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.

Поршневой двигатель внутреннего сгорания: история создания

Поршневой двигатель — двигатель внутреннего сгорания (ДВС), использует один или несколько поршней, совершающих возвратно-поступательное движение, для преобразования давления во вращательное движение. На данный момент это самый распространенный тип двигателя, используемый в автомобилях. Да и не только в них. Поршневые моторы используются в авиации, судоходстве и промышленности.

Первый поршневой двигатель

К концу 18-го века в мире уже существовали паромобили. Экипажи с паровым двигателем конструировали в Англии и Франции. Однако эти машины были громоздкими и медлительными. Кроме того, создатель самых совершенных на тот момент паровых двигателей Джейм Уатт считал, что для создания быстрых паромобилей потребуется паровой двигатель с высоким давлением в котле, что попросту не безопасно.

Понимал это и французский инженер и по совместительству действующий артиллерийский офицер — Франсуа Исаак де Риваз. Хорошо знакомый с принципом работы пороховой пушки, он задумался, а почему бы для приведения в движение поршня, использовать энергию пороховых газов, а не пара. В 1804 году он построил первый экспериментальный стационарный двигатель. Он работал по следующему принципу: в цилиндр подавалась смесь водорода с воздухом и воспламенялась при помощи электрического разряда. Фактически Риваз создал первый поршневой двигатель внутреннего сгорания.

В 1807 году изобретатель собрал первый экипаж с мотором собственной конструкции. На четырехколесной базе находился однопоршневой ДВС, без механизма газораспределения, а подача топливной смеси контролировалась вручную. Такой вот примитивный автомобиль смог преодолеть лишь 100 метров. Через шесть лет Риваз собрал новый экипаж куда больших размеров. Он имел длину 6 м, диаметр колес 2 м и весил около тонны. На этот раз мотор работал на смеси из светильного газа и воздуха. Груженая камнями машина смогла преодолеть 26 метров со скоростью 3 км/ч. За один рабочий ход поршня, автомобиль передвигался на 4-6 метров. Конечно с такими характеристиками коммерческая эксплуатация такого ДВС была невозможна, но это было только начало.

Дальнейшее развитие

Несмотря на то, что в начале 19-го века паровые двигатели считались более перспективными, разработка поршневых ДВС не останавливалась. В 1860 году бельгийский инженер Этьен Ленуар создал первый двухтактный поршневой двигатель пригодный к серийному производству. Его новаторский мотор фактически повторял принцип работы паровой машины Уатта и некоторые его элементы конструкции, но работал на светильном газе. В зависимости от объема единственного цилиндра, двигатель Ленуара имел различную мощность от 2 до 20 л.с. Термический КПД восьмисильного мотора составлял всего 4,68%. Для сравнения современный ДВС имеет КПД 20-45%. Тем не менее мотор Ленуара был выгоден в коммерческой эксплуатации и работал на промышленных предприятиях, типографиях и судоходстве.

Столь малая эффективность двигателя была следствием несовершенства его конструкции. Однопоршневой мотор имел гигантский объем, поршень двойного действия, малоэффективный золотниковый механизм впуска/выпуска и при этом не имел цикла сжатия. Изучив двигатель Ленуара, в 1861 году немецкий инженер Николаус Отто построил его копию.

В 1863 году немец построил двухтактный поршневой двигатель собственной конструкции, КПД которого достиг 15%. Он имел единственный цилиндр, расположенный вертикально и работал на светильном газе. Первый собственный мотор Отто получил широкое признание публики и коммерческий успех.

Deutz AG

В 1864 году Николаус Отто и Ойген Ланге основали собственную фирму — N. A. Otto & Cie. Все началось маленького производственного цеха, где компаньоны собственноручно собирали первые двигатели. Позднее в компанию пришли такие небезызвестные для автомобильной индустрии люди как Вильгельм Майбах, Этторе Бугатти и Готлиб Даймлер. Последний с 1872 года занимал должность технического директора. В том же году компания меняет название на Gasmotoren-Fabrik Deutz AG.

В 1875 году случилось знаковое событие, которое навсегда перевернуло индустрию. Николаус Отто создал первый успешно работающий четырехтактный ДВС. В отличие от мотора Ленуара, новый двигатель работал намного эффективнее. Уже на первых порах его термический КПД превысил 15%. Кроме того он получился мощнее и экономичнее. Фактически новый мотор Отто послужил началом конца паровых машин.

Интересно посмотреть на характеристики этого двигателя. Одноцилиндровый мотор объемом в 6,1-литра развивал 3 л.с. при 180 об/мин. К примеру 18-литровый агрегат Ленуара развивал всего 2 л.с. Кроме того двигатель Отто был почти в 5 раз экономичнее. В результате новый, более эффективный мотор быстро вытеснил двигатель Ленуара с рынка.

