Вероятно, самый интуитивный способ различить их — это тип энергии, которую каждый двигатель использует для питания.

• Тепловые двигатели
  • Двигатели внутреннего сгорания (двигатели внутреннего сгорания)
  • Двигатели внешнего сгорания (двигатели ЕС)
  • Реактивные двигатели
• Электрические двигатели
• Физические двигатели

Содержание

• 1 Тепловые двигатели
  • 1.1 Двигатели внутреннего сгорания
  • 1.2 Двигатели внешнего сгорания
  • 1,3 Двигатели реакции
• 2 Электрические двигатели
  • 2.1 Ионовые приводы
  • 2.2 EM/Каннины.0010
• 3 Физические двигатели

Тепловые двигатели

В самом широком смысле этим двигателям требуется источник тепла для преобразования в движение. В зависимости от того, как они генерируют указанное тепло, они могут быть двигателями внутреннего сгорания (которые сжигают вещества) или двигателями без сгорания. Они функционируют либо за счет прямого сгорания топлива, либо за счет преобразования жидкости для создания работы. Таким образом, большинство тепловых двигателей также частично совпадают с системами химического привода. Это могут быть двигатели с воздушным дыханием (которые берут окислитель, такой как кислород, из атмосферы) или двигатели без дыхания (с окислителями, химически связанными с топливом).

РЕКЛАМА

Двигатели внутреннего сгорания (двигатели внутреннего сгорания) сегодня довольно распространены. Они приводят в действие автомобили, газонокосилки, вертолеты и так далее. Самый большой двигатель внутреннего сгорания может генерировать 109 000 л.с. для корабля, который перевозит 20 000 контейнеров. Двигатели внутреннего сгорания получают энергию от топлива, сжигаемого в специальной области системы, называемой камерой сгорания. В процессе горения образуются продукты реакции (выхлопы) с гораздо большим общим объемом, чем общий объем реагентов вместе взятых (горючее и окислитель). Это расширение является настоящим хлебом с маслом для двигателей внутреннего сгорания — это то, что на самом деле обеспечивает движение. Тепло является лишь побочным продуктом сгорания и представляет собой потраченную впустую часть запаса энергии топлива, поскольку на самом деле оно не обеспечивает никакой физической работы.

IC различаются по количеству «тактов» или циклов, которые каждый поршень совершает для полного оборота коленчатого вала. В настоящее время наиболее распространены четырехтактные двигатели, в которых реакция сгорания происходит в четыре этапа:

1. Впуск или впрыск топливно-воздушной смеси (карбюрата) в камеру сгорания.
2. Сжатие смеси.
3. Зажигание от свечи или компрессии — топливо идет стрела .
4. Выброс выхлопных газов.

На каждом шаге поршень 4-тактного двигателя попеременно толкается вниз или назад. Зажигание — это единственный этап, на котором в двигателе генерируется работа, поэтому на всех остальных этапах каждый поршень использует энергию из внешних источников (другие поршни, электрический стартер, ручной запуск или инерция коленчатого вала). Вот почему вы должны тянуть за аккорд газонокосилки, и почему вашему автомобилю нужна исправная батарея, чтобы начать движение.

Другими критериями дифференциации двигателей внутреннего сгорания являются тип используемого топлива, количество цилиндров, общий рабочий объем (внутренний объем цилиндров), расположение цилиндров (рядные, радиальные, V-образные двигатели и т. д.), а также мощность и выходная мощность на вес.

РЕКЛАМА

Двигатели внешнего сгорания (двигатели ЕС)   содержат топливо и продукты выхлопа раздельно — они сжигают топливо в одной камере и нагревают рабочее тело внутри двигателя через теплообменник или стенка двигателя. Этот великий папа промышленной революции, паровой двигатель, попадает в эту категорию.

В некоторых отношениях двигатели ЕС функционируют так же, как и их аналоги с двигателями внутреннего сгорания — им обоим требуется тепло, которое получается при сжигании вещества. Однако есть и несколько отличий.

В двигателях ЕС используются жидкости, которые подвергаются термическому расширению-сжатию или фазовому сдвигу, но химический состав которых остается неизменным. Используемая жидкость может быть газообразной (как в двигателе Стирлинга), жидкой (двигатель с органическим циклом Ренкина) или претерпевать изменение фазы (как в паровом двигателе) — для двигателей внутреннего сгорания жидкость почти всегда является жидким топливом. и смесь воздуха, которая сгорает (меняет свой химический состав). Наконец, двигатели могут либо выпускать жидкость после использования, как это делают двигатели внутреннего сгорания (двигатели с открытым циклом), либо постоянно использовать одну и ту же жидкость (двигатели с замкнутым циклом).

