내연 기관의 발명 – 간략한 역사

내연 기관은 산소와 불꽃이 있는 상태에서 연소하는 연료를 사용합니다. 폭발 연소는 피스톤을 실린더로 밀어 넣고 피스톤의 움직임은 차량의 바퀴나 터빈의 블레이드를 구동하는 크랭크축을 구동합니다. 이런 내연 기관은 자동차, 오토바이, 선박, 비행기, 헬리콥터 및 석탄 동력 열차에 연료를 공급하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다.

샷건은 일종의 내연 기관으로 생각할 수 있습니다. 화약 형태의 연료는 산소와 불꽃이 있으면 폭발합니다. 이 폭발은 일을 생성하는 실린더에 힘을 생성하며 이와 같은 작업은 물체를 고속으로 앞으로 밀어서 수행됩니다. 내연 기관에서 총알은 앞으로 강하게 발사되는 피스톤으로 대체됩니다. 피스톤은 크랭크축에 연결되어 있기 때문에 피스톤의 직선 운동이 휠이나 터빈의 회전 운동으로 변환됩니다.

위 설명된 내연기관 관련하여 어떻게 발명되었는지 역사를 간략히 살펴보겠습니다.

 

내연기관을 발명한 사람은 누구일까?

1823년에 Samuel Brown은 미국에서 산업적으로 적용된 최초의 내연 기관에 대한 특허를 받았습니다. 그의 엔진 중 하나는 1830년부터 1836년까지 크로이던 운하에 물을 퍼냈습니다.

상업적으로 성공한 최초의 내연 기관은 1860년경 Étienne Lenoir에 의해 만들어졌으며 최초의 현대식 내연 기관은 1876년 Nicolaus Otto에 의해 만들어졌습니다. 1872년 미국의 조지 브레이튼(George Brayton)은 최초의 상업용 액체 연료 내연 기관을 발명했습니다.

 

 

Étienne Lenoir는 1822년 Mussy-la-Ville에서 태어났습니다. Mussy-la-Ville은 당시 룩셈부르크였지만 지금은 벨기에에 속해 있습니다. 1850년대 초, 그는 프랑스 파리로 이주하여 엔지니어로 일하면서 전기를 실험했습니다.

1860년에 그는 가스 연소 단일 실린더 내연 기관에 대한 특허를 취득했으며 이를 3륜 마차에 장착했습니다. 그것은 합리적으로 잘 작동했지만 연료 효율적이지 않고 많은 소음을 내고 자주 과열되었습니다. 냉각을 위해 물이 공급되지 않으면 엔진이 완전히 정지되고 기체 연료를 저장하기 위해 탱크가 필요했습니다.

1863년에 그는 휘발유로 달리는 삼륜 마차를 만들었습니다. 파리에서 시연 중 차는 11km를 약 3시간 만에 주파했는데, 이는 평균 속도 3km/h에 해당한다.

전혀 빠르지 않습니다! 천천히 움직이는 것보다 마차가 인상적이었던 것은 무엇입니까? 글쎄, 그것이 말이나 노새가 아닌 모터로 구동된다는 사실은 그것을 진정한 혁신으로 만들었습니다. 그의 엔진은 총 약 500개의 엔진으로 비교적 성공적이었지만 많은 개선의 여지가 있었습니다.

르누아르는 프랑스-프로이센 전쟁 중 프랑스를 도운 공로로 1870년 프랑스 시민이 되었습니다. 1881년 그는 전신 기술의 발전에 대한 공로로 우수상인 레지옹 도뇌르(Légion d'honneur) 상을 받았습니다. 르누아르는 실제로 자동차를 발명했지만 르누아르는 말년에 궁핍하였으며 1900년 프랑스에서 사망하였습니다.

 

내연 기관의 다양한 발명과 발명가

많은 과학자와 엔지니어들이 내연 기관의 발명을 위한 길을 닦았습니다. 최초의 내연 기관은 압축이 없었지만 흡기 행정의 첫 부분에서 유도되거나 분사될 수 있는 공기-연료 혼합물로 작동했습니다.

현대 내연 기관과 초기 설계 간의 가장 중요한 차이점은 압축, 특히 실린더 내 압축의 사용입니다.

 

내연 기관의 역사:

