Kapan mesin pembakaran internal pertama kali ditemukan? Siapa penemu mesin pembakaran dalam? Tokoh kunci. Pemegang rekor hari ini

Mesin hari ini pembakaran dalam mengelilingi kita dari hampir semua sisi - jumlah mobil diukur dalam ratusan juta. Selain itu, mereka digunakan di banyak perangkat lain - mulai dari generator arus listrik hingga penerbangan. Namun dengan segala keragamannya, prinsip kerja mereka sama - pembakaran bahan bakar cair bercampur oksigen dalam ruang kecil. Dalam hal ini, ledakan mikro terjadi dan di bawah aksi tekanan tinggi dari gas yang mengembang, bagian penggerak utama mesin, piston, bergerak. Prinsipnya, secara umum, sederhana, tetapi saya bertanya-tanya siapa yang pertama kali mengemukakannya?

Dan orang pertama yang memutuskan untuk menggunakan energi pembakaran bahan bakar untuk membuat mesin adalah insinyur Prancis Philippe Lebon. Pada 1799, ia menemukan apa yang disebut gas ringan, yang terdiri dari campuran hidrogen, metana, dan karbon dioksida. Pada tahun yang sama, ia mematenkan metode untuk memperoleh gas ini dari kayu atau batu bara. Belakangan, gas ini mulai banyak digunakan untuk penerangan - pada lampu gas.

Tapi Lebon tidak berhenti di situ. Sudah pada 1801 dia mematenkan mesin gas. Dalam desainnya, udara terkompresi dan gas ringan terkompresi disuntikkan ke dalam silinder kerja, lalu dinyalakan dan menggerakkan piston. Menariknya, ruang bakar terletak di kedua sisi piston dan bekerja secara bergantian, yaitu mesin menghasilkan kerja yang bermanfaat secara konstan dan harus mengembangkan tenaga yang baik. Kematian tragis pada tahun 1804 mengganggu pekerjaan penemu berbakat ini.

Orang berikutnya yang muncul dengan ide mesin pembakaran internal adalah mekanik Belgia Jean Etienne Lenoir. Dia juga menggunakan gas penerangan, tetapi muncul ide untuk menyalakannya dengan percikan listrik. Dia bahkan menciptakan mesin kerja pertama, yang bekerja cukup keras - piston, yang mengembang karena suhu, tertahan di dalam silinder. Pada modifikasi kedua, Lenoir menggunakan pendingin air, kemudian menggunakan pelumasan piston. Dan kemudian mesin mulai bekerja dengan baik. Pada tahun 1864, Lenoir menjual 300 mesin, tetapi berhenti memperbaikinya dan desain yang lebih canggih segera muncul.

Penemu Jerman, August Otto, mematenkan desain mesinnya pada tahun 1864 dan terus meningkatkannya dari waktu ke waktu. Mesin ini sangat populer, tetapi memiliki kekurangan yang serius - gas penerangan yang sama digunakan sebagai bahan bakar.

Pada tahun 1872, American Brighton mendapatkan ide untuk menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakar, dan kemudian bensin. Tapi cairan itu harus diubah menjadi gas untuk mendapatkan udara - campuran bensin, jadi Brighton menemukan perangkat seperti itu - karburator. Itu hanya tidak bekerja dengan baik.

Maka, pada tahun 1883, mesin bensin pertama yang benar-benar berfungsi diciptakan. Itu ditemukan oleh insinyur Jerman Gottlieb Daimler. Daimler bekerja untuk perusahaan Otto dan diperlihatkan proyek pertama, tetapi dia mengabaikannya. Alhasil, Daimler dan temannya Wilhelm Maybach mulai mengerjakan mesin baru sendiri. Jadi Otto melewatkan peruntungannya, karena hasilnya adalah mesin yang kompak, ringan, dan bertenaga.

Sekarang mesin pembakaran internal tersebar luas sehingga anggaran banyak negara bergantung pada penjualan minyak dari mana bensin diproduksi. Sekarang bukan lagi orang yang mengendalikan mesin, tapi dia yang mengendalikannya. Upaya sedang dilakukan untuk menciptakan jenis mesin baru yang fundamental, lebih murah dan lebih ramah lingkungan.

Misalnya, orang Jepang mempresentasikan model kerja mobil yang berjalan di atas air. Apa yang bisa lebih murah dan lebih mudah diakses daripada air, yang lebih banyak di planet ini daripada di darat? Teknologi modern memungkinkan Anda untuk mendapatkan energi dari hampir semua hal.

Jadi, yang ini mobil Jepang ada dalam satu salinan - dibuat untuk mendaftarkan paten. Apa yang dapat dia lakukan? Atau mungkin dia menggunakan satu liter air dengan kualitas apapun - dari hujan hingga laut, meski hanya tanpa lumpur, berkendara selama satu jam, apalagi dengan kecepatan 80 km / jam. Bisakah Anda bayangkan? Saya mengambil sebotol air - dan berkendara untuk kesehatan Anda, tetapi jika sudah habis - Anda masih bisa mendapatkannya dari sungai atau dari keran.

Apakah mobil-mobil ini punya masa depan? Tampaknya - tentu saja. Tapi... ada produsen bensin dan pengekspor minyak... Seluruh dunia telah lama terbagi menjadi wilayah pengaruh dan sesuatu yang baru yang melanggar tatanan biasa, dan terlebih lagi - menyebabkan kerusakan, dengan cepat ditekan atau disembunyikan di dalam kotak. Anda tidak bisa melawan perusahaan monopoli. Paten untuk teknologi semacam itu dengan enggan diberikan. Tapi siapa tahu, mungkin idenya akan berhasil ...

Mesin merupakan salah satu komponen utama pada sebuah mobil. Tanpa penemuan mesin, industri otomotif kemungkinan besar akan terhenti segera setelah penemuan roda. Terobosan dalam sejarah penciptaan mobil terjadi berkat penemuan mesin pembakaran dalam. Perangkat ini telah menjadi nyata penggerak memberikan kecepatan.

