Создание бескомпрессорного дизеля и теории проектирования дизелей.

Первые ДВС были компрессорными - топливо при подаче в цилиндр распылялось сжатым воздухом от специального компрессора.

Компрессорные дизели строились до середины 30-х годов XX в., уступив место бескомпрессорным.

Приоритет в создании бескомпрессорного дизеля принадлежит студенту Петербургского технологического института Густаву Васильевичу Тринклеру. В 1898 г. он сконструировал, а в 1901 г. построил на Путиловском заводе бескомпрессорный дизель мощностью 10 л.с., n= 160 об/мин. Весной 1902 г. завод братьев Картинг в Ганновере, с которыми Г. В. Тринклер вступил в договорные отношения, начал серийный выпуск бескомпрессорных дизелей под названием «Двигатель системы Тринклера».

Стройный метод теплового расчета двигателей внутреннего сгорания, разработанный в 1907 г. профессором Московского высшего технического училища В. И. Гриневецким и дополненный его учеником Евгением Карловичем Мазингом, обеспечил качественное проектирование дизелей.

Экономическую целесообразность применения дизелей в составе судовых энергетических установок в 1898 г. обосновал профессор Петербургского политехнического института Константин Петрович Боклевский.

К сегодняшнему дню создано множество разнообразных двигателей внутреннего сгорания, различающихся тактностью, мощностью, стороной и частотой вращения колен. вала, количеством цилиндров, их компановкой, способом и величиной наддува и другими особенностями конструкции.

Первые четырехтактные дизели были установлены практически одновременно на над-< водном судне и на подводной лодке. Надводные суда с дизельными энергетическими установками получили название «теплоход».

1999г. в Голландии построен самый большой дизель XX века мощностью 68640 кВт.

На контейнеровозе «Соиптхамптоп» в составе СЭУ дизель самой большой агрегатной мощности 65880 кВт (1998 г.)

На океанском лайнере «Куин Элизабет 2» ПТУ (1987 г.) заменена на дизель-электрическую энергетическую установку, самую большую на гражданском флоте ХХ века: 9 четырехтактных дизелей MAN суммарной мощностью 179 МВт.

1903: В России построено первое достаточно крупное дизельное судно - самоходная нефтеналивная баржа "Вандал" ("Vandal"), предназначенная для перевозки каспийской нефти в Санкт - Петербург. Корпус был изготовлен на Сормовском заводе, двигатели установлены на заводе "Людвиг Нобель" в С-Петербурге (с 1920 г - "Русский дизель"). Размерения судна - 74х9,5х1.83 м, дедвейт - 840 т, механизмы - три четырехтактных трехцилиндровых дизеля мощностью по 88,3 кВт, диаметр цилиндров - 290 мм, движитель - два гребных колеса с приводом от двух электродвигателей постоянного тока по 75 кВт, скорость хода - 7,4 узла, класс судна - река-море.

В августе 1904 г. в журнале "Русское судоходство" было опубликовано следующее сообщение о первом теплоходе: "Товарищество братьев Нобель" выстроило в нынешнюю навигацию на своем заводе железное судно наподобие баржи, на него были поставлены три машины. Судно будет приводиться в движение двигателем совершенно нового образца, невиданного еще нигде, а в особенности на р. Волге".

Изобретение кривошипа

Многие изобретения оказались забыты, а потом делались повторно, иногда через много веков. Но среди технических новшеств, которые, не исчезая вовсе, пребывали, однако, на периферии инженерной мысли, безусловным чемпионом является кривошипный механизм, умеющий преобразовывать вращательное движение в поступательное, и наоборот. В самом деле, впервые эта конструкция была изобретена в Китае в I веке н.э., но использовалась она исключительно в колодцах и ручных мельницах. В Европе изобретение было сделано лишь в IX веке - в Утрехтской Псалтири нарисован точильный камень с кривошипным приводом. Еще через сто лет на том же принципе была придумана колесная лира, позднее превратившаяся в шарманку. В XII веке встречается изображение колеса Фортуны с кривошипом. Использование этого принципа облегчалось изобретенным в XI столетии маховиком. У арабов кривошип упомянут впервые лишь в 1206 году ученым Эль - Джазари. В XIV веке в Европе начали снабжать лебедкой арбалеты, но основное применение кривошип по-прежнему имел в точильном деле.

Строго говоря, лишь в 20-х годах XV века, через более чем тысячелетие после изобретения кривошипа и через пятьсот с лишним лет после его появления в Европе, потрясающие возможности этого приспособления были наконец оценены по достоинству: во Фландрии додумались до плотницкого коловорота (первое изображение - у Мейстера Франке в алтаре церкви Св. Фомы в 1424 году). В Италии концепция дрели появилась чуть позднее, с севера. Среди чертежей инженера Джованни да Фонтана есть ее зарисовка, сделанная в 1429 году, видимо, с чужих слов: этот рисунок отражает полное непонимание принципа коловращения! В томже десятилетии был, наконец, придуман кривошипно-шатунный механизм, составляющий в некотором смысле основу всех современных машин. Сначала он был использован в военных приспособлениях эпохи Гуситских войн; на его основе в 1450 году итальянец Пизанелло построил помповый насос, а в 1474 году Франческо ди Джорджо - механическую лесопилку.

Почему же это изобретение появлялось на свет так мучительно долго? На этот счет существует гипотеза глобального историко-психологического свойства: дело в том, что круговое движение характерно для неорганической материи; напротив, возвратно-поступательное присуще лишь живым существам. Оно дается человеку легче. Поэтому точильщик водит лезвием вдоль крутящегося точила. Поэтому смычок, появившийся в Х веке, уверенно вытеснил колесную лиру на периферию музыкальной культуры. Поэтому вращающаяся спираль так легко обманывает наш глаз: нам легче думать, будто она движется поступательно. Но технический прогресс состоял как раз в переводе возможно большего числа механических движений из возвратно-поступательной формы во вращательную. Перенимая функции Творца, человек приспосабливался к способу движения галактик и электронов.

Порядок выполнения работы:

1. Изучить материалы лекции и указанной литературы.

2. Ответить на контрольные вопросы:

- к чему привело стремление избавиться от парового котла;

- теория тепловых машин С. Карно;

- с чем связан главный результат изобретения СДВС;

- кто изобрел первый двигатель внутреннего сгорания и что он из себя представлял;

- какой цикл двигателя предложил Б. Рохас;

- как назывался патент, права на который заявил Рудольф Дизель;

- почему не получил распространение дизельный двигатель, реализующий адиабатный цикл;

- почему не получил распространение двигатель, работающий на светильном газе;

- кто и когда создал двигатель, работающий на жидком топливе;

- по какому циклу работал двигатель Костовича и как он работал;

- что можно считать далеким предком современных ДВС;

- от чего существенно зависит конструкция ДВС;

- каким образом признали заслуги Рудольфа Дизеля.;

- какой дизель считается первым реверсивным;

-кто сконструировал и построил первый бескомпрессорный дизель;

- кто предложил тепловой расчет ДВС;

- кто обосновал экономическую целесообразность применения дизелей в составе СЭУ;

- какое надводное судно получило название «теплоход»;

- где и когда в России построено первое дизельное судно;

- что дало изобретение кривошипа.

Литература:

В.И. Татаренков «История судовых средств движения» стр.64÷83,

П.П. Акимов «История развития СЭУ» стр.57÷66