Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

В каком году был изобретен первый дизельный двигатель

История создания первого электродвигателя

Из истории электромобиля мы знаем, что первый электродвигатель появился раньше двигателя внутреннего сгорания. Как это было… Работы Андре-Мари Ампера, объединившие два разобщенных ранее явления — магнетизм и электричество, вдохновили другого гениального ученого — Майкла Фарадея. Открытия Ампера, Эрстеда и Араго побудили английского физика заняться вопросом о превращении магнитной и электрической энергии в механическую. В 1821 году поставленная задача была решена с помощью специального прибора, в котором было продемонстрировано явление непрерывного электромагнитного вращения.

После удачного эксперимента Фарадей поставил себе новую задачу о превращении магнетизма в электричество. Явление, составляющее основу современной электроэнергетики, было открыто английским ученым лишь через десять лет. Оно было названо электромагнитной индукцией. Спустя 3 года русский физик Эмилий Ленц, обобщив проделанные Фарадеем опыты, сформулировал новый фундаментальный закон, дававший возможность безошибочно определить направление индуцированного тока.

Так называемый принцип обратимости был доказан Ленцем не только теоретически, но и экспериментально: катушка, при ее вращении между полюсами магнита, генерировала электрический ток, обратная реакция заключалась в том, что катушка начинала вращаться, если в нее посылали ток. Исследование английского физика и опыты русского академика сыграли решающую роль в истории электродвигателя и развитии всего электромашиностроения в целом.

Первые попытки создания электродвигателя

Разработки теоретических предпосылок моментально дали толчок для создания первых электродвигателей и генераторов электрического тока. В 1824 году английский физик и математик Питер Барлоу с помощью прибора наглядно продемонстрировал возможность превращения электрической энергии в механическую. Колесо Барлоу представляло собой два горизонтально расположенных П-образных постоянных магнита, под которыми на одной оси размещены два медных зубчатых колеса. Когда через колеса проходил ток, они начинали вращаться в одном направлении.

При этом ученый заметил, что смена полярности контактов и полюсов магнитов изменяла и направлении вращения колес. По сути, Барлоу изобрел первый униполярный электродвигатель. Его опыт дал пищу для размышления другим изобретателям, и уже в 1831 году была представлена еще одна модель электродвигателя. На этот раз Д. Генри сделал попытку использовать для получения качательного движения отталкивание одноименных и притяжения разноименных магнитных полюсов.

Первый электродвигатель с возможностью практического применения

Модели, созданные Барлоу и Генри, представляли собой электрические устройства с качательными или возвратно-поступательными движениями малой удельной мощности, посему не имели практического применения, а о серийном производстве электромобилей даже и речи не могло быть. Первый электродвигатель с непосредственным вращением рабочего вала был создан в 1834 году физиком и академиком Борисом Якоби. Но стоит отметить, что впервые идею о создании более современного электродвигателя с вращательным движением высказал английский ученый В. Риччи еще в 1833 году. Был ли знаком Якоби с работой Риччи, неизвестно.

Двигатель Якоби состоял из двух групп электромагнитов. Попеременное изменение полярностей подвижных электромагнитов происходило путем специального коммутатора. Принцип этого устройства используется в некоторых современных электродвигателях. Мощность двигателя составляла всего 15 Вт, при частоте вращения ротора 80-120 об/мин.

В 1837 году Якоби обратился к Министру народного просвещения графу С. Уварову с предложением о практическом применении своего электродвигателя. О предложении русского академика было доложено Николаю I. Император дал добро на создание «Комиссии для производства опытов относительно приспособления электромагнитной силы к движению машин по способу Якоби».

Первый электродвигатель был далеко не совершенным и, конечно же, очень слабым. Так считал и сам академик, поэтому все средства выделенные комиссии были потрачены на усовершенствование электрической схемы. В 1838 году по Неве шел катер с 12 пассажирами, среди которых были физик Ленц, адмирал Крузенштерн и сам Якоби. Шлюпка крайне удивила гуляющих в тот день по набережной — никто из ее пассажиров не греб веслами.

Заменил гребцов электродвигатель мощностью 0.6 кВт, питаемый от 320 гальванических элементов. Испытания прошли весьма удачно, и сенсационная новость о первом практическом применении электродвигателя разлетелась по всему миру.

