Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Двигатель у самолета как называется


Авиа двигатели. Виды и типы двигателей для самолетов и вертолетов

 

Именно благодаря использованию авиа двигателей, прогресс развития современной авиации продолжает развиваться. Первые самолёты которые не были оснащены двигателями практически не получили своего практического применения, так как не могли перевозить более одного человека, да и значительные расстояния преодолеваемые такими воздушными судами большими никак не назовёшь.

Все авиа двигатели принято разделять на 9 основных категорий.

  1. Паровые авиа двигатели;
  2. Поршневые авиа двигатели;
  3. Атомные авиа двигатели;
  4. Ракетные авиа двигатели;
  5. Реактивные авиа двигатели;
  6. Газотурбинные авиа двигатели;
  7. Турбовинтовые авиа двигатели;
  8. Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели;
  9. Турбовентиляторные авиа двигатели.

 

Паровые авиа двигатели

 

Паровые авиа двигатели практически не нашли своего практического применения в авиации из-за низкого КПД своей работы. Главным принципом работы парового авиационного двигателя является преобразование возвратно-поступательного движения поршней во вращательное движение винтов за счёт энергии пара.

 

 

Стоит отметить, что первоначально паровые авиа двигатели предполагалось использовать на заре авиации, когда источник пара был наиболее доступным, однако из-за массивности своей конструкции паровые двигатели не смогли поднимать воздушные суда.

 

Поршневые авиа двигатели

 

Поршневой авиа двигатель представляет собой обычный двигатель внутреннего сгорания, в котором тепловая энергия расширяемого газа превращает поступательное движение поршня во вращательное движение винта. Такие авиа двигатели нашли своё применение, и применяются и по сегодняшний день из-за простоты своего функционирования и недорогостоящего изготовления.

 

 

КПД поршневого авиационного двигателя, как правило, не превышает 55 %, однако это ничуть не смущает современных авиаконструкторов, так как у этого двигателя имеется высокая надёжность.

 

Атомные авиа двигатели

 

Первые атомные авиа двигатели начали появляться в середине минувшего века, когда начались мирные исследования атома. Основным принципом работы атомного авиационного двигателя является осуществление контролируемой цепной ядерной реакции, что позволяло выдавать огромную мощность, при сравнительно небольшом уровне затрат.

Атомные авиа двигатели практически одновременно появились и в США и в СССР, однако сама идея того, что самолёт, пусть и с весьма компактным атомным реактором на своём борту может упасть и это впоследствии приведёт к катастрофе, заставила отказаться от этой идеи.

В США атомный авиационный двигатель применялся на самолёте Convair NB-36H, а в СССР на самолётах Ту-95 и Ан-22.

 

Ракетные авиа двигатели

 

 

Первые ракетные авиа двигатели появились в начале 40 годов прошлого столетия в Германии, когда немцы всеми усилиями пытались создать быстрый самолёт, который мог бы принести им победу во Второй мировой войне. Тем не менее, стоит отметить, что наука в те годы не позволяла совершить точный расчёт некоторых параметров, поэтому проект так и не был реализован. Впоследствии ракетные авиа двигатели испытывались исключительно с возможностью их применения для разгона самолётов в стратосфере, но применимость их весьма ограничена, и потому на сегодняшний день они практически не используются.

Основным недостатком ракетного авиационного двигателя является практически полное отсутствие управляемости на высоких скоростях.

 

Реактивные авиа двигатели

 

 

Реактивные двигатели весьма распространены на сегодняшний день в авиации и авиаконструкторском деле. Принцип работы этих авиа двигателей основывается на то, что необходимая тяга для воздушного судна создаётся за счёт преобразования в кинетическую энергию реактивную струи внутренней энергии авиационного топлива.

Реактивные двигатели весьма надёжны и эффективны и потому в ближайшее время стоит ожидать их дальнейшего совершенствования и развития.

 

Газотурбинные авиа двигатели

 

 

Принцип работы газотурбинного авиационного двигателя основывается на сжатии и нагреве газа, энергия которого впоследствии преобразуется в механическую работу, заставляя вращаться газовую турбину. Первые двигатели данного класса появились в Германии ещё в начале 40-х годов прошлого века, и на сегодняшний день они по-прежнему продолжают широко применяться в военной авиации, в частности устанавливаются на самолётах Су-27, МиГ-29, F-22, F-35 и т.д.

Газотурбинные авиа двигатели весьма эффективны на сравнительно небольших скоростях перемещения воздушных судов, и потому их применение в гражданской авиации также весьма обоснованно.

 

Турбовинтовые авиа двигатели

 

 

Турбовинтовые авиа двигатели представляют собой своеобразную разновидность газотурбинный авиационных двигателей, принцип действия которых основывается на том, что энергия горячих газов преобразуется во вращение винта, а около 10% от совокупной энергии превращается в толкающую реактивную струю.

Турбовинтовые авиа двигатели имеют хороший КПД и надёжны, что делает их эффективными и применимыми в гражданской авиации на многих воздушных судах.

 

Пульсирующие воздушно-реактивные авиа двигатели

 

 

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели не нашли применения в современной авиации из-за неудовлетворительной своей эффективности. Главной особенностью их функционирования является то, что работают они на принципе воздушно-реактивного двигателя. С той лишь разницей, что топливо в камеру сгорания подаётся периодически, создавая своеобразные импульсы, позволяющие двигать объект в заданном направлении.

Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели эффективны лишь при однократном своём использовании, в последующих же случаях, их использование снижает и саму надёжность и увеличивает затраты.

 

Турбовентиляторные авиа двигатели

 

 

Принцип работы турбовентиляторных авиационных двигателей сводится к тому, что подаваемый за счёт вентилятора воздух. Обеспечивает полное сгорание топлива за счёт избытка кислорода, что делает такие авиа двигатели и более эффективными и в тоже время наиболее экологически чистыми. Применяются подобные турбовентиляторные авиа двигатели как правило на крупных авиалайнерах, так как практически всегда у них имеется большая конструкция за счёт необходимости нагнетания дополнительного объёма воздуха.

Двигатель

- Википедия

Анимация, демонстрирующая четыре стадии цикла четырехтактного бензинового двигателя внутреннего сгорания:
  1. Индукция (Топливо входит в состав)
  2. Компрессия
  3. Зажигание (Топливо сожжено)
  4. Эмиссия (выхлопной газ)

машина, которая преобразует одну форму энергии в механическую энергию

Двигатель , или , двигатель - это машина, предназначенная для преобразования одной формы энергии в механическую. [1] [2] Тепловые двигатели, как и двигатель внутреннего сгорания, сжигают топливо для создания тепла, которое затем используется для работы. Электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическое движение, пневматические моторы используют сжатый воздух, а заводные моторы в игрушечных игрушках используют упругую энергию. В биологических системах молекулярные двигатели, такие как миозины в мышцах, используют химическую энергию для создания сил и, в конечном итоге, движения.

