Motor Verbrennungs Ist ein Gerät, bei dem die chemische Energie eines Brennstoffs in mechanische Nutzarbeit umgewandelt wird.

ICE-Typen

Rotationsverbrennungsmotor

Gasturbinen-Verbrennungsmotor

Arbeitszyklen von Kolben-Verbrennungsmotoren

Hubkolben-Verbrennungsmotoren werden nach der Anzahl der Hübe im Arbeitszyklus klassifiziert - Zweitakt und Viertakt.

Der Arbeitszyklus bei Hubkolben-Verbrennungsmotoren besteht aus fünf Prozessen: Ansaugen, Verdichten, Verbrennung, Expansion und Abgas. In einem Motor kann der Arbeitszyklus nach dem folgenden weit verbreiteten Schema durchgeführt werden:

1. Beim Ansaugvorgang bewegt sich der Kolben von oberer Totpunkt (OT) Zu unterer Totpunkt (N.m.t.), und der freigegebene Überkolbenraum des Zylinders wird mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch gefüllt. Aufgrund der Druckdifferenz in Ansaugkrümmer und im Motorzylinder beim Öffnen Einlassventil das Gemisch tritt (saugt) in den Zylinder zu einem Zeitpunkt ein, der als Öffnungswinkel des Einlassventils bezeichnet wird ein.

Luft- Kraftstoffgemisch und Verbrennungsprodukte (die immer im Volumen des Kompressionsraums aus dem vorherigen Zyklus verbleiben), die sich miteinander vermischen, bilden ein Arbeitsgemisch. Ein sorgfältig aufbereitetes Arbeitsgemisch erhöht die Effizienz der Kraftstoffverbrennung, daher wird seiner Aufbereitung bei allen Arten von Kolbenmotoren große Aufmerksamkeit geschenkt.

Menge Luft-Kraftstoff-Gemisch die in einem Arbeitszyklus in den Zylinder eintritt, wird als Frischladung bezeichnet, und die Verbrennungsprodukte, die bis zum Eintritt einer frischen Ladung im Zylinder verbleiben, werden als Restgase bezeichnet.

Um den Wirkungsgrad des Motors zu steigern, streben sie eine Erhöhung des Absolutwertes der Frischladung und ihres Gewichtsanteils an Arbeitsmischung.

2. Beim Kompressionsvorgang sind beide Ventile geschlossen und der Kolben bewegt sich von Nm.t. zu v.m.t. und Verringerung des Volumens des Hohlraums über dem Kolben, komprimiert das Arbeitsgemisch (in Allgemeiner Fall Arbeitsorgan). Die Kompression des Arbeitsmediums beschleunigt den Verbrennungsprozess und gibt damit die mögliche volle Ausnutzung der bei der Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder frei werdenden Wärme vor.

Verbrennungsmotoren werden mit dem höchstmöglichen Verdichtungsverhältnis gebaut, das bei Zwangszündung des Gemischs einen Wert von 10-12 erreicht und bei Verwendung des Prinzips der Selbstzündung des Kraftstoffs im Bereich von 14-22 gewählt wird.

3. Bei der Verbrennung wird der Brennstoff durch Sauerstoff aus der Luft, der Teil des Arbeitsgemisches ist, oxidiert, wodurch der Druck im oberen Kolbenhohlraum stark ansteigt.

Im betrachteten Schema ist das Arbeitsgemisch in der richtige moment in der Nähe des m.t. von einer fremden Quelle mit einem elektrischen Hochspannungsfunken (ca. 15 kV) gezündet. Zur Zündung des Zylinders wird eine Zündkerze verwendet, die in den Zylinderkopf eingeschraubt ist.

Für Motoren mit Kraftstoffzündung durch Wärme, die von vor- Druckluft, es wird keine Zündkerze benötigt. Solche Motoren sind mit einer speziellen Düse ausgestattet, durch die zum richtigen Zeitpunkt Kraftstoff mit einem Druck von 100-300 kg / cm² (≈ 10-30 MN / m²) und mehr in den Zylinder eingespritzt wird.

4. Während des Expansionsprozesses bewegen die glühenden Gase, die sich ausdehnen, den Kolben vom VMT weg. zu n.m.t. Der Arbeitshub des Kolbens erfolgt, der über das Pleuel den Druck auf den Pleuelzapfen überträgt Kurbelwelle und dreht es um.

5. Beim Lösen bewegt sich der Kolben vom LMT. zu v.m.t. und drückt durch das zweite Ventil, das sich zu diesem Zeitpunkt öffnet, die Abgase aus dem Zylinder. Die Verbrennungsprodukte verbleiben nur im Volumen der Brennkammer, von wo sie vom Kolben nicht verdrängt werden können. Die Kontinuität des Motorbetriebs wird durch nachfolgende Wiederholung von Betriebszyklen sichergestellt.