Upaya untuk membuat perangkat yang mirip dengan mesin pembakaran internal dimulai pada abad ke-18. Banyak penemu terlibat dalam pembuatan perangkat yang dapat mengubah energi bahan bakar menjadi energi mekanik.

Yang pertama di daerah ini adalah Niepce bersaudara dari Perancis. Mereka datang dengan perangkat yang mereka sendiri sebut "pyreolofor". sebagai bahan bakar untuk mesin ini debu batubara harus digunakan. Namun, penemuan ini tidak pernah mendapat pengakuan ilmiah, dan sebenarnya hanya ada dalam gambar.

Mesin pertama yang berhasil dipasarkan adalah mesin pembakaran internal oleh insinyur Belgia J.J. Etienne Lenoir. Tahun kelahiran penemuan ini adalah 1858. Itu adalah dua pukulan Mesin listrik dengan karburator dan percikan api. Bahan bakar untuk perangkat itu adalah gas batubara. Namun, penemunya tidak memperhitungkan kebutuhan pelumasan dan pendinginan mesinnya, sehingga ia bekerja dalam waktu yang sangat singkat. Pada tahun 1863, Lenoir mendesain ulang mesinnya - menambahkan sistem yang hilang dan memperkenalkan minyak tanah sebagai bahan bakar.

J.J.Etienne Lenoir

Perangkat itu sangat tidak sempurna - menjadi sangat panas, menggunakan pelumas dan bahan bakar secara tidak efisien. Namun dengan bantuannya, mobil roda tiga melaju, yang juga jauh dari kata sempurna.

Pada tahun 1864, silinder tunggal ditemukan mesin karburator didukung oleh pembakaran produk minyak bumi. Penulis penemuan tersebut adalah Siegfried Markus, ia juga mempersembahkan kepada publik sebuah kendaraan yang melaju dengan kecepatan 10 mil per jam.

Pada tahun 1873, insinyur lain - George Brighton - mampu merancang mesin 2 silinder. Awalnya menggunakan minyak tanah, dan kemudian dengan bensin. Kerugian dari mesin ini adalah sifat masif yang berlebihan.

Pada tahun 1876, terjadi terobosan dalam industri pembuatan mesin pembakaran dalam. Nicholas Otto adalah orang pertama yang membuat perangkat yang rumit secara teknis yang secara efisien mengubah energi bahan bakar menjadi energi mekanik.

Nicholas Otto

Pada tahun 1883, orang Prancis Edouard Delamare mengembangkan cetak biru mesin bertenaga gas. Namun, penemuannya hanya ada di atas kertas.

Pada tahun 1185, sebuah nama besar muncul dalam sejarah industri otomotif -. Dia tidak hanya mampu menemukan, tetapi juga memproduksi prototipe mesin gas modern - dengan silinder dan karburator yang disusun secara vertikal. Itu adalah mesin kompak pertama, yang juga berkontribusi pada pengembangan kecepatan perjalanan yang layak.

Sejalan dengan Daimler, dia mengerjakan pembuatan mesin dan mobil.

Pada tahun 1903, perusahaan Daimler dan Benz bergabung, menghasilkan perusahaan manufaktur mobil yang lengkap. Maka dimulailah era baru yang berfungsi untuk lebih meningkatkan mesin pembakaran internal.

Awal dari "era hidrogen" secara historis dimulai pada tahun 1806, ketika François Isaac de Rivaz menemukan mesin pembakaran internal bertenaga hidrogen, yang diproduksi oleh penemunya dengan elektrolisis air. Teknologi ini akhirnya mulai digunakan pada balon, dan dengan munculnyasel bahan bakar hidrogen - dan dalam moda transportasi lainnya.

Penemu hebat lahir di Paris, tahu bahasa Latin, matematika, geometri dan mekanik dengan baik, bekerja sebagai surveyor dan notaris.

- Francois, beri tahu kami tentang penemuan Anda, apa prinsip kerjanya?

Mesin ini menggunakan hidrogen. Ini memiliki sistem operasi batang-piston penghubung dan pengapian percikan.

Silinder digerakkan oleh ledakan campuran hidrogen dan oksigen oleh percikan listrik. Percikan diterapkan secara manual saat piston diturunkan sepenuhnya.

- Tolong beri tahu saya, berapa dimensi kendaraan self-propelled ini dan massanya?

Panjang 6 meter, berat 1 ton.

- Pada tahun berapa mesin ditemukan oleh Anda?

Pada tahun 1807 saya mengajukan permohonan paten berjudul "Menggunakan Ledakan Gas Bercahaya atau Bahan Peledak Lainnya sebagai Sumber Tenaga dalam Mesin". Dan di tahun yang sama dia membangun gerbong self-propelled yang digerakkan oleh motor serupa.

- Francois, beri tahu kami tentang pro dan kontra penggunaan hidrogen?

Saya pikir hidrogen memiliki dua keunggulan yang tidak dapat disangkal:

• panas spesifik pembakaran yang tinggi;
• tidak ada emisi beracun, karena produk pembakaran hidrogen adalah air.

Ada kontra:

• teknologi sistem penyimpanan hidrogen yang tidak sempurna (hidrogen disimpan dalam bentuk cair pada suhu minus 253 derajat Celcius):
• tingginya biaya pembangkit listrik hidrogen dan hidrogen;
• kompleksitas layanan;

Ada juga bahaya seperti ledakan campuran hidrogen-udara.

Kiat kami untuk meningkatkan penemuan Francois de Rivaz

- Francois yang terhormat, dengan semua keunggulan penemuan Anda (keramahan lingkungan, alternatif), tidak dapat dikatakan bahwa transportasi hidrogen tidak memiliki kerugian tertentu. Secara khusus, harus dipahami bahwa bentuk hidrogen yang mudah terbakar pada suhu kamar dan tekanan normal adalah dalam bentuk gas, yang menyebabkan kesulitan tertentu dalam penyimpanan dan pengangkutan bahan bakar tersebut. Artinya, ada masalah serius merancang reservoir yang aman untuk hidrogen yang digunakan sebagai bahan bakar mobil.

