ЗМІСТ
Введення
1. Створення двигуна
2. Газові теплові двигуни
Висновок
Література
Додаток
Введення
Першим механічним двигуном, що знайшов практичне застосування, була парова машина. Спочатку вона призначалася для використання в заводському виробництві, але пізніше паровий двигун стали встановлювати на саморушних машинах - паровозах, пароплавах, автомобілях і тракторах.
Над використанням пари в якості робочого тіла люди замислювалися ще в глибокій стародавності, однак лише на рубежі 17 - 18 століть удалося знайти спосіб робити корисну роботу за допомогою пари. Пара пускала в хід насос, що качав воду в резервуар. Випливаючи з резервуара і падаючи на водяне колесо, вода змушувала його обертатися. Водяне колесо, у свою чергу, надавало руху заводським механізми і машини. Таким чином, і після винаходу парового насоса безпосереднім двигуном робочих машин залишалося водяне колесо. Минуло ще чимало часу, перш ніж допитливий людський розум створив надійний двигун, здатний безпосередньо пускати в хід різноманітні машини і механізми. Пройшло більш ніж два сторіччя, перш ніж з'явився двигун, став однієї з передумов появи нового виду бойових машин - танків.
1. Створення двигуна
Перша спроба поставити пару на службу людині була почата в Англії в 1698 році: машина Сейвери призначалася для осушення шахт і перекачування води. Сам винахідник назвав її "вогневою машиною" і широко розрекламував як "Друга шахтарів". Для отримання пари, що приводили машину в дію, потрібний вогонь, але винахід Сейвери ще не було двигуном у повному розумінні цього слова, оскільки крім декількох клапанів, що відкривалися і закривалися вручну, в ньому не малося рухливих частин.
Машина Сейвери працювала наступним чином: спочатку герметичний резервуар наповнювався пором, потім зовнішня поверхня резервуара прохолоджувалася холодною водою, отчого пар конденсувався, і в резервуарі створювався частковий вакуум. Після цього вода - наприклад із дна шахти - засмоктувалася в резервуар через забірну трубу і після впуску чергової порції пара викидалася назовні через випускну. Потім цикл повторювався, але воду можна було піднімати тільки з глибини менш 10,36 м, оскільки в дійсності її виштовхувало атмосферний тиск.
Перша вдала парова машина з поршнем була побудована французом Дени Папеном, чиє ім'я частіше асоціюється з винаходом автоклава, що мається сьогодні практично в кожному будинку у виді каструлі-скороварки.
У 1674 році Папен побудував пороховий двигун, принцип дії якого грунтувався на запаленні в циліндрі пороху і переміщенні поршня усередині циліндра під впливом порохових газів. Коли надлишок газів виходив з циліндра через спеціальний клапан, а газ охолоджувався, в циліндрі створювався частковий вакуум, і поршень повертався у вихідне положення під дією атмосферного тиску.
Машина була не дуже вдалою, але вона навела Папена на думку замінити порох водою. І в 1698 році він побудував парову машину (у тому ж році свою "вогненну машину" побудував і англієць Сейвери). Вода нагрівалася усередині вертикального циліндра з поршнем усередині, і пара, штовхав поршень нагору. Коли пар охолоджувався і конденсувалася, поршень опускався вниз під дією атмосферного тиску. Таким чином, за допомогою системи блоків парова машина Папена могла приводити в дію різні механізми, наприклад насоси.
Почувши про парову машину Папена, Томас Ньюкомен, який часто бував на шахтах у Вест Кантрі, де він працював ковалем, і краще ніж хто-небудь інший розумів, як потрібні гарні насоси для запобігання затоплення шахт, об'єднав зусилля з водопровідником і склярем Джоном Калли в спробі побудувати більш досконалу модель. Їх перша парова машина була встановлена ​​на вугільній шахті в Стаффордширі в 1712 році. Як і в машині Папена, поршень переміщався у вертикальному циліндрі, але в цілому машина Ньюкомена була значно більш досконалою. Щоб ліквідувати зазор між циліндром і поршнем, Ньюкомен закріпив на торці останнього гнучкий шкіряний диск і налив на нього небагато води.
