Ichki yonish dvigateli

Reaktiv dvigatel — ish jismi (odatda, yonilgʻi yonishidan hosil boʻladigan gazeimon moddalar) oqimi hisobiga reaktiv kuch (tortish kuchi) hosil qiladigan dvigatel. Reaktiv dvigatelda turli xil energiya (issiqlik, yadro, quyosh va elektr energiyasi, kimyoviy energiya)ning mexanik energiyaga aylanishi hisobiga ish jismi oqimining kinetik energiyasi vujudga keladi, bundan tashqari, ish jismi dvigateldan otilib chiqqanda aks kuch paydo boʻlib, dvigatelni itaradi (racmga q.). Shuning uchun Reaktiv dvigatelni murakkab yaxlit tizim deyish mumkin. Bu tizim birlamchi (dastlabki) energiya manbai (Mas, quyosh energiyasi), ish jismi va energiyani bir turdan ikkinchi turga aylantiruvchi qurilma (yaʼni Reaktiv dvigatelning oʻzi) dan iborat boʻladi.
Reaktiv harakat tushunchasi qadimdan maʼlum. Geron yaratgan sharni Reaktiv dvigatelning ajdodi deyish mumkin. 10-asrdan Xitoyda poroxli raketalar paydo boʻldi va Sharkda, keyinchalik Yevropada mushakbozlik, signal va jangovar raketalar sifatida bir necha asr mobaynida qoʻllanilib keldi. Va, nihoyat, 20-asr boshiga kelib (1903) K.E. Siolkovskiy suyuq yonilgʻili Reaktiv dvigatelning asosini taklif etdi. R. Goddard 1926-yil suyuq yonilgʻili raketalarni uchirdi. V. P. Glushko jahonda birinchilar katorida suyuklikli reaktiv dvigatelni yaratdi. Uning rahbarligida elektrotermik Reaktiv dvigatel yaratildi va sinaldi. Ikkinchi jahon urushi (1939—45) yillarida havoreaktiv dvigatellari samolyotlarga oʻrnatildi. Urushdan keyingi yillarda elektr raketa dvigatellari va yadro raketa dvigatellari yaratildi. Reaktiv dvigatel borgan sari takomillashtirilib borilmokda.
Reaktiv dvigatel ishlayotgan paytda atrofdagi muhit (havo)dan foydalanishi yoki foydalanmasligiga karab, 2 asosiy guruhga boʻlinadi. Atrofdagi havodan foydalanadigan Reaktiv dvigatel havoreaktiv dvigateli, foydalanilmaydigani raketa dvigateli (RD) deb ataladi. Barcha havoreaktiv dvigatellarida energiya manbai — yonilgigina dvigatel bortida boʻladi, ish jismining anchagina qismi (havo) esa atrof muhitdan olinadi. RD da esa ish jismining barcha komponentlari uning bortida boʻladi. Reaktiv dvigatel texnika (aviatsiya, kosmonavtika va boshqalar) da qoʻllanadi.[1]
Dvigatel ichki yonish(qisqartirilgan ICE) - dvigatelning bir turi, ish joyida yondirilgan yoqilg'ining kimyoviy energiyasi (odatda suyuq yoki gazsimon uglevodorod yoqilg'isi ishlatiladi) issiqlik dvigateliga aylanadi. mexanik ish... ICElar issiqlik dvigatellarining nisbatan nomukammal turi bo'lishiga qaramay ( kuchli shovqin, zaharli chiqindilar, kamroq resurs), avtonomligi tufayli (kerakli yoqilg'i eng yaxshi elektr batareyalariga qaraganda ancha ko'p energiyani o'z ichiga oladi) ICElar, masalan, transportda juda keng tarqalgan.
Ichki yonuv dvigatellarini yaratish tarixi 1799 yilda frantsuz muhandisi Filipp Le Bon yorug'lik chiqaradigan gazni kashf etdi. 1799 yilda u yog'och yoki ko'mirni quruq distillash yo'li bilan chiroq gazini ishlab chiqarishning qo'llanilishi va usuli uchun patent oldi. Bu kashfiyot birinchi navbatda yoritish texnologiyasini rivojlantirish uchun katta ahamiyatga ega edi. Tez orada Frantsiyada, keyin esa boshqa Evropa mamlakatlarida gaz lampalari qimmatbaho shamlar bilan muvaffaqiyatli raqobatlasha boshladi. Biroq, yorug'lik gazi nafaqat yoritish uchun mos edi.

