Перайсьці да зьместу

Рухавік унутранага згараньня

Зьвесткі зь Вікіпэдыі — вольнай энцыкляпэдыі
Радны чатырохцыліндровы рухавік унутранага згараньня

Рухавік унутранага згараньня (скарочана РУЗ) — тып рухавіка, цеплавой машыны, у якой хімічная энэргія паліва (звычайна прымяняецца вадкае альбо газападобнае вуглевадароднае паліва), якое згарае ў працоўнай зоне, пераўтвараецца ў мэханічную работу. Рухавік унутранага згараньня ёсьць прыстасаваньнем, у якім хімічная энэргія паліва пераўтвараецца ў карысную мэханічную працу. Першыя працы рухавіка ўнутранага згараньня былі ​​створаны Эт’енам Ленуарам[1].

Тэрмін рухавік унутранага згараньня як правіла, ставіцца да рухавіка, у якім згараньне зь перапынкамі, як то чатырохтактнымі і двухтактнымі поршневымі рухавікамі, а таксама да шасьцітактнага поршневага рухавіка Ванкеля і ротарнага рухавіка. Другая кляса рухавікоў унутранага згараньня выкарыстоўваць бесьперапыннае гарэньне: газавыя турбіны, рэактыўныя рухавікі і большасьць ракетных рухавікоў, кожны зь якіх зьяўляюцца рухавіком унутранага згараньня паводле таго ж прынцыпу[1].

Рухавік унутранага згараньня даволі моцна адрозьніваецца ад рухавіка вонкавага згараньня, як то паравых рухавікоў або рухавіка Стырлінга, у якіх энэргія падаецца працоўнай вадкасьцю, якая ня зьмешваецца з забруджанымі прадуктамі гарэньня. Працоўнымі вадкасьцямі могуць быць паветра, гарачая вада, вада пад ціскам ці нават вадкі натар, які награваюць у нейкім катле.

Вялікая колькасьць розных канструкцыяў для рухавіка ўнутранага згараньня былі распрацаваны і пабудаваны з рознымі моцнымі ды слабымі бакамі. Рухавікі ўнутранага згараньня выкарыстоўваюцца ў якасьці крыніцы сілкаваньня для аўтамабіляў, самалётаў і чоўнаў.

Гісторыя

[рэдагаваць | рэдагаваць код]
Рухавік Брэйтана 1872 году.

Розныя навукоўцы і інжынэры зрабілі свой унёсак у распрацоўку рухавікоў унутранага згараньня. У 1791 годзе Джон Барбэр распрацаваў газавую турбіну. У 1794 годзе Томас Мід запатэнтаваў газавы рухавік. Таксама ў 1794 годзе Робэрт Стрыт запатэнтаваў рухавік унутранага згараньня, які таксама быў першым, які карыстоўваў вадкае паліва, і прыкладна ў той жа час пабудаваў рухавік. У 1807 годзе францускія інжынэры Нісэфор Ньепс, які пазьней таксама вынайшаў фатаграфію, ды Клёд Ньепс стварылі прататып рухавіка ўнутранага згараньня, выкарыстоўваючы кантраляваныя аб’ёмныя выбухі, пірэоляфор, на які Напалеон Банапарт выдаў патэнт. Гэты рухавік быў усталяваны на човен, які потым плыў па рацэ Сона ў Францыі[2][3]. У тым жа годзе швайцарскі інжынэр Франсуа Ісаак дэ Рываз вынайшаў рухавік унутранага згараньня на аснове вадароду і прывёў яго ў рух электрычнай іскрай. У 1808 годзе Дэ Рываз прыстасаваў сваё вынаходзтва да прымітыўнага рабочага транспартнага сродку, то бок першага ў сьвеце аўтамабіля з рухавіком унутранага згараньня[4]. У 1823 годзе Сэм’юэл Браўн запатэнтаваў першы прамыслова ўжываны рухавік унутранага згараньня.