Паровой двигатель Стивенсона в работе

Удивительно, но первые паровые двигатели, используемые в промышленности, работали за счет создания вакуума, а не давления. Названные «атмосферными двигателями», это были громоздкие машины, крайне неэкономичные по топливу. Со временем паровые двигатели приобрели форму и характеристики, которые мы ожидаем увидеть от двигателей сегодня, и стали более эффективными — поршневые паровые двигатели с возвратно-поступательным движением представили поршневую систему (которая до сих пор используется в двигателях внутреннего сгорания) или составные системы двигателей, которые повторно использовали жидкость. в цилиндрах при снижении давления для создания дополнительной «крутости».

Сегодня паровые двигатели вышли из широкого применения: они тяжелые, громоздкие, имеют гораздо меньшую топливную экономичность и удельную мощность, чем двигатели внутреннего сгорания, и не могут изменять мощность так же быстро. Но если вас не беспокоит их вес, размер и вам нужна постоянная работа, они великолепны. Таким образом, ЭК в настоящее время с большим успехом используется в качестве паротурбинных двигателей для военно-морских операций и электростанций.

Применение ядерной энергии отличается тем, что называется негорючие двигатели или двигатели с внешним тепловым двигателем , поскольку они работают по тем же принципам, что и двигатели ЕС, но не получают энергию от сгорания.

Реактивные двигатели , в просторечии известные как  реактивные двигатели , создают тягу, выбрасывая реактивную массу. Основным принципом реактивного двигателя является третий закон Ньютона: если вы дунете чем-то с достаточной силой через заднюю часть двигателя, это толкнет переднюю часть вперед. А реактивных двигателей действительно умеет это делать.

То, что мы обычно называем «реактивным» двигателем, те, что установлены на пассажирском самолете «Боинг», строго говоря, являются воздушно-реактивными двигателями и относятся к классу двигателей с турбинным двигателем. Прямоточные воздушно-реактивные двигатели, которые обычно считаются более простыми и надежными, поскольку они содержат меньше движущихся частей (вплоть до их полного отсутствия), также являются воздушно-реактивными двигателями, но относятся к классу двигателей с прямоточным двигателем. Разница между ними заключается в том, что прямоточные воздушно-реактивные двигатели полагаются на чистую скорость для подачи воздуха в двигатель, тогда как турбореактивные двигатели используют турбины для всасывания и сжатия воздуха в камеру сгорания. Кроме того, они функционируют в основном одинаково.

В турбореактивных двигателях воздух всасывается в камеру двигателя и сжимается вращающейся турбиной. ПВРД рисуют и сжимают его очень быстро. Внутри двигателя он смешивается с мощным топливом и воспламеняется. Когда вы концентрируете воздух (и, следовательно, кислород), смешиваете его с большим количеством топлива и взрываете его (таким образом генерируя выхлоп и термически расширяя весь газ), вы получаете реакционный продукт, который имеет огромный объем по сравнению с всасываемым воздухом. Единственное место, через которое может пройти вся эта масса газов, — это задняя часть двигателя, что она и делает с чрезвычайной силой. По пути туда он приводит в действие турбину, всасывая больше воздуха и поддерживая реакцию. И, чтобы добавить оскорбления к травме, в задней части двигателя есть реактивное сопло.

Эта часть оборудования заставляет весь газ проходить через еще меньшее пространство, чем оно было изначально, тем самым еще больше ускоряя его в «струю» материи. Выхлоп выходит из двигателя с невероятной скоростью, в три раза превышающей скорость звука, толкая самолет вперед.

Реактивные двигатели без воздушного дыхания, или ракетные двигатели , функционируют так же, как реактивные двигатели без передней части, потому что им не нужен внешний материал для поддержания горения. Мы можем использовать их в космосе, потому что у них есть весь необходимый им окислитель, упакованный в топливо. Это один из немногих типов двигателей, которые постоянно используют твердое топливо.

Тепловые двигатели могут быть смехотворно большими или восхитительно маленькими. Но что, если у вас есть только розетка, и вам нужно подключить питание? Ну, в таком случае вам нужно:

Электрические двигатели

Ах да, чистая банда. Есть три типа классических электрических двигателей: магнитные, пьезоэлектрические и электростатические.

