Phân loại động cơ. Các loại động cơ, mục đích, thiết bị và nguyên lý hoạt động của chúng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Phân loại động cơ bao gồm một số nhóm lớn các thiết bị này. Điều đáng chú ý là mỗi nhóm riêng lẻ, lần lượt, được chia thành nhiều nhóm nhỏ hơn. Điều này được chứng minh bởi thực tế là ngày nay rất nhiều loại động cơ khác nhau đã được con người phát minh ra.

Phương pháp điều chế hỗn hợp

Việc phân loại động cơ đốt trong cũng có thể được thực hiện theo cách thức mà nhiên liệu được chuẩn bị cho hoạt động của chúng. Ví dụ, hai loại chính được phân biệt - đó là sự hình thành hỗn hợp bên ngoài và loại hình thành hỗn hợp bên trong. Trộn là quá trình lấy nhiên liệu cho hoạt động của động cơ. Sự hình thành hỗn hợp ngoài được hiểu là quá trình chuẩn bị nhiên liệu cho động cơ hoạt động ngoài giới hạn của nó, nghĩa là trong bộ chế hòa khí hoặc trong máy trộn. Đương nhiên, nhóm này bao gồm những loại thiết bị không có khả năng tự sản xuất hỗn hợp.

Sự hình thành hỗn hợp bên trong đề cập đến trường hợp quá trình sản xuất hỗn hợp xảy ra trực tiếp trong chính xi lanh động cơ.

Nhiên liệu lỏng

Động cơ sử dụng nhiên liệu lỏng là một loại động cơ tên lửa, tức là chúng được sử dụng để phóng tên lửa. Một thiết bị như vậy bao gồm các phần sau:

• Buồng đốt có vòi phun. Các phần tử này dùng để chuyển hóa năng lượng của nhiên liệu thành nhiệt năng. Sau khi hoàn thành quá trình này, quá trình tiếp theo bắt đầu, bản chất của quá trình này là sự biến đổi tiếp theo của nhiệt năng đã có thành động năng. Điều quan trọng cần lưu ý ở đây là buồng đốt, cũng như vòi phun và thiết bị phun, được coi là một bộ phận riêng biệt.
• Các yếu tố sau là van điều khiển nhiên liệu, cũng như chính động cơ. Mục đích của các van này, như tên của nó, là để điều chỉnh việc cung cấp nhiên liệu. Đây là một quá trình khá quan trọng, vì hiệu suất của một động cơ như thế này phụ thuộc vào lượng nhiên liệu cung cấp. Tùy thuộc vào lượng chất làm việc đi vào động cơ, lực đẩy của nó sẽ thay đổi.

Thiết bị sử dụng nhiên liệu lỏng

Trong phân loại động cơ có chất lỏng làm nhiên liệu, chúng được phân loại là thiết bị tên lửa. Điều quan trọng cần lưu ý là nhiều loại nhiên liệu có thể được sử dụng làm chất lỏng hoạt động. Ở đây cần phải hiểu rằng việc lựa chọn hỗn hợp để khởi động thiết bị sẽ phụ thuộc vào đặc tính, mục đích, công suất và cả thời gian hoạt động của chính động cơ.

Trong số tất cả các yêu cầu thường áp dụng nhất cho loại thiết bị cụ thể này làmức tiêu thụ thấp nhất của hỗn hợp làm việc hoặc lực đẩy riêng lớn nhất là như nhau. Khi cần chọn hỗn hợp để chạy động cơ sử dụng nhiên liệu lỏng, hãy chú ý đến các thông số như: tốc độ bắt lửa và đốt cháy, mật độ, độ bay hơi, độc tính, độ nhớt và một số đặc điểm quan trọng khác.

Đơn vị nhiên liệu rắn

Phân loại động cơ bao gồm một loại thiết bị khác. Các đơn vị này hoạt động bằng nhiên liệu rắn, hơi khác thường. Điều quan trọng cần lưu ý ở đây là phạm vi của những động cơ này cũng là tên lửa. Thuốc súng trở thành chất chính làm nhiên liệu cho thiết bị này. Đặc thù của công việc là đơn vị làm việc cho đến khi sử dụng hết toàn bộ kho hàng đến cùng. Bản thân thuốc súng được đưa thẳng vào buồng đốt của động cơ. Những thiết bị như vậy được gọi là động cơ tên lửa đẩy rắn, hoặc động cơ tên lửa đẩy rắn.

Điều quan trọng cần lưu ý ở đây là loại động cơ đặc biệt này là một trong những loại động cơ lâu đời nhất. Ngoài ra, chính loại thiết bị này là thiết bị đầu tiên tìm ra ứng dụng thực tế của nó. Một thực tế quan trọng khác là bột đen trước đây được sử dụng làm nhiên liệu. Với sự phát triển của công nghệ, loại hỗn hợp cũng đã thay đổi. Con người đã thành công trong việc phát minh ra thuốc súng không khói để sử dụng làm nhiên liệu cho tên lửa.

Động cơ không nhiên liệu

Một trong những điều khá thú vịcấp đơn vị là động cơ không sử dụng bất kỳ hỗn hợp nhiên liệu nào cho hoạt động của nó. Thông thường, các loại thiết bị này được sử dụng làm ổ quay. Bộ phận này bao gồm các bộ phận như: đĩa hoặc bánh đà, được cố định trên trục. Phần tương tự có một hoặc nhiều nam châm rôto vĩnh cửu.

