Изобретение двигателя: Двигатель внутреннего сгорания история создания
Двигатель внутреннего сгорания история создания
Первый двигатель внутреннего сгорания: с чего все началось
Разработка первого двигателя внутреннего сгорания длилась почти два века, пока автомобилисты смогут узнать прототипы современных моторов. Все начиналось с газа, а не с бензина. В число людей, которые приложили свою руку к истории создания, являются — Отто, Бенц, Майбах, Форд и другие. Но, последние научные открытия перевернули весь автомир, поскольку отцом первого прототипа считался совсем не тот человек.
Леонардо и здесь руку приложил
До 2016 года основателем первого двигателя внутреннего сгорания считался Франсуа Исаак де Риваз. Но, историческая находка, сделанная английскими учеными, перевернула весь мир. При раскопках вблизи одного из французских монастырей, были найдены чертежи, которые принадлежали Леонардо да Винчи. Среди них был чертеж двигателя внутреннего сгорания.
Конечно, если смотреть на первые двигатели, которые создавали Отто и Даймлер, то можно найти конструктивные сходства, а вот с современными силовыми агрегатами их уже нет.
Легендарный да Винчи опередил свое время почти на 500 лет, но поскольку был скован технологиями своего времени, а также финансовыми возможностями, так и не смог сконструировать мотор.
Детально исследовав чертеж, современные историки, инженеры и автоконструкторы с мировым именем, пришли к выводу, что данный силовой агрегат мог работать и довольно продуктивно. Так, компания Форд занялась разработкой прототипа двигателя внутреннего сгорания, основываясь на чертежах да Винчи. Но, эксперимент удался только наполовину. Двигатель завести не удалось.
Но, некоторые современные доработки позволили, все-таки дать жизнь силовому агрегату. Он так и остался экспериментальным прототипом, но кое-что компания Форд, все-таки почерпнула для себя — это размер камер сгорания для легковых автомобилей В-класса, который составляет 83,7 мм. Как оказалось — это идеальный размер для сгорания воздушно-топливной смеси для такого класса моторов.
Инженерия и теория
Согласно историческим фактам, в XVII веке голландский ученый и физик Кристиан Хагенс разработал первый теоретический двигатель внутреннего сгорания на пороховой основе.
Но, как и Леонардо был скован технологиями своего времени и воплотить свою мечту в реальность так и не смог.
Франция. 19 век. Начинается эпоха массовых механизаций и индустриализаций. В это время, как раз и можно создать, что-то невероятное. Первый, кто сумел собрать двигатель внутреннего сгорания, был француз Нисефор Ньепс, который он назвал — Пирэолофор. Он работал с братом Клодом, и они вместе до создания ДВС презентовали несколько механизмов, которые не нашли своих заказчиков.
В 1806 году в национальной французской академии прошла презентация первого мотора. Он работал на угольной пыли и имел ряд конструктивных недоработок. Несмотря на все недостатки, мотор получил положительные отзывы и рекомендации. Вследствие этого братья Ньепсе получили финансовую помощь и инвестора.
Первый двигатель продолжал развиваться. Более совершенный прототип был установлен на лодки и небольшие корабли. Но, Клоду и Нисефору этого было не достаточно, они хотели удивить весь мир, поэтому изучали разные точные науки, чтобы совершенствовать свой силовой агрегат.
Так, их старания увенчались успехами, и в 1815 году Нисефор находит труды химика Лавуазье, который пишет, что «летучие масла», которые являются частью нефтепродуктов, при взаимодействии с воздухов могут взрываться.
1817 год. Клод едет в Англию, с целью получения нового патента на двигатель, так как во Франции срок действия подходил к концу. На этом этапе братья расстаются. Клод начинает работать над мотором самостоятельно, не уведомив об этом брата, и требует с него денег.
Разработки Клода нашли подтверждение только в теории. Изобретенный двигатель не нашел широкого производства, поэтому стал частью инженерной истории Франции, а Ньепса увековечили памятником.
Сын известного физика и изобретатель Сади Карно издал трактат, который сделал его легендой автомобилестроительной индустрии и делает его знаменитым на весь мир. Работа насчитывала 200 экземпляров и называлась «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» изданная в 1824 году. Именно с этого момента начинается история термодинамики.
1858 год. Бельгийский ученый и инженер Жан Жосефа Этьен Ленуара собирает двухтактный двигатель. Отличительными элементами было то, что он имел карбюратор и первую систему зажигания. Топливом служил каменноугольный газ. Но, первый прототип работал всего несколько секунд, а потом навсегда вышел со строя.
Случилось это потому, что мотор не имел систем смазки и охлаждения. При этой неудачи Ленуар не сдался и продолжил работу над прототипом и уже в 1863 году мотор, установленный на 3-х колесный прототип автомобиля, проехал исторические первые 50 миль.
Все эти разработки положили начало эре автомобилестроения. Первые двигатели внутреннего сгорания продолжали разрабатываться, и их создатели увековечили свои имена в истории. Среди таких были — австрийский инженер Зигфрид Маркус, Джордж Брайтон и другие.
Руль принимают легендарные немцы
В 1876 году эстафету начинают принимать немецкие разработчики, чьи имена в наши дни гремят громко. Первый, кого следует отметить, стал Николас Отто и его легендарный «цикл Отто».
Он первый разработал и сконструировал прототип двигатель на 4-х цилиндрах. После этого уже в 1877 году он патентует новый двигатель, который лежит в основе большинства современных моторов и самолетов начала 20 века.
Еще одно имя в истории автомобилестроения, которое многие знают и сегодня — Готлиб Даймлер. Он со своим другом и братом по инженерии Вильгельмом Майбахом разработали мотор на газовой основе.
1886 год стал переломным, поскольку именно Даймлер и Майбах создали первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Силовой агрегат получил название «Reitwagen». Этот движок ранее устанавливался на двухколесные транспортные средства. Майбах разработал первый карбюратор с жиклерами, который также эксплуатировался достаточно долго.
Для создания работоспособного двигателя внутреннего сгорания великим инженерам пришлось объединить свои силы и умы. Так, группа ученых, в которую вошли Даймлер, Майбах и Отто начали собирать моторы по две штуки в день, что на тот момент было большой скоростью.
Но, как и всегда бывает, позиции ученых в совершенствовании силовых агрегатов разошлись и Даймлер уходит с команды, чтобы основать свою компанию. Вследствие этих событий Майбах следует своему другу.
1889 год Даймлер основывает первую автомобилестроительную фирму «Daimler Motoren Gesellschaft». В 1901 году Майбах собирает первый Мерседес, который положил начало легендарному немецкому бренду.
Еще одним не менее легендарным немецким изобретателем становится Карл Бенц. Его первый прототип двигателя мир увидел в 1886 году. Но, до момента создания первого своего мотора, он успел основать фирму «Benz & Company». Дальнейшая история просто потрясающая. Впечатленный разработками Даймлера и Майбаха, Бенц решил слить все компании воедино.
Так, сначала «Benz & Company» сливается с «Daimler Motoren Gesellschaft», и становиться «Daimler- Benz». Впоследствии соединение коснулось и Майбаха и компания стала называться «Mersedes- Benz».
Еще одно знаменательное событие в автомобилестроение случилось в 1889 году, когда Даймлер предложил разработку V-образного силового агрегата.
Его идею подхватил Майбах и Бенц, и уже в 1902 году V-образные двигатели начали выпускаться на самолеты, а позже на автомобили.
Отец основатель автоиндустрии
Но, как не крути, самый большой взнос в развитие автомобилестроения и автодвигательных разработок внес американский конструктор, инженер и просто легенда — Генри Форд. Его лозунг: «Автомобиль для всех» нашел признание у простых людей, что и привлекло их. Основав в 1903 году компанию «Форд», он не только принялся за разработку нового поколения двигателей для своего автомобиля Форд А, но и дал новые рабочие места простых инженерам и людям.
В 1903 году против Форда выступил Селден, который утверждал, что первый использует его разработку двигателя. Судебный процесс длился целых 8 лет, но при этом, ни один из участников, так и не смог выиграть процесс, поскольку суд решил, что права Селдена не нарушены, а Форд использует свой тип и конструкцию мотора.
В 1917 году, когда США вступила в первую мировую войну, компания Форд начинает разработку первого тяжелого двигателя для грузовых автомобилей с повышенной мощностью.
Так, к концу 1917 года Генри представляет первых бензиновый 4-х тактный 8-ми цилиндровый силовой агрегат Форд М, который начала устанавливаться на грузовые автомобили, а в последствие и во время 2-й мировой на некоторые грузовые самолеты.