Магнитный, как и батарея, является наиболее часто используемым из трех. Он основан на взаимодействии между магнитным полем и электрическим потоком для создания работы. Он работает по тому же принципу, что и динамо-машина для выработки электроэнергии, но в обратном порядке. На самом деле, вы можете генерировать немного электроэнергии, если вручную прокрутите электромагнитный двигатель.

Для создания магнитного двигателя вам понадобятся магниты и намотанный проводник. Когда на обмотку подается электрический ток, он индуцирует магнитное поле, которое взаимодействует с магнитом, создавая вращение. Важно разделить эти два элемента, поэтому электрические двигатели состоят из двух основных компонентов: статора, который является внешней частью двигателя и остается неподвижным, и ротора, который вращается внутри него. Их разделяет воздушный зазор. Обычно магниты встроены в статор, а проводник намотан на ротор, но они взаимозаменяемы. Магнитные двигатели также оснащены коммутатором для смещения электрического потока и модуляции индуцированного магнитного поля при вращении ротора для поддержания вращения.

Пьезоэлектрические приводы — это типы двигателей, которые используют свойство некоторых материалов генерировать ультразвуковые колебания при воздействии на них электрического тока для создания работы. Электростатические двигатели используют одноименные заряды, чтобы отталкивать друг друга и генерировать вращение в роторе. Поскольку в первом используются дорогие материалы, а для работы второго требуется сравнительно высокое напряжение, они не так распространены, как магнитные приводы.

Классические электрические двигатели обладают одним из самых высоких показателей энергоэффективности среди всех двигателей, преобразуя до 90% энергии в работу.

Ионные приводы представляют собой нечто среднее между реактивным и электростатическим двигателями. Этот класс приводов ускоряет ионы (плазму), используя электрический заряд для создания движения. Они не работают, если вокруг корабля уже есть ионы, поэтому они бесполезны вне космического вакуума.

Они также имеют очень ограниченную выходную мощность. Однако, поскольку в качестве топлива они используют только электричество и отдельные частицы газа, их тщательно изучают для использования в космических кораблях. Deep Space 1 и Dawn успешно использовали ионные двигатели. Тем не менее, эта технология лучше всего подходит для небольших аппаратов и спутников, поскольку электронный след, оставляемый этими приводами, отрицательно влияет на их общую производительность.

Приводы EM/Cannae используют электромагнитное излучение, содержащееся в микроволновом резонаторе, для создания доверия. Это, наверное, самый необычный среди всех типов двигателей. Его даже называют «невозможным» драйвом, поскольку он нереакционный драйв — это означает, что он не производит никакого разряда для создания тяги, по-видимому, в обход третьего закона.

«Вместо топлива он использует микроволны, отражающиеся от тщательно настроенного набора отражателей для достижения небольшой силы и, следовательно, достижения тяги без пороха», — сообщил Андрей о приводе.

Было много споров о том, работает ли этот тип двигателя на самом деле или нет, но тесты НАСА подтвердили его работоспособность. Он даже получит обновление в будущем. Поскольку он использует только электрическую энергию для создания тяги, хотя и в небольших количествах, он кажется наиболее подходящим двигателем для исследования космоса.

Но это в будущем. Давайте посмотрим, как все начиналось. Давайте взглянем на:

Физические двигатели

Для работы этих двигателей требуется накопленная механическая энергия. Заводные двигатели , пневматические и гидравлические двигатели — все это физические приводы.

Они не очень эффективны. Они также обычно не могут использовать большие запасы энергии. Например, заводные двигатели накапливают упругую энергию в пружинах, и их необходимо заводить каждый день. Пневматические и гидравлические типы двигателей должны таскать с собой здоровенные трубки со сжатой жидкостью, которых, как правило, хватает ненадолго. Например, Plongeur , первая в мире подводная лодка с механическим приводом, построенная во Франции между 1860 и 1863 годами, несла поршневой воздушный двигатель, питаемый от 23 баллонов при давлении 12,5 бар. Они занимали огромное пространство (153 кубических м / 5 403 кубических фута), и их было достаточно только для того, чтобы привести корабль в движение на 5 морских миль (9 км / 5,6 миль) со скоростью 4 узла.

Тем не менее, физические диски были, вероятно, первыми в мире. Катапульты, требушеты или тараны полагаются на этот тип двигателей. То же самое относится и к кранам, приводимым в движение людьми или животными, — все они использовались задолго до появления любых других видов двигателей.

