Zgodovina batnega motorja

Če ne za batni motor, bi večina odraslih v sodobni družbi težko vsak dan prišla tja, kjer bi morala biti. Vsakdo, ki se vozi ali vozi v običajnem motornem vozilu, je upravičen do takšnega motorja (električni avtomobili nimajo batov, temveč ga poganja izključno motorji.)

Znan tudi pod imenom batni motor, glavni znak teh motorjev, ki prevedejo tlak v rotacijsko gibanje. To rotacijsko gibanje - z drugimi besedami, gibanje okoli fizične ali konceptualne osi - lahko pretvorimo v translacijsko in druge oblike gibanja z lahkoto, kot pri pnevmatikah vašega avtomobila, ki vas valijo, in preostalo vozilo, ki je nad njimi obešeno navzdol cesta.

Obstajajo različne vrste batnih motorjev, od katerih je bil najbolj znan pravkar opisani motor z notranjim izgorevanjem, ki vključuje avtomobilske motorje na plin in druge podvrste. Med drugimi sortami batnih motorjev so tudi motor z zunanjim zgorevanjem in Stirlingov motor.

Med drugim boste izvedeli, da imajo jedrske elektrarne več skupnega z lokomotivami Old West, kot si morda mislite, in v na splošno spoznajo, kako sta se potreba in človeška iznajdljivost spet združili, da bi ustvarili nekaj izjemnega in preobražljivega.

Iz kakršnega koli razloga se zdi, da bati dobijo več pozornosti vsakdanjih ljudi, pa ravno tista stvar, ki jih naredi funkcionalne, to je valjasta komora, v kateri so nameščeni. Ne glede na razvpitost so bati in valji jedro ene same naprave, ki je svet verjetno spremenila bolj kot kateri koli posamezen stroj, to pa je motor z notranjim zgorevanjem.

Bat je sam valj z zaprto ali trdno glavo, ki se premika naprej in nazaj znotraj večjega valjastega ohišja, na katerem temelji valj. Bat se lahko premakne proti pritisk tekočine ali pa ga premika pritisk tekočine V parnem stroju je bat na obeh koncih zaprt; palica prehaja skozi sredino, vendar je spoj tesno zaprt. Pri bencinskem motorju je na enem koncu odprt, da omogoča nihanje (gibanje naprej in nazaj) drugih gibljivih delov v motorju.

Gibi batnega motorja so tesno usklajeni in orkestrirani. Motor je lahko sestavljen iz enega bata, čeprav je to redko. Možne so različne konfiguracije, vključno z več kombinacijami bata in cilindra, vključno z vrstami, oblikami "vee" in kombinacijami "cik-cak".

Število posameznih batov na stran, vsi ti motorji se obnašajo enako splošno, ne glede na to, koliko energije lahko ustvarijo ali katero gorivo služi viru tlaka znotraj valj.

Klasična štiritaktni cikel Vzajemni motor ima štiri korake ali postopke:

Vnos: V prvem koraku štiritaktnega cikla se skozi vstopno odprtino na vrhu v valj potisne neko gorivo, ki potisne bat na dno valja.

Stiskanje: Bat nato potisnemo nazaj na vrh, ki stisne gorivo in ga vžge preko svečke v večini motorjev. V dizelskih motorjih zadostuje dovolj stiskanja goriva, da se vžge (v ohlapnem smislu, v fiziki se tlak in temperatura skupaj povečujeta.)

Vžig: Vžig goriva še enkrat potisne bat navzdol in s tem ustvari koristno snov delo (količina v fiziki, podobna uporabni energiji) motorja. Ta "kap" je znana tudi kot zgorevanje ali moč korak.

Izpuh: Odpadne kemikalije pri zgorevanju goriva se oddajajo skozi izpušni odprtin in cikel se ponovi. Kljub na videz temeljiti naravi štirih gibov se cikel v običajnih avtomobilih učinkovito ponovi tisoče krat na minuto - približno 50 do 100-krat na sekundo.