Gaz dvigateli dizayni patenti. 1801 yilda Le Bon gaz dvigateli dizayni uchun patent oldi. Ushbu mashinaning ishlash printsipi u kashf etgan gazning taniqli xususiyatiga asoslangan edi: uning havo bilan aralashmasi katta miqdordagi issiqlik chiqishi bilan yonayotganda portladi. Yonish mahsulotlari tez kengayib, kuchli bosim o'tkazdi muhit... Tegishli shart-sharoitlarni yaratib, siz bo'shatilgan energiyani inson manfaatlari uchun ishlatishingiz mumkin. Lebon dvigatelida ikkita kompressor va aralashtirish kamerasi mavjud edi. Kompressorlardan biri siqilgan havoni kameraga, ikkinchisi esa gaz generatoridan siqilgan nurli gazni pompalashi kerak edi. Keyin havo-gaz aralashmasi ishlaydigan tsilindrga kirdi va u erda yonib ketdi. Dvigatel ikki tomonlama edi, ya'ni navbat bilan ishlaydigan ish kameralari pistonning ikkala tomonida joylashgan edi. Aslida, Le Bon ichki yonuv dvigateli g'oyasini ilgari surgan edi, lekin 1804 yilda u o'z ixtirosini hayotga tatbiq etishga ulgurmay vafot etdi.

Jan Etien Lenoir Keyingi yillarda turli mamlakatlardan kelgan bir nechta ixtirochilar ishlaydigan chiroq gazli dvigatelni yaratishga harakat qilishdi. Biroq, bu urinishlarning barchasi bozorda bug 'dvigateli bilan muvaffaqiyatli raqobatlasha oladigan dvigatellarning paydo bo'lishiga olib kelmadi. Tijoriy jihatdan muvaffaqiyatli ichki yonish dvigatelini yaratish sharafi belgiyalik muhandis Jan Etyen Lenoirga tegishli. Lenuar galvanik zavodda ishlagan vaqtida gaz dvigatelidagi havo-yonilg‘i aralashmasini elektr uchqun yordamida yoqish mumkin degan fikrga keldi va shu g‘oya asosida dvigatel yaratishga qaror qildi. Lenoir darhol muvaffaqiyatga erisha olmadi. Barcha qismlarni yasash va mashinani yig'ish mumkin bo'lgandan so'ng, u biroz ishladi va to'xtadi, chunki isitish tufayli piston kengayib, silindrda tiqilib qoldi. Lenoir suvni sovutish tizimini o'ylab, dvigatelini yaxshiladi. Biroq, ikkinchi boshlash urinishi ham yomon piston zarbasi tufayli muvaffaqiyatsiz bo'ldi. Lenoir o'z dizaynini moylash tizimi bilan to'ldirdi. Shundan keyingina dvigatel ishlay boshladi.