Die mit der Vorbereitung des Arbeitsgemisches für die Verbrennung im Zylinder verbundenen Prozesse sowie die Freisetzung des Zylinders von Verbrennungsprodukten werden bei Einzylindermotoren durch die Bewegung des Kolbens aufgrund der Energie des Schwungrads durchgeführt. die es während des Arbeitshubes ansammelt.

Bei Mehrzylindermotoren werden die Hilfshübe jedes der Zylinder aufgrund der Arbeit der anderen (benachbarten) Zylinder ausgeführt. Daher können diese Motoren grundsätzlich ohne Schwungmasse betrieben werden.

Um das Studium zu erleichtern, ist der Arbeitszyklus verschiedene Motoren in Prozesse aufteilen oder umgekehrt die Prozesse des Arbeitszyklus gruppieren, unter Berücksichtigung der Position des Kolbens relativ zu tote punkte im Zylinder. Damit können alle Prozesse in Kolbenmotoren in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung berücksichtigt werden, was bequemer ist.

Der Teil des Arbeitszyklus, der im Intervall der Kolbenbewegung zwischen zwei benachbarten Totpunkt heißt Maß.

Der Hub und damit der entsprechende Kolbenhub erhält den Namen des Prozesses, der für eine gegebene Kolbenbewegung zwischen seinen beiden Totpunkten (Positionen) zugrunde liegt.

Im Motor entspricht beispielsweise jeder Hub (Kolbenhub) für sie ganz bestimmten Grundvorgängen: Ansaugen, Verdichten, Entspannen, Ausstoßen. Daher unterscheiden solche Motoren zwischen Einlass-, Kompressions-, Expansions- und Auslasshüben. Jeder dieser vier Namen ist den Kolbenhüben passend zugeordnet.

Bei jeder Hubkolben-Brennkraftmaschine setzt sich der Arbeitszyklus aus den oben besprochenen fünf Vorgängen nach dem oben zerlegten Schema in vier Kolbenhübe oder in nur zwei Kolbenhübe zusammen. Demzufolge Kolbenmotoren unterteilt in Zwei- und Viertakt.

(englisch), das in den Regalen schleift und den Aufbau der meisten Motorentypen zeigt. Ich werde versuchen, das Wichtigste meiner Meinung nach frei und prägnant nachzuerzählen, ganz an den Fingern und was die Kleinen angeht. Natürlich könnte man sich leihen genaue Definitionen aus seriösen Quellen, aber so eine Amateurübersetzung verspricht einzigartig zu sein :)

Kannst du deiner Freundin gleich erklären was der Unterschied ist Benzinmotor vom Diesel? Viertakt- und Zweitaktmotoren? Nein? Dann lade ich dich unter die Katze ein.

Viertaktmotor

Vier Maßnahmen bedeuten: Einlass, Kompression, Arbeitshub, und Veröffentlichung... Jeder Hub entspricht einem Hub des Kolbens, wodurch der Arbeitsvorgang in jedem der Zylinder in zwei Umdrehungen der Kurbelwelle erfolgt.

Einlass

Beim Ansaugen bewegt sich der Kolben nach unten und saugt einen frischen Teil des Luft-/Kraftstoffgemisches durch das Einlassventil an. Besonderheit Der fragliche Motor besteht darin, dass das Einlassventil durch den durch die Abwärtsbewegung des Kolbens erzeugten Unterdruck geöffnet wird.

Kompression

Das Drehmoment hebt den Kolben an, der wiederum das Luft-Kraftstoff-Gemisch komprimiert. Das Einlassventil wird durch die zunehmende Druckkraft, die durch das Anheben des Kolbens erzeugt wird, geschlossen.

Arbeitshub

Am oberen Ende des Kompressionshubs entzündet ein Funke den komprimierten Kraftstoff. Beim Verbrennen des Kraftstoffs wird Energie frei, die auf den Kolben einwirkt und ihn nach unten bewegt.

Veröffentlichung

Wenn der Kolben seinen . erreicht unterster Punkt, Auslassventilöffnet und Autoabgase werden durch einen sich nach oben bewegenden Kolben aus dem Zylinder ausgestoßen.

Zweitaktmotor

Bei einem Zweitaktmotor erfolgt der Arbeitsvorgang in jedem der Zylinder in einer Kurbelwellenumdrehung, also in zwei Kolbenhüben. Verdichtungs- und Hubhübe bei einem Zweitaktmotor erfolgen auf die gleiche Weise wie bei einem Viertaktmotor, jedoch werden die Prozesse des Reinigens und Füllens des Zylinders kombiniert und werden nicht in getrennten Hüben, sondern in kurzer Zeit ausgeführt, wenn der Kolben befindet sich in der Nähe des unteren Totpunkts, mit Nebenaggregat- Abschlämmpumpe. Wiki

Die unbestreitbaren Nachteile dieser Art von Motoren sind ihre Ineffizienz, da ein erheblicher Teil des Kraftstoffs nicht verbrennt und mit den Abgasen ausgestoßen wird.

Einlass

Durch den bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens erzeugten Unterdruck wird das Luft-Kraftstoff-Gemisch in die Kurbelkammer gesaugt.

