное распространение двигатели V8 обрели в 30-е гг. Они стали настолько популярными, что такими силовыми агрегатами оснащали все классы легковых автомобилей, кроме субкомпактного. А авто с двигателем V8 к концу 1970-х гг составляли 80% всех производимых в США. Поэтому многие термины, связанные с этими силовыми агрегатами, американского происхождения, а V8 у многих все еще ассоциируются с американскими автомобилями.
В Европе данные двигатели не обрели такой популярности. Так, в первой половине прошедшего века ими оснащали лишь штучно выпускаемые элитные модели. Только в 50-е гг начали появляться первые серийные восьмицилиндровые моторы или автомобили с двигателем V8. И то некоторые из последних оснащали силовыми агрегатами американского производства.
В начале прошлого века встречались весьма необычные для современности схемы двигателей, например, семицилиндровые, рядные восьмицилиндровые и звездообразные.
С упорядочением конструкции моторов, благодаря введению названных выше принципов, количество цилиндров было теперь определено для двигателей в зависимости от их мощности. И далее, возник вопрос об оптимальном их расположении.
Первым появился наиболее простой вариант компоновки — рядное расположение цилиндров. Такой вид предполагает их установку в ряд друг за другом. Однако данная компоновка актуальна для двигателей с количеством цилиндров не более шести. При этом наиболее распространены четырехцилиндровые варианты. Двух- и трехцилиндровые моторы встречаются относительно редко, хотя и появились еще в начале XX в. Пятицилиндровые двигатели также не особо распространены, к тому же они были разработаны лишь в середине 70-х гг. Шестицилиндровые рядные моторы в настоящее время утрачивают популярность. Рядную компоновку восьмицилиндровых двигателей перестали применять еще в 30-х гг.
Применение V-образной схемы для моторов с большим количеством цилиндров обусловлено компоновочными соображениями. Если использовать рядную компоновку для многоцилиндровых силовых агрегатов, то они получатся слишком длинными, и возникает проблема с их размещением под капотом. Сейчас наиболее распространена поперечная компоновка, а разместить рядный даже шестицилиндровый силовой агрегат таким образом очень сложно. В данном случае наибольшие проблемы возникают с размещение коробки передач. Именно поэтому такие двигатели уступили в распространенности V6. Последние можно расположить как продольно, так и поперечно.
Рассматриваемую схему чаще всего используют на двигателях большого объема. Их устанавливают в основном на спортивные и премиальные модели среди легковых автомобилей, а также на тяжелые внедорожники, грузовики, автобусы, тракторы.
К осноновным параметрам V8 относят объем, мощность, угол развала, уравновешенность.
Данный параметр является одним из основных для любого двигателя внутреннего сгорания. В начале истории ДВС не было никакой связи между объемом мотора и количеством цилиндров, а средний объем был значительно выше, чем сейчас. Так, известны 10 л одноцилиндровый мотор и 23 л шестицилиндровый.
Однако позже были введены упомянутые выше нормативы объема цилиндра и зависимость между объемом и мощностью.
Как было сказано, рассматриваемую компоновку применяют в основном для многолитровых силовых агрегатов. Поэтому объем двигателя V8 обычно составляет не менее 4 л. Максимальные значения данного параметра для современных двигателей легковых автомобилей и внедорожников достигают 8,5 л. На грузовики, тракторы и автобусы устанавливают более объемные силовые агрегаты (до 24 л).
Данная характеристика двигателя V8 может быть определена на основе удельной литровой мощности. Для бензинового атмосферного мотора она составляет 100 л.с. Таким образом, 4 л мотор имеет мощность в среднем 400 л.с. Следовательно, варианты большего объема мощнее. В случае применения некоторых систем, особенно наддува, литровая мощность значительно возрастает.
Данный параметр актуален лишь для двигателей V-образной компоновки. Под ним понимают угол между рядами цилиндров. Для большинства силовых агрегатов он составляет 90°. Распространенность такого расположения цилиндров объясняется тем, что оно позволяет достичь низкого уровня вибраций и оптимального поджига смеси и создать низкий и широкий двигатель. Последнее благоприятно сказывается на управляемости, так как такой силовой агрегат способствует снижению центра тяжести.
