Η θερμική διαστολή αερίων χρησιμοποιείται σε πολλές συσκευές σήμερα. Αυτοί είναι κινητήρες turbojet, και κινητήρες ντίζελ και καρμπυρατέρ… Η θερμική μονάδα μπορεί να είναι δύο τύπων:
- κινητήρας εξωτερικής καύσης;
- ICE (κινητήρας εσωτερικής καύσης).
Ας εξετάσουμε λεπτομερώς τη συσκευή του δεύτερου τύπου.
Γενικά χαρακτηριστικά
Τα περισσότερα αυτοκίνητα σήμερα είναι εξοπλισμένα με τέτοιες συσκευές, όπου η αρχή του κινητήρα εσωτερικής καύσης είναι να απελευθερώνει θερμότητα και να τη μετατρέπει σε μηχανική εργασία. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται σε κυλίνδρους.
Οι πιο οικονομικές επιλογές είναι οι κινητήρες εμβόλου και συνδυασμού. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μεγάλο χρονικό διάστημα και είναι σχετικά μικροί σε μέγεθος και βάρος. Αλλά το μειονέκτημα σε αυτά είναι η κίνηση του εμβόλου, η οποία συμβαίνει με παλινδρομικό τρόπο με τη συμμετοχή ενός μηχανισμού στροφάλου, ο οποίος αφενός δυσκολεύει την εργασία και αφετέρου είναι περιοριστικός στην αύξηση η ταχύτητα. Το τελευταίο είναι πιο αισθητό με μεγάλες διαστάσεις κινητήρα.
Η δημιουργία, η ανάπτυξη και γενικά η λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, φυσικά, βασίζονται στην επίδραση της θερμικής διαστολής, μεστα οποία τα θερμαινόμενα αέρια εκτελούν χρήσιμη εργασία. Ως αποτέλεσμα της καύσης, η πίεση στον κύλινδρο πηδά απότομα και το έμβολο κινείται. Αυτή είναι η αρχή της δράσης δύναμης, η οποία εκτελεί θερμική διαστολή, η οποία χρησιμοποιείται σε κινητήρες εσωτερικής καύσης και άλλες τεχνολογίες.
Για να παράγεται συνεχώς χρησιμοποιήσιμη μηχανική ενέργεια, ο θάλαμος καύσης πρέπει να αναπληρώνεται με ένα μείγμα αέρα-καυσίμου, λόγω του οποίου το έμβολο κινεί τον στροφαλοφόρο άξονα και ο τελευταίος κινεί τους τροχούς.
Τα περισσότερα αυτοκίνητα σήμερα είναι τετράχρονα και η ενέργεια σε αυτά μετατρέπεται σχεδόν πλήρως σε χρήσιμη ενέργεια.
Λίγη ιστορία
Ο πρώτος μηχανισμός αυτού του τύπου δημιουργήθηκε το 1860 από έναν Γάλλο μηχανικό και δύο χρόνια αργότερα, ο συμπατριώτης του πρότεινε τη χρήση ενός τετράχρονου κύκλου, όπου η λειτουργία ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης περιλάμβανε τις διαδικασίες αναρρόφησης, συμπίεση, καύση και διαστολή, καθώς και εξάτμιση.
Το 1878, ένας Γερμανός φυσικός εφηύρε τον πρώτο τετράχρονο κινητήρα με απόδοση έως και 22%, που ξεπερνούσε κατά πολύ την απόδοση όλων των προκατόχων.
Ένας τέτοιος κινητήρας άρχισε να διαδίδεται ευρέως σε διάφορους τομείς της ζωής. Σήμερα χρησιμοποιείται σε αυτοκίνητα, γεωργικά μηχανήματα, πλοία, ατμομηχανές ντίζελ, αεροσκάφη, εργοστάσια παραγωγής ενέργειας και ούτω καθεξής.
Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα
Η επιτυχία οφείλεται κυρίως στα πρακτικά χαρακτηριστικά τουοικονομία, συμπαγές και καλή προσαρμοστικότητα. Επιπλέον, ο κινητήρας μπορεί να ξεκινήσει στις πιο κανονικές συνθήκες, μετά από τις οποίες επιταχύνει γρήγορα και φτάνει σε πλήρες φορτίο. Για οχήματα, ένα χαρακτηριστικό όπως η σημαντική ροπή πέδησης είναι σημαντικό.