Kompression im Brennraum

Beim Verdichten wird das Einlassventil durch den Druck im Kurbelgehäuse geschlossen. Das Kraftstoffgemisch wird in der letzten Phase des Hubs komprimiert.

Bewegung / Freigabe des Kraftstoffgemisches

Gegen Ende des Hubs zwingt der Kolben das komprimierte Luft-Kraftstoff-Gemisch durch den Einlasskanal vom Kurbelgehäuse zum Hauptbremszylinder... Das Luft/Kraftstoff-Gemisch verdrängt Abgase, die den Hauptzylinder durch das Auslassventil verlassen. Leider hinterlässt der Zylinder auch etwas unverbrannten Kraftstoff, weshalb das Design Zweitaktmotor als weniger wirtschaftlich angesehen.

Kompression

Dann hebt sich der Kolben, angetrieben durch das Drehmoment, und verdichtet das Kraftstoffgemisch. (An diesem Punkt erfolgt der nächste Ansaugtakt unter dem Kolben).

Arbeitshub

Am oberen Ende des Hubs zündet die Zündkerze das Kraftstoffgemisch. Die resultierende Energie bewirkt, dass sich der Kolben nach unten bewegt, bis der Zyklus abgeschlossen ist. (An diesem Punkt, am Boden des Zylinders, wird der Kraftstoff in der Kurbelkammer komprimiert).

Viertakt-Dieselmotor

Besonderheit Dieselmotor ist ein modifiziertes Kraftstoff-Zündsystem.

Nachdem Rudolph Diesel seinen Motortyp 1897 entwickelt hatte, erklärte er, sein Motor sei der effizienteste, der je gebaut wurde. Bis heute zählt seine Idee zu den sparsamsten Motoren.

Einlass

Das Einlassventil öffnet und Frischluft (kein Kraftstoff) wird in den Zylinder gesaugt.

Kompression

Beim Anheben des Kolbens wird die Luft komprimiert und die Temperatur im Zylinder steigt. Am Ende des Hubs erwärmt sich die Luft so stark, dass die Temperatur hoch genug wird, um den Kraftstoff zu entzünden.

Injektion

Nahe dem oberen Ende des Kompressionshubs Einspritzdüse spritzt Kraftstoff in den Zylinder. Der Kraftstoff entzündet sich bei Kontakt mit heißer Luft.

Arbeitshub

Beim Verbrennen des Kraftstoffs wird Energie frei, die auf den Kolben einwirkt und ihn nach unten bewegt.

Veröffentlichung

Das Auslassventil öffnet und zwingt die Abgase, den Zylinder zu verlassen.

Drehkolben-Verbrennungsmotor (Wankelmotor)

Der Wankel-Rotationskolbenmotor ist eine erstaunliche Kreation, die eine sehr komplizierte Neugestaltung der vier Takte des Otto-Zyklus bietet. Es wurde in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts von Felix Wankel entwickelt.

In einem Wankelmotor dreht sich ein dreieckiger Rotor mit einem Hohlrad um eine feste Getriebewelle in einer länglichen Kammer.

Heutzutage unternimmt Mazda die größten Anstrengungen, um diesen Motortyp zu entwickeln und zu verbreiten, aber der Viertaktmotor bleibt immer noch der beliebteste. Auch AvtoVAZ verwendet gegebener Typ Motor in Tragschraubern.

• Vorteile gegenüber herkömmlichen Benzinmotoren:
• geringe Vibration. Der Rotationskolbenmotor ist komplett mechanisch ausgewuchtet, was den Lungenkomfort verbessert Fahrzeug Art von Kleinstwagen, Autos und Unicars
• Hauptvorteil Rotationskolbenmotor sind ausgezeichnet dynamische Eigenschaften: im niedrigen Gang ist es möglich, das Auto ohne übermäßige Belastung des Motors über 100 km / h für mehr zu beschleunigen hohe Drehzahlen Motor (8000 U/min oder mehr) als bei der Konstruktion eines herkömmlichen Kolben-Verbrennungsmotors.
• Hohe Leistungsdichte (PS/kg), Gründe:
• kleiner um das 1,5- bis 2-fache der Gesamtabmessungen.
• 35-40% weniger Teile

• Nachteile:
• Schneller Verschleiß
• Überhitzungstendenzen
• Schwierigkeiten bei der Produktion
• Weniger Sparsamkeit bei niedrigen Drehzahlen

Einlass

Das Luft-Kraftstoff-Gemisch tritt in dieser Rotationsstufe durch das Einlassventil ein.

Kompression

Hier wird das Kraftstoffgemisch komprimiert.

Arbeitshub

Im Arbeitstakt entzündet sich hier das Kraftstoffgemisch und dreht den Rotor im Kreis.

Veröffentlichung

Hier kommen Abgase raus

CO 2 -Motor

Diese Art von Motor kann mit Dampf betrieben werden, findet sich jedoch häufiger in kleinen Flugzeugmodellen, wo sie mit Druckluft oder Kohlendioxid betrieben werden.

