طبقه بندی موتورها. انواع موتورها، هدف، دستگاه و اصل عملکرد آنها

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

طبقه بندی موتورها شامل چندین گروه بزرگ از این دستگاه ها می شود. شایان ذکر است که هر گروه به نوبه خود به چندین گروه کوچکتر تقسیم می شود. این با این واقعیت قابل توجیه است که امروزه تعداد زیادی از انواع مختلف موتور توسط انسان اختراع شده است.

روش تهیه مخلوط

طبقه بندی موتورهای احتراق داخلی نیز می تواند با روشی که سوخت برای کار آنها آماده شده است انجام شود. به عنوان مثال، دو نوع اصلی متمایز می شوند - اینها با تشکیل مخلوط خارجی و با تشکیل مخلوط داخلی هستند. اختلاط فرآیندی است که در آن سوخت برای کار موتور به دست می آید. تشکیل مخلوط خارجی به عنوان فرآیند آماده سازی سوخت برای عملکرد موتور خارج از محدوده آن، یعنی در کاربراتور یا در یک مخلوط کن، درک می شود. طبیعتاً این گروه شامل انواعی از این وسایل است که به تنهایی قادر به تولید مخلوط نیستند.

تشکیل مخلوط داخلی به حالتی اشاره دارد که فرآیند تولید مخلوط مستقیماً در خود سیلندر موتور اتفاق می افتد.

سوختهای مایع

موتورهای سوخت مایع نوعی موتور موشک هستند، یعنی برای پرتاب موشک استفاده می شوند. چنین دستگاهی از بخش های زیر تشکیل شده است:

• محفظه احتراق با نازل. این عناصر برای تبدیل انرژی شیمیایی سوخت به انرژی حرارتی عمل می کنند. پس از اتمام این فرآیند، مرحله بعدی شروع می شود که ماهیت آن تبدیل بعدی انرژی حرارتی موجود به انرژی جنبشی است. در اینجا ذکر این نکته ضروری است که محفظه احتراق و همچنین نازل و دستگاه تزریق یک واحد جداگانه در نظر گرفته می شوند.
• عناصر زیر سوپاپ های کنترل سوخت و همچنین خود موتور هستند. هدف این شیرها همانطور که از نامش پیداست تنظیم سوخت رسانی است. این یک فرآیند نسبتاً مهم است، زیرا عملکرد موتوری مانند این به مقدار سوخت عرضه شده بستگی دارد. بسته به مقدار ماده کاری وارد شده به موتور، رانش آن تغییر می کند.

دستگاه های سوخت مایع

در طبقه بندی موتورهای دارای ماده مایع به عنوان سوخت، آنها را به عنوان دستگاه های موشکی طبقه بندی می کنند. توجه به این نکته ضروری است که انواع سوخت ها می توانند به عنوان سیال کار استفاده شوند. در اینجا لازم است درک کنیم که انتخاب مخلوط برای راه اندازی واحد به ویژگی ها، هدف، قدرت و همچنین به مدت زمان خود موتور بستگی دارد.

در میان تمام الزاماتی که اغلب برای این دسته خاص از دستگاه ها اعمال می شود، می توان به آن اشاره کردکمترین میزان مصرف مخلوط کاری یا همان حداکثر نیروی رانش خاص. هنگامی که لازم است مخلوطی را برای کارکردن موتور با سوخت مایع انتخاب کنید، به پارامترهایی مانند: سرعت اشتعال و سوختن، چگالی، فراریت، سمیت، ویسکوزیته و چندین ویژگی مهم دیگر توجه کنید.

واحد سوخت جامد

طبقه بندی موتورها شامل نوع دیگری از دستگاه است. این واحدها با سوخت جامد کمی غیر معمول کار می کنند. در اینجا ذکر این نکته ضروری است که دامنه این موتورها نیز موشکی است. باروت ماده اصلی سوخت این دستگاه شد. ویژگی کار این است که واحد تا زمانی که کل موجودی را تا انتها مصرف نکرده باشد کار می کند. خود باروت مستقیماً در محفظه احتراق موتور قرار می گیرد. چنین وسایلی به عنوان موتورهای موشک سوخت جامد یا موتورهای موشک سوخت جامد شناخته شدند.

در اینجا مهم است که توجه داشته باشید که این دسته خاص از موتورها یکی از قدیمی ترین ها هستند. علاوه بر این، این نوع دستگاه بود که برای اولین بار کاربرد عملی خود را پیدا کرد. واقعیت مهم دیگر این است که پودر سیاه قبلاً به عنوان سوخت استفاده می شد. با پیشرفت تکنولوژی، نوع مخلوط نیز تغییر کرده است. انسان ها موفق به اختراع باروت بدون دود برای استفاده به عنوان سوخت موشک شده اند.

موتور بدون سوخت

یکی از نسبتاً جالبکلاس های واحد موتوری است که از هیچ مخلوط سوختی برای کارکرد خود استفاده نمی کند. اغلب، این نوع دستگاه ها به عنوان درایوهای چرخشی استفاده می شوند. این واحد از قطعاتی مانند: دیسک یا فلایویل تشکیل شده است که روی محور ثابت می شود. همان قسمت دارای یک یا چند آهنربای روتور دائمی است.