François, kami ingin menawarkan kepada Anda:

• Lengkapi mobil Anda dengan sistem keamanan (HBO, penguncian darurat katup pasokan hidrogen).

• Lengkapi mobil dengan sistem pembentukan campuran injeksi dan sensor DMRV modern (sensor aliran udara massal).

• Pasang di mobil baterai, generator dan distributor, untuk pasokan percikan pengapian otomatis.

Diwawancarai oleh tim...

Tidak peduli bagaimana para insinyur abad XVIII-XIX mencoba. meningkatkan efisiensi mesin uap, ternyata masih terlalu rendah. Mesin yang melepaskan uap ke lingkungan pada prinsipnya tidak dapat memiliki efisiensi lebih dari 8-10% (misalnya, untuk mesin uap Watt hanya 3-4%). Dan meskipun kemudian pembangkit uap yang lebih bertenaga diciptakan, yang berhasil digunakan di industri, di rel kereta api dan transportasi air, mereka tidak dapat digunakan untuk mobil.

Pemegang rekor hari ini

Yang paling kuat mesin modern pembakaran internal dianggap sebagai Wartsila-Sulzer RTA96-C. Ini memiliki dimensi 27 kali 17 m dan mengembangkan kapasitas sekitar 109 ribu liter. Dengan. Unit ini menggunakan bahan bakar minyak dan digunakan dalam pembuatan kapal. Gelar mesin mobil paling bertenaga diklaim oleh mesin yang dipasang pada supercar Amerika Vector WX-8. Tenaganya 1200 hp. Dengan. (meski di press ada angka 1850 hp).

Keluaran daya yang rendah dari mesin uap dijelaskan oleh proses bertahap: air yang dipanaskan selama pembakaran bahan bakar berubah menjadi uap, yang energinya diubah menjadi kerja mekanis. Oleh karena itu, mesin uap diklasifikasikan sebagai mesin. pembakaran eksternal. Dan apa yang terjadi jika Anda menggunakan energi internal bahan bakar secara langsung?

Orang pertama yang memulai eksperimen dengan mesin pembakaran internal adalah fisikawan Belanda abad ke-17. Christian Huygens. Di antara banyak penemuan dan penemuannya, proyek mesin bubuk hitam yang tidak pernah terwujud benar-benar hilang. Pada tahun 1688, orang Prancis Denis Papin menggunakan ide Huygens dan merancang alat berbentuk silinder tempat piston bergerak bebas. Piston dihubungkan dengan kabel yang dilemparkan ke atas balok dengan beban, yang juga naik turun setelah piston. Bubuk mesiu dituangkan ke bagian bawah silinder dan kemudian dibakar. Gas yang dihasilkan, mengembang, mendorong piston ke atas. Setelah itu, silinder dan piston dituangkan dengan air dari luar, gas di dalam silinder menjadi dingin, dan tekanannya pada piston berkurang. Piston, di bawah pengaruh beratnya sendiri dan tekanan atmosfer, diturunkan, sambil menaikkan beban. Sayangnya, mesin seperti itu tidak cocok untuk tujuan praktis: siklus teknologi pengoperasiannya terlalu rumit, dan cukup berbahaya untuk digunakan.

Akibatnya, Papin meninggalkan idenya dan mengambilnya mesin uap, dan upaya berikutnya yang kurang lebih berhasil untuk merancang mesin pembakaran internal dilakukan 18 tahun kemudian oleh orang Prancis José Nicephore Niepce, yang menjadi terkenal sebagai penemu fotografi. Bersama saudaranya Claude Niepce, dia menemukan mesin perahu yang menggunakan debu batu bara sebagai bahan bakarnya. Disebut oleh penemunya "pyreolophore" (diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai "dibawa oleh angin yang membara"), mesin itu dipatenkan, tetapi tidak mungkin untuk memasukkannya ke dalam produksi.

Setahun kemudian, penemu Swiss Francois Isaac de Rivaz menerima paten di Prancis untuk gerbong yang digerakkan oleh mesin pembakaran internal. Mesinnya adalah sebuah silinder di mana hidrogen yang dihasilkan oleh elektrolisis dinyalakan. Selama ledakan dan pemuaian gas, piston bergerak ke atas, dan saat bergerak ke bawah, itu menggerakkan katrol sabuk. War de Rivaz adalah seorang perwira tentara Napoleon yang mencegahnya menyelesaikan pekerjaan pada penemuan tersebut, yang kemudian menghidupkan seluruh keluarga mesin hidrogen.

Beberapa tahun sebelumnya, insinyur Prancis Philippe Lebon nyaris menciptakan mesin pembakaran internal yang cukup efisien yang menggunakan gas penerangan dari campuran gas yang mudah terbakar, terutama metana dan hidrogen, yang diperoleh dari pemrosesan termal batu bara.

Artis tidak dikenal. Potret Denis Papin. 1689

Mobil Amerika tahun 1930-an

Kembali pada tahun 1799, Lebon menerima paten untuk metode produksi gas penerangan dengan distilasi kering kayu, dan beberapa tahun kemudian ia mengembangkan proyek mesin yang mencakup dua kompresor dan ruang pencampuran. Satu kompresor seharusnya memompa udara terkompresi ke dalam ruangan, yang lainnya memampatkan gas ringan dari generator gas. Campuran gas-udara memasuki silinder kerja, di mana ia dinyalakan. Mesinnya dulu aksi ganda, yaitu ruang kerja yang beroperasi secara bergantian terletak di kedua sisi piston. Pada 1804, penemunya meninggal tanpa sempat mewujudkan idenya.