Терминология [править]

Слово двигатель происходит от древнеанглийского двигателя , от латинского ingenium - корень слова гениального .Доиндустриальное оружие войны, такое как катапульты, требучеты и тараны, называлось осадных орудий , и знание того, как их создавать, часто считалось военной тайной. Слово джин , как в хлопок джин , является сокращением от двигатель . Большинство механических устройств, изобретенных во время промышленной революции, были описаны как двигатели - паровой двигатель является ярким примером. Однако оригинальные паровые двигатели, такие как Томас Савери, были не механическими, а насосами.Таким образом, пожарная машина в своем первоначальном виде была просто водяным насосом, при этом двигатель доставлялся в огонь лошадьми. [3]

В современном использовании термин «двигатель » обычно описывает устройства, такие как паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания, которые сжигают или иным образом потребляют топливо для выполнения механической работы, прикладывая крутящий момент или линейную силу (обычно в форме тяги). Устройства, преобразующие тепловую энергию в движение, обычно называют просто двигателями . [4] Примеры двигателей, которые создают крутящий момент, включают известные автомобильные бензиновые и дизельные двигатели, а также турбовалы. Примеры двигателей, которые производят тягу, включают турбовентиляторы и ракеты.

Когда был изобретен двигатель внутреннего сгорания, термин «двигатель » первоначально использовался для отличия его от парового двигателя, который в то время широко использовался для питания локомотивов и других транспортных средств, таких как паровые катки. Термин двигателя происходит от латинского глагола moto , который означает приводить в движение или поддерживать движение.Таким образом, мотор - это устройство, которое передает движение.

Двигатель и двигатель являются взаимозаменяемыми на стандартном английском языке. [5] В некоторых технических жаргонах два слова имеют разные значения, в которых двигатель - это устройство, которое сжигает или иным образом потребляет топливо, изменяя свой химический состав, а двигатель - это устройство, приводимое в действие электричеством, воздухом или гидравлическое давление, которое не меняет химический состав своего источника энергии. [6] [7] Однако в ракетостроении используется термин ракетный двигатель, хотя они потребляют топливо.

Тепловой двигатель также может служить первичным двигателем - компонентом, который преобразует поток или изменения давления жидкости в механическую энергию. [8] Автомобиль, приводимый в действие двигателем внутреннего сгорания, может использовать различные двигатели и насосы, но в конечном итоге все такие устройства получают свою мощность от двигателя. Другой способ взглянуть на это состоит в том, что двигатель получает энергию от внешнего источника, а затем преобразует ее в механическую энергию, в то время как двигатель создает энергию от давления (получаемого непосредственно от взрывной силы сгорания или другой химической реакции, или вторично от действие некоторой такой силы на другие вещества, такие как воздух, вода или пар). [9]

История [править]

Античность [править]

Простые машины, такие как дубинка и весло (примеры рычага), являются доисторическими. Более сложные двигатели, использующие энергию человека, животных, воду, ветер и даже энергию пара, уходят в глубь древности. Человеческая сила была сосредоточена на использовании простых двигателей, таких как лебедка-кабестан, лебедка или беговая дорожка, а также на веревках, шкивах и механизмах блокировки и захвата; эта сила передавалась обычно с умноженными силами и уменьшенной скоростью.Они использовались в кранах и на кораблях в Древней Греции, а также в шахтах, водяных насосах и осадных машинах в Древнем Риме. Авторы тех времен, включая Витрувия, Фронтина и Плиния Старшего, рассматривают эти двигатели как обычное дело, поэтому их изобретение может быть более древним. К 1-му веку нашей эры крупный рогатый скот и лошади использовались на мельницах, приводя в движение машины, подобные тем, которые приводились в действие людьми в более ранние времена.

По словам Страбона, водная мельница была построена в Каберии, в королевстве Митридата, в 1 веке до нашей эры.Использование водяных колес в мельницах распространилось по всей Римской империи в течение следующих нескольких веков. Некоторые были довольно сложными, с акведуками, дамбами и шлюзами для поддержания и направления воды, а также с системами зубчатых колес или зубчатых колес из дерева и металла для регулирования скорости вращения. Более сложные небольшие устройства, такие как механизм Antikythera, использовали сложные цепочки передач и циферблатов, чтобы действовать как календари или предсказывать астрономические события. В стихотворении Авсония в 4 веке нашей эры он упоминает о камнерезной пиле, приводимой в движение водой.Героя Александрии приписывают многим таким ветряным и паровым машинам в 1-м веке нашей эры, включая Aeolipile и торговый автомат, часто эти машины ассоциировались с поклонением, такие как анимированные алтари и автоматизированные двери храма.

Средневековье [править]

Средневековые мусульманские инженеры использовали шестерни в мельницах и водоподъемных машинах и использовали плотины в качестве источника воды, чтобы обеспечить дополнительную мощность для водяных мельниц и водоподъемных машин. [10] В средневековом исламском мире такие достижения позволили механизировать многие производственные задачи, ранее выполнявшиеся с помощью ручного труда.

В 1206 году аль-Джазари использовал систему шатунов для двух своих водоподъемных машин. Зачаточное паротурбинное устройство было описано Таки ад-Дином [11] в 1551 году и Джованни Бранкой [12] в 1629 году. [13]

В 13 веке твердотопливный ракетный двигатель был изобретен в Китай. Управляемый порохом, этот простейший двигатель внутреннего сгорания был неспособен обеспечить устойчивую мощность, но был полезен для приведения оружия в действие на высоких скоростях в направлении врагов в бою и для фейерверков.После изобретения это новшество распространилось по всей Европе.

Промышленная революция [править]

Двигатель Boulton & Watt 1788 г.

Паровая машина Watt была первым паровым двигателем, который использовал пар при давлении чуть выше атмосферного для привода поршня, чему способствовал частичный вакуум. Совершенствование конструкции парового двигателя Newcomen 1712 года, парового двигателя Watt, которое спорадически разрабатывалось с 1763 по 1775 год, стало большим шагом в развитии парового двигателя. Предлагая резкое повышение эффективности использования топлива, дизайн Джеймса Уотта стал синонимом паровых двигателей, во многом благодаря его деловому партнеру Мэтью Боултону.Это позволило быстро создать эффективные полуавтоматические заводы в ранее невообразимых масштабах в местах, где гидроэнергетика была недоступна. Дальнейшее развитие привело к появлению паровозов и значительному расширению железнодорожного транспорта.

Что касается поршневых двигателей внутреннего сгорания, они были испытаны во Франции в 1807 году де Ривазом и независимо друг от друга братьями Ниепсе. Теоретически они были разработаны Карно в 1824 году. [ требуется цитирование ] В 1853–57 годах Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи изобрели и запатентовали двигатель, использующий принцип свободного поршня, который, возможно, был первым четырехтактным двигателем. [14]

Изобретение двигателя внутреннего сгорания, которое впоследствии было коммерчески успешным, было сделано в 1860 году Этьеном Ленуаром. [15]

В 1877 году цикл Отто был в состоянии дать намного более высокое отношение мощности к весу, чем паровые двигатели, и работал намного лучше для многих транспортных применений, таких как автомобили и самолеты.

Автомобили [править]

Первый коммерчески успешный автомобиль, созданный Карлом Бенцем, добавил интерес к легким и мощным двигателям.Легкий бензиновый двигатель внутреннего сгорания, работающий по четырехтактному циклу Отто, был наиболее успешным для легких автомобилей, в то время как более эффективный дизельный двигатель используется для грузовых автомобилей и автобусов. Однако в последние годы турбодизельные двигатели становятся все более популярными, особенно за пределами США, даже для довольно небольших автомобилей.