Когда другие автомобилестроители переживали не самые лучшие времена, то компания Генри Форда процветала и имела возможность разрабатывать все новые варианты двигателей, которые нашли применение среди широкого автомобильного ряда автомобилей Форд.
Вывод
По сути, первый двигатель внутреннего сгорания изобрел Леонардо да Винчи, но это было только в теории, поскольку он был скован технологиями своего времени. А вот первый прототип поставил на ноги голландец Кристиан Хагенс. Потом были разработки французских братьев Ньепс.
Но, все же массовой популярности и разработки двигатели внутреннего сгорания получили с разработками таких великих немецких инженеров, как Отто, Даймлер и Майбах. Отдельно стоит отметить заслуги в разработках моторов отца основателя автоиндустрии — Генри Форда.
Двигатель внутреннего сгорания история создания
Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в на шем мире.
Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение.
Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека. В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС.
Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки.
В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе.
После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения. Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.
В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров. В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем.
Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности.
Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки.
Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания.
В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина.
На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.
С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами.
История создания двигателя внутреннего сгорания
Изобретение двигателя внутреннего сгорания.
На протяжении истории человечества люди пытались заменить ручную работу машинами. Уже в 18 веке в промышленности использовался паровой двигатель. Но это устройство было громоздким, имело низкий коэффициент полезного действия, требовало значительных сил по обслуживанию. Если в цилиндре парового двигателя пар заменить топливом и там сжигать, то получится выигрыш в мощности, уменьшатся размеры устройства, повысится КПД. Какое топливо использовать? Первоначально пытались использовать угольную пыль, смесь водорода с воздухом.
Но первые устойчиво работающие двигатели получилось сделать при использовании газа, позже – нефтепродуктов.
Некоторые конструктивные элементы двигателя разработаны исследователями на основании открытий предыдущих веков. Еще в 6-ом веке нашей эры кривошипно-шатунный механизм использовался на лесопильных устройствах в Малой Азии и Сирии. Первое упоминание коленчатого вала датируется 1206 годом. Аль-Джазари применил его в двухцилиндровом насосе.
Инженер из Франции Филипп Лебон Д’Хумберстейн в 1801 г. запатентовал двухтактный двигатель, где использовалось сжатие топливной смеси. Двигатель работал на светильном газе, получаемом способом перегонки без доступа кислорода древесины или угля. Конструктор не построил действующую модель из-за гибели в 1804 г.
Французы Джозеф Никефор Ниепсе и его брат Клод в 1807 г. запустили двигатель, где топливом использовали угольную пыль. Этот образец применяли в качестве лодочного мотора. Еще один француз Франсуа Исаак де Риваз в то же время предложил модель двигателя на водороде.
В нем имелись некоторые узлы, примененные впоследствии в последующих разработках: поршневая группа и устройство искрового зажигания топливной смеси.
Первый двигатель, в дальнейшем использовавшийся в промышленности, запатентовал и изготовил в 1823 г. английский инженер Сэмюэль Браун.
Итальянцы также работали над созданием нового мотора. Эудженио Барсанти вместе с Феличе Маттеуччи предложили свою модель двигателя внутреннего сгорания в 1853 г.
В 1860 г. изобретатель из Франции Жан Этьен Ленуар сделал устойчиво работающий двухтактный двигатель. Модель имела водяное охлаждение, систему смазки, появился кривошипно-шатунный механизм. Топливом служил светильный газ. Поджигание горючей смеси производилось с помощью искры от постороннего источника. Двигатель нашел практическое применение, выпускался массово.
Конструктор из Германии Николаус Аугуст Отто в 1860 г., взяв за основу модель Ленуара, придумал свой двигатель, но запатентовать его не получилось. В 1863 г. он создал еще один работающий образец двухтактного атмосферного двигателя.
Двигатели Отто оказались лучше.
Прорыв в двигателестроении произошел с изобретением устройства для приготовления и подачи топливной смеси – карбюратора. Еще в 1838 г. Уильяму Бартнеру выдали патент на это устройство. В 1864 г. Зигфрид Маркус сконструировал одноцилиндровый карбюраторный двигатель, работающий от сгорания нефтепродуктов.
Делались попытки использовать в качестве топлива керосин. В 1872 г. такие опыты проводил американец Брайтон. Но впоследствии керосин, из-за плохого испарения, заменили бензином. В это же время Брайтон изобрел «испарительный» карбюратор, но он работал плохо.
В 1877 г. Отто получил еще патент на новый четырехтактный двигатель. Устройство имело один цилиндр. Теоретическое описание принципа действия четырехтактного двигателя внутреннего сгорания сделал еще в 1861 г. французский инженер Эжен-Альфонс Бо де Роша. Во многих бензиновых двигателях до сегодняшнего дня применяется четырехтактный цикл. Производство моторов Отто началось в 1878 г.
В 1883 г.
Готлиб Даймлер создал первый калильный двигатель. Зажигание бензина осуществлялось от специальной раскалённой трубочки.
В 1892 г. Рудольф Кристиан Карл Дизель запатентовал двигатель, работающий по новому принципу. Топливная смесь в нем загоралась от сжатия в цилиндре. В 1897 г. сделан первый работоспособный образец этого двигателя. Первоначально топливом в этих двигателях использовали растительные масла или лёгкие продукты переработки нефти. Дизельные двигатели нашли применения в промышленности и на транспорте.
Первые образцы испарительных карбюраторов работали плохо. Ускорилось производство двигателей только после изобретения карбюратора нового типа. Его создание принадлежит инженерам из Венгрии Донату Банки и Яношу Чонка, получившим в 1893 г. патент на распыливающий карбюратор с жиклёром. Принцип его работы используется в карбюраторах современных моторов. Конструкторы предложили испарение бензина заменить распылением. Благодаря чему топливо равномерно распределяется и испаряется уже камере сгорания.
Через специальный дозирующий жиклер топливо всасывалось и распылялось. В карбюраторе имелось устройство, обеспечивающее постоянный уровень топлива, в нем поддерживался стабильный напор и состав горючей смеси, подачей воздуха регулировалось количество топлива, подаваемое в цилиндр. В 1898 г. Донат Банки разработал двигатель с высокой степенью сжатия и карбюратором с двумя диффузорами. В нем использован новый метод эмульсионного смесеобразования распылением, используемый и в наши дни.
С 19 века двигатели внутреннего сгорания стали неотъемлемой частью любого производства, применяются на транспорте, в быту. Работы по созданию двигателя параллельно велись в Европе, США, России. В одной краткой статье невозможно осветить всю историю. Здесь описаны только наиболее известные открытия в этой области.
Краткая история развития ДВС
ДВИГАТЕЛИ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ
Содержание дисциплины
Введение. Двигатели внутреннего сгорания
Роль и применение ДВС в строительстве
Двигателем внутреннего сгорания (ДВС) называют поршневой тепловой двигатель, в котором процессы сгорания топлива, выделение теплоты и превращение ее в механическую работу происходят непосредственно в цилиндре двигателя.
Рис 1. Общий вид дизельного ДВС
Двигатели внутреннего сгорания, особенно дизельные, нашли самое широкое применение в качестве силового оборудования на разнообразных строительных и дорожных машинах, требующих независимости от внешних источников энергии. Это, в первую очередь, транспортные (автомобили общего и специального назначения, седельные тягачи, тракторы), погрузочно-разгрузочные машины ( вилочные и ковшовые погрузчики, многоковшовые погрузчики), стреловые самоходные краны, машины для земляных работ и т.д. На строительных и дорожных машинах применяются двигатели мощностью от 2 до 900 кВт.
Особенностью их эксплуатации является то, что эти машины длительное время эксплуатируются на режимах близких к номинальным, при значитель-
ном и непрерывном изменении внешней нагрузки, повышенной запыленнос-ти воздуха, в существенно различных климатических условиях и нередко без гаражного хранения.
Рис 2. Габаритные размеры различных типов двигателей: а – мотоцикла;
б – легкового автомобиля; в – грузового автомобиля средней грузоподъем-ности; г – тепловоза; д – судового дизеля; е – авиационного ТРД.
Краткая история развития ДВС
Первый двигатель внутреннего сгорания (ДВС) был изобретен французским инженером Ленуаром в 1860 г. Этот двигатель во многом повторял паровую машину, работал на светильном газе по двухтактному циклу без сжатия. Мощность такого двигателя составляла примерно 8 л.с., КПД – около 5%. Этот двигатель Ленуара был очень громоздким и поэтому не нашел дальнейшего применения.