Несколько реже встречаются моторы с углом развала 60º. Значительно меньше двигателей с еще более минимальным углом. Это позволяет снизить ширину двигателя, однако, на таких вариантах сложно гасить вибрации.
Существуют двигатели и с развернутым углом развала цилиндров (180º). То есть их цилиндры расположены в горизонтальной плоскости, а поршни движутся навстречу друг другу. Однако такие моторы называют не V-образными, а оппозитными и обозначают литерой B.Они обеспечивают очень низкий центр тяжести, вследствие чего такие двигатели устанавливают в основном на спортивные модели. Однако они отличаются большой шириной, поэтому оппозитные моторы встречаются редко из-за сложности размещения.
Данные явления в любом случае проявляются при работе поршневого ДВС. Однако конструкторы стремятся максимально снизить их, так как они не только сказываются на комфорте, но и при чрезмерном уровне могут привести к повреждению и разрушению двигателя.
При его функционировании действуют разнонаправленные силы и моменты. Для снижения вибраций необходимо уравновесить их. Одним из решений этого является конструирование двигателя таким образом, чтобы моменты и силы были равными и разнонаправленными. С другой стороны, достаточно доработать лишь коленвал. Так, можно изменить расположение его шеек и установить на нем противовесы либо использовать балансирные валы противовращения.
Прежде всего, следует отметить, что среди распространенных двигателей уравновешены лишь два типа — рядные и оппозитные, причем шестицилиндровые. Моторы прочих компоновок различаются по данному показателю.
Что касается V8, они весьма хорошо уравновешенны, а особенно варианты с прямым углом развала цилиндров и расположенными в перпендикулярных плоскостях кривошипами. Дополнительно придается плавность благодаря возможности обеспечения равномерного чередования вспышек. Такие двигатели имеют всего два неуравновешенных момента на щеках крайних цилиндров, которые могут быть полностью скомпенсированы двумя противовесами на коленвале.
V-образные двигатели отличаются от моторов с рядной компоновкой повышенным крутящим моментом. Этому способствует схема двигателя V8. В отличие от рядного мотора, где направление сил прямо перпендикулярно, в рассматриваемом двигателе они воздействуют на вал с двух сторон по касательной. Благодаря этому создается значительно большая инерция, придающая валу динамичное ускорение.
К тому же коленчатый вал V8 отличается повышенной жесткостью. То есть данный элемент прочнее, поэтому более долговечен и эффективен при работе на предельных режимах. А также это расширяет диапазон рабочих частот двигателя и позволяет быстрее набирать обороты.
Наконец V-образные моторы более компактны в сравнении с рядными. Причем они не только короче, но и ниже, что видно по фото двигателя V8.
Моторы рассматриваемой компоновки отличаются сложной конструкцией, что обуславливает высокую стоимость. Кроме того, при относительно небольших длине и высоте они широки. Также вес двигателя V8 большой (от 150 до 200 кг), что вызывает проблемы с развесовкой. Поэтому их не устанавливают на небольшие автомобили. К тому же такие моторы имеют значительный уровень вибраций и сложны в балансировке. Наконец, они затратны в эксплуатации. Во-первых это обусловлено тем, что устройство двигателя V8 весьма сложное. К тому же он имеет большое количество деталей. Поэтому ремонт двигателя V8 сложен и дорог. Во-вторых, такие моторы характеризуются высоким расходом топлива.
В развитии всех двигателей внутреннего сгорания в последнее время наблюдается тенденция к повышению эффективности, экономичности. Этого достигают путем снижения объема и применения различных систем вроде непосредственного впрыска топлива, турбонаддува, изменяемых фаз газораспределения и т. д. Это привело к тому, что большие двигатели, в том числе и V8, постепенно утрачивают популярность. Многолитровые моторы теперь заменяют на турбированные двигатели меньшего объема. Это особенно коснулось версий V12 и V10, которые заменяют на наддувные V8, а последние — на V6. То есть средний объем моторов снижается, что отчасти обусловлено ростом эффективности, показателем которой является литровая мощность. Однако на спортивных и элитных автомобилях все же используют мощные многолитровые силовые агрегаты. Причем их производительность также существенно возросла в сравнении с прошлым благодаря применению современных технологий.
