Mäntämoottorin historia

Jos ei mäntämoottori, Suurimmalla osalla aikuisten nykyaikaisessa yhteiskunnassa olisi vaikea päästä jokapäiväiseen tarpeeseen. Jokainen, joka ajaa tai ajaa tavanomaisella moottoriajoneuvolla, hyötyy tällaisesta moottorista (sähköautoissa ei ole mäntiä, vaan ne toimivat puhtaasti moottorit.)

Tunnetaan myös nimellä mäntämoottori, näiden moottoreiden pääominaisuus ne kääntävät paineen pyörimisliikkeeksi. Tämä pyörimisliike - toisin sanoen liike fyysisen tai käsitteellisen akselin ympäri - voidaan muuntaa translaatio- ja muut liikkumismuodot helposti, kuten auton renkailla, jotka vierittävät sinua ja muuta ajoneuvoa ripustettuna niiden yläpuolelle tie.

On olemassa erityyppisiä mäntämoottoreita, joista tunnetuin juuri kuvattiin - Polttomoottori, joka sisältää kaasukäyttöiset automoottorit ja muut alatyypit. Muiden mäntämoottorilajikkeiden joukossa ovat polttomoottori ja Stirling-moottori.

Opit muun muassa, että ydinvoimalaitoksilla on enemmän yhteistä vanhan lännen vetureiden kanssa kuin luulisi, ja yleisesti arvostetaan sitä, kuinka tarve ja ihmisen kekseliäisyys ovat jälleen yhdistyneet tuottamaan jotain merkittävää ja muuttavaa.

Mistä tahansa syystä männät näyttävät saavan enemmän huomiota jokapäiväisiltä ihmisiltä sitten juuri siitä, mikä tekee niistä toimintakykyiset, mikä on sylinterimäinen kammio, johon ne sijoitetaan. Maineesta riippumatta mäntä ja sylinteri ovat yhden laitteen ytimessä, joka on kiistatta muuttanut maailmaa enemmän kuin mikään yksittäinen kone, ja se on polttomoottori.

Mäntä on sinänsä sylinteri, jossa on suljettu tai kiinteä pää, joka liikkuu edestakaisin suuremmassa sylinterimäisessä kotelossa, mikä on nimensä mukainen sylinteri. Mäntä voi liikkua vastaan nestepaine tai nesteen paine voi siirtää sitä. Höyrykoneessa mäntä on suljettu molemmista päistään; sauva kulkee keskiosan läpi, mutta liitos on tiiviisti tiivistetty. Bensiinimoottorissa se on auki toisesta päästä moottorin muiden liikkuvien osien värähtelyn (edestakaisen liikkeen) mahdollistamiseksi.

Mäntämoottorin liikkeet ovat tiiviisti koordinoituja ja orkestroituja. Moottori voi koostua yhdestä männästä, vaikka tämä onkin harvinaista. Erilaiset konfiguraatiot, mukaan lukien useita männän ja sylinterin yhdistelmiä, ovat mahdollisia, mukaan lukien näiden rivit, "vee" muodot ja "siksak" -yhdistelmät.

Yksittäisten mäntien lukumäärä, kaikki nämä moottorit käyttäytyvät samalla tavalla, riippumatta siitä, kuinka paljon virtaa ne voivat tuottaa tai mikä polttoaine palvelee paineen lähdettä sylinteri.

Klassikko nelitahtinen sykli vastavuoroisessa moottorissa on neljä vaihetta tai prosessia:

Saanti: Nelitahtisen syklin ensimmäisessä vaiheessa jonkinlainen polttoaine pakotetaan sylinteriin ylhäällä olevan imuaukon kautta, joka työntää männän sylinterin pohjaan.

Puristus: Mäntä työnnetään sitten takaisin ylös, mikä puristaa polttoainetta ja sytyttää sen sytytystulpan kautta useimmissa moottoreissa. Dieselmoottoreissa polttoaineen riittävä pakkaaminen riittää sytyttämään sen (fysikaalisesti paine ja lämpötila nousevat yhdessä).

Sytytys: Polttoaineen sytytys työntää mäntää vielä kerran alaspäin, mikä tuottaa hyödyllistä työ (määrä fysiikassa, joka muistuttaa käyttökelpoista energiaa) moottoriin. Tämä "aivohalvaus" tunnetaan vaihtoehtoisesti nimellä palaminen tai teho askel.

Pakokaasu: Polttoaineen poltosta syntyvät jätekemikaalit päästetään pakokaasun kautta ja sykli toistuu. Neljän lyönnin näennäisen perusteellisuudesta huolimatta sykli toistuu tehokkaasti tuhansia kertoja minuutissa tavallisissa autoissa - noin 50-100 kertaa sekunnissa.

