Введение. Краткая история создания и развития поршневых двигателей внутреннего сгорания. Классификация ДВС. Терминология, принятая для основных типов двигателей

В современном мировом энергетическом балансе двигатели внутреннего сгорания занимают первое место как в количественном отношении, так и по вырабатываемой суммарной мощности. Поршневые двигатели внутреннего сгорания -различных типов, преимущественно дизели, применяются в передвижных и стационарных электроэнергетических установках,. на автомобильном и железнодорожном транспорте, на речных и морских судах грузопассажирского флота, на дорожно-строительных и землеройных машинах, на нефтебуровых установках и газо-насосных станциях и т. д. Поэтому можно считать, что уровень дизелестроения определяет развитие большинства отраслей Народного хозяйства, особенно тех, которые связаны с освоением недр и территории страны.

Первый работоспособный двигатель внутреннего сгорания был построен в 1860 году французским механиком-самоучкой Ж. Э. Ленуаром (1822--1900 гг.)

В1824 году в работе «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» С. Карно (1796—1832 гг.) рассмотрел основные условия преобразования тепла в работу и сформулировал выводы, которые в дальнейшем легли в основу второго закона термодинамики. 

В числе механиков-любителей, стремившихся улучшить двигатель Ленуара, был, и немецкий коммерсант Н. Отто, которому после многих лет напряженных поисков удалось построить и — в 1877 году запатентовать газовый двигатель, работающий по четырехтактному циклу с предварительным сжатием горючей смеси

Очень много труда и усилий на создание двигателя с постепенным сгоранием затратил немецкий инженер Рудольф Дизель (1858-1913 г.г.), которому удалось в 1897-98 гг. построить двигатель с самовоспламенением топлива. Впрыск топлива осуществлялся с помощью сжатого воздуха, который отбирался из цилиндра в конце такта сжатия и  дополнительно сжимался в специальном компрессоре. В качестве топлива применялся ламповый керосин, по тому времени сравнительно дорогой. Сгорание происходило примерно при постоянном давлении.Заслугой Р.Дизеля является то, что он используя достижения науки и техники того времени, предпринял смелую попытку построить двигатель, экономичность которого приблизилась бы к экономичности цикла Карно, и проявил незаурядную энергию и предприимчивость в доведении работы до практического завершения.

В России благоприятные условия для развития капитализма сложились после отмены крепостного права. Во второй половине XIX в. быстрыми темпами стали создаваться мелкие и, крупные капиталистические предприятия. Для них требовались экономичные источники энергии — двигатели, которые работали бы на дешевом топливе — нефти, доходы. Э. Нобель, владелец Петербургского машиностроительного завода и крупных нефтепромыслов в Баку, купил у Р. Дизеля право на использование его патента. Приступив к немедленному налаживанию производства двигателей на своем заводе, Нобель, заботясь о расширении рынка сбыта нефти, предложил другим заводам в (России безвозмездно пользоваться его правом и чертежами, если они будут строить двигатели, работающие на нефти.

На Петербургском заводе был создан новый двигатель, был первым в мире надежно работающим двигателем с воспламенением от сжатия который в то время стали называть русским дизелем, использующим в качестве топлива сырую нефть. В 1903 г. к производству таких двигателей приступил Коломенский завод, а затем и другие заводы.

Вопреки мнению зарубежных специалистов, считавших, что двигатели высокого сжатия могут применяться только в стационарных условиях, на Сормовском заводе был построен и в 1903 году спущен на воду речной танкер «Вандал» с двигателями Петербургского завода. С постройкой колесного буксира «Мысль» в 1907 году (для Волжского речного пароходства) связано появление термина «теплоход». По количеству теплоходов Россия уже в то время ушла далеко вперед от развитых капиталистических стран: о 1911 году в мире насчитывалось 48 теплоходов (судов -2 двигателями высокого сжатия), из. них 26 были построены в России. Теплоходов с двигателями мощностью 60—1000 л. с. в 1912 году во всем мире было 15, из них 14 были построены в России и один в Германии.