Через 7 лет немецкий инженер Н. Отто ( 1867 г.) создал 4-х-тактный двигатель с воспламенением от сжатия. Этот двигатель имел мощность 2 л.с., с числом оборотов 150 об/мин. Двигатель мощностью 10 л.с. имел КПД 17% , массу 4600 кг нашел широкое применение. Всего таких двигателей было выпущено более 6 тыс.1880 г. мощность двигателя была доведена до 100 л.с.
В 1885 г. в России капитан Балтийского флота И.С.Костович создал двигатель для воздухоплавания мощностью 80 л.с. с массой 240 кг. Тогда же в Германии Г.Даймлер и независимо от него К.Бенц создали двигатель небольшой мощность для самодвижущихся экипажей – автомобилей.
С этого года началась эра автомобилей.
Рис 3. Двигатель Ленуара: 1 – золотник; 2 – полость охлаждения цилин-дра: 3 – свеча зажигания: 4 – поршень: 5 – шток поршня: 6 – шатун: 7 – контактные пластины зажигания: 8 – тяга золотника: 9 – кривошипный вал с маховиками: 10 – эксцентрик тяги золотника.
В конце 19 в. немецким инженером Дизелем был создан и запатентован двигатель, который впоследствии стали называть по имени автора двигателем Дизеля. Топливо в двигателе Дизеля подавалось в цилиндр сжатым воздухом от компрессора и воспламенялось от сжатия. КПД такого двигателя составляло примерно 30%.
Интересно, что за несколько лет до Дизеля русский инженер Тринклер разработал двигатель, работающий на сырой нефти по смешанному циклу – по которому работают все современные дизельные двигатели, однако он не был запатентован, а имя Тринклера мало кто теперь знает.
studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2019 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.
001 с) .
Toyota Carina ТурбоТрактор › Бортжурнал › История создания дизельного двигателя.
Спасибо Андрею за любопытную статью!
История дизельного двигателя началась с истории его изобретателя.
Теодор Дизель, немецкий иммигрант, владел в Париже небольшой мастерской. Но в 1870 году вместе с женой и 12-летним сыном Рудольфом уехал из занятой немецкими войсками столицы Франции в Лондон: через полвека искатели сенсаций сочтут это весьма многозначительным фактом. В 1871 году Дизели поселились в немецком городе Аугсбурге, а еще через девять лет Рудольф с отличием окончил Высшую политехническую школу в Мюнхене, получил степень доктора и на полгода отправился практиковаться на машиностроительную фабрику братьев Зульцер в Швейцарию.
А вскоре мюнхенский профессор Карл фон Линде, очарованный прилежным и схватывающим все на лету молодым человеком, предложил ему место директора филиала своей фирмы в Париже. Именно профессор, изобретатель «холодильника Линде», заинтересовал Дизеля проблемами тепловых двигателей — паровых и только-только появившихся благодаря изобретениям еще одного немца, Николауса Августа Отто, моторов внутреннего сгорания.
За десять лет Дизель создал сотни чертежей и расчетов двигателя абсорбционного типа, работавшего на аммиаке (как в домашних холодильниках недавнего прошлого). Фантазия молодого инженера не знала границ — от миниатюрных моторчиков для швейных машин и прялок до гигантских стационарных агрегатов, использующих к тому же солнечную энергию! И все же цель ускользала — Дизелю никак не удавалось создать, хотя бы на бумаге, эффективный двигатель, чей КПД оказался бы выше 10-12 процентов и превзошел паровую машину.
Свет в конце тоннеля забрезжил в 1890 году. Рудольф оставил фон Линде, переехал в Берлин и… заменил аммиак сильно нагретым сжатым воздухом. «Не могу сказать, — писал позже изобретатель, — когда именно возникла у меня эта мысль. В неустанной погоне за целью, в итоге бесконечных расчетов родилась наконец идея, наполнившая меня огромной радостью, — нужно вместо аммиака взять сжатый горячий воздух, впрыснуть в него распыленное топливо и одновременно со сгоранием расширить его так, чтобы возможно больше тепла использовать для полезной работы».
28 февраля 1892 года Дизель подал заявку на изобретение «нового рационального теплового двигателя», а 23 февраля следующего, 1893 года получил немецкий патент № 67207 на «Рабочий процесс и способ конструирования двигателя внутреннего сгорания для машин».
«Моя идея, — писал он семье в Мюнхен, — настолько опережает все, что создано в данной области до сих пор, что можно смело сказать — я первый в этом новом и наиважнейшем разделе техники на нашем маленьком земном шарике! Я иду впереди лучших умов человечества по обе стороны океана!»
Все изложенные в этих патентах и брошюре предложения Рудольфа Дизеля сводились в основном к тому, чтобы при работе двигателя температура в рабочем цилиндре, необходимая для сжигания топлива (жидкого, газообразного или пылевидного), создавалась не в процессе горения топлива, а еще раньше — в результате адиабатного (без теплообмена с окружающей средой) сжатия в цилиндре до высокого давления заряда чистого воздуха (а не смеси его с топливом, как в двигателе Н.
Отто).
Сжатие именно чистого воздуха, а не горючей смеси давало возможность предотвратить преждевременные вспышки наиболее легких фракций топлива, что обычно происходило при повышении степени сжатия в уже существовавших тогда типах двигателей и мешало дальнейшему повышению их КПД. Причем наивысшая температура должна была по замыслу Дизеля создаваться также в этом процессе адиабатного сжатия заряда чистого воздуха, а не при сгорании топлива.
Топливо же в этот воздух, разогретый до температуры, значительно превышающей температуру самовоспламенения горючего вещества, находящегося в твердом, жидком или газообразном состоянии, должно было подаваться постепенно, малыми дозами с такой закономерностью, чтобы процесс сгорания и расширения газов во время горения почти не отличался от изотермического.
Увы, первый экспериментальный двигатель — махина весом в 4,5 тонны оснащена была трехметровым маховиком — взорвался, чудом не убив никого из рабочих и инженеров аугсбургской фабрики.
Но уже через пять месяцев, в январе 1895 года, двигатель Дизеля работал целую минуту и при 88 оборотах развил 13,2 л. с.
Однако из-за сильного перегрева мотора прогорал поршень и ломались клапанные пружины. Тогда Дизель решил, что виноват во всем жидкий бензин, и стал использовать в качестве топлива его пары. Цилиндр снабдили водяной рубашкой, а в головку вмонтировали свечу зажигания, отказавшись от краеугольного камня открытия Дизеля — принципа «самовоспламенения от сжатия».
Для второго образца в качестве топлива выбрали керосин, это дало результат – во время испытаний в 1894 году он работал без нагрузки. Опираясь на данные, полученные во время опытов, ученый создает третий образец, в котором учтены ошибки первых двух. Этот вариант был сырым макетом современного дизельного двигателя, в нем использовался сжатый воздух для подачи топлива в цилиндры и распыления. Третья модель во время испытаний 1 мая 1895 года проработала 30 минут, а впоследствии были проведены тесты с различными нагрузками.
Полгода продолжались испытания. И не дали ничего, кроме убеждения, что исследования зашли в тупик.
Консорциуму ошибка Дизеля обошлась в 30 тысяч марок, но Рудольф сумел убедить представителей консорциума в близком успехе. И в конце 1895 года мотор «с воспламенением от сжатия системы Дизеля» работал без перерыва 17 суток. А еще через два года новый двигатель можно было без опаски показывать широкой публике. Агрегат высотой в три метра развивал 172 об/мин и при диаметре единственного цилиндра 250 мм и ходе поршня 400 мм «выдавал» от 17,8 до 19,8 л. с., расходуя 258 г нефти на 1 л. с. в час. При этом термический КПД составлял 26,2 процента — вдвое выше, чем у паровой машины. Заводы очень быстро начали разбирать лицензии на производство таких двигателей.
Сбылись мечты сына скромного парижского ремесленника. Он — на вершине мира! Он крутит этот «маленький земной шарик», как захочет! И деньги не главное — Рудольф легко тратит 900 тысяч марок на строительство роскошного особняка, одно содержание которого обойдется ему в 90 тысяч в год.
Но самое поразительное — еще ни один мотор «системы Дизеля» к тому времени даже не был продан!
Первые выпущенные двигатели оказались недееспособными из-за заводских просчетов. Изготовитель не задумались, что создание двигателя требовало высокой точности в изготовлении деталей и использовании жаропрочных материалов. Это было слишком дорого для заводов, поэтому вскоре в адрес Дизеля понеслась жесткая критика. Его обвиняли в надувательстве, потому что предприятия хотели наладить массовое производство агрегатов, но из-за больших затрат они могли позволить себе лишь мелкосерийные партии. К их возмущениям присоединяются владельцы угольных шахт и прочие завистники. Од такой критики фабрика в Аугсбурге, что принадлежавшая Дизелю, стала банкротом. А Рудольф отправился в Париж, где получил за свой мотор… Гран-при Всемирной выставки!
