Кто изобрел дизельный двигатель?
Рудольф Дизель (1858–1913) был немецким инженером, разбиравшимся в двигателях. Он наиболее известен изобретением дизельного двигателя, носящего его имя. Его изобретение появилось, когда паровой двигатель был преобладающим источником энергии для крупных отраслей промышленности, но его раннее понимание касалось самого базового уровня — тепла. Дизель понял, что процесс электровоспламенения бензинового двигателя можно было бы исключить, если бы во время такта сжатия поршне-цилиндрового устройства сжатие могло нагревать воздух до температуры выше, чем температура самовоспламенения данного топлива. Дизель хотел, чтобы его разработка не зависела от свечей зажигания и механических систем зажигания для взрыва топлива. Его изобретение основывалось на принципах термодинамики, или на том, как ведет себя тепло и как оно влияет на окружающую среду.
Рудольф Дизель (1858–1913)
Столкнувшись с множеством камней преткновения на своем пути, Дизель был полон решимости изобрести лучший двигатель, и в 1898 году Рудольф Дизель завершил разработку двигателя внутреннего сгорания, который использует только собственное сжатие для воспламенения топлива. При давлении в камере сгорания почти 500 фунтов на квадратный дюйм компрессия дизельного двигателя в пять раз выше, чем у бензинового двигателя, и компания Diesel получила патент на эту технологию.
Разработка изобретения Дизеля потребовала больше времени и усилий, чтобы стать коммерчески успешным. Многие инженеры и разработчики подключились к работе над повышением рыночной жизнеспособности идеи, созданной Рудольфом Дизелем. Однако Дизелю, с другой стороны, этот процесс угрожал, и он не всегда был доступен, что мешало другим разработчикам двигателей разрабатывать свое изобретение. Попытки Дизеля продвигать на рынке еще не готовый двигатель в конце концов привели его к нервному срыву. В 1913 году, глубоко обеспокоенный критикой своей роли в разработке двигателя, он таинственным образом исчез с корабля, направлявшегося в Англию. Многие считают, что он покончил жизнь самоубийством. Когда срок действия патентов Дизеля начал истекать, несколько других компаний взяли его изобретение и развили его.
Дизельные двигатели прошли долгий путь с момента первой концепции Рудольфа Дизеля. Дизельные двигатели бывают двухтактными или четырехтактными. Первоначально они использовались как более эффективная замена стационарным паровым двигателям. С 1910-х годов они использовались на подводных лодках и кораблях, железных дорогах, грузовиках, тяжелой технике и электростанциях, а затем и на электростанциях. В 1930-х годах их постепенно начали использовать в нескольких автомобилях. С 1970 года использование дизельных двигателей значительно увеличилось.
Работает либо по двухтактному, либо по четырехтактному циклу за счет подачи только воздуха в камеру сгорания на такте впуска. Дизельный двигатель получает энергию за счет сжигания топлива, впрыскиваемого в заряд сжатого горячего воздуха внутри цилиндра. Воздух нагревается до температуры, превышающей температуру, при которой может воспламениться впрыскиваемое топливо. Топливо, распыляемое в горячий воздух, самопроизвольно вступает в реакцию с кислородом воздуха и сгорает, запуская двигатель.
Существует три основных размерных группы дизельных двигателей по мощности: малые, средние и большие. Небольшие двигатели имеют выходную мощность менее 252 лошадиных сил. Эти двигатели производятся чаще всего и используются в автомобилях, легких грузовиках и некоторых сельскохозяйственных и строительных приложениях, а также в небольших стационарных генераторах электроэнергии.
Средние двигатели имеют мощность от 252 до 1006 лошадиных сил. Многие из этих двигателей используются в большегрузных грузовиках. Обычно это рядные шестицилиндровые двигатели с турбонаддувом и промежуточным охлаждением с прямым впрыском. Некоторые двигатели V-8 и V-12 также относятся к этой размерной группе.
Большие дизельные двигатели имеют номинальную мощность более 1006 лошадиных сил. Эти уникальные двигатели используются для морских, железнодорожных и механических приводов, а также для производства электроэнергии. В большинстве случаев это системы с непосредственным впрыском, турбонаддувом и промежуточным охлаждением. Они могут работать со скоростью до 500 оборотов в минуту, когда надежность и долговечность имеют решающее значение.
Дизельные двигатели добились бесчисленных успехов, поскольку они надежны, а двигатели проходят более 80 000 км без ремонта. С тех пор дизельные двигатели были адаптированы для многих применений в тяжелой строительной технике, мощных сельскохозяйственных тракторах и большинстве больших грузовиков и автобусов. Дизельные двигатели также были установлены на электростанциях, в больницах, на телефонных станциях, в аэропортах и других объектах для обеспечения аварийного питания во время отключения электроэнергии.
Как упоминалось ранее, дизельные генераторы не только чрезвычайно долговечны, но и очень универсальны. Эти генераторы могут использоваться во многих различных отраслях промышленности для различных приложений, требующих, чтобы дизельный генератор стал основным источником энергии, будь то на месте или в качестве переносного устройства для питания автономных проектов. Это позволяет дизельным генераторам обеспечивать электроэнергией большинство мест, не подключенных к сети, но для питания основных инструментов и оборудования требуется источник питания.