Горизонтально противоположные поршни [править]

В 1896 году Карлу Бенцу был выдан патент на конструкцию первого двигателя с горизонтально расположенными поршнями.Его конструкция создала двигатель, в котором соответствующие поршни движутся в горизонтальных цилиндрах и одновременно достигают верхней мертвой точки, таким образом автоматически балансируя друг друга в зависимости от их индивидуального импульса. Двигатели этой конструкции часто называют плоскими двигателями из-за их формы и низкого профиля. Они использовались в Volkswagen Beetle, Citroën 2CV, некоторых автомобилях Porsche и Subaru, многих мотоциклах BMW и Honda, а также двигателях воздушных винтов.

Продвижение [править]

Продолжение использования двигателя внутреннего сгорания для автомобилей отчасти связано с совершенствованием систем управления двигателем (бортовые компьютеры, обеспечивающие процессы управления двигателем и впрыск топлива с электронным управлением).Принудительная подача воздуха за счет турбонаддува и наддува повышает выходную мощность и эффективность двигателя. Подобные изменения были применены к меньшим дизельным двигателям, давая им почти такие же характеристики мощности, что и бензиновые двигатели. Это особенно очевидно в связи с популярностью автомобилей с меньшим двигателем с дизельным двигателем в Европе. Большие дизельные двигатели все еще часто используются в грузовиках и тяжелой технике, хотя они требуют специальной обработки, недоступной на большинстве заводов. Дизельные двигатели производят более низкие выбросы углеводородов и CO
2, но с более высоким уровнем твердых частиц и NO
x , чем бензиновые двигатели. [16] Дизельные двигатели также на 40% более экономичны, чем сопоставимые бензиновые двигатели. [16]

Увеличение мощности [править]

В первой половине 20-го века наблюдалась тенденция увеличения мощности двигателя, особенно в моделях США. [требуется уточнение ] Изменения конструкции включали в себя все известные методы увеличения мощности двигателя, включая увеличение давления в цилиндрах для повышения эффективности, увеличение размеров двигателя и увеличение скорости, с которой двигатель производит работу.Более высокие силы и давления, создаваемые этими изменениями, создавали проблемы с вибрацией и размерами двигателя, что приводило к более жестким, более компактным двигателям с V-образным расположением цилиндров и противостоянием, заменяющим более длинные прямолинейные устройства.

Эффективность сгорания [править]

Принципы проектирования, которым отдают предпочтение в Европе, из-за экономических и других ограничений, таких как более мелкие и крутые дороги, ориентированы на автомобили меньшего размера и соответствуют принципам проектирования, сосредоточенным на повышении эффективности сгорания небольших двигателей.Это позволило получить более экономичные двигатели с более ранними четырехцилиндровыми двигателями мощностью 40 лошадиных сил (30 кВт) и шестицилиндровыми двигателями мощностью до 80 лошадиных сил (60 кВт) по сравнению с американскими двигателями V-8 большого объема с номинальной мощностью в диапазон от 250 до 350 л.с., некоторые даже более 400 л.с. (от 190 до 260 кВт). [требуется уточнение ] [необходимо цитирование ]

Конфигурация двигателя [править]

Раньше при разработке автомобильных двигателей производился гораздо больший ассортимент двигателей, чем обычно используется сегодня.Двигатели варьировались от 1 до 16 цилиндров с соответствующими различиями в общем размере, весе, объеме двигателя и отверстиях цилиндров. В большинстве моделей использовались четыре цилиндра и номинальная мощность от 19 до 120 л.с. (от 14 до 90 кВт). Было построено несколько трехцилиндровых двухтактных моделей, в то время как большинство двигателей имели прямые или рядные цилиндры. Было несколько моделей V-типа и горизонтально противоположных двух- и четырехцилиндровых моделей. Верхние распредвалы часто использовались.Меньшие двигатели обычно имели воздушное охлаждение и располагались в задней части автомобиля; коэффициенты сжатия были относительно низкими. В 1970-х и 1980-х годах возрос интерес к улучшению экономии топлива, что привело к возврату к меньшим размерам V-6 и четырехцилиндровым двигателям с пятью клапанами на цилиндр для повышения эффективности. Bugatti Veyron 16.4 работает с двигателем W16, что означает, что два расположения цилиндров V8 расположены рядом друг с другом, чтобы создать форму W, разделяющую один и тот же коленчатый вал.

Самый большой из когда-либо созданных двигателей внутреннего сгорания - это 14-цилиндровый 2-тактный дизельный двигатель с турбонаддувом Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, который был спроектирован для оснащения Emma Mærsk , самого большого контейнеровоза в мире, когда его запускали в 2006.Этот двигатель имеет массу 2300 тонн, а при работе на скорости 102 об / мин (1,7 Гц) вырабатывает более 80 МВт и может использовать до 250 тонн топлива в день.

Двигатель можно отнести к категории в соответствии с двумя критериями: форма энергии, которую он принимает для создания движения, и тип движения, которое он выводит.

Тепловой двигатель [править]

Двигатель внутреннего сгорания [править]

Двигатели внутреннего сгорания - это тепловые двигатели, приводимые в движение теплом процесса сгорания.

Двигатель внутреннего сгорания [править]
Трехтактный двигатель внутреннего сгорания, работающий на угольном газе

Двигатель внутреннего сгорания представляет собой двигатель, в котором сгорание топлива (обычно ископаемого топлива) происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания.В двигателе внутреннего сгорания расширение газов высокой температуры и высокого давления, которые образуются в результате сгорания, непосредственно прикладывает усилие к компонентам двигателя, таким как поршни или лопатки турбины или сопло, и перемещая его на расстояние , генерирует механическую работу. [17] [18] [19] [20]

Двигатель внешнего сгорания [править]

Двигатель внешнего сгорания (двигатель ЕС) представляет собой тепловой двигатель, в котором внутренняя рабочая жидкость нагревается путем сгорания внешнего источника через стенку двигателя или теплообменник.Затем жидкость, расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и полезную работу. [21] Затем жидкость охлаждается, сжимается и используется повторно (замкнутый цикл) или (реже) сбрасывается, а холодная жидкость втягивается (воздушный двигатель открытого цикла).

«Сжигание» относится к сжиганию топлива с окислителем, для подачи тепла. Двигатели с аналогичной (или даже идентичной) конфигурацией и работой могут использовать подачу тепла из других источников, таких как ядерные, солнечные, геотермальные или экзотермические реакции, не связанные с горением; но тогда они строго не классифицируются как двигатели внешнего сгорания, а как внешние тепловые двигатели.

Рабочая жидкость может быть газом, как в двигателе Стирлинга, или паром, как в паровом двигателе, или органической жидкостью, такой как н-пентан, в цикле органического Ренкина. Жидкость может быть любого состава; газ является наиболее распространенным, хотя иногда используется даже однофазная жидкость. В случае парового двигателя жидкость меняет фазы между жидкостью и газом.

Воздухопроницаемые двигатели внутреннего сгорания [править]

Воздушно-реактивные двигатели внутреннего сгорания - это двигатели внутреннего сгорания, которые используют кислород в атмосферном воздухе для окисления («сжигания») топлива, а не для переноса окислителя, как в ракете.Теоретически, это должно привести к лучшему удельному импульсу, чем для ракетных двигателей.

Непрерывный поток воздуха проходит через дыхательный двигатель. Этот воздух сжимается, смешивается с топливом, воспламеняется и удаляется в качестве выхлопного газа.

