Virzuļa dzinēja vēsture

Ja ne par virzuļdzinējs, mūsdienu sabiedrības lielākajai daļai pieaugušo būtu grūti ikdienā nokļūt tur, kur viņiem jābūt. Ikviens, kurš brauc vai brauc ar parasto mehānisko transportlīdzekli, ir ieguvējs no šāda dzinēja (elektriskajām automašīnām nav virzuļu, tā vietā to darbina tikai ar motori.)

Pazīstams arī kā a virzuļdzinējs, šo motoru galvenā pazīme, ka tie pārveido spiedienu rotācijas kustībā. Šo rotācijas kustību - citiem vārdiem sakot, kustību ap fizisko vai konceptuālo asi - var pārveidot par translācijas un citi kustības veidi ar vieglumu, piemēram, automašīnas riepām ripinot jūs un pārējo transportlīdzekli, kas piekārti virs tiem pa leju ceļa.

Pastāv dažādi virzuļdzinēju veidi, no kuriem tikko tika aprakstīts vispazīstamākais - iekšdedzes dzinējs, kas ietver ar gāzi darbināmus automotorus un citus apakštipus. Starp citām virzuļdzinēju šķirnēm ir ārdedzes dzinējs un Stirling motors.

Jūs, cita starpā, uzzināsiet, ka atomelektrostacijām ir vairāk kopīga ar veco rietumu lokomotīvēm, nekā jūs domājat, un vispārīgi novērtē to, kā vajadzība un cilvēka atjautība atkal ir apvienojusies, lai radītu kaut ko ievērojamu un pārveidojošu.

Neskatoties uz kādu iemeslu, šķiet, ka virzuļi saņem lielāku uzmanību no ikdienas ļaudīm, tad tieši tas, kas tos padara funkcionālus, ir cilindriskā kamera, kurā tie atrodas. Neatkarīgi no slavas, virzulis un cilindrs ir vienas ierīces centrā, kas neapšaubāmi ir mainījusi pasauli vairāk nekā jebkura atsevišķa mašīna, un tas ir iekšdedzes dzinējs.

Virzulis pats par sevi ir cilindrs ar slēgtu vai cietu galvu, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ lielākā cilindriskā korpusā, kas ir nosaukuma pamatā esošais cilindrs. Virzulis var kustēties pret šķidruma spiedienu vai to var pārvietot ar šķidruma spiedienu. Tvaika dzinējā virzulis ir aizvērts abos galos; caur centru iet stienis, bet savienojums ir cieši noslēgts. Benzīna motorā tas ir atvērts vienā galā, lai ļautu svārstīties (kustību uz priekšu un atpakaļ) citās kustīgajās motorā esošajās daļās.

Virzuļa dzinēja kustības ir cieši koordinētas un organizētas. Motors var sastāvēt no viena virzuļa, lai gan tas ir neparasts. Ir iespējamas dažādas konfigurācijas, tostarp vairākas virzuļa un cilindra kombinācijas, ieskaitot rindas, "vee" formas un "zig-zag" kombinācijas.

Atsevišķu virzuļu skaita malā visi šie dzinēji darbojas vienādi, neatkarīgi no tā, cik lielu enerģijas daudzumu tie var radīt, vai kāda degviela kalpo spiediena avotam cilindrs.

Klasika četrtaktu cikls abpusēja motora funkcijai ir četri posmi vai procesi:

Uzņemšana: Četrtaktu cikla pirmajā posmā kāda veida degviela tiek iespiesta cilindrā caur ieplūdes atveri augšpusē, kas virzuļu virzās uz cilindra dibenu.

Kompresija: Pēc tam virzulis tiek virzīts atpakaļ uz augšu, kas saspiež degvielu un aizdedzina to caur sveci lielākajā daļā dzinēju. Dīzeļdzinējos pietiek ar pietiekamu degvielas saspiešanu, lai to aizdedzinātu (brīvi sakot, fizikā spiediens un temperatūra palielinās kopā).

Aizdedze: Degvielas aizdedze virzuli virzu uz leju vēlreiz, tādējādi radot noderīgu darbs (daudzums fizikā ir līdzīgs izmantojamai enerģijai) motoram. Šis "insults" alternatīvi ir pazīstams kā sadedzināšana vai jauda solis.

Izplūdes: Degvielas sadedzināšanas rezultātā radušās ķīmiskās vielas tiek izvadītas caur izplūdes atveri, un cikls atkārtojas. Neskatoties uz šķietami pamatīgo četru taktu raksturu, cikls efektīvi atkārtojas tūkstošiem reižu minūtē standarta automašīnās - apmēram 50 līdz 100 reizes sekundē.