Avgust Otto 1864 yilda turli quvvatdagi 300 dan ortiq ushbu dvigatellar ishlab chiqarilgan. Boy bo'lgach, Lenoir o'z mashinasini yaxshilash ustida ishlashni to'xtatdi va bu uning taqdirini oldindan belgilab qo'ydi - nemis ixtirochi Avgust Otto tomonidan yaratilgan yanada mukammal dvigatel tomonidan bozordan haydab chiqarildi. 1864 yilda u o'zining gaz dvigateli modeliga patent oldi va o'sha yili boy muhandis Langen bilan ushbu ixtironi ishlatish uchun shartnoma tuzdi. Tez orada Otto & Company tashkil etildi. Bir qarashda, Otto dvigateli Lenoir dvigatelidan orqaga bir qadamni ifodalaydi. Tsilindr vertikal edi. Aylanadigan milya yon tomondan silindrning ustiga qo'yildi. Unga pistonning o'qi bo'ylab milga ulangan raf biriktirilgan. Dvigatel quyidagicha ishladi. Aylanadigan mil pistonni silindr balandligining 1/10 qismiga ko'tardi, buning natijasida piston ostida kamdan-kam bo'shliq paydo bo'ldi va havo va gaz aralashmasi so'riladi. Keyin aralash yonib ketdi. Otto ham, Langen ham elektrotexnika sohasida etarli bilimga ega emas edi va elektr ateşlemesidan voz kechdi. Ular quvur orqali ochiq olov bilan yondirilgan. Portlash paytida piston ostidagi bosim taxminan 4 atmgacha ko'tarildi. Ushbu bosim ta'sirida piston ko'tarildi, gaz hajmi oshdi va bosim pasaydi. Piston ko'tarilgach, maxsus mexanizm relsni mildan uzib qo'ydi. Avval gaz bosimi ostida, keyin esa inertsiya bilan piston ostida vakuum hosil bo'lguncha ko'tarildi. Shunday qilib, yoqilgan yoqilg'ining energiyasi dvigatelda maksimal samaradorlik bilan ishlatilgan. Bu Ottoning asosiy topilmasi edi. Pistonning pastga ish zarbasi atmosfera bosimi ta'sirida boshlandi va silindrdagi bosim atmosferaga yetgandan so'ng, egzoz klapan ochildi va piston chiqindi gazlarini o'z massasi bilan almashtirdi. Yonish mahsulotlarining yanada to'liq kengayishi tufayli ushbu dvigatelning samaradorligi Lenoir dvigatelining samaradorligidan sezilarli darajada yuqori edi va 15% ga etdi, ya'ni u o'sha davrning eng yaxshi bug 'dvigatellarining samaradorligidan oshib ketdi.

Otto dvigatellari Lenoir dvigatellariga qaraganda deyarli besh baravar tejamkor bo'lganligi sababli ular darhol katta talabga ega bo'ldi. Keyingi yillarda ulardan besh mingga yaqini ishlab chiqarildi. Otto ularning dizaynlarini yaxshilash uchun ko'p harakat qildi. Ko'p o'tmay, tishli tokcha krank haydovchi bilan almashtirildi. Ammo uning eng muhim ixtirosi 1877 yilda, Otto yangi to'rt taktli dvigatel uchun patent olganida sodir bo'ldi. Ushbu tsikl hozirgi kunga qadar ko'pgina gaz va benzinli dvigatellarning markazidir. Kelgusi yilda yangi dvigatellar allaqachon ishlab chiqarila boshlandi. To'rt zarbali tsikl Ottoning eng katta texnik yutug'i edi. Ammo tez orada ma'lum bo'ldiki, uning ixtirosidan bir necha yil oldin, dvigatelning ishlash printsipi xuddi frantsuz muhandisi Bo de Roche tomonidan tasvirlangan. Bir guruh fransuz sanoatchilari sudda Ottoning patentiga e'tiroz bildirishdi. Sud ularning dalillarini ishonchli deb topdi. Ottoning patenti bo'yicha huquqlari sezilarli darajada qisqartirildi, shu jumladan to'rt zarbali tsikl bo'yicha monopoliyasini bekor qildi. Raqobatchilar to'rt zarbali dvigatellarni ishlab chiqarishni yo'lga qo'yishgan bo'lsa-da, ko'p yillar davomida ishlab chiqarilgan Otto modeli hali ham eng yaxshisi edi va unga bo'lgan talab to'xtamadi. 1897 yilga kelib, har xil quvvatdagi ushbu dvigatellarning 42 mingga yaqini ishlab chiqarilgan. Biroq, yorug'lik gazining yoqilg'i sifatida ishlatilishi birinchi ichki yonuv dvigatellari doirasini ancha toraytirdi. Yoritish va gaz zavodlarining soni Evropada ham ahamiyatsiz edi, Rossiyada esa ulardan faqat ikkitasi - Moskva va Sankt-Peterburgda.

