История паровой машины

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Создание мотора

2. Газовые термические движки

Заключение

Литература

Приложение

Введение

Первым механическим движком, нашедшим практическое применение, была паровая машина. Сначала она предназначалась для использования в заводском производстве, но позже паровой двигатель стали устанавливать на самодвижущихся машинах — паровозах, пароходах, автомобилях и тракторах.

Над внедрением пара в качестве рабочего тела люди думали еще в глубочайшей древности, но только на рубеже 17 — 18 веков удалось отыскать метод создавать полезную работу при помощи пара. Пар приводил в действие насос, качавший воду в резервуар. Вытекая из резервуара и падая на водяное колесо, вода заставляла его крутиться. Водяное колесо, в свою очередь, приводило в движение заводские механизмы и машины. Таким макаром, и после изобретения парового насоса конкретным движком рабочих машин оставалось водяное колесо. Прошло еще много времени, до того как любознательный человечий мозг сделал надежный двигатель, способный конкретно приводить в действие различные машины и механизмы. Прошло более чем два столетия, до того как появился двигатель, ставший одной из предпосылок возникновения нового вида боевых машин — танков.

1. Создание мотора

1-ая попытка поставить пар на службу человеку была предпринята в Великобритании в 1698 году: машина Сэйвери предназначалась для осушения шахт и перекачивания воды. Сам изобретатель именовал ее «огневой машиной» и обширно разрекламировал как «друга шахтеров». Для получения пара, приводившего машину в действие, требовался огнь, но изобретение Сэйвери еще не было движком в полном смысле этого слова, так как не считая нескольких клапанов, открывавшихся и закрывавшихся вручную, в нем не имелось подвижных частей.

Машина Сэйвери работала последующим образом: поначалу герметичный резервуар заполнялся паром, потом наружняя поверхность резервуара охлаждалась прохладной водой, отчего пар конденсировался, и в резервуаре создавался частичный вакуум. После чего вода — к примеру со дна шахты — засасывалась в резервуар через заборную трубу и после впуска очередной порции пара выбрасывалась наружу через выпускную. Потом цикл повторялся, но воду можно было подымать только с глубины наименее 10,36 м, так как в реальности ее выталкивало атмосферное давление.

1-ая успешная паровая машина с поршнем была построена французом Дени Папеном, чье имя почаще ассоциируется с изобретением автоклава, который имеется сейчас фактически в каждом доме в виде кастрюли-скороварки.

В 1674 году Папен выстроил пороховой двигатель, принцип деяния которого основывался на воспламенении в цилиндре пороха и перемещении поршня снутри цилиндра под воздействием пороховых газов. Когда излишек газов выходил из цилиндра через особый клапан, а оставшийся газ охлаждался, в цилиндре создавался частичный вакуум, и поршень ворачивался в начальное положение под действием атмосферного давления.

Машина была не очень успешной, но она навела Папена на идея поменять порох водой. И в 1698 году он выстроил паровую машину (в том же году свою «пламенную машину» выстроил и британец Сэйвери). Вода грелась снутри вертикального цилиндра с поршнем снутри, и образовавшийся пар толкал поршень ввысь. Когда пар охлаждался и конденсировался, поршень опускался вниз под действием атмосферного давления. Таким макаром, средством системы блоков паровая машина Папена могла приводить в действие разные механизмы, к примеру насосы.

Услышав о паровой машине Папена, Томас Ньюкомен, который нередко бывал на шахтах в Вест Кантри, где он работал кузнецом, и лучше чем кто-либо другой осознавал, как необходимы отличные насосы для предотвращения затопления шахт, соединил усилия с водопроводчиком и стекольщиком Джоном Калли в попытке выстроить более совершенную модель. Их 1-ая паровая машина была установлена на угольной шахте в Стаффордшире в 1712 году. Как и в машине Папена, поршень передвигался в вертикальном цилиндре, но в целом машина Ньюкомена была существенно более совершенной. Чтоб устранить зазор меж цилиндром и поршнем, Ньюкомен закрепил на торце последнего гибкий кожаный диск и налил на него незначительно воды.

Пар из котла поступал в основание цилиндра и поднимал поршень ввысь. Но при впрыскивании в цилиндр прохладной воды, пар конденсировался, в цилиндре создавался вакуум, и под воздействием атмосферного давления поршень опускался вниз. Этот оборотный ход удалял воду из цилиндра и средством цепи, соединенной с коромыслом, двигавшимся наподобие качелей, поднимал ввысь шток насоса. Когда поршень находился в нижней точке собственного хода, в цилиндр опять поступал пар, и при помощи противовеса, закрепленного на штоке насоса либо на коромысле, поршень подымался в начальное положение. После чего цикл повторялся.

Машина Ньюкомена оказалась на уникальность успешной и использовалась по всей Европе более 50 лет. В 1740 году машина с цилиндром длиной 2,74 м и поперечником 76 см за один денек делала работу, которую бригады из 25 человек и 10 лошадок, работая посменно, ранее делали за неделю. В 1775 году еще большая машина, построенная Джоном Смитоном (создателем Эддистоунского маяка), за две недели осушила сухой док в Кронштадте (Наша родина). Ранее с внедрением больших ветряков на это уходил целый год.

И все же, машина Ньюкомена была далека до совершенства. Она преобразовывала в механическую энергию всего только около 1 % термический энергии и, как следствие, пожирала неограниченное количество горючего, что, вобщем, не имело особенного значения, когда машина работала на угольных шахтах.

В целом машины Ньюкомена сыграли гигантскую роль в сохранении угольной индустрии: с помощью их удалось возобновить добычу угля в почти всех затопленных шахтах.

Проект первой в мире паровой машины, способной конкретно приводить в действие любые рабочие механизмы, предложил 25 апреля 1763 года российский изобретатель И. И, Ползунов, механик на Колывано-Воскресенских горнорудных заводах Алтая.(рис см в Приложении). Проект попал на стол к начальнику заводов, который одобрил его и отослал в Петербург, откуда скоро пришел ответ: «…Сей его вымысл за новое изобретение почесть должно». Паровая машина Ползунова получила признание.

Ползунов предлагал выстроить сначала маленькую машину, на которой можно было бы выявить и убрать все недочеты, неминуемые в новеньком изобретении. Заводское начальство с этим не согласилось и решило строить сходу гигантскую машину для сильной воздуходувки. Постройку машины поручили Ползунову, в помощь которому были выделены «не понимающие, но только одну склонность к тому имеющие из местных мастеровых двое» да еще несколько подсобных рабочих.

С этим «штатом» Ползунов приступил к постройке собственной машины. Строилась она год и девять месяцев. Когда машина уже прошла 1-ое испытание, изобретатель захворал скоротечной чахоткой и за некоторое количество дней до оканчивающих испытаний погиб.

23 мая 1766 года ученики Ползунова Левзин и Черницын одни приступили к последним испытаниям паровой машины. В «Дневной записке» от 4 июля было отмечено «исправное машинное действие», а 7 августа 1766 года вся установка — паровая машина и мощная воздуходувка — была сдана в эксплуатацию.

Всего за три месяца работы машина Ползунова не только лишь оправдала все издержки на ее постройку в сумме 7233 рублей 55 копеек, да и отдала чистую прибыль в 12640 рублей 28 копеек.

10 ноября 1766 года котел отдал течь, и машина тормознула. Невзирая на то, что эту неисправность можно было просто убрать, заводское начальство, не заинтересованное в механизации, забросило творение Ползунова.

В течение следующих 30 лет машина бездействовала, а в 1779 году тогдашние управители алтайских заводов дали распоряжение машину разобрать, «находящуюся при оной фабрику разломать и лес употребить на что годен будет».

Приблизительно в это время в Великобритании над созданием паровой машины работал шотландец Джеймс Уатт.

Начиная с 1763 года он занимался усовершенствованием малоэффективной пароатмосферной машины Ньюкомена, которая, в общем-то, годилась только для перекачивания воды. Ему было ясно, что основной недочет машины Ньюкомена состоял в попеременном нагревании и охлаждении цилиндра. Каким же образом избежать этого? Ответ пришел к Уатту воскресным вешним деньком 1765 года. Он сообразил, что цилиндр может повсевременно оставаться жарким, если до конденсации отводить пар в отдельный резервуар через трубопровод с клапаном. Более того, цилиндр может оставаться жарким, а конденсор прохладным, если снаружи их покрыть теплоизоляционным материалом. Не считая того Уатт сделал еще несколько усовершенствований, совсем превративших пароатмосферную машину в паровую. В 1768 году он подал прошение о патенте на свое изобретение. Патент он получил, но выстроить паровую машину ему длительно не удавалось. И исключительно в 1776 году паровая машина Уатта была, в конце концов, построена и удачно прошла испытание. Она оказалась в два раза эффективнее машины Ньюкомена.

В 1782 году Уатт сделал новейшую восхитительную машину — первую универсальную паровую машину двойного деяния. Крышку цилиндра он оснастил придуманным незадолго до того сальником, который обеспечивал свободное движение штока поршня, но предотвращал утечку пара из цилиндра. Пар поступал в цилиндр попеременно то с одной стороны поршня, то с другой. Потому поршень совершал и рабочий и оборотный ход при помощи пара, чего не было в прежних машинах.

Так как в паровой машине двойного деяния шток поршня совершал тянущее и толкающее действие, прежнюю приводную систему из цепей и коромысла, которая реагировала лишь на тягу, пришлось переработать. Уатт разработал систему связанных тяг и применил планетарный механизм для преобразования возвратно-поступательного движения штока поршня во вращательное движение, использовал тяжкий маховик, центробежный регулятор скорости, дисковый клапан и манометр для измерения давления пара.

Патентованная Уаттом «ротативная паровая машина» поначалу обширно применялась для приведения в действие машин и станков прядильных и ткацких фабрик, а позднее и других промышленных компаний. Таким макаром, паровая машина Уатта стала изобретением века, положившим начало промышленной революции.(рис см. в Приложении).

В 1785 году одна из первых машин Уатта была установлена в Лондоне на пивоваренном заводе Сэмюэла Уитбреда для размалывания солода. Машина делала работу заместо 24 лошадок. Поперечник ее цилиндра приравнивался 63 см, рабочий ход поршня составлял 1,83 м, а поперечник маховика достигал 4,27 м. Машина сохранилась до наших дней, и сейчас ее можно узреть в действии в сиднейском музее «Пауэрхауз».

двигатель Уатта годился для хоть какой машины, и этим не замедлили пользоваться изобретатели самодвижущихся устройств.

2. Газовые термические движки

В 1816 г. пастор Роберт Стирлинг получил патент на «машину, которая производит движущую силу средством нагретого воздуха». В 1827 г. и 1840 гг. он получил еще два патента на улучшенные варианты собственный машины. Р.Стирлинг занимал министра по делам церкви Шотландии. Изготовка движков Стирлинга началось в 1818г. Они приводили в действие водяные насосы, воздуходувки и станки на маленьких фабриках, где не годились массивные паровые машины. Кинематическая схема измененного мотора Стирлинга приведена на риг. 1.

Рис. 1 Схема мотора Стирлинга

двигатель состоит из рабочего и теплообменного цилиндров соединенных трубкой. В цилиндрах передвигаются соответсвенно рабочий и вытеснительный поршни, связанные шатунами, ползуном и штоком. Шатуны одеты на палец кривошипа, который находится на одном валу с маховиком. Источник тепла нагревает газ в правой части теплообменного цилиндра. Газ разширяется ичерез трубку оказывает давлением на рабочий поршень. Поршень опускается, толкает шатун и поворачиает маховик. При всем этом сразу в право двигатеся вытеснительный поршень. Он теснит газ из нагревающейся части теплообменного цилиндра в его прохладную часть, которая имеет охлаждающееся оребрение. Теплообменный поршень заполнен теплоизолирующим материалом. Газ остывает, создавая оборотное усилие на рабочий поршень, поршень движется вверх и цикл повторяется с начала. Есть вариант мотора в цилиндре которого устанавливались один над другим два поршня: вытеснитель и рабочий поршень. Вытеснитель разделяет полость над рабочим поршнем на две части «жаркую» — расположенную меж вытеснителем и торцом цилиндра и «прохладную» — заключенную меж поршнями. Обе части полости сообщаются меж собой через перепускную магистраль, в какой поочередно установлены холодильник, примыкающий к «прохладной» полости, регенератор и нагреватель, примыкающий к «жаркой» полости. Задачка вытеснителя состоит в перемещении рабочего тела из «жаркой» полости в «прохладную» и, напротив, через перепускную магистраль. Поршни в цилиндре движутся попеременно, и их мертвые точки сдвинуты. двигатель Стирлинга в первый раз содержал теплообменник для регенерации тепла отработавшего жаркого воздуха — регенератор . Существовавшие в то время материалы очень ограничивали уровень рабочих температур и давлений, что для мотора Стирлинга было очень принципиально. Роберт Стирлинг выразил надежду, что препятствия, которые появляются из-за отсутствия соответственных материалов с течением времени будут устранены. Он оказаля прав. В 20 веке о движке вспомнили опять. В текущее время этот двигатель считается многообещающим.

В 1837 г. бал патентован очередной двигатель на жарком воздухе, получивший заглавие «калорический двигатель». Его изобретатель Джодж Кейли сделал его как аналог паровой машины. У этого мотора был котел, в каком в отличии от паровой машины не испаряли воду, а нагревали сжатый воздух. При всем этом часть сжатого воздуха использовалась в котле ( в нем сжигали горючее), потом обе части соединяли, потому, строго говоря, рабочи телом служил не незапятнанный воздух, а его смесь с продуктами сгорания, С жатый воздух получали в поршневом компрессоре, Меж компрессором и котлом устанавливался управляемый золотник, с помощью которго производилось рассредотачивание воздуха на два потока: в топку ( в качестве окислителя) и на смешение. Котел, не считая того, был оснащен устройством для загрузки угля и для перекрытия клапанов на время загрузки. Тесты двухцилиндрового эталона такового мотора проявили его работоспособность, но КПД составлял всего около 8%.

В 1852 г. появился двигатель шведского изобретателя Эриксона и вызвал в то время огромные ожидания. Рабочий цилиндр мотора устанавливался вертикально, и под ним была топка. Компрессорный цилиндр располагался сверху над рабочим. Рабочий цилиндр через выхлопное окно соединялся с теплообменником, а теплообменник имел два попеременно перекрываемых патрубка: 1-ый для сообщения с атмосферой и 2-ой для ссобщения с нагнетательным клапном компрессороного цилиндра. Поглощающий клапан компрессора был открыт в атмосферу. Когда в топке разводили огнь, воздух в рабочем цилиндре грелся и поднимал рабочий поршень. При собственном перемещении этот поршень передавал усилие на механизм отбора мощности и сразу перемещал поршень компрессора, сжимая находившийся в компрессорном цилиндре воздух. Заием раскрывалось выхлопное окно и отработаший жаркий воздух из рабочего цилиндра выпускался в атмосферу через теплообменник. Теплообменник был заполнен медной сетью, и выходящий воздух нагревал эту сетку, отдавая ей тепло, не использованное в рабочем цилиндре. Потом в рабочий цилиндр через теплообменник начинал поступать сжатый воздух из компрессора. Проходя через ячейки сетки, этот воздух грелся запасенным в ней теплом. После того как рабочий цилиндр наполнялся, механизм отбора мощности опускал поршень, сжимая заряд, и цикл повторялся. К огорчению двигатель Эриксона по мощности и по экономичности уступал паровым машинам.

Ж. Хотфейл (1678-1682гг.) и Х.Гюйгенс (1681г.) предлагали так именуемый атмосферный двигатель, у которого поршень подымался взрывом пороха ввысь и фиксировался. После остывания товаров сгорания под поршнем создавалось разрежение, У мотора Гюйгенса под действием атмосферного давления поршень опускался, совершая полезную работу. У мотора Готфейльда разряжение в подпоршневой полости использовалось для всасывания воды, а после того как поршень переставали задерживать, он, опускаясь теснил воду. Это была видимо 1-ая попытка использовать товаров сгорания конкретно для производства работы.

Решение задачки использования товаров сгорания лежало на пути поисков соответственного горючего.

Братья Клод и Жозеф Нисефор Ньепсы в 1794 г. начали поиски такового горючего. Братья писали так : «Занимаясь разыскиванием физической (природной) силы, которая могла сравниться с силой паровых машин и при всем этом не добивалась таких массивных устройств, а в особенности не поглащала столько горючего, мы представили, что нашим требованиям мог бы удовлетворить расширяемый огнем атмосферный воздух. Но потому что воздух, судя по произведенным до сего времени наблюдениям, разрежается очень слабо, даже при высочайшей температуре, то мы представили для себя, что исли он будет в один момент пронизан в замкнутом объеме пламенем очень горючего вещества, размельченного в очень маленький порошок и растерянного по всему объему этого сосуда, то он разовьет гараздо огромную энергию и произведет нечто вроде взрыва, соразмерного сопротивлению тех препятствий, которые он должен преодолеть». В качестве такового порошка братья на первых порах применили ликоподий — семечки спорового растения плауна. Но сбор спор плауна очень ограничен. Собственный двигатель братья окрестили «пироэолофор». Сведения об устройстве этого мотора очень небогаты. В 1816 г. братья начинают использовать нефть и строят опытнейшее судно на Сене под Парижем. Но деньги братьев иссекают. Скоро Клод погиб, а Нисефор забросил пирэолофор и сосредоточился на фото, что и принесло ему славу.

Француз Филип Лебон нашел, что при высочайшей температуре без доступа воздуха дерево выделяет горючий газ. Из последующих опытов он удостоверился, что таковой же , но в еще огромных количествах выделяет каменный уголь. В 1799 г. он получает патент на светильный газ, но никто не интересуется его изобретением. Тогда Лебон на собственные средства оборудует систему газового освещения одной из парижских гостинниц. И такая приятная демонстрация помогает ему получить правительственную концессию. Получив газообразное горючее, Лебон также сообразил, что его можно умеренно распределить в воздухе и получить поле воспламенения однородную массу, подобно пару. Он в 1801 г. берет патент, являющийся развитием основного и содержащий описание мотора на светильном газе. Лебон проедлагал сжимать светильный газ и воздух отдельными насосами и соединять их в специальной камере. Потом смесь подавалась в рабочий цилиндр, где воспламенялась и расширялась. двигатель был двойного деяния.

Работы Ньепсов и идеи Лебона не получили подабающего развития по той причине, паровая машина сначала 19 века фактически только начинала собственный победный ход в качестве универсального мотора.

1-ая официально зарегестрированная попытка сотворения мотора внутреннего сгорани (ДВС) была изготовлена практически сразу с началом работ братье Ньепсов. В 1794 г. изобретатель Роберт Стрит получил в Великобритании патент на атмосферный двигатель, работающий на продуктах сгорания горючей воды (терпентин либо спирт). Жидкость наливалась на дно вертикального цилиндра, при нагреве испарялась, и ее пары смешивались с воздухом. После воспламенения горючей консистенции продукты ее сгорания поднимали поршень и совершали работу.

Были предложения использовать водород в 1820г. британцем Сесиль. В 1841 г. изобретатель Джеймс Джонстон получил в Великобритании патент на двигатель, работающий на консистенции водорода с кислородом. Продукты сгорания, охлаждались, конденсировались, и и поршень передвигался атмосферным воздухом. Но как понятно, применение водорода в качестве горючего связано с трудностями его транпортировки и хранения.

Есть сведения о том, что изобретатель Самуэль Браун выстроил и получи два патента в Великобритании 1823 г. бензиновый двигатель на светильном газе. Это был атмосферный двигатель. Разряжение в цилиндре достигалось тем, 100 после выпуска товаров сгорания остаток газов в цилиндре охлаждался. Цилиндр был оснащен водяной рубахой. Воспламенение производилось в мертвой точке открытым пламенем.

В 1833 г. изобретатель Вельмант Райт получает в Великобритании патент, в каком обсуждено остывание цилиндров при помощи водяной рубахи в движке двойного деяния.

В 1938 г. в Великобритании выдан патент В.Бартнеру, согласно которому газ и воздух за ранее сжимают в отдельных цилиндрах, а смесь перед воспламенением дожимают в рабочем цилиндре. Воспламенение должно бало выполняться в мертвой точке при помощи раскаленной губчатой пластинки либо же пламенем через золотник.

Есть сведения еще об одном работавшем движке. Этот двигатель выстроил и запатентовал в 1842 г. Дрейк. Всасывание консистенции происходило на первой половине хода и зажигание было калильным от раскаленной металлической трубки, сообщающейся с цилиндром посреди хода поршня. Регулирование было высококачественным и производилось с помощью центробежного регулятора. Позже двигатель был адаптирован для работы на керосине.

В 1854 г. Барзани и Матеукки получили британский патент , а потом и французкий патент на атмосферный двигатель со свободным поршем. Смесь светильного газа с воздухом воспламенялась под поршнем электронной искрой, и давление товаров сгорания поднимало свободный поршень ввысь. За счет остывания под поршнем создавалось разряжение, под действием атмосферного давления поршень опускался и прикрепленная к его штоку рейка приводила во вращение вал с маховиком. Впускные и выпукные клапаны управлялись от вала.

В 1858 г. Дегеран получил французкий патент на газовый двигатель со сжатием горючей консистенции в рабочем цилиндре.

24 января 1860 г. был выдан патент французкому инженеру Ленуару. Но двигатель строился ранее. Машина была двойного деяния с золотниковым рассредотачиванием рабочего тела: нижний золотник обеспечивал последовательную подачу воздуха и газа в полости цилиндра, расположенные по различные стороны поршня, верхний золотник обеспечивал последовательный выпуск отработавших товаров сгорания из этих полостей. Ленуар принял меры, чтоб газ и воздух до попадания в цилиндр не смешивались (к золотнику они подводились по отдельным каналам). Всасывание консистенции происходило приблизительно до половины хода, после этого золотник перекрывал впускное окно и смесь воспламенялась электронной искрой. Давление спаленной консистенции росло и действовало на поршень, производя работу расширения. После окончания расширения 2-ой золотник соединял цилиндр с выхлопной трубой и поршень теснил отработавшие газы. Цикл замыкался.

На глобальной выставке в Париже 1867 г. германский коммерсант Николаус Август Отто представил новый газовый двигатель, который он сделал в содружестве с инженером Эйгеном Лангеном. Цилиндр был вертикальным, повдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом отбора мощности. двигатель работал следующи образом. Вращением вала поршень подымался со дна цилиндра на одну десятую долю высоты цилиндра, в итоге чего под поршнем создавалось разрежение и происходило всасывание консистенции. Потом смесь воспламенялась. Воспламенение производилось открытым пламенем через трубку. При врыве консистенции давление под поршнем росло. Под действием этого давления поршень подымался, объем увеличивался и давление падало. При подъеме поршня механиз отсоединял рейку от вала и поршень сначало под давлением газов, а потом по инерции подымался до того времени, пока под ним не создавалось разрежение. В этом и заключалась оригинальность идеи Отто, он не охлаждал газы под поршнем, а использовал для получения разряжения инерцию поршня.

Через 10 лет, в 1878 г., в Париже открылась еще одна глобальная выставка, на ней было представлено несколько модификаций нового мотора Отто. В 1-ые в движке был реализован цикл, который в последствии получил заглавие четырехтактного и который был изложен Отто в его патенте, поданной им в патентное ведомство Германии 4 августа 1877г. В отличие от предшевствующего мотора Отто, цилиндр был горизонтальным и удлиненным. Меж поршнем и крышкой цилиндра оставался довольно большрй зазор для организации камеры сгорания. После вытеснения товаров сгорания этот зазаор оставался заполненным остаточными газами. В крышке было предвидено два впускных канала (один для воздуха, другой для газа). Во время хода всасывания раскрывался поначалу канал для воздуха и только через некое время газовый, благодоря чему в цилиндр ранее поступал незапятнанный воздух, а потом газовоздушная смесь. Воспламенение выполнялось открытым пламенем в канале подачи газа меж органом его перекрытия и цилиндром. Регулирование производилось пропусками подачи газа. Поглощающий клапан был автоматическим, выхлопной — управляемый в виде плоского вращающегося золотника.

Заключение

В 1781 г. шотландский инженер Дж.Уатт (Watt, James, 1736-1819) сделал двигатель с вращающимся моментом на валу, на котором в первый раз был использован регулятор частоты вращения. Регулирование частоты вращения производилось 2-мя равновесными на одной оси грузами, вращающимися синхронно с валом машины и соединенными с дроссельной заслонкой, перекрывающей проходное сечение парового патрубка. При увеличении частоты вращения центробежные силы крутящихся шаров поднимали при помощи тяг муфту, соединенную с заслонкой, понижая проходное сечение паропровода и скорость вращения мотора.

Центробежный регулятор был известен за длительное время до Уатта и обширно применялся на ветряных мельницах для автоматической регулировки зазора меж жерновами (момента сопротивления) зависимо от ветрового напора, т.е. скорости врещения крыльев мельницы. Дата изобретения и создатель мельничного регулятора неизвестены.

В 1787 г. Уатт адаптировал имеющийся центробежный регулятор под паровую машину, создав более совершенную конструкцию, нареченную для отличия от макета — регулятором Уатта. Особенное место в истории техники регулятор Уатта занял благодаря тому, что конкретно его конструкция легла в базу теории и практики регуляторостроения, новейшей отрасли индустрии, повлекшей за собой формирование особенной области познаний — «Теории автоматического управления и регулирования», составляющей базу современных технологий управления промышленными системами.

Установка паровой машины Дж. Уатта на транспортные объекты (повозки и корабли) привела к возникновению транспортного машиностроения. Насыщенное развитие паровой транспортной энергетики поставило перед наукой задачку разработки теории регулирования, применимой для промышленного проектирования систем регулирования. 1-ый учебный курс «Теория регуляторов прямого деяния» был размещен в 1838 г. Д. С. Чижовым (1785-1852), доктором арифметики Петербургского института.

Предстоящее повышение быстроходности паровых машин и увеличение требований к точности регулирования и стабильности частоты вращения привели в ряде всевозможных случаев к возникновению незатухающих колебаний в системе паровая машина — регулятор, рассмотренных в 1846 г. доктором Н.Ф. Ястржемским в курсе лекций по теоретической механике. Для преодоления обозначенных недочетов рекомендовалось использовать регуляторы с механическим и гидравлическим усилением моментов. В лекциях, в первый раз в Европе, было представлено теоретическое обоснование принципов расчета и выбора регуляторов непрямого деяния.

Окончание разработки основ теории регуляторов прямого деяния связано с работами К. Максвелла (1831-1879) — «О регуляторах» (1868 г.), и И. А. Вышнеградского (1831-1895) — «О регуляторах прямого деяния» (1876 г.). Наградой обоих создателей явилось исследование регулятора и объекта регулирования как единой динамической системы.

Изобретение в 1860 г. Э. Ленуаром (1822-1900) бензинового двигателя, улучшенного в 1878 г. Н. Отто (1832-1891) и доведенного им до серийного производства, также создание в 1884 г. К. Г. П. Лавалем (1845-1913) и Ч. А. Парсоном (1854-1931) первых промышленных паровых турбин провоцирует предстоящее развитие как транспортной энергетики, так и теории и практики автоматического регулирования.

В 1892 г. выходит в свет работа А. М. Ляпунова (1847-1918) «Общая задачка об стойкости движения», совсем сформулировавшая теорию регулирования как необыкновенную область познаний, опирающуюся на строго доказанный математический аппарат и определенные практические приложения.

Создание Рудольфом Дизелем (1858-1913) в 1897 г. бензинового двигателя с воспламенением от сжатия завершает развитие теории и практики автоматического регулирования в его традиционном представлении, что и оформляется изданием в Берлине книжки М. Толле «Регулирование движков» (1905).

Литература

Д. Н. Вырубов, В. П. Алексеев Большая русская энциклопедия.-М.,1964
Кулешов В.В. Большая русская энциклопедия.-М.,1964
3. Паровые движки. -М., 1977
Приложение 1
Чертеж паровой машины И.И.Ползунова, выполненный изобретателем в 1765 году Машина была построена на Барнаульском заводе и действовала в 1766 году
Эволюция паровой машины Дж.Уатта
1774 г. 1781 г. 1784 г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *