Класификация на двигателите. Видове двигатели, тяхното предназначение, устройство и принцип на действие

2024 Автор: Howard Calhoun | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 10:19

Класификацията на двигателите включва няколко големи групи от тези устройства. Струва си да се отбележи, че всяка отделна група от своя страна е разделена на няколко по-малки. Това е оправдано от факта, че днес огромен брой различни видове двигатели са изобретени от човека.

Метод за приготвяне на сместа

Класификацията на двигателите с вътрешно горене може да се извърши и по начина, по който е приготвено горивото за тяхната работа. Например се разграничават два основни типа - това са с външно смесообразуване и с вътрешно смесообразуване. Смесването е процесът, чрез който се получава гориво за работата на двигателя. Външно образуване на смес се разбира като процес на подготовка на гориво за работа на двигателя извън неговите граници, тоест в карбуратор или в смесител. Естествено, тази група включва тези видове устройства, които не са в състояние да произвеждат смес сами.

Вътрешно образуване на смес се отнася до случая, когато процесът на производство на сместа се извършва директно в самия цилиндър на двигателя.

Течни горива

Двигателите с течно гориво са вид ракетни двигатели, тоест те се използват за изстрелване на ракети. Такова устройство се състои от следните части:

• Горивна камера с дюза. Тези елементи служат за преобразуване на химическата енергия на горивото в топлинна енергия. След завършване на този процес започва следващият, чиято същност е последващото преобразуване на вече съществуващата топлинна енергия в кинетична енергия. Тук е важно да се отбележи, че горивната камера, както и дюзата и инжекционното устройство се считат за отделно устройство.
• Следващи елементи са клапаните за управление на горивото, както и самият двигател. Целта на тези клапани, както подсказва името, е да регулират подаването на гориво. Това е доста важен процес, тъй като работата на двигател като този зависи от количеството подадено гориво. В зависимост от количеството работно вещество, влизащо в двигателя, неговата тяга ще се промени.

Устройства за течно гориво

В класификацията на двигателите с течно вещество като гориво, те се класифицират като ракетни устройства. Важно е да се отбележи, че като работен флуид могат да се използват различни горива. Тук е необходимо да се разбере, че изборът на смес за стартиране на агрегата ще зависи от характеристиките, предназначението, мощността, а също и от продължителността на самия двигател.

Сред всички изисквания, които най-често се прилагат за този конкретен клас устройства санай-ниската консумация на работната смес или, каквото е същото, максималната специфична тяга. Когато се наложи да изберете смес за работа на двигател с течно гориво, обърнете внимание на такива параметри като: скорост на запалване и горене, плътност, летливост, токсичност, вискозитет и няколко други важни характеристики.

Агрегат за твърдо гориво

Класификацията на двигателите включва друг тип устройство. Тези агрегати работят с малко необичайно твърдо гориво. Тук е важно да се отбележи, че обхватът на тези двигатели също е ракетен. Барутът стана основното вещество, което е горивото за това устройство. Особеността на работата е, че агрегатът работи, докато не изчерпи целия запас до края. Самият барут се поставя директно в горивната камера на двигателя. Такива устройства станаха известни като ракетни двигатели с твърдо гориво или ракетни двигатели с твърдо гориво.

Важно е да се отбележи, че този конкретен клас двигатели е един от най-старите. Освен това именно този тип устройство е първото, което намери своето практическо приложение. Друг важен факт е, че черен барут преди е бил използван като гориво. С развитието на технологията видът на сместа също се е променил. Хората успяха да измислят бездимен барут за използване като ракетно гориво.

Безгоривен двигател

Един от доста интереснитеЕдинични класове е двигател, който не използва никаква горивна смес за своята работа. Най-често тези видове устройства се използват като ротационни задвижвания. Това устройство се състои от такива части като: диск или маховик, който е фиксиран върху оста. Същата част има един или повече постоянни роторни магнити.

Важно условие е тези магнити, като самия диск или маховика, да се монтират така, че нищо да не пречи на свободното им въртене около оста си. Друга важна част от двигателя без гориво е цилиндричен постоянен магнит за спиране, който е неподвижно монтиран върху прът, монтиран успоредно на диска или маховика. Постоянен цилиндричен магнит може да се движи заедно с пръта до областта, където в даден момент има магнитно поле, създадено от магнитите на ротора.

Принципът на работа на агрегат без гориво

Принципът на действие на това устройство се крие във факта, че всички негови магнити са обърнати с едни и същи полюси един към друг. Тъй като едноименните магнитни полюси винаги ще се отблъскват един друг, тяхното движение ще накара диска или маховика да се върти около оста си. В допълнение към този тип двигател има още един, който е много подобен по принципа си на работа с двигател без гориво.

Това устройство беше магнитен двигател, който има статор под формата на постоянен магнитен пръстен, както и ротор (или се нарича още котва). Този елемент е пръчков постоянен магнит, който е поставен вътре в статора в една равнина.

Недостатъкът на тези видове двигатели е, че те се нуждаят от електричество, за да изпълняват работата си. За изобретяването на този тип устройство бяха поставени няколко цели. Беше необходимо да се постигне екологично чист тип двигател, който да няма вредни емисии по време на работата си, а също така да работи без да консумира какъвто и да е вид гориво и без да доставя електрическа енергия от външни източници. В същото време не би трябвало да замърсява околната среда или атмосферния въздух.

Авиационни двигатели

Преди да започнете да описвате конкретен клас двигатели, най-добре е да разберете на каква основа са разделени. В момента тази група е класифицирана в два фундаментално различни типа. Единствената отличителна черта на една група от друга беше способността на устройството да работи извън атмосферата. С други думи, първата категория блокове изисква наличието на атмосфера за своята работа, докато втората не е обвързана с този индикатор и може да се експлоатира извън него. Първата група се наричаше атмосферна или въздушна, докато втората се наричаше ракета.

Заслужава да се отбележи, че конвенционално тези типове устройства се наричат въздушни двигатели, задвижвани с витла и реактивни двигатели на самолети.

Реактивна група устройства

Втората категория устройства, тоест реактивни, включва такива агрегати като: турбореактивни въздушни двигатели, рамореактивни двигатели. Основната разлика между тези два вида устройства е, чеустройства с директен поток, компресията на въздуха възниква поради подаването на механична енергия към тракта на двигателя. За работата на това устройство е необходимо да се създаде повишено статично налягане. Този ефект се постига чрез спиране на въздуха, движещ се във всмукателния отвор.

Двуконтурни джетове

Реактивният двигател на този тип самолети - байпасен турбореактивен двигател - се роди поради факта, че хората трябваше да създадат устройство, което да има повишена ефективност на сцеплението. Беше необходимо да се постигне увеличение на този показател при огромни дозвукови скорости. Принципът на действие на това устройство изглежда така.

Въздушният поток преминава в двигателя, след което влиза във въздухозаборника, където се разделя на няколко части. Една част преминава през устройството за високо налягане, разположено в първи контур. Втората част от входящия въздух преминава през лопатките на вентилатора във вторичната верига. Тук си струва да се отбележи, че принципът на изграждане на първи контур в турбовентилаторния двигател е подобен на този, използван във веригата на неговия предшественик, турбовентилатор, и следователно работи съответно. Но действието на вентилатора, разположен във втория кръг на двигателя, е подобно на това как работи витлото с много лопатки, което се върти в пръстеновиден канал.

Може да се добави, че турбовентилаторният двигател може да се използва и при свръхзвукови скорости, но за това е необходимо да се предвиди наличието на система за изгаряне на гориво във вторичната му верига,за увеличаване на сцеплението на устройството.