• Saatat ymmärtää ensimmäistä kertaa täysin tässä vaiheessa, miksi moottorisi vaatii ehdottomasti voiteluainetta tai moottoriöljyä; jopa täysin viritetyssä huippuluokan moottorissa se on paljon väistämätöntä kitkaa, johon on puututtava ja joka on hävitettävä jotenkin.

Edellä on kuvattu maailma, jossa asut, jossa autot ovat käytännössä yleismaailmallisia. Se ei tietenkään ollut aina näin, edes suhteellisen viimeaikaisessa ihmishistoriassa.

Ranskalainen sotilasinsinööri Nicolas-Joseph Cugnot oli takana yksi ensimmäisistä yrityksistä saada jonkinlainen neste ajaa mäntää sylinterin sisällä ajoneuvon virran saamiseksi. (A nestettä on kaasu tai neste, kuten höyry tai vesi, joista ensimmäinen on jälkimmäisen kaasumainen muoto.) Vuonna 1769 Cugnot rakensi kömpelön kolmipyöräisen "höyryn". vaunu ", jonka oli tarkoitus kuljettaa tykkejä ja joka pystyi hallitsemaan noin 3 mailia tunnissa (5 kilometriä tunnissa), mutta jolla oli taipumus mennä hallinnan ulkopuolelle ja kaatua.

1800-luvun puoliväliin mennessä höyryvoima oli niin laajalle levinnyttä käyttöä, että siihen liittyvä tekninen hyöty mahdollisti suuria parannuksia. Höyryveturi on loistava esimerkki (nyt vanhentuneesta) ulkoisesta polttomoottorista: Ulkoinen koska sytytetty ja palanut hiili ulkopuolella moottoria (uunissa) käytettiin kiehumaan suuria määriä vettä, jolloin syntyi höyryä, joka sitten pumpattiin moottorin sisällä oleviin sylintereihin.

Vuonna 1826 amerikkalainen Samuel Morley varmisti ensimmäisen patentin sellaiselle moottorille, joka sijoitti polttoaineen sytytyksen ja sylinterin laajenemisen tuloksena olevan paineen nousun vuoksi samaan fyysiseen tilaan. Vasta vuonna 1858 Morley kuitenkin tuotti kolmipyöräisen vaunun, joka oli varustettu polttomoottorilla, joka toimi "hiilikaasulla" ja teki matkan 50 mailia.

Keskeinen edistysaskel polttomoottoreiden rakentamisessa oli kyky puristaa kaasua ennen sen sytyttämistä, mikä helpotti polttoaineen palamista; kaasun paineella ja lämpötilalla on taipumus nousta yhdessä, kun taas kaasun tilavuuden pienentäminen (ts. sen puristaminen) lisää sen painetta.

Heti kun polttomoottori alkoi lähestyä pienikokoista kokoa, insinöörit ja unelmoijat alkoivat heti unelmoida kuinka käyttää niitä ensimmäisten lentokoneiden virran saamiseksi.

1880-luvulle saakka rohkeat keksijät kokeilivat, jos eivät lentäviä koneita, "hyppykoneita", jotka käyttivät höyry- tai kaasukäyttöisiä mäntiä moottorit, jotkut tekevät siitä jopa 150 jalkaa, mutta monet muut tuhoutuvat taistelussa ihmisten havaintorisonttien ja matkustamisen edistämiseksi rajoja.

Wrightin veljekset, Orville ja Wilbur, ovat tunnettuja tänään, mutta he olivat itse asiassa jonkin verran myöhässä tulijoita 1800-luvun loppupuolelle versio "avaruuskilpailusta", joka käy yli puoli vuosisataa myöhemmin Yhdysvaltojen ja Neuvostoliiton välillä Liitto. Vuonna 1899 he tekivät huolellisuuden ja kokeilivat paljon liukukoneita ennen kuin he yrittivät varustaa niitä moottoreilla, oppien täten lisää taustalla olevasta aerodynamiikasta.

Wright-veljien ensimmäisestä voitokkaasta lennosta Kitty Hawkissa Pohjois-Carolinassa vuonna 1903 polttomoottori on edennyt pitkälle. Sillä aikaa suihkumoottorit käytetään nykyään suurissa kaupallisissa ja muissa suuritehoisissa lentokoneissa, useimmat pienet ja yksityiset lentokoneet rakennetaan edelleen potkureilla ja polttomoottoreilla.

• Voit usein nähdä mäntämoottoreiksi kutsuttujen lentokoneiden mäntämoottorit, mutta kaikki polttomoottorit moottorit ovat lämpömoottoreita, ja polttomoottorit ovat toinen ensisijainen lämpöluokka moottorit.