Несмотря на перспективы замены ДВС электрическими и прочими экологически безвредными двигателями, они все еще не утратили актуальность. В частности V-образные варианты считаются весьма перспективными. К настоящему времени конструкторами разработаны способы устранения их недостатков. К тому же, по их мнению, потенциал таких силовых агрегатов не полностью раскрыт, поэтому их просто модернизировать.
fb.ru
Говорят, что Феликс Ванкель придумал роторный двигатель, будучи 17-летним юнцом. Тем не менее, первые чертежи двигателя были представлены Ванкелем лишь в 1924 году, когда он закончил школу и начал работать в издательстве технической литературы. Позднее он открыл свою собственную мастерскую и в 1927 году представил первый двигатель с вращающимися поршнями. С этого момента его двигатель начинает свой долгий путь по подкапотным пространствам автомобилей многих марок. 
NSU SpiderК сожалению, во время Второй мировой роторный двигатель был никому не нужен, так как не прошел достаточную «обкатку» в автомобильном сообществе и лишь после ее окончания чудо-мотор начинает «выбиваться в люди». В послевоенной Германии первой компанией, которая обратила внимание на интересный агрегат, была NSU. Именно двигатель Ванкеля должен был стать ключевой «фишкой» модели. В 1958 году начались разработки первого проекта, а в 1960 уже готовый автомобиль был показан на конференции немецких конструкторов.
NSU Spider сначала вызвал у конструкторов лишь смех и легкое недоумение. По заявленным характеристикам двигатель Ванкеля развивал всего 54 л.с . и многие усмехались над этим, пока не узнали, что разгон до 100км/ч у этой 700-килограммовой малютки составляет 14,7 секунды, а максимальная скорость — 150 километров в час. Такие характеристики повергли многих разработчиков автомобилей в шок. Определенно двигатель произвел фурор в автомобильной среде, но Ванкель не остановился на достигнутом.
NSU Ro-80 Интересно, что не NSU Spider принес Феликсу Ванкелю популярность, а его второй автомобиль — NSU Ro-80. Его представили в 1967 году, сразу после прекращения выпуска предыдущей модели. В компании решили не медлить и как можно быстрее развивать «роторный рынок». Седан оснастили 1,0-литровым мотором, который развивал мощность в 115 лошадиных сил. Автомобиль, который весил всего 1,2 тонны разгонялся до «сотни» за 12,8 секунды и имел максимальную скорость в 180 км/ч. Сразу же после выхода машина получила статус «Авто года», о роторном двигателе стали говорить, как о моторе будущего, и огромное множество автопроизводителей купили лицензии на производство роторных двигателей Феликса Ванкеля.
Впрочем, сам NSU Ro-80 обладал рядом отрицательных качеств, которые были без преувеличения масштабны. Расход топлива у Ro-80 составлял от 15 до 17,5 литров на 100 км, и в период топливного кризиса это было просто ужасно. Мало того, неопытные водители очень часто «убивали» эти хрупкие двигатели настолько быстро, что даже не успевали проехать и двух тысяч километров. Но, даже не смотря на это, автомобиль пользовался бешеной популярностью, и роторный двигатель укреплял свои позиции.
Mercedes C111В 1970 году на Женевском автошоу «Мерседес» представили модель С111 с роторным двигателем. Правда, анонсировали его годом ранее, но то был лишь опытный образец, который, впрочем, имел просто заоблачные характеристики. Автомобиль оснащался трехсекционным двигателем объемом 1,8 литра и мощностью в 280 лошадиных сил. Mercedes C111 разгонялся до 100км/ч за 5 секунд и имел максимальную скорость 275 км/ч.
