Variklių klasifikacija. Variklių tipai, jų paskirtis, įtaisas ir veikimo principas

2024 Autorius: Howard Calhoun | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 10:34

Variklių klasifikacija apima keletą didelių šių įrenginių grupių. Verta paminėti, kad kiekviena atskira grupė savo ruožtu yra padalinta į keletą mažesnių. Tai pateisinama tuo, kad šiandien žmogus išrado daugybę skirtingų variklių.

Mišinio paruošimo būdas

Vidaus degimo variklių klasifikacija gali būti atliekama ir pagal tai, kaip degalai buvo paruošti jų darbui. Pavyzdžiui, išskiriami du pagrindiniai tipai – tai su išoriniu mišinio formavimu ir su vidinio mišinio formavimu. Maišymas – tai procesas, kurio metu gaunami degalai variklio darbui. Išorinis mišinio susidarymas suprantamas kaip degalų paruošimas variklio darbui už jo ribų, tai yra, karbiuratoriuje arba maišytuve. Žinoma, į šią grupę įeina tie šių įrenginių tipai, kurie patys nesugeba gaminti mišinio.

Vidinis mišinio susidarymas reiškia atvejį, kai mišinio gamybos procesas vyksta tiesiai pačiame variklio cilindre.

Skystasis kuras

Skystu kuru varomi varikliai yra tam tikros rūšies raketiniai varikliai, ty jie naudojami raketoms paleisti. Tokį įrenginį sudaro šios dalys:

• Degimo kamera su antgaliu. Šie elementai padeda paversti kuro cheminę energiją į šiluminę energiją. Pasibaigus šiam procesui, prasideda kitas, kurio esmė – vėlesnis jau esamos šiluminės energijos pavertimas kinetine energija. Čia svarbu pažymėti, kad degimo kamera, taip pat antgalis ir įpurškimo įtaisas yra laikomi atskiru mazgu.
• Šie elementai yra degalų valdymo vožtuvai, taip pat pats variklis. Šių vožtuvų paskirtis, kaip rodo pavadinimas, yra reguliuoti degalų tiekimą. Tai gana svarbus procesas, nes tokio variklio veikimas priklauso nuo tiekiamo kuro kiekio. Atsižvelgiant į į variklį patenkančios darbinės medžiagos kiekį, jo trauka pasikeis.

Skysto kuro įrenginiai

Klasifikuojant variklius, kuriuose yra skysta medžiaga kaip kuras, jie priskiriami raketų įtaisams. Svarbu pažymėti, kad kaip darbinis skystis gali būti naudojamas įvairus kuras. Čia reikia suprasti, kad agregato užvedimo mišinio pasirinkimas priklausys nuo charakteristikų, paskirties, galios, o taip pat ir nuo paties variklio veikimo trukmės.

Tarp visų reikalavimų, kurie dažniausiai taikomi šiai konkrečiai įrenginių klasei, yramažiausias darbinio mišinio suvartojimas arba, kas yra tas pats, didžiausia savitoji trauka. Kai reikia pasirinkti mišinį varikliui varyti skystu kuru, atkreipkite dėmesį į tokius parametrus kaip: užsidegimo ir degimo greitis, tankis, lakumas, toksiškumas, klampumas ir keletas kitų svarbių charakteristikų.

Kietojo kuro blokas

Variklių klasifikacija apima ir kito tipo įrenginius. Šie įrenginiai veikia šiek tiek neįprastu kietu kuru. Čia svarbu pažymėti, kad šių variklių taikymo sritis taip pat yra raketinė. Parakas tapo pagrindine medžiaga, kuri yra šio įrenginio kuras. Darbo ypatumas tas, kad įrenginys dirba tol, kol išnaudos visas atsargas iki galo. Pats parakas dedamas tiesiai į variklio degimo kamerą. Tokie įtaisai tapo žinomi kaip kietojo kuro raketų varikliai arba kietojo kuro raketų varikliai.

Svarbu pažymėti, kad ši variklių klasė yra viena seniausių. Be to, būtent tokio tipo prietaisai pirmasis rado savo praktinį pritaikymą. Kitas svarbus faktas – juodi milteliai anksčiau buvo naudojami kaip kuras. Tobulėjant technologijoms, pasikeitė ir mišinio tipas. Žmonėms pavyko išrasti bedūmį paraką, skirtą naudoti kaip raketų kurą.

Variklis be kuro

Vienas iš gana įdomiųvienetų klasės – tai variklis, kuris savo darbui nenaudoja jokio kuro mišinio. Dažniausiai tokio tipo įrenginiai naudojami kaip sukimosi pavaros. Šis mazgas susideda iš tokių dalių kaip: disko arba smagračio, kuris tvirtinamas ant ašies. Ta pati dalis turi vieną ar daugiau nuolatinių rotoriaus magnetų.