Pada tahun-tahun berikutnya, banyak penemu yang menolak pemikiran Lebon, bahkan ada yang mendapat paten untuk mesinnya, misalnya British Brown dan Wright, yang menggunakan campuran udara dan gas penerangan sebagai bahan bakar. Mesin ini cukup besar dan berbahaya untuk dioperasikan. Fondasi untuk pembuatan mesin yang ringan dan kompak baru diletakkan pada tahun 1841 oleh Luigi Cristophoris dari Italia, yang membuat mesin yang beroperasi berdasarkan prinsip "pengapian kompresi". Mesin seperti itu memiliki pompa yang memasok minyak tanah cair yang mudah terbakar sebagai bahan bakar. Rekan senegaranya Barzanti dan Mattocci mengembangkan ide ini dan pada tahun 1854 mempersembahkan mesin pembakaran internal pertama yang sebenarnya. Dia mengerjakan campuran udara dengan gas penerangan dan berpendingin air. Sejak 1858, perusahaan Swiss Escher-Wyss mulai memproduksinya dalam jumlah kecil.

Pada saat yang sama, insinyur Belgia Jean Etienne Lenoir, mulai dari pengembangan Le Bon, setelah beberapa kali gagal, menciptakan model mesinnya sendiri. Inovasi yang sangat penting adalah gagasan untuk menyalakan campuran udara-bahan bakar dengan percikan listrik. Lenoir juga mengusulkan sistem pendingin air dan sistem pelumasan untuk langkah piston yang lebih baik. Efisiensi mesin ini tidak melebihi 5%, mengkonsumsi bahan bakar secara tidak efisien dan terlalu panas, tetapi ini adalah proyek mesin pembakaran internal pertama yang sukses secara komersial untuk kebutuhan industri. Pada tahun 1863, mereka mencoba memasangnya di mobil, tetapi tenaganya 1,5 liter. Dengan. tidak cukup untuk bergerak. Setelah menerima cukup banyak pendapatan dari peluncuran mesinnya, Le Noir berhenti bekerja untuk memperbaikinya, dan segera dipaksa keluar dari pasar oleh model yang lebih sukses.

Mesin pembakaran internal J.E. Lenoir.

Pada tahun 1862, penemu Prancis Alphonse Beau de Rocha mematenkan perangkat yang secara fundamental baru, mesin pembakaran internal pertama di dunia, di mana proses kerja di setiap silinder diselesaikan dalam dua putaran. poros engkol, yaitu dalam empat langkah (siklus) piston. Namun, itu tidak pernah sampai pada produksi komersial mesin empat tak. Di Pameran Dunia Paris tahun 1867, perwakilan pabrik mesin gas Deutz, didirikan oleh insinyur Nicholas Otto dan industrialis Eugène Langen, mendemonstrasikan mesin yang dirancang menggunakan prinsip Barzanti Mattocci. Unit ini menghasilkan lebih sedikit getaran, lebih ringan dan karenanya segera mengganti mesin Lenoir.

Silinder mesin baru itu vertikal, poros yang berputar ditempatkan di atasnya di samping. Di sepanjang sumbu piston, dipasang rel yang terhubung ke poros. Poros mengangkat piston, ruang hampa terbentuk di bawahnya dan campuran udara dan gas tersedot. Campuran tersebut kemudian dinyalakan dengan api terbuka melalui tabung (Otto dan Langen bukan ahli teknik kelistrikan dan ditinggalkan penyalaan listrik). Selama ledakan, tekanan di bawah piston meningkat, piston naik, volume gas naik, dan tekanan turun. Piston, pertama di bawah tekanan gas, dan kemudian dengan inersia, naik hingga tercipta ruang hampa lagi di bawahnya. Dengan demikian, energi bahan bakar yang dibakar digunakan pada mesin dengan efisiensi maksimum, efisiensi mesin ini mencapai 15%, yaitu melebihi efisiensi mesin uap terbaik saat itu.

Siklus pengoperasian mesin pembakaran internal empat langkah.

A. Saluran masuk campuran kerja. Piston (4) bergerak ke bawah; melalui katup saluran masuk (1) campuran yang mudah terbakar memasuki silinder. B. Kompresi. Piston (4) bergerak ke atas; katup masuk (1) dan keluar (3) ditutup; tekanan dalam silinder dan suhu campuran kerja meningkat. 6. Langkah kerja (pembakaran dan ekspansi). Akibat pelepasan busi (2), campuran di dalam silinder cepat terbakar; tekanan gas selama pembakaran bekerja pada piston (4); Pergerakan piston ditransmisikan melalui pin piston (5) dan batang penghubung (6) ke poros engkol (7), menyebabkan poros berputar. G. Pelepasan gas. Piston (4) bergerak ke atas; katup keluar (3) terbuka; gas buang dari silinder masuk ke pipa knalpot dan lebih jauh ke atmosfer.

Otto, tidak seperti Lenoir, tidak berhenti di situ dan dengan keras kepala mengembangkan kesuksesan, terus mengerjakan penemuannya. Pada tahun 1877 ia diberikan paten untuk mesin pengapian percikan empat langkah. Siklus empat langkah ini saat ini digunakan sebagai dasar pengoperasian sebagian besar mesin bensin dan gas. Setahun kemudian, kebaruan diproduksi, tetapi pada saat yang sama sebuah skandal meletus. Otto diketahui telah melanggar hak cipta Beau de Roche, dan setelah litigasi, monopoli Otto pada mesin empat tak dibatalkan.

Penggunaan gas penerangan sebagai bahan bakar sangat mempersempit ruang lingkup mesin pembakaran internal pertama. Ada beberapa pabrik gas bahkan di Eropa, dan di Rusia hanya ada dua pabrik gas di Moskow dan St. Kembali pada tahun 1872, American Brighton, seperti Christophoris sebelumnya, mencoba menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakar, tetapi kemudian beralih ke produk minyak yang lebih ringan, bensin.

Pada tahun 1883, sebuah mesin bensin muncul dengan pengapian dari tabung berongga panas yang terbuka ke dalam silinder, ditemukan oleh insinyur Jerman Gottlieb Daimler dan Wilhelm Maybach, mantan karyawan perusahaan Otto. Namun, mesin bahan bakar cair tidak dapat bersaing dengan mesin gas sampai perangkat dibuat untuk menguapkan bensin dan menghasilkan campuran yang mudah terbakar dengan udara. Karburator jet, prototipe dari semua karburator modern, ditemukan oleh insinyur Hongaria Donat Banki, yang pada tahun 1893 menerima paten untuk perangkatnya. Bank menyarankan bahwa alih-alih menguapkan bensin, bubarkan dengan halus di udara. Ini memastikan distribusi bensin yang seragam di atas silinder, dan penguapan terjadi di bawah aksi panas kompresi yang sudah ada di dalam silinder.