Первый поршневой бензиновый двигатель

Между тем, Николаус Отто видел свой мотор только в качестве стационарного. Но его соратник Готлиб Даймлер, активно агитировал шефа применить ДВС на транспорте. Отто был против, поэтому в 1880 году прихватив с собой Майбаха, Даймлер покинул Deutz AG.

Два инженера сосредоточились на единственной задаче — создать легкий, достаточно мощный поршневой двигатель, пригодный для установки на колесное шасси. Проблема состояла в том, что двигатель конструкции Отто работал на газе и требовал газогенератор. Даймлер и Майбах решили разработать мотор на жидкостном топливе, дабы избавиться от массивного преобразователя. Дело это было не простое, так как на тот момент еще не существовало способа создать оптимальную топливно-воздушную смесь на которой бы двигатель работал устойчиво. Решением проблемы стал испарительный карбюратор разработанный Майбахом в 1885 году. Карбюратор позволил построить бензиновый ДВС(Standuhr) объемом 100 см3 и мощностью 1 л.с., который работал достаточно устойчиво и стабильно. В том же году, немного уменьшенный Standuhr мощностью в 0,5 л.с. разместили на деревянном велосипеде получив тем самым первый в мире мотоцикл. А спустя год и автомобиль.

С тех пор поршневой двигатель внутреннего сгорания прошел долгий путь. Однако его четырехтактный принцип работы остался неизменен. Сегодня в мире насчитывается более 1,2 млрд. автомобилей и большинство из них оснащены ДВС.

ТОП-10 мощных двигателей легковых автомобилей

Статья о самых мощных двигателях легковых автомобилей: модели, технические характеристики моторов. В конце статьи — видео об огромных и мощных машинах.

Содержание статьи:

• История создания ДВС
• Рейтинг мощных моторов легковых машин
• Самый производительный мотор
• Видео об огромных и мощных машинах

На протяжении всей истории автомобилестроения человечество стремилось превзойти себя и сделать автомобиль ещё более комфортным, ещё более привлекательным и, конечно же, ещё более быстрым.

Для достижения последней цели автопроизводители чаще всего шли самым простым способом – создавали ещё более мощные двигатели, в результате чего рождались настоящие «монстры». Именно о них и пойдёт речь в сегодняшней подборке «Топ-10 самых мощных двигателей легковых авто». Но прежде чем мы приступим, предлагаем немного окунуться в историю.

История создания ДВС

Если верить историческим заметкам, первые разработки двигателя, правда, только теоретические, начались ещё в 17 веке голландским учёным Кристианом Хагенсом, который разработал первый ДВС, работающий на базе пороха. Однако, как и Леонардо да Винчи, он был ограничен технологическими наработками своего времени, что так и не позволило воплотить идею в жизнь.

Первый же ДВС был создан французом Нисефором Ньепсом — презентация мотора состоялась в 1806 году. Несмотря на имеющиеся недостатки, Ньепс получил материальную помощь для последующего развития силовой установки.

Работал двигатель на каменноугольном газе, однако из-за недочётов конструкции, прототип смог проработать чуть более нескольких секунд. Несмотря на неудачу, Ленуар не опустил рук и уже в 1863 году представил обновлённую версию двигателя, которая в последующем была размещена на 3-колесном подобии автомобиля, преодолевшим внушительные по тем временам 50 миль.

Все вышеописанные наработки положили начало эпохе автомобилестроения, которая продолжается по сегодняшний день. Но вернёмся к основной теме нашей статьи и рассмотрим 10 самых мощных моторов, которые были установлены на легковых автомобилях.

Рейтинг мощных моторов легковых машин

10 место

На десятой позиции расположился двигатель с серийной маркировкой 9FF, который устанавливался на модель Porsche 9FF F97 A-Max. Его мощность составляет 1400 л.с. при 7950 об/мин, что равняется примерно 333 л.с. на каждый литр объёма силовой установки.

9 место

На девятой строчке расположился Роrsche Cаrrera GT-9, под капотом которого располагался 1400-сильный двигатель с внутризаводским индексом 9FF GT9 Vmax. Этот двигатель является практически точной копией предыдущей силовой установки кроме одного момента – с его помощью автомобиль разгоняется на 2 сек. быстрее.

8 место

На 8 строчке рейтинга расположился японский спорткар Nissan GT-R Switzer R1K-X Red Katana, который был создан специально для езды по прямой тюнинг-ателье Switzer. Под капотом автомобиля обитает 1470-сильный бензиновый мотор, с которым машина разменивает первую сотню за 2,5 сек. и может развить максимальную скорость в 400 км/час.

7 место

На 7 позиции — гиперкар Hennessey Venоm GT Spyder, дебютировавший на мировой арене в 2016 году.

Этот автомобиль приводится в движение посредством 7-литрового V8, оборудованного парой турбокомпрессоров, что позволило добиться отдачи в 1451 л.с. и головокружительные 1745 Нм вращательной тяги.