Пара з казана надходив у підставу циліндра і піднімав поршень нагору. Але при упорскуванні в циліндр холодної води, пара конденсувався, у циліндрі утворювалася вакуум, і під впливом атмосферного тиску поршень опускався вниз. Цей зворотний хід видаляв воду з циліндра і за допомогою ланцюга, з'єднаної з коромислом, рухалося на зразок гойдалок, піднімав нагору шток насоса. Коли поршень знаходився в нижній крапці свого ходу, у циліндр знову надходив пару, і за допомогою противаги, закріпленого на штоку чи насоса на коромислі, поршень піднімався у вихідне положення. Після цього цикл повторювався.
Машина Ньюкомена виявилася на рідкість вдалої і використовувалася по всій Європі більш 50 років. У 1740 році машина з циліндром довжиною 2,74 м і діаметром 76 см за один день виконувала роботу, що бригади з 25 чоловік і 10 коней, працюючи позмінно, раніш виконували за тиждень. У 1775 році ще велика машина, побудована Джоном Смитоном (творцем Еддистоунского маяка), за два тижні осушила сухий док у Кронштадті (Росія). Раніше з використанням високих вітряків на ето ішов цілий рік.
І тим не Проте, машина Ньюкомена була далека до досконалості. Вона перетворювала в механічну енергію усього лише близько 1% теплової енергії і, як наслідок, пожирала величезну кількість палива, що, втім, не мало особливого значення, коли машина працювала на вугільних шахтах.
В цілому машини Ньюкомена зіграли величезну роль у збереженні вугільної промисловості: з їх допомогою удалося відновити видобуток вугілля в багатьох затоплених шахтах.
Проект першої в світі парової машини, здатної безпосередньо пускати в хід будь-які робочі механізми, запропонував 25 квітня 1763 року російський винахідник І. І, Повзунів, механік на Коливано-Воскресенських гірничорудних заводах Алтаю. (Рис см в Додатку). Проект потрапив на стіл до начальника заводів, що схвалив його і відіслав у Петербург, відкіля незабаром прийшла відповідь: "... Цей його вимисл за новий винахід почесть повинна ". Парова машина Ползунова одержала визнання.
Повзунів пропонував побудувати спочатку невелику машину, на якій можна було б виявити і усунути всі недоліки, неминучі в новому винаході. Заводське начальство з цим не погодилося і вирішило будувати відразу величезну машину для потужної повітродувки. Будівництво машини доручили Ползунову, на допомогу якому були виділені "не знаючі, але тільки одну схильність до того мають з тутешніх майстрових двоє "так ще кілька підсобних робітників.
З цим "Штатом" Повзунів приступив до будівлі своєї машини. Будувалася вона рік і дев'ять місяців. Коли машина вже пройшла перше випробування, винахідник захворів швидкоплинною сухоти і за кілька днів до завершальних випробувань помер.
23 травня 1766 року учні Ползунова Левзін і Черніцин одні приступили до останніх випробувань парової машини. У "Денний записці" від 4 липня була відзначено "справна машинна дія ", а 7 серпня 1766 року вся установка - парова машина і могутня повітродувка - була здана в експлуатацію.
Всього за три місяці роботи машина Ползунова не тільки виправдала усі витрати на її будівлю в сумі 7233 карбованців 55 копійок, але і дала чистий прибуток у 12640 карбованців 28 копійок.
10 листопада 1766 року казан дав текти, і машина зупинилася. Незважаючи на те, що цю несправність можна було легко усунути, заводське начальство, не зацікавлене в механізації, закидало утвір Ползунова.
Протягом наступних тридцяти років машина не діяла, а в 1779 році тодішні управителі алтайських заводів віддали розпорядження машину розібрати, "Що знаходиться при оной фабрику розламати і ліс ужити на що придатний буде ".
Приблизно в цей же час в Англії над створенням парової машини працював шотландець Джеймс Уатт.