▷ 1791년 John Barber는 가스터빈을 개발했습니다.
▷ 1794년 Thomas Mead는 가스 엔진에 대한 특허를 받았습니다. 또한 1794년에 로버트 스트리트는 액체 연료를 사용하는 최초의 내연 기관에 대한 특허를 취득하고 그 무렵 엔진을 만들었습니다.
▷ 1798년 존 스티븐스는 미국 최초의 내연기관을 만들었습니다.
▷ 1807년 프랑스 엔지니어 Nicéphore Niépce(사진을 발명한 사람)와 Claude Niépce는 제어된 분진 폭발을 사용하는 프로토타입 내연 기관인 Pyréolophore를 운영했으며, 이 엔진은 나폴레옹 보나파르트가 특허를 받았습니다. 이 엔진은 프랑스 손 강에서 보트에 동력을 공급했습니다. 같은 해 스위스 엔지니어 François Isaac de Rivaz는 수소 기반 내연 기관을 발명하고 전기 스파크로 엔진에 동력을 공급했습니다.
▷ 1808년에 De Rivaz는 자신의 발명품을 원시 작업 차량인 "세계 최초의 내연 기관 자동차"에 장착했습니다.
▷ 1823년에 사무엘 브라운은 산업적으로 적용된 최초의 내연 기관에 대한 특허를 받았습니다.
▷ 1854년 영국에서 이탈리아 발명가 Eugenio Barsanti와 Felice Matteucci는 "가스 폭발로 동기 부여"라는 인증을 받았습니다.
▷ 1857년 Great Seal Patent Office는 "가스로부터 동력을 얻기 위한 개선된 장치"의 발명에 대해 특허 번호 1655를 부여했습니다. Barsanti와 Matteucci는 1857년에서 1859년 사이에 프랑스, ​​벨기에, 피에몬테에서 동일한 발명에 대한 다른 특허를 획득했습니다.
▷ 1860년 벨기에의 Jean Joseph Etienne Lenoir는 가스 연소 내연 기관을 생산했습니다.
▷ 1864년 Nicolaus Otto는 최초의 대기 가스 엔진에 대한 특허를 받았습니다.
▷ 1872년 미국의 조지 브레이튼(George Brayton)은 최초의 상업용 액체 연료 내연 기관을 발명했습니다.
▷ 1876년 Nicolaus Otto는 Gottlieb Daimler 및 Wilhelm Maybach와 함께 압축 충전 4사이클 엔진에 대한 특허를 받았습니다.
▷ 1879년 칼 벤츠는 신뢰할 수 있는 2행정 가솔린 엔진에 대한 특허를 받았습니다.
▷ 그 후 1886년 벤츠는 3륜 4륜 엔진과 섀시가 단일 장치를 구성하는 내연 기관 자동차의 첫 번째 상업 생산을 시작했습니다.
▷ 1892년 Rudolf Diesel은 최초의 압축 충전 압축 점화 엔진을 개발했습니다.
▷ 1926년 로버트 고다드(Robert Goddard)는 최초의 액체 연료 로켓을 발사했습니다.
▷ 1939년, Heinkel He 178은 세계 최초의 제트기가 되었습니다.
▷ 1941년 5월 15일: Gloster E.28/39는 Frank Whittle 등이 설계한 Power Jets W.1 터보제트를 사용하여 비행한 최초의 영국 제트 엔진 항공기가 됩니다.
▷ 1942년: Max Bentele은 독일에서 진동이 공진 범위에 있는 경우 터빈 블레이드가 파손될 수 있음을 발견했습니다. 이는 미국에서 증기 터빈 경험을 통해 이미 알려진 현상입니다.
▷ 1942년 7월 18일: Messerschmitt Me 262 최초의 제트 엔진 비행.
▷ 1946년: Samuel Baylin은 로터리 피스톤이 있는 3사이클 내연 기관인 Baylin Engine을 개발합니다. 미래의 방켈 엔진의 조잡하지만 복잡한 예입니다.
▷ 1951년: Texas Company, 즉 현재 Chevron의 엔지니어는 Texaco 연소 공정이라고 하는 것을 사용하는 연료 분사 장치가 있는 4행정 엔진을 개발합니다. 공기-가솔린 혼합물의 흡입을 위해 별도의 밸브를 사용하는 일반 4행정 가솔린 엔진과 달리 T.C.P. 엔진은 토네이도 유형 방식으로 실린더에 공기를 전달하는 특수 덮개가 내장된 흡기 밸브를 사용합니다. 그런 다음 연료가 분사되어 점화 플러그에 의해 점화됩니다. 발명가들은 그들의 엔진이 연소 전 노크와 완전한 연소 없이 옥탄가의 거의 모든 석유 기반 연료와 심지어 일부 알코올 기반 연료(예: 등유, 벤젠, 모터 오일, 트랙터 오일 등)를 연소할 수 있다고 주장했습니다. 실린더에 분사되는 연료의 양.
▷ 1950년대: 개발은 미국 회사에서 크랭크가 없는 내연 기관인 프리 피스톤 엔진 개념으로 시작됩니다.
▷ 1954년: Felix Wankel의 Wankel 엔진의 첫 번째 작업 프로토타입(DKM 54).
▷ 1986년: Benz Gmbh는 Scotch yoke 엔진의 한 형태에 대한 특허 보호를 신청하고 동일한 개발을 시작합니다. 이후 개발이 중단되었습니다.
▷ 1996년: Ford Motor Company는 소형 터빈 엔진에 대한 특허를 출원했습니다.
▷ 2004년: Hyper-X 최초의 스크램제트, 고도 유지
▷ 2004년: Toyota Motor Corp는 새로운 형태의 Scotch yoke 엔진에 대한 특허 보호를 신청합니다.
▷ 2021년: 2021년 유엔 기후 변화 회의에서 30개 주가 내연 기관 금지에 서명했습니다. 독일과 회의의 다른 몇몇 참가자들은 동의하지 않았습니다. Deutz AG는 2021년에 새로운 수소 제로 배출 연소 엔진을 선보였습니다.
▷ 2030년: 영국은 내연기관이 장착된 모든 신차 판매를 최초로 금지하게 됩니다.