Yangi yoqilg'ini izlash Shuning uchun ichki yonish dvigateli uchun yangi yoqilg'i izlash to'xtamadi. Ba'zi ixtirochilar suyuq yoqilg'i bug'larini gaz sifatida ishlatishga harakat qilishdi. 1872 yilda amerikalik Brighton bu quvvatda kerosindan foydalanishga harakat qildi. Biroq, kerosin yomon bug'landi va Brighton engilroq neft mahsulotiga - benzinga o'tdi. Ammo suyuq yonilg'i dvigatelining gaz bilan muvaffaqiyatli raqobatlashishi uchun benzinni bug'lash va uning havo bilan yonuvchan aralashmasini olish uchun maxsus qurilma yaratish kerak edi. Xuddi shu 1872 yilda Brighton birinchi "bug'lanish" deb ataladigan karbüratörlerden birini ixtiro qildi, ammo u qoniqarsiz ishladi.

Benzinli dvigatel Ishlaydigan benzinli dvigatel faqat o'n yil o'tgach paydo bo'ldi. Uning ixtirochisi nemis muhandisi Yuliy Daymler edi. Ko'p yillar davomida u Otto firmasida ishlagan va uning boshqaruv a'zosi bo'lgan. 80-yillarning boshlarida u xo'jayiniga transportda ishlatilishi mumkin bo'lgan ixcham benzinli dvigatel loyihasini taklif qildi. Otto Daimlerning taklifini sovuqqonlik bilan qabul qildi. Keyin Daimler do'sti Vilgelm Maybax bilan birgalikda 1882 yilda dadil qaror qabul qildi, ular Otto kompaniyasini tark etib, Shtutgart yaqinidagi kichik ustaxonani sotib oldilar va o'z loyihasi ustida ishlay boshladilar. Daimler va Maybach oldida turgan muammo oson emas edi: ular gaz generatorini talab qilmaydigan, juda yengil va ixcham, ammo ekipajni harakatga keltira oladigan darajada kuchli dvigatel yaratishga qaror qilishdi. Daimler milya tezligini oshirish orqali quvvatni oshirishga umid qildi, ammo buning uchun aralashmaning kerakli ateşleme chastotasini ta'minlash kerak edi. 1883 yilda silindrga ochilgan qizil-issiq ichi bo'sh trubadan ateşleme bilan birinchi benzinli dvigatel yaratildi. Benzinli dvigatelning birinchi modeli sanoat statsionar o'rnatish uchun mo'ljallangan edi.

Birinchi benzinli dvigatellarda suyuq yoqilg'ining bug'lanish jarayoni juda orzu qilingan. Shu sababli, karbüratör ixtirosi dvigatel qurilishida haqiqiy inqilobni amalga oshirdi. Uning yaratuvchisi vengriyalik muhandis Donat Banki hisoblanadi. 1893 yilda u barcha zamonaviy karbüratörlerin prototipi bo'lgan reaktiv karbüratör uchun patent oldi. O'zidan oldingilaridan farqli o'laroq, Banks benzinni bug'lantirmaslikni, balki uni havoga mayda purkashni taklif qildi. Bu uning silindr bo'ylab bir xil taqsimlanishini ta'minladi va bug'lanishning o'zi siqish issiqligi ta'sirida silindrda sodir bo'ldi. Atomizatsiyani ta'minlash uchun benzin o'lchash ko'krak orqali havo oqimi bilan so'riladi va aralashma tarkibining mustahkamligi karbüratördeki benzinning doimiy darajasini saqlab turish orqali erishildi. Jet havo oqimiga perpendikulyar joylashgan quvurda bir yoki bir nechta teshik shaklida qilingan. Bosimni ushlab turish uchun suzuvchi kichik rezervuar taqdim etildi, u ma'lum bir balandlikda darajani saqlab turdi, shuning uchun olingan benzin miqdori etkazib beriladigan havo miqdori bilan mutanosib edi. Birinchi ichki yonish dvigatellari bir silindrli bo'lib, dvigatelning quvvatini oshirish uchun odatda silindrni oshirdi. Keyin ular silindrlar sonini ko'paytirish orqali bunga erisha boshladilar. 19-asr oxirida ikki silindrli dvigatellar paydo boʻldi, 20-asr boshidan esa toʻrt silindrli dvigatellar tarqala boshladi.