Diese Animation zeigt einen CO2-Tank. Komprimiertes CO2 ist eine Flüssigkeit, die bei der Freisetzung in einen gasförmigen Zustand übergeht, oder mit anderen Worten - bei normaler Atmosphärentemperatur und -druck kocht flüssiges Kohlendioxid, daher irren wir uns nicht, wenn wir sagen, dass diese Art von Motor mit CO2 betrieben wird Dampf.

Einlass

Am Ende des Zyklus drückt der Kolbenbolzen gegen den Kugelhahn, um das Hochdruckgas in den Zylinder zu lassen.

Arbeitshub

Das Gas dehnt sich aus, indem der Kolben nach unten bewegt wird

Veröffentlichung

Wenn der Kolben das Auslassventil öffnet, verlässt das unter Druck stehende Gas den Zylinder.

Das Ende

Das Drehmoment führt den Kolben nach oben zurück, um den Zyklus abzuschließen.

Strahltriebwerke

Rakete und Turbojet-Triebwerke, so der Autor, fallen in ihrer Gestaltung auf, die Animation ihrer Arbeit ist seiner Meinung nach jedoch zu langweilig.

Raketenantrieb

Der Raketenmotor ist der einfachste seiner Familie, also fangen wir damit an.

Um im Weltraum zu funktionieren, benötigen Raketentriebwerke ebenso wie Treibstoff Sauerstoff für ihre Arbeit. Das Sauerstoff-Kraftstoff-Gemisch wird in die Brennkammer eingespritzt, wo es kontinuierlich verbrannt wird. Hochdruckgas tritt durch die Düsen aus und verursacht Schub umgekehrte Richtung.

Um dieses Prinzip selbst auszuprobieren, blasen Sie einen Spielzeugballon auf und lösen ihn aus Ihren Händen - Raketenantrieb funktioniert fast gleich ;)

Turbojet-Triebwerk

Ein Turbojet-Triebwerk funktioniert nach dem gleichen Prinzip wie ein Raketentriebwerk, mit der einzigen Eigenschaft, dass es der Atmosphäre den für die Verbrennung notwendigen Sauerstoff entzieht. Es ist konstruktionsbedingt am effektivsten in großen Höhen mit dünner Luft.

Ein Moment der Ähnlichkeit: In der Brennkammer verbrennt ununterbrochen Treibstoff wie in der Rakete. Das expandierte Gas verlässt die Brennkammer durch die Düsen und erzeugt einen Schub in die entgegengesetzte Richtung.

Unterschiede: Auf dem Weg aus der Düse wird ein bestimmter Gasdruck verwendet, um die Turbine zu drehen. Eine Turbine ist eine Reihe von Schrauben, die durch eine einzige Welle verbunden sind. Zwischen jedem Schraubenpaar befindet sich ein Stator (Kompressorführung). Diese Vorrichtung trägt dazu bei, dass das Gas effizienter durch die Propellerblätter strömt.

Vor dem Triebwerk dreht die Turbinenwelle den Verdichter. Der Verdichter arbeitet ähnlich wie eine Turbine, nur in Rückseite... Seine Funktion besteht darin, den Druck der in den Motor eintretenden Luft zu erhöhen. Die Turbine drückt Luft aus und der Kompressor saugt an.

Turboprop

Ein Turboprop-Triebwerk ähnelt einem Turbojet-Triebwerk, mit dem einzigen Merkmal, dass das aus der Brennkammer austretende Gas die Turbine stärker dreht, die wiederum den Propeller vor dem Triebwerk dreht. Er erzeugt Heißhunger. Wirksam in niedrigen Höhen.

Turbofan-Triebwerk

Ein Turbofan-Triebwerk ist wie ein Kompromiss zwischen einem Turbojet und einem Turboprop. Es funktioniert wie ein Turbojet, aber es gibt eine Besonderheit: Die Turbinenwelle dreht einen Außenlüfter, der mehr Blätter hat und sich schneller dreht als der Propeller. Dies hilft dem Motor, in großen Höhen, in denen die Luft aufgeladen wird, effizient zu bleiben.

Quellen:
www.animatedengines.com

• Ultimatives visuelles Wörterbuch, DK Publishing Inc., 1999
• Bau der Atkinson Cycle Engine, Vincent Gingery, David J. Gingery Publishing, 1996
• The Stirling Engine Manual, James G. Rizzo, Camden Miniature Steam Services, 1995
• Modern Locomotive Construction, J. G. A. Meyer, 1892, Nachdruck von Lindsay Publications Inc., 1994
• Five Hundred and Seven Mechanical Movements, Henry T. Brown, 1896, Nachdruck von The Astragal Press, 1995
• Modellmaschinen / Replica Steam Models, Marlyn Hadley, Model Machine Co., 1999
• Air Board Technical Notes, RAF Air Board, 1917, nachgedruckt von Camden Miniature Steam Services, 1997
• Internes Feuer, Lyle Cummins, Carnot Press, 1976
• Toyota-Website Prius-Spezifikationen
• Steam and Stirling Engines you can build, Buch 2, verschiedene Autoren, Village Press, 1994
• Knight's New American Mechanical Dictionary, Supplement Edward H. Knight, A. M., LL. D., Houghton, Mifflin und Company, 1884
• Thomas Newcomen, Die Vorgeschichte der Dampfmaschine L. T. C. Rolt, David and Charles Limited, 1963
• Eine Einführung in Stirlingmotoren mit niedriger Temperaturdifferenz James R. Senft, Moriya Press, 1996
• Eine Einführung in Stirlingmotoren James R. Senft, Moriya Press, 1993

