Министерство образования и науки

Российской Федерации.

Алтайский государственный технический университет

Имени И. И. Ползунова.

Кафедра общей технологии машиностроения.

Реферат.

Тема: «История создания двс».

Выполнил: Принял преподаватель:

Студент группы ТМ 23 Буевич В. Н.

Мордвинов В. Ю. Дата:_______________.

Подпись:____________.

Барнаул 2005.

1. Период развития науки, предшествующий созданию двигателей внутреннего сгорания.

Предпосылки к созданию теплового двигателя:

История развития тепловых двигателей связана с эволюцией развития всей техники энергетики. Поэтому, рассматривая развитие двигателей внутреннего сгорания, необходимо параллельно обращать внимание на развитие базовых наук - теплотехники, гидравлики, механики и многих других. Прототип теплового двигателя сохранился в набросках Леонардо да Винчи (примерно 1500 г.).

К 1680 году Гюйгенсом была сделана попытка осуществить конструкцию порохового газоатмосферного двигателя. Прообразом двигателя внутреннего сгорания является пороховое ружье. Мысль о применения взрывов пороха для производства непрерывной работы принадлежит аббату Отфею и относится к 1678 году. А первая паросиловая установка Севери (Английский патент 1698 г.) испытана Гей-Люссаком и имела КПД 0,6 %.

Появление первого описания схемы работы цикла парового двигателя относится к 1690 году. Именно в этом году французский врач Дени Папен выпустил книгу "Новый метод получения значительной движущей силы за недорогую цену". Изобретатель Ньюкомен в 1712 году в Англии осуществил постройку такой машины, совершавшей десять циклов в минуту и заменившей 50 лошадей на откачке грунтовых вод из шахты. По сути дела это был цилиндр, в котором под действием пара поднимался вверх поршень, совершая в это время работу, а потом, по мере охлаждения пара, поршень опускался, возвращая машину в исходное положение, и она была готова к совершению следующего цикла.

Создание первого парового двигателя:

Первый паровой двигатель (внешнего сгорания) был создан в России Иваном Ивановичем Ползуновым, предложившим в 1763 году свой проект.

Первая паровая машина по проекту И.И.Ползунова была построена в 1765 году в г. Барнауле.

В Англии в 1782 году выдан патент №1321 на имя Джеймса Уатта на конструкцию паровой машины.

Первым в России лектором курса "Паровой механики" был Николай Николаевич Божерянов в Петербургском технологическом институте (I8II-I876 гг.).

Предыстория создания ДВС:

Впервые принцип сжигания топлива непосредственно в рабочей полости двигателя был предложен английским инженером Джоном Бартером в 1791 г. Его установка имела все основные элементы современных газотурбинных двигателей: газовую турбину, камеру сгорания и компрессоры для сжатая газа и воздуха. Компрессоры поршневого типа должны были приводиться от турбины с помощью цепей зубчатых колес и качающихся рычагов. Горючий газ получался в результате перегонки угля, дерева или нефти в своеобразных газогенераторах. Более 50 лет после этого проекта не было серьёзных разработок столь интересной технической идеи и лишь во второй половине XIX в. начались серьезные и настойчивые работы по газовым турбинам и газотурбинным двигателям. Объясняется это, во-первых, тем, что в конце XVIII и начале XIX вв, еще не было потребности в новом, по сравнению с паровыми машинами более мощном двигателе. Не был достаточно развит технический и научный уровень, чтобы разрабатывать новые принципы работы энергетических установок, а тем более изготовлять опытные образцы. Однако уже к середине XIX в. громоздкие, маломощные, тихоходные паровые машины стали ограничивать дальнейшее развитие промышленности, препятствовать ее концентрации и индивидуализации привода отдельных групп машин. Становилась все более острой потребность в повышении экономичности судовых установок, развитии железнодорожного транспорта и создании мобильных наземных машин для перевозки грузов и людей.

Поиски нового двигателя в начале XIX в. шли в направлении, хорошо известном по поршневым паровым машинам - т.е. в направлении использования цилиндра и поршня. Необходимо отметить вклад ученых в развитие тепловых двигателей, который позволил в дальнейшем осуществить их развитие. В 1773 году во Франции Лавуазье предопределил начала кислородной теории горения. В 1779 году в Англии Васбру получил патент на конструкцию кривошипно-шатунного механизма для паровых двигателей, а в 1730 году Пикару выдан патент на кривошипно-шатунный механизм с противовесами. В 1801 году Лебон изобрел двигатель двойного действия, работающий на светильном газе с электрическим запалом. Уже в 1806 году Поликарп Залесов на Урале на Сузунских заводах создал модели паровых турбин. В 1815 году С.Броун впервые предложил охлаждение цилиндров.

Создание двигателя внешнего сгорания: Техническая мысль в это время развивалась в поисках создания новых двигателей внешнего сгорания. Английское патентное ведомство выдало 3 патента в 1816, 1827 и 1840 гг. шотландскому священнику Роберту Стирлингу на конструкции двигателей внешнего сгорания. В дальнейшем усовершенствованием двигателей Стирлинга занимался шведский инженер Джон Эриксон. В истории сохранился факт о том, что в 1830 году сам Фарадей выразил сомнение в работоспособности машин Эриксона.

Если в двигателях Лебона и Броуна смесь воспламенялась на 1/3 хода поршня после начала впуска (после ВМТ), то заслугой В. Райта (1833 г.) было то, что он предложил воспламенение смеси в верхней мертвой точке.

В 1838 г. В. Барнет впервые применил сжатие, подготовляя газ и воздух отдельными насосами, а в 1858г. Дегранд предложил это сжатие осуществлять в самом цилиндре двигателя его поршнем. Итак, за этот период были предложены главные принципы для построения рационального теплового двигателя - предварительное сжатие рабочей смеси, воспламенение ее в мертвом положении, охлаждение цилиндра водой.

Одной из технических сенсаций 1852 года было построенное в Нью-Йорке судно "Эриксон" с двигателями конструкции Д. Эриксона. Судно пересекло Атлантический океан но, затем судьба его двигателя совпала с судьбой двигателя И. И. Ползунова - прогорел котел и двигатель был заменен на паровой. Двигателя внешнего сгорания конструкции Эриксона, Лемана, Ридера выпускались в России на заводе Нобеля в Петербурге (ныне завод "Русский дизель").

В 1823 году в России был пущен первый в мире "фотогенный" завод по производству керосина в г.Моздок.

Только в 1823 году С. Броун воплотил охлаждение цилиндров водой и удачно решил вопрос об устранении вредного влияния высоких температур. В 1828 году открыто МВТУ, в 1829 году открыт технологический институт. Предложения периода до 1860г. по созданию ДВС не приводились в исполнение, а если и приво­дились, то двигатели работали столь короткое время, что не вошли в историю техники.

Создание двигателя Ленуара:

Спустя 95 лет после появления парового двигателя в I860 году во Франция был изготовлен первый двигатель внутреннего сгорания конструкции Ленуара, двухтактный, с золотниковым газораспределением, двойного действия, работающий на светильном газе, без сжатия, с засасыванием смеси на половине хода поршня, имеющий КПД 4…5 %. В 1861 году двигатель был пущен. Ленуар скомбинировал изобретения предшественников, использовал опыт создания паровых машин, привлек к своему двигателю внимание промышленных кругов и показал превосходство конструкции - отсутствие парового котла.