Tarkibi pistonli dvigatellar Yonish kamerasi silindr bo'lib, u erda yoqilg'ining kimyoviy energiyasi mexanik energiyaga aylanadi, bu esa krank mexanizmi yordamida pistonning o'zaro harakatidan aylanishga aylanadi. Amaldagi yoqilg'i turiga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi: Yoqilg'ining havo bilan aralashmasi karbüratorda, so'ngra assimilyatsiya manifoldida yoki assimilyatsiya manifoldida püskürtme nozullari (mexanik yoki elektr) yordamida yoki to'g'ridan-to'g'ri yoqilg'ida tayyorlanadi. tsilindrni buzadigan amallar nozullari yordamida ishlating, so'ngra aralashma silindrga oziqlanadi, siqiladi va sham elektrodlari orasidagi sirg'anish uchqun yordamida yondiriladi. Dizel maxsus dizel yoqilg'isi silindrga yuqori bosim ostida AOK qilinadi. Yonilg'ining bir qismi AOK qilinganida, to'g'ridan-to'g'ri silindrda yonuvchan aralashma hosil bo'ladi (va darhol yonib ketadi). Aralash silindrdagi siqilgan havoning yuqori harorati bilan yoqiladi.

Oddiy sharoitlarda gazsimon holatda bo'lgan uglevodorodlarni yoqilg'i sifatida yoqadigan gaz dvigateli: Suyultirilgan gazlarning aralashmalari to'yingan bug' bosimi ostida (16 atmgacha) silindrda saqlanadi. Bug'lantirgichda bug'langan aralashmaning suyuq fazasi yoki bug' fazasi gaz reduktoridagi bosimni atmosferaga yaqinlashguncha yo'qotadi va dvigatel tomonidan havo-gaz aralashtirgich orqali assimilyatsiya manifoltiga so'riladi yoki assimilyatsiya manifoldiga AOK qilinadi. elektr nozullar. Olovni yoqish sham elektrodlari orasidagi uchqun sirpanishi yordamida amalga oshiriladi. Siqilgan tabiiy gazlar atm bosimi ostida silindrda saqlanadi. Elektr ta'minoti tizimlarining dizayni suyultirilgan gaz bilan ta'minlash tizimlariga o'xshaydi, farq evaporatatorning yo'qligi. Generator gazi qattiq yoqilg'ini gazsimon yoqilg'iga aylantirish natijasida hosil bo'lgan gazdir. Qattiq yoqilg'i sifatida quyidagilar qo'llaniladi:

Birinchi benzinli dvigatellarda suyuq yoqilg'ining bug'lanish jarayoni juda orzu qilingan. Shu sababli, karbüratör ixtirosi dvigatel qurilishida haqiqiy inqilobni amalga oshirdi. Uning yaratuvchisi vengriyalik muhandis Donat Banki hisoblanadi. 1893 yilda u barcha zamonaviy karbüratörlerin prototipi bo'lgan reaktiv karbüratör uchun patent oldi. O'zidan oldingilaridan farqli o'laroq, Banks benzinni bug'lantirmaslikni, balki uni havoga mayda purkashni taklif qildi. Bu uning silindr bo'ylab bir xil taqsimlanishini ta'minladi va bug'lanishning o'zi siqish issiqligi ta'sirida silindrda sodir bo'ldi. Atomizatsiyani ta'minlash uchun benzin o'lchash ko'krak orqali havo oqimi bilan so'riladi va aralashma tarkibining mustahkamligi karbüratördeki benzinning doimiy darajasini saqlab turish orqali erishildi. Jet havo oqimiga perpendikulyar joylashgan quvurda bir yoki bir nechta teshik shaklida qilingan. Bosimni ushlab turish uchun suzuvchi kichik rezervuar taqdim etildi, u ma'lum bir balandlikda darajani saqlab turdi, shuning uchun olingan benzin miqdori etkazib beriladigan havo miqdori bilan mutanosib edi. Birinchi ichki yonish dvigatellari bir silindrli bo'lib, dvigatelning quvvatini oshirish uchun odatda silindrni oshirdi. Keyin ular silindrlar sonini ko'paytirish orqali bunga erisha boshladilar. 19-asr oxirida ikki silindrli dvigatellar paydo boʻldi, 20-asr boshidan esa toʻrt silindrli dvigatellar tarqala boshladi.

