Istorija razvoja motora sa unutrašnjim sagorevanjem
Motori sa unutrašnjim sagorevanjem nastali su iz istraživanja holandskog fizičara Huygensa o korišćenju eksplozije baruta za dobijanje snage, ali su bili neuspešni zbog poteškoća u kontrolisanju sagorevanja baruta. Englez Streit je 1794. godine predložio dobijanje energije iz sagorevanja goriva i prvi je predložio koncept mešanja goriva sa vazduhom. Godine 1833, Britanac Wright je predložio dizajn koji direktno koristi pritisak izgaranja za guranje klipa za rad.
Sredinom{0}} vijeka, naučnici su usavršili teoriju termičke konverzije mehaničke snage koja se stvara sagorijevanjem gasa uglja, benzina i dizela. Ovo je postavilo temelje za pronalazak motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Od svog nastanka 1860-ih, klipni motori sa unutrašnjim sagorevanjem su se kontinuirano usavršavali i razvijali, i postali su relativno kompletne mašine. Široko se koristi zbog svoje visoke termičke efikasnosti, širokog raspona snage i brzine, praktičnog usklađivanja i dobre manevarske sposobnosti. Sve vrste automobila, traktora, poljoprivrednih mašina, inženjerskih mašina, malih mobilnih elektrana i rezervoara širom sveta pokreću se motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Pomorski trgovački brodovi, kopneni brodovi i konvencionalni brodovi, kao i neki mali avioni, takođe se pokreću motorima sa unutrašnjim sagorevanjem.
Godine 1860., Lenois iz Francuske je imitirao strukturu parne mašine i dizajnirao i proizveo prvi praktični plinski motor. Ovo je motor sa unutrašnjim sagorevanjem koji nije kompresovan, električno zapaljen i koristi osvetljeni gas. Lenois je prvi usvojio elastične klipne prstenove u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem. Termička efikasnost ove gasne mašine je oko 4%. Barnett iz Velike Britanije se zalagao za komprimiranje zapaljivih smjesa prije paljenja, a kasnije je napisao članke u kojima se raspravljalo o važnoj ulozi kompresije zapaljivih smjesa, ističući da kompresija može uvelike poboljšati efikasnost Lenois motora s unutrašnjim sagorijevanjem.
Godine 1862. francuski naučnik Rosa predložio je zahtjev za poboljšanjem efikasnosti motora s unutrašnjim sagorijevanjem nakon što je izvršio teorijsku analizu termodinamičkog procesa, koji je bio najraniji četverotaktni radni ciklus.
Godine 1876. njemački pronalazač Otto primijenio je Rosa princip da stvori prvi klipni čep, jednocilindrični, horizontalni, 3,2 kW (4,4 konjske snage) četverotaktni motor s unutrašnjim sagorijevanjem. I dalje koristi gas kao gorivo, koristi paljenje plamenom, ima brzinu od 156,7 o/min, kompresiju od 2,66, termičku efikasnost od 14% i radi glatko. U to vrijeme bio je najveći u energetskoj i termalnoj efikasnosti. Otto motor sa unutrašnjim sagorevanjem je promovisan i njegove performanse se takođe poboljšavaju.
razvio je prvi dvotaktni plinski motor i izložio ga na izložbi u Parizu. Sa razvojem nafte, benzin i dizel, koji su lakši za transport od gasa, privukli su pažnju ljudi. Prvi koji se testira je benzin, koji je lako isparljiv.
Godine 1883. Daimler u Njemačkoj uspješno je stvorio prvi vertikalni benzinski motor, koji se odlikovao malom težinom i velikom brzinom. Tada brzina ostalih motora sa unutrašnjim sagorevanjem nije prelazila 200 obrtaja u minuti, ali je skočila na 800 obrtaja u minuti, posebno pogodno za potrebe transportnih mašina.
Godine 1892., njemački inženjer Diesel inspiriran je eksplozijom prašine u mlinu za brašno i zamislio je visoko kompresiju zraka usisanog u cilindar, uzrokujući da njegova temperatura premašuje temperaturu samozapaljenja goriva. Zatim je vazduh pod visokim pritiskom upuvan u cilindar da se zapali i izgori. Njegov pionirski motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa kompresijskim paljenjem (dizel motor) uspešno je razvijen 1897. godine, otvarajući nove puteve za razvoj motora sa unutrašnjim sagorevanjem. Dizel je počeo da teži da postigne Carnotov ciklus u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem kako bi postigao najveću toplotnu efikasnost, ali je u stvarnosti postigao približno izobarično sagorevanje sa toplotnom efikasnošću od 26%. Pojava motora sa unutrašnjim sagorevanjem sa kompresijskim paljenjem izazvala je veliko interesovanje u svetskoj mašinskoj industriji, a motor sa unutrašnjim sagorevanjem sa kompresijskim paljenjem nazvan je i Dizel motor po svom pronalazaču. Ovaj tip motora sa unutrašnjim sagorevanjem će u budućnosti uglavnom koristiti dizel kao gorivo, pa je poznat i kao dizel motor.
Godine 1898. dizel motori su prvi put korišteni u fiksnim agregatima.
Korišćen je kao izvor energije za komercijalne brodove 1903. godine i instaliran na brodove 1904. godine.
Prva lokomotiva na dizel motor izgrađena je 1913.
Oko 1920. godine počinje da se koristi u automobilima i poljoprivrednim mašinama.
Godine 1957., savezni njemački inženjer Wankel razvio je motor s rotirajućim klipom, poznat kao Wankel motor. Ima rotirajući klip sa približnim trouglom, koji vrši rotaciono kretanje unutar određene površine cilindra i radi u Otto ciklusu.
Četiri glavne istraživačke institucije za motore sa unutrašnjim sagorevanjem širom sveta
1. AVL List GmbH
Austrijska kompanija AVL osnovana je 1948. godine. Kompanija je danas visokotehnološka kompanija sa velikom vidljivošću i dobrom reputacijom u globalnoj automobilskoj industriji i industriji motora. To je najveća svjetska privatna kompanija koja se bavi projektovanjem i razvojem motora sa unutrašnjim sagorevanjem, istraživanjem i analizom pogonskih agregata, kao i razvojem i proizvodnjom sistema i opreme za testiranje.
2. FEV Engine Technology GmbH, Njemačka
FEV u Njemačkoj jedna je od četiri autoritativne svjetske istraživačke i razvojne institucije za motore s unutrašnjim sagorijevanjem. Uglavnom se bavi istraživanjem i razvojem tehnologije motora, proizvodnjom i testiranjem opreme vezane za motore.
3. Ricardo, UK.
Kompaniju Ricardo osnovao je njen osnivač Sir Harry Ricardo 1915. godine i ima istoriju dugu 106 godina. Godine 1915. Harry Ricciardo je osnovao kompaniju pod nazivom "Engine Patents Ltd", koja je sada prethodnica Ricciarda. Jedan od njegovih glavnih istraživačkih projekata odnosi se na pitanje ugla napredovanja paljenja motora. Napravio je jedinstveni motor za testiranje promjenjive kompresije - istraživački motor E35, koji se koristi za mjerenje najvećeg dostupnog omjera kompresije (koji ukazuje na prag detonacije) za preciznu analizu karakteristika sagorijevanja goriva. Rođenje i kasniji istraživački rad ovog motora uspostavili su sistem oktanskog broja goriva koji vidimo danas.
4. Southwest Research Institute®, SwRI
Southwest Research Institute®, SwRI (Southwest Research Institute) osnovan je 1947. godine kao nezavisna, neprofitna organizacija za istraživanje i razvoj aplikacija specijalizovana za razvoj i transfer tehnologije. To je jedno od najvećih preduzeća u Sjedinjenim Državama te vrste, koje provodi istraživanja za vladine i globalne industrijske klijente prema ugovorima. Istraživanje i razvoj instituta obuhvata nauku o životnoj sredini, projektovanje i eksperimentisanje motora, goriva, materijale, maziva, emisije, fluidno inženjerstvo, biotehnologiju, svemirsku nauku, upravljanje nuklearnim otpadom itd. Pod svojom nadležnošću ima ukupno 11 filijala.