Поразительно везло этому человеку. Подлечив пошатнувшееся здоровье в психиатрической клинике в Нойвиттельсбахе, Дизель решил поправить и банковский счет, вспомнив, наконец, о своем инженерном таланте.
И через несколько месяцев военное ведомство кайзеровской Германии с восторгом ухватилось за новый проект Дизеля — многоцилиндровый судовой двигатель для строящегося броненосца «Принцрегент Луитпольд».
Смерть Рудольфа Дизеля так и осталась загадкой. Это случилось 29 сентября 1913 года на лайнере «Дрезден». Корабль выехал из гавани Антверпена, это был первый корабль с дизельным двигателем, после ужина в 23 часа ученый отправился спать в свою каюту. На следующий день утром в ней никого не было, Дизель исчез с судна. Его тело было найдено через 10 дней. Его сын прибыл в Бельгию на опознание вещей, он подтвердил, что они принадлежали Рудольфу. Есть множество предположений о причине гибели ученого: одни говорили, что это самоубийство на фоне банкротства ( так как в наследство семье осталось всего 20 тыс. марок), другие заявляли, что это несчастный случай, третьи были уверены в том, что его убили немецкие солдаты, чтобы не допустить утечки секретной информации.
Производство и продажу дизельных двигателей купил Альфред Нобель, который наладил эту работу в России.
В 1898 году Эммануил Нобель сделал производство дизельных моторов на заводе в Петербурге. В этом же году был создан первый в мире двигатель с внутренним смесеобразованием. И уже через год заработал первый дизельный двигатель. Всего в 1899 году их было выпущено 7 штук мощностью 30 и 40 л.
В начале XX века инженер Роберт Бош улучшил встроенный топливный насос и создал его многосекционным. Дизель стал очень популярен как силовое устройство для вспомогательного и общественного транспорта, но все же двигатели с электрическим зажиганием для пассажирских и грузовых машин покупались лучше. А дальше известность дизеля начинает возрастать как из-за экономичности и долговечности, так и из-за уменьшенной токсичности выбросов в атмосферу.
Новейшая история дизельного двигателя возникла в 1997 г. Более 10 лет назад компания Bosch впервые представила на рынке свою систему Common Rail для легковых машин. Alfa Romeo 156 JTD и Mercedes-Benz 220 CDI были первыми машинами, которые оборудовали данной системой.
Как появились первые автомобили? Кто придумал первый двигатель? Как Леонардо Да Винчи придумал автомобиль? Когда и как произошло первое в мире ДТП?
История тюнинга и автомобилей.
Автомобиль, как мы знаем, был придуман не в один день и не одним изобретателем. История автомобилестроения отражает эволюцию науки и техники. Подсчитано, что на данный момент в мире действует более 100 000 патентов, посвященных современному автомобилю. Тем не менее, мы укажем первые, самые важные шаги в автомобилестроении.
Автомобиль настолько глубоко внедрился в жизнь современного человека за последние 100 лет, что мало кто может представить себе день без авто транспорта. Люди еще много сотен лет назад мечтали о самоходной повозке. Сказки про Емелю на печи и т.д. существовали задолго до первых экспериментов и работ изобретателей. Но благодаря историческим летописям мы попробуем коротко проследить за развитием современного автомобиля.Первые замыслы и теоретические рассуждения были заложены Леонардо Да Винчи и Исааком Ньютоном.
Представьте себе, изобретения Да Винчи действительно работают. Совсем недавно современные ученые энтузиасты, по сохранившимся эскизам и чертежам воссоздали действующий прототип самоходного средства придуманного великим художником и изобретателем (см. видео). Если немного включить фантазию и предположить, что Да Винчи творил бы в наше время — мы по всей вероятности уже летали бы на межгалактических звездолетах.
ВЕЛИКАЯ ИСТОРИЯ АВТО.
В 1769 году, первым, самоходно-дорожно-транспортным средством стал военный трактор. Его изобрел французский инженер и механик, Николя Иосиф Кугно Cugnot (1725 — 1804). Мсье Кюгно использовал паровой двигатель для движения своего автомобиля, построенного под его руководством в Париже на фабрике»Арсенал». Первые паровые автомобили — История автомобилей и тюнинга.
Прототип автомобиля — Велосипед на паровой тяге! Уникальный трактор был использован Французской армией для перевозки артиллерии с огромной по тем временам скоростью 2.
5 мили в час на трех колесах. Автомобиль приходилось останавливать каждые десять, пятнадцать минут, чтобы накопить паровой энергии и подбросить угля. Паровой двигатель и котел были отделены от остальной части «автомобиля» и были расположены спереди (см. гравюра ниже).
На следующий год (1770), мсье Cugnot построил паровой трехколесный велосипед, на котором умещались уже четверо пассажиров.
Принцип работы парового двигателя: Во время сжигания топлива происходит подогрев воды в котле и создание пара. Пар в свою очередь толкает поршни. Поршни вращают коленвал напрямую связанный с колесами по принципу паровозной пары.
Любопытно! Первое ДТП произошло в 1771 году. Мсье Кюгно на одном из своих творений въезжает в каменную стену, став первым в истории участником в дорожно-транспортном происшествии с участием автомобиля. Этот случай послужил началом череды неудач незадачливого изобретателя. Неожиданно для Николя Кюгно один из его инвесторов умирает,второго отправляют в ссылку.
Но не будем забывать, что именно Николя Кюгно – стал первым кто смог построить максимально успешный прообраз автомобиля, пусть даже так сильно похожим на паровоз.
Забавно, но факт — термины «водитель» и «шофер» означали совсем не одно и то же. Водитель — тот кто управляет машиной, а «шофер» — тот кто поддерживает огонь в топке и следит за паром.
Однако у паровых машин была масса проблем.
Огромный вес котла и ужасающий дизайн делали первые автомобили похожими на дьявольские колесницы. Дым, сажа, шипение наводили ужас на мирных жителей. Кроме того, лошади завидев извергающий пары и грохочущий на всю улицу аппарат лишались рассудка и становились неуправляемыми.
Эти факты стали преградой на пути прогресса, но не смогли остановить его.
Водитель подобной колесницы, проехав пару километров, больше походил на кочегара и сегодня вызывает жалость и улыбку.
- Автомобиль Николя Кюгно был усовершенствован французом Onesiphore Pecqueur, который также изобрел первый дифференциал.
- В 1789 году, первый в США патент на паровые автомобили был зарегистрирован Оливером Эвансом.
- В 1801 Году, в Великобритании Ричард Тревитчик построил дорогу, для перевозки по ней грузов в транспорте на паровой тяге.
-
Первый российский паровоз был построен отцом и сыном Черепановыми на Нижнетагильском заводе. Паровоз Черепановых использовали для транспортировки руды общим весом 3,5 тонны со скоростью около 13 км. в час.
-
ИЗОБРЕТЕНИЕ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ. 500 знаменитых исторических событий
ИЗОБРЕТЕНИЕ ПАРОВОГО ДВИГАТЕЛЯ
Схема паровой машины Джеймса Уатта (1775 г.
)
Процесс изобретения парового двигателя, как это часто бывает в технике, растянулся чуть ли не на столетие, поэтому выбор даты для этого события достаточно условен. Впрочем, никем не отрицается, что прорыв, приведший к технологической революции, был осуществлен шотландцем Джеймсом Уаттом.
Над использованием пара в качестве рабочего тела люди задумывались еще в глубокой древности. Однако лишь на рубеже XVII–XVIII вв. удалось найти способ производить полезную работу с помощью пара. Одна из первых попыток поставить пар на службу человеку была предпринята в Англии в 1698 г.: машина изобретателя Сэйвери предназначалась для осушения шахт и перекачивания воды. Правда, изобретение Сэйвери еще не было двигателем в полном смысле этого слова, поскольку, кроме нескольких клапанов, открывавшихся и закрывавшихся вручную, в нем не имелось подвижных частей. Машина Сэйвери работала следующим образом: сначала герметичный резервуар наполнялся паром, затем внешняя поверхность резервуара охлаждалась холодной водой, отчего пар конденсировался, и в резервуаре создавался частичный вакуум.
Первая паровая машина с поршнем была построена французом Дени Папеном в 1698 г. Вода нагревалась внутри вертикального цилиндра с поршнем, и образовавшийся пар толкал поршень вверх. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Посредством системы блоков паровая машина Папена могла приводить в действие различные механизмы, например насосы.
Более совершенную машину в 1712 г. построил английский кузнец Томас Ньюкомен. Как и в машине Папена, поршень перемещался в вертикальном цилиндре. Пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень вверх. При впрыскивании в цилиндр холодной воды пар конденсировался, в цилиндре образовывался вакуум, и под воздействием атмосферного давления поршень опускался вниз. Этот обратный ход удалял воду из цилиндра и посредством цепи, соединенной с коромыслом, двигавшимся наподобие качелей, поднимал вверх шток насоса.
Машина Ньюкомена широко использовалась в Европе более 50 лет. В 1740-х годах машина с цилиндром длиной 2,74 м и диаметром 76 см за один день выполняла работу, которую бригада из 25 человек и 10 лошадей, работая посменно, выполняла за неделю. И все-таки ее КПД был чрезвычайно низок.
Наиболее ярко промышленная революция проявилась в Англии, прежде всего в текстильной промышленности. Несоответствие предложения тканей и стремительно возрастающего спроса привлекло лучшие конструкторские умы к разработке прядильных и ткацких машин. В историю английской техники навсегда вошли имена Картрайта, Кея, Кромптона, Харгривса. Но созданные ими прядильные и ткацкие станки нуждались в качественно новом, универсальном двигателе, который бы непрерывно и равномерно (именно этого не могло обеспечить водяное колесо) приводил станки в однонаправленное вращательное движение.
Уатт родился в шотландском городке Гринок в семье кораблестроителя. Работая учеником в мастерских в Глазго, за первые два года Джеймс приобрел квалификацию гравировщика, мастера по изготовлению математических, геодезических, оптических приборов, различных навигационных инструментов. По совету дяди-профессора Джеймс поступил в местный университет на должность механика. Именно здесь Уатт начал работать над паровыми машинами.
Джеймс Уатт пытался усовершенствовать пароатмосферную машину Ньюкомена, которая, в общем-то, годилась только для перекачивания воды. Ему было ясно, что основной недостаток машины Ньюкомена состоял в попеременном нагревании и охлаждении цилиндра. В 1765 г. Уатт пришел к мысли, что цилиндр может постоянно оставаться горячим, если до конденсации отводить пар в отдельный резервуар через трубопровод с клапаном. Кроме того, Уатт сделал еще несколько усовершенствований, окончательно превративших паро-атмосферную машину в паровую.
Например, он изобрел шарнирный механизм — «параллелограмм Уатта» (называется так потому, что часть звеньев — рычагов, входящих в его состав, образует параллелограмм), который преобразовывал возвратно-поступательное движение поршня во вращательное движение главного вала. Теперь ткацкие станки могли работать непрерывно.
В 1776 г. машина Уатта прошла испытания. Ее КПД оказался вдвое больше, чем у машины Ньюкомена. В 1782 г. Уатт создал первую универсальную паровую машину двойного действия. Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой. Поэтому поршень совершал и рабочий, и обратный ход с помощью пара, чего не было в прежних машинах. Поскольку в паровой машине двойного действия шток поршня совершал тянущее и толкающее действие, прежнюю приводную систему из цепей и коромысла, которая реагировала только на тягу, пришлось переделать. Уатт разработал систему связанных тяг и применил планетарный механизм[102] для преобразования возвратно-поступательного движения штока поршня во вращательное движение, использовал тяжелый маховик, центробежный регулятор скорости, дисковый клапан и манометр для измерения давления пара.
Запатентованная Уаттом «ротативная паровая машина» сначала широко применялась на прядильных и ткацких фабриках, а позже и на других промышленных предприятиях. Двигатель Уатта годился для любой машины, и этим не замедлили воспользоваться изобретатели самодвижущихся механизмов.
Паровая машина Уатта поистине стала изобретением века, положившим начало промышленной революции. Но изобретатель на этом не ограничился. Соседи не раз с удивлением наблюдали за тем, как Уатт гоняет по лугу лошадей, тянущих специально подобранные тяжести. Так появилась единица мощности — лошадиная сила, получившая впоследствии всеобщее признание.
К сожалению, финансовые трудности вынудили Уатта уже в зрелом возрасте проводить геодезические изыскания, работать на строительстве каналов, сооружать порты и пристани, пойти, наконец, на экономически кабальный союз с предпринимателем Джоном Ребеком, потерпевшим вскоре полный финансовый крах.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Великие изобретения — Первый двигатель внутреннего сгорания
Наша современная автомобилестроительная промышленность не существовала бы без изобретения двигателя внутреннего сгорания . Возможно, немногие из вас знают, кто создал одно из величайших изобретений в нашей современной технологической истории.
Узнайте, кто был изобретателем двигателя внутреннего сгорания. Как это работает и какие типы двигателей используют люди.
Как работает двигатель внутреннего сгорания?
Стандартный двигатель внутреннего сгорания вырабатывает мощность за счет впрыска смеси воздуха и топлива.Звучит просто, да? В своей камере сгорания и цилиндре двигатель сжимает топливно-воздушную жидкость, которая сгорает от искры.
Мой любимый V8 только на Amazon
Концентрированные газы увеличиваются, создавая высокое давление. Они прикладывают напряжение к поршню или ротору. Этот компонент, приводимый в движение химической энергией, далее передает ее посредством движения в механическую энергию. E
Варианты и прототипы
Наиболее распространенным топливным двигателем является четырехтактный двигатель. Его также называют четырехтактным двигателем, поскольку поршень совершает четыре цикла внутри цилиндра для выработки механической энергии. Этот тип двигателя считается первым двигателем с полной функциональностью, обеспечивающим быстрое движение, но не слишком тяжелым.
Другие варианты топливного двигателя были испытаны и использовались на протяжении многих лет, например, двухтактный двигатель. Двухтактные двигатели были легче и меньше из-за меньшего количества механических деталей. Двухтактные двигатели по-прежнему используются для мотоциклов, скутеров и в качестве двигателей для инструментов, но больше не являются частью автомобильной промышленности.
Существуют также шестицилиндровые двигатели с различными вариантами количества поршней внутри. Некоторыми из их преимуществ могут быть повышенная топливная эффективность, снижение механической сложности и уменьшение выбросов.
Кто был первым?
«Официальным» изобретателем атмосферного газового двигателя считается немец Николаус Отто, запатентовавший свой двухтактный двигатель в 1863 году. Однако, несмотря на его патент, многие ученые внесли свой вклад в изобретение современного двигателя. система двигателя.
До Отто, в 1794 году Роберт Стрит создал первый двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе, а позже, в 1807 году, швейцарский изобретатель Франсуа де Риваз разработал двигатель, зажигаемый электрической искрой. Хотя все эти изобретения проложили путь к будущему атмосферному двигателю, ни один из этих двигателей не использовался в автомобилестроении.
По сравнению с этим двигателем это высокотехнологичный
За несколько лет до того, как Отто сделал свое открытие, бельгийский инженер Жан Дж. Ленуар запатентовал паровой двигатель, работающий на угле и воздухе. Его двигатель был прототипом современных двигателей внутреннего сгорания, но, несмотря на то, что построенные им автомобили были способны двигаться, его двигатели были громоздкими и неэффективными.
Отто продолжил дело Ленуара, применив его давнюю идею создания четырехтактного двигателя.
Он разработал изобретение газового двигателя Ленуара для создания нового, работающего на жидком топливе, но все же это был двухтактный двигатель.Только в 1874 году Отто удалось построить надлежащую систему зажигания, чтобы запустить свой тактный двигатель. В следующие несколько лет его успех был огромным, было продано более 30 000 экземпляров, и вскоре все более ранние открытия канули в Лету.
Дальнейшее развитие
Между тем успешный инженер Готлиб Даймлер , который раньше работал на заводе двигателей Отто, решил продолжить свой путь, пытаясь улучшить детище Отто.
Его убедили поставить двигатель в машину.В 1883 году он создал модифицированную систему зажигания, которая производила 900 циклов в минуту.
В последующие годы компания Daimler построила первый в истории мотоцикл и, наконец, сумела построить легкий двигатель, пригодный для изготовления автомобилей.
В то время как Даймлер наконец запатентовал свое открытие, Карл Бенц был на несколько шагов вперед и на несколько месяцев со своим трехколесным автомобилем. Daimler и Benz выпустили свои автомобили на рынок практически одновременно, всего пару лет спустя.Все их автомобили были оснащены двигателями, основанными на изобретении Отто.
Подписка на обновления Отписаться от обновлений4-дверный семейный автомобиль. Что такое семейный автомобиль?
Краткая история | Двигатель Бэббиджа
Эпоха машин
Середина XIX века была временем беспрецедентных инженерных амбиций.
