Краткие исторические сведения

До 70-80 г.г. XIX века единственным источником механической работы являлась паровая машина, в которой применялся пар низких температур и малых давлений.

Поиски ученых и изобретателей привели к созданию нового двигателя, в котором газы, полученные при горении топлива, непосредственно воздействовали на поршень в силовом цилиндре. Такие машины, в которых топливо сжигалось непосредственно в цилиндре под поршнем, называются двигателями внутреннего сгорания (ДВС).

Первым кто указал на возможность создания ДВС, является Сади Карно (1824).

В 1860 г. французский механик Ленуар построил ДВС, работающий на светильном газе, но без предварительного сжатия рабочего тела и двигатель имел низкий КПД.

В 1862 г. французский инженер Бо де-Роша запатентовал двигатель, принцип действия которого соответствовал идеям С. Карно.

В 1877 г. немецкий инженер Отто построил бензиновый двигатель по патенту Бо де-Роша, а в 1897 г. Дизель разработал двигатель высокого сжатия, работавший на керосине, который распылялся в цилиндре, с помощью воздуха от компрессора с высоким давлением.

Большой вклад в создание и совершенствование ДВС внесли русские инженеры: Мамин в 1893 г. создал двигатель высокого сжатия, работавший на сырой нефти при бес компрессорном механическом распыливании топлива. В 1898 г. на заводе. В 1898 г. на заводе Нобеля в Петербурге был построен первый двигатель, работавший на сырой нефти с распыливанием ее сжатым воздухом от компрессора. В 1903 г. тот же завод построил первый судовой реверсивный двигатель на тяжелом топливе. До настоящего времени двигатели тяжелого топлива являются непревзойденными по экономичности расхода топлива.

В 1904 г. русским инженером Г.В. Тринклером был построен бескомпрессорный двигатель, в котором горение топлива сначала происходило при постоянном объеме, а затем при постоянном давлении. Такой двигатель, со смешанным сгорания топлива, получил в настоящее время широкое распространение во всех странах мира.

Все современные поршневые двигатели внутреннего сгорания разделяются на три группы:

1. C быстрым сгоранием топлива при постоянном объеме.

2. C постепенным сгоранием топлива при постоянном давлении.

3. Cо смешанным сгоранием топлива частично при постоянном объеме и частично при постоянном давлении.

При исследовании идеальных термодинамических процессов поршневых двигателей внутреннего сгорания обычно определяют количество подведенной и отведенной теплоты и основные параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла. Температуры вычисляют как функции начальной температуры газа; вычисляют термический КПД цикла по основным характеристикам и производят его анализ.

Основными характеристиками или параметрами любого цикла двигателя внутреннего сгорания являются следующие безразмерные величины:

степень сжатия , представляющая собой отношение начального удельного объема рабочего тела к его удельному объему в конце сжатия;

степень повышения давления , представляющая собой отношение давлений в конце и в начале изохорного процесса подвода теплоты;

степень предварительного расширения (степень изобарного

расширения) , представляющая собой отношение удельных объемов в конце и в начале изобарного процесса подвода теплоты.