Такой симбиоз обеспечивает разгон с места до сотни за 2,4 сек. и максималку в 427,4 км/час, что позволило побить предыдущий рекорд скорости для автомобилей с открытым верхом, который принадлежал суперкару Bugatti Veyron Grand Vitesse.

6 место

Шестая позиция достаётся Bugatti Chiron, который оборудован 8-литровым бензиновым двигателем, генерирующим 1500 л.с. и просто-таки паровозный вращательный момент в 1600 Нм. С ним автомобиль разгоняется до сотни за 2,5 сек. и может преодолеть максимальную отметку в 420 км/час.

Кузов Bugatti Chiron выполнен из углеволокна, а шасси предусматривает 5 различных вариантов работы, каждый из которых рассчитан на определённую скорость передвижения.

На момент выхода минимальная стоимость авто составляла 2,6 млн. долларов, а общий тираж — всего 500 автомобилей, большая часть которых была продана ещё на этапе производства.

5 место

На почётном пятом месте располагается модель Nissan GT-R AMS Alpha 12 — детище доработок ателье AMS Alpha 12.

В случае использования специального гоночного бензина 4-литровый V6 способен выдавать впечатляющие 1500 л.с., а также разгоняться с места до 100 км/ч всего за 2,4 сек.

Максимальный вращательный момент достигает 1562 Нм, причём они доступны уже на 4000 об/минуту. Согласно предоставленной производителям информации, максимальная скорость, которую способен развить спорткар, составляет 370 км/час.

Также стоит отметить, что при использовании обычного 95-го бензина суммарная мощность силовой установки снижается до 1100 л.с..

4 место

На четвертом месте рейтинга — итальянский суперкар Lamborghini Aventador Mansory Competition, представленный компанией ещё в 2013 году.

В движение авто приводится посредством 6,5-литрового бензинового двигателя V12, генерирующего 1600 л.с., парой которому выступает 7-скоростной «робот» E-Gear с системой двойного сцепления. С ними Lamborghini разменивает первую сотню за 2,1 сек. и может разогнаться до пиковых 370 км/час.

3 место

«Бронзу» получает модель Mercedes-Benz SLR McLaren Brabus, оборудованная модифицированным двигателем М155, отличающимся от стандартного более производительной турбиной и усовершенствованными поршнями.

Объем двигателя равен 5,5-литрам, а пиковая мощность – 1600 «лошадкам», что позволяет разменивать первую сотню всего за 2 сек. Несмотря на столь внушительную мощность, средний расход топлива заявлен на 15,5 л/100 км.

2 место

Заслуженное второе место нашего рейтинга достаётся итальянскому суперкару Lamborghini Aventador Mаnsory Cаrbonado GT, который оборудован аналогичным модели Lamborghini Aventador Mаnsory Соmpetition двигателем.

Напомним, что им является 6,5-литровый турбобензиновик мощностью в 1600 л.с. В сравнении с версией Mansory Competition, автомобиль обладает меньшим весом, благодаря чему способен похвастаться лучшими динамическими характеристиками и максимальной скоростью.

1 место

Вот мы и добрались до первой строчки рейтинга, где расположился шведский суперкар с «незамысловатым» названием Koenigsegg Regera. Суперкар оснащается гибридной силовой установкой, представленной 5-литровым 1100-сильным бензиновым V8, а также 4 электродвигателями, суммарная мощность которых достигает практически 1800 л.с..

Ещё одной «фишкой» автомобиля является отсутствие КПП, во всяком случае, в привычном для всех понимании. Вращательный момент передаётся на тыльную ось практически напрямую. В результате автомобиль разменивает первую сотню за 2,8 сек., а для разгона со 150 до 250 км/ч машине требуется всего 3,2 сек.

Максимальная скорость составляет внушительные 410 км/час, причём с места до 400 км/час авто разгоняется всего за 20 сек.

Самый производительный мотор

Выше мы рассмотрели ТОП-10 мощных силовых установок, устанавливаемых на легковых транспортных средствах, в то время как самым мощным двигателем вообще является двухтактный турбокомпрессорный дизельный мотор Wаrtsilа-Sulzer RTA96-С, предназначенных для грузовых кораблей!

Этот моторчик генерирует 110 000 л.с., что позволяет транспортировать практически любые грузы и набирать достаточно внушительные скорости.

Заключение

Человечество не стоит на месте, а значит, уже завтра в мире может появиться ещё более мощный и производительный двигатель, чем те, что устанавливаются и на Koenigsegg Regera, и на грузовых кораблях!

Видео об огромных и мощных машинах:

Источник http://avtodvigateli.com/vidy/pervyj-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya.html
http://autohs.ru/avtomobili/dvigateli/porshnevoj-dvigatel-vnutrennego-sgoraniya-istoriya-sozdaniya.html
Источник Источник http://fastmb.ru/autonews/autonews_mir/3661-top-10-moschnyh-dvigateley-legkovyh-avtomobiley.html