Машиностроение, транспорт, связь, архитектура, наука и производство были в состоянии лихорадочных изменений. Изобретатели и инженеры использовали новые материалы и процессы, и казалось, что изобретениям и инновациям нет конца. Паровые машины постепенно вытеснили животных в качестве источника движущей силы. Железные корабли начали конкурировать с парусами, железнодорожные сети быстро расширились, а электрический телеграф начал революцию в связи. Наука, инженерия и процветающие новые технологии открывали безграничные перспективы.
Инженеры, архитекторы, математики, астрономы, банкиры, актуарии, подмастерья, страховые брокеры, статистики, навигаторы — все, кому нужны вычисления — полагались на печатные числовые таблицы для чего-то большего, чем тривиальные вычисления. Печатные таблицы рассчитывались, копировались, проверялись и набирались вручную. Общеизвестно, что люди склонны к ошибкам, и некоторые опасались, что необнаруженные ошибки обернутся катастрофой.
Непогрешимые машины
В эпизоде 1821 года, когда Бэббидж и его друг, астроном Джон Гершель проверяли вычисленные вручную таблицы, Бэббидж, обнаруживая ошибку за ошибкой, восклицал: «Я хочу, чтобы эти вычисления были выполнены паром».
Утомительно утомительный труд вручную проверять таблицы — это одно. Хуже всего была их ненадежность. Бэббидж предпринял амбициозное предприятие по разработке и созданию механических вычислительных машин — огромных машин беспрецедентных размеров и сложности — чтобы исключить риск человеческой ошибки. Безошибочность оборудования устранила бы риск ошибки при расчетах и транскрипции (копировании результатов). Автоматический набор текста устранит риск ошибки, когда ручная установка приводит к нечеткому шрифту.Стереотипы — процесс, который автоматически влияет на результаты на мягком материале для изготовления печатных форм — устранит ошибки при повторной печати. Специальные устройства безопасности обеспечили бы целостность результатов. Результат будет безупречным. Это было намерение, но ему не удалось его реализовать.
Различный двигатель № 1 — судьбоносный старт
Его первая машина, Difference Engine No. 1, была разработана для автоматического вычисления и табулирования математических функций, называемых полиномами, которые имеют мощные общие приложения в математике и технике.
Бэббидж тесно сотрудничал с Джозефом Клементом, мастером по изготовлению инструментов и чертежником, которому было поручено изготавливать детали. Разностный двигатель № 1 требовал 25 000 деталей и должен был весить приблизительно четыре тонны.
Строительство было внезапно остановлено в 1833 году, когда Клемент сбил инструменты и уволил своих рабочих после спора с Бэббиджем о компенсации за перемещение мастерской Клемента ближе к дому Бэббиджа. Двигатель так и не был построен. Позднее около 12000 неиспользованных прецизионных деталей были переплавлены на металлолом.Для британского правительства, финансировавшего это предприятие, проект обошелся дорого. Когда были оплачены последние счета, казначейство потратило 17 500 фунтов стерлингов — стоимость двадцати двух новеньких паровозов с завода Роберта Стефенсона в 1831 году — огромная сумма.
Готовая часть незаконченного двигателя
Небольшая демонстрационная сборка была построена и доставлена Бэббиджу Клементом в 1832 году.
Этот «красивый фрагмент», одна седьмая часть вычислительной секции, было всем, что Бэббидж смог показать после десятилетия инвестиций.Бэббидж использовал произведение для развития своих идей о вычислениях, а также для ярких демонстраций ученым, гостям, высокопоставленным лицам, ученым и друзьям. Устройство подтвердило надежность конструкции и возможность создания полноценной машины. Это был первый успешный автоматический калькулятор и один из лучших образцов точной техники того времени. Он остается одним из самых знаменитых символов в истории автоматических вычислений.
Аналитическая машина
В 1834 году, когда проект разностной машины застопорился, Бэббидж задумал новую, более амбициозную машину, позже названную аналитической машиной — программируемую вычислительную машину общего назначения.Аналитическая машина — это качественный скачок в логической концепции и физических размерах, а ее конструкция считается одним из поразительных интеллектуальных достижений века.
Аналитическая машина включает в себя многие важные принципы, заложенные в современных цифровых компьютерах, и ее концепция знаменует переход от механизированной арифметики к полноценным вычислениям общего назначения.
Если бы двигатель был построен, он бы затмил даже огромный разностный двигатель, и запускать его вручную было бы не по силам самому сильному оператору.«Расчет паром» было бы чем-то большим, чем просто оборот речи. Именно на аналитической машине Бэббиджа во многом основывается статус «первого компьютерного пионера».
Ада Лавлейс
В 1833 году Бэббидж встретил на вечеринке Аду Лавлейс, дочь известного британского поэта лорда Байрона. Лавлейс, которому было всего семнадцать, имел какое-то математическое образование, что было необычно для женщины того времени. Она была очарована небольшой рабочей частью машины и со временем стала горячим сторонником работы Бэббиджа.
В 1843 году Лавлейс опубликовала статью итальянского инженера Луиджи Менабреа, которую она перевела с французского. К нему она приложила собственные обширные примечания, длина которых в три раза превышала длину основной статьи. Заметки включали описание шагов, которые движок предпримет для решения определенных математических задач — процедур, которые мы теперь называем программами — первые опубликованные описания такого рода.:max_bytes(150000):strip_icc()/GettyImages-463921245-5c64d451c9e77c0001566f39.jpg)
Лавлейс предположил, что машина может выходить за рамки чисел и в более общем плане манипулировать символами в соответствии с правилами.Она увидела, что числа могут представлять собой сущности, отличные от количества — буквы алфавита, музыкальные ноты — и что, управляя числами, вычислительные машины могут расширить свои возможности за пределы мира математики. В свете событий 20, 90–139-го, -го века, это понятие является пророческим, и Бэббидж, похоже, не представлял его с какой-либо ясностью.
Двигатель второго отличия
Когда Бэббидж усовершенствовал механизмы аналитической машины, он увидел, как можно упростить конструкцию разностной машины.Между 1847 и 1849 годами он разработал новый двигатель, разностный двигатель № 2. В новой конструкции были использованы многие методы, разработанные для более требовательной аналитической машины.
Новый дизайн был элегантным и эффективным, и для большей вычислительной мощности потребовалось треть количества частей, составляющих дифференциальную машину № 1.
С 8000 деталей двигатель будет весить пять тонн, иметь длину одиннадцать футов и высоту семь футов. Бэббидж не пытался построить машину.Именно этот проект был окончательно построен и завершен в 2002 году и является первым из проектов двигателя Бэббиджа, который был реализован полностью.
Два вдохновленных шведа
Другие пытались построить двигатели различия во времена Бэббиджа, и все они закончились плачевно. Вдохновленный отчетом о первом двигателе Бэббиджа, опубликованным в 1834 году, шведская группа отца и сына Георг и Эдвард Шойц построили рабочий прототип, построенный в 1843 году. Затем последовали две полностью спроектированные версии из металла, первая в 1853 году в Стокгольме. , второй в 1859 году в Лондоне для Главного регистрационного бюро.
Ни один из них не имел особого успеха. Ожидаемая экономия от автоматического составления таблиц с помощью машин не оправдалась. Что еще хуже, машина, сделанная в Лондоне, не имела устройств безопасности Бэббиджа, имела тенденцию к выходу из строя и требовала постоянного ухода.
И отец, и сын умерли банкротами. Создание двигателей различий способствовало их разорению. Три двигателя теперь находятся в музеях, прекрасное свидетельство разбитых надежд и финансовой катастрофы.
Почему Бэббидж потерпел неудачу
Бэббидж не смог построить полноценную машину, несмотря на независимое богатство, социальное положение, государственное финансирование, десятилетие проектирования и разработки и лучшие британские инженерные решения.Причины все еще обсуждаются, и коктейль из соображений богат. Бэббидж был колючим персонажем, в высшей степени принципиальным, легко обижался и подвергался яростной публичной критике тех, кого считал своими врагами. Безудержные затраты, высокая точность, катастрофический спор с его инженером, непостоянное финансирование, политическая нестабильность, обвинения в личной мести, задержки, отсутствие доверия и культурный разрыв между чистой и прикладной наукой — все это факторы.
Бэббидж тоже был тухлым публицистом.Он не любил читать лекции о своей работе, не заявлял и не пропагандировал математический потенциал своих двигателей.
В результате машины оценивались в основном по их практической полезности для создания безошибочных таблиц, и современные эксперты не соглашались с тем, что в новых таблицах действительно есть какая-то потребность. Некоторые утверждали, что существующие таблицы уже были достаточно точными и что не было экономического оправдания больших капитальных затрат на создание его огромных машин. Другие сомневались, что двадцать, тридцать и пятьдесят цифр точности, на которых настаивал Бэббидж, были оправданы, когда измерения могли производиться не более чем с несколькими десятичными знаками.