Видео: создание простейшего электродвигателя

История дизельных двигателей: технологии, покорившие мир

От изобретения дизельного двигателя до современных систем непосредственного впрыска Bosch Common Rail

Для технического прорыва понадобилось всего 13 страниц – на них Рудольф Дизель изобразил и описал двигатель, названный впоследствии его именем. Патент на изобретение под номером 67207 был выдан Имперским патентным ведомством Германии 120 лет назад. Именно тогда, 23 февраля 1893 года, началась история, результатом которой стали миллионы легковых автомобилей, грузовиков и кораблей, работающих на дизельных двигателях сегодня. К сожалению, сам г-н Дизель не дожил до всемирного успеха своего детища: он умер во время морского путешествия 29 сентября 1913 года – ровно сто лет назад.

Секрет успеха его разработки заключался в самовоспламенении топливной смеси – именно это свойство остается ключевым в дизельном двигателе и сегодня. В конструкции Рудольфа Дизеля воздушно-топливная смесь была сжата в соотношении 20:1, что создавало условия для самовоспламенения. В результате эффективность агрегата значительно возросла. Когда Дизель начинал работу над своим двигателем, эффективность бензиновых моделей достигала всего 12%, а газовых – 17%. При этом даже первый прототип изобретателя демонстрировал 25% эффективности.

Читать еще:  Характеристика двигателя мерседес с класса 2000 года

Дизельные двигатели выходят на рынок: от Mercedes-Benz 260 D до Golf GTD

Уже в 20-х годах прошлого века автомобильные эксперты пророчили дизельному двигателю большое будущее. Однако ждать наступления этого «золотого времени» пришлось не один год. Первый грузовой автомобиль с дизельным двигателем был выпущен в Германии в 1924 году, и только в 1929 году американский производитель двигателей Cummins в качестве эксперимента использовал дизельный двигатель в легковом автомобиле. Первой серийной легковой моделью, работающей на дизеле, стал Mercedes-Benz 260 D, вышедший в 1936 году. Однако понадобилась еще четверть века, чтобы водители перестали воспринимать дизели как медленные, скучные, шумные и грязные моторы.

Впрочем, со временем отношение потребителей изменилось. После Второй мировой войны дизельные авто стали постепенно завоевывать рынок. А появление в 1975 году автомобиля VW Golf Diesel произвело настоящий фурор. Этот компактный хэтчбек стал первой компактной моделью, оснащенной высокооборотным дизельным двигателем. При этом топливные насосы распределительного типа от Bosch обеспечивали автомобилю еще и высокую экономичность. Версия Golf GTD с турбонаддувом и, соответственно, повышенной производительностью, вошла в историю как первый спортивный дизельный легковой автомобиль. На волне такого успеха все ведущие автопроизводители Европы наладили выпуск моделей среднего и гольф-класса, оснащённых дизельными двигателями.

Рубеж в 1000 бар: повышение давления впрыска увеличивает производительность

Завоевав класс компактных автомобилей, дизельная технология продолжила покорение автопрома. Постепенно повышалось давление, а непосредственный впрыск заменил конструкцию с разделёнными камерами сгорания. В 1989 году в автомобиле Audi 100 TDI дебютировал первый аксиально-плунжерный топливный насос высокого давления распределительного типа для непосредственного впрыска дизельного топлива. По новой технологии Bosch топливо под давлением около 1000 бар подавалось непосредственно в цилиндр, что обеспечивало эффективное сгорание. В результате повышалась мощность двигателя, а расход топлива и уровень выбросов снижались. Спустя сто лет после изобретения дизельного двигателя Bosch совершил технический прорыв.

В конце 1990-х годов компания поставляла на рынок несколько разновидностей систем непосредственного впрыска, которые включали в себя радиально-поршневой распределительный насос, технологию с насос-форсунками, систему Common Rail. Уже первые модели были рассчитаны на работу при давлении около 1500 бар, а последующие поколения поддерживали 2000 бар и выше.

Система Common Rail со временем стала доминирующей технологией, что во многом связано с ее тихой и эффективной работой. Особенность системы заключается в том, что топливо подается во все цилиндры при постоянном давлении. Пиковое давление в таких системах ниже, чем при использовании технологии насос-форсунка (где показатели могут достигать значений гораздо более 2000 бар и обеспечивать низкий расход топлива), однако стабильно высокое давление, при котором топливо хранится в общем распределителе, позволяет осуществлять до восьми впрысков за один цикл. Возможность делать предварительные и дополнительные впрыски позволяет двигателю работать тише, а также сокращает уровень выбросов. Таким образом, система Common Rail позволяет снизить вредное воздействие на окружающую среду.