Это далеко не полный список всех машин, созданных человеком. Не говоря уже о том, что биология тоже создала приводы — и они одни из самых эффективных, которые мы когда-либо видели. Но если вы читаете все это, я почти уверен, что к этому моменту у вас заканчивается топливо. Так что отдохните, расслабьтесь, и в следующий раз, когда вы столкнетесь с двигателем, намочите руки и нос, исследуя его — мы рассказали вам основы.

Теги: ДвигателиТехнологииВиды двигателейЧто такое двигательная установка

Список различных типов автомобильных двигателей

Внешний вид автомобиля определяет его красоту, а интерьер говорит о том, что автомобиль может сделать для нас. Очень редко мы уделяем внимание самой важной части автомобиля – двигателю. Двигатель – это первое, о чем думают автолюбители, а для простого человека, наверное, последнее! Прежде чем вы решите, что показатели мощности и пробега являются единственными важными фактами, знание немного большего о двигателе вашего автомобиля может стать разницей между выбором правильного автомобиля и экономией на расходах на обслуживание.

Проще говоря, компоновка двигателя относится к расположению и количеству цилиндров в двигателе. Существует много типов компоновок двигателей, однако наиболее часто используются три типа компоновок автомобильных двигателей.

Чаще всего используется прямое или рядное расположение двигателя. Как следует из названия, цилиндры расположены вертикально в линию, то есть один за другим. Этот тип двигателя может быть размещен в автомобиле параллельно или перпендикулярно в зависимости от количества цилиндров. При размещении параллельно автомобилю расположение двигателя известно как прямое, а при размещении перпендикулярно автомобилю — в ряд.

Прямоточные/рядные двигатели широко используются благодаря простому и недорогому процессу изготовления и установки. Рядные двигатели можно увидеть на семейных автомобилях начального уровня, таких как хэтчбеки, из-за их компактной конструкции и способности размещать вокруг себя другие компоненты автомобиля. С другой стороны, прямые двигатели могут иметь больше цилиндров и, как следствие, иметь большую мощность. Роскошные седаны, такие как BMW или Mercedes, имеют под капотом рядные двигатели.

В отличие от прямого двигателя, цилиндры плоского двигателя расположены горизонтально. Он также известен как двигатель Boxer из-за движения поршня, имитирующего удары боксеров по перчаткам перед боем. Оппозитный двигатель является сбалансированным двигателем, и под балансировкой мы подразумеваем низкие вибрации из-за силы, создаваемой движением поршней.

Еще одним аспектом Flat Engine является низкий центр масс, улучшающий управляемость автомобиля. Также из-за большой площади поверхности все цилиндры имеют одинаковое воздушное охлаждение. По сравнению с прямыми двигателями, плоские двигатели дороги в производстве и из-за их широкой формы не являются предпочтительными для многих производителей автомобилей. Единственными автопроизводителями, использующими оппозитный двигатель в своих моделях, являются Porsche и Subaru.

V-образная компоновка двигателя — очень популярная компоновка двигателя, которую можно увидеть практически на всех высокопроизводительных автомобилях. Ряды цилиндров, то есть камеры, в которых движутся поршни, расположены таким образом, что они представляют собой букву V, если смотреть на двигатель спереди.

Особенность, отличающая эту компоновку от других двигателей, заключается в том, что на меньшем пространстве можно разместить больше цилиндров. Это означает большую мощность при сохранении эстетического вида автомобиля. V-образный двигатель более подвержен вибрациям, чем прямой двигатель, и имеет более сложную конструкцию, поэтому его ремонт обходится дороже. Однако такая компоновка обеспечивает большую мощность, поскольку все поршни достигают своего рабочего хода за меньший интервал времени.

Почти все производители высокопроизводительных автомобилей, такие как Ferrari, Alfa Romeo, Mercedes Benz, выбирают V-образную компоновку двигателя из-за его компактных размеров и высокой выходной мощности.

Раньше мощность и рабочие характеристики автомобиля определялись номером. цилиндров он обладал. Однако сегодня, благодаря высокотехнологичным системам впрыска топлива и другим эффективным компонентам двигателя, даже меньшие двигатели обеспечивают более высокую мощность, соответствующую более крупным двигателям. Кроме того, топливная экономичность двигателя, его звук и выходная мощность зависят от конфигурации цилиндров и компоновки двигателя.