Примеры

Типичные воздушно-реактивные двигатели включают в себя:

реактивный реактивный двигатель
Турбовинтовой двигатель
Воздействие на окружающую среду [редактировать]

Работа двигателей обычно оказывает негативное влияние на качество воздуха и уровень окружающего звука.Все больше внимания уделяется характеристикам автомобильных систем, способствующих загрязнению. Это создало новый интерес к альтернативным источникам энергии и усовершенствованиям двигателя внутреннего сгорания. Хотя появилось несколько электромобилей с ограниченным производством на батарейках, они не оказались конкурентоспособными из-за затрат и эксплуатационных характеристик. [ цитирование необходимо ] В 21-м веке дизельный двигатель становится все более популярным среди автовладельцев.Тем не менее, бензиновый двигатель и дизельный двигатель с их новыми устройствами контроля выбросов для улучшения характеристик выбросов еще не испытывали значительных проблем. [ цитирование необходимо ] Ряд производителей представили гибридные двигатели, в основном с небольшим бензиновым двигателем в сочетании с электродвигателем и большим аккумуляторным блоком, но они также еще не достигли значительных успехов на рынке. бензиновых и дизельных двигателей.

Качество воздуха [редактировать]

Выхлопные газы из двигателя с искровым зажиганием состоят из следующего: азот от 70 до 75% (по объему), водяной пар от 10 до 12%, диоксид углерода от 10 до 13.5%, водород от 0,5 до 2%, кислород от 0,2 до 2%, монооксид углерода: от 0,1 до 6%, несгоревшие углеводороды и продукты частичного окисления (например, альдегиды) от 0,5 до 1%, монооксид азота от 0,01 до 0,4%, закись азота <100 ч / млн. диоксид серы от 15 до 60 частей на миллион, следы других соединений, таких как присадки к топливу и смазочные материалы, а также соединения галогенов и металлов и другие частицы. [22] Окись углерода очень токсична и может вызвать отравление угарным газом, поэтому важно избегать скопления газа в замкнутом пространстве.Каталитические нейтрализаторы могут уменьшить токсичные выбросы, но не полностью устранить их. Кроме того, выбросы парниковых газов, главным образом углекислого газа, в результате широко распространенного использования двигателей в современном промышленно развитом мире способствуют глобальному парниковому эффекту - главной проблеме глобального потепления.

Негорючие тепловые двигатели [править]

Некоторые двигатели преобразуют тепло от не горючих процессов в механическую работу, например, атомная электростанция использует тепло от ядерной реакции для производства пара и приводит в движение паровой двигатель, или газовая турбина в ракетном двигателе может приводиться в действие путем разложения перекиси водорода.Помимо другого источника энергии, двигатель часто проектируется так же, как двигатель внутреннего или внешнего сгорания. Другая группа не горючих двигателей включает термоакустические тепловые двигатели (иногда называемые «двигателями ТА»), которые представляют собой термоакустические устройства, которые используют звуковые волны высокой амплитуды для накачки тепла из одного места в другое или, наоборот, используют разность тепла для создания звуковых волн высокой амплитуды. , В целом, термоакустические двигатели можно разделить на устройства со стоячей и бегущей волной. [23]

Нетепловой двигатель с химическим приводом [править]

Нетепловые двигатели обычно приводятся в действие химической реакцией, но не являются тепловыми двигателями. Примеры включают в себя:

Электродвигатель [править]

Электродвигатель использует электрическую энергию для производства механической энергии, обычно через взаимодействие магнитных полей и проводников с током. Обратный процесс, производящий электрическую энергию из механической энергии, осуществляется с помощью генератора или динамо.Тяговые двигатели, используемые на транспортных средствах, часто выполняют обе задачи. Электродвигатели могут работать как генераторы и наоборот, хотя это не всегда практично. Электродвигатели распространены повсеместно, и их можно найти в таких разнообразных применениях, как промышленные вентиляторы, воздуходувки и насосы, станки, бытовая техника, электроинструменты и дисководы. Они могут получать питание от постоянного тока (например, от портативного устройства с питанием от батареи или транспортного средства) или от переменного тока от центральной электрической распределительной сети.Самые маленькие моторы можно найти в электрических наручных часах. Средние двигатели с высокими стандартизированными размерами и характеристиками обеспечивают удобную механическую мощность для промышленного использования. Самые большие электродвигатели используются для приведения в движение больших судов и для таких целей, как трубопроводные компрессоры, с номинальной мощностью в тысячи киловатт. Электродвигатели могут быть классифицированы по источнику электроэнергии, по их внутренней конструкции и по их применению.

Физический принцип производства механической силы при взаимодействии электрического тока и магнитного поля был известен еще в 1821 году.Электродвигатели с возрастающей эффективностью были построены в течение 19-го века, но коммерческая эксплуатация электродвигателей в больших масштабах требовала эффективных электрических генераторов и электрических распределительных сетей.

Для сокращения потребления электроэнергии двигателями и связанными с ними углеродными следами различные регулирующие органы во многих странах ввели и внедрили законодательство, поощряющее производство и использование более эффективных электродвигателей.Хорошо сконструированный двигатель может преобразовывать более 90% входной энергии в полезную мощность в течение десятилетий. [24] Когда эффективность двигателя повышается даже на несколько процентных пунктов, экономия в киловатт-часах (и, следовательно, в стоимости) огромна. Эффективность электрической энергии типичного промышленного асинхронного двигателя может быть улучшена путем: 1) уменьшения электрических потерь в обмотках статора (например, путем увеличения площади поперечного сечения проводника, улучшения техники обмотки и использования материалов с более высоким электрическим напряжением). проводимости, такие как медь), 2) снижение электрических потерь в катушке ротора или отливки (например,Например, используя материалы с более высокой электропроводностью, такие как медь, 3) уменьшая магнитные потери, используя магнитную сталь более высокого качества, 4) улучшая аэродинамику двигателей, чтобы уменьшить механические потери в обмотке, 5) улучшая подшипники, чтобы уменьшить потери на трение, и 6) минимизация производственных допусков. Для дальнейшего обсуждения этой темы см. Премиум эффективность.)

По соглашению, электрический двигатель относится к железнодорожному электровозу, а не к электрическому двигателю.

Двигатель с физическим питанием [править]

Некоторые двигатели приводятся в действие потенциальной или кинетической энергией, например, некоторые фуникулеры, гравитационные плоскости и конвейеры канатных дорог использовали энергию от движущейся воды или камней, а некоторые часы имеют вес, который падает под действием силы тяжести. Другие формы потенциальной энергии включают сжатые газы (например, пневматические моторы), пружины (заводные моторы) и резинки.

Исторические военные осадные машины включали в себя большие катапульты, требучеты и (в некоторой степени) тараны с питанием от потенциальной энергии.

Пневматический двигатель [править]

Пневматический двигатель - это машина, которая преобразует потенциальную энергию в виде сжатого воздуха в механическую работу. Пневматические двигатели обычно преобразуют сжатый воздух в механическую работу с помощью линейного или вращательного движения. Линейное движение может исходить либо от диафрагмы, либо от поршневого привода, тогда как вращательное движение обеспечивается либо лопастным пневмодвигателем, либо поршневым пневмодвигателем. Пневматические двигатели нашли широкое распространение в индустрии ручных инструментов, и постоянно предпринимаются попытки расширить их использование в транспортной отрасли.Однако пневматические двигатели должны преодолевать недостатки эффективности, прежде чем их можно будет рассматривать в качестве жизнеспособного варианта в транспортной отрасли.