Awalnya, mesin pembakaran dalam hanya memiliki satu silinder, dan untuk meningkatkan tenaga mesin, volumenya perlu ditingkatkan. Namun, ini tidak dapat berlanjut tanpa batas waktu, dan akibatnya harus menambah jumlah silinder. Di akhir abad XIX. mesin dua silinder pertama kali muncul, mesin empat silinder mulai menyebar sejak awal abad ke-20, dan sekarang Anda tidak akan mengejutkan siapa pun dengan mesin dua belas silinder. Namun, peningkatan mesin terutama dalam arah peningkatan tenaga diagram sirkuit tetap sama.

Mesin dua silinder G. Daimler, lihat dalam dua proyeksi.

Ketika Rudolf Diesel mengembangkan desain mesinnya sendiri lebih dari seabad yang lalu, dia tidak dapat membayangkan bahwa mesin diesel bisa begitu peka terhadap kualitas bahan bakar. Toh, Diesel melihat keunggulan motornya justru pada kenyataan bahwa ia bisa mengerjakan apa saja, mulai dari debu batu bara hingga tepung jagung olahan. Turbodiesel injeksi bahan bakar modern hanya membutuhkan bahan bakar diesel rendah sulfur yang sangat halus. Itu sebabnya banyak pembuat mobil asing ragu-ragu hingga saat ini untuk menjualnya model diesel di Rusia.

R.Diesel.

R. Mesin diesel.

Ini adalah bagian pengantar dari serangkaian artikel yang didedikasikan untuk Mesin pembakaran internal, yang penyimpangan singkat menjadi cerita tentang evolusi mesin pembakaran internal. Juga, mobil pertama akan terpengaruh dalam artikel tersebut.

Bagian berikut akan merinci berbagai ICE:

Batang penghubung dan piston
Putar
Turbojet
jet

Mesin dipasang di perahu yang mampu berlayar di atas Sungai Saône. Setahun kemudian, setelah pengujian, saudara-saudara menerima paten atas penemuan mereka, yang ditandatangani oleh Napoleon Bonoparte, untuk jangka waktu 10 tahun.

Mesin ini paling tepat disebut mesin jet, karena tugasnya adalah mendorong air keluar dari pipa yang terletak di bawah dasar kapal ...

Mesin terdiri dari ruang pengapian dan ruang bakar, bellow injeksi udara, dispenser bahan bakar, dan perangkat pengapian. Debu batu bara berfungsi sebagai bahan bakar mesin.

Bellow menyuntikkan semburan udara yang bercampur dengan debu batu bara ke dalam ruang penyalaan tempat sumbu yang membara menyulut campuran tersebut. Setelah itu, campuran yang terbakar sebagian (debu batu bara terbakar relatif lambat) memasuki ruang bakar, di mana ia benar-benar terbakar dan terjadi pemuaian.
Tekanan gas kemudian mendorong air keluar dari pipa knalpot, yang membuat perahu bergerak, setelah itu siklus diulang.
Mesin sedang berjalan modus pulsa dengan frekuensi ~12 dan/menit.

Beberapa waktu kemudian, saudara-saudara memperbaiki bahan bakar dengan menambahkan resin ke dalamnya, kemudian menggantinya dengan oli dan merancang sistem injeksi yang sederhana.
Selama sepuluh tahun berikutnya, proyek tersebut tidak menerima perkembangan apa pun. Claude pergi ke Inggris untuk mempromosikan ide mesin, tetapi dia menyia-nyiakan semua uangnya dan tidak menghasilkan apa-apa, dan Joseph mengambil fotografi dan menjadi penulis foto pertama di dunia, View from the Window.

Di Prancis, di museum rumah Niépce, dipamerkan replika "Pyreolophore".

Beberapa saat kemudian, de Riva memasang mesinnya pada gerobak roda empat, yang menurut sejarawan, menjadi mobil pertama dengan mesin pembakaran dalam.

Tentang Alessandro Volta

Volta adalah orang pertama yang menempatkan pelat seng dan tembaga dalam asam untuk menghasilkan arus listrik terus menerus, menciptakan sumber arus kimia pertama di dunia. ("Pilar Volta").

Pada 1776, Volta menemukan pistol gas - "pistol Volta", di mana gas meledak dari percikan listrik.

Pada tahun 1800, ia membuat baterai kimia, yang memungkinkan dihasilkannya listrik melalui reaksi kimia.

Satuan pengukuran tegangan listrik, Volt, dinamai menurut Volta.

A- silinder, B- "busi, C- piston, D- "balon" dengan hidrogen, e- ratchet, F- katup gas buang, G- pegangan kontrol katup.

Hidrogen disimpan dalam "balon" yang dihubungkan dengan pipa ke silinder. Pemberian bahan bakar dan udara, serta penyalaan campuran dan pengeluaran gas buang dilakukan secara manual dengan menggunakan tuas.

Prinsip operasi:

Udara masuk ke ruang bakar melalui katup gas buang.
Katup ditutup.
Katup untuk memasok hidrogen dari bola dibuka.
Keran ditutup.
Dengan menekan tombol, aliran listrik dialirkan ke "lilin".
Campuran itu menyala dan mengangkat piston ke atas.
Katup gas buang dibuka.
Piston jatuh karena beratnya sendiri (berat) dan menarik tali yang memutar roda melalui balok.

Setelah itu, siklus diulang.

Pada tahun 1813, de Riva membuat mobil lain. Itu adalah gerbong dengan panjang sekitar enam meter, dengan roda berdiameter dua meter dan berat hampir satu ton.
Mobil itu mampu melaju sejauh 26 meter dengan beban batu (sekitar 700 pon) dan empat pria, dengan kecepatan 3 km/jam.
Setiap siklus, mobil bergerak sejauh 4-6 meter.