Ложный рассвет
Движение по автоматизации вычислений 19 -го века провалилось, и движение в значительной степени умерло вместе с Бэббиджем в 1871 году. Нет непрерывной линии развития от Бэббиджа до наших дней, и многие принципы, воплощенные в его работе, были заново изобретены пионерами эпоху электроники, в основном из-за незнания его работы. Хотя легенда о его работах никогда не была утеряна, только в 1970-х годах его проекты были изучены во всех деталях, и масштаб его достижений стал более очевидным.
История паровозов и современного железнодорожного транспорта
История современной железнодорожной индустрии началась с появления первых паровых двигателей, которые впервые позволили человечеству транспортировать товары и люди использовали быстрый, надежный и дешевый способ, который положил начало новой эре в жизни промышленной революции, человеческой экспансии и глобальной экономики. С начальным Благодаря огромному развитию железных дорог и конструкций локомотивов бесчисленные изобретатели сосредоточили свою карьеру на улучшении поездов и создании возможностей для товаров и людей. перевозится намного безопаснее и быстрее, чем когда-либо прежде, достигнув нынешних времен, когда дизельные двигатели, электропоезда и высокоскоростной сверхскоростной поезд на магнитной подвеске охватывают всю землю.Но все эти поезда должны были стартовать с одной точки, и этой точкой были паровые машины.
Паровые двигатели были представлены публике в 1770-х годах, но их шотландский изобретатель Джеймс Ватт получил патент и никому не позволил
коммерческая выгода от его разработок.
Когда в 1800-х годах истек срок действия его патента, во всем мире открылись шлюзы для инноваций, и многие изобретатели бросились на
возможность создать собственное видение автоматизированного тепловоза с приводом от пара.Ричард Тревитик был первым, кто воспользовался этим шансом и продемонстрировал
миру его новаторский дизайн паровых двигателей высокого давления, который позволил ему создать гораздо больше мощности от локомотива того же веса и размера
чем прежде. Несмотря на то, что никто не верил, что пар может обеспечить мощность, достаточную для промышленного использования, ему удалось продемонстрировать свой дизайн владельцу шахты.
тянущий вес 10 тонн на своем протяжении 10 миль. Несмотря на то, что его первоначальный проект поезда не увенчался успехом, он продолжал вводить новшества, управляя
даже для публичной демонстрации его локомотива «Поймай меня, кто сможет», который был установлен на импровизированном железнодорожном полотне посреди лондонской площади Торрингтон.
Гораздо большему успеху сегодня способствовал английский изобретатель Мэтью Мюррей, который в 1804 году создал первый движущийся паровоз и более известный двухцилиндровый. Локомотив Саламанки, который публично использовался в 1812 году. Однако он не был изобретателем, который спроектировал паровоз, который использовался на первом публичном железнодорожная система. Эта честь досталась Джорджу Стивенсону, известному английскому инженеру, который в 1825 году создал «Локомотив» для железной дороги Стоктон и Дарлингтон в г. северо-восток Англии.Всего четыре года спустя он присоединился к Rainhill Trials, конкурсу на лучший и простой в использовании паровоз для перевозки грузов. пассажиры. С еще четырьмя участниками в качестве его соперников Стивенсон сумел победить, используя «Ракету», достигнув невероятной скорости 45 км / ч, пока перевозит 30 пассажиров. Он и его конструктор трубчатого наддувного котла получили приз за 1 место, и вскоре начали появляться их локомотивы. по всей Англии.
С годами паровые поезда претерпели значительные изменения.Они были оснащены ловушками для коров для лучшего прохождения поворотов (и защиты от блуждания животные на железнодорожных путях), пассажирские участки стали популярными и построены как для коротких, так и для дальних путешествий со всей необходимой роскошью. Двигатели получены обновили до четырех цилиндров, зубчатых колес для промышленного использования, и между 1930-ми и 1950-ми годами они медленно перешли на новые виды источников энергии — дизельные и электрические двигатели.
Сегодня паровозы в основном используются в музеях как окна в прошлое, но иногда сохранившиеся и действующие модели используются в качестве туристических достопримечательностей. позволяя каждому почувствовать на себе, как началась железнодорожная отрасль.
PPT — Презентация PowerPoint для STEAM ENGINE, скачать бесплатно
STEAM ENGINE Члены группы: YaxianXie (yxx5029), Shurong Liu (sxl5270), Gege Wang (gyw5052), Alice Ju (aij5050), Mengqin Cao (micqin Cao 9053185)
Паровой двигатель Если вы хотите знать, кто изобрел первый паровой двигатель, вам придется вернуться во времени почти на 2000 лет. Идея нагрева воды для производства пара, а затем использования этого пара для перемещения чего-либо, была придумана Герой в первом веке.Паровой двигатель Двигатель, преобразующий тепловую энергию сжатого пара в механическую энергию, особенно тот, в котором пар приводит в движение поршень в закрытом цилиндре. Http://www.answers.com/topic/steam-engine#ixzz1CvviVWAG Томас Савери, изобретатель первая работоспособная, хотя и грубая, паровая машина. Томас Савери был английским инженером и изобретателем.
История изобретения • Двигатель Ватта был доминирующей конструкцией для всех современных паровых двигателей. • Томас Ньюкомен усовершенствовал эту конструкцию. ThomasSavery запатентовал первый сырой паровой двигатель в 1698 году.Томас Ньюкомен (1663-1729) Томас Ньюкомен изобрел атмосферный паровой двигатель, улучшив предыдущий проект Томаса Рабери. Двигатель Newcomen был предшественником Watt. Джеймс Ватт (1736-1819) Джеймс Ватт улучшил паровой двигатель во второй половине 18 века, сделав его действительно жизнеспособным механизмом, который помог начать промышленную революцию. ThomasSavery (1650-1715) ThomasSavery запатентовал первый сырой паровой двигатель на основе скороварки 1679 года. Он решил проблему откачки воды из угольных шахт.
Какой была жизнь людей до изобретения паровой машины ? • Без сомнения, изобретение паровой машины изменило жизнь людей в моих аспектах. Это великое изобретение — веха в развитии человеческой цивилизации. • Изобретение паровой машины разрешило энергетический кризис того времени. Одним из величайших достижений парового двигателя является то, что он превращает уголь в повседневную энергию, которую люди могут использовать.
Какой была жизнь людей до изобретения паровой машины ? • Изобретение паровой машины также спасло завод.До того, как завод начал использовать паровой двигатель, рабочим приходилось работать более 14 часов в день. Изобретение паровой машины повысило эффективность работы.
Недостаток паровой машины • Изобретение паровой машины было известно как «изобретение, которое меняет целые века», оно играет большую роль в развитии человека. Однако паровой двигатель также похож на «ящик Пандоры», мы также можем найти негативное влияние парового двигателя.
Недостаток паровой машины • Прежде всего, паровая машина принесла огромное загрязнение окружающей среде. С тех пор как люди начали использовать паровой двигатель, они продолжали грабить природные ресурсы, такие как уголь, нефть, природный газ, минеральные ресурсы металлов и т. Д. • Более того, бытовой мусор, электронный мусор, промышленные отходы, промышленные отходы, которые люди производят из-за продукт паровой машины также наносит огромный вред окружающей среде.
КАК ЭТО РАБОТАЕТ…
Основные компоненты • Паровой двигатель состоит из четырех основных частей: • Пожар, в котором горит уголь.• Котел, наполненный водой, которую огонь нагревает для образования пара. • Цилиндр и поршень, скорее как велосипедный насос, но намного больше. Пар из котла направляется в цилиндр, заставляя поршень двигаться сначала в одну сторону, затем в другую. Это движение вперед и назад (также известное как «возвратно-поступательное движение») используется для приведения в движение … • Механизм, прикрепленный к поршню. Это может быть что угодно, от водяного насоса до заводской машины … или даже гигантский паровоз, бегающий вверх и вниз по железной дороге. • Это, конечно, очень упрощенное описание.На самом деле даже в самом маленьком локомотиве есть сотни, а может быть, и тысячи деталей.
Уголь загружается в топку (1), которая представляет собой металлический ящик , в котором находится угольный костер. Этот огонь затем нагревает котел или «гигантский котел» внутри локомотива. Котел (2) представляет собой большой резервуар с водой с десятками тонких металлических трубок, или котельных труб, которые идут от топки к дымоходу (7), унося с собой тепло и дым от огня. Такое расположение трубок означает, что огонь двигателя может нагревать воду в баке котла намного быстрее, поэтому он производит пар быстрее и эффективнее.Вода, производящая этот пар, поступает из цистерн сбоку от локомотива или из отдельного вагона, называемого тендером, который тянут за локомотивом. Пар, образующийся в котле, поступает в цилиндр (3), толкая поршень (4) вперед и назад. Когда поршень толкает, кривошип и шатун (5) поворачивают колеса локомотива и приводят поезд в движение (6). Http://www.explainthatstuff.com/steamanimation.html (График на следующей странице)
Термодинамика — это наука о преобразовании энергии с участием тепла и других форм энергии, в первую очередь механической работы.Исторически термодинамика развивалась из стремления повысить эффективность первых паровых двигателей, в частности, благодаря работам французского физика Николя Леонара Сади Карно (1824 г.), который считал, что эффективность двигателя является ключом, который может помочь Франции выиграть наполеоновские войны. • Паровая машина — это тепловая машина, преобразующая тепловую энергию в работу. В бойлере тепло передается воде. Пар передает энергию двигателю, где часть тепловой энергии преобразуется в механическую энергию, работу.Пар выходит из расширителя и конденсируется обратно в воду, отбрасывая часть тепловой энергии. Это известно как двигатель внешнего сгорания. Эти процессы должны соответствовать Первому закону термодинамики. Этот цикл называется циклом Ренкина.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Преимущество • Сила паровой машины для современных целей заключается в ее способности преобразовывать тепло практически из любого источника в механическую работу. • Это безопасно и эффективно.
Историческое влияние • Внедрение паровой энергии, работающей в основном на угле, более широкое использование водяных колес и механического оборудования (в основном в текстильном производстве) способствовало резкому увеличению производственных мощностей. • Это было начало Первой промышленной революции, которая ознаменовала важный поворотный момент в истории человечества; почти все аспекты повседневной жизни были затронуты тем или иным образом, например транспорт и производство.
Спасибо за просмотр!
Когда был изобретен первый компьютер?
Обновлено: 30.06.2020 компанией Computer Hope
На этот вопрос нет простого ответа из-за множества различных классификаций компьютеров.Первый механический компьютер, созданный Чарльзом Бэббиджем в 1822 году, не похож на то, что большинство людей сочло бы компьютером сегодня. Поэтому на этой странице представлен список первых компьютеров, начиная с Difference Engine и заканчивая компьютерами, которые мы используем сегодня.
ЗаписьРанние изобретения, которые привели к созданию компьютеров, такие как счеты, калькуляторы и планшетные машины, на этой странице не описаны.
Когда впервые было использовано слово «компьютер»?
Слово «компьютер» впервые было использовано в 1613 году в книге Ричарда Брейтуэйта The Yong Mans Gleanings и первоначально описывало человека, выполняющего вычисления или вычисления.Определение компьютера оставалось неизменным до конца 19 века, когда промышленная революция породила машины, основной целью которых были вычисления.
Первый механический компьютер или концепция двигателя с автоматическими вычислениями
В 1822 году Чарльз Бэббидж концептуализировал и начал разработку разностной машины, которая считается первой автоматической вычислительной машиной. Разностная машина была способна вычислять несколько наборов чисел и делать печатные копии результатов.Бэббидж получил некоторую помощь в разработке разностной машины от Ады Лавлейс, которая считается первым компьютерным программистом, выполнившим свою работу. К сожалению, из-за финансирования Бэббидж так и не смог завершить полнофункциональную версию этой машины. В июне 1991 года Лондонский музей науки завершил разработку разностной машины № 2 к двухсотлетию со дня рождения Бэббиджа, а затем завершил разработку печатного механизма в 2000 году.
В 1837 году Чарльз Бэббидж предложил первый универсальный механический компьютер, аналитическую машину .Аналитическая машина содержала АЛУ (Арифметико-логический блок), базовое управление потоком, перфокарты (вдохновленные ткацким станком Жаккарда) и встроенную память. Это первая концепция компьютера общего назначения. К сожалению, из-за проблем с финансированием этот компьютер так и не был построен при жизни Чарльза Бэббиджа. В 1910 году Генри Бэббидж, младший сын Чарльза Бэббиджа, смог завершить часть этой машины и выполнить основные вычисления.
Первый программируемый компьютер
Модель Z1 была создана немцем Конрадом Цузе в гостиной своих родителей между 1936 и 1938 годами.Он считается первым электромеханическим двоичным программируемым компьютером и первым функциональным современным компьютером.
Первые представления о том, что мы считаем современным компьютером
Машина Тьюринга была впервые предложена Аланом Тьюрингом в 1936 году и стала основой теорий о вычислениях и компьютерах. Машина была устройством, которое печатало символы на бумажной ленте таким образом, чтобы имитировать человека, выполняющего ряд логических инструкций. Без этих основ у нас не было бы компьютеров, которые мы используем сегодня.
Первый электрический программируемый компьютер
Колосс был первым электрическим программируемым компьютером, разработанным Томми Флауэрсом и впервые продемонстрированным в декабре 1943 года. Колосс был создан, чтобы помочь британским взломщикам кода читать зашифрованные немецкие сообщения.
Первый цифровой компьютер
Сокращение от Atanasoff-Berry Computer , ABC началось с разработки профессором Джоном Винсентом Атанасоффом и аспирантом Клиффом Берри в 1937 году.Его разработка продолжалась до 1942 года в Государственном колледже Айовы (ныне Государственный университет Айовы).
ABC был электрическим компьютером, который использовал более 300 электронных ламп для цифровых вычислений, включая двоичную математику и булеву логику, и не имел центрального процессора (не был программируемым). 19 октября 1973 года федеральный судья США Эрл Р. Ларсон подписал решение о недействительности патента ENIAC, выданного Дж. Преспером Эккертом и Джоном Мочли. В решении Ларсон назвал Атанасова единственным изобретателем.
Модель ENIAC была изобретена Дж.Преспер Эккерт и Джон Мочли из Пенсильванского университета начали строительство в 1943 году и не было завершено до 1946 года. Он занимал около 1800 квадратных футов и использовал около 18000 электронных ламп весом почти 50 тонн. Хотя судья позже постановил, что компьютер ABC был первым цифровым компьютером, многие до сих пор считают ENIAC первым цифровым компьютером, поскольку он был полностью функциональным.
Первый компьютер с хранимой программой
Первым компьютером с электронным хранением и выполнением программы был SSEM (Small-Scale Experimental Machine), также известный как «ребенок» или «ребенок Манчестера», в 1948 году.Он был разработан Фредериком Уильямсом и построен его протеже Томом Килбурном при содействии Джеффа Тотилла в Манчестерском университете в Англии. Килберн написал первую программу, хранящуюся в электронном виде, которая находит наивысший правильный множитель целого числа, используя повторное вычитание, а не деление. Программа Килберна была выполнена 21 июня 1948 года.
Второй компьютер с хранимой программой также был британским: EDSAC , построенный и спроектированный Морисом Уилксом в математической лаборатории Кембриджского университета в Англии.EDSAC выполнил свои первые вычисления 6 мая 1949 года. Это был также первый компьютер, на котором была запущена графическая компьютерная игра «OXO», реализация крестиков-ноликов, отображаемых на 6-дюймовой электронно-лучевой трубке.
Примерно в то же время, Manchester Mark 1 был еще одним компьютером, на котором можно было запускать сохраненные программы. Первая версия компьютера Mark 1, построенного в Университете Виктории в Манчестере, была введена в эксплуатацию в апреле 1949 года. Mark 1 использовался для запуска программы для поиска простых чисел Мерсенна в течение девяти часов без ошибок 16 и 17 июня того же года.
Первая компьютерная компания
Первой компьютерной компанией была Electronic Controls Company , она была основана в 1949 году Дж. Преспером Эккертом и Джоном Мочли, теми же людьми, которые помогли создать компьютер ENIAC. Позднее компания была переименована в EMCC или Eckert-Mauchly Computer Corporation и выпустила серию мэйнфреймов под названием UNIVAC.
Первый компьютер с программой, хранящейся в памяти
Впервые поставленный правительству США в 1950 году, UNIVAC 1101 или ERA 1101 считается первым компьютером, способным сохранять и запускать программы из памяти.
Первый коммерческий компьютер
В 1942 году Конрад Цузе начал работу над Z4 , который позже стал первым коммерческим компьютером. Компьютер был продан Эдуарду Штифелю, математику из Швейцарского федерального технологического института в Цюрихе, 12 июля 1950 года.
Первый компьютер IBM
7 апреля 1953 года IBM публично представила 701 , свой первый коммерческий научный компьютер.
Первый компьютер с ОЗУ
MIT представляет 8 марта 1955 года машину Whirlwind — революционный компьютер, который был первым цифровым компьютером с ОЗУ на магнитном сердечнике и графикой в реальном времени.