Двигатели
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ТРАКТОРОВ, АВТОМОБИЛЕЙ И ДВИГАТЕЛЕЙ
-
- Механическую обработку земли с помощью тяжеловозов-самоходов одним из первых предложил в 1785 г. русский профессор земледелия И. И. Комов.
- B. П. Гурьев в 1817 г. построил «народный дилижанс» для работы по бездорожью. Большое значение он придавал сухопутным пароходам, т. е. паровым тягачам, работавшим с прицепами в сельском хозяйстве несколько позже.
- В 1837 г. капитан русской армии Д. А. Загряжский запатентовал «экипаж с подвижными колеями», т. е. на гусеничном ходу. Это изобретение не было своевременно оценено, и в 1839 г. патент был аннулирован.
- C. Маевский, штабс-капитан артиллерии, разработал конструкцию тягача с одногусеничным движителем и в 1879 г. получил новый патент.
- Предлагаемые конструкции не решали одну из важных проблем гусеничного механизма — проблему поворота. Ее решил крестьянин Саратовской губернии, пароходный механик Ф. А. Блинов, построивший первый в мире гусеничный трактор. В 1879 г. Ф. А. Блинов получил привилегию (патент) на вагон особого устройства с «бесконечными рельсами» для перевозки грузов по шоссейным и проселочным дорогам. Впоследствии он создал гусеничный самоход, т. е. гусеничный трактор, который имел две паровые машины, предназначенные для приведения в действие правой и левой гусениц. Трактор имел высокую маневренность. Для поворота машины вправо пускалась левая гусеница, а правая оставалась неподвижной; при повороте влево пускалась правая гусеница при неподвижной левой. Поворот трактора на месте осуществлялся вращением одной гусеницы вперед, а другой — назад.
- Ученик Ф. А. Блинова Я. В. Мамин, учитывая недостатки громоздкой паросиловой установки, начал работать (в 1900 г.) над заменой ее двигателем внутреннего сгорания. В 1911 г. им были построены первые в России колесные тракторы марки «Русский трактор», снабженные двигателями внутреннего сгорания «Русский дизель» мощностью 18 и 33 кет (25 и 45 л. с).
- Современный автомобиль прошел длительный путь развития. Немаловажную роль в создании автомобиля также сыграли русские изобретатели и ученые.
- В середине XVII в. крепостной крестьянин Л. Шамшуренков построил «самобеглую коляску», приводившуюся в движение ногами через педали мускульной силой человека. Русский механик И. П. Кулибин в 1791 г. построил «самокатную тележку», приводимую в движение от педального привода; конструкция была более совершенна, так как имела механизм — прототип современной коробки передач. Тележка развивала скорость до 16 верст в час.
- Паровую машину И. И. Ползунова, изобретенную в 1763 г. приспособить для быстроходных экипажей не удалось из-за ее громоздкости и низкой топливной экономичности.
- Только после создания сравнительно легкого бензинового двигателя автомобиль получил широкое развитие.
- В 1882 г. русские инженеры Путилов и Хлобов построили первый в мире автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, на три года опередив фирму Даймлер и Бенц (Германия).
- Работы по созданию двигателя внутреннего сгорания имеют свою историю. Принцип двигателя внутреннего сгорания получил практическое осуществление в 1877 г., когда Отто (Германия) построил газовый двигатель, сохранивший свои особенности в конструкциях газовых, керосиновых и бензиновых двигателей до настоящего времени. Идея Отто заключалась в том, что горючая смесь получалась вне цилиндра двигателя, затем она сжималась в цилиндре и воспламенялась электрической искрой.
- В России в 1879 г. был спроектирован первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на легких топливах, а затем построен в Петербурге (1885 г.) капитаном русского флота О. С. Костовичем. Двигатель предназначался для воздухоплавательных аппаратов и имел мощность 56 кет (80 л. с.) при массе 240 кг. Даймлер и Бенц в Германии в 1885 г. построили бензиновые двигатели малой мощности для небольших самодвижущихся колясок.
- Р. Дизель (Германия) в 1893 г. предложил другой принцип осуществления газовоздушного цикла. В цилиндре двигателя сжимается только атмосферный воздух, который вследствие большой степени сжатия нагревается до высокой температуры; зажигание же горючей смеси осуществляется не от постороннего источника, а в результате самовоспламенения топлива, впрыснутого через форсунку в среду раскаленного воздуха, получающего высокую температуру при его сжатии в цилиндре.
- Первые дизели работали на керосине. Распыливание жидкого топлива осуществлялось сжатым воздухом (компрессорный дизель), для чего на двигателе имелись компрессор и баллоны для сжатого воздуха, что значительно утяжеляло конструкцию. В настоящее время такие двигатели обычно строятся для стационарных установок.
- В 1899 г. в России стали изготовлять дизели, работающие на нефти.
- В 1901 г. в Петербурге на Путиловском заводе русский инженер Г. В. Тринклер построил двигатель (бескомпрессорный), работающий по смешанному циклу; впоследствии такие двигатели были усовершенствованы Я. В. Маминым и получили широкое применение на транспортных машинах.
- В развитии и совершенствовании двигателей внутреннего сгорания большую роль сыграли русские ученые В. И. Гриневецкий, Е. К. Мазинг, Н. Р. Бриллинг, А. С. Орлин и др.
- Двигатели внутреннего сгорания по сравнению с паровыми машинами имеют ряд преимуществ: отсутствие котельной установки, малые габариты и массу, небольшую потребность в воде, быстрый пуск, меньший расход топлива и отсутствие расхода топлива в период выключения двигателя. К недостаткам их относятся: невозможность постройки агрегатов мощности, большей 7,35 тыс. кет (10 тыс. л. с.), и трудность использования отходящего тепла от работающего двигателя.
- Постройка агрегатов большой мощности ограничивается числом оборотов коленчатого вала двигателя, так как повышение их у дизелей нарушает работу топливоподающей аппаратуры (насосов высокого давления и форсунок) и вызывает у поршневых двигателей увеличение сил инерции движущихся деталей (поршней, шатунов и др.). Для устранения этих недостатков необходимо увеличивать прочность конструкции частей двигателя, что приводит к увеличению массы двигателя в целом, осуществлять (у дизелей) дальнейшее улучшение конструкции топливоподающей аппаратуры и совершенствовать процесс смесеобразования. Поэтому обороты вала крупных стационарных двигателей (дизелей) находятся в пределах 31,4-62,8 рад/сек (300-600 об/мин), транспортных дизелей— 104-260 рад/сек (1000-2500 об/мин), быстроходных (карбюраторных) — 314-530 рад/сек (3000-5000 об/мин).
- В связи с наличием существенных преимуществ двигатели внутреннего сгорания в настоящее время нашли широкое применение во всех отраслях народного хозяйства: на стационарных установках, судах, тепловозах, тракторах и тяжелых грузовых автомобилях и частично в авиации.