UPD: Ich habe Wankel- und CO2-Motoren hinzugefügt, sie schienen mir am interessantesten und praktischsten zu sein.
UPD2: Beschreibung der ganzen Familie hinzugefügt Düsentriebwerke: Rakete, Turbojet, Turboprop, Turbofan.

Elektromotor
Die Rotation wird durch die magnetischen Anziehungs- und Abstoßungskräfte verursacht, die zwischen den Polen des sich bewegenden Elektromagneten (Rotor) und den entsprechenden Polen des externen Magnetfelds wirken, das vom stationären Elektromagneten (oder Dauermagnet) - ein Stator. Der knifflige Teil ist, den Motor kontinuierlich zu drehen. Dazu muss sichergestellt werden, dass der Pol des sich bewegenden Elektromagneten, der vom entgegengesetzten Pol des Stators angezogen wird, automatisch in den entgegengesetzten Zustand wechselt - dann friert der Rotor nicht ein, sondern dreht sich weiter - durch Trägheit und unter der Wirkung der Abstoßung, die in diesem Moment entstanden ist.

Zum automatische Umschaltung Die Rotorpole dienen als Kollektor. Es handelt sich um ein auf der Rotorwelle befestigtes Plattenpaar, mit dem die Rotorwicklungen verbunden sind. Diesen Platten wird der Strom über stromabnehmende Kontakte (Bürsten) zugeführt. Wenn sich der Rotor um 180 ° dreht, wechseln die Platten ihre Position - dies ändert automatisch die Stromrichtung und damit die Pole des sich bewegenden Elektromagneten. Da sich die gleichnamigen Pole abstoßen, dreht sich die Spule weiter und ihre Pole werden von den entsprechenden Polen auf der anderen Seite des Magneten angezogen.

Der Gnome-Flugmotor war einer von mehreren beliebten Rotationsmotoren Militärflugzeuge im Ersten Weltkrieg. Kurbelwelle dieses Triebwerks war an der Karosserie des Flugzeugs befestigt, während das Kurbelgehäuse und die Zylinder mit dem Propeller rotierten.

Der Gnome-Motor ist insofern einzigartig, als sich seine Einlassventile im Kolben befinden. Arbeit dieser Motor erfolgt nach dem bekannten Otto-Zyklus. In jedem Sollwert jeder Zylinder des Motors befindet sich in einer anderen Phase des Zyklus. Die abgebildete Zeichnung mit grünem Pleuel zeigt den Haupt-, Hauptzylinder.

Die Vorteile dieses Motors:
Keine Gegengewichte erforderlich.
Die Zylinder sind ständig in Bewegung, dadurch entsteht ein gutes Luftkühlung, die das System vermeidet
Flüssigkeitskühlung.
Die rotierenden Zylinder und Kolben erzeugen ein Drehmoment, das den Einsatz eines Schwungrades vermeidet.
Nachteile:
Schlechtes Manövrieren des Flugzeugs aufgrund von schweres Gewicht rotierenden Motor, der sogenannte Kreiseleffekt
Schlechtes Schmiersystem, weil Zentrifugalkräfte machen Schmieröl sammeln sich an der Motorperipherie an. Butter
musste mit Kraftstoff gemischt werden, um eine ordnungsgemäße Schmierung zu gewährleisten.

Raketenantrieb.

Um im Weltraum operieren zu können, müssen Raketentriebwerke über eine eigene Sauerstoffversorgung verfügen, um die Kraftstoffverbrennung sicherzustellen. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in den Brennraum eingespritzt und dort kontinuierlich verbrannt. Das bei der Verbrennung entstehende Gas wird unter sehr hohem Druck durch die Düse nach außen abgegeben, wodurch eine Reaktionskraft entsteht und das Raketentriebwerk und damit die Rakete in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden.

Turbojet-Triebwerk (TRD)

In der Turbinenbrennkammer wird ständig Kraftstoff verbrannt. Das durch die Düse austretende Gas stellt eine reaktive Kraft dar. Am Austritt der Düse sind mehrere Turbinenstufen fest auf gemeinsame Welle... Durch die Turbinenschaufeln hindurch treibt das Gas diese in Rotation. Zwischen den Turbinenrädern sind feste Leitschaufeln installiert, die dem Gasstrom auf dem Weg zur nächsten Stufe (Rad) der Turbine eine bestimmte Richtung geben, wodurch eine effizientere Rotation erzeugt wird. Zusammen mit der Turbine wird ein Verdichter installiert eine einzelne Welle im vorderen Teil des Motors, die dazu dient, Luft zu verdichten und in den Brennraum zu leiten.