Каждый второй новый автомобиль в Германии – дизельный

Сегодня уже нет сомнения, что дизель предоставляет мощность и динамику, соответствующую или даже превосходящую другие типы двигателей. Благодаря турбокомпрессорам с изменяемой геометрией турбины, которые сейчас являются стандартом, современные дизельные двигатели демонстрируют высокий крутящий момент даже на низких оборотах. Распространенное мнение о том, что дизельные двигатели – это грязь и шум, давно осталось в прошлом. Современные транспортные средства, работающие на дизеле, тихие и экономичные. Системы обработки выхлопных газов, подобные Denoxtronic, дополнительно сокращают выбросы оксидов азота, позволяя соответствовать даже самым строгим стандартам, таким как Euro-6. Дизельный двигатель проделал путь от диковинки и статуса рабочей лошадки до повсеместного использования. Если в 1997 году только 22% автомобилей, проданных в Западной Европе, были дизельными, то сегодня эта цифра составляет около 50%. Даже учитывая активное развитие альтернативных силовых агрегатов, перспективы дизельных двигателей по-прежнему велики. Уже сейчас из Франкфурта в Рим можно доехать на одном баке, а уровень выбросов СО2 составит всего 100 г/км. Кроме того, дизельные двигатели могут быть объединены с электрическими компонентами для создания гибридного привода. Такой подход уже реализован в современных автомобилях Peugeot 3008_Hybrid4 и Volvo V60.

Конечно, Рудольф Дизель даже не мечтал ни о чем подобном, когда впервые собрал свой двигатель в 1897 году. Однако запись в дневнике изобретателя свидетельствует, что он высоко оценивал потенциал своего детища: «После долгих лет напряженных усилий и преодоления невообразимых трудностей, мне наконец-то удалось создать машину, воплощающую мою задумку. Это плавно работающий, очень простой и удобный в эксплуатации механизм, результаты работы которого превосходят все разработки, сделанные ранее». С мнением Рудольфа Дизеля и сегодня согласны миллионы водителей во всем мире.

История создания дизельного двигателя. Часть третья. Русский дизель

13 января 2018 Категория: Полезная информация.

Берлин, 14 февраля 1898 года. «Паласт-отель» принимает именитых гостей, среди прочих – Эммануил Нобель. Племянник изобретателя динамита и титан нафтенового дела в России. Нобель волнуется, его рука дрожит, подписывая документы – шутка ли, заключение «сделки века», как потом назовет этот день пресса. Нобель заключает контракт с самим Рудольфом Дизелем. Нобель хочет привезти идею дизельного двигателя в Россию – и воплотить ее в жизнь.

Читать еще:  Ваз 2107 как проверить заклинило двигатель или нет

К концу XIX века хоть и существовали различные поршневые двигатели, топливо которых сгорало в цилиндрах, по сути они не были достойными конкурентами морально устаревшим паровым машинам. КПД таких двигателей не превышал 15%. А вот идеи насчет модификации самого устройства – достижение процесса самовоспламенения воздуха от сильного сжатия – было описано еще в 1824 году французом Сади Кирно. Осмелился реализовать задумку «цикла Карно» ни кто иной как Рудольф Дизель, талантливый честолюбивый инженер из Германии. Спустя множество неудачных попыток, после десятилетий научного поиска, Дизель добивается-таки успеха, получает патент на свое изобретение и гордо несет его в мир, продавая концепт конструкции революционного изобретения богатейшим предпринимателям планеты.

И в 1898 году одним из тех самых богатейших людей планеты, которым было очень интересно изобретение Дизеля, стал как раз Эммануил Нобель. Который, не торгуясь, выложил на право применения изобретения Дизеля 500 тысяч рублей золотом. Шутка ли – КПД двигателя, работающего от сжатого воздуха, превышал КПД поршневых моторов почти вдвое! Владелец нефтяной империи в России просто-таки мечтал о моторе, работающем от сырой нефти. Эммануил был уверен: русские инженеры способны, опираясь на конструкт Дизеля, изготовить такой двигатель, совершив тем самым грандиозный экономический рывок.

Дизель и Нобель ударили по рукам; в этом же, 1898 году, первый русский дизельный двигатель увидел мир. Один цилиндр, вращение в 200 об/мин, мощность до 15 кВт – таковы были его рабочие характеристики. И все это – на сырой нефти. Разумеется, такая конструкция предусматривала серьезные изменения основных механизмов и применение новых высококачественных материалов.