ΤοΤο ICE (κινητήρας) μπορεί να λειτουργεί με διαφορετικούς τύπους καυσίμων, από βενζίνη έως μαζούτ.
Ωστόσο, αυτοί οι κινητήρες έχουν επίσης μια σειρά από μειονεκτήματα, μεταξύ των οποίων η περιορισμένη ισχύς, ο υψηλός θόρυβος, η πολύ συχνή περιστροφή του στροφαλοφόρου άξονα κατά την εκκίνηση, η αδυναμία σύνδεσης με τους κινητήριους τροχούς, η τοξικότητα, οι παλινδρομικές κινήσεις του εμβόλου.
Υπόθεση
Το σώμα είναι κλασικού σχεδιασμού, που αποτελείται από ένα κυλινδρικό μπλοκ, την κεφαλή τους, και στην περίπτωση ενός σπασμένου κάτω μέρους του στροφαλοθαλάμου και ένα θεμελιώδες πλαίσιο με καλύμματα. Υπάρχει επίσης σχέδιο monoblock. Αυτή η ποικιλομορφία, φυσικά, συνεπάγεται μια διαφορετική προσέγγιση για την επισκευή.
Τα στοιχεία του περιβλήματος του κινητήρα είναι η βάση όπου συνδέονται μέρη του μηχανισμού χρονισμού και στροφάλου, συστήματα ψύξης, τροφοδοσία ρεύματος, λίπανση κ.λπ.
Ταξινόμηση
Ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος κινητήρας εσωτερικής καύσης (ICE), στον οποίο η διαδικασία λαμβάνει χώρα στους ίδιους τους κυλίνδρους. Αλλά οι κινητήρες μπορούν να ταξινομηθούν σύμφωνα με διάφορα άλλα κριτήρια.
Σύμφωνα με τον κύκλο εργασίας είναι:
- δίχρονος;
- τετράχρονο.
Σύμφωνα με τον τρόπο που σχηματίζεται το μείγμα στον κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο κινητήρας είναι:
- με εξωτερικόσχηματισμός (αέριο και καρμπυρατέρ),
- κινητήρας με εσωτερικό σχηματισμό μείγματος (ντίζελ).
Με μέθοδο ψύξης:
- με υγρό;
- με αέρα.
Κατά κυλίνδρους:
- μονοκύλινδρος;
- δικύλινδρος;
- πολυκύλινδρος.
Ανάλογα με την τοποθεσία τους:
- σειρά (κάθετη ή λοξή);
- Σχήμα V.
Γεμίζοντας τον κύλινδρο με αέρα:
- φυσική αναρρόφηση;
- υπερχρέωση.
Σύμφωνα με τη συχνότητα περιστροφής του κινητήρα εσωτερικής καύσης (κινητήρας) συμβαίνει:
- αργή κίνηση;
- αυξημένη συχνότητα;
- γρήγορη κίνηση.
Με χρήση καυσίμου:
- πολλαπλών καυσίμων;
- gas;
- diesel;
- βενζίνη.
Με αναλογία συμπίεσης:
- high;
- χαμηλό.
Για σκοπό:
- autotractor;
- αεροπορία;
- stationary;
- ship και ούτω καθεξής.
Ισχύς
Η ισχύς των αυτοκινητικών μονάδων υπολογίζεται συνήθως σε ιπποδύναμη. Αυτός ο όρος εισήχθη στα τέλη του δέκατου όγδοου αιώνα από έναν Άγγλο εφευρέτη που ακολουθούσε άλογα που τραβούσαν καλάθια άνθρακα από ορυχεία. Μετρώντας το βάρος του φορτίου και το ύψος στο οποίο ανυψώνεται, ο D. Watt υπολόγισε πόσο κάρβουνο μπορεί να τραβήξει ένα άλογο σε ένα λεπτό από ένα συγκεκριμένο βάθος. Στη συνέχεια, αυτή η μονάδα ονομάστηκε ο γνωστός όρος "ιπποδύναμη". Μετά το 1960 υπήρξευιοθετημένο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI), h.p. έγινε βοηθητική μονάδα, η οποία ισούται με 736 W.