Turboprop-Triebwerk (TVD).

Auf der Welle vor dem Kompressor ist ein Getriebe montiert, das die Rotation antreibt Luftpropeller mit mehr niedrige Drehzahlen als eine Turbine. Die zum Drehen des Verdichterrotors und des Propellers erforderliche Leistung wird von einer Turbine mit erhöhter Stufenzahl bereitgestellt, daher erfolgt die Gasexpansion in der Turbine fast vollständig und Strahlschub, die durch die Reaktion des aus dem Triebwerk austretenden Gasstrahls erhalten wird, beträgt nur 10-15% des Gesamtschubs, während der Propeller den Hauptschub erzeugt Zugkraft (85–90%).

Turbofan-Triebwerk (TVLD)

Dieses Triebwerk ist eine Art Kompromiss zwischen einem Turbojet und Turboprop... Bei einem Turbofan-Triebwerk (TVLD) ist ein Lüfter auf der Welle vor dem Verdichter installiert. große Menge Blätter als der Propeller und die Bereitstellung Hoher Verbrauch Luft durch das Triebwerk bei allen Fluggeschwindigkeiten, einschließlich niedrige Geschwindigkeiten beim Abheben.

4-Takt-Verbrennungsmotor

2-Takt-Verbrennungsmotor

Drehkolben-Verbrennungsmotor

Zweitakt Boxermotor(zwei Kolben der entgegengesetzten Bewegung in einem Zylinder).

Drehflügel-Verbrennungsmotor

Dampfmaschinen die meisten Dampflokomotiven wurden zwischen den frühen 1800er und den 1950er Jahren installiert und angetrieben. Ich möchte darauf hinweisen, dass das Funktionsprinzip dieser Motoren trotz der Änderung ihrer Konstruktion und Abmessungen immer unverändert geblieben ist.

Dampf aus dem Kessel tritt in die Dampfkammer ein, von wo aus er durch das Dampfventilventil (blau markiert) in den oberen (vorderen) Teil des Zylinders eintritt. Der vom Dampf erzeugte Druck drückt den Kolben nach unten in Richtung UT. Bei der Bewegung des Kolbens vom OT zum UT macht das Rad eine halbe Umdrehung.
Ganz am Ende der Kolbenbewegung in Richtung UT wird das Dampfventil verdrängt, wobei der restliche Dampf durch den unter dem Ventil befindlichen Auslassanschluss abgelassen wird. Restdampf entweicht, um die Geräuschcharakteristik von Dampfmaschinen zu erzeugen.

Gleichzeitig öffnet die Verschiebung des Restdampfventils den Dampfeinlass zum unteren (hinteren) Teil des Zylinders. Der durch den Dampf im Zylinder erzeugte Druck zwingt den Kolben, sich in Richtung OT zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt macht das Rad eine weitere halbe Umdrehung.
Am Ende der Kolbenbewegung auf OT wird der restliche Dampf durch das gleiche Austrittsfenster abgelassen. Der Zyklus wird erneut wiederholt.

Elektromotor
Die Rotation wird durch die magnetischen Anziehungs- und Abstoßungskräfte verursacht, die zwischen den Polen eines sich bewegenden Elektromagneten (Rotors) und den entsprechenden Polen eines externen Magnetfelds wirken, das von einem stationären Elektromagneten (oder Permanentmagneten) - einem Stator - erzeugt wird. Der knifflige Teil ist, den Motor kontinuierlich zu drehen. Dazu muss sichergestellt werden, dass der Pol des beweglichen Elektromagneten, der vom entgegengesetzten Pol des Stators angezogen wird, automatisch in den entgegengesetzten Zustand wechselt - dann friert der Rotor nicht ein, sondern dreht sich weiter - durch Trägheit und unter der Wirkung der in diesem Moment entstandenen Abstoßung.

Ein Kollektor dient zum automatischen Umschalten der Rotorpole. Es handelt sich um ein auf der Rotorwelle befestigtes Plattenpaar, mit dem die Rotorwicklungen verbunden sind. Diesen Platten wird der Strom über stromabnehmende Kontakte (Bürsten) zugeführt. Wenn sich der Rotor um 180 ° dreht, wechseln die Platten ihre Position - dies ändert automatisch die Stromrichtung und damit die Pole des sich bewegenden Elektromagneten. Da sich die gleichnamigen Pole abstoßen, dreht sich die Spule weiter und ihre Pole werden von den entsprechenden Polen auf der anderen Seite des Magneten angezogen.

Gnome-Flugzeugmotor war einer von mehreren populären Rotationsmotoren für Militärflugzeuge während des Ersten Weltkriegs. Die Kurbelwelle dieses Motors war an der Karosserie des Flugzeugs befestigt, während sich das Kurbelgehäuse und die Zylinder mit dem Propeller drehten.