Tarkibi pistonli dvigatellar Yonish kamerasi silindr bo'lib, u erda yoqilg'ining kimyoviy energiyasi mexanik energiyaga aylanadi, bu esa krank mexanizmi yordamida pistonning o'zaro harakatidan aylanishga aylanadi. Amaldagi yoqilg'i turiga ko'ra ular quyidagilarga bo'linadi: Yoqilg'ining havo bilan aralashmasi karbüratorda, so'ngra assimilyatsiya manifoldida yoki assimilyatsiya manifoldida püskürtme nozullari (mexanik yoki elektr) yordamida yoki to'g'ridan-to'g'ri yoqilg'ida tayyorlanadi. tsilindrni buzadigan amallar nozullari yordamida ishlating, so'ngra aralashma silindrga oziqlanadi, siqiladi va sham elektrodlari orasidagi sirg'anish uchqun yordamida yondiriladi. Dizel maxsus dizel yoqilg'isi silindrga yuqori bosim ostida AOK qilinadi. Yonilg'ining bir qismi AOK qilinganida, to'g'ridan-to'g'ri silindrda yonuvchan aralashma hosil bo'ladi (va darhol yonib ketadi). Aralash silindrdagi siqilgan havoning yuqori harorati bilan yoqiladi.

Oddiy sharoitlarda gazsimon holatda bo'lgan uglevodorodlarni yoqilg'i sifatida yoqadigan gaz dvigateli: Suyultirilgan gazlarning aralashmalari to'yingan bug' bosimi ostida (16 atmgacha) silindrda saqlanadi. Bug'lantirgichda bug'langan aralashmaning suyuq fazasi yoki bug' fazasi gaz reduktoridagi bosimni atmosferaga yaqinlashguncha yo'qotadi va dvigatel tomonidan havo-gaz aralashtirgich orqali assimilyatsiya manifoltiga so'riladi yoki assimilyatsiya manifoldiga AOK qilinadi. elektr nozullar. Olovni yoqish sham elektrodlari orasidagi uchqun sirpanishi yordamida amalga oshiriladi. Siqilgan tabiiy gazlar atm bosimi ostida silindrda saqlanadi. Elektr ta'minoti tizimlarining dizayni suyultirilgan gaz bilan ta'minlash tizimlariga o'xshaydi, farq evaporatatorning yo'qligi. Generator gazi qattiq yoqilg'ini gazsimon yoqilg'iga aylantirish natijasida hosil bo'lgan gazdir.

Ko'mir torf Yog'och gaz-dizel yoqilg'ining asosiy qismi gaz dvigatellarining bir turida bo'lgani kabi tayyorlanadi, lekin elektr vilkasidan emas, balki dizel yoqilg'isiga o'xshash silindrga AOK qilingan dizel yoqilg'isining ateşleme qismi tomonidan yoqiladi. dvigatel. Aylanadigan porshenli estrodiol ichki yonuv dvigateli ichki yonuv dvigateli, piston (aylanuvchi piston) va qanotli mashina (turbina, kompressor) birikmasi bo'lib, unda ikkala mashina ham ish jarayonida ishtirok etadi. Kombinatsiyalangan ichki yonuv dvigateliga gaz turbinali (turbomotorli) pistonli dvigatel misol bo'la oladi. RCV - bu ichki yonish dvigateli, uning gaz taqsimlash tizimi silindrning aylanishi tufayli amalga oshiriladi. Tsilindr kirish va chiqish quvurlari orqali navbatma-navbat aylanish harakatini amalga oshiradi, piston esa o'zaro harakat qiladi.

Ichki yonuv dvigateli uchun zarur bo'lgan qo'shimcha birliklar Ichki yonish dvigatelining kamchiliklari shundaki, u faqat tor rpm oralig'ida yuqori quvvat ishlab chiqaradi. Shuning uchun transmissiya va starter ichki yonuv dvigatelining ajralmas atributlari hisoblanadi. Faqat ba'zi hollarda (masalan, samolyotlarda) murakkab uzatishsiz qilish mumkin. Gibrid avtomobil g'oyasi asta-sekin dunyoni zabt etmoqda, unda dvigatel har doim eng yaxshi holatda ishlaydi. Ichki yonish dvigateliga, shuningdek, yonilg'i tizimi (yonilg'i aralashmasini etkazib berish uchun) va kerak egzoz tizimi(egzoz gazlarini olib tashlash uchun).