Двигатель

Эволюция автомобильных двигателей

За более чем столетнюю историю своего существования ДВС прошли значительную эволюцию, они стали более мощными, экономичными, легкими и экологически чистыми, чем их предшественники. И хотя за это время предлагалось много альтернативных вариантов автомобильных двигателей, на сегодняшний день реальной экономически целесообразной замены существующим двигателям нет. Это, главным образом, обусловлено тем, что топливо, которое используют эти двигатели, можно хранить в компактном виде и его запаса хватает на достаточно большой пробег автомобиля.

Первые автомобили приводились в движение паровыми двигателями, которые появились в XVIII веке и являлись двигателями внешнего сгорания. В этих двигателях топливо сжигалось вне цилиндра двигателя и использовалось для получения водяного пара, а точнее, газа, который поступал под давлением в цилиндр двигателя и приводил в движение поршень. Изобретателем первого работоспособного парового двигателя является англичанин Джеймс Уатт, который получил патент на свое изобретение в 1784 г. Паровые двигатели того времени были тяжелыми и громоздкими, а главное — они имели очень низкий коэффициент полезного действия (КПД).

Попытки создания более эффективного двигателя (внутреннего сгорания), в котором топливо сжигается внутри цилиндра, а расширяющиеся газы приводят в движение поршень, увенчались успехом только в 1860 г., когда французский механик Жан-Этьен Ленуар создал и запатентовал первый работоспособный ДВС. В этом двигателе движущийся поршень засасывал внутрь цилиндра смесь горючего газа с воздухом, и в середине хода поршня смесь воспламенялась электрической искрой.

Возможность практического использования ДВС возникла только после того, как было использовано сжатие газа в цилиндре. В 1866 г. немецкий изобретатель Николаус Август Отто получил патент на четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, в котором использовался принцип сжатия горючей смеси перед зажиганием. Рабочий процесс, происходящий в таких двигателях, получил название «цикл Отто». ДВС, работающие на этом принципе, имели значительно более высокий КПД, чем паровые двигатели, и. естественно, вытеснив последние, остаются самыми распространенными до сегодняшнего дня.

Позднее, англичанин Дуглас Кларк изобрел двигатель, работающий по двухтактному циклу, но такие двигатели не нашли широкого применения на автомобилях.

В 1892 г. Рудольф Дизель получил патент на двигатель, в котором использовался четырехтактный цикл Отто. Отличие заключалось в том, что в цилиндр подавалась не смесь топлива с воздухом, а чистый воздух, который сильно сжимался, нагреваясь при этом до высокой температуры, достаточной для воспламенения топлива, подаваемого затем в цилиндр, без необходимости применения для этого электрической искры. Сегодня такие двигатели, называемые по имени создателя дизелями, широко применяются в качестве силовых агрегатов автомобилей.