В 1907 году Петербургский завод. впервые в мире осуществил вместо ременного привода непосредственное соединение двигателя с электрогенератором, что явилось начатом создания дизельных генераторов и широкого распространения двигателей «

Русские изобретатели, ученые и инженеры внесли много конструктивных изменений и усовершенствований, повысивших надежность и экономичность двигателей высокого сжатия, расширили область их применения. Талантливый русский механик Я. В. Мамин (1873—1955 годы) впервые в метровой практике построил трактор с двигателем высокого сжатия собственной конструкции (191)1 год и тем самым положил начало применению этих двигателей на сухопутных транспортных средствах.

Выдающаяся роль в развитии двигателестроения приписывают нашему соотечественнику  Григорию Васильевичу Тринклеру (1886~ 1957 годы), который в 1908 году спроектировал опытный двигатель с воспламенением от огня. Позднее двигатель был построен на Путиловском заводе. Особенностью двигателя была оригинальная система подачи и распыления топлива. Г. В. Тринклер изобрел устройство, размещаемое в крышке цилиндра, при помощи которого можно было производить. впрыск и распыление топлива без специального. компрессора, а также заменил закрытую форсунку особым соплом, которое было прообразом открытых форсунок..

Русские ученые внесли большой, вклад  в разработку теории и в исследование рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания. Основоположник московской школы теплотехников профессор МВТУ Василий Игнатьевич Гриневецкий(1871—1919 годы) в 1906 году в своей монографии «Тепловой расчет рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания» заложил основы современной теории двигателей внутреннего сгорания. Метод высокого сжатия в двигателе В. И Гриневецкого позднее был дополнен и углублен советскими учеными Н. Р. Бриллингом, Е.К. Мазингом, Б.С. Степановым, Б. Г. Либровичем и другими отечественными учеными. Этот Метод расчета вошел во все учебники по двигателям внутреннего сгорания, и применяется в настоящее время.

В И. Гриневецкий в 1911 году построил на Путиловском заводе опытный двухтактный реверсивный дизель с высоким наддувом, предназначенный для судов и

В 1920 году на базе автомобильной лаборатории при научно-техническом отделе ВСНХ создается Научно-автомоторный институт ЦНАМИ, первым. руководителем которого был Николай Романович Бриллинг (1876—1961 годы). Выполненные Н. Р. Бриллингом исследования рабочего процесса двигателей, особенно исследования вопросов теплопередачи в двигателях. внутреннего сгорания, имели большое значение для совершенствования отечественных транспортных быстроходных двигателей.

Большой, вклад развитие метода теплового расчета двигателей внутреннего сгорания внес советский ученый, профессор Евгений Карлович Мазинг (1880—1944 годы), который в опубликованном в 193б году труде «Тепловой расчет рабочего процесса двигателей «внутреннего сгорания» развил идеи В. И. Гриневецкого и уточнил его методику теплового расчета двигателей.Он провел работу по исследованию вопросов генерирования газа и его использования в двигателях внутреннего сгорания.

Дальнейшее развитие теории двигателей внутреннего сгорания, преимущественно авиационного назначения, и совершенствовании методики их расчета связано с именем выдающегося шведского ученого академика Бориса Сергеевича Стечкина ('1891—11969 годы), который совместно с профессором В А. Лекровым и А. Д Чаромским выполнил обширные исследования тепловых процессов в поршневых и газотурбинных двигателях и усовершенствовал методы их теплового расчета.

Советские учёные и конструкторы не только изучали вопросы теории иработали над дальнейшим совершенствованием двигателей внутреннего сгорания, но и продолжали расширять область ¹ их применения, в частности, впервые в мире советские конструкторы доказали возможность применения дизелей на танках и самолетах.

Первый дизель авиационного назначения (двухтактный, мощностью 20 л. с.) был построен в 1934 году А. А. Микулиным, впоследствии ставшим известным конструктором авиационных двигателей.

Советские ученые, выполняя обширные исследования рабочего процесса двигателей внутреннего сгорания, вносят большой вклад в развитие теории тепловых двигателей, способствуют совершенствованию их конструкции и повышению надежности и долговечности. Научные исследования, которые проводятся профессорами А. С. Орлиным, В. А. Ваншейдтом, Н. М. Глаголевым, Д. А. Портновым, М. С. Ховахом и другими учеными, позволяют уточнять и совершенствовать методику тепловых расчетов, научно обоснованно выбирать пути создания более совершенных, экономичных и надежных двигателей, внутреннего сгорания.

.