Гидравлический мотор [править]

Гидравлический двигатель получает мощность от жидкости под давлением. Этот тип двигателя используется для перемещения тяжелых грузов и привода машин. [25]

Производительность [править]

Следующие используются при оценке производительности двигателя.

Скорость [править]

Скорость относится к вращению коленчатого вала в поршневых двигателях и скорости вращения роторов компрессора / турбины и роторов электродвигателя.Измеряется в оборотах в минуту (об / мин).

Тяга [править]

Тяга - это сила, действующая на двигатель самолета или его пропеллер после того, как он ускорил проходящий через него воздух.

Крутящий момент [править]

Крутящий момент - это крутящий момент на валу, который рассчитывается путем умножения силы, вызвавшей момент, на расстояние от вала.

Мощность [править]

Мощность - это показатель того, как быстро выполняется работа.

Эффективность [править]

Эффективность - это показатель того, сколько топлива расходуется на производство электроэнергии.

Уровни звука [править]

Шум транспортного средства в основном из-за двигателя на низких скоростях, а также из-за шин и воздуха, проходящего мимо автомобиля на более высоких скоростях. [26] Электродвигатели тише, чем двигатели внутреннего сгорания. Тяговые двигатели, такие как турбовентиляторы, турбореактивные двигатели и ракеты, издают наибольшее количество шума благодаря тому, как их высокоскоростные выхлопные потоки, создающие тягу, взаимодействуют с окружающим неподвижным воздухом. Технология шумоподавления включает в себя глушители системы впуска и выпуска (глушители) на бензиновых и дизельных двигателях и вкладыши шумоподавления на входах в турбовентилятор. "Howstuffworks" Инжиниринг "". Reference.howstuffworks.com. 2006-01-29. Архивировано из оригинального на 2009-08-21. Получено 2011-05-09. .

История двигателя внутреннего сгорания

Эту статью необходимо обновить . Пожалуйста, обновите эту статью, чтобы отразить последние события или новую доступную информацию. (август 2017 г.)

Видеомонтаж двигателей Otto, работающих на Воссоединении паровых молотилок в Западной Миннесоте (WMSTR), в Роллаге, штат Миннесота. (2 мин 16 с, 320x240, видео 340 кбит / с)

Различные ученые и инженеры внесли свой вклад в разработку двигателей внутреннего сгорания.В 1791 году Джон Барбер разработал турбину. В 1794 году Томас Мид запатентовал газовый двигатель. Также в 1794 году Роберт-стрит запатентовал двигатель внутреннего сгорания, который также первым использовал жидкое топливо (нефть) и построил двигатель в то время. В 1798 году Джон Стивенс разработал первый американский двигатель внутреннего сгорания. В 1807 году французские инженеры Никифор (который изобрел фотографию) и Клод Ниепс запустили опытный двигатель внутреннего сгорания, используя управляемые взрывы пыли, Pyréolophore.Этот двигатель работал на лодке на реке Сона, Франция. В том же году швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель внутреннего сгорания, зажигаемый электрической искрой. В 1823 году Сэмюэль Браун запатентовал первый двигатель внутреннего сгорания, который будет применяться в промышленности, один из его двигателей качал воду на Кройдонском канале с 1830 по 1836 год. Он также продемонстрировал лодку, использующую его двигатель на Темзе в 1827 году, и каретку с приводом от двигателя. в 1828 году.

Отец Эудженио Барсанти, итальянский инженер, вместе с Феличе Маттеуччи из Флоренции изобрел первый настоящий двигатель внутреннего сгорания в 1853 году.Их патентный запрос был удовлетворен в Лондоне 12 июня 1854 года и опубликован в лондонском Morning Journal под заголовком «Спецификация Юджина Барсанти и Феликса Маттеуччи. Получение движущей силы с помощью взрыва газов». В 1860 году бельгиец Жан-Жозеф Этьен Ленуар выпустил газовый двигатель внутреннего сгорания. В 1864 году Николай Отто запатентовал первый атмосферный газовый двигатель. В 1872 году американец Джордж Брэйтон изобрел первый коммерческий двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе. В 1876 году Николай Отто, работая с Готлибом Даймлером и Вильгельмом Майбахом, запатентовал четырехтактный двигатель со сжатым зарядом.В 1879 году Карл Бенц запатентовал надежный двухтактный газовый двигатель. В 1892 году Рудольф Дизель разработал первый двигатель с воспламенением от сжатия. В 1926 году Роберт Годдард запустил первую ракету на жидком топливе. В 1939 году Heinkel He 178 стал первым в мире реактивным самолетом. В 1954 году немецкий инженер Феликс Ванкель запатентовал «безпоршневой» двигатель с эксцентричной вращательной конструкцией.

до 1860 [править]

Ранние двигатели внутреннего сгорания использовались, чтобы привести в действие оборудование фермы, подобное этим моделям.
  • 202 г. до н.э. - 220 г. н.э .: Самые первые ручные рукоятки появились в Китае во времена династии Хань. [1]
  • г. 3 в. Н.э .: Свидетельство о заводном механизме и шатуне относится к лесопильному заводу Иераполис в Византийской Малой Азии, тогда входившем в состав Римской империи.
  • 6-й век: несколько лесопильных заводов используют кривошипно-шатунный механизм в Малой Азии и Сирии, тогда являвшейся частью Византийской империи.
  • 9-й век: рукоятка появляется в середине 9-го века в нескольких гидравлических устройствах, описанных братьями Бану Муса в их Книге гениальных устройств . [2]
  • 1206: Аль-Джазари изобрел ранний коленчатый вал [3] [4] , который он встроил с помощью механизма шатунов в свой двухцилиндровый насос. Как и современный коленчатый вал, механизм Аль-Джазари состоял из колеса, приводящего в движение несколько штифтов коленчатого вала, при этом движение колеса было круглым, а штифты двигались вперед-назад по прямой линии. [3] Коленчатый вал, описанный al-Jazari [3] [4] , преобразует непрерывное вращательное движение в линейное возвратно-поступательное движение.
  • 17 век: Сэмюэль Морланд экспериментирует с использованием пороха для привода водяных насосов.
  • 17 век: Christiaan Huygens разрабатывает порох для привода водяных насосов, чтобы поставлять 3000 кубометров воды в день для садов Версальского дворца, создавая, по сути, первую идею элементарного поршневого двигателя внутреннего сгорания.
  • 1780-е годы: Алессандро Вольта создал игрушечный электрический пистолет [5] , в котором электрическая искра взорвала смесь воздуха и водорода, выпустив пробку с конца пистолета.
  • 1791: Джон Барбер получил британский патент № 1833 на «Метод подъема горючего воздуха для целей производства движения и облегчения металлургических операций» . В нем он описывает турбину.
  • 1794: Роберт Стрит построил двигатель без сжатия. Он также был первым, кто использовал жидкое топливо в двигателе внутреннего сгорания. [6]
  • 1794: Томас Мид запатентовал газовый двигатель. [7]
  • 1798: Джон Стивенс создает первый двигатель внутреннего сгорания, использующий коленчатый вал двойного действия.
  • 1801: Филипп ЛеБон Д'Хамберштейн использует компрессию в двухтактном двигателе.
  • 1807: Никофор Ниепсе установил в лодке свой двигатель внутреннего сгорания Pyréolophore, работающий на «мхе, угольной пыли и смоле», и запустил в действие реку Сона во Франции. Впоследствии император Наполеон Бонапарт выдал патент 20 июля 1807 года.
  • 1807: швейцарский инженер Франсуа Исаак де Риваз построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на смеси водорода и кислорода и воспламеняемый электрической искрой.(См. 1780-е годы: Алессандро Вольта выше.) [8]
  • 1823: Сэмюэль Браун запатентовал первый промышленный двигатель внутреннего сгорания, газовый вакуумный двигатель. В проекте использовалось атмосферное давление, и оно было продемонстрировано в вагоне и лодке, а в 1830 году коммерчески использовалось для перекачки воды на верхний уровень Кройдонского канала.
  • 1824: французский физик Сади Карно создал термодинамическую теорию идеализированных тепловых двигателей.
  • 1826 1 апреля: американец Сэмюэл Морей получил патент на «газ или паровой двигатель без сжатия».« [9] Это также первый зарегистрированный пример карбюратора.
  • 1833: Лемюэль Уэлман Райт, патент Великобритании №. 6525, настольный газовый двигатель. Газовый двигатель двойного действия, первая запись цилиндра с водяной рубашкой. [10]
  • 1838: патент был выдан Уильяму Барнетту, патент Великобритании №. 7615 апреля 1838 года. По словам Дугальда Клерка, это было первое зарегистрированное использование компрессии в цилиндрах. [11]
  • 1853–1857: Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи изобрели и запатентовали двигатель Барсанти-Маттеуччи, двигатель внутреннего сгорания, использующий принцип свободного поршня в атмосферном двухтактном двигателе. [12] [13]
  • 1856: во Флоренции на Fonderia del Pignone (ныне Nuovo Pignone, позже дочернее предприятие General Electric), Пьетро Бенини создал рабочий прототип итальянского двигателя мощностью 5 л.с. В последующие годы он разработал более мощные двигатели - с одним или двумя поршнями - которые служили постоянными источниками энергии, заменяя паровые двигатели.
  • 1857: Eugenio Barsanti и Felice Matteucci описывают принципы работы свободно-поршневого двигателя, где вакуум после взрыва позволяет атмосферному давлению создавать рабочий ход (британский патент №.1625). [13]