شرط مهم این است که این آهنرباها مانند خود دیسک یا چرخ فلایویل باید طوری نصب شوند که هیچ مانعی در چرخش آزاد آنها حول محور خود ایجاد نکند. یکی دیگر از بخش های مهم یک موتور بدون سوخت، یک آهنربای استوانه ای دائمی است که به طور ثابت روی میله ای که به موازات دیسک یا فلایویل نصب شده است، نصب می شود. یک آهنربای استوانه ای دائمی می تواند همراه با میله به ناحیه ای حرکت کند که در یک زمان معین یک میدان مغناطیسی توسط آهنرباهای روتور ایجاد می شود.

اصل عملکرد یک واحد بدون سوخت

اصل عملکرد این دستگاه در این است که تمام آهنرباهای آن با قطب های یکسان به سمت یکدیگر چرخانده می شوند. از آنجایی که قطب های مغناطیسی به همین نام همیشه یکدیگر را دفع می کنند، حرکت آنها باعث می شود که دیسک یا چرخ طیار حول محور خود بچرخد. علاوه بر این نوع موتور، موتور دیگری نیز وجود دارد که در اصل کارکرد آن بسیار شبیه به موتورهای بدون سوخت است.

این دستگاه یک موتور مغناطیسی بود که دارای استاتور به شکل حلقه مغناطیسی دائمی و همچنین روتور (یا به آن لنگر نیز می‌گویند) است. این عنصر یک آهنربای دائمی میله ای است که در داخل استاتور در یک صفحه قرار می گیرد.

عیب این نوع موتورها این است که برای انجام کار خود به منبع برق نیاز دارند. اهداف متعددی برای اختراع این نوع دستگاه در نظر گرفته شد. دستیابی به یک نوع موتور سازگار با محیط زیست ضروری بود که در حین کار خود آلاینده های مضر نداشته باشد و همچنین بدون مصرف هر نوع سوخت و بدون تامین انرژی الکتریکی از منابع خارجی کار می کرد. در عین حال، نباید محیط زیست یا هوای جوی را نیز آلوده می کرد.

موتورهای هواپیما

قبل از شروع به توصیف دسته خاصی از موتورها، بهتر است بفهمید که آنها بر چه اساسی تقسیم می شوند. در حال حاضر، این گروه به دو نوع اساساً متفاوت طبقه بندی می شود. تنها وجه تمایز یک گروه از گروه دیگر، توانایی دستگاه برای عملکرد خارج از جو بود. به عبارت دیگر، واحدهای دسته اول برای عملکرد خود نیازمند وجود جو هستند، در حالی که دسته دوم به این شاخص گره نخورده و خارج از آن قابل بهره برداری هستند. گروه اول اتمسفر یا هوا نام داشت، در حالی که گروه دوم را موشک.

شایان ذکر است که معمولاً به این نوع دستگاه‌ها موتورهای هوایی ملخ‌دار و موتورهای جت هواپیما گفته می‌شود.

گروه دستگاه واکنشی

دسته دوم دستگاه ها، یعنی راکتیو، شامل واحدهایی مانند: موتورهای هوای توربوجت، موتورهای رم جت می شود. تفاوت اصلی این دو نوع دستگاه در این است کهدستگاه های جت جریان مستقیم، فشرده سازی هوا به دلیل تامین انرژی مکانیکی به دستگاه موتور اتفاق می افتد. برای کارکرد این واحد نیاز به ایجاد فشار استاتیکی افزایش یافته است. این اثر با ترمز کردن هوا در حال حرکت در ورودی هوا به دست می آید.

جت دو مداره

موتور جت این نوع هواپیما - یک توربوجت بای پس - به این دلیل متولد شد که مردم نیاز به ایجاد دستگاهی داشتند که بازده کشش بیشتری داشته باشد. دستیابی به افزایش این شاخص در سرعت های زیر صوت بسیار ضروری بود. اصل کار این دستگاه چیزی شبیه به این است.

جریان هوا به داخل موتور می رود، سپس وارد ورودی هوا می شود و در آنجا به چند قسمت تقسیم می شود. یک قسمت از دستگاه فشار قوی واقع در مدار اولیه عبور می کند. قسمت دوم هوای ورودی از پره های فن در مدار ثانویه عبور می کند. در اینجا شایان ذکر است که اصل ساخت مدار اولیه در موتور توربوفن مشابه مدار مورد استفاده در مدار قبلی خود، توربوفن است و بنابراین مطابق با آن عمل می کند. اما عملکرد فن واقع در مدار دوم موتور شبیه به نحوه عملکرد یک ملخ چند پره است که در یک کانال حلقوی می چرخد.

می توان اضافه کرد که موتور توربوفن را می توان در سرعت های مافوق صوت نیز استفاده کرد، اما برای این امر لازم است که یک سیستم احتراق سوخت در مدار ثانویه آن پیش بینی شود.برای افزایش کشش دستگاه.