У 1854 годзе ў Вялікабрытаніі італьянскія вынаходнікі Эўджэніё Барсанці і Фэлічэ Матэуччы атрымалі сэртыфікат на здабыцьцё руховай сілы шляхам выбуху газаў. У 1857 годзе патэнтнае ведамства Вялікабрытаніі выдала ім патэнт №1655 на вынаходзтва ўдасканаленага апарата дзеля атрыманьня руховай сілы з газаў[5][6][7]. Барсанці і Матэуччы атрымалі іншыя патэнты на тое ж вынаходзтва ў Францыі, Бэльгіі і П’емонце паміж 1857 і 1859 гадамі[8][9]. У 1860 годзе бэльгійскі інжынэр Жан Жазэф Эт’ен Ленуар стварыў газавы рухавік унутранага згараньня[10]. У 1864 годзе Нікаляўс Ота запатэнтаваў першы атмасфэрны газавы рухавік. У 1872 годзе амэрыканец Джордж Брэйтан вынайшаў першы камэрцыйны рухавік унутранага згараньня на вадкім паліве. У 1876 годзе ён жа пачаў працаваць з Готлібам Даймлерам і Вільгельмам Майбахам, запатэнтаваўшы чатырохтактны рухавік зь сьціснутым наддзіманьнем. У 1879 годзе Карл Бэнц запатэнтаваў надзейны двухтактны бэнзінавы рухавік. Пазьней, у 1886 годзе, Бэнц пачаў першую камэрцыйную вытворчасьць аўтамабіляў з рухавіком унутранага згараньня, у якіх трохколавы чатырохтактны рухавік і шасі ўтваралі адзінае цэлае[11]. У 1892 годзе Рудольф Дызэль распрацаваў першы рухавік зь сьціснутым наддзіманьнем з узгараньнем ад сьціску. У 1926 годзе Робэрт Годард запусьціў першую ракету на вадкім паліве. У 1939 годзе быў зроблены першы ў сьвеце экспэрымэнтальны рэактыўны самалёт Heinkel He 178[12].

Забруджаньне

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Паветранае

[рэдагаваць | рэдагаваць код]
Дарожны знак у чэскім курорце Свата-Катэржына з забаронай транспартных сродкаў, якія робяць выкіды.

Рухавікі ўнутранага згараньня, як то поршневыя рухавікі ўнутранага згараньня, выкідваюць забруджальныя рэчывы паветра празь няпоўнае згараньне вугляроднага паліва. Асноўнымі прадуктамі гэтага працэсу ёсьць вуглякіслы газ CO
2, вада і некаторая колькасьць сажы, якую таксама называюць цьвёрдымі часьцінкамі. Наступствамі ўдыханьня цьвёрдых часьцінак ёсьць астма, рак лёгкіх, сэрцава-судзінныя хваробы і заўчасная сьмерць[13]. Аднак існуюць некаторыя дадатковыя прадукты працэсу згараньня, якія ўлучаюць аксыды азоту і серка, а таксама некаторыя незгарэлыя вуглевадароды, у залежнасьці ад умоваў працы і суадносінаў паліва і паветра.

Выкіды вуглякіслага газу з рухавікоў унутранага згараньня, асабліва тых, якія выкарыстоўваюць выкапнёвае паліва, як то бэнзін і дызэльнае паліва, вельмі моцна ўзьдзейнічаюць на зьмяну клімату, выкліканаму чалавекам. Павышэньне паліўнай эфэктыўнасьці рухавіка можа зьнізіць, але не ліквідаваць. Паколькі выдаленьне CO
2 з выхлапных газаў рухавіка ўважаецца за непрактычнае, таму расьце цікавасьць да альтэрнатываў. Прыкладамі ёсьць устойлівыя віды паліва, як то біяпаліва, сынтэтычнае паліва і электрарухавікі, якія працуюць ад акумулятараў.

Ня ўсё паліва цалкам спажываецца ў працэсе згараньня. Невялікая ягоная колькасьць застаецца пасьля згараньня, і ягоная частка рэагуе з утварэннем аксігенатаў, як то фармальдэгід або ацэтальдэгід, або вуглевадародаў, якія першапачаткова не былі прысутнымі ў паліўнай сумесі. Няпоўнае згараньне звычайна ёсьць вынікам недастатковай колькасьці тлену дзеля дасягненьня ідэальных стэхіямэтрычных суадносінаў. Полымя «затушваецца» адносна прахалоднымі сьценкамі цыліндру, пакідаючы нерэагаванае паліва, якое выкідваецца разам з выхлапнымі газамі. Няпоўнае згараньне таксама прыводзіць да ўтварэньня чаднага газу CO. Дадатковымі хімічнымі рэчывамі, якія выкідваюцца, ёсьць бэнзол і 1,3-бутадыен, якія таксама ёсьць небясьпечнымі забруджальнікамі паветра. Павелічэньне колькасьці паветра ў рухавіку памяншае выкіды прадуктаў няпоўнага згараньня, а таксама спрыяе рэакцыі паміж тленам і азотам у паветры з утварэньнем аксыдаў азоту, які небясьпечны як для здароўя расьлінаў, гэтак і для жывёлаў ды ёсьць чыньнікам утварэньня азону.

Раней аўтамабільныя і авіяцыйныя рухавікі выкарыстоўвалі этыляваны бэнзін, прадукты згараньня якога ўтрымлівалі практычна не выводны з арганізма чалавека волава. Больш за ўсё забруджаньне дрэнна адбіваецца на буйныя гарады, разьмешчаных у нізінах і аточаных узвышшамі, бо яны часта ахутваюцца смогам. Цяпер нармуюцца ня толькі ўласна шкодныя выкіды, але таксама выдзяленьне транспартным сродкам вуглякіслага газу і вады.

Шумавое

[рэдагаваць | рэдагаваць код]

Рухавікі ўнутранага згараньня робяць значны ўнёсак у шумавое забруджаньне. Рух аўтамабіляў і цяжкавікоў па аўтамагістралях і вуліцах стварае шум, як і палёты самалётаў праз шум рэактыўных рухавікоў, асабліва звышгукавых. Найбольш інтэнсіўны шум ствараюць ракетныя рухавікі.

Крыніцы

[рэдагаваць | рэдагаваць код]
  1. 1 2 «History of Technology: Internal Combustion engines». Encyclopædia Britannica.
  2. ↑ The Pyréolophore: a new engine principle. Nicéphore Niépce’s House Museum (17.02.2021).
  3. ↑ The Pyreolophore engine. Paléo-Energétique (09.09.2019).
  4. ↑ Eckermann, Erik The World History of the Automobile. — Germany: Society of Automotive Engineers. — ISBN 978-0-7680-0800-5
  5. ↑ Day, Lance; McNeil, Ian Biographical Dictionary of the History of Technology. — Routledge, 2002. — ISBN 978-1-134-65020-0
  6. ↑ Alfred Ewing, J. The Steam-Engine and Other Heat-Engines. — Cambridge University Press, 2013. — ISBN 978-1-107-61563-2
  7. ↑ Jaffe, Robert L.; Taylor, Washington Physics of Energy. — Cambridge University Press, 2018. — ISBN 978-1-107-01665-1
  8. ↑ The invention of the internal combustion engine. A spark of italian creativity Архіўная копія ад 20.06.2019 г.
  9. ↑ The patents Архіўная копія ад 14.06.2020 г.
  10. ↑ Étienne Lenoir. Encyclopedia Britannica.
  11. ↑ Who invented the automobile?. The Library of Congress. Архіўная копія ад 01.02.2021 г.
  12. ↑ Constable, George; Somerville, Bob A Century of Innovation: Twenty Engineering Achievements that Transformed our Lives. — Joseph Henry Press, 2003. — С. 35. — ISBN 9780309089081
  13. ↑ Lomnicki, Slawo; Gullett, Brian; Stöger, Tobias; Kennedy, Ian; Diaz, Jim; Dugas, Tammy R.; Varner, Kurt; Carlin, Danielle; Dellinger, Barry; Cormier, Stephania A. Combustion By-Products and their Health Effects - Combustion Engineering and Global Health in the 21st Century: Issues and Challenges // International Journal of Toxicology. — 01.2014. — Т. 33. — № 1. — С. 3—13. — DOI:10.1177/1091581813519686

Вонкавыя спасылкі

[рэдагаваць | рэдагаваць код]
Атрымана з «https://be-tarask.wikipedia.org/w/index.php?title=Рухавік_унутранага_згараньня&oldid=2647104»