1860–1920 [править]

Двигатель Отто-Ланген, 1860-е годы. Этот двигатель "атмосферный", то есть он не имеет сжатия Двухтактный двигатель сэра Дугальда Клерка с 1879 года Этот двигатель внутреннего сгорания был неотъемлемой частью патента на первый запатентованный автомобиль, выданный Карлом Бенцем 29 января 1886 года.
  • 1860: Жан-Жозеф Этьен Ленуар изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий на газе, и подал заявку на патент под названием Moteur à air dilatá par par des des gaz .Его двигатель похож на горизонтальный паровой двигатель двойного действия с цилиндрами, поршнями, шатунами и маховиком, в котором газ по существу заменял пар. Предположительно, некоторые из этих двигателей были построены и использовались в коммерческих целях в Париже. [14] Фридрих Сасс считает двигатель Ленуара первым функциональным двигателем внутреннего сгорания. [15]
  • 1861: Николай Отто приказал Майклу Джозефу Зонсу создать копию двигателя Ленуара для экспериментальных целей. [16] Позже в том же году Zons построила второй двигатель для Otto, четырехцилиндровый, двухтактный. [17]
  • 1861: Альфонс Бо де Рош изобрел четырехтактный принцип работы. Он опубликовал эссе, озаглавленное « новых выпусков, посвященных практическим условиям использования и т. Д.». Заявка Avec Au Chemin de Fer et al. Navigation , и заявка на патент. Патент был выдан во Франции, однако он состоит только из текста, но не включает в себя чертежи четырехтактного двигателя.Патент был в конечном итоге признан недействительным через два года; ни одна копия не была сохранена в архиве французского патентного ведомства. [18]
  • 1863: Отто разработал атмосферный газовый двигатель, который был снова построен Зонсом. [19] Отто попытался подать заявку на патент, но патент не был предоставлен в Пруссии. [20]
  • 1864: В Вене Зигфрид Маркус положил на тележку атмосферный бензиновый двигатель. Предположительно, он проехал 200 метров. [21]
  • 1864: Евгений Ланген присоединился к Отто и усовершенствовал газовый двигатель, работающий в атмосфере. [22]
  • 1865: Пьер Хьюгон начал производство двигателя Hugon, похожего на двигатель Lenoir, но с лучшей экономией и более надежным зажиганием пламени. [23]
  • 1867: Отто и Ланген выставили свой бесплатный поршневой двигатель на Парижской выставке в 1867 году, и они получили самую большую награду. У него было меньше половины потребления газа двигателями Ленуара или Гугона. [24]
  • 1868: Ойген Ланген и Николаус Отто получили патент на атмосферный газовый двигатель. [25]
  • 1872: в Америке Джордж Брэйтон подал заявку на патент Brayton's Ready Motor . Он использовал постоянное давление сгорания и был первым коммерческим двигателем внутреннего сгорания на жидком топливе. В 1876 году он был запущен в производство. [26]
  • 1875: Николаус Отто, работающий с Францем Рингсом, разработал первый четырехтактный двигатель с функциональным сжатым зарядом. В начале 1876 года это было проверено. Двигатель представлял собой одноцилиндровый агрегат, который сместил 6.1 дм 3 , который был оценен в 3 л.с. (2206 Вт) при скорости 180 об / мин при расходе топлива 0,95 м 3 / п.с. (1,29 м 3 / кВтч). [27] В 1876 году Вильгельм Майбах усовершенствовал двигатель, изменив конструкцию шатуна и поршня с корпуса на траверсу (теперь двигатель получает ход 400 мм, увеличивая рабочий объем до 8,143 дм 3 ), поэтому он мог быть запущенным в серийное производство [28]
  • 1876: Отто подал заявку на патент на двигатель со стратифицированным зарядом, который будет использовать четырехтактный принцип.Патент был выдан в 1876 г. в Эльсасс-Лотрингене и преобразован в патент Германии в 1877 г. (DRP 532, 4 августа 1877 г.). [29]
  • 1878: Дугальд Клерк разработал первый двухтактный двигатель с компрессией в цилиндре. Он запатентовал его в Англии в 1881 году.
  • 1879: Карл Бенц, работая независимо, получил патент на свой надежный двухтактный двигатель внутреннего сгорания, газовый двигатель.
  • 1882: Джеймс Аткинсон изобрел двигатель цикла Аткинсона. У двигателя Аткинсона была одна фаза мощности на оборот вместе с различными объемами впуска и расширения, что потенциально делает его более эффективным, чем цикл Отто, но, безусловно, избегает патента Отто.
  • 1884: британский инженер Эдвард Батлер сконструировал первый бензиновый (бензиновый) двигатель внутреннего сгорания. Батлер изобрел свечу зажигания, магнит зажигания, катушку зажигания и карбюратор с распылительной струей, и первым использовал слово бензин. [30]
  • 1885: немецкий инженер Готлиб Даймлер получил немецкий патент на нагнетатель [31]
  • 1885/1886 Карл Бенц спроектировал и построил свой собственный четырехтактный двигатель, который использовался в его автомобиле, который был разработан в 1885 году, запатентован в 1886 году и стал первым автомобилем в серийном производстве.
  • 1887: Густав де Лаваль представляет сопло де Лаваля
  • 1889: Félix Millet начинает разработку первого транспортного средства, оснащенного роторным двигателем в истории перевозок.
  • 1891: Герберт Акройд Стюарт построил свой нефтяной двигатель, арендовав права на сборку у Хорнсби из Англии. Они построили первые двигатели с холодным пуском и воспламенением от сжатия. В 1892 году они установили первые на водонасосной станции. В том же году экспериментальная версия с более высоким давлением произвела самоподдерживающееся зажигание только за счет сжатия.
  • 1892: Рудольф Дизель разработал первый двигатель со сжатым зарядом и воспламенением от сжатия. [32]
  • 1893 23 февраля: Рудольф Дизель получил патент на свой двигатель с воспламенением от сжатия (дизель).
  • 1896: Карл Бенц изобрел двигатель-боксер, также известный как горизонтально противоположный двигатель, или плоский двигатель, в котором соответствующие поршни одновременно достигают верхней мертвой точки, таким образом, уравновешивая друг друга в импульсе.
  • 1897: Роберт Бош был первым, кто применил магнитное зажигание к двигателю автомобиля.
  • 1898: Фэй Оливер Фарвелл разрабатывает прототип линейки автомобилей Adams-Farwell, оснащенных трех- или пятицилиндровыми роторными двигателями внутреннего сгорания.
  • 1900: Рудольф Дизель продемонстрировал дизельный двигатель в 1900 году на выставке Universelle (Всемирная выставка) с использованием арахисового топлива (см. Биодизельное топливо). [33]
  • 1900: Вильгельм Майбах разработал двигатель, построенный в Daimler Motoren Gesellschaft - в соответствии со спецификациями Эмиля Еллинека - который требовал, чтобы двигатель получил имя Daimler-Mercedes в честь его дочери.В 1902 году автомобили с таким двигателем были запущены в производство DMG. [34] [35]
  • 1903: Константин Циолковский начинает серию теоретических работ, посвященных использованию ракет для достижения космического пространства. Основным пунктом его работы являются ракеты на жидком топливе.
  • 1903: Агидиус Эллинг строит газовую турбину с использованием центробежного компрессора, который работает на собственной мощности. По большинству определений это первая работающая газовая турбина.
  • 1905: Альфред Бучи запатентовал турбокомпрессор и начинает производство первых примеров.
  • 1903–1906: команда Арменго и Лемале во Франции строит полный газотурбинный двигатель. Он использует три отдельных компрессора с приводом от одной турбины. Пределы температуры турбины допускают только степень сжатия 3: 1, и турбина основана не на «веерном» духе Парсонса, а на колесе Пелтона. Двигатель настолько неэффективен при тепловом КПД около 3%, что работа прекращается.
  • 1908 год. Новозеландский изобретатель Эрнест Годвард открыл мотоциклетный бизнес в Инверкаргилле и оснастил импортные велосипеды своим собственным изобретением - экономайзером бензина.Его экономисты работали на машинах так же хорошо, как на мотоциклах.
  • 1908: Ганс Хольцварт начинает работу над обширными исследованиями газовой турбины "взрывного цикла", [36] , основанной на цикле Отто. Эта конструкция сжигает топливо в постоянном объеме и является несколько более эффективной. К 1927 году, когда работы закончились, он достиг около 13% теплового КПД.
  • 1908: Рене Лорин запатентовал конструкцию для прямоточного двигателя.
  • 1916: Auguste Rateau предлагает использовать компрессоры с выхлопными газами для улучшения высотных характеристик, первый пример турбокомпрессора.