Svarbi sąlyga yra ta, kad šie magnetai, kaip ir pats diskas ar smagratis, turi būti sumontuoti taip, kad niekas netrukdytų jiems laisvai suktis aplink savo ašį. Kita svarbi variklio be degalų dalis yra cilindrinis nuolatinio kamščio magnetas, kuris stacionariai tvirtinamas ant strypo, sumontuoto lygiagrečiai diskui arba smagračiui. Nuolatinis cilindrinis magnetas kartu su strypu gali judėti į sritį, kurioje tam tikru metu yra rotoriaus magnetų sukurtas magnetinis laukas.

Degalų nenaudojančio įrenginio veikimo principas

Šio prietaiso veikimo principas slypi tame, kad visi jo magnetai yra pasukti tais pačiais poliais vienas į kitą. Kadangi to paties pavadinimo magnetiniai poliai visada atstums vienas kitą, jų judėjimas privers diską arba smagratį suktis aplink savo ašį. Be šio tipo variklio, yra dar vienas, savo veikimo principu labai panašus į bekuro variklį.

Šis prietaisas buvo magnetinis variklis, kurio statorius yra nuolatinio magnetinio žiedo pavidalu, taip pat rotorius (arba jis dar vadinamas inkaru). Šis elementas yra strypinis nuolatinis magnetas, kuris yra statoriaus viduje vienoje plokštumoje.

Šių tipų variklių trūkumas yra tas, kad jiems reikia elektros energijos, kad galėtų atlikti savo darbą. Šio tipo prietaisų išradimui buvo keliami keli tikslai. Reikėjo pasiekti aplinkai nekenksmingą variklio tipą, kuris eksploatacijos metu neturėtų kenksmingų išmetamųjų teršalų, taip pat veiktų nevartodamas jokio kuro ir tiekdamas elektros energiją iš išorinių š altinių. Tuo pačiu metu jis taip pat neturėjo užteršti aplinkos ar atmosferos oro.

Orlaivių varikliai

Prieš pradedant apibūdinti konkrečią variklių klasę, geriausia išsiaiškinti, kuo remiantis jie skirstomi. Šiuo metu ši grupė skirstoma į du iš esmės skirtingus tipus. Vienintelis skiriamasis vienos grupės bruožas buvo įrenginio gebėjimas veikti už atmosferos ribų. Kitaip tariant, pirmajai blokų kategorijai reikalinga atmosfera, o antroji nėra susieta su šiuo indikatoriumi ir gali būti naudojama už jo ribų. Pirmoji grupė buvo vadinama atmosferine arba oro, o antroji – raketa.

Verta pažymėti, kad paprastai tokio tipo įrenginiai vadinami oro sraigtais varomais oro varikliais ir orlaivių reaktyviniais varikliais.

Reaktyviųjų įrenginių grupė

Antrai įrenginių kategorijai, ty reaktyviesiems, priklauso tokie įrenginiai kaip: turboreaktyviniai oro varikliai, reaktyviniai varikliai. Pagrindinis skirtumas tarp šių dviejų tipų įrenginių yra tastiesioginio srauto srovės įtaisai, oro suspaudimas atsiranda dėl mechaninės energijos tiekimo į variklio traktą. Kad šis įrenginys veiktų, būtina sukurti padidintą statinį slėgį. Šis efektas pasiekiamas stabdant orą, judantį oro įleidimo angoje.

Dviejų grandinių purkštukai

Šio tipo orlaivių reaktyvinis variklis – aplinkkelio turboreaktyvinis variklis – gimė dėl to, kad žmonėms reikėjo sukurti įrenginį, kuris turėtų didesnį traukos efektyvumą. Reikėjo pasiekti šio rodiklio padidėjimą didžiuliu ikigarsiniu greičiu. Šio įrenginio veikimo principas atrodo maždaug taip.

Oro srautas patenka į variklį, tada patenka į oro įsiurbimo angą, kur yra padalintas į kelias dalis. Viena dalis praeina per aukšto slėgio įrenginį, esantį pirminėje grandinėje. Antroji įsiurbiamo oro dalis praeina per ventiliatoriaus mentes antrinėje grandinėje. Čia verta paminėti, kad pirminės grandinės sukūrimo principas turboventiliatoriaus variklyje yra panašus į tą, kuris buvo naudojamas jo pirmtako, turboventiliatoriaus, grandinėje, todėl jis veikia atitinkamai. Tačiau antroje variklio grandinėje esančio ventiliatoriaus veikimas yra panašus į daugiamečių sraigto, kuris sukasi žiediniu kanalu, veikimą.

Galima pridurti, kad turboventiliatoriaus variklis taip pat gali būti naudojamas esant viršgarsiniam greičiui, tačiau tam būtina numatyti, kad antrinėje grandinėje būtų kuro deginimo sistema,kad padidintumėte įrenginio sukibimą.