Der Gnome-Motor ist insofern einzigartig, als sich seine Einlassventile im Kolben befinden. Der Betrieb dieses Motors erfolgt nach dem bekannten Otto-Zyklus. An jedem gegebenen Punkt befindet sich jeder Zylinder des Motors in einer anderen Phase des Zyklus. Die abgebildete Zeichnung mit grünem Pleuel zeigt den Haupt-, Hauptzylinder.

Die Vorteile dieses Motors:
Keine Gegengewichte erforderlich.
Die Zylinder sind ständig in Bewegung, wodurch eine gute Luftkühlung entsteht und somit Flüssigkeitskühlsysteme vermieden werden.
Die rotierenden Zylinder und Kolben erzeugen ein Drehmoment, das den Einsatz eines Schwungrades vermeidet.
Nachteile:
Schlechtes Manövrieren des Flugzeugs durch das große Gewicht des rotierenden Triebwerks, der sogenannte Kreiseleffekt
Schlechtes Schmiersystem, da Fliehkräfte dazu führen, dass sich Schmieröl an der Motorperipherie ansammelt. Das Öl musste mit Kraftstoff vermischt werden, um eine ordnungsgemäße Schmierung zu gewährleisten.

Raketenantrieb.

Um im Weltraum operieren zu können, müssen Raketentriebwerke über eine eigene Sauerstoffversorgung verfügen, um die Kraftstoffverbrennung sicherzustellen. Das Kraftstoff-Luft-Gemisch wird in den Brennraum eingespritzt und dort kontinuierlich verbrannt. Das bei der Verbrennung entstehende Gas wird unter sehr hohem Druck durch die Düse nach außen abgegeben, wodurch eine Reaktionskraft entsteht und das Raketentriebwerk und damit die Rakete in die entgegengesetzte Richtung bewegt werden.

Turbojet-Triebwerk (TRD)

In der Turbinenbrennkammer wird ständig Kraftstoff verbrannt. Das durch die Düse freigesetzte Gas erzeugt eine Reaktionskraft.
Am Austritt der Düse sind mehrere Turbinenstufen installiert, die auf einer gemeinsamen Welle befestigt sind. Durch die Turbinenschaufeln hindurch treibt das Gas diese in Rotation. Zwischen den Turbinenrädern sind feste Leitschaufeln eingebaut, die dem Gasstrom auf dem Weg zur nächsten Stufe (Rad) der Turbine eine bestimmte Richtung geben, wodurch eine effizientere Rotation entsteht.
Zusammen mit der Turbine ist auf einer einzigen Welle an der Vorderseite des Triebwerks ein Verdichter installiert, der zur Verdichtung und Luftversorgung der Brennkammer dient.

Verbrennungsmotor Ist ein Gerät, bei dem die chemische Energie eines Brennstoffs in mechanische Nutzarbeit umgewandelt wird.

ICE-Typen

Rotationsverbrennungsmotor

Gasturbinen-Verbrennungsmotor

Arbeitszyklen von Kolben-Verbrennungsmotoren

Hubkolben-Verbrennungsmotoren werden nach der Anzahl der Hübe im Arbeitszyklus klassifiziert - Zweitakt und Viertakt.

Der Arbeitszyklus bei Hubkolben-Verbrennungsmotoren besteht aus fünf Prozessen: Ansaugen, Verdichten, Verbrennung, Expansion und Abgas. In einem Motor kann der Arbeitszyklus nach dem folgenden weit verbreiteten Schema durchgeführt werden:

1. Beim Ansaugvorgang bewegt sich der Kolben von oberer Totpunkt (OT) Zu unterer Totpunkt (N.m.t.), und der freigegebene Überkolbenraum des Zylinders wird mit einem Luft-Kraftstoff-Gemisch gefüllt. Aufgrund der Druckdifferenz im Ansaugkrümmer und im Motorzylinder tritt (wird angesaugt) das Gemisch beim Öffnen des Einlassventils in den Zylinder zu einem Zeitpunkt ein, der als Öffnungswinkel des Einlassventils bezeichnet wird ein.

Das Luft-Kraftstoff-Gemisch und die Verbrennungsprodukte (immer im Volumen des Verdichtungsraums des vorherigen Zyklus verbleibend) bilden miteinander vermischt ein Arbeitsgemisch. Ein sorgfältig aufbereitetes Arbeitsgemisch erhöht die Effizienz der Kraftstoffverbrennung, daher wird seiner Aufbereitung bei allen Arten von Kolbenmotoren große Aufmerksamkeit geschenkt.

Die Menge des Luft-Kraftstoff-Gemisches, die in einem Arbeitszyklus in den Zylinder eintritt, wird als Frischladung bezeichnet, und die Verbrennungsprodukte, die beim Eintritt der Frischladung in den Zylinder verbleiben, werden als Restgase bezeichnet.