• Morda boste prvič popolnoma razumeli, zakaj vaš motor strogo potrebuje mazivo ali motorno olje; tudi v popolnoma uglašenem vrhunskem motorju je to veliko neizogibnega trenja, ki ga je treba nekako rešiti in razpršiti.

Navedeno opisuje svet, v katerem živite, kjer so avtomobili tako rekoč univerzalni. Seveda ni bilo vedno tako tudi v relativno novejši človeški zgodovini.

Francoski vojaški inženir Nicolas-Joseph Cugnot je bil za enim od prvih poskusov, da je nekakšna tekočina zagnala bat v valj za pogon vozila. (A tekočina je plin ali tekočina, na primer para ali voda, pri čemer je prva plinasta oblika druge.) Leta 1769 je Cugnot zgradil okorno trikolesno "paro vagon ", ki je bil namenjen za prevoz topov in je lahko upravljal približno 3 milje na uro (5 kilometrov na uro), vendar je nagnjen k temu, da je ušel izpod nadzora in strmoglavljenje.

Sredi 19. stoletja je bila parna energija tako razširjena, da so ji pripadajoči tehnološki dosežki omogočili velike izboljšave. Vlak parne lokomotive je odličen primer (zdaj zastarelega) motorja z zunanjim zgorevanjem: Zunanji ker premog, ki je bil vžgan in sežgan zunaj motor (v peči) je bil uporabljen za vrenje velike količine vode, pri čemer je nastajala para, ki se je nato črpala v jeklenke znotraj motorja.

Leta 1826 je ameriški Samuel Morley zagotovil prvi patent za nekakšen motor, ki je vžig goriva in razširitev jeklenke zaradi posledičnega povišanja tlaka postavil v isto fizično lokacijo. Šele leta 1858 pa je Morley izdelal trikolesni vagon, opremljen z motorjem z notranjim zgorevanjem, ki je deloval na "premogov plin" in potoval 50 milj.

Ključni napredek pri konstrukciji motorjev z notranjim zgorevanjem je bila sposobnost stiskanja plina pred vžigom, kar olajša zgorevanje goriva; tlak in temperatura plina navadno naraščata, medtem ko zmanjšanje prostornine plina (to je stiskanje) poveča njegov tlak.

Takoj, ko se je motor z notranjim zgorevanjem začel približevati oddaljeni kompaktni velikosti, so inženirji in sanjači takoj začeli sanjati, kako jih uporabiti za pogon prvih letečih strojev.

V osemdesetih letih prejšnjega stoletja so drzni izumitelji eksperimentirali z "skakalnimi stroji", če ne letečimi stroji, ki so uporabljali bat na parni ali plinski pogon motorji, nekateri so dosegli tudi 150 metrov, mnogi pa so bili uničeni v boju za napredovanje človeškega opazovalnega obzorja in potovanja meje.

The Bratje Wright, Orville in Wilbur, sta danes znana, vendar sta bila v poznih 1800-ih pravzaprav nekoliko pozna različica "vesoljske dirke", ki se bo razvila čez pol stoletja med ZDA in Sovjetsko zvezo Unije. Leta 1899 so opravili potrebno skrbnost in veliko eksperimentirali z jadralnimi stroji, preden so jih poskušali opremiti z motorji, s čimer so izvedeli več o osnovni aerodinamiki.

Od prvega zmagovitega leta bratov Wright leta 1903 v Kitty Hawku v Severni Karolini je motor z notranjim zgorevanjem daleč daleč. Medtem reaktivni motorji se danes uporabljajo v velikih komercialnih in drugih visokozmogljivih letalih, večina manjših in zasebnih letal je še vedno zgrajena z uporabo propelerjev in motorjev z notranjim zgorevanjem.

• Pogosto lahko vidite batne motorje za letala, ki se imenujejo toplotni motorji, vendar z notranjim zgorevanjem motorji so toplotni motorji, pri čemer so motorji z zunanjim zgorevanjem druga glavna kategorija toplote motorji.