1920–1980 [править]

  • 1920: Уильям Джозеф Стерн сообщает Королевским военно-воздушным силам, что у авиационного двигателя нет будущего. Он основывает свои аргументы на крайне низкой эффективности существующих конструкций компрессоров. Из-за превосходства Стерна его статья настолько убедительна, что нигде не наблюдается официального интереса к газотурбинным двигателям, хотя это недолго.
  • 1921: Максим Гийом запатентовал газотурбинный двигатель с осевым потоком. Он использует несколько ступеней как в компрессоре, так и в турбине, в сочетании с одной очень большой камерой сгорания.
  • 1923: Эдгар Бакингем из Национального бюро стандартов США публикует отчет о реактивных двигателях, который приходит к тому же выводу, что и У. Дж. Стерн, о том, что турбинный двигатель недостаточно эффективен. В частности, он отмечает, что самолет будет использовать в пять раз больше топлива, чем поршневой двигатель. [37]
  • 1925: Шведский инженер Йонас Хессельман представил двигатель Hesselman, впервые представивший непосредственный впрыск бензина на двигателе с искровым зажиганием. [38] [39]
  • 1925: Вильгельм Папе запатентовал конструкцию двигателя постоянного объема.
  • 1926: Алан Арнольд Гриффит публикует свою новаторскую статью «Аэродинамическая теория конструкции турбины », изменяя низкое доверие к реактивным двигателям. В нем он демонстрирует, что существующие компрессоры «летят в тупик», и что можно сделать значительные улучшения, переставив лопасти из плоского профиля в профиль, а затем математически продемонстрировать, что практичный двигатель определенно возможен, и показать, как построить турбовинтовой.
  • 1926: Роберт Годдард запускает первую ракету на жидком топливе
  • 1927: Аурел Стодола публикует свои «Паровые и газовые турбины» - основной справочник для инженеров по реактивным двигателям в США.
  • 1927: Испытательный стенд с одним валом турбокомпрессора, основанный на конструкции лопатки Гриффита, испытан в Королевском авиационном заводе.
  • 1929: опубликован тезис Фрэнка Уиттла о реактивных двигателях
  • 1930: Шмидт запатентовал импульсный реактивный двигатель в Германии.
  • 1935: Ханс фон Охайн создает планы для турбореактивного двигателя и убеждает Эрнста Хейнкеля разработать рабочую модель. Вместе с одним механиком фон Охайн разрабатывает первый в мире турбореактивный двигатель на испытательном стенде.
  • 1936: французский инженер Рене Ледюк, самостоятельно заново открывший конструкцию Рене Лорина, успешно демонстрирует первый в мире ПВРД.
  • 1937: первый успешный запуск газовой турбины сэра Фрэнка Уиттла для реактивного двигателя.
  • , март 1937 года: экспериментальный центробежный реактивный двигатель Heinkel HeS 1 на водородном топливе проходит испытания в Хирте.
  • 27 августа 1939 года: полет первого в мире турбореактивного силового самолета. Hans von Ohain Heinkel Прототип первопроходца турбореактивного самолета He 178 V1 совершает первый полет на двигателе He S 3 von Ohain.
  • 15 мая 1941: Gloster E.28 / 39 становится первым британским самолетом с реактивным двигателем, который будет летать, используя Power Jets W.1 турбореактивный двигатель, разработанный Фрэнком Уиттлом и другими.
  • 1942: Макс Бентеле обнаружил в Германии, что лопасти турбины могут сломаться, если вибрации находятся в его резонансном диапазоне, явление, уже известное в США по опыту паровых турбин.
  • 18 июля 1942 года: полет первого реактивного двигателя Messerschmitt Me 262
  • 1946: Самуэль Бэйлин разрабатывает трехтактный двигатель внутреннего сгорания Baylin Engine с вращающимися поршнями. Грубый, но сложный пример будущего двигателя Ванкеля. [40]
  • 1951 год: инженеры компании "Техас", т.е. теперь Chevron - разработал четырехтактный двигатель с топливным инжектором, который использовал так называемый процесс сгорания Texaco, который в отличие от обычных четырехтактных бензиновых двигателей, которые использовали отдельный клапан для впуска воздушно-бензиновой смеси, с T.C.P. Двигатель впускного клапана со встроенным специальным кожухом подает воздух в цилиндр торнадо, а затем топливо впрыскивается и зажигается свечой зажигания.Авторы изобретения утверждали, что их двигатель может гореть практически на любом топливе на основе нефти с любым октановым числом и даже на некоторых видах топлива на основе спирта, например. керосин, бензин, моторное масло, тракторное масло и т. д. - без детонации перед сгоранием и полного сгорания топлива, впрыскиваемого в цилиндр. Несмотря на то, что к 1950 году развитие было очень успешным, никаких записей о T.C.P. двигатель используется в коммерческих целях. [41]
  • 1950-е гг .: Американские фирмы начинают разработку концепции поршневого двигателя, который представляет собой двигатель внутреннего сгорания без кривошипа. [42]
  • 1954: первый рабочий прототип Феликса Ванкеля DKM 54 с двигателем Ванкеля