Um den Wirkungsgrad des Motors zu verbessern, versuchen sie, den Absolutwert der Frischladung und deren Gewichtsanteil im Arbeitsgemisch zu erhöhen.

2. Beim Kompressionsvorgang sind beide Ventile geschlossen und der Kolben bewegt sich von Nm.t. zu v.m.t. und durch Verringern des Volumens des Hohlraums über dem Kolben komprimiert es das Arbeitsgemisch (im allgemeinen Fall das Arbeitsfluid). Die Kompression des Arbeitsmediums beschleunigt den Verbrennungsprozess und gibt damit die mögliche volle Ausnutzung der bei der Verbrennung von Kraftstoff im Zylinder frei werdenden Wärme vor.

Verbrennungsmotoren werden mit dem höchstmöglichen Verdichtungsverhältnis gebaut, das bei Zwangszündung des Gemischs einen Wert von 10-12 erreicht und bei Verwendung des Prinzips der Selbstzündung des Kraftstoffs im Bereich von 14-22 gewählt wird.

3. Bei der Verbrennung wird der Brennstoff durch Sauerstoff aus der Luft, der Teil des Arbeitsgemisches ist, oxidiert, wodurch der Druck im oberen Kolbenhohlraum stark ansteigt.

Im betrachteten Schema ist das Arbeitsgemisch im richtigen Moment in der Nähe des TD. von einer fremden Quelle mit einem elektrischen Hochspannungsfunken (ca. 15 kV) gezündet. Zur Zündung des Zylinders wird eine Zündkerze verwendet, die in den Zylinderkopf eingeschraubt ist.

Bei Motoren, bei denen der Kraftstoff durch die von der vorverdichteten Luft erzeugte Wärme gezündet wird, ist keine Zündkerze erforderlich. Solche Motoren sind mit einer speziellen Düse ausgestattet, durch die zum richtigen Zeitpunkt Kraftstoff mit einem Druck von 100-300 kg / cm² (≈ 10-30 MN / m²) und mehr in den Zylinder eingespritzt wird.

4. Während des Expansionsprozesses bewegen die glühenden Gase, die sich ausdehnen, den Kolben vom VMT weg. zu n.m.t. Der Arbeitshub des Kolbens erfolgt, der über die Pleuelstange Druck auf den Pleuelzapfen der Kurbelwelle überträgt und diesen dreht.

5. Beim Lösen bewegt sich der Kolben vom LMT. zu v.m.t. und drückt durch das zweite Ventil, das sich zu diesem Zeitpunkt öffnet, die Abgase aus dem Zylinder. Die Verbrennungsprodukte verbleiben nur im Volumen der Brennkammer, von wo sie vom Kolben nicht verdrängt werden können. Die Kontinuität des Motorbetriebs wird durch nachfolgende Wiederholung von Betriebszyklen sichergestellt.

Die mit der Vorbereitung des Arbeitsgemisches für die Verbrennung im Zylinder verbundenen Prozesse sowie die Freisetzung des Zylinders von Verbrennungsprodukten werden bei Einzylindermotoren durch die Bewegung des Kolbens aufgrund der Energie des Schwungrads durchgeführt. die es während des Arbeitshubes ansammelt.

Bei Mehrzylindermotoren werden die Hilfshübe jedes der Zylinder aufgrund der Arbeit der anderen (benachbarten) Zylinder ausgeführt. Daher können diese Motoren grundsätzlich ohne Schwungmasse betrieben werden.

Um das Studium zu erleichtern, wird der Arbeitszyklus verschiedener Motoren in Prozesse unterteilt oder umgekehrt die Prozesse des Arbeitszyklus unter Berücksichtigung der Position des Kolbens relativ zu den Totpunkten im Zylinder gruppiert. Damit können alle Prozesse in Kolbenmotoren in Abhängigkeit von der Kolbenbewegung berücksichtigt werden, was bequemer ist.

Der Teil des Arbeitszyklus, der im Intervall der Kolbenbewegung zwischen zwei benachbarten Totpunkten ausgeführt wird, wird als Hub bezeichnet.

Der Hub und damit der entsprechende Kolbenhub erhält den Namen des Prozesses, der für eine gegebene Kolbenbewegung zwischen seinen beiden Totpunkten (Positionen) zugrunde liegt.

Im Motor entspricht beispielsweise jeder Hub (Kolbenhub) für sie ganz bestimmten Grundvorgängen: Ansaugen, Verdichten, Entspannen, Ausstoßen. Daher unterscheiden solche Motoren zwischen Einlass-, Kompressions-, Expansions- und Auslasshüben. Jeder dieser vier Namen ist den Kolbenhüben passend zugeordnet.

Bei jeder Hubkolben-Brennkraftmaschine setzt sich der Arbeitszyklus aus den oben besprochenen fünf Vorgängen nach dem oben zerlegten Schema in vier Kolbenhübe oder in nur zwei Kolbenhübe zusammen. Dementsprechend werden Kolbenmotoren in Zwei- und Viertaktmotoren unterteilt.