• Iespējams, ka šajā brīdī pirmo reizi pilnībā novērtējat, kāpēc jūsu motoram ir nepieciešama smērviela vai motoreļļa; pat ideāli noregulētā augstākā līmeņa dzinējā tā ir daudz nenovēršamu beržu, kas kaut kā jānovērš un jāizkliedē.

Iepriekšminētais apraksta pasauli, kurā dzīvojat, kur automobiļi ir praktiski universāli. Tas, protams, ne vienmēr notika pat salīdzinoši nesenā cilvēces vēsturē.

Francijas kara inženieris Nikolā-Džozefs Kugnot bija viens no pirmajiem mēģinājumiem iegūt kaut kāda veida šķidrumu virzuļa virzīšanai cilindra iekšpusē, lai darbinātu transportlīdzekli. (A šķidrums ir gāze vai šķidrums, piemēram, tvaiks vai ūdens, no kuriem pirmais ir gāzveida forma.) 1769. gadā Cugnot uzcēla neveiklu trīsriteņu "tvaiku" vagons ", kas bija domāts lielgabalu pārvadāšanai un varēja vadīt aptuveni 3 jūdzes stundā (5 kilometrus stundā), bet ar tendenci iziet ārpus kontroles un avārija.

Līdz 19. gadsimta vidum tvaika enerģija tika tik plaši izmantota, ka ar to saistītie tehnoloģiskie sasniegumi ļāva ievērojami uzlabot. Tvaika lokomotīvju vilciens ir lielisks (tagad novecojis) ārdedzes dzinēja piemērs: Ārējais jo ogles, kas bija aizdedzinātas un sadedzinātas ārā dzinējs (krāsnī) tika izmantots liela ūdens daudzuma vārīšanai, radot tvaiku, kas pēc tam tika iesūknēts motora iekšpusē esošajos cilindros.

1826. gadā amerikānis Semjuels Morlijs nodrošināja pirmo patentu sava veida motoram, kas degvielas aizdedzi un cilindra izplešanos novietoja, pateicoties radītajam spiediena palielinājumam tajā pašā fiziskajā lokusā. Tomēr līdz 1858. gadam Morlijs ražoja trīsriteņu vagonu, kas aprīkots ar iekšdedzes motoru, kurš darbojās ar "ogļu gāzi" un veica 50 jūdžu braucienu.

Galvenais progress iekšdedzes dzinēju konstrukcijā bija spēja saspiest gāzi pirms tās aizdedzināšanas, padarot degvielu vieglāk sadedzināmu; gāzes spiedienam un temperatūrai ir tendence pieaugt kopā, turpretī gāzes tilpuma samazināšana (tas ir, saspiešana) palielina tās spiedienu.

Tiklīdz iekšdedzes dzinējs sāka tuvoties attālināti kompaktam izmēram, inženieri un sapņotāji nekavējoties sāka sapņot, kā tos izmantot, lai darbinātu pirmās lidojošās mašīnas.

1880. gados drosmīgi izgudrotāji eksperimentēja ar “lēciena mašīnām”, ja ne ar lidojošām mašīnām, kurās izmantoja ar tvaiku vai gāzi darbināmu virzuli dzinēji, no kuriem daži sasniedz 150 pēdas, bet daudzi citi tiek iznīcināti cīņā par cilvēku novērošanas horizonta virzību un ceļošanu robežas.

The Raiti brāļi, Orvila un Vilburs ir mūsdienās slaveni, bet patiesībā viņi bija nedaudz novēloti 1800. gadu beigās "kosmosa sacensību" versija, kas pēc pusgadsimta vēlāk risināsies starp ASV un Padomju Savienību Savienība. 1899. gadā viņi veica pienācīgu rūpību un daudz eksperimentēja ar planēšanas mašīnām, pirms mēģināja aprīkot tās ar dzinējiem, tādējādi uzzinot vairāk par pamatā esošo aerodinamiku.

Kopš brāļu Raitu pirmā triumfējošā lidojuma 1903. gadā Kitijā Hokā, Ziemeļkarolīnas štatā, iekšdedzes dzinējs ir gājis tālu. Kamēr reaktīvie dzinēji tiek izmantoti šodien lielās komerciālās un citās jaudīgās lidmašīnās, lielākā daļa mazāku un privātu lidmašīnu joprojām tiek būvētas, izmantojot propellerus un iekšdedzes dzinējus.

• Jūs bieži varat redzēt virzuļdzinējus lidmašīnām, ko sauc par siltuma dzinējiem, bet visu iekšējo degšanu dzinēji ir siltuma dzinēji, un otra primārā siltuma kategorija ir ārdedzes dzinēji dzinēji.