Một điều kiện quan trọng là các nam châm này, như đĩa hoặc bánh đà, phải được lắp đặt sao cho không có gì cản trở chuyển động quay tự do quanh trục của nó. Một bộ phận quan trọng khác của động cơ không sử dụng nhiên liệu là một nam châm chặn vĩnh cửu hình trụ, được gắn cố định trên một thanh gắn song song với đĩa hoặc bánh đà. Một nam châm hình trụ vĩnh cửu có thể chuyển động cùng với thanh đến khu vực mà tại một thời điểm nhất định có từ trường tạo bởi nam châm rôto.

Nguyên lý hoạt động của bộ tiết kiệm nhiên liệu

Nguyên tắc hoạt động của thiết bị này nằm ở chỗ, tất cả các nam châm của nó được quay với các cực giống nhau về phía nhau. Vì các cực từ cùng tên luôn đẩy nhau nên chuyển động của chúng sẽ làm cho đĩa hoặc bánh đà quay quanh trục của nó. Ngoài loại động cơ này, còn có một loại động cơ khác rất giống về nguyên lý hoạt động của động cơ không nhiên liệu.

Thiết bị này là một động cơ từ tính, có stato ở dạng vòng từ vĩnh cửu, cũng như rôto (hoặc nó còn được gọi là mỏ neo). Phần tử này là một nam châm vĩnh cửu dạng thanh, được đặt bên trong stato theo một mặt phẳng.

Nhược điểm của các loại động cơ này là chúng cần nguồn cung cấp điện để thực hiện công việc của mình. Một số mục tiêu đã được đặt ra cho việc phát minh ra loại thiết bị này. Nó là cần thiết để đạt được một loại động cơ thân thiện với môi trường sẽ không có khí thải độc hại trong quá trình hoạt động của nó và cũng hoạt động mà không tiêu thụ bất kỳ loại nhiên liệu nào và không cung cấp năng lượng điện từ các nguồn bên ngoài. Đồng thời, nó cũng không được làm ô nhiễm môi trường hoặc không khí trong khí quyển.

Động cơ máy bay

Trước khi bắt đầu mô tả một loại động cơ cụ thể, cách tốt nhất là tìm hiểu xem chúng được phân chia dựa trên cơ sở nào. Hiện tại, nhóm này được phân thành hai loại khác nhau về cơ bản. Đặc điểm phân biệt duy nhất của nhóm này với nhóm khác là khả năng hoạt động của thiết bị bên ngoài khí quyển. Nói cách khác, loại đơn vị thứ nhất yêu cầu sự hiện diện của khí quyển cho hoạt động của nó, trong khi loại thứ hai không gắn với chỉ số này và có thể hoạt động bên ngoài nó. Nhóm đầu tiên được gọi là khí quyển hoặc không khí, trong khi nhóm thứ hai được gọi là tên lửa.

Cần lưu ý rằng thông thường những loại thiết bị này được gọi là động cơ không khí dẫn động bằng cánh quạt và động cơ phản lực máy bay.

Nhóm thiết bị phản ứng

Loại thiết bị thứ hai, tức là thiết bị phản ứng, bao gồm các đơn vị như: động cơ phản lực khí nén, động cơ phản lực. Sự khác biệt chính giữa hai loại thiết bị này làcác thiết bị phản lực dòng chảy trực tiếp, nén khí xảy ra do cung cấp năng lượng cơ học cho đường động cơ. Đối với hoạt động của bộ phận này, cần phải tạo ra một áp suất tĩnh tăng lên. Hiệu ứng này đạt được bằng cách hãm không khí di chuyển trong cửa hút gió.

Máy bay phản lực mạch kép

Động cơ phản lực của loại máy bay này - một tuốc bin phản lực rẽ nhánh - được sinh ra do thực tế là người ta cần tạo ra một thiết bị có hiệu suất tăng lực kéo. Nó là cần thiết để đạt được sự gia tăng chỉ số này ở tốc độ cận âm rất lớn. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này có dạng như sau.

Luồng không khí chạy vào động cơ, sau đó đi vào cửa hút gió, nơi nó được chia thành nhiều phần. Một phần đi qua thiết bị cao áp nằm trong mạch sơ cấp. Phần thứ hai của không khí nạp đi qua các cánh quạt trong mạch thứ cấp. Điều đáng chú ý ở đây là nguyên lý cấu tạo mạch sơ cấp trong động cơ tuốc bin phản lực tương tự như nguyên lý được sử dụng trong mạch của động cơ tuốc bin trục trước của nó, và do đó nó hoạt động tương ứng. Nhưng hoạt động của quạt nằm trong mạch thứ hai của động cơ tương tự như cách hoạt động của một cánh quạt nhiều cánh, quay theo một kênh hình khuyên.

Có thể nói thêm rằng động cơ phản lực cánh quạt cũng có thể được sử dụng ở tốc độ siêu âm, nhưng để làm được điều này, cần phải cung cấp sự hiện diện của hệ thống đốt nhiên liệu trong mạch thứ cấp của nó,để tăng lực kéo của thiết bị.