Историја клипног мотора

Ако не за клипни мотор, већини одраслих у савременом друштву било би тешко свакодневно да стигну тамо где треба. Корисник таквог мотора је свако ко се вози или вози конвенционалним моторним возилом (електрични аутомобили немају клипове, већ се напајају искључиво мотори.)

Такође познат као клипни мотор, главно обележје ових мотора који преводе притисак у ротационо кретање. Ово ротационо кретање - другим речима, кретање око физичке или концептуалне осе - може се претворити у транслационо и друге облике кретања са лакоћом, као код гума вашег аутомобила које вас котрљају и остатка возила окаченог изнад њих низ пут.

Постоје разне врсте клипних мотора, од којих је најпознатији управо описан - мотор са унутрашњим сагоревањем, који укључује моторе на гас и друге подтипове. Међу осталим варијантама клипних мотора су и мотор са спољним сагоревањем и Стирлинг мотор.

Између осталог, научићете да нуклеарне електране имају више заједничког са локомотивама Старог Запада него што мислите, а у опћенито стекните захвалност за то како су се потреба и људска домишљатост опет спојили да би произвели нешто изванредно и преображавајуће.

Из било ког разлога, чини се да клипови привлаче више пажње свакодневице од саме ствари која их чини функционалним, а то је цилиндрична комора у којој се налазе. Без обзира на озлоглашеност, клип и цилиндар су у срцу јединственог уређаја који је вероватно променио свет више од било које појединачне машине, а то је мотор са унутрашњим сагоревањем.

Клип је сам по себи цилиндар са затвореном или чврстом главом који се креће напред-назад унутар већег цилиндричног кућишта, на коме је и цилиндар. Клип се може померити против притиска течности или се помера притиском течности. У парној машини, клип је затворен на оба краја; штап пролази кроз центар, али је спој чврсто заптивен. У бензинском мотору је на једном крају отворен како би се омогућило осциловање (кретање напред и назад) осталих покретних делова у мотору.

Покрети клипног мотора су уско координирани и оркестрирани. Мотор се може састојати од једног клипа, иако је то необично. Могуће су разне конфигурације, укључујући вишеструке комбинације клипа и цилиндра, укључујући редове, „вее“ облике и „цик-цак“ комбинације ових комбинација.

Ако погледамо број појединачних клипова, сви ови мотори се понашају на исти општи начин, без обзира на то колико енергије могу да произведу или које гориво служи извору притиска унутар цилиндар.

Класични четворотактни циклус реципрочног мотора садржи четири корака или процеса:

Усисни: У првом кораку четворотактног циклуса, неко гориво се увлачи у цилиндар кроз усисни отвор на врху, који потискује клип на дно цилиндра.

Компресија: Затим се клип гурне назад на врх, што компримује гориво и пали га путем свећице у већини мотора. У дизел моторима довољно је компресовати гориво да га запали (лабаво говорећи, у физици притисак и температура расту заједно.)

Паљење: Паљење горива још једном гура клип надоле, стварајући тако корисно радити (количина у физици сродна употребљивој енергији) мотору. Овај „мождани удар“ је алтернативно познат као сагоревање или снага Корак.

Испух: Отпадне хемикалије из сагоревања горива се емитују кроз издувни отвор и циклус се понавља. Упркос наизглед темељној природи четири потеза, циклус се ефикасно понавља хиљадама пута у минути у стандардним аутомобилима - око 50 до 100 пута у секунди.

• Можда у овом тренутку први пут у потпуности схватате зашто ваш мотор строго захтева мазиво или моторно уље; чак и у савршено подешеном врхунском мотору, то је пуно неизбежног трења које се мора некако решити и распршити.

Претходно описује свет у којем живите, где су аутомобили практично универзални. Није увек било тако, чак ни у релативно новијој људској историји.

Француски војни инжењер Ницолас-Јосепх Цугнот био је иза једног од првих покушаја да се постигне нека течност за погон клипа унутар цилиндра ради напајања возила. (А течност је гас или течност, као што су пара или вода, при чему је прва гасовити облик друге.) Цугнот је 1769. године изградио неспретну „пару на три точка“ вагон "који је требао да носи топове и могао је да управља око 3 миље на сат (5 километара на сат), али је имао тенденцију да измиче контроли и крах.

До средине 19. века, снага паре била је у толико широкој употреби да су пратећи технолошки добици омогућили велика побољшања. Воз парне локомотиве сјајан је пример (сада застарелог) мотора са спољним сагоревањем: Спољни јер је угаљ који се палио и изгарао напољу мотор (у пећи) је коришћен за кључање велике количине воде, стварајући пару која се затим пумпа у цилиндре унутар мотора.

1826. Американац Самуел Морлеи је обезбедио први патент за неку врсту мотора који је паљење горива и ширење цилиндра смештао услед резултујућег повећања притиска у истом физичком месту. Међутим, тек 1858. године Морлеи је произвео вагон на три точка опремљен мотором са унутрашњим сагоревањем који је радио на „гас од угља“ и путовао 50 километара.

Кључни напредак у конструкцији мотора са унутрашњим сагоревањем била је способност компримовања гаса пре него што га запали, олакшавајући гориво да пролази кроз сагоревање; притисак и температура гаса имају тенденцију да расту заједно, док смањење запремине гаса (односно његово сабијање) повећава његов притисак.

Чим је мотор са унутрашњим сагоревањем почео да се приближава удаљеној компактној величини, инжењери и сањари су одмах почели да сањају како да их користе за погон првих летећих машина.

До 1880-их, одважни проналазачи експериментишу са, ако не и летећим машинама, „машинама за скакање“ које користе клип на парни или гасни погон моторе, неки су достигли и 150 стопа, али многи други су уништени у борби за унапређење људских проматрачких хоризоната и путовања границе.

Тхе браћа Рајт, Орвилле и Вилбур, данас су познати, али су заправо били касни уласци у касне 1800-те верзија „свемирске трке“ која ће се одвијати током пола века касније између Сједињених Држава и Совјетског Савеза Унија. 1899. године обавили су дубинску анализу и много експериментисали са клизним машинама пре него што су их покушали опремити моторима, чиме су сазнали више о основној аеродинамици.

Од првог тријумфалног лета браће Вригхт 1903. године у Китти Хавк, Северна Каролина, мотор са унутрашњим сагоревањем превалио је дуг пут. Док млазни мотори данас се користе у великим комерцијалним и другим авионима велике снаге, већина мањих и приватних авиона и даље се прави помоћу пропелера и мотора са унутрашњим сагоревањем.

• Често можете видети клипне моторе за авионе који се називају топлотни мотори, али са унутрашњим сагоревањем мотори су топлотни мотори, с тим што су мотори са спољним сагоревањем друга примарна категорија топлоте мотори.