Bug 'dvigatellari nasos stantsiyalari, lokomotivlar, bug'li kemalar, traktorlar, bug'li mashinalar va boshqa transport vositalarida harakatlantiruvchi vosita sifatida ishlatilgan. Bug 'dvigatellari korxonalarda mashinalarning keng tijorat maqsadlarida qo'llanilishiga hissa qo'shdi va 18-asr sanoat inqilobining energiya asosi edi. Keyinchalik bug 'dvigatellari o'rnini ichki yonuv dvigatellari, bug' turbinalari, elektr dvigatellari va samaraliroq bo'lgan yadro reaktorlari egalladi.
Bug 'dvigatel ishlamoqda
Ixtiro va rivojlanish
Bug 'bilan boshqariladigan birinchi ma'lum qurilmani birinchi asrda Aleksandriya Heron tasvirlab bergan - bu "Heron vannasi" yoki "aeolipil" deb ataladi. To'pga biriktirilgan nozullardan tangensial ravishda chiqib ketadigan bug' ikkinchisining aylanishiga sabab bo'ldi. Bug'ning mexanik harakatga aylanishi Misrda Rim hukmronligi davrida ma'lum bo'lgan va oddiy qurilmalarda ishlatilgan deb taxmin qilinadi.
Birinchi sanoat dvigatellari
Ta'riflangan qurilmalarning hech biri aslida foydali muammolarni hal qilish vositasi sifatida ishlatilmagan. Ishlab chiqarishda ishlatiladigan birinchi bug' mashinasi 1698 yilda ingliz harbiy muhandisi Tomas Saveri tomonidan ishlab chiqilgan "o't o'chirish mashinasi" edi. Saveri 1698 yilda o'z qurilmasi uchun patent oldi. Bu pistonli bug 'nasosi edi va unchalik samarali emas edi, chunki idishni sovutish paytida bug'ning issiqligi har safar yo'qoladi va uni ishlatish juda xavfli edi, chunki yuqori bug' bosimi tufayli konteynerlar va dvigatel quvurlari ba'zan portlab ketardi. . Ushbu qurilma suv tegirmonining g'ildiraklarini aylantirish uchun ham, shaxtalardan suv chiqarish uchun ham ishlatilishi mumkinligi sababli, ixtirochi uni "konchining do'sti" deb atagan.
Keyin ingliz temirchisi Tomas Nyukomen 1712 yilda o'zining "atmosfera dvigateli" ni namoyish etdi, bu esa tijorat talabi bo'lishi mumkin bo'lgan birinchi bug' dvigateli edi. Bu Saverining takomillashtirilgan bug 'dvigateli edi, unda Newcomen ishlayotgan bug' bosimini sezilarli darajada pasaytirdi. Newcomen Papinning London Qirollik Jamiyatida o'tkazgan eksperimentlari tavsifiga asoslangan bo'lishi mumkin, u Papen bilan ishlagan jamiyat a'zosi Robert Huk orqali kirishi mumkin edi.
Newcomen bug 'dvigatelining ishlash diagrammasi.
– Bug‘ binafsha rangda, suv ko‘k rangda ko‘rsatilgan.
– Ochiq klapanlar yashil rangda, yopiq supaplar qizil rangda ko‘rsatilgan
Newcomen dvigatelining birinchi ishlatilishi chuqur kondan suvni pompalash edi. Shaxta nasosida rokchi qo'l milga nasos kamerasiga tushadigan novda bilan bog'langan. Bosishning o'zaro harakatlari suvni yuqoriga ko'taradigan nasos pistoniga uzatildi. Dastlabki Newcomen dvigatellarining klapanlari qo'lda ochilgan va yopilgan. Birinchi takomillashtirish mashinaning o'zi tomonidan boshqariladigan klapanlarni avtomatlashtirish edi. Afsonaga ko'ra, bu yaxshilanish 1713 yilda klapanlarni ochishi va yopishi kerak bo'lgan bola Xamfri Potter tomonidan amalga oshirilgan; charchagach, klapan tutqichlarini arqon bilan bog'lab, bolalar bilan o'ynashga ketdi. 1715 yilga kelib, dvigatelning o'zi mexanizmi tomonidan boshqariladigan tutqichni boshqarish tizimi allaqachon yaratilgan.
Rossiyadagi birinchi ikki silindrli vakuumli bug 'dvigatelini 1763 yilda mexanik I. I. Polzunov loyihalashtirgan va 1764 yilda Barnaul Kolyvano-Voskresensk zavodlarida shamollatgichlarni haydash uchun qurilgan.
Xamfri Geynsboro 1760-yillarda kondensatorli bug 'dvigatelining modelini yaratdi. 1769 yilda Shotlandiya mexaniki Jeyms Vatt (ehtimol Geynsboroning g'oyalarini qo'llagan bo'lishi mumkin) Newcomen vakuumli dvigatelining birinchi muhim yaxshilanishlarini patentladi, bu esa yoqilg'ini sezilarli darajada tejaydi. Vattning hissasi piston va silindr bug 'haroratida bo'lganida vakuum dvigatelining kondensatsiya bosqichini alohida kamerada ajratish edi. Vatt Nyukomen dvigateliga yana bir qancha muhim tafsilotlarni qo'shdi: bug'ni chiqarish uchun silindr ichiga piston qo'ydi va pistonning o'zaro harakatini haydovchi g'ildiragining aylanish harakatiga aylantirdi.
Ushbu patentlar asosida Vatt Birmingemda bug 'dvigatelini qurdi. 1782 yilga kelib, Vattning bug 'dvigateli Newcomen dvigateliga qaraganda 3 baravar ko'proq ishlab chiqarildi. Vatt dvigatelining samaradorligini oshirish sanoatda bug' quvvatidan foydalanishga olib keldi. Bundan tashqari, Newcomenning dvigatelidan farqli o'laroq, Vattning dvigateli aylanish harakatini uzatishga imkon berdi, bug 'dvigatellarining dastlabki modellarida piston to'g'ridan-to'g'ri bog'lovchi novda emas, balki roker qo'liga ulangan. Bu dvigatel allaqachon zamonaviy bug 'motorlarining asosiy xususiyatlariga ega edi.
Samaradorlikning yanada oshishi yuqori bosimli bug'dan foydalanish edi (amerikalik Oliver Evans va ingliz Richard Trevitik). R. Trevitik "Kornish dvigatellari" deb nomlanuvchi sanoat yuqori bosimli bir zarbali dvigatellarni muvaffaqiyatli qurdi. Ular 50 psi yoki 345 kPa (3,405 atmosfera) bosim ostida ishladilar. Biroq, ortib borayotgan bosim bilan mashinalar va qozonlarda portlash xavfi ortadi, bu dastlab ko'plab baxtsiz hodisalarga olib keldi. Shu nuqtai nazardan, yuqori bosimli mashinaning eng muhim elementi ortiqcha bosimni chiqarib yuboradigan xavfsizlik klapan edi. Ishonchli va xavfsiz ishlash faqat tajriba to'plash va uskunani qurish, ishlatish va texnik xizmat ko'rsatish tartiblarini standartlashtirish bilan boshlandi.
Frantsiyalik ixtirochi Nikolas-Jozef Kugno 1769 yilda birinchi ishlaydigan o'ziyurar bug' mashinasini namoyish etdi: "fardier à vapeur" (bug' aravasi). Ehtimol, uning ixtirosini birinchi avtomobil deb hisoblash mumkin. Oʻziyurar bugʻ traktori boshqa qishloq xoʻjaligi mashinalari: xirmonlar, presslar va boshqalarni boshqaradigan mexanik energiyaning mobil manbai sifatida juda foydali boʻlib chiqdi. 1788 yilda Jon Fitch tomonidan qurilgan paroxod Delaver daryosi boʻylab muntazam xizmat koʻrsatgan edi. Filadelfiya (Pensilvaniya) va Burlington (Nyu-York shtati). U 30 nafar yo‘lovchini tashidi va soatiga 7-8 mil tezlikda yurdi. J. Fitchning paroxodi tijoriy jihatdan muvaffaqiyatli bo'lmadi, chunki uning yo'nalishi yaxshi quruqlikdagi yo'l bilan raqobatlashdi. 1802 yilda Shotlandiya muhandisi Uilyam Simington raqobatbardosh paroxod yasadi va 1807 yilda amerikalik muhandis Robert Fulton Vattning bug 'dvigatelini birinchi tijorat muvaffaqiyatli paroxodni quvvatlantirish uchun ishlatdi. 1804 yil 21 fevralda Richard Trevitik tomonidan qurilgan birinchi o'ziyurar temir yo'l parovozi Janubiy Uelsdagi Merthyr Tydfildagi Penydarren temir zavodida namoyish etildi.
Pistonli bug 'motorlari
Pistonli dvigatellar pistonni muhrlangan kamera yoki silindrda harakatlantirish uchun bug 'kuchidan foydalanadi. Pistonning o'zaro ta'siri mexanik ravishda pistonli nasoslarning chiziqli harakatiga yoki dastgoh asboblarining yoki avtomobil g'ildiraklarining aylanadigan qismlarini harakatga keltirish uchun aylanish harakatiga aylantirilishi mumkin.
Vakuumli mashinalar
Dastlabki bug 'dvigatellari dastlab "o't o'chirish mashinalari", shuningdek, Vattning "atmosfera" yoki "kondensatsiyalanuvchi" dvigatellari deb atalgan. Ular vakuum printsipi bo'yicha ishlagan va shuning uchun "vakuum dvigatellari" deb ham ataladi. Bunday mashinalar pistonli nasoslarni haydash uchun ishlagan, har holda, ular boshqa maqsadlarda ishlatilganligi haqida hech qanday dalil yo'q. Vakuum tipidagi bug 'dvigateli ishlaganda, zarba boshida past bosimli bug' ishchi kameraga yoki silindrga kiritiladi. Keyin kirish valfi yopiladi va bug 'kondensatsiyalanish orqali soviydi. Newcomen dvigatelida sovutish suvi to'g'ridan-to'g'ri silindrga püskürtülür va kondensat kondensat kollektoriga tushadi. Bu silindrda vakuum hosil qiladi. Tsilindrning yuqori qismidagi atmosfera bosimi pistonni bosadi va uning pastga qarab harakatlanishiga olib keladi, ya'ni ishchi zarba.
Mashinaning ishchi tsilindrini doimiy ravishda sovutish va isitish juda isrof va samarasiz edi, ammo bu bug 'dvigatellari suvni ular joriy etilishidan oldin bo'lganidan ko'ra ko'proq chuqurlikdan quyish imkonini berdi. Yilda Vatt tomonidan Metyu Boulton bilan hamkorlikda yaratilgan bug 'dvigatelining versiyasi paydo bo'ldi, uning asosiy yangiligi kondensatsiya jarayonini maxsus alohida kameraga (kondenser) olib tashlash edi. Bu kamera sovuq suvli hammomga joylashtirildi va silindrga valf bilan yopilgan trubka orqali ulangan. Kondensatsiya kamerasiga maxsus kichik vakuum pompasi (kondensat nasosining prototipi) biriktirilgan bo'lib, u rokchi qo'l bilan boshqariladigan va kondensatordan kondensatni olib tashlash uchun ishlatilgan. Olingan issiq suv maxsus nasos (oziqlantiruvchi nasosning prototipi) tomonidan qozonga qaytarildi. Yana bir radikal yangilik ishchi tsilindrning yuqori uchining yopilishi bo'lib, uning tepasida endi past bosimli bug 'bor edi. Xuddi shu bug 'tsilindrning er-xotin ko'ylagida mavjud bo'lib, uning doimiy haroratini saqlab turdi. Porshen yuqoriga qarab harakatlanar ekan, keyingi zarba paytida kondensatsiyalanish uchun bu bug 'tsilindrning pastki qismiga maxsus quvurlar orqali uzatildi. Mashina, aslida, "atmosfera" bo'lishni to'xtatdi va uning kuchi endi past bosimli bug 'va olinishi mumkin bo'lgan vakuum o'rtasidagi bosim farqiga bog'liq edi. Newcomenning bug 'dvigatelida, Vatt mashinasida, uning ustiga oz miqdorda suv quyilgan, bu mumkin emas edi, chunki silindrning yuqori qismida bug 'bor edi; yog 'va yog' aralashmasi. Xuddi shu moylash silindrli novda muhrida ishlatilgan.
Vakuumli bug 'dvigatellari, samaradorligining aniq cheklovlariga qaramay, nisbatan xavfsiz edi va past bosimli bug'dan foydalangan, bu 18-asrdagi qozon texnologiyasining umumiy past darajasiga juda mos edi. Mashinaning quvvati past bug 'bosimi, tsilindrning o'lchami, yoqilg'ining yonish tezligi va qozondagi suvning bug'lanishi, shuningdek, kondensatorning o'lchami bilan cheklangan. Maksimal nazariy samaradorlik pistonning har ikki tomonida nisbatan kichik harorat farqi bilan cheklangan; bu sanoatda foydalanish uchun mo'ljallangan vakuum mashinalarini juda katta va qimmat qildi.
Siqish
Bug 'dvigatelining tsilindrining chiqish oynasi piston o'zining ekstremal holatiga yetganidan biroz oldinroq yopiladi, bu esa silindrda ma'lum miqdorda chiqindi bug'ni qoldiradi. Bu shuni anglatadiki, ish siklida pistonning ekstremal holatida harakatini sekinlashtiradigan "bug 'yostig'i" deb ataladigan siqish bosqichi mavjud. Bundan tashqari, bu yangi bug 'tsilindrga kirganda, qabul qilish bosqichining eng boshida keskin bosimning pasayishini yo'q qiladi.
Oldindan
Ta'riflangan "bug 'yostig'i" effekti, shuningdek, silindrga yangi bug'ning qabul qilinishi piston o'zining ekstremal holatiga kelishidan biroz oldinroq boshlanishi, ya'ni qabul qilishning biroz oldinga siljishi bilan kuchayadi. Bu oldinga siljish, piston yangi bug 'ta'sirida ishlay boshlashdan oldin, bug' oldingi faza natijasida paydo bo'lgan o'lik bo'shliqni, ya'ni qabul qilish-chiqaruvchi kanallarni to'ldirishga ulgurishi uchun zarurdir. piston harakati uchun foydalanilmagan silindr hajmi.
Oddiy kengaytma
Oddiy kengayish, bug'ning faqat silindrda kengaytirilganda ishlashini nazarda tutadi va chiqindi bug 'to'g'ridan-to'g'ri atmosferaga chiqariladi yoki maxsus kondensatorga kiradi. Bug'ning qoldiq issiqligi, masalan, xonani yoki transport vositasini isitish uchun, shuningdek, qozonga kiradigan suvni oldindan isitish uchun ishlatilishi mumkin.
Murakkab
Yuqori bosimli mashinaning tsilindrida kengayish jarayonida bug'ning harorati uning kengayishiga mutanosib ravishda tushadi. Issiqlik almashinuvi (adiabatik jarayon) bo'lmaganligi sababli, bug 'tsilindrga undan chiqib ketganidan yuqori haroratda kiradi. Tsilindagi bunday harorat o'zgarishi jarayonning samaradorligini pasayishiga olib keladi.
Ushbu harorat farqi bilan kurashish usullaridan biri 1804 yilda ingliz muhandisi Artur Vulf tomonidan taklif qilingan bo'lib, u patentlangan. Wulf yuqori bosimli aralash bug' dvigateli. Ushbu mashinada bug 'qozonidan yuqori haroratli bug' yuqori bosimli tsilindrga kirdi, so'ngra undan pastroq haroratda va bosimda chiqarilgan bug' past bosimli silindrga (yoki silindrlarga) kirdi. Bu har bir tsilindrdagi harorat farqini kamaytirdi, bu umuman harorat yo'qotishlarini kamaytirdi va bug 'dvigatelining umumiy samaradorligini oshirdi. Past bosimli bug 'kattaroq hajmga ega edi va shuning uchun kattaroq silindr hajmini talab qildi. Shuning uchun aralash mashinalarda past bosimli tsilindrlar yuqori bosimli silindrlarga qaraganda kattaroq diametrga (va ba'zan uzunroq) ega edi.
Bu tartibga solish, shuningdek, "ikki marta kengayish" deb ataladi, chunki bug'ning kengayishi ikki bosqichda sodir bo'ladi. Ba'zan bitta yuqori bosimli silindr ikkita past bosimli tsilindrga ulangan, natijada taxminan bir xil o'lchamdagi uchta tsilindr paydo bo'ldi. Ushbu sxemani muvozanatlash osonroq edi.
Ikki silindrli aralashtirish mashinalari quyidagilarga bo'linishi mumkin:
- O'zaro faoliyat birikma- silindrlar yaqin joyda joylashgan, ularning bug 'o'tkazuvchi kanallari kesishgan.
- Tandem birikmasi- Silindrlar ketma-ket joylashtirilgan va bitta novdadan foydalanadi.
- Burchakli birikma- Tsilindrlar bir-biriga burchak ostida joylashgan, odatda 90 daraja va bitta krank ustida ishlaydi.
1880-yillardan keyin aralash bug 'dvigatellari ishlab chiqarish va tashishda keng tarqaldi va paroxodlarda ishlatiladigan deyarli yagona turga aylandi. Ularning bug 'lokomotivlarida qo'llanilishi unchalik keng tarqalmadi, chunki ular qisman temir yo'l transportida bug' dvigatellarining qiyin ish sharoitlari tufayli juda murakkab bo'lib chiqdi. Murakkab bug 'lokomotivlari hech qachon keng tarqalgan hodisaga aylanmagan bo'lsa-da (ayniqsa, Buyuk Britaniyada ular juda kam tarqalgan va 1930-yillardan keyin umuman ishlatilmagan), ular bir qancha mamlakatlarda mashhurlikka erishdilar.
Ko'p kengaytirish
Uch marta kengayishli bug 'dvigatelining soddalashtirilgan diagrammasi.
Qozondan yuqori bosimli bug '(qizil) mashinadan o'tib, past bosimda (ko'k) kondensatorga chiqadi.
Murakkab sxemaning mantiqiy rivojlanishi unga qo'shimcha kengaytirish bosqichlarini qo'shdi, bu esa ish samaradorligini oshirdi. Natijada uch yoki hatto to'rt tomonlama kengaytirish mashinalari deb nomlanuvchi bir nechta kengaytirish sxemasi paydo bo'ldi. Bunday bug 'dvigatellarida har bir bosqichda hajmi ortib boruvchi ikki tomonlama ta'sirli silindrlardan foydalanilgan. Ba'zan, past bosimli tsilindrlarning hajmini oshirish o'rniga, ba'zi aralash mashinalarda bo'lgani kabi, ularning sonini ko'paytirish qo'llanilgan.
O'ngdagi rasmda uch marta kengayishli bug 'dvigatelining ishlashi ko'rsatilgan. Bug 'mashinadan chapdan o'ngga o'tadi. Har bir silindrning valf bloki mos keladigan silindrning chap tomonida joylashgan.
Ushbu turdagi bug 'dvigatellarining paydo bo'lishi flot uchun ayniqsa dolzarb bo'lib qoldi, chunki kema dvigatellari uchun o'lcham va og'irlik talablari unchalik qat'iy emas edi va eng muhimi, bu dizayn chiqindi bug'ni qayta ishlaydigan kondensatordan foydalanishni osonlashtirdi. chuchuk suvni qozonga qaytaring (sho'r dengiz suvidan foydalaning, qozonlarni quvvatlantirish mumkin emas). Quruqlikdagi bug 'dvigatellarida odatda suv ta'minoti bilan bog'liq muammolar bo'lmagan va shuning uchun chiqindi bug'ni atmosferaga chiqarishi mumkin edi. Shuning uchun, bunday sxema, ayniqsa, uning murakkabligi, hajmi va og'irligini hisobga olgan holda, ular uchun kamroq ahamiyatga ega edi. Bir nechta kengaytiruvchi bug 'dvigatellarining ustunligi faqat bug' turbinalarining paydo bo'lishi va keng qo'llanilishi bilan yakunlandi. Biroq, zamonaviy bug 'turbinalari oqimni yuqori, o'rta va past bosimli silindrlarga bo'lishning bir xil printsipidan foydalanadi.
To'g'ridan-to'g'ri oqimli bug 'dvigatellari
Bir martalik bug 'dvigatellari an'anaviy bug' taqsimoti bilan bug' dvigatellariga xos bo'lgan kamchiliklardan birini bartaraf etishga urinish natijasida paydo bo'ldi. Gap shundaki, an'anaviy bug 'dvigatelidagi bug' doimo harakat yo'nalishini o'zgartiradi, chunki silindrning har bir tomonidagi bir xil oyna bug'ni olish va chiqarish uchun ishlatiladi. Egzoz bug 'tsilindrni tark etganda, uning devorlarini va bug' taqsimlash kanallarini sovutadi. Yangi bug ', shunga ko'ra, ularni isitish uchun ma'lum miqdorda energiya sarflaydi, bu esa samaradorlikning pasayishiga olib keladi. Bir marta o'tuvchi bug 'dvigatellarida qo'shimcha oyna mavjud bo'lib, u har bir fazaning oxirida piston tomonidan ochiladi va bug 'tsilindrni tark etadi. Bu mashinaning samaradorligini oshiradi, chunki bug 'bir yo'nalishda harakat qiladi va silindr devorlarining harorat gradienti ko'proq yoki kamroq doimiy bo'lib qoladi. To'g'ridan-to'g'ri oqimli bitta kengaytiruvchi mashinalar an'anaviy bug 'tarqatishli aralash mashinalar bilan taxminan bir xil samaradorlikni ko'rsatadi. Bundan tashqari, ular yuqori tezlikda ishlashi mumkin va shuning uchun bug 'turbinalari paydo bo'lishidan oldin ular ko'pincha yuqori aylanish tezligini talab qiladigan elektr generatorlarini boshqarish uchun ishlatilgan.
To'g'ridan-to'g'ri oqimli bug 'dvigatellari bir va ikki ta'sirli turlarga ega.
Bug 'turbinalari
Bug 'turbinasi turbina rotori deb ataladigan bir o'qga o'rnatilgan bir qator aylanuvchi disklar va stator deb ataladigan poydevorga o'rnatilgan bir qator o'zgaruvchan statsionar disklardan iborat. Rotor disklari tashqi tomondan pichoqlarga ega bo'lib, bu pichoqlarga bug 'beriladi va disklarni aylantiradi. Stator disklarida qarama-qarshi burchaklarga o'rnatilgan shunga o'xshash pichoqlar mavjud bo'lib, ular bug 'oqimini quyidagi rotor disklariga qayta yo'naltirishga xizmat qiladi. Har bir rotor diski va unga mos keladigan stator diski turbinali bosqich deb ataladi. Har bir turbinaning bosqichlarining soni va o'lchamlari bug'ning foydali energiyasini maksimal tezlik va bosimga etkazib beradigan tarzda tanlanadi. Turbinadan chiqadigan bug 'kondensatorga kiradi. Turbinalar juda yuqori tezlikda aylanadi va shuning uchun aylanishni boshqa asbob-uskunalarga o'tkazishda odatda maxsus reduktsiyali uzatmalar qo'llaniladi. Bundan tashqari, turbinalar aylanish yo'nalishini o'zgartira olmaydi va ko'pincha qo'shimcha teskari mexanizmlarni talab qiladi (ba'zan qo'shimcha teskari aylanish bosqichlari qo'llaniladi).
Turbinalar bug' energiyasini to'g'ridan-to'g'ri aylanishga aylantiradi va o'zaro harakatni aylanishga aylantirish uchun qo'shimcha mexanizmlarni talab qilmaydi. Bundan tashqari, turbinalar pistonli mashinalarga qaraganda ancha ixcham va chiqish miliga doimiy kuchga ega. Turbinalar dizayni sodda bo'lganligi sababli, ular odatda kamroq texnik xizmat ko'rsatishni talab qiladi.
Boshqa turdagi bug 'dvigatellari
Ilova
Bug 'dvigatellarini qo'llanilishi bo'yicha quyidagilarga bo'lish mumkin:
Statsionar mashinalar
Bug 'bolg'asi
Qadimgi shakar zavodidagi bug 'dvigateli, Kuba
Statsionar bug 'dvigatellarini ishlatish rejimiga ko'ra ikki turga bo'lish mumkin:
- Tez-tez to'xtab turishi va aylanish yo'nalishini o'zgartirishi kerak bo'lgan prokat mashinalari, bug 'vinchlari va shunga o'xshash qurilmalarni o'z ichiga olgan o'zgaruvchan rejimli mashinalar.
- Kamdan kam to'xtaydigan va aylanish yo'nalishini o'zgartirmasligi kerak bo'lgan quvvat mashinalari. Ular orasida elektr stansiyalarida energiya dvigatellari, shuningdek, elektr tortishni keng qo'llashdan oldin fabrikalarda, fabrikalarda va kabel temir yo'llarida ishlatiladigan sanoat motorlari kiradi. Kam quvvatli dvigatellar dengiz modellarida va maxsus qurilmalarda qo'llaniladi.
Bug 'vinchi mohiyatan statsionar dvigateldir, lekin uni harakatga keltirish uchun qo'llab-quvvatlash ramkasiga o'rnatiladi. U simi bilan langarga mahkamlanishi va o'z tortishish kuchi bilan yangi joyga ko'chirilishi mumkin.
Transport vositalari
Bug 'dvigatellari har xil turdagi transport vositalarini quvvatlantirish uchun ishlatilgan, jumladan:
- Quruqlikdagi transport vositalari:
- Bug' mashinasi
- Bug 'traktori
- Bug 'belkurak, va hatto
- Bug 'samolyoti.
Rossiyada birinchi ishlaydigan parovoz E. A. va M. E. Cherepanovlar tomonidan 1834 yilda Nijniy Tagil zavodida rudani tashish uchun qurilgan. U soatiga 13 verst tezlikka erishdi va 200 puddan (3,2 tonna) ortiq yukni tashidi. Birinchi temir yoʻlning uzunligi 850 m.
Bug 'dvigatellarining afzalliklari
Bug 'dvigatellarining asosiy afzalligi shundaki, ular issiqlikning deyarli har qanday manbasini mexanik ishga aylantirish uchun ishlatishlari mumkin. Bu ularni ichki yonish dvigatellaridan ajratib turadi, ularning har bir turi ma'lum turdagi yoqilg'idan foydalanishni talab qiladi. Bu afzallik yadro energiyasidan foydalanishda ko'proq seziladi, chunki yadro reaktori mexanik energiya ishlab chiqarishga qodir emas, lekin faqat bug' dvigatellarini (odatda bug' turbinalari) haydash uchun bug' hosil qilish uchun ishlatiladigan issiqlikni ishlab chiqaradi. Bundan tashqari, quyosh energiyasi kabi ichki yonish dvigatellarida ishlatib bo'lmaydigan boshqa issiqlik manbalari ham mavjud. Qiziqarli yo'nalish - bu turli xil chuqurlikdagi Jahon okeanidagi harorat farqlaridan energiyadan foydalanish.
Shunga o'xshash xususiyatlarga boshqa turdagi tashqi yonish dvigatellari ham ega, masalan, Stirling dvigateli, ular juda yuqori samaradorlikni ta'minlaydi, ammo zamonaviy bug 'dvigatellariga qaraganda sezilarli darajada kattaroq og'irlik va o'lchamlarga ega.
Bug 'lokomotivlari yuqori balandliklarda yaxshi ishlaydi, chunki past atmosfera bosimi tufayli ularning ishlash samaradorligi pasaymaydi. Lokomotivlar pasttekisliklarda uzoq vaqtdan beri zamonaviyroq turdagi lokomotivlar bilan almashtirilganiga qaramay, Lotin Amerikasining tog'li hududlarida hali ham qo'llaniladi.
Shveytsariyada (Brienz Rothorn) va Avstriyada (Schafberg Bahn) quruq bug'dan foydalanadigan yangi parovozlar samaradorligini isbotladi. Ushbu turdagi lokomotiv Shveytsariya Lokomotiv va Mashina Zavodlari (SLM) modellari asosida ishlab chiqilgan bo'lib, ko'plab zamonaviy yaxshilanishlar, masalan, rulmanlardan foydalanish, zamonaviy issiqlik izolatsiyasi, yoqilg'i sifatida engil neft fraktsiyalarini yoqish, yaxshilangan bug 'liniyalari va boshqalar. . Natijada, bunday lokomotivlar yoqilg'i sarfini 60% ga kamaytiradi va texnik xizmat ko'rsatish talablarini sezilarli darajada kamaytiradi. Bunday teplovozlarning iqtisodiy sifatlari zamonaviy dizel va elektrovozlar bilan taqqoslanadi.
Bundan tashqari, parovozlar dizel va elektrovozlarga qaraganda ancha engilroq, bu ayniqsa tog'li temir yo'llar uchun muhimdir. Bug 'dvigatellarining o'ziga xos xususiyati shundaki, ular quvvatni to'g'ridan-to'g'ri g'ildiraklarga uzatadigan transmissiyani talab qilmaydi.
Samaradorlik
Issiqlik dvigatelining ishlash koeffitsienti (samaradorligi) foydali mexanik ishlarning yoqilg'i tarkibidagi sarflangan issiqlik miqdoriga nisbati sifatida belgilanishi mumkin. Qolgan energiya issiqlik shaklida atrof-muhitga chiqariladi. Issiqlik dvigatelining samaradorligi
WATT, JEYMS (Watt, Jeyms, 1736-1819), Shotlandiya muhandisi va ixtirochi. 1736 yil 19 yanvarda Glazgo (Shotlandiya) yaqinidagi Grinok shahrida savdogar oilasida tug'ilgan. Sog'lig'i yomon bo'lganligi sababli, Vatt rasmiy ravishda kam o'qidi, lekin o'zi ko'p narsalarni o'rgandi. U o'smirlik davridayoq astronomiya, kimyoviy tajribalar bilan qiziqdi, hamma narsani o'z qo'llari bilan qilishni o'rgandi va hatto atrofdagilardan "barcha hunarmandlar" unvoniga sazovor bo'ldi.
Ko'pchilik uni bug 'dvigatelining ixtirochisi deb hisoblashadi, ammo bu mutlaqo to'g'ri emas.
D.Papen, T.Severi, I.Polzunov, T.Nyukomenlar tomonidan qurilgan bugʻ dvigatellari D.Vattdan ancha oldin shaxtalarda ishlay boshlagan. Ular dizayni jihatidan farq qilar edi, lekin ulardagi asosiy narsa shundaki, pistonning harakatlanishi ishchi silindrni o'zgaruvchan isitish va sovutish natijasida yuzaga kelgan. Shu sababli, ular sekin va ko'p yoqilg'i iste'mol qilishdi.
1736 yil 19 yanvarda taniqli shotland muhandisi va ixtirochisi Jeyms Vatt (1736-1819) birinchi navbatda takomillashtirilgan bug 'dvigatelining yaratuvchisi sifatida mashhur bo'ldi. Ammo u Tomas Beddoesning Pnevmatik Tibbiyot Instituti (Beddoes, Tomas, 1760-1808) bilan hamkorligi bilan jiddiy tibbiy yordam tarixida yorqin iz qoldirdi. Jeyms Vatt institut laboratoriyalarini zarur jihozlar bilan ta’minladi. Uning ishtiroki tufayli Pnevmatik institutda birinchi inhalerlar, spirometrlar, gaz hisoblagichlari va boshqalar yaratildi va sinovdan o'tkazildi.
Jeyms Vattning o'zi, shuningdek, uning rafiqasi va o'g'illaridan biri bir necha bor ilmiy tajribalarda qatnashgan. Pnevmatik institut turli gazlarning xossalari va ularning inson organizmiga ta'siri o'rganiladigan haqiqiy ilmiy markazga aylandi. Aytish mumkinki, Tomas Beddoe va uning hamkorlari zamonaviy respirator terapiyaning kashshoflari va peshqadamlari edi. Afsuski, Tomas Beddo sil kasalligini ortiqcha kisloroddan kelib chiqadi, deb yanglishgan.
Shu sababli, Jeyms Vattning o'g'li Gregori Pnevmatik institutda karbonat angidrid inhalatsiyasi bilan mutlaqo foydasiz davolanish kursidan o'tdi. Biroq, Pnevmatik institutda kislorod birinchi marta dorivor maqsadlarda ishlatilgan; aerozol terapiyasining asoslari ishlab chiqildi; Birinchi marta o'pkaning umumiy sig'imi vodorodni suyultirish usuli (G. Davy) va boshqalar yordamida o'lchandi. Vatt va Beddoning turli gazlardan terapevtik foydalanish bo'yicha hamkorligining yakuni ularning ikki nashrda (1794, 1795) nashr etilgan "Havoning sun'iy navlarini tibbiy foydalanish bo'yicha materiallar" qo'shma kitobi bo'ldi va birinchi maxsus kitob bo'ldi. kislorod terapiyasi bo'yicha qo'llanma.
1755 yilda Uott Londonga mexanik va matematik va astronomik asboblarni yasash bo'yicha o'qishga bordi. Yetti yillik o'quv dasturini bir yil ichida tugatgan Vatt Shotlandiyaga qaytib keldi va Glazgo universitetida mexanik lavozimiga ega bo'ldi. Shu bilan birga, u shaxsiy ta'mirlash ustaxonasini ochdi.
Universitetda Vatt 1754 yilda karbonat angidridni kashf etgan buyuk shotland kimyogari Jozef Blek (1728-1799) bilan uchrashdi. Bu uchrashuv Blekning keyingi tadqiqotlari uchun zarur bo'lgan bir qator yangi kimyoviy asboblarni, masalan, muz kalorimetrini yaratishga yordam berdi. . Bu vaqtda Jozef Blek bug'lanish issiqligini aniqlash muammosi ustida ishlagan va Vatt tajribalarning texnik tomonini ta'minlashda ishtirok etgan.
1763 yilda unga universitet mexanigi sifatida T. Nyukomenning bug 'dvigatelining universitet modelini ta'mirlash taklif qilindi.
Bu erda biz bug 'dvigatellarining yaratilish tarixiga qisqacha to'xtalib o'tishimiz kerak. Bir vaqtlar maktabda bizga "buyuk kuch shovinizmi" ni singdirib, bug 'dvigatelini bug' dvigatellarini yaratishdagi rolini ba'zan o'qilishi mumkin bo'lgan Jeyms Vatt emas, balki rus serf mexanik Ivan Polzunov ixtiro qilganligini o'rgatishgan. noto'g'ri" kitoblari vatanparvarlik kitoblari nuqtai nazari bilan. Ammo aslida bug 'dvigatelining ixtirochisi Ivan Polzunov ham, Jeyms Vatt ham emas, balki ingliz muhandisi Tomas Nyukomendir (1663-1729).
Bundan tashqari, bug'ni inson xizmatiga qo'yishga birinchi urinish Angliyada 1698 yilda harbiy muhandis Tomas Saveri tomonidan qilingan (Tomas Saveri, 1650?-1715). U minalarni to'kish va suvni quyish uchun mo'ljallangan va bug' dvigatelining prototipiga aylangan bug'li suv ko'targichini yaratdi.
Saverining mashinasi quyidagicha ishladi: avval muhrlangan idish bug 'bilan to'ldirilgan, so'ngra tankning tashqi yuzasi sovuq suv bilan sovutilgan, bug'ning kondensatsiyasi va idishda qisman vakuum hosil qilgan. Shundan so'ng, suv, masalan, milning pastki qismidan suv olish trubkasi orqali tankga so'riladi va bug'ning keyingi qismi kiritilgandan so'ng, u chiqish trubkasi orqali tashqariga tashlanadi. Keyin tsikl takrorlandi, lekin suvni faqat 10,36 m dan kamroq chuqurlikdan ko'tarish mumkin edi, chunki aslida uni tashqariga chiqarib yuborgan atmosfera bosimi edi.
Ushbu mashina unchalik muvaffaqiyatli emas edi, lekin u Papenga poroxni suv bilan almashtirish haqida yorqin g'oyani berdi. Va 1698 yilda u bug 'dvigatelini qurdi (o'sha yili ingliz Saveri ham o'zining "o't o'chirish mashinasini" qurdi). Suv ichkarida piston bo'lgan vertikal tsilindr ichida qizdirilgan va hosil bo'lgan bug' pistonni yuqoriga surgan. Bug 'sovib, kondensatsiyalanganda, piston atmosfera bosimi ta'sirida pastga qarab harakat qildi. Shunday qilib, bloklar tizimi orqali Papen mashinasi turli mexanizmlarni, masalan, nasoslarni boshqarishi mumkin edi.
Ingliz ixtirochisi Tomas Nyukomen (1663 - 1729) Saveri va Papenning bug' dvigatellari bilan tanish edi, ular G'arbiy mamlakatdagi konlarga tez-tez tashrif buyurib, u erda temirchi bo'lib ishlagan va shuning uchun minalarning oldini olish uchun qanchalik ishonchli nasoslar kerakligini yaxshi tushungan. suv toshqinidan. U yaxshiroq model yaratish maqsadida chilangar va oynachi Jon Kulli bilan kuchlarini birlashtirdi. Ularning birinchi bug 'dvigateli 1712 yilda Staffordshirdagi kollyariya zavodiga o'rnatildi.
Papen mashinasida bo'lgani kabi, piston vertikal tsilindrda harakat qildi, lekin umuman olganda Newcomenning mashinasi ancha rivojlangan edi. Tsilindr va piston orasidagi bo'shliqni bartaraf etish uchun Newcomen ikkinchisining uchiga egiluvchan charm diskni biriktirdi va ustiga ozgina suv quydi.
Qozondan bug 'tsilindrning tagiga kirib, pistonni yuqoriga ko'tardi. Tsilindrga sovuq suv kiritilganda bug 'kondensatsiyalangan, silindrda vakuum hosil bo'lgan va atmosfera bosimi ta'sirida piston pastga tushib ketgan. Bu teskari zarba tsilindrdan suvni olib tashladi va belanchak kabi harakatlanadigan roker qo'liga ulangan zanjir orqali nasos tayog'ini yuqoriga ko'tardi. Piston o'z zarbasining pastki qismida bo'lganida, bug 'tsilindrga yana kirdi va nasos tayog'iga yoki roker qo'liga biriktirilgan qarshi og'irlik yordamida piston dastlabki holatiga ko'tarildi. Shundan so'ng, tsikl takrorlandi.
Newcomenning mashinasi o'sha vaqt uchun juda muvaffaqiyatli bo'ldi va butun Evropada 50 yildan ko'proq vaqt davomida ishlatilgan. U Buyuk Britaniyadagi ko'plab konlardan suv chiqarish uchun ishlatilgan. Bu texnologiya tarixidagi birinchi yirik mahsulot edi (bir necha ming dona ishlab chiqarilgan).
1740 yilda uzunligi 2,74 m va diametri 76 sm bo'lgan silindrli mashina 25 kishi va 10 otdan iborat smenada ishlaydigan jamoalar ilgari bir haftada bajargan ishni bir kunda yakunladi.
1775 yilda Jon Smeaton (Eddystone Lighthouse yaratuvchisi) tomonidan qurilgan kattaroq mashina ikki hafta ichida Rossiyaning Kronshtadt shahridagi dockni quritdi. Ilgari, yuqori shamol turbinalari yordamida bu bir yil davom etdi.
Va shunga qaramay, Newcomenning mashinasi mukammal emas edi. U issiqlik energiyasining atigi 1% ni mexanik energiyaga aylantirdi va natijada juda ko'p yoqilg'i iste'mol qildi, ammo mashina ko'mir konlarida ishlaganda unchalik ahamiyatga ega emas edi.
Umuman olganda, Newcomen mashinalari ko'mir sanoatini saqlab qolishda katta rol o'ynadi. Ularning yordami bilan ko'plab suv bosgan shaxtalarda ko'mir qazib olishni tiklash mumkin edi.
Nyukomenning ixtirosi haqida aytish mumkinki, u haqiqatan ham bug 'dvigateli, aniqrog'i, bug'-atmosfera dvigateli edi. U bug 'dvigatellarining oldingi prototiplaridan quyidagilar bilan ajralib turardi:
* undagi harakatlantiruvchi kuch atmosfera bosimi bo'lib, bug 'kondensatsiyasi natijasida kamaytirilishiga erishildi;
* tsilindrda bug 'ta'sirida ishchi zarbani amalga oshiruvchi piston bor edi;
* silindrga sovuq suv kiritilganda bug 'kondensatsiyasi natijasida vakuumga erishildi.
Shuning uchun, aslida, bug 'dvigatelining ixtirochisi haqli ravishda 1712 yilda (Vattdan yarim asr oldin) bug'-atmosfera dvigatelini ishlab chiqqan ingliz Tomas Nyukomendir.
Bug 'dvigatellarining yaratilish tarixiga qisqacha ekskursiya qilsak, Jeyms Vattdan oldin bug'-atmosfera dvigatelini yaratgan buyuk vatandoshimiz Ivan Ivanovich Polzunov (1729-1766) shaxsini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. 1763 yil 25 aprelda Oltoydagi Kolyvano-Voskresenskiy kon zavodida mexanik bo'lib, u "olovli mashina" loyihasini va tavsifini taklif qildi. Loyiha zavod boshlig'ining stoliga keldi, uni tasdiqladi va uni Sankt-Peterburgga yubordi, u erdan tez orada javob keldi: "... Uning bu ixtirosi yangi ixtiro sifatida hurmat qilinishi kerak".
Polzunov birinchi navbatda yangi ixtiroda muqarrar bo'lgan barcha kamchiliklarni aniqlash va yo'q qilish mumkin bo'lgan kichik mashinani qurishni taklif qildi. Zavod rahbariyati bunga rozi bo'lmadi va zudlik bilan kuchli shamollatgich uchun ulkan mashina qurishga qaror qildi. 1764 yil aprel oyida Polzunov 1763 yilgi loyihadan 15 baravar kuchliroq mashina qurishni boshladi.
U bug'-atmosfera dvigateli g'oyasini I. Shlatterning "Tog'-kon ishlari bo'yicha batafsil ko'rsatmalar ..." (Sankt-Peterburg, 1760) kitobidan oldi.
Ammo Polzunovning dvigateli inglizlarning Savery va Newcomen avtomobillaridan tubdan farq qilardi. Ular bir silindrli bo'lib, faqat shaxtalardan suv olish uchun mos edi. Polzunovning ikki silindrli uzluksiz dvigateli o'choqqa portlashni etkazib berishi va suvni haydab chiqarishi mumkin edi. Kelajakda ixtirochi uni boshqa ehtiyojlar uchun moslashtirishga umid qilgan.
Mashinaning qurilishi Polzunovga topshirildi, unga yordam berish uchun "mahalliy hunarmandlardan ikkitasi bilmagan, ammo bunga faqat bitta moyillik bor" va bir nechta yordamchi ishchilar tayinlangan. Ushbu "xodim" bilan Polzunov mashinasini qurishni boshladi. Qurilish bir yilu to‘qqiz oy davom etdi. Mashina birinchi sinovdan o'tganida, ixtirochi vaqtinchalik iste'mol bilan kasal bo'lib qoldi va yakuniy sinovlardan bir necha kun oldin 1766 yil 16 (28) mayda vafot etdi.
1766 yil 23 mayda Polzunovning shogirdlari Levzin va Chernitsinning o'zi bug' mashinasining so'nggi sinovlarini boshladilar. 4-iyuldagi "Kun eslatmasi" da mashinaning yaxshi holatda ekanligi ta'kidlangan va 1766 yil 7 avgustda butun zavod, bug 'dvigatel va kuchli puflagich ishga tushirilgan. Polzunovning mashinasi bor-yo'g'i uch oylik ishlaganda nafaqat uni qurish bo'yicha barcha xarajatlarni 7233 rubl 55 tiyin miqdorida oqladi, balki 12640 rubl 28 tiyin sof foyda ham berdi. Biroq, 1766 yil 10 noyabrda dvigatel qozoni yonib ketganidan keyin u 15 yil, 5 oy va 10 kun davomida ishlamay qoldi. 1782 yilda mashina demontaj qilindi. (Oltoy oʻlkasi ensiklopediyasi. Barnaul. 1996. T. 2. B. 281-282; Barnaul. Shahar yilnomasi. Barnaul. 1994. 1-qism. 30-bet).
Shu bilan birga, Jeyms Vatt Angliyada bug 'dvigatelini yaratish ustida ishlagan. 1763 yilda unga universitet mexanigi sifatida T. Nyukomenning bug 'dvigatelining universitet modelini ta'mirlash taklif qilindi.
T.Nyukomenning bugʻ-atmosfera mashinasining universitet modelidagi nosozliklarni tuzatish jarayonida Vatt bunday mashinalarning samaradorligi pastligiga ishonch hosil qildi. U bug 'dvigatelining parametrlarini yaxshilash g'oyasini oldi. Unga Newcomen mashinasining asosiy kamchiliklari silindrni o'zgaruvchan isitish va sovutish ekanligi aniq edi. Buni qanday oldini olish mumkin? Javob 1765 yil bahor yakshanbasida Vattga keldi. U bug'ni kondensatsiyadan oldin valfli quvur liniyasi orqali alohida idishga yo'naltirilsa, silindr doimo issiq bo'lib qolishi mumkinligini tushundi. Bunday holda, bug 'kondensatsiyasi jarayonini silindrdan tashqariga o'tkazish bug' sarfini kamaytirishga yordam berishi kerak. Bundan tashqari, silindrning tashqi tomoni izolyatsion material bilan qoplangan bo'lsa, issiq va kondensator sovuq bo'lib qolishi mumkin.
Vattning bug 'dvigatelida amalga oshirgan yaxshilanishlari (markazdan qochma regulyator, alohida bug' kondensatori, muhrlar va boshqalar) nafaqat mashinaning samaradorligini oshirdi, balki nihoyat bug'-atmosfera dvigatelini bug' mashinasiga aylantirdi va eng muhimi, mashina osongina boshqarilishi mumkin bo'ldi.
1768 yilda u o'z ixtirosi uchun patent olish uchun ariza berdi. U 1769 yilda patent oldi, lekin uzoq vaqt davomida u bug 'dvigatelini qura olmadi. Va faqat 1776 yilda Shotlandiyadagi birinchi metallurgiya zavodining asoschisi doktor Rebekning moliyaviy ko'magida Vattning bug' dvigateli nihoyat qurildi va muvaffaqiyatli sinovdan o'tkazildi.
Vattning birinchi mashinasi Nyukomen mashinasidan ikki baravar samarali bo'lib chiqdi. Qizig'i shundaki, Nyukomenning asl ixtirosidan keyingi ishlanmalar dvigatelning "sig'imi" kontseptsiyasiga asoslangan bo'lib, u har bir bushel ko'mirga pompalanadigan fut-funt suv sonini anglatadi. Hozirda bu birlik g'oyasini kim o'ylab topgani noma'lum. Bu odam ilm-fan tarixiga kirmagan, lekin u, ehtimol, ba'zi dvigatellarning boshqalarga qaraganda samaraliroq ishlashini payqagan va qo'shni konning yuqori ishlab chiqarish tezligiga ega bo'lishiga yo'l qo'ymagan qattiq mushtli kon egasi edi.
Mashinaning sinovlari muvaffaqiyatli o'tgan bo'lsa-da, uning keyingi faoliyati davomida Vattning birinchi modeli unchalik muvaffaqiyatli bo'lmagani va Rebek bilan hamkorlik to'xtatilgani ma'lum bo'ldi. Mablag' etishmasligiga qaramay, Vatt bug 'dvigatelini takomillashtirish ustida ishlashni davom ettirdi. Uning ishi muhandis va boy ishlab chiqaruvchi, Birmingem yaqinidagi Soxo shahridagi metallni qayta ishlash zavodi egasi Metyu Boultonning qiziqishini uyg'otdi. 1775 yilda Vatt va Boulton hamkorlik shartnomasini tuzdilar.
1781 yilda Jeyms Vatt o'z mashinasining ikkinchi modelini ixtiro qilish uchun patent oldi. Unga kiritilgan innovatsiyalar va undan keyingi modellar orasida:
* ikki tomonlama ta'sirli silindr, unda bug 'pistonning qarama-qarshi tomonlarida navbat bilan ta'minlangan, chiqindi bug' kondensatorga kirgan;
* issiqlik yo'qotishlarini kamaytirish uchun ishlaydigan tsilindrni o'rab turgan issiqlik ko'ylagi va g'altak;
* pistonning o'zaro harakatini milning aylanish harakatiga aylantirish, avval birlashtiruvchi novda-krank mexanizmi orqali, so'ngra planetar vites qutisi prototipi bo'lgan tishli uzatma yordamida;
* doimiy mil tezligini saqlash uchun markazdan qochma regulyator va notekis aylanishni kamaytirish uchun volan.
1782 yilda bu ajoyib mashina, birinchi universal "ikki ta'sirli" bug' dvigateli qurilgan. Vatt silindr qopqog'ini yaqinda ixtiro qilingan yog 'muhr bilan jihozladi, bu piston rodining erkin harakatlanishini ta'minladi, lekin silindrdan bug 'oqishining oldini oldi. Bug tsilindrga navbatma-navbat pistonning bir tomonidan, keyin esa ikkinchi tomonidan kirib, silindrning qarama-qarshi tomonida vakuum hosil qildi. Shuning uchun, piston bug 'yordamida ham ishchi, ham qaytib zarbalarni amalga oshirdi, bu avvalgi mashinalarda bo'lmagan.
Shuningdek, 1782 yilda Jeyms Uott o'z bosimi ostida tsiklning qolgan qismini kengaytira boshlashi uchun silindrdagi bug'ning oqimini uning oqimining boshida taqsimlab, kengaytirish harakati printsipini kiritdi. Kengaytirish harakati kuchning bir oz yo'qotilishini anglatadi, ammo "ishlash" dagi daromad. Ushbu g'oyalarning barchasidan Vattning eng foydalisi kengayish harakati edi. Uni keyingi amaliy amalga oshirishda, taxminan 1790 yilda Vattning yordamchisi Jeyms Sautern tomonidan yaratilgan indikator diagrammasi juda foydali bo'ldi.
Ko'rsatkich ma'lum bir zarba paytida kiradigan bug'ning hajmiga qarab silindrdagi bosimni qayd etish uchun dvigatelga biriktirilishi mumkin bo'lgan ro'yxatga olish moslamasi edi. Bunday egri chiziq ostidagi maydon ma'lum bir tsiklda bajarilgan ishning o'lchovi edi. Ko'rsatkich dvigatelni iloji boricha samarali sozlash uchun ishlatilgan. Aynan shu diagramma keyinchalik nazariy termodinamikadagi mashhur Karno siklining (Sadi Karno, 1796-1832) bir qismiga aylandi.
Ikki ta'sirli bug 'dvigatelida piston rodi tortish va surish harakatini amalga oshirganligi sababli, faqat tortishish uchun javob beradigan zanjirlar va qo'ltiqlarning oldingi qo'zg'alish tizimini qayta ishlab chiqish kerak edi. Vatt birlashtirilgan rodlar tizimini ishlab chiqdi va piston rodining o'zaro harakatini aylanish harakatiga aylantirish uchun sayyora mexanizmini qo'lladi, bug' bosimini o'lchash uchun og'ir volan, markazdan qochma tezlikni boshqaruvchi, diskli klapan va bosim o'lchagichdan foydalangan.
Uzluksiz aylanishli universal ikki tasirli bugʻ mashinasi (Vatt bugʻ mashinasi) keng tarqaldi va mashina ishlab chiqarishga oʻtishda muhim rol oʻynadi.
Jeyms Vatt tomonidan patentlangan "aylanuvchi bug 'dvigateli" dastlab yigiruv va to'quv fabrikalarining mashinalari va dastgohlarini, keyinroq esa boshqa sanoat korxonalarini boshqarish uchun keng qo'llanila boshlandi. Bu mehnat unumdorligining keskin oshishiga olib keldi. Aynan shu paytdan boshlab inglizlar Angliyani dunyoda etakchi o'ringa olib kelgan buyuk sanoat inqilobining boshlanishini hisobladilar.
Jeyms Vattning dvigateli har qanday mashinaga mos edi va o'ziyurar mexanizmlar ixtirochilari bundan tezda foydalanishdi. Bug 'dvigatelining tashish uchun shunday paydo bo'ldi (Fulton paroxodi, 1807; Stivenson parovozi, 1815). Transport vositalaridagi ustunligi tufayli Angliya dunyoning etakchi kuchiga aylandi.
1785 yilda Vatt yangi qozon pechining ixtirosini patentladi va o'sha yili Vattning mashinalaridan biri Londonda Samuel Whitbread pivo zavodida solodni maydalash uchun o'rnatildi. Mashina 24 ot o'rniga ishni bajardi. Uning silindrining diametri 63 sm, pistonning zarbasi 1,83 m, volanning diametri esa 4,27 m ga yetdi. Mashina bugungi kungacha saqlanib qolgan va bugungi kunda uni Sidneydagi Powerhouse muzeyida ko'rish mumkin.
1775 yilda tashkil etilgan Boulton and Watt kompaniyasi o'z mahsulotlariga bo'lgan talabning pasayishidan tortib, sudlarda o'zining ixtiro huquqlarini himoya qilishgacha bo'lgan taqdirning barcha o'zgarishlarini boshdan kechirdi. Biroq, 1783 yildan boshlab, bug 'dvigatellarini ishlab chiqarishni monopoliyaga olgan ushbu kompaniyaning ishlari yuqoriga ko'tarildi. Shunday qilib, Jeyms Vatt juda badavlat odamga aylandi va Vatt Tomas Beddoesning Pnevmatik Tibbiyot Institutiga (Beddoes, Tomas, 1760-1808) juda muhim yordam ko'rsatdi, u bilan bu vaqtda hamkorlikni boshladi.
Bug 'dvigatellarini yaratishdagi faol faoliyatiga qaramay, Vatt Glazgo universitetidagi lavozimidan faqat 1800 yilda nafaqaga chiqdi. Iste'foga chiqqanidan 8 yil o'tgach, u universitetning eng yaxshi talabalari va o'qituvchilari uchun "Vatt mukofoti" ni ta'sis etdi. Faoliyatini boshlagan universitet texnik laboratoriyasi uning nomi bilan atala boshladi. Ixtirochining vatani bo'lgan Grinokdagi (Shotlandiya) kollej ham Jeyms Vatt nomi bilan atalgan.
J. Vatt tomonidan bug 'dvigatelining evolyutsiyasi
1774 Steam
suv nasosi 1781 Bug' dvigateli
mildagi moment bilan 1784 Bug 'dvigatel
KShM bilan ikki tomonlama harakat
Qizig'i shundaki, bir vaqtlar Vatt quvvat birligi sifatida "ot kuchi" kabi birlikni taklif qilgan. Ushbu o'lchov birligi bugungi kungacha saqlanib qolgan. Ammo Vatt sanoat inqilobining kashshofi sifatida hurmatga sazovor bo'lgan Angliyada ular boshqacha qaror qilishdi. 1882 yilda Britaniya muhandislar assotsiatsiyasi kuch birligiga uning nomini berishga qaror qildi. Endi Jeyms Vatt nomini har qanday lampochkada o'qish mumkin. Bu texnologiya tarixida birinchi marta o'lchov birligiga o'z nomi berilgan. Ushbu voqeadan boshlab o'lchov birliklariga tegishli nomlar berish an'anasi boshlandi.
Vatt uzoq umr ko'rdi va 1819 yil 19 avgustda Birmingem yaqinidagi Xitfildda vafot etdi. Jeyms Vatt haykali ustida shunday yozilgan: "Insonning tabiat ustidan kuchini oshirdi". Mashhur ingliz ixtirochi faoliyatini zamondoshlari shunday baholagan.
Maqola chop etilgan 19.05.2014 05:36 Oxirgi tahrir 19.05.2014 05:58Bug 'dvigatelining rivojlanish tarixi ushbu maqolada etarlicha batafsil tavsiflangan. Bu erda 1672-1891 yillardagi eng mashhur echimlar va ixtirolar.
Birinchi ishlanmalar.
Keling, XVII asrda bug 'haydovchi vosita sifatida qarala boshlaganligidan boshlaylik, u bilan har xil tajribalar o'tkazildi va faqat 1643 yilda Evangelista Torricelli bug' bosimining kuch ta'sirini aniqladi. Kristian Gyuygens, 47 yil o'tgach, silindrda porox portlashi bilan ishlaydigan birinchi quvvat mashinasini yaratdi. Bu ichki yonuv dvigatelining birinchi prototipi edi. Abbot Hautefeyning suv olish mashinasi shunga o'xshash printsipga asoslanadi. Ko'p o'tmay Denis Papin portlash kuchini kamroq kuchli bug' kuchi bilan almashtirishga qaror qildi. 1690 yilda u qurgan birinchi bug' dvigateli, bug 'qozoni sifatida ham tanilgan.
U qaynoq suv yordamida silindrda yuqoriga ko'tarilgan va keyingi sovutish tufayli yana tushib ketgan pistondan iborat edi - kuch shunday yaratilgan. Butun jarayon shu tarzda sodir bo'ldi: bir vaqtning o'zida qozon vazifasini bajaradigan tsilindr ostida o'choq qo'yildi; Piston yuqori holatda bo'lganda, o'choq sovutishni osonlashtirish uchun orqaga qaytdi.
Keyinchalik, ikkita ingliz, Tomas Nyukomen va Kouli - biri temirchi, ikkinchisi shishachi - qozon va tsilindrni ajratib, sovuq suv idishini qo'shib, tizimni yaxshiladi. Bu tizim navbatma-navbat ochilgan va yopilgan valflar yoki musluklar bilan ishlaydi, biri bug 'uchun, ikkinchisi suv uchun. Keyin ingliz Beyton valf boshqaruvini haqiqiy soat boshqaruviga aylantirdi.
Bug 'mashinalarini amaliyotda qo'llash.
Newcomenning mashinasi tez orada hamma joyda ma'lum bo'ldi va, xususan, 1765 yilda Jeyms Vatt tomonidan ishlab chiqilgan ikki tomonlama tizim tomonidan takomillashtirildi. Hozir Bug 'dvigatel avtoulovlarda foydalanish uchun etarlicha to'liq ekanligini isbotladi, garchi uning kattaligi tufayli u statsionar qurilmalar uchun ko'proq mos edi. Vatt sanoatda ham o'z ixtirolarini taklif qildi; toʻqimachilik fabrikalari uchun mashinalar ham qurgan.
Transport vositasi sifatida ishlatiladigan birinchi bug 'dvigatelini muhandis va havaskor harbiy strategi frantsuz Nikolas Jozef Kugnot ixtiro qilgan. 1763 yoki 1765 yillarda u to'rtta yo'lovchini o'rtacha 3,5 tezlikda va maksimal 9,5 km/soat tezlikda olib keta oladigan mashina yaratdi. Birinchi urinish ikkinchisi bo'ldi - qurollarni tashish uchun mashina paydo bo'ldi. Tabiiyki, u harbiylar tomonidan sinovdan o'tkazildi, ammo uzoq muddatli foydalanishning imkoni yo'qligi sababli (yangi mashinaning uzluksiz ishlash davri 15 daqiqadan oshmadi) ixtirochi hokimiyat va moliyachilar tomonidan qo'llab-quvvatlanmadi. Shu bilan birga, Angliyada bug 'dvigatellari takomillashtirildi. Mur, Uilyam Merdok va Uilyam Simingtonning Vatt mashinasiga asoslangan bir nechta muvaffaqiyatsiz urinishlaridan so'ng, Richard Travisikning Uels ko'mir konida foydalanishga topshirilgan temir yo'l mashinasi paydo bo'ldi. Dunyoga faol ixtirochi keldi: yer osti konlaridan yerga ko'tarildi va 1802 yilda insoniyatni tekis yerda 15 km/soat, tepalikda esa 6 km/soat tezlikka erishgan kuchli yengil avtomobil bilan tanishtirdi.
Oldindan ko'rish - kattalashtirish uchun bosing.
Qo'shma Shtatlarda bug'da ishlaydigan transport vositalari tobora ko'proq qo'llanila boshlandi: Neytan Rid 1790 yilda Filadelfiya aholisini hayratda qoldirdi. bug 'mashina modeli. Biroq, uning vatandoshi Oliver Evans yanada mashhur bo'ldi, u o'n to'rt yildan keyin amfibiyani ixtiro qildi. "Avtomobil tajribalari" o'tkazilmagan Napoleon urushlaridan keyin yana ish boshlandi. bug' mashinasini ixtiro qilish va takomillashtirish. 1821 yilda uni mukammal va ishonchli deb hisoblash mumkin edi. O'shandan beri bug 'bilan ishlaydigan transport vositalarining har bir rivojlanishi, albatta, kelajakdagi avtomobillarning rivojlanishiga hissa qo'shdi.
1825 yilda ser Goldsworth Gurney Londondan Bathgacha bo'lgan 171 km uzunlikdagi birinchi yo'lovchi liniyasini tashkil qildi. Shu bilan birga, u patentlangan, bug 'dvigateliga ega bo'lgan vagondan foydalangan. Bu Angliyada g'oyib bo'lgan, ammo Italiya va Frantsiyada keng tarqalgan tezyurar avtomobil vagonlari davrining boshlanishi edi. Bunday transport vositalari o'zining eng yuqori rivojlanishiga 1873 yilda Amédee Balletning "Reverance" ning og'irligi 4500 kg va "Mancel" - yanada ixcham, og'irligi 2500 kg dan sal ko'proq va soatiga 35 km tezlikka erishganida paydo bo'ldi. Ikkalasi ham birinchi "haqiqiy" avtomobillarga xos bo'lgan ishlash texnologiyasining xabarchisi edi. Yuqori tezlikka qaramay bug 'dvigatelining samaradorligi juda kichik edi. Bolle birinchi yaxshi ishlaydigan boshqaruv tizimini patentlagan va u boshqarish va boshqarish elementlarini shu qadar yaxshi joylashtirganki, biz uni bugungi kunda ham asboblar panelida ko'rishimiz mumkin.
Oldindan ko'rish - kattalashtirish uchun bosing.
Ichki yonish dvigatelining rivojlanishidagi ulkan yutuqlarga qaramay, bug 'quvvati hali ham avtomobilning yanada tekis va silliq ishlashini ta'minladi va shuning uchun ko'plab tarafdorlarga ega edi. 1881-yilda 60 km/soat tezlikda ishlaydigan Rapide, 1873-yilda mustaqil g‘ildirak osmali oldingi o‘qga ega bo‘lgan Nouvelle kabi boshqa yengil avtomobillarni yaratgan Bolle singari Leon Chevrolet ham 1887-1907 yillarda bir nechta avtomobillarni ishlab chiqardi. 1889 yilda u tomonidan patentlangan engil va ixcham bug 'generatori. 1883 yilda Parijda asos solingan De Dion-Bouton o'zining birinchi o'n yilida bug'da ishlaydigan avtomobillar ishlab chiqardi va bu borada sezilarli muvaffaqiyatlarga erishdi - uning mashinalari 1894 yilda Parij-Ruen poygasida g'olib chiqdi.
Oldindan ko'rish - kattalashtirish uchun bosing.
Panhard et Levassor kompaniyasining benzindan foydalanishdagi muvaffaqiyati De Dionning ichki yonuv dvigatellariga o'tishiga olib keldi. Aka-uka Bolle otalarining kompaniyasini o'z zimmalariga olishganda, ular ham shunday qilishdi. Keyin Chevrolet o'z ishlab chiqarishini qayta tikladi. Bug 'bilan ishlaydigan mashinalar ufqdan tezroq va tezroq yo'qolib borardi, garchi ular Qo'shma Shtatlarda 1930 yildan oldin foydalanilgan bo'lsa ham. Ayni paytda ishlab chiqarish to'xtadi va bug 'motorlari ixtirosi
Bug 'energiyasidan foydalanish imkoniyatlari bizning eramizning boshida ma'lum edi. Buni qadimgi yunon mexaniki Aleksandriyalik Heron tomonidan yaratilgan Heron aeolipile deb nomlangan qurilma tasdiqlaydi. Qadimgi ixtironi to'pi suv bug'lari oqimining kuchi tufayli aylanadigan bug 'turbinasiga bog'lash mumkin.
17-asrda dvigatellarni ishlatish uchun bug'dan foydalanish mumkin bo'ldi. Ushbu ixtiro uzoq vaqt davomida qo'llanilmadi, lekin u insoniyat taraqqiyotiga katta hissa qo'shdi. Bundan tashqari, bug 'dvigatellarining ixtiro tarixi juda qiziqarli.
Kontseptsiya
Bug 'dvigateli tashqi yonish issiqlik dvigatelidan iborat bo'lib, u suv bug'ining energiyasidan pistonning mexanik harakatini hosil qilish uchun foydalanadi, bu esa o'z navbatida milni aylantiradi. Bug 'dvigatelining kuchi odatda vattlarda o'lchanadi.
Ixtirolar tarixi
Bug 'dvigatellarining ixtiro tarixi qadimgi yunon tsivilizatsiyasining bilimlari bilan bog'liq. Uzoq vaqt davomida hech kim bu davrning asarlaridan foydalanmagan. 16-asrda bug 'turbinasi yaratishga harakat qilindi. Turk fizigi va muhandisi Takiyuddin ash-Shomiy Misrda bu borada ishlagan.
Bu muammoga qiziqish 17-asrda yana paydo bo'ldi. 1629 yilda Jovanni Branka bug 'turbinasining o'z versiyasini taklif qildi. Biroq, ixtirolar katta miqdorda energiya yo'qotdi. Keyingi rivojlanishlar keyinchalik paydo bo'ladigan tegishli iqtisodiy sharoitlarni talab qildi.
Denis Papin bug' mashinasini birinchi bo'lib ixtiro qilgan hisoblanadi. Ixtiro bug 'ta'sirida ko'tariladigan va uning kondensatsiyasi natijasida tushadigan pistonli silindr edi. Savery va Newcomen (1705) qurilmalari bir xil ishlash printsipiga ega edi. Uskunalar qazib olish jarayonida suvni ish joyidan chiqarish uchun ishlatilgan.
Vatt nihoyat 1769 yilda qurilmani yaxshilashga muvaffaq bo'ldi.
Denis Papinning ixtirolari
Denis Papin malakali shifokor edi. Frantsiyada tug'ilgan, 1675 yilda Angliyaga ko'chib o'tgan. U ko'plab ixtirolari bilan mashhur. Ulardan biri bosimli pishirgich bo'lib, u "Papen qozoni" deb nomlangan.
U ikkita hodisa, ya'ni suyuqlikning (suv) qaynash nuqtasi va natijada paydo bo'ladigan bosim o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlay oldi. Buning yordamida u muhrlangan qozon yaratdi, uning ichida bosim ko'tarildi, bu esa suvning odatdagidan kechroq qaynashiga olib keldi va unga joylashtirilgan mahsulotlarni qayta ishlash haroratini oshirdi. Bu pishirish tezligini oshirdi.
1674 yilda tibbiyot ixtirochisi porox dvigatelini yaratdi. Uning ishi shundan iborat ediki, porox silindrda alangalanganda, piston harakatga keldi. Silindrda zaif vakuum hosil bo'ldi va atmosfera bosimi pistonni o'z joyiga qaytardi. Bu holda hosil bo'lgan gazsimon elementlar vana orqali chiqdi, qolganlari esa sovutildi.
1698 yilga kelib Papen xuddi shu printsip bo'yicha poroxda emas, balki suvda ishlaydigan birlik yaratishga muvaffaq bo'ldi. Shunday qilib, birinchi bug' mashinasi yaratildi. G'oya olib kelishi mumkin bo'lgan sezilarli yutuqlarga qaramay, u o'z ixtirochiga katta foyda keltirmadi. Buning sababi shundaki, ilgari boshqa mexanik Savery allaqachon bug 'nasosini patentlagan va o'sha vaqtga qadar bunday agregatlar uchun boshqa dastur ixtiro qilinmagan edi.
Denis Papin 1714-yilda Londonda vafot etdi.U birinchi bugʻ mashinasini ixtiro qilganiga qaramay, muhtojlik va yolgʻizlik ichida bu dunyoni tark etdi.
Tomas Nyukomenning ixtirolari
Angliyalik Nyukomen dividendlar bo'yicha ancha muvaffaqiyatli bo'lib chiqdi. Papin o'z mashinasini yaratganida, Tomas 35 yoshda edi. U Saveri va Papinning ishini sinchkovlik bilan o'rganib chiqdi va ikkala dizaynning kamchiliklarini tushuna oldi. Ulardan u eng yaxshi g'oyalarni oldi.
1712 yilga kelib, shisha va santexnika ustasi Jon Kulli bilan hamkorlikda u o'zining birinchi modelini yaratdi. Bug 'dvigatellarining ixtiro tarixi shunday davom etdi.
Yaratilgan modelni qisqacha quyidagicha tushuntirish mumkin:
- Dizayn Papin singari vertikal silindr va pistonni birlashtirgan.
- Bug'ning yaratilishi Savery mashinasi printsipi asosida ishlaydigan alohida qozonda sodir bo'ldi.
- Bug 'tsilindridagi mahkamlikka piston qoplangan teri tufayli erishildi.
Newcomenning bo'linmasi atmosfera bosimi yordamida minalardan suv ko'tardi. Mashinaning o'lchamlari katta edi va ishlashi uchun ko'p miqdorda ko'mir kerak edi. Ushbu kamchiliklarga qaramay, Nyukomenning modeli yarim asr davomida shaxtalarda ishlatilgan. Bu hatto er osti suvlari bosilishi sababli tashlab ketilgan shaxtalarni qayta ochishga ham ruxsat berdi.
1722-yilda Nyukomenning ixtirosi bor-yo‘g‘i ikki hafta ichida Kronshtadtdagi kemadan suv chiqarish orqali o‘zining samaradorligini isbotladi. Shamol tegirmoni tizimi buni bir yilda amalga oshirishi mumkin.
Mashinaning oldingi versiyalari asosida yaratilganligi sababli, ingliz mexaniki unga patent ololmadi. Dizaynerlar ixtirodan transport vositasini harakatlantirish uchun foydalanishga harakat qilishdi, ammo muvaffaqiyatga erisha olishmadi. Bug 'dvigatellarining ixtiro tarixi shu bilan to'xtamadi.
Vattning ixtirosi
Jeyms Vatt birinchi bo'lib o'lchamlari ixcham, lekin etarlicha kuchli bo'lgan uskunani ixtiro qildi. Bug 'motori o'zining birinchi turi edi. Glazgo universiteti mexaniki 1763 yilda Nyukomenning bug' qurilmasini ta'mirlashni boshladi. Ta'mirlash natijasida u yoqilg'i sarfini qanday kamaytirishni tushundi. Buning uchun silindrni doimiy isitiladigan holatda ushlab turish kerak edi. Biroq, Vattning bug' mashinasi bug'ning kondensatsiyasi muammosi hal qilinmaguncha tayyor bo'lishi mumkin emas edi.
Yechim mexanik kirxonalar yonidan o'tayotganda qozon qopqog'i ostidan bug 'bulutlari chiqayotganini payqadi. U bug'ning gaz ekanligini va u past bosimli silindrda harakatlanishi kerakligini tushundi.
Bug 'tsilindrining ichki qismini moyga namlangan kanop arqon bilan yopishtirib, Vatt atmosfera bosimini bartaraf etishga muvaffaq bo'ldi. Bu oldinga tashlangan katta qadam edi.
1769 yilda mexanik patent oldi, unda bug 'dvigatelidagi dvigatelning harorati har doim bug'ning haroratiga teng bo'ladi. Biroq omadsiz ixtirochi uchun ishlar kutilgandek bo‘lmadi. U qarzlar uchun patentni garovga qo'yishga majbur bo'ldi.
1772 yilda u boy sanoatchi Metyu Bolton bilan uchrashdi. U Vattning patentlarini sotib oldi va qaytardi. Ixtirochi Bolton tomonidan qo‘llab-quvvatlanib, ishga qaytdi. 1773 yilda Vattning bug 'dvigateli sinovdan o'tkazildi va uning hamkasblariga qaraganda ancha kam ko'mir iste'mol qilishini ko'rsatdi. Bir yil o'tgach, uning mashinalari Angliyada ishlab chiqarila boshlandi.
1781 yilda ixtirochi o'zining navbatdagi ijodini - sanoat mashinalarini haydash uchun bug' dvigatelini patentlashga muvaffaq bo'ldi. Vaqt o'tishi bilan bu texnologiyalarning barchasi poezdlar va paroxodlarni bug' yordamida harakatlantirish imkonini beradi. Bu inson hayotini butunlay o'zgartiradi.
Ko'pchilikning hayotini o'zgartirgan odamlardan biri Jeyms Vatt bo'lib, uning bug' dvigateli texnologik taraqqiyotni tezlashtirdi.
Polzunov ixtirosi
Turli xil ish mexanizmlarini quvvatlay oladigan birinchi bug 'dvigatelining dizayni 1763 yilda yaratilgan. Uni Oltoy kon zavodlarida ishlagan rus mexanik I. Polzunov ishlab chiqqan.
Zavod rahbari loyiha bilan tanishib, Sankt-Peterburgdan qurilmani yaratishga ruxsat oldi. Polzunovning bug' mashinasi tan olindi va uni yaratish bo'yicha ish loyiha muallifiga topshirildi. Ikkinchisi qog'ozda ko'rinmaydigan mumkin bo'lgan kamchiliklarni aniqlash va bartaraf etish uchun birinchi navbatda modelni miniatyurada yig'ishni xohladi. Biroq, unga katta, kuchli mashinani qurishni boshlash buyurildi.
Polzunov yordamchilar bilan ta'minlandi, ulardan ikkitasi mexanik jihatdan moyil bo'lib, ikkitasi yordamchi ishlarni bajarishi kerak edi. Bug 'dvigatelini yaratish uchun bir yilu to'qqiz oy kerak bo'ldi. Polzunovning bug' mashinasi deyarli tayyor bo'lganda, u iste'mol bilan kasal bo'lib qoldi. Yaratuvchi birinchi sinovlardan bir necha kun oldin vafot etdi.
Mashinadagi barcha harakatlar avtomatik ravishda amalga oshirildi; Bu 1766 yilda Polzunov shogirdlari so'nggi sinovlarni o'tkazganda isbotlangan. Oradan bir oy o‘tib jihozlar ishga tushirildi.
Mashina nafaqat sarflangan pulni qopladi, balki egalariga foyda keltirdi. Kuzga kelib, qozondan suv oqdi va ish to'xtadi. Agregatni ta'mirlash mumkin edi, lekin zavod rahbariyati bunga qiziqmadi. Mashina tashlab ketilgan va o'n yil o'tgach, keraksiz deb demontaj qilingan.
Ishlash printsipi
Butun tizimni ishlatish uchun bug 'qozoniga ehtiyoj bor. Olingan bug 'kengayib, pistonni bosadi, natijada mexanik qismlar harakatlanadi.
Quyidagi rasm yordamida ishlash printsipini yaxshiroq o'rganish mumkin.
Tafsilotlarga kirmasdan, bug 'dvigatelining ishi bug'ning energiyasini pistonning mexanik harakatiga aylantirishdir.
Samaradorlik
Bug 'dvigatelining samaradorligi yoqilg'i tarkibidagi sarflangan issiqlik miqdoriga nisbatan foydali mexanik ishlarning nisbati bilan belgilanadi. Issiqlik sifatida atrof-muhitga chiqarilgan energiya hisobga olinmaydi.
Bug 'dvigatelining samaradorligi foiz sifatida o'lchanadi. Amaliy samaradorlik 1-8% ni tashkil qiladi. Agar kondensator mavjud bo'lsa va oqim yo'li kengaytirilsa, bu ko'rsatkich 25% gacha oshishi mumkin.
Afzalliklar
Bug 'uskunasining asosiy afzalligi shundaki, qozon yoqilg'i sifatida har qanday issiqlik manbasini, ham ko'mir, ham uranni ishlatishi mumkin. Bu uni ichki yonish dvigatelidan sezilarli darajada ajratib turadi. Ikkinchisining turiga qarab, ma'lum turdagi yoqilg'i talab qilinadi.
Bug 'dvigatellarining ixtiro tarixi bugungi kunda ham sezilarli bo'lgan afzalliklarni ko'rsatdi, chunki yadro energiyasi bug' ekvivalenti uchun ishlatilishi mumkin. Yadro reaktorining o'zi o'z energiyasini mexanik ishga aylantira olmaydi, lekin u katta miqdorda issiqlik ishlab chiqarishga qodir. Bu mashinani harakatga keltiradigan bug 'hosil qilish uchun ishlatiladi. Quyosh energiyasidan ham xuddi shunday foydalanish mumkin.
Bug 'bilan harakatlanuvchi lokomotivlar yuqori balandliklarda yaxshi ishlaydi. Ularning ish samaradorligi tog'larda past atmosfera bosimidan aziyat chekmaydi. Lotin Amerikasi tog'larida lokomotivlardan hozirgacha foydalaniladi.
Avstriya va Shveytsariyada quruq bug'da ishlaydigan lokomotivlarning yangi versiyalari qo'llaniladi. Ular ko'plab yaxshilanishlar tufayli yuqori samaradorlikni namoyish etadilar. Ular parvarish qilishni talab qilmaydi va yoqilg'i sifatida engil neft fraktsiyalarini iste'mol qiladi. Iqtisodiy ko'rsatkichlar bo'yicha ular zamonaviy elektrovozlar bilan taqqoslanadi. Shu bilan birga, bug 'lokomotivlari dizel va elektrovozlarga qaraganda ancha engildir. Bu tog'li hududlarda katta afzallik.
Kamchiliklar
Kamchiliklarga, birinchi navbatda, past samaradorlik kiradi. Bunga dizaynning kattaligi va past tezlikni qo'shish kerak. Bu, ayniqsa, ichki yonuv dvigateli paydo bo'lgandan keyin sezilarli bo'ldi.
