Гидравлический пресс
Гидравлический пресс – (от греч. гидравликос – водяной). Это машины, действие которых основано на законах движения и равновесия жидкостей. Основной частью машины служат два цилиндра разного диаметра, снабженные поршнями и соединенные трубкой [4].
Гидравлический пресс появился в XVIII веке из-за необходимости применения большого давления при пакетировании сена, получении виноградного сока и отжиме масла. В 1795 году Джозефе Брама нашел способ использовать гидравлический пресс для изготовления свинцовых труб путем продавливания металла через кольцевидное отверстие матрицы. Но эту идею осуществил Т. Бурр, который построил гидравлический пресс для изготовления свинцовых труб. Т. Бурр был первым, кто доказал, что гидравлический пресс пригоден для обработки металла и сплава.
В 1875 году Джозеф Витворт запатентовал во Франции гидравлический пресс. Он состоял из 4 колонн, укрепленных в фундаментной плите. На верхней части колонн располагалась неподвижная траверса с двумя гидравлическими подъёмными цилиндрами. Они перемещали вверх и вниз подвижную траверсу, в нижней части которой был установлен штамп.
Пресс Витворта был впервые применен в 1884 году для ковки слитков. Тогда ковка орудийных стволов велась при помощи паровых молотов. С появлением пресса Витворта они стали отходить на задний план. Этот пресс применяли и для производства броневых плит, изготовления стволов артиллерийских орудий, крупных валов.
В современное время гидравлический пресс применяется везде, где требуется большое давление, например, в металлургической, авиационной, военной промышленности, в автомобильном (тормозная система) транспорте и многое другое. На сегодняшний день гидравлический пресс (рис. 1) – это один из самых многофункциональных механизмов в мире. Его работа основана на законе Паскаля – оказывая на поверхность жидкости в меньшем цилиндре меньшую силу, получаешь большую силу в большем цилиндре во столько раз, во сколько отличаются их площади поверхностей.
Рис. 1. Схема гидравлического пресса.
Двигатель внутреннего сгорания (двс).
Самым первым ДВС можно назвать артиллерийскую пушку. В ее ствол закладывается заряд (рабочее тело), затем вставляется снаряд (поршень), заряд поджигается (воспламенение), сгорая порох (топливо) вырабатывает большое количество пороховых газов (рабочий ход), которые с силой выталкивают снаряд из ствола, то есть делают необходимую работу.
К концу 18-го века получили развитие паровые двигатели. Создатели паровых машин уже тогда понимали, что лучше топливо сжигать непосредственно в цилиндре двигателя, просто в то время не было удобного для этого процесса топлива [4,5].
Важным событием в долгой истории создания ДВС было изобретение способа производства искусственного горючего газа, который получается методом сухой перегонки из дерева или каменного угля, был предложен французским инженером Филиппом Лебоном в 1799 году.
В скором времени Лебон определил, что смесь газа с воздухом легко взрывается, выделяя при этом большое количество тепла, в результате чего происходит сильное расширение сгоревшей смеси, и создаётся необходимое давление, которое можно использовать для получения механической энергии. На основе этого открытия в 1801 году Лебон получил патент, на двигатель, работающий на горючем газе.
В 1824 году французский физик и военный инженер Карно, на основе законов термодинамики теоретически описал работу идеального теплового двигателя. В своей работе Карно теоретически обосновал необходимость сжатия горючей смеси перед воспламенением. Именно на теории Карно были созданы ДВС Отто и Дизеля, являющиеся основой всех современных двигателей.
В современном представлении, двигатель внутреннего сгорания – это тепловой двигатель, в котором происходит воспламенение топлива прямо внутри цилиндра, а тепловая энергия его сгорания превращается в механическую энергию движения коленвала, а впоследствии колес, которые на нем закреплены.
Четырехтактный двигатель – поршневой двигатель внутреннего сгорания, в котором рабочий процесс в каждом из цилиндров совершается за два оборота коленчатого вала, то есть за четыре хода поршня (такта). Этими тактами являются: впрыск топлива, сжатие, рабочий ход, выход выхлопных газов. В 1861 году французский инженер Бо де Роше (Alphonse Eugène Beau de Rochas) издал книгу "Новый принцип работы двигательных машин, в которых топливо сжигается внутри цилиндра", где он обосновывал принципы работы четырехтактного двигателя внутреннего сгорания. Эта брошюра была издана за 16 лет до момента регистрации патента немецкого инженера Николауса Отто, во всём мире считающегося изобретателем четырёхтактного ДВС.
Главные особенности четырехтактного двигателя: газообмен в цилиндре полностью обеспечивается перемещением рабочего поршня; для переключения полости цилиндра на впуск и на выхлоп используется отдельный газораспределительный механизм; каждая фаза газообмена выполняется во время отдельного полуоборота коленчатого вала.