내연기관의 상세한 역사

내연기관의 개발은 150년이 넘는 오랜 역사를 가지고 있으며, 내연기관은 자동차 산업의 획기적인 발명품이다. 그리고 인류의 역사. 도로 위를 달리는 자동차와 오토바이부터 하늘을 나는 비행기와 바다 위를 나는 배까지, 내연기관은 거의 모든 차량의 핵심입니다. 이 엔진은 오래된 증기기관이나 외연기관의 후속 엔진이다. 그러나 이 엔진은 의심할 여지 없이 이전 엔진보다 훨씬 더 효율적입니다.

증기기관과 내연기관의 근본적인 차이점은 내연기관에서는 반복적인 점화로 내부에서 연료가 연소되어 피스톤을 밀어내는 가스가 발생한다는 점이다. 증기 기관에서는 연료가 외부에서 연소되고 생성된 열이 작동 유체(예: 물)를 기화시키고, 이는 더욱 팽창하여 엔진에 작용하여 운동과 사용 가능한 작업을 생성합니다. 내연기관의 개발은 150년이 넘는 오랜 역사를 가지고 있으며, 몇 가지 훌륭한 아이디어가 내연기관의 발전을 오늘날의 수준으로 끌어올렸습니다.

1860년 이전의 발명

1860년은 내연기관 역사상 기준이 되는 해입니다. 에티엔 르누아르가 최초로 상업적으로 성공한 내연기관을 개발한 해이기 때문입니다. 그러나 그 일이 일어나기 전에 많은 엔지니어와 과학자들이 몇 가지 유망한 시도를 했습니다.

르누아르보다 약 50년 전에 프랑스 엔지니어인 Niceper와 Claude Nipsey는 이끼, 석탄 먼지 및 수지 혼합물을 연료로 사용하는 내연 기관을 만들었습니다. 그들은 그것을 "Pyréolophore"라고 명명했고 엔진은 나폴레옹 보나파르트에 의해 특허를 받았습니다. 이 엔진 직후에 Francois Issac De Rivaz는 전기 스파크를 점화 장치로 사용하는 수소-산소 구동 내연 기관을 발명했습니다. Rivaz는 더 나아가 말이 끄는 마차에 엔진을 장착했으며, 이는 세계 최초의 내연 기관 자동차가 되었습니다.

몇 년 ​​후인 1823년 사무엘 브라운(Samuel Brown)은 산업적으로 사용할 수 있는 최초의 내연 기관에 대한 특허를 얻었으며 이는 "가스 진공 엔진"이라고도 불리며 대기압을 사용하여 작동했습니다. 그는 마차와 선박을 운전하는 데 있어 그 효율성을 입증했으며, 1930년에 엔진은 영국 크로이든 운하에서 상류로 물을 성공적으로 펌핑했습니다.

이러한 발명품은 여러 혁신가의 관심을 불러일으켰고 향후 몇 년 동안 몇 가지 독특한 개발이 이루어졌습니다. 1826년 미국의 사무엘 모리(Samuel Morey)는 기화기를 갖춘 비압축 가스 또는 증기 엔진을 개발했습니다. 1833년 영국의 Lemuel Wellman Wright는 다시 한번 워터 재킷 실린더를 갖춘 데스크탑 복동 가스 엔진을 발명했습니다. 1838년에 개발된 William Barnett의 엔진은 실린더 압축을 사용한 최초의 엔진으로 간주됩니다.

1860년 이후: 2행정에서 4행정 엔진으로

향후 몇 년 동안 수많은 다른 개발이 이루어졌지만 1860년에 Jan-Joseph E. Jean- Josef Etienne Lenoir는 큰 휴식을 취했습니다. 그는 최초의 기능성 내연 기관으로 간주되는 가스 연소 내연 기관을 발명했습니다.

1863년 르누아르는 이 엔진을 자동차에 장착하고 이름을 '히포모빌(Hippomobile)'로 명명했습니다. 그는 파리에서 조인빌 르 퐁(Joinville le Pont)까지 9km를 운전해 갔다가 다시 돌아왔습니다. 그는 테레빈유 유도체를 연료로 사용했으며 그 결과 액체 연료 내연 기관을 갖춘 최초의 자동차가 되었습니다. 그러나 르누아르의 히포모빌은 속도에 대한 요구를 충족시키지 못했습니다. 2행정 엔진은 시속 6km의 평균 속도로 100rpm만 생산할 수 있었습니다.

르누아르의 엔진은 자동차 산업에서 큰 성공을 거두지는 못했지만 크기와 무게가 줄어든 것에 많은 사람들이 감동을 받았습니다. 그 후 독일 엔지니어 Nicolaus August Otto가 이 엔진을 더욱 효율적으로 만드는 작업을 맡았습니다.

그는 연료로서 에탄올의 잠재력을 탐구하기 시작했고 엔진 효율을 높이기 위해 4행정 엔진을 설치했습니다.

12년간의 혹독한 실험과 수많은 실패 끝에 오토는 1872년 알폰스 보 드 로샤스 엔진의 원리를 바탕으로 강력한 4행정 엔진 개발에 성공하고 흡기, 압축, 연소의 원리를 확립했다. 그리고 배기. 현재까지 자동차와 오토바이의 모든 내연기관은 Otto가 설명한 원리에 따라 작동합니다.

1880년대: 자동차에 이상적인 엔진

Otto의 엔진과 그 개발은 의심할 여지 없이 르누아르의 엔진보다 더 강력했지만, 무게 때문에 자동차의 문제가 되었습니다. 공장에서는 잘 작동하지만 차량에 가장 적합하지는 않습니다. 그런 다음 Gottlieb Daimler와 Wilhelm Maybach가 엔진 최적화 작업을 맡았습니다. 이후 두 사람은 육상 및 수상 차량에 동력을 공급할 수 있는 작고 빠른 엔진을 개발하기 위해 1881년에 자체 실험을 시작했습니다.

그들의 첫 번째 성공은 1883년에 650rpm에서 1마력을 생산하는 핫 파이프 점화 장치가 있는 가솔린-가스 엔진을 개발하면서 이루어졌습니다. 작고 비교적 가벼워서 차량에 사용하기에 적합합니다. 두 사람은 능력을 더욱 향상시켜 "Retiwagen"이라는 이름의 오토바이의 전신을 개발했습니다.

1886년에는 '할아버지 시계'라는 엔진을 마차에 장착했고, 1889년에는 1.5마력 전기 모터를 탑재한 최초의 완전 자주 추진 자동차를 만들었습니다. 1900년까지 다임러와 마이바흐는 자동차 엔진 출력을 35마력으로 증가시켰으며 최고 속도는 시속 90km에 달했습니다.

이러한 획기적인 발명 뒤에는 많은 자동차 회사가 설립되어 중요한 역할을 담당했습니다. 세계가 두 번의 파괴적인 전쟁을 겪으면서 자동차에 대한 성능 요구 사항이 급격하게 변했습니다. 이는 육상, 수력 및 항공 엔진의 발명과 개발을 크게 촉진했습니다. 그 후, 자동차에 대한 사람들의 견해가 바뀌었고 사람들은 더 많은 자동차를 구입하기 시작했으며 그 결과 몇 가지 혁신이 이루어져 오늘날의 내연기관이 탄생했습니다.