Ilova
Bug 'dvigatelini kim ixtiro qilgani allaqachon ma'lum. Ular qayerda ishlatilganligini aniqlash uchun qoladi. Yigirmanchi asrning o'rtalariga qadar sanoatda bug' dvigatellari ishlatilgan. Ular temir yo'l va bug 'transportida ham foydalanilgan.
Bug 'dvigatellarini boshqaradigan zavodlar:
- shakar;
- mos kelish;
- qog'oz tegirmonlari;
- to'qimachilik;
- oziq-ovqat korxonalari (ba'zi hollarda).
Bug 'turbinalari ham ushbu uskunaga tegishli. Elektr generatorlari hali ham ularning yordami bilan ishlaydi. Dunyodagi elektr energiyasining qariyb 80% bug 'turbinalari yordamida ishlab chiqariladi.
Bir vaqtlar bug 'dvigatelida ishlaydigan turli xil transport turlari yaratilgan. Ba'zilari hal qilinmagan muammolar tufayli ildiz otmagan, boshqalari esa bugungi kunda ishlashda davom etmoqda.
Bug' bilan ishlaydigan transport:
- avtomobil;
- traktor;
- ekskavator;
- samolyot;
- lokomotiv;
- kema;
- traktor.
Bu bug 'dvigatellarining ixtiro tarixi. Keling, 1902 yilda yaratilgan Serpolle poyga avtomobilining muvaffaqiyatli namunasini qisqacha ko'rib chiqaylik. U quruqlikda soatiga 120 km tezlikka erishib, jahon rekordini o'rnatdi. Shuning uchun bug'li mashinalar elektr va benzinli hamkasblari bilan raqobatbardosh edi.
Shunday qilib, 1900 yilda AQShda eng ko'p bug' dvigatellari ishlab chiqarilgan. Ular yigirmanchi asrning o'ttizinchi yillariga qadar yo'llarda topilgan.
Ushbu turdagi transportning aksariyati samaradorligi ancha yuqori bo'lgan ichki yonuv dvigateli paydo bo'lgandan keyin mashhur bo'lib qoldi. Bunday mashinalar tejamkorroq edi, shu bilan birga engil va tez edi.
Steampunk bug' dvigatellari davrining tendentsiyasi sifatida
Bug 'dvigatellari haqida gapirganda, men mashhur tendentsiya - steampunkni eslatib o'tmoqchiman. Bu atama ikkita inglizcha so'zdan iborat - "steam" va "protest". Steampunk - 19-asrning ikkinchi yarmida Viktoriya davridagi Angliyada bo'lgan ilmiy fantastika turi. Tarixda bu davr ko'pincha Steam davri deb ataladi.
Barcha asarlarning o'ziga xos xususiyati bor - ular 19-asrning ikkinchi yarmidagi hayot haqida hikoya qiladi, hikoya qilish uslubi H. G. Uellsning "Vaqt mashinasi" romanini eslatadi. Hikoyalar shahar manzaralari, jamoat binolari va texnologiyani tasvirlaydi. Havo kemalari, qadimiy avtomobillar va g'alati ixtirolarga alohida o'rin beriladi. Barcha metall qismlar perchinlar bilan mahkamlangan, chunki payvandlash hali ishlatilmagan.
"Steampunk" atamasi 1987 yilda paydo bo'lgan. Uning mashhurligi "Farq mexanizmi" romanining paydo bo'lishi bilan bog'liq. U 1990 yilda Uilyam Gibson va Bryus Sterling tomonidan yozilgan.
21-asrning boshlarida ushbu yo'nalishda bir nechta mashhur filmlar chiqarildi:
- "Vaqt mashinasi";
- "Favqulodda janoblar ligasi";
- "Van Xelsing".
Stempunkning peshqadamlari Jyul Vern va Grigoriy Adamovning asarlarini o'z ichiga oladi. Ushbu tendentsiyaga qiziqish vaqti-vaqti bilan hayotning barcha sohalarida - kinodan kundalik kiyimgacha namoyon bo'ladi.
Bug 'dvigatellarining tarixi milodiy 1-asrga borib taqaladi, o'sha paytda Aleksandriyalik Heron aeolipileni birinchi marta tasvirlab bergan. Oradan 1500 yildan ko‘proq vaqt o‘tib, ya’ni 1551 yilda usmonli olimi Takiyuddin ash-Shamiy bug‘ bilan boshqariladigan ibtidoiy turbinalarni ta’riflagan, 1629 yilda esa xuddi shunday kashfiyotni Jovanni Branka qilgan. Bu qurilmalar bug'da qovurilgan shish yoki kichik uzatish mexanizmlari edi. Asosan, bunday dizaynlar ixtirochilar tomonidan bug'ning kuchini va uni e'tiborsiz qoldirmaslik kerakligini isbotlash uchun ishlatilgan.
1700-yillarda konchilar katta muammoga duch kelishdi: chuqur konlardan suv chiqarish. Xuddi shu bug'ning kuchi yordamga keldi. Bug 'energiyasidan foydalanib, shaxtalardan suv chiqarish mumkin edi. Ushbu dastur bug'ning potentsial quvvatini ochib berdi va bug 'dvigatelining ixtiro qilinishiga olib keldi. Keyinchalik bug 'elektr stansiyalari paydo bo'ldi. Bug 'dvigatellari ishlaydigan asosiy printsip "qisman vakuum hosil qilish uchun suv bug'ining kondensatsiyasi" dir.
Tomas Severi va birinchi sanoat dvigatellari
Tomas Severi birinchi bo'lib 1698 yilda bug 'nasosini ixtiro qildi, u suvni pompalash uchun mo'ljallangan edi. Ushbu ixtiro ko'pincha "o't o'chirish mashinasi" yoki "suvni olov bilan ko'tarish" uchun vosita deb ataladi. Severi tomonidan patentlangan bug 'nasosi to'liq bug'ga aylanmaguncha qaynoq suv bilan ishladi. Keyin bug'ning har bir tomchisi tankga ko'tarildi va dastlab suv bo'lgan idishda vakuum hosil bo'ldi. Bu vakuum chuqur shaxtalardan suv chiqarish uchun ishlatilgan. Ammo yechim vaqtinchalik bo'lib chiqdi, chunki bug 'energiyasi faqat bir necha metr chuqurlikdan suv chiqarish uchun etarli edi. Ushbu dizaynning yana bir kamchiligi tankga tortilgan suvni chiqarish uchun bug 'bosimidan foydalanish edi. Qozonxonalar uchun bosim juda yuqori bo'lib, bir qator kuchli portlashlarga sabab bo'ldi.
Past bosimli mashinalar
Newcomenning bug 'dvigatellariga xos bo'lgan yuqori ko'mir iste'moli Jeyms Vattning yangiliklari tufayli kamaydi. Past bosimli mashina tsilindri termal himoya, alohida kondensator va kondensatsiyalangan suv uchun drenaj mexanizmi bilan jihozlangan. Shunday qilib, past bosimli mashinalarda ko'mir iste'moli 50% dan ko'proq kamaydi.
Ivan Polzunov va birinchi ikki silindrli bug 'dvigateli
Rossiyadagi birinchi bug 'dvigatelini Ivan Polzunov ixtiro qilgan. Uning ikki silindrli bug 'dvigateli aspiratsiyali ingliz dvigatellariga qaraganda kuchliroq edi. Ular 24 kVt quvvatga erishdilar. Barnaul muzeyida Polzunovning ikki silindrli bugʻ mashinasining maketi namoyish etilgan.
Tomas Nyukomenning bug' dvigateli
1712 yilda Tomas Nyukomen amaliy nuqtai nazardan juda muvaffaqiyatli bo'lgan bug 'dvigatelini ixtiro qildi. Uning modeli suv nasosini haydash uchun ulkan yog'och blokni boshqaradigan piston yoki silindrdan iborat edi. Mashinada orqaga qaytish zarbasi tortishish kuchi bilan boshqarildi, bu esa blokning uchini nasos tomondan pastga tushirdi. Newcomen mashinasi 50 yil davomida faol ishlatilgan. Keyin u samarasiz deb topildi, chunki u faol ishlash uchun juda ko'p energiya talab qiladi. Tsilindrni isitish kerak edi, chunki u doimo soviydi, buning natijasida juda ko'p yoqilg'i yoqildi.
Jeyms Vatt tomonidan yaxshilanishlar
Jeyms Vatt asl dizaynga alohida kondensatorni kiritish orqali bug 'dvigatellarining rivojlanish tarixida haqiqiy inqilob qildi. U bu yangilikni 1765 yilda kiritgan. Ammo faqat 11 yil o'tgach, sanoat miqyosida foydalanish mumkin bo'lgan dizaynga erishish mumkin edi. Vattning g'oyasini amalga oshirishdagi eng katta muammo kerakli miqdordagi vakuumni ushlab turish uchun ulkan piston yaratish texnologiyasi edi. Ammo texnologiya tez orada katta muvaffaqiyatlarga erishdi va patent etarli mablag 'olishi bilanoq, Vattning bug' dvigateli temir yo'llar va kemalarda faol qo'llanila boshlandi. Qo'shma Shtatlarda 1897 yildan 1927 yilgacha 60 000 dan ortiq avtomobil bug' dvigatellari bilan ishlagan.
Yuqori bosimli mashinalar
1800 yilda Richard Trevitik yuqori bosimli bug 'dvigatellarini ixtiro qildi. Oldin ixtiro qilingan barcha bug 'dvigatellari dizaynlari bilan solishtirganda, bu variant eng kuchli edi. Ammo Oliver Evans tomonidan taklif qilingan dizayn haqiqatan ham muvaffaqiyatli bo'ldi. Bu vakuum hosil qilish uchun bug'ni kondensatsiya qilish o'rniga dvigatelni bug' bilan ta'minlash g'oyasiga asoslangan edi. Evans 1805 yilda birinchi yuqori bosimli, kondensatsiyalanmaydigan bug' dvigatelini ixtiro qildi. Mashina statsionar edi va daqiqada 30 aylanishni ishlab chiqdi. Ushbu mashina dastlab arra haydash uchun ishlatilgan. Bunday mashinalar to'g'ridan-to'g'ri suv ombori ostiga qo'yilgan issiqlik manbai bilan isitiladigan ulkan suv omborlari tomonidan qo'llab-quvvatlangan, bu esa kerakli miqdordagi bug'ni samarali ishlab chiqarish imkonini berdi.
Tez orada bu bug 'dvigatellari motorli qayiqlarda va temir yo'llarda, mos ravishda 1802 va 1829 yillarda keng qo'llanila boshlandi. Deyarli yarim asr o'tgach, birinchi bug'li mashinalar paydo bo'ldi. Charlz Algernon Parsons 1880 yilda birinchi bug 'turbinasini ixtiro qildi. 20-asr boshlariga kelib bugʻ dvigatellari avtomobil va kemasozlikda keng qoʻllanila boshlandi.
Cornish bug 'dvigatellari
Richard Trevetik Vatt tomonidan ixtiro qilingan bug 'nasosini yaxshilashga harakat qildi. Trevetik tomonidan ixtiro qilingan Kornish qozonlarida foydalanish uchun o'zgartirildi. Kornish bug 'dvigatelining samaradorligi Uilyam Sims, Artur Vulf va Samuel Grouz tomonidan sezilarli darajada yaxshilandi. Yangilangan Cornish bug 'dvigatellari samaradorlikni oshirish uchun izolyatsiyalangan quvurlar, dvigatel va qozonlardan iborat edi.
Bilan aloqada