Beberapa orang sezamannya menganggap serius penemuan ini, dan Akademi Ilmu Pengetahuan Prancis mengklaim bahwa mesin pembakaran internal tidak akan pernah bersaing dalam kinerjanya dengan mesin uap.

Pada tahun 1833, penemu Amerika Lemuel Wellman Wright, mendaftarkan paten untuk mesin pembakaran internal gas dua langkah berpendingin air.
(Lihat di bawah) Dalam bukunya Gas and Oil Engines, Wright menulis tentang mesin sebagai berikut:

“Gambar mesinnya sangat fungsional dan detailnya dikerjakan dengan hati-hati. Ledakan campuran bekerja langsung pada piston, yang memutar poros engkol melalui batang penghubung. Oleh penampilan mesinnya menyerupai mesin uap bertekanan tinggi di mana gas dan udara dipompa dari tangki terpisah. Campuran dalam wadah bulat dinyalakan saat piston naik ke TDC (titik mati atas) dan mendorongnya ke bawah / ke atas. Di akhir siklus, katup terbuka dan melepaskan gas buang ke atmosfer.

Tidak diketahui apakah mesin ini pernah dibuat, tetapi ada gambarnya:

Pada tahun 1838, Insinyur Inggris William Barnett menerima paten untuk tiga mesin pembakaran internal.

Mesin pertama adalah single-acting dua langkah (Bahan bakar hanya dibakar di satu sisi piston) dengan pompa terpisah untuk gas dan udara. Campuran dinyalakan dalam silinder terpisah, dan kemudian campuran yang terbakar mengalir ke silinder kerja. Saluran masuk dan keluar dilakukan melalui katup mekanis.

Mesin kedua mengulangi yang pertama, tetapi bekerja ganda, yaitu pembakaran terjadi secara bergantian di kedua sisi piston.

Mesin ketiga juga bekerja ganda, tetapi memiliki jendela masuk dan keluar di dinding silinder yang terbuka saat piston mencapai titik ekstrimnya (seperti pada mesin dua langkah modern). Ini memungkinkan untuk melepaskan gas buang secara otomatis dan membiarkannya masuk muatan baru campuran.

Ciri khas mesin Barnett adalah campuran segar dikompresi oleh piston sebelum dinyalakan.

Gambar salah satu mesin Barnett:

Pada tahun 1853-57, penemu Italia Eugenio Barzanti dan Felice Matteucci mengembangkan dan mematenkan mesin pembakaran internal dua silinder dengan tenaga 5 l / s.
Paten dikeluarkan oleh Kantor London karena hukum Italia tidak dapat menjamin perlindungan yang memadai.

Pembangunan prototipe dipercayakan kepada Bauer & Co. dari Milan" (Helvetica), dan selesai pada awal 1863. Keberhasilan mesin yang jauh lebih efisien daripada mesin uap ini begitu besar sehingga perusahaan mulai menerima pesanan dari seluruh dunia.

Awal, mesin Barzanti-Matteucci satu silinder:

Model mesin Barzanti-Matteucci dua silinder:

Matteucci dan Barzanti mengadakan perjanjian untuk produksi mesin dengan salah satu perusahaan Belgia. Barzanti berangkat ke Belgia untuk mengawasi pekerjaan secara langsung dan meninggal mendadak karena tifus. Dengan kematian Barzanti, semua pengerjaan mesin ditinggalkan dan Matteucci kembali ke pekerjaan sebelumnya sebagai teknisi hidrolik.

Pada tahun 1877, Matteucci mengklaim bahwa dia dan Barzanti adalah pencipta utama mesin pembakaran dalam, dan mesin yang dibuat oleh Augustus Otto sangat mirip dengan mesin Barzanti-Matteucci.

Dokumen yang berkaitan dengan paten Barzanti dan Matteucci disimpan di arsip perpustakaan Museo Galileo di Florence.

Penemuan terpenting Nikolaus Otto adalah mesin dengan siklus empat langkah- siklus Otto. Siklus ini masih mendasari pengoperasian sebagian besar mesin bensin dan bensin hingga saat ini.

Siklus empat langkah adalah pencapaian teknis terbesar Otto, tetapi segera diketahui bahwa beberapa tahun sebelum penemuannya, prinsip pengoperasian mesin yang persis sama telah dijelaskan oleh insinyur Prancis Beau de Rochas. (Lihat di atas). Sekelompok industrialis Prancis menantang paten Otto di pengadilan, dan pengadilan menganggap argumen mereka meyakinkan. Hak Otto di bawah patennya sangat berkurang, termasuk penghapusan monopolinya pada siklus empat tak.

Terlepas dari kenyataan bahwa para pesaing meluncurkan produksi mesin empat tak, model Otto yang dikerjakan berdasarkan pengalaman bertahun-tahun masih yang terbaik, dan permintaan untuk itu tidak berhenti. Pada tahun 1897, sekitar 42 ribu mesin dengan berbagai kapasitas diproduksi. Namun, fakta bahwa gas ringan digunakan sebagai bahan bakar sangat mempersempit cakupan penerapannya.
Jumlah penerangan dan pabrik gas tidak signifikan bahkan di Eropa, dan di Rusia hanya ada dua - di Moskow dan St.

Pada tahun 1865, Penemu Prancis Pierre Hugo menerima paten untuk mesin yang merupakan mesin kerja ganda satu silinder vertikal, di mana dua pompa karet yang digerakkan oleh poros engkol digunakan untuk memasok campuran.

Hugo kemudian merancang mesin horizontal yang mirip dengan milik Lenoir.

Museum Sains, London.

Pada tahun 1870, penemu Austro-Hungaria Samuel Markus Siegfried merancang mesin pembakaran internal yang menggunakan bahan bakar cair dan memasangnya di gerobak roda empat.

Saat ini mobil ini dikenal sebagai "Mobil Marcus pertama".