Давайте взглянем на стандартные конфигурации двигателей, которые обычно используются.

Двухцилиндровый двигатель редко встречается на автомобилях по причине низкой выходной мощности. Тем не менее, вы найдете эту конфигурацию на многих мотоциклах, таких как Royal Enfield Interceptor 650 и Kawasaki Ninja 300. На автомобилях знаменитый Tata Nano имеет двухцилиндровый двигатель под капотом.

Три цилиндра более известны своим булькающим звуком. Это происходит из-за странной последовательности срабатывания и вибрации, которую они производят. Тем не менее они более мощные, чем двухцилиндровые двигатели, и с включением турбонагнетателей обеспечивают повышенную выходную мощность при сохранении эффективности. Трехцилиндровые двигатели используются на хэтчбеках и даже на компактных внедорожниках, таких как Maruti Suzuki Celerio и Tata Nexon.

Четырехцилиндровый двигатель является наиболее часто используемой конфигурацией для автомобилей из-за повышенной мощности и эффективности. Этот тип конфигурации чаще всего встречается с компоновкой Inline, которая в сочетании с турбокомпрессором делает двигатель мощным. Такие автомобили, как Honda City, Maruti Suzuki Swift и Hyundai Elantra, являются примерами автомобилей с 4-цилиндровой конфигурацией.

Еще одна редко встречающаяся конфигурация, 5-цилиндровые двигатели используются производителями автомобилей класса люкс, такими как Audi и Volvo. Из-за нечетного количества цилиндров 5-цилиндровая конфигурация издает своеобразный звук, известный как трели.

Шестицилиндровый двигатель используется в большинстве спортивных автомобилей и известен своим высоким звуком. Конфигурация с шестью цилиндрами может использовать прямую компоновку или компоновку V-образного двигателя в зависимости от автомобиля. Роскошные седаны, такие как BMW 5-Series, Mercedes Benz C-Class, используют 6-цилиндровую конфигурацию. В основном 6-цилиндровые двигатели работают в паре с турбокомпрессором или нагнетателем, что придает им впечатляющую мощность.

Если шести цилиндров недостаточно, то 8-цилиндровая конфигурация переносит вас в категорию суперкаров. Конфигурация 8 цилиндров и выше используется в основном в V-образной компоновке двигателя. Суперкары, такие как Bugatti Chiron, имеют двигатель W16, то есть 16-цилиндровый двигатель W-образной компоновки, Ferrari F8 Tributo — V8, а Lamborghini Aventador — V12. Автомобили с такой компоновкой способны развивать высокие скорости и обладают огромным крутящим моментом, звуки этих двигателей варьируются от рева до пронзительного визга, исходящего от нагнетателя.

Какая компоновка двигателя самая экономичная?

Экономичность и эффективность двигателя зависят как от компоновки, так и от конфигурации цилиндров двигателя. Рядные 4-цилиндровые и 3-цилиндровые двигатели хорошо себя зарекомендовали, поскольку они обладают как мощностью, так и эффективностью. Таким образом, отвезти детей в школу или отправиться в семейное путешествие не составит проблемы.

Почему турбонагнетатели используются на уже мощных двигателях?

Суперкары с нагнетателями или турбонагнетателями предназначены для работы по требованию, и люди, которые обычно покупают такие автомобили, в основном являются автолюбителями, которые хотят довести свои автомобили до предела. Таким образом, то, что не может быть достигнуто с помощью «нормально» мощного двигателя, может быть достигнуто за счет установки турбокомпрессора/нагнетателя.

Сколько цилиндров у Bugatti Chiron?

У Bugatti Chiron потрясающие 16 цилиндров, но с очень редко используемой компоновкой двигателя W (ознакомьтесь с изображением). Chiron может похвастаться 1479 л.с. и разгоном до 400 км/ч за 32,6 секунды.

Какие автомобили в Индии имеют двигатель V6?

Автомобили с двигателем V6 менее распространены в Индии из-за низкого спроса и ограничены только роскошным сегментом. Некоторые из автомобилей с двигателями V6 в Индии: Honda Accord Toyota Camry Skoda Superb Maserati Quattroporte

Зачем покупать машину с мощным двигателем?

Мощный двигатель не означает, что вы должны купить суперкар, обычный двигатель с 4 цилиндрами удовлетворит все ваши потребности и даст вам достаточную мощность, чтобы отправиться на прогулку с семьей или отвезти детей в школу.