Сразу после выпуска первого отечественного мотора, его сравнили с первым дизельным двигателем с завода Аугсбурга. Эксперты с мировым имененем однозначно постановили: российская разработка завода «Людвиг Нобель» имеет КПД и мощность выше, а топлива расходует куда скромнее своего немецкого кузена.

После таких восторгов оставалось только приступить к серийному выпуску. И он начался — уже в 1900 году с конвейера сошли первых 7 моторов. Дальше с каждым годом число выпускаемых моторов росло, достигнув к 1904 году 50 штук в год. Всего же к концу 1910 года завод продал 450 машин и перешел на специализацию, реализуя двигатели до 740 кВт мощности стационарных, быстроходных и судовых моторов. Реклама завода предлагала «Патентованные двигатели «Дизеля», работающие сырой нефтью, самые совершенные и экономические».

Вначале российские двигатели использовались как генераторы на предприятиях и электростанциях. Позже талантливый и дальновидный инженер К.П. Боклевский предложил оснащать такими установками суда, чтобы те могли «пойти из любого порта нашей страны во Владивосток, не заходя в иностранные гавани за топливом».

Сказано – сделано, и уже в 1904 году баржа «Вандал», собранная в России и оснащенная тремя дизельными моторами мощностью около 90 кВт каждый, рассекала воды Волги «двигателем совершенно нового образца, невиданного еще нигде», как писала пресса.

Вторая «ласточка» в сфере судоходства – нефтеналивная баржа «Сармат» с установленными на нее двумя 4-цилиндрамовыми двигателями, использование которых показало большую экономичность, чем у пароходов.

В 1908 году на Коломенском заводе строят первый российский морской теплоход, работающий на двух дизельных двигателях по 340 кВт каждый. А спустя 8 лет, в Николаеве строят танкер «Степан Лиазонов». 12-тонное судно ходило по Черному морю, щеголяя двумя двухтактными моторами с шестью цилиндрами мощностью в 850 кВт.

Что касается недостатков первых дизельных двигателей для судов в России, то к ним относилось в первую очередь отсутствие возможности изменения направления вращения — реверс. Первый реверсивный маломощный дизельный мотор построен был по Франции фирмой «Дикофф», а достаточной мощности – фирмой «Зульцер» в Швейцарии.

Но и в России разработки реверсивного дизеля велись с 1904 года. Всего же до 1911 года завод «Людвиг Нобель» выпустил двигатели для четырех десятков теплоходов. В 1920-м предприятие переименовали в «Русский Дизель».

Так создавался двигатель, перевернувший мир судостроения – и было это на заре ХХ века, в России.

О первых дизельных двигателях в США и Европе читайте здесь.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог.

10 фактов о дизеле, которых вы (спорим?) не знали

Как изобрели дизельное топливо?

Легенда о Рудольфе Дизеле гласит, что главное изобретение он сделал благодаря случайно попавшей ему в руки зажигалке для прикуривания сигар. В стеклянной трубке размещался фитиль, который раскалялся по мере того, как воздух в трубке сжимали с помощью поршня. Дальше изобретателю все было ясно: нужно как следует сжать воздух, после чего соединить его с топливом, которое при этом воспламенится.

Куда пропал изобретатель?

Одна из самых фантастических легенд намекает, что Рудольф Дизель инсценировал свою гибель, а сам под чужим именем обосновался в России, с которой имел давние деловые отношения.

Читать еще:  Что может быть если загорелся индикатор неисправности двигателя

Откуда взялось название?

Если бензиновые моторы условно называют так «в честь бензина», то дизельные двигатели увековечили имя своего изобретателя — Рудольфа Дизеля, немецкого инженера, родившегося в Париже. Соответствующие топлива также фактически носят его имя. Однако первоначально Дизель назвал изобретенную силовую установку «атмосферным газовым двигателем». Но определение не прижилось.

На чем он должен был работать?

Экземпляр работоспособного двигателя образца 1897 года представлял собой трехметровый железный цилиндр, в котором поршень двигал маховик. Развиваемая мощность достигала 20 л. с., а коэффициент полезного действия составлял почти 30%. Любопытно, что Дизель рассчитывал на КПД в 75%, однако и полученные цифры его более чем устроили, поскольку равных такому мотору не было. Говорят, этот мотор Дизеля проработал беспрерывно более полумесяца.

Очевидно, что специального топлива для первых дизелей никто не производил. Поначалу в них сжигали растительные масла — в частности, арахисовое, а также легкие нефтепродукты — и даже бензин! Но Рудольф Дизель хотел использовать для своих движков каменноугольную пыль. Политически и экономически мысль была отличной: у Дизеля был немецкий патент, а угля в Германии, в отличие от нефти, — полно. Однако с абразивной пылью ничего не получилось, и изобретатель переключился на нефтепродукты, вызвав недовольство бюргеров. Впрочем, он все время надеялся, что в качестве топлива будет выступать также продукция сельского хозяйства, и мечтал, что его моторы будут работать в любых странах вне зависимости от наличия в них природных полезных ископаемых.

Как он повлиял на людей?

К концу 19-го века лицензии на производство дизельных двигателей десятками продавались фабрикантам, судостроителям и производителям оборудования для электростанций и водяных насосов. Суммы контрактов исчислялись миллионами долларов. Собственно, теперь на любом производстве установка паровых двигателей считалась дурным тоном, поскольку моторы Дизеля были как минимум в четыре раза экономичнее. Их широко начали применять на транспорте. С кораблей поувольняли кочегаров. За кораблями последовали локомотивы. Позже появились «дизель-трамваи».

Что было в СССР?

Первый отечественный дизель-троллейвоз БЕЛАЗ-75247-92 грузоподъемностью 65 тонн был построен в 1964 году. А в начале 1987-го были построены два дизель-троллейвоза БЕЛАЗ-75195 грузоподъемностью 110 тонн. Результаты испытаний были положительными, но затем СССР ушел в историю.

А на легковушку?

В середине 1900-х годов Дизель начал экспериментировать с постройкой компактного мотора для автомобиля. Но многочисленные испытания при жизни изобретателя приводили лишь к провалу: надежность поначалу была «никакой».

Грузовики на дизелях появились в Германии с 1924 года. Первой дизельной легковушкой стал американский автомобиль Auburn с мотором Cummins — это было в 1935 году. Но до серии первыми добрались все-таки немцы, выпустившие в 1936 году двухлитровый Mercedes-Benz 260 D мощностью 45 л.с. Он стоил 6800 рейхсмарок, что почти на две тысячи превышало стоимость 55-сильной модификации Mercedes-Benz 230. Первые рекорды скорости — также за немцами: в 1939 году дизельный Hanomag с аэродинамическим кузовом развил на пятикилометровом отрезке со стартом с ходу скорость 155,94 км/ч.

Зачем Жигулям нужен дизель?

Чем дальше уходит советская эпоха, тем больше желающих поспорить о ней. Однако напомню: в годы появления первых Жигулей бензин АИ-93 по 10 копеек за литр казался безобразно дорогим. Отсутствие в продаже дизельных машинок воспринималось как вселенская несправедливость: о них мечтали практически все. Но вовсе не потому, что дизель экономичнее и так далее: на АЗС дизтопливо частникам вообще не отпускали. Однако народ прекрасно знал: все КАМАЗы ходят на дизтопливе и наверняка мечтают поделиться им с кем-нибудь. А еще были дизельные МАЗы, КрАЗы, Уралы-4320 и т. п.

Можно ли говорить «солярка»?

Напомним, что называть ДТ соляркой неграмотно, хотя в разговорной речи термин хорошо прижился. Но дело в том, что дизельное топливо содержит не только соляровые фракции — еще есть газойлевые и керосиновые. А названия «соляр» или «солярка» происходят от немецкого Solaröl — «солнечное масло»: так когда-то называли образующуюся при перегонке нефти более тяжелую фракцию желтоватого оттенка. Сегодня солярка — это отдельный вид топлива, применяющийся разве что в тихоходных тракторах: в современном автомобиле оно не используется.

У нас дорогое дизтопливо?

По итогам прошедшего года самое дорогое дизельное топливо в Европе (в пересчете на рубли) продавалось в следующих странах: Нидерланды — 111,6 ₽ /л; Швеция — 106,8 ₽ /л; Италия — 105,8 ₽ /л; Великобритания — 104,7 ₽ /л; Бельгия — 102,3 ₽ /л. А самое дешевое — вот здесь: Казахстан — 32 ₽ /л; Россия — 46,1 ₽ /л; Беларусь — 52,1 ₽ /л; Молдавия — 60,1 ₽ /л; Украина — 73,5 ₽ /л. Цена отличается в 3,5 раза! Но это еще на самый большой разброс цен. К примеру, разница в цене на 95-й бензин в тех же странах — четырехкратная.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector