Широкое применение паровых машин в промышленности началось после изобретения в 1774 году Джеймсом Уаттом (1736 - 1819) паровой машины, в которой работа совершалась без использования атмосферного давления, что значительно сократило расход топлива. Уатт дополнил свои машины важнейшими механическими изобретениями, такими как преобразователь поступательного движения во вращательное, центробежный регулятор, маховое колесо и т. д. В 1784 году Уатт запатентовал универсальную паровую машину двойного действия, в которой пар совершал работу по обе стороны поршня. Сейчас разработано большое количество разнообразных тепловых машин, в которых реализованы различные термодинамические циклы. Тепловыми машинами являются двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, различные тепловые турбины и т. д. Тепловые машины или тепловые двигатели предназначены для получения полезной работы за счет теплоты, выделяемой вследствие химических реакций (сгорание топлива) , ядерных превращений или по другим причинам (например, вследствие нагрева солнечными лучами) Для функционирования тепловой машины обязательно необходимы следующие составляющие: нагреватель, холодильник и рабочее тело. При этом, если необходимость в наличии нагревателя и рабочего тела обычно не вызывает сомнений, то холодильник как составная часть тепловой машины в её конструкции зачастую отсутствует. В качестве холодильника выступает окружающая среда.
1В основе работы двигателя внутреннего сгорания лежит открытый Лебоном эффект взрывного сгорания топливовоздушной смеси. Подожженная с искры, смесь воспламеняется, стремительно увеличиваясь в объеме, что дает возможность использовать силу расширяющихся газов для выполнения полезной работы.2Обычный двигатель внутреннего сгорания имеет один или несколько цилиндров, чаще всего их четыре. В цилиндрах находятся поршни, в верхней части головки блока цилиндров расположены клапаны, обеспечивающие подачу топливовоздушной смеси и выпуск отработанных газов.3Работа клапанов и поршней синхронизирована, что позволяет подавать горючую смесь и выпускать отработанные газы точно в нужные моменты. Поршни соединены шатунами с коленчатым валом, на который при их движении передается крутящий момент. Так как у поршней имеются верхняя и нижняя мертвые точки, на валу предусмотрен маховик, позволяющий проходить их за счет силы инерции и стабилизирующий работу поршневой группы. Коленвал закрыт снизу картером.4Горючая смесь нужного состава создается в карбюраторе. При нажатии на педаль газа смесь становится более богатой, при ее отпускании – бедной. Соответственно, увеличивается или уменьшается развиваемая двигателем сила. Чтобы исключить попадание в цилиндры двигателя пыли, поступающий воздух проходит через фильтр. Фильтруется и топливо, освобождаясь от возможных частиц.5Поджигается горючая смесь при вкручиваемых в верхнюю часть цилиндров свечей зажигания, на которые в нужные моменты подается высокое напряжение. Работа поршней и зажигания точно синхронизирована, поэтому поджог топливовоздушной смеси происходит в строго выверенный момент, в верхней мертвой точке. За счет давления воспламенившейся смеси поршень двигается вниз, совершая полезную работу. На его обратном движении происходит выдавливание отработавших газов через открывшийся выпускной клапан, затем поршень снова идет вниз, при этом цилиндр заполняется топливовоздушной смесью. Очередной ход поршня вверх сжимает и нагревает горючую смесь, затем она поджигается, и весь четырехтактный цикл снова повторяется.6На современных двигателях используется непосредственный впрыск топлива в цилиндры через форсунки, его подача контролируется электроникой. Это позволяет экономно расходовать топливо и увеличивает надежность двигателя.7Одной из разновидностей двигателей внутреннего сгорания являются дизели, не имеющие свечей зажигания. Воспламенение топлива в них происходит за счет сжатия поршнем топливной смеси в цилиндре. Для запуска дизельного двигателя необходимо его прокрутить, что достигается использованием электрического или бензинового стартера. Достоинством дизеля является высокая развиваемая мощность и возможность его работы на разных сортах топлива. Кроме того, такие двигатели менее пожароопасны, так как дизельное топливо воспламеняется гораздо хуже бензина.
Сейчас разработано большое количество разнообразных тепловых машин, в которых реализованы различные термодинамические циклы. Тепловыми машинами являются двигатели внутреннего сгорания, реактивные двигатели, различные тепловые турбины и т. д.
Тепловые машины или тепловые двигатели предназначены для получения полезной работы за счет теплоты, выделяемой вследствие химических реакций (сгорание топлива) , ядерных превращений или по другим причинам (например, вследствие нагрева солнечными лучами) Для функционирования тепловой машины обязательно необходимы следующие составляющие: нагреватель, холодильник и рабочее тело. При этом, если необходимость в наличии нагревателя и рабочего тела обычно не вызывает сомнений, то холодильник как составная часть тепловой машины в её конструкции зачастую отсутствует. В качестве холодильника выступает окружающая среда.