Паровая машина

Паровой котел

Изобретение парового двигателя

Развитие двигателей внутреннего сгорания

Лекция 3

1. Изобретение парового двигателя.

2. Газовый двигатель.

3. Четырехтактный двигатель Отто.

4. Бензиновый двигатель.

5. Открытие Рудольфа Дизеля.

 

 

Еще в древние времена человек обратил внимание на то, что струя водяного пара, вырываясь из сосуда установленного на огонь способна сместить препятствие (например, лист бумаги) оказавшееся на ее пути. Когда встал вопрос о применении для движения экипажа двигателя решили попробовать использовать в нем, в качестве рабочего тела, пар.

 

 

Первый паровой котел был построен англичанином Томасом Севери в 1698 году. Это был железный бак, под которым в топке разводили огонь. Через некоторое время вместо бака стали применять длинный (до 10 метров) цилиндр диаметром около 1,5 метров. Его окружали каменной кладкой, а под ним разводили огонь. Поверхность, омываемая горячими газами, у таких котлов была очень маленькой. Поэтому пара они производили очень мало, а из-за того, что горячие газы в основном бесполезно уходили в трубу эффективность такого котла была очень низкой. Большая часть топлива при этом сгорала впустую.

В начале XVIII века конструкция парового котла была изменена. Горячие газы начали пускать по трубам со всех сторон окруженным водой. Такие котлы получили название «газотрубных» и стали широко применяться в паровозах и пароходах.

Следующим шагом развития устройств вырабатывающих пар стало появление более мощных водотрубных котлов. Теперь уже напротив вода протекала по тонким трубкам со всех сторон, окруженных горячими газами.

В конце XIX века были изобретены прямоточные котлы. Вода в них превращалась в пар по мере движения по трубам – с одной стороны в трубы подается вода, а с другой – выходит пар.

 

 

Изобретение паровой машины послужило основным толчком для дальнейшего развития транспортных средств. В течение ста лет он являлся единственным промышленным двигателем, универсальность которого позволяла использовать его и на предприятиях, и на железных дорогах, и на флоте. Паровые машины были установлены и на первых автомобилях. На транспорте паровые машины работали вплоть до 50-х годов XX века. В некоторых странах пароходы и паровозы продолжают использоваться даже сегодня.

Первая паровая машина была построена Джеймсом Уаттом в 1784 году. Главной ее частью являлся цилиндр, закрытый с обоих концов крышками. Сквозь отверстие в одной из них был пропущен стержень, на котором внутри цилиндра был укреплен поршень. Снаружи цилиндра стержень с помощью шатуна соединяется с кривошипом – искривленной в виде буквы «П» частью вала. В двигателях современных автомобилей такой вал получил название «коленчатого». На вал насажен маховик, благодаря которому вращение вала, а, следовательно, и движение поршня, происходит более равномерно. В крышках цилиндра имеются отверстия, через которые поступает пар. Вначале его впускают с одной стороны, а когда поршень дойдет до противоположного конца цилиндра – с другой. Управляет такой последовательностью впуска пара в цилиндр распределительный элемент – золотник.