Виды двигателей и как они работают
Авиа двигатели. Типы двигателей используемых в авиастроении
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.
- Паровые авиа двигатели;
- Поршневые авиа двигатели;
- Атомные авиа двигатели;
- Ракетные авиа двигатели;
- Реактивные авиа двигатели;
- Газотурбинные авиа двигатели;
- Турбовинтовые авиа двигатели;
- Пульсирующие воздушно-реактивные двигатели;
- Турбовентиляторные авиа двигатели.
Двигатель в стиральной машине
Стиральная машина, независимо от типа загрузки (фронтальная или горизонтальная), работает по одному принципу: барабан вместе с одеждой вращается в толще воды и пены от стирального порошка. В зависимости от программы барабан вращается с разной скоростью (причем как в одну, так и в другую сторону, периодически меняя направление) и достигает максимальных оборотов при отжиме. Разницу в том, как барабан приводится в действие, как точно меняет обороты и какое число оборотов в минуту способен набрать, обеспечивает двигатель.
Типов электродвигателей много: однофазные, трехфазные, синхронные, асинхронные, с механической и электронной коммутацией, постоянного и переменного тока и другие. Достаточно запомнить, что у каждого из них два ключевых узла: статор (неподвижная часть) и ротор (вращающаяся часть). В стиральных машинах (и бытовой технике вообще) обычно применяют три типа двигателя:
Коллекторный (или щеточный, потому что за электрическое соединение элементов статора и ротора отвечают специальные щетки — угольные контакты).
Асинхронный (бесщеточный, частота вращения ротора не совпадает с частотой вращения магнитного поля, создаваемого статором — она либо меньше, в момент разгона, либо больше, в период активной работы).
Инверторный (тоже бесщеточный, по принципу похож на асинхронный, но в действие ротор приводит не намагниченный якорь, а инвертор — преобразователь напряжения).
Простыми словами, инвертор позволяет менять напряжение переменного тока из розетки 220 вольт на диапазон от 0 до 120 вольт, причем уже постоянного тока. За счет этого инверторный двигатель работает эффективнее
Принцип работы инверторного мотора в стиральной машине можно показать схематично. На картинке видно, что инвертор обеспечивает плавное потребление электричества, тогда как другие типы двигателей расходуют ее скачкообразно и неэффективно — подают больше напряжения, чтобы поднять обороты машинки, уменьшают его, когда скорость вращения барабана нужно убавить.
Пример: вы загрузили в барабан 2 кг белья при номинальной вместимости 6 кг. Если у вас коллекторный или асинхронный двигатель, он будет работать на максимальной мощности, чтобы раскрутить барабан (как будто в нем 6 кг). Инвертор обеспечит более рациональную работу движка без ущерба качеству стирки: подаст столько напряжения, сколько нужно для раскрутки барабана с учетом 2, а не 6 кг вещей. Устройство потратит меньше электроэнергии.
Дизельный двигатель
Более ста лет назад, 23 февраля 1892 года Рудольф Дизель запатентовал свой чудо-двигатель. Принципиальное отличие его агрегата было в том, что топливо в нем нагревалось быстрым сжатием, а не поджогом как в Отто-моторе. Но самое смешное, что первые двигатели Дизеля работали не на дизеле, а на растительных маслах. Более того, первоначально в качестве идеального топлива изобретатель предлагал каменноугольную пыль, так как в Германии не было запасов нефти.
Спектр видов топлива для дизельных двигателей вообще весьма широк. Сюда включаются все фракции нефтеперегонки от керосина до мазута и ряд продуктов природного происхождения: рапсовое масло, фритюрный жир, пальмовое масло и многие другие. Дизельный двигатель может с определенным успехом работать даже на сырой нефти.
Кстати, в Санкт Петербурге в 1898 году на Путилковском заводе был построен агрегат, аналогичный мотору Дизеля. Более того, наша конструкция оказалась проще, надежнее и даже перспективнее немецкой. Но владельцы лицензий Дизеля возбудились, что появилась конкурентная конструкция. Благодаря их давлению все работы над отечественным аналогом дизельного двигателя были остановлены.
Гибридный тип и компоновка
Гибридный тип использует для привода колес не один источник энергии. Обычно там сочетается ДВС и электродвигатель. Конструкцией предусмотрена аккумуляторная батарея, которая питает электрический «движок».
Основная цель гибрида заключается в экономии топлива — ДВС включается в работу только тогда, когда разрядится батарея электромотора. Также двигатель внутреннего сгорания необходим при высоких нагрузках.
Гибридная установка активно применяет метод рекуперации энергии. К примеру, когда происходит торможение мотором, в дело вступает генератор, подзаряжая тяговую батарею. Это сочетание улучшает разгонную динамику, экономя топливо и снижая топливо.
Помимо различных разновидностей ДВС, существуют различные компоновки расположения элементов. Обычно пространство в отсеке мотора не слишком большое, поэтому цилиндры нужно как-то умещать.
Чаще всего встречаются следующие компоновки: V-образный двигатель, рядный ДВС и оппозитный вариант.
