İçten yanmalı motorların gelişim tarihi
İçten yanmalı motorlar, Hollandalı fizikçi Huygens'in güç elde etmek için barut patlamasını kullanma konusundaki araştırmasından doğmuştur, ancak barutun yanmasını kontrol etmenin zorluğu nedeniyle başarısız olmuştur. 1794 yılında İngiliz Streit, yakıtın yanmasından güç elde edilmesini önerdi ve ilk olarak yakıtı havayla karıştırma kavramını ortaya attı. 1833 yılında İngiliz Wright, pistonu iş için itmek amacıyla yanma basıncını doğrudan kullanan bir tasarım önerdi.
{0}. yüzyılın ortalarında bilim adamları, kömür gazı, benzin ve dizelin yakılmasıyla üretilen mekanik gücün termal dönüşüm teorisini mükemmelleştirdiler. Bu, içten yanmalı motorun icadının temelini attı. 1860'larda ortaya çıkışından bu yana, pistonlu tip içten yanmalı motorlar sürekli olarak iyileştirildi ve geliştirildi ve nispeten eksiksiz makineler haline geldi. Yüksek termal verimliliği, geniş güç ve hız aralığı, uygun eşleştirme ve iyi manevra kabiliyeti nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Dünya çapında her türlü araba, traktör, tarım makinesi, mühendislik makinesi, küçük mobil enerji santralleri ve tanklar içten yanmalı motorlarla çalıştırılmaktadır. Deniz ticaret gemileri, iç deniz gemileri ve konvansiyonel gemilerin yanı sıra bazı küçük uçaklar da içten yanmalı motorlarla hareket ettirilir.
1860 yılında Fransız Lenois, buhar makinesinin yapısını taklit ederek ilk pratik gaz motorunu tasarlayıp üretti. Bu, sıkıştırılmamış, elektrikle ateşlenen ve aydınlatılmış gaz kullanan içten yanmalı bir motordur. Lenois ilk olarak içten yanmalı motorlarda elastik piston segmanlarını benimsedi. Bu gaz makinesinin termal verimliliği yaklaşık %4'tür. Birleşik Krallık'tan Barnett, yanıcı karışımların tutuşmadan önce sıkıştırılmasını savundu ve daha sonra yanıcı karışımların sıkıştırılmasının önemli rolünü tartışan makaleler yazdı ve sıkıştırmanın Lenois içten yanmalı motorunun verimliliğini büyük ölçüde artırabileceğine işaret etti.
1862 yılında Fransız bilim adamı Rosa, ilk dört zamanlı çalışma çevrimi olan termodinamik sürecin teorik analizini yaptıktan sonra içten yanmalı motorların verimliliğinin arttırılması gerekliliğini öne sürdü.
1876 yılında Alman mucit Otto, ilk pistonlu, tek silindirli, yatay, 3,2 kW (4,4 beygir gücü) dört zamanlı içten yanmalı motoru yaratmak için Rosa prensibini uyguladı. Yakıt olarak hala gaz kullanıyor, alevle ateşleme kullanıyor, 156,7 rpm hıza, 2,66 sıkıştırma oranına, %14 termal verime sahip ve sorunsuz çalışıyor. O zamanlar hem güç hem de termal verimlilik açısından en yüksek seviyedeydi. Otto içten yanmalı motor geliştirildi ve performansı da artıyor.
ilk iki zamanlı gaz motorunu geliştirdi ve Paris Fuarı'nda sergiledi. Petrolün gelişmesiyle birlikte taşınması gaza göre daha kolay olan benzin ve motorin insanların ilgisini çekmiştir. Test edilecek ilk şey, kolayca uçucu olan benzindir.
1883 yılında Almanya'da Daimler, hafifliği ve yüksek hızıyla öne çıkan ilk dikey benzinli motoru başarıyla yarattı. O zamanlar diğer içten yanmalı motorların hızı dakikada 200 deviri geçmiyordu ama dakikada 800 devire fırlıyordu, özellikle ulaşım makinelerinin gereksinimlerine uygundu.
1892'de Alman mühendis Diesel, bir un değirmeninde meydana gelen toz patlamasından ilham aldı ve silindire emilen havanın yüksek oranda sıkıştırılarak sıcaklığının yakıtın kendiliğinden tutuşma sıcaklığını aşmasına neden olacağını öngördü. Daha sonra tutuşturmak ve yakmak için silindirin içine yüksek basınçlı hava üflendi. Onun öncü sıkıştırma ateşlemeli içten yanmalı motoru (dizel motor) 1897'de başarıyla geliştirildi ve içten yanmalı motorların geliştirilmesi için yeni yollar açıldı. Diesel, en yüksek ısıl verime ulaşmak için içten yanmalı motorlarda Carnot çevrimini elde etmek için çabalamaya başladı ancak gerçekte %26 ısıl verimle yaklaşık izobarik yanma elde etti. Sıkıştırma ateşlemeli içten yanmalı motorun ortaya çıkışı, dünya makine endüstrisinde büyük ilgi uyandırdı ve sıkıştırma ateşlemeli içten yanmalı motor, mucidinin onuruna Dizel motor olarak da adlandırıldı. Bu tip içten yanmalı motorlar gelecekte yakıt olarak çoğunlukla dizel kullanacak, dolayısıyla dizel motor olarak da biliniyor.
1898 yılında dizel motorlar ilk kez sabit jeneratör setlerinde kullanılmaya başlandı.
1903 yılında ticari gemilerde güç kaynağı olarak kullanılmış, 1904 yılında ise gemilere monte edilmiştir.
İlk dizel motorlu lokomotif 1913 yılında inşa edildi.
1920'li yıllarda otomobillerde ve tarım makinelerinde kullanılmaya başlandı.
1957'de Federal Alman mühendis Wankel, Wankel motoru olarak bilinen döner pistonlu bir motor geliştirdi. Belirli bir silindir yüzeyi içinde dönme hareketi gerçekleştiren ve bir Otto çevriminde çalışan, yaklaşık üçgene sahip dönen bir pistona sahiptir.
Dünya çapında içten yanmalı motorlara yönelik dört büyük araştırma kurumu
1. AVL Listesi GmbH
Avusturyalı AVL şirketi 1948 yılında kuruldu. Şirket artık küresel otomotiv ve motor endüstrilerinde yüksek görünürlüğe ve iyi bir üne sahip bir yüksek teknoloji şirketidir. İçten yanmalı motorların tasarımı ve geliştirilmesi, güç aktarma organları araştırmaları ve analizlerinin yanı sıra test sistemleri ve ekipmanlarının geliştirilmesi ve imalatıyla ilgilenen dünyanın en büyük özel şirketidir.
2. FEV Motor Teknolojisi GmbH, Almanya
Almanya'daki FEV, içten yanmalı motorlar konusunda dünyanın dört yetkili araştırma ve geliştirme kurumundan biridir. Esas olarak motor teknolojisinin araştırılması ve geliştirilmesi, motorlarla ilgili üretim ve test ekipmanları ile uğraşmaktadır.
3. Ricardo, İngiltere.
Ricardo Company, kurucusu Sir Harry Ricardo tarafından 1915 yılında kurulmuş olup 106 yıllık bir geçmişe sahiptir. 1915 yılında Harry Ricciardo, şu anda Ricciardo'nun selefi olan "Engine Patents Ltd" adlı bir şirket kurdu. Başlıca araştırma projelerinden biri motor ateşleme avans açısı konusuyla ilgilidir. Yakıtın yanma özelliklerini doğru bir şekilde analiz etmek için mevcut en yüksek sıkıştırma oranını (patlama eşiğini gösterir) ölçmek için kullanılan benzersiz bir değişken sıkıştırma test motoru - E35 araştırma motoru geliştirdi. Bu motorun doğuşu ve sonraki araştırma çalışmaları, bugün gördüğümüz yakıt oktan derecelendirme sistemini oluşturdu.
4. Southwest Araştırma Enstitüsü®, SwRI
Southwest Research Institute ®, SwRI (Güneybatı Araştırma Enstitüsü), 1947 yılında teknoloji geliştirme ve transferinde uzmanlaşmış, bağımsız, kar amacı gütmeyen bir uygulama araştırma ve geliştirme organizasyonu olarak kuruldu. Amerika Birleşik Devletleri'nde kendi türünde en büyük kuruluşlardan biridir ve sözleşmeler kapsamında hükümet ve küresel endüstriyel müşteriler için araştırmalar yürütmektedir. Enstitünün araştırma ve geliştirme işleri arasında çevre bilimi, motor tasarımı ve deneyleri, yakıtlar, malzemeler, yağlayıcılar, emisyonlar, akışkan mühendisliği, biyoteknoloji, uzay bilimi, nükleer atık yönetimi vb. yer almaktadır. Yetki alanı altında toplam 11 şube bulunmaktadır.