Pada tahun 1887, bekerja sama dengan Bromovsky & Schulz, Marcus membuat mobil kedua, Mobil Marcus Kedua.

Pada tahun 1872, seorang penemu Amerika mematenkan mesin pembakaran internal dua silinder bertekanan konstan yang menggunakan minyak tanah.
Brighton menamakan mesin mereka "Ready Motor".

Silinder pertama berfungsi sebagai kompresor yang memaksa udara masuk ke ruang bakar, di mana minyak tanah juga terus disuplai. Di ruang bakar, campuran dinyalakan dan melalui mekanisme spool memasuki yang kedua - silinder kerja. Perbedaan yang signifikan dari mesin lain adalah campuran udara-bahan bakar terbakar secara bertahap dan pada tekanan konstan.

Mereka yang tertarik dengan aspek termodinamika mesin dapat membaca tentang Siklus Brayton.

Pada tahun 1878, Insinyur Skotlandia, Pak (kebangsawanan pada tahun 1917) dikembangkan pertama mesin dua langkah dengan pengapian campuran terkompresi. Dia mematenkannya di Inggris pada tahun 1881.

Mesin bekerja dengan cara yang aneh: udara dan bahan bakar disuplai ke silinder kanan, di mana dicampur dan campuran ini didorong ke silinder kiri, di mana campuran itu dinyalakan dari lilin. Ekspansi terjadi, kedua piston turun, dari silinder kiri (melalui pipa cabang kiri) gas buang dibuang, dan sebagian udara dan bahan bakar baru tersedot ke dalam silinder kanan. Mengikuti inersia, piston naik dan siklus berulang.

Pada tahun 1879, membangun bensin yang sepenuhnya andal dua langkah mesin dan menerima paten untuk itu.

Namun, kejeniusan Benz yang sebenarnya terwujud dalam kenyataan bahwa dalam proyek selanjutnya ia mampu menggabungkan berbagai perangkat. (throttle, aki busi, busi, karburator, kopling, gearbox dan radiator) pada produk mereka, yang pada gilirannya menjadi standar untuk seluruh industri teknik.

Pada tahun 1883, Benz mendirikan perusahaan Benz & Cie untuk produksi mesin gas dan pada tahun 1886 mematenkan empat ketukan mesin yang dia gunakan di mobilnya.

Berkat kesuksesan Benz & Cie, Benz bisa masuk ke dalam desain gerbong tanpa kuda. Menggabungkan pengalaman membuat mesin dan hobi lama - mendesain sepeda, pada tahun 1886 ia membuat mobil pertamanya dan menyebutnya "Benz Patent Motorwagen".

Desainnya sangat menyerupai sepeda roda tiga.

silinder tunggal mesin empat langkah mesin pembakaran internal dengan volume kerja 954 cm3., dipasang di " Paten Benz".

Mesin tersebut dilengkapi dengan roda gila besar (digunakan tidak hanya untuk putaran seragam, tetapi juga untuk start), tangki bensin 4,5 liter, karburator tipe penguapan, dan katup spool tempat bahan bakar masuk ke ruang bakar. Pengapian dihasilkan oleh busi desain Benz sendiri, diberi energi oleh koil Ruhmkorff.

Pendinginan adalah air, tetapi bukan siklus tertutup, tetapi menguap. Uap keluar ke atmosfir, sehingga mobil tidak hanya harus diisi bensin, tetapi juga air.

Mesin mengembangkan tenaga 0,9 hp. pada 400 rpm dan mempercepat mobil hingga 16 km / jam.

Karl Benz mengendarai mobilnya.

Beberapa saat kemudian, pada tahun 1896, Karl Benz menemukan mesin petinju (atau mesin datar), di mana piston mencapai puncak pusat mati pada saat yang sama, sehingga menyeimbangkan satu sama lain.

Museum Mercedes-Benz di Stuttgart.

Pada tahun 1882 Insinyur Inggris James Atkinson menemukan siklus Atkinson dan mesin Atkinson.

Mesin Atkinson pada dasarnya adalah mesin empat tak. Siklus Otto, tetapi dengan mekanisme engkol yang dimodifikasi. Perbedaannya adalah pada mesin Atkinson, keempat langkah terjadi dalam satu putaran poros engkol.

Penggunaan siklus Atkinson pada mesin memungkinkan untuk mengurangi konsumsi bahan bakar dan mengurangi kebisingan selama pengoperasian karena tekanan gas buang yang lebih rendah. Selain itu, mesin ini tidak memerlukan kotak roda gigi untuk menggerakkan mekanisme distribusi gas, karena pembukaan katup menggerakkan poros engkol.

Meskipun sejumlah keuntungan (termasuk pengelakan paten Otto) mesin tidak banyak digunakan karena kerumitan pembuatan dan beberapa kekurangan lainnya.
Siklus Atkinson memungkinkan Anda mendapatkan kinerja lingkungan dan ekonomi terbaik, tetapi membutuhkan kecepatan tinggi. Pada putaran rendah, menghasilkan torsi yang relatif kecil dan dapat terhenti.

Sekarang mesin Atkinson digunakan mobil hybrid « Toyota Prius dan Lexus HS 250h.

Pada tahun 1884, Insinyur Inggris Edward Butler, di Stanley Cycle Show di London, mendemonstrasikan gambar mobil roda tiga dengan mesin bensin pembakaran dalam, dan pada tahun 1885 ia membangunnya dan memamerkannya di pameran yang sama, menyebutnya "Velocycle". Demikian pula, Butler adalah orang pertama yang menggunakan kata tersebut bensin.

Paten untuk "Velocycle" dikeluarkan pada tahun 1887.

Velocycle dilengkapi dengan silinder tunggal, empat langkah ICE bensin dilengkapi dengan koil pengapian, karburator, throttle dan pendingin cair. Mesinnya mengembangkan tenaga sekitar 5 hp. dengan volume 600 cm3, dan mempercepat mobil hingga 16 km / jam.

Selama bertahun-tahun, Butler meningkatkan performa kendaraannya, tetapi dicegah untuk mengujinya karena "Hukum Bendera Merah". (diterbitkan tahun 1865), Dimana kendaraan tidak boleh melebihi kecepatan lebih dari 3 km/jam. Selain itu, seharusnya ada tiga orang di dalam mobil tersebut, salah satunya berjalan di depan mobil dengan mengibarkan bendera merah. (ini adalah langkah-langkah keamanan) .

Di The English Mechanic's 1890, Butler menulis, "Otoritas melarang penggunaan mobil di jalan raya, oleh karena itu saya meninggalkan pengembangan lebih lanjut."

Karena kurangnya minat publik terhadap mobil tersebut, Butler membubarkannya dan menjual hak patennya kepada Harry J. Lawson. (produsen sepeda), yang kemudian memproduksi mesin untuk digunakan di kapal.

Butler sendiri beralih ke pembuatan alat tulis dan mesin kelautan.

Pada tahun 1891, Herbert Aykroyd Stewart, bekerja sama dengan Richard Hornsby and Sons, membangun mesin Hornsby-Akroyd, di mana bahan bakar (minyak tanah) disuntikkan di bawah tekanan ke kamera tambahan (karena bentuknya disebut "bola panas") dipasang di kepala silinder dan terhubung ke ruang bakar melalui lorong sempit. Bahan bakar dinyalakan oleh dinding panas dari ruang tambahan dan dialirkan ke ruang bakar.

1. Kamera tambahan (bola panas).
2. Silinder.
3. Piston.
4. Karter.

Untuk menghidupkan mesin, obor digunakan, yang memanaskan ruang tambahan (setelah diluncurkan, dipanaskan oleh gas buang). Karena itu, mesin Hornsby-Akroyd, siapa pelopornya mesin diesel dirancang oleh Rudolf Diesel, sering disebut sebagai "semi-diesel". Namun, setahun kemudian, Aykroyd memperbaiki mesinnya dengan menambahkan "jaket air" ke dalamnya (paten dari tahun 1892), yang memungkinkan untuk meningkatkan suhu di ruang bakar dengan meningkatkan rasio kompresi, dan sekarang tidak diperlukan sumber pemanas tambahan.

Pada tahun 1893, Rudolf Diesel menerima paten untuk mesin panas dan "siklus Carnot" yang dimodifikasi yang disebut "Metode dan peralatan untuk mengubah suhu tinggi bekerja."

Pada tahun 1897, di "Pabrik Teknik Augsburg" (sejak 1904 MAN), dengan partisipasi finansial dari perusahaan Friedrich Krupp dan Sulzer bersaudara, mesin diesel Rudolf Diesel yang berfungsi pertama telah dibuat
Tenaga mesin adalah 20 Tenaga kuda pada 172 rpm, efisiensi 26,2% dengan bobot lima ton.
Ini jauh lebih unggul daripada mesin Otto yang efisien 20% dan turbin uap laut yang efisien 12%, yang membangkitkan minat industri yang paling tajam di berbagai negara.

Mesin Diesel adalah empat langkah. Penemu menemukan itu Efisiensi mesin pembakaran internal meningkat dari peningkatan derajat kompresi campuran yang mudah terbakar. Tetapi tidak mungkin untuk mengompres campuran yang mudah terbakar dengan kuat, karena tekanan dan suhu meningkat dan secara spontan menyala sebelumnya. Oleh karena itu, Diesel memutuskan untuk tidak memampatkan campuran yang mudah terbakar, tetapi membersihkan udara dan menyuntikkan bahan bakar ke dalam silinder pada akhir kompresi di bawah tekanan yang kuat.
Karena suhu udara terkompresi mencapai 600-650 °C, bahan bakar menyala secara spontan, dan gas, yang mengembang, menggerakkan piston. Dengan demikian, Diesel berhasil meningkatkan efisiensi mesin secara signifikan, menghilangkan sistem pengapian, dan menggunakan pompa bahan bakar bertekanan tinggi sebagai pengganti karburator.
Pada tahun 1933, Elling secara profetik menulis: “Ketika saya mulai mengerjakan turbin gas pada tahun 1882, saya sangat yakin bahwa penemuan saya akan diminati di industri pesawat terbang.”

Sayangnya, Elling meninggal pada tahun 1949, tidak pernah hidup untuk melihat munculnya era turbojet.

Satu-satunya foto yang bisa kami temukan.

Mungkin seseorang akan menemukan sesuatu tentang pria ini di "Museum Teknologi Norwegia".

Pada tahun 1903, Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky, dalam jurnal "Scientific Review" menerbitkan sebuah artikel "Penelitian ruang dunia dengan perangkat jet", di mana ia pertama kali membuktikan bahwa roket adalah perangkat yang mampu melakukan penerbangan luar angkasa. Artikel itu juga mengusulkan draf pertama rudal jarak jauh. Tubuhnya adalah ruang logam lonjong yang dilengkapi dengan mesin jet cair (yang juga merupakan mesin pembakaran internal). Sebagai bahan bakar dan pengoksidasi, ia mengusulkan untuk menggunakan hidrogen cair dan oksigen masing-masing.

Mungkin pada catatan luar angkasa roket inilah bagian sejarah harus diakhiri, karena abad ke-20 telah tiba dan Mesin Pembakaran Internal mulai diproduksi di mana-mana.

Kata penutup filosofis...

K.E. Tsiolkovsky percaya bahwa di masa mendatang orang akan belajar untuk hidup, jika tidak selamanya, setidaknya untuk waktu yang sangat lama. Dalam hal ini, akan ada sedikit ruang (sumber daya) di Bumi dan kapal harus pindah ke planet lain. Sayangnya, ada sesuatu yang tidak beres di dunia ini, dan dengan bantuan roket pertama, orang memutuskan untuk menghancurkan jenis mereka sendiri...

Terima kasih kepada semua orang yang membaca.

Semua hak dilindungi undang-undang © 2016
Penggunaan materi apa pun hanya diperbolehkan dengan tautan aktif ke sumbernya.