Представленная в Женеве версия даже превысила эти показатели: максимальная скорость составляла 300 километров в час, а добраться до отметки в 100 км/ч можно было за 4,8 секунды. При этом роторный двигатель выдавал аж 370 лошадиных сил. Этот автомобиль был по своей природе уникален и имел просто колоссальную популярность среди автолюбителей, но в Mercedes не собирались пускать C111 на конвейер опять же из-за сверх прожорливого мотора. К сожалению, автомобиль так и остался на стадии опытного образца, тем самым почти похоронив роторный двигатель.
Mazda Cosmo Sport Казалось бы, роторный двигатель канул в небытие и окончательно пропал из виду, если бы не японцы, который пристально наблюдали за детищем Ванкеля. Mazda Cosmo Sport стал первым авто компании из Страны восходящего солнца, который оснащался этим чудо-мотором. В 1967 году началось серийное производство этого автомобиля, и оно не увенчалось успехом – свет увидели всего 343 машины. Всему виной ошибки в проектировке автомобиля: изначально Cosmo Sport имел 1,3–литровый двигатель мощностью в 110 лошадиных сил, разгонялся до 185 км/ч при помощи 4-ступенчатой ручной коробки передач, но имел обычную тормозную систему и, как казалось разработчикам, слишком короткую колесную базу.
В 1968 году японцы выпускают вторую серию Mazda Cosmo Sport, которая получает 128-сильный роторный двигатель, 5-ступенчатую ручную коробку передач, улучшенные 15-дюймовые тормоза и увеличенную колесную базу. Теперь автомобиль лучше чувствовал себя на дороге, разгонялся до 190 км/ч и имел неплохие продажи. Всего же было выпущено порядка 1200 машин.
Mazda Parkway Rotary 26«Мазде» настолько понравился двигатель Феликса Ванкеля, что в 1974 году на свет появилась модель Parkway Rotary 26 – единственный в мире автобус с роторным двигателем. Он оснащался 1,3–литровым агрегатом, который выдавал 135 л. с. и, что немаловажно, обладал низким уровнем содержания вредных веществ в выхлопных газах.
Вместе с 4-ступенчатой ручной коробкой передач 3-тонный автобус мог легко набрать скорость в 160 км/ч и имел достаточно вместительный салон. Число 26 в названии означало количество посадочных мест в автобусе, но имелась также и люксовая версия на 13 человек. Модель отличалась низким уровнем вибраций и тишиной в салоне, что было обеспечено гладкостью работы роторного двигателя. Производство модели было завершено в 1976 году, но, к слову, автомобиль был довольно популярен.
Mazda RX-8 С производством автомобилей с роторным двигателем «Мазда» не унималась вплоть до XXI века. А спортивное четырехместное заднеприводное купе с распашными дверями без стойки Mazda RX-8 и вовсе стал настоящей иконой для автолюбителей. Последняя версия автомобиля оснащалась 1,3-литровым двигателем мощностью 215 л. с. и 6-ступенчатым автоматом, а также 1,3-литровым мотором мощностью 231 л. с. с крутящим моментом в 211 Нм и 6-ступенчатой механикой. Кроме того, это бесспорно самый красивый представитель роторного семейства.
Казалось, что пришедшая на смену RX-7 единственная серийная модель с роторным двигателем будет оставаться живым символом этого изобретения, но начиная с 2004 года продажи купе начали падать. Да так, что к 2010 году сократилить с 25 000 машин до 1500 в год. «Мазда» пыталась спасти положение, но инженеры компании не смогли устранить все проблемы — улучшить экологичность, снизить вес, уменьшить расход топлива и улучшить крутящий момент. К тому же грянувший кризис заставил японцев отказаться от вложения денег в не приносящий отдачи проект. Поэтому в августе 2011 года было объявлено о снятии Mazda RX-8 с производства.
