Historie vývoje spalovacích motorů
Spalovací motory pocházejí z výzkumu nizozemského fyzika Huygense o použití výbuchu střelného prachu k získání energie, ale byly neúspěšné kvůli obtížnosti při kontrole spalování střelného prachu. V roce 1794 Angličan Streit navrhl získávání energie spalováním paliva a jako první navrhl koncept míchání paliva se vzduchem. V roce 1833 Brit Wright navrhl konstrukci, která přímo využívá spalovací tlak k tlačení pístu k práci.
V polovině-19století vědci zdokonalili teorii tepelné přeměny mechanické energie generované spalováním uhelného plynu, benzínu a nafty. Tím byl položen základ pro vynález spalovacího motoru. Od svého vzniku v 60. letech 19. století byly spalovací motory pístového typu neustále zdokonalovány a vyvíjeny a staly se relativně kompletním strojním zařízením. Je široce používán díky své vysoké tepelné účinnosti, širokému rozsahu výkonu a rychlosti, pohodlnému přizpůsobení a dobré manévrovatelnosti. Všechny typy automobilů, traktorů, zemědělských strojů, strojírenských strojů, malých mobilních elektráren a tanků po celém světě jsou poháněny spalovacími motory. Námořní obchodní lodě, vnitrozemská plavidla a konvenční plavidla, stejně jako některá malá letadla, jsou také poháněny spalovacími motory.
V roce 1860 Lenois z Francie napodobil konstrukci parního stroje a navrhl a vyrobil první praktický plynový motor. Jedná se o spalovací motor, který je nestlačený, elektricky zapalovaný a používá osvětlený plyn. Lenois poprvé použil elastické pístní kroužky ve spalovacích motorech. Tepelná účinnost tohoto plynového stroje je asi 4%. Barnett z Velké Británie se zasazoval o stlačování hořlavých směsí před zapálením a později napsal články pojednávající o důležité roli stlačování hořlavých směsí, přičemž poukázal na to, že komprese může výrazně zlepšit účinnost spalovacího motoru Lenois.
V roce 1862 navrhl francouzský vědec Rosa požadavek na zlepšení účinnosti spalovacích motorů poté, co provedl teoretickou analýzu termodynamického procesu, což byl první čtyřtaktní pracovní cyklus.
V roce 1876 německý vynálezce Otto aplikoval princip Rosy k vytvoření prvního jednoválcového, horizontálního, 3,2 kW (4,4 koňského) čtyřdobého spalovacího motoru s pístovým kuželem. Stále používá jako palivo plyn, používá zapalování plamenem, má otáčky 156,7 ot./min., kompresní poměr 2,66, tepelnou účinnost 14 % a má hladký chod. V té době byla nejvyšší jak ve výkonové, tak tepelné účinnosti. Spalovací motor Otto byl povýšen a jeho výkon se také zlepšuje.
vyvinul první dvoudobý plynový motor a vystavil jej na pařížské výstavě. S rozvojem ropy přitáhly pozornost lidí benzín a nafta, které se přepravují snadněji než plyn. Jako první se testuje benzín, který je snadno těkavý.
V roce 1883 Daimler v Německu úspěšně vytvořil první vertikální benzinový motor, který se vyznačoval nízkou hmotností a vysokou rychlostí. Otáčky ostatních spalovacích motorů v té době nepřesáhly 200 otáček za minutu, ale poskočily na 800 otáček za minutu, vhodné zejména pro požadavky dopravních strojů.
V roce 1892 se německý inženýr Diesel nechal inspirovat výbuchem prachu v mlýně na mouku a představil si vysokou kompresi vzduchu nasávaného do válce, což způsobí, že jeho teplota překročí teplotu samovznícení paliva. Poté byl do válce vháněn vysokotlaký vzduch, aby se vznítil a shořel. Jeho průkopnický vznětový spalovací motor (dieselový motor) byl úspěšně vyvinut v roce 1897, čímž se otevřely nové cesty pro vývoj spalovacích motorů. Diesel začal usilovat o dosažení Carnotova cyklu ve spalovacích motorech, aby dosáhl nejvyšší tepelné účinnosti, ale ve skutečnosti dosáhl přibližného izobarického spalování s tepelnou účinností 26 %. Vznik vznětového spalovacího motoru vzbudil velký zájem ve světovém strojírenství a vznětový spalovací motor je také po svém vynálezci pojmenován Dieselový motor. Tento typ spalovacího motoru bude v budoucnu většinou používat jako palivo naftu, proto je také známý jako dieselový motor.
V roce 1898 byly dieselové motory poprvé použity v pevných generátorových soustrojích.
To bylo použito jako zdroj energie pro komerční lodě v roce 1903 a instalováno na lodích v roce 1904.
První dieselová lokomotiva byla postavena v roce 1913.
Kolem roku 1920 se začal používat v automobilech a zemědělských strojích.
V roce 1957 vyvinul německý inženýr Wankel rotační pístový motor, známý jako Wankelův motor. Má rotující píst s přibližným trojúhelníkem, který vykonává rotační pohyb v rámci specifického povrchu válce a pracuje v Ottově cyklu.
Čtyři hlavní výzkumné instituce pro spalovací motory po celém světě
1. AVL List GmbH
Rakouská společnost AVL byla založena v roce 1948. Společnost je nyní high-tech společností s vysokou viditelností a dobrou pověstí v celosvětovém automobilovém a motorovém průmyslu. Je to největší světová soukromá společnost zabývající se návrhem a vývojem spalovacích motorů, výzkumem a analýzou hnacích ústrojí, jakož i vývojem a výrobou testovacích systémů a zařízení.
2. FEV Engine Technology GmbH, Německo
FEV v Německu je jednou ze čtyř světových autoritativních výzkumných a vývojových institucí pro spalovací motory. Zabývá se především výzkumem a vývojem technologie motorů, výrobou a zkušebním zařízením souvisejícím s motory.
3. Ricardo, Spojené království.
Společnost Ricardo byla založena jejím zakladatelem Sirem Harrym Ricardem v roce 1915 a má za sebou 106letou historii. V roce 1915 založil Harry Ricciardo společnost s názvem „Engine Patents Ltd“, která je nyní předchůdcem Ricciarda. Jeden z jeho hlavních výzkumných projektů je o problematice úhlu předstihu zážehu motoru. Sestrojil unikátní testovací motor s proměnnou kompresí – výzkumný motor E35, který se používá k měření nejvyššího dostupného kompresního poměru (indikujícího detonační práh) k přesné analýze spalovacích charakteristik paliva. Zrod a následná výzkumná práce tohoto motoru vytvořila systém oktanového hodnocení paliva, který vidíme dnes.
4. Jihozápad Výzkum Institut®, SwRI
Southwest Research Institute ®, SwRI (Southwest Research Institute) byl založen v roce 1947 jako nezávislá nezisková organizace pro výzkum a vývoj aplikací specializující se na vývoj a transfer technologií. Je to jeden z největších podniků svého druhu ve Spojených státech, který na základě smluv provádí výzkum pro vládní a globální průmyslové klienty. Výzkumná a vývojová činnost ústavu zahrnuje vědu o životním prostředí, konstrukci a experimentování motorů, paliva, materiály, maziva, emise, fluidní inženýrství, biotechnologii, vesmírnou vědu, nakládání s jaderným odpadem atd. Ve své působnosti má celkem 11 oborů.