Historia e motorit me avull dhe aplikimi i tij. Motori rrotullues me avull Tverskoy - motori rrotullues me avull Parimi i funksionimit të motorit me avull të motorit me avull

Motorët me avull u përdorën si motor lëvizës në stacione pompimi, lokomotiva, në anije me avull, traktorë, makina me avull dhe automjete të tjera. Motorët me avull kontribuan në përdorimin e gjerë tregtar të makinerive në ndërmarrje dhe ishin baza energjetike e revolucionit industrial të shekullit të 18-të. Motorët me avull më vonë u zëvendësuan nga motorët me djegie të brendshme, turbinat me avull, motorët elektrikë dhe reaktorët bërthamorë, të cilët janë më efikas.

Motori me avull në veprim

shpikja dhe zhvillimi

Pajisja e parë e njohur e fuqizuar me avull u përshkrua nga Heroni i Aleksandrisë në shekullin e parë, i ashtuquajturi "banjë e Heronit" ose "aeolipil". Avulli që dilte në mënyrë tangjenciale nga grykat e fiksuara në top e bënte këtë të fundit të rrotullohej. Supozohet se shndërrimi i avullit në lëvizje mekanike ishte i njohur në Egjipt gjatë periudhës së sundimit romak dhe përdorej në pajisje të thjeshta.

Motorët e parë industrialë

Asnjë nga pajisjet e përshkruara nuk është përdorur në të vërtetë si një mjet për zgjidhjen e problemeve të dobishme. Motori i parë me avull i përdorur në prodhim ishte "motori i zjarrit", i projektuar nga inxhinieri ushtarak anglez Thomas Savery në 1698. Savery mori një patentë për pajisjen e tij në 1698. Ishte një pompë avulli reciproke, dhe padyshim jo shumë efikase, pasi nxehtësia e avullit humbiste sa herë që ftohej kontejneri dhe mjaft e rrezikshme në funksionim, sepse për shkak të presionit të lartë të avullit, rezervuarët dhe tubacionet e motorit ndonjëherë. shpërtheu. Meqenëse kjo pajisje mund të përdorej si për të rrotulluar rrotat e një mulli uji, ashtu edhe për të pompuar ujin nga minierat, shpikësi e quajti atë "mik i minatorit".

Pastaj farkëtari anglez Thomas Newcomen demonstroi "motorin e tij atmosferik" në 1712, i cili ishte motori i parë me avull për të cilin mund të kishte kërkesa tregtare. Ky ishte një përmirësim në motorin me avull të Savery, në të cilin Newcomen uli ndjeshëm presionin e funksionimit të avullit. Newcomen mund të jetë bazuar në një përshkrim të eksperimenteve të Papin të mbajtur nga Shoqëria Mbretërore e Londrës, në të cilën ai mund të ketë pasur akses nëpërmjet një anëtari të shoqërisë, Robert Hooke, i cili ka punuar me Papin.

Diagrami i motorit me avull Newcomen.
– Avulli shfaqet me ngjyrë vjollce, uji me ngjyrë blu.
– Valvulat e hapura tregohen me jeshile, valvulat e mbyllura me të kuqe

Aplikimi i parë i motorit Newcomen ishte pompimi i ujit nga një minierë e thellë. Në pompën e minierës, rrotulluesi ishte i lidhur me një shufër që zbriste në minierë në dhomën e pompës. Lëvizjet reciproke të shtytjes u transmetuan në pistonin e pompës, i cili furnizonte me ujë në majë. Valvulat e motorëve të hershëm Newcomen hapeshin dhe mbylleshin me dorë. Përmirësimi i parë ishte automatizimi i valvulave, të cilat drejtoheshin nga vetë makina. Legjenda tregon se ky përmirësim u bë në 1713 nga djali Humphrey Potter, i cili duhej të hapte dhe mbyllte valvulat; kur u lodh, i lidhi dorezat e valvulave me litarë dhe shkoi të luante me fëmijët. Deri në vitin 1715, tashmë ishte krijuar një sistem kontrolli levash, i drejtuar nga vetë mekanizmi i motorit.

Motori i parë me avull me dy cilindra me vakum në Rusi u projektua nga mekaniku I.I. Polzunov në 1763 dhe u ndërtua në 1764 për të drejtuar shakullin e ventilatorit në fabrikat Barnaul Kolyvano-Voskresensky.

Humphrey Gainsborough ndërtoi një model motori me avull me kondensator në vitet 1760. Në 1769, mekaniku skocez James Watt (ndoshta duke përdorur idetë e Gainsborough) patentoi përmirësimet e para të rëndësishme në motorin me vakum Newcomen, gjë që e bëri atë shumë më efikas në karburant. Kontributi i Watt ishte të ndante fazën e kondensimit të motorit me vakum në një dhomë të veçantë, ndërsa pistoni dhe cilindri ishin në temperaturën e avullit. Watt shtoi disa detaje më të rëndësishme në motorin Newcomen: ai vendosi një piston brenda cilindrit për të nxjerrë avullin dhe e konvertoi lëvizjen reciproke të pistonit në lëvizjen rrotulluese të rrotës lëvizëse.

Bazuar në këto patenta, Watt ndërtoi një motor me avull në Birmingham. Deri në 1782, motori me avull i Watt ishte më shumë se 3 herë më efikas se ai i Newcomen. Përmirësimi i efikasitetit të motorit Watt çoi në përdorimin e fuqisë me avull në industri. Për më tepër, ndryshe nga motori Newcomen, motori Watt bëri të mundur transmetimin e lëvizjes rrotulluese, ndërsa në modelet e hershme të motorëve me avull pistoni lidhej me krahun lëkundës, dhe jo drejtpërdrejt me shufrën lidhëse. Ky motor tashmë kishte tiparet kryesore të motorëve moderne me avull.

Një rritje e mëtejshme e efikasitetit ishte përdorimi i avullit me presion të lartë (amerikani Oliver Evans dhe anglezi Richard Trevithick). R. Trevithick ndërtoi me sukses motorë industrialë me një goditje me presion të lartë, të njohur si "Motorët Cornish". Ata funksiononin në 50 psi, ose 345 kPa (3,405 atmosfera). Mirëpo, me rritjen e presionit, rreziku i shpërthimeve në makineri dhe kaldaja ishte më i madh, gjë që fillimisht çoi në aksidente të shumta. Nga ky këndvështrim, elementi më i rëndësishëm i makinës me presion të lartë ishte valvula e sigurisë, e cila çlironte presionin e tepërt. Funksionimi i besueshëm dhe i sigurt filloi vetëm me grumbullimin e përvojës dhe standardizimin e procedurave për ndërtimin, funksionimin dhe mirëmbajtjen e pajisjeve.

Shpikësi francez Nicolas-Joseph Cugnot demonstroi mjetin e parë të punës me avull vetëlëvizës në 1769: "fardier à vapeur" (karrocë me avull). Ndoshta shpikja e tij mund të konsiderohet automobili i parë. Traktori me avull vetëlëvizës doli të ishte shumë i dobishëm si një burim i lëvizshëm i energjisë mekanike që vuri në lëvizje makina të tjera bujqësore: shirëse, presa, etj. Në 1788, një varkë me avull e ndërtuar nga John Fitch tashmë kishte një shërbim të rregullt përgjatë Lumi Delaware midis Filadelfia (Pensilvani) dhe Burlington (shteti i Nju Jorkut). Ai ngriti 30 pasagjerë në bord dhe shkoi me një shpejtësi prej 7-8 milje në orë. Anija me avull e J. Fitch nuk pati sukses komercialisht, pasi një rrugë e mirë tokësore konkurronte me itinerarin e saj. Në 1802, inxhinieri skocez William Symington ndërtoi një varkë me avull konkurrues dhe në 1807, inxhinieri amerikan Robert Fulton përdori një motor me avull Watt për të fuqizuar varkën e parë me avull të suksesshme komerciale. Më 21 shkurt 1804, lokomotiva e parë me avull hekurudhore vetëlëvizëse, e ndërtuar nga Richard Trevithick, u ekspozua në fabrikën e hekurit Penydarren në Merthyr Tydfil në Uellsin e Jugut.

Motorë me avull reciproke

Motorët reciprok përdorin fuqinë e avullit për të lëvizur një pistoni në një dhomë ose cilindër të mbyllur. Veprimi reciprok i një