«ВАЗ-2109-90» Когда-то ходила байка: мол, на скорости в 200 км/ч «девятка» ДПС догоняет летящий «Мерседес». И многие воспринимали эту историю, как шутку. Но в каждой шутке есть доля правды. И определенно в этой смешной истории правды гораздо больше, чем лжи. В России тоже производили автомобили с роторным двигателем. В 1996 году был разработан опытный образец «ВАЗ-2109-90» с роторно-поршневым двигателем повышенной мощности. Указывалось, что по динамическим и скоростным качествам автомобиль должен превосходить все модели автомобилей отечественного производства. И действительно, под капот «девятки» установили 140-сильный роторный двигатель, который разгонял машину до 100 км/ч всего за 8 секунд и имел максимальную скорость 200 км/ч. Вдобавок ко всему в багажник устанавливали топливный бак емкостью 39 литра, ибо расход бензина был огромный. Благодаря этому без дозаправки можно было доехать из Москвы в Смоленск и обратно.
Позднее были представлены еще 2 «заряженные» модификации «девятки»: роторный двигатель, развивающий 150 лошадиных сил и форсированный вариант с 250 «кобылами». Но из-за такой избыточной мощности агрегаты очень быстро приходили в негодность – всего 40 тысяч километров пробега. Правда, такой вид автомобилей в России не прижился из-за высокой цены на автомобиль, высокого потребления топлива и высокой стоимости на содержание.
Источник: carsguru.netfishki.net
#30545281 - blue tone jet engine blades closeup
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#50573918 - colorful car engine part
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#37843202 - Car dashboard warning lights symbols showing check engine ,oil..
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#46607571 - Modern car internal combustion engine. Complete overhaul repair... 
Вектор
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#41786777 - Car Engine - Modern powerful car engine(motor unit - clean and..
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#30682500 - Metallic background of the internal combustion engine
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#41155277 - Car engine closeup Part of car engine
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#22213049 - V8 Car engine. Concept of modern car engine. High resolution..
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#40837114 - Close up detail of new car engine
Похожие изображения
Добавить в Лайкбокс
#43140972 - Turbines icons set. Technology aircraft, engine power, blade.. ru.123rf.com
На сегодняшний день, авиация практически на 100% состоит из машин, которые используют газотурбинный тип силовой установки. Иначе говоря – газотурбинные двигатели. Однако, несмотря на всю возрастающую популярность авиаперелетов сейчас, мало кто знает каким образом работает тот жужжащий и свистящий контейнер, который висит под крылом того или иного авиалайнера.
Газотурбинный двигатель, как и поршневой двигатель на любом автомобиле, относится к двигателям внутреннего сгорания. Они оба преобразуют химическую энергию топлива в тепловую, путем сжигания, а после - в полезную, механическую. Однако то, как это происходит, несколько отличается. В обоих двигателях происходит 4 основных процесса – это: забор, сжатие, расширение, выхлоп. Т.е. в любом случае в двигатель сначала входит воздух (с атмосферы) и топливо (из баков), далее воздух сжимается и в него впрыскивается топливо, после чего смесь воспламеняется, из-за чего значительно расширяется, и в итоге выбрасывается в атмосферу. Из всех этих действий выдает энергию лишь расширение, все остальные необходимы для обеспечения этого действия.
А теперь в чем разница. В газотурбинных двигателях все эти процессы происходят постоянно и одновременно, но в разных частях двигателя, а в поршневом – в одном месте, но в разный момент времени и по очереди. К тому же, чем более сжат воздух, тем большую энергию можно получить при сгорании, а на сегодняшний день степень сжатия газотурбинных двигателей уже достигла 35-40:1, т.е. в процессе прохода через двигатель воздух уменьшается в объеме, а соответственно увеличивает свое давление в 35-40 раз. Для сравнения в поршневых двигателях этот показатель не превышает 8-9:1, в самых современных и совершенных образцах. Соответственно имея равный вес и размеры газотурбинный двигатель гораздо более мощный, да и коэффициент полезного действия у него выше. Именно этим и обусловлено такое широкое применения газотурбинных двигателей в авиации в наши дни.
А теперь подробней о конструкции. Четыре вышеперечисленных процесса происходят в двигателе, который изображен на упрощенной схеме под номерами:
Таким образом получается замкнутый цикл. Воздух входит в двигатель, сжимается, смешивается с горючим, воспламеняется, направляется на лопатки турбины, которые снимают до 80% мощности газов для вращения компрессора, все что осталось и обуславливает итоговую мощность двигателя, которая может быть использована разными способами.
В зависимости от способа дальнейшего использования этой энергии газотурбинные двигатели подразделяются на:
Двигатель, изображенный на схеме выше, является турбореактивным. Можно сказать «чистым» газотурбинным, ведь газы после прохождения турбины, которая вращает компрессор, выходят из двигателя через выхлопное сопло на огромной скорости и таким образом толкают самолет вперед. Такие двигатели сейчас используются в основном на высокоскоростных боевых самолетах.
Турбовинтовые двигатели отличаются от турбореактивных тем, что имеют дополнительную секцию турбины, которая еще называется турбиной низкого давления, состоящую из одного или нескольких рядов лопаток, которые отбирают оставшуюся после турбины компрессора энергию у газов и таким образом вращает воздушный винт, который может находится как спереди так и сзади двигателя. После второй секции турбины, отработанные газы выходят фактически уже самотеком, не имея практически никакой энергии, поэтому для их вывода используются просто выхлопные трубы. Подобные двигатели используются на низкоскоростных, маловысотных самолетах.
Турбовентиляторные двигатели имеют схожую схему с турбовинтовыми, только вторая секция турбины отбирает не всю энергию у выходящих газов, поэтому такие двигатели также имеют выхлопное сопло. Но основное отличие состоит в том, что турбина низкого давления приводит в действия вентилятор, который закрыт в кожух. Потому такой двигатель еще называется двуконтурным, ведь воздух проходит через внутренний контур (сам двигатель) и внешний, который необходим лишь для направления воздушной струи, которая толкает двигатель вперед. Потому они и имеют довольно «пухлую» форму. Именно такие двигатели применяются на большинстве современных авиалайнеров, поскольку являются наиболее экономичными на скоростях, приближающихся к скорости звука и эффективными при полетах на высотах выше 7000-8000м и вплоть до 12000-13000м.
Турбовальные двигатели практически идентичны по конструкции с турбовинтовыми, за исключением того, что вал, который соединен с турбиной низкого давления, выходит из двигателя и может приводить в действие абсолютно что угодно. Такие двигатели используются в вертолетах, где два-три двигателя приводят в действие единственный несущий винт и компенсирующий хвостовой пропеллер. Подобные силовые установки сейчас имеют даже танки – Т-80 и американский «Абрамс».
Газотурбинные двигатели имеют классификацию также по другим признакам:
Турбореактивный двигатель с осевым компрессором получил широкое применение. При работающем двигателе идет непрерывный процесс. Воздух проходит через диффузор, притормаживается и попадает в компрессор. Затем он поступает в камеру сгорания. В камеру через форсунки подается также топливо, смесь сжигается, продукты сгорания перемещаются через турбину. Продукты сгорания в лопатках турбины расширяются и приводят ее во вращение. Далее газы из турбины с уменьшенным давлением поступают в реактивное сопло и с огромной скоростью вырываются наружу, создавая тягу. Максимальная температура имеет место и на воде камеры сгорания.
Компрессор и турбина расположены на одном валу. Для охлаждения продуктов сгорания подается холодный воздух. В современных реактивных двигателях рабочая температура может превышать температуру плавления сплавов рабочих лопаток примерно на 1000 °С. Система охлаждения деталей турбины и выбор жаропрочных и жаростойких деталей двигателя — одни из главных проблем при конструировании реактивных двигателей всех типов, в том числе и турбореактивных.
Особенностью турбореактивных двигателей с центробежным компрессором является конструкция компрессоров. Принцип работы подобных двигателей аналогичен двигателям с осевым компрессором.
Полезные статьи по теме.
Ещё узлы и агрегаты
avia.pro