1980 до настоящего времени [править]

Запуск двигателя [править]

Ранние двигатели внутреннего сгорания были запущены вручную. Различные типы стартера были позже разработаны. К ним относятся:

Электростартеры теперь почти универсальны для двигателей малого и среднего размера, в то время как пневматические стартеры используются для больших двигателей.

Модерн противисторические поршневые двигатели [править]

Первые поршневые двигатели не имели сжатия, но работали на топливовоздушной смеси, всасываемой или продуваемой во время первой части такта впуска. Наиболее существенное различие между современными двигателями внутреннего сгорания и ранними конструкциями заключается в использовании сжатия заряда топлива перед сгоранием.

Проблема воспламенения топлива решалась в ранних двигателях с открытым пламенем и раздвижными воротами. Чтобы получить более высокую частоту вращения двигателя, Даймлер применил зажигание с горячей трубкой, которое позволило 600 об / мин сразу в его горизонтальном цилиндре 1883 года и очень скоро после более 900 об / мин.Большинство двигателей того времени не могли превышать 200 об / мин из-за своих систем зажигания и индукции. [46]

Первый практический двигатель, Ленуар, работал на осветительном газе (угольный газ). Лишь в 1883 году Даймлер создал двигатель, работающий на жидкой нефти, топливе под названием лигроин, который имеет химический состав гексана-N. Топливо также известно как нефтяная нафта.

Первыми двигателями Отто были толкающие двигатели, которые производили толчок на протяжении всего хода (как у дизеля). "1883: высокоскоростной двигатель с горячим зажиганием".

Дополнительное чтение [править]

,

Simple English Wikipedia, свободная энциклопедия

Эта статья не имеет источников . Вы можете помочь Википедии, найдя хорошие источники и добавив их. (август 2009 г.)

Двигатель или двигатель - это машина, используемая для преобразования энергии в движение, которое можно использовать. Энергия может быть в любой форме. Распространенными видами энергии, используемой в двигателях, являются электричество, химическая энергия (например, бензин или дизельное топливо) или тепло.Когда химическое вещество используется для производства энергии, оно называется топлива .

В прошлые века и мотор и двигатель означали совсем разные вещи. [1] Двигатель был создан для перемещения чего-либо, например, транспортного средства. Это значение до сих пор часто используется. Иногда вещь называется двигателем, если она создает механическую энергию из тепла, и двигателем, если она создает механическую энергию из других видов энергии, таких как электричество. Типичными двигателями в этом смысле являются паровой двигатель и двигатель внутреннего сгорания, в то время как типичными двигателями являются электродвигатель и гидравлический двигатель.И иногда два слова означают одно и то же.

«Двигатель» изначально был термином для любого механического устройства, которое преобразует силу в движение. Следовательно, доиндустриальное оружие, такое как катапульты, требучеты и тараны, называли «осадными машинами». Слово «джин», как и в «хлопковом джине», означает «двигатель». Слово происходит от древнеанглийского двигателя , от латинского ingenium , который также является корнем слова гениального . Большинство механических устройств, изобретенных во время промышленной революции, были описаны как двигатели - паровой двигатель является ярким примером.

Игрушечный паровой двигатель. Топливо сгорает в поддоне внизу, в котле производится пар, в котором работает поршень (синяя часть), который вращает колесо

Ранние виды двигателей использовали тепло, которое находилось за пределами самого двигателя, чтобы нагреть газ до высокого давления. Обычно это был пар, а двигатели называются паровыми двигателями. Пар направлялся в двигатель, где он давил на поршни, чтобы вызвать движение. Эти двигатели широко использовались на старых заводах, в лодках и поездах.

Большинство автомобилей используют химический двигатель, который сжигает топливо внутри него.Это называется двигателем внутреннего сгорания. Существует много разных типов двигателей внутреннего сгорания. Они могут быть сгруппированы по топливу, циклу и конфигурации. Распространенными видами топлива для двигателей внутреннего сгорания являются бензин, дизельное топливо, автогаз и спирт. Есть много других видов топлива.

Есть 3 различных типа цикла. Двухтактные двигатели вырабатывают мощность один раз за каждый оборот двигателя. Цилиндры 4-тактных двигателей производят мощность каждые два оборота двигателя. Цилиндры 6-тактных двигателей производят мощность дважды за каждые шесть оборотов двигателя.

Существует множество различных конфигураций поршневых двигателей. Их цилиндры имеют поршни и коленчатый вал. Можно использовать любое количество цилиндров, но 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 и 12 являются общими. Цилиндры могут быть расположены различными способами, по прямой линии, под углом друг к другу или по кругу.

Двигатель Ванкеля не имеет цилиндров и использует треугольный ротор, вращающийся в овальном корпусе, который имитирует движение поршня.

Внутри турбины показаны ребра, которые толкаются струями пара

Горячий газ также можно заставить турбину вращать, подобно тому, как ветер поворачивает мельницу.Большинство электростанций используют большие паровые турбины. Другие используют водяные или ветряные турбины. Турбины меньшего размера, называемые газовыми турбинами, используются для двигателей внутреннего сгорания, таких как реактивные двигатели, используемые в авиации.

Струи горячего газа толкают ракету

Ракета вызывает движение, очень быстро выпуская струи газа из сопла. Газ мог храниться под давлением или быть химическим топливом, которое сгорает, образуя очень горячий газ. Хотя они очень просты, ракеты - самые мощные двигатели, которые мы умеем делать.Они будут работать в космосе, где не на что будет давить.

Электродвигатели не используют топливо. Энергия поставляется им электричеством по проводам. Энергия может исходить от топлива, сжигаемого где-то еще далеко. Электричество используется для того, чтобы мощные магниты внутри двигателя включались и выключались в нужное время, чтобы вращать вал двигателя.

Электродвигатель - это не мотор, а железнодорожный локомотив, работающий на электричестве.

Wikimedia Commons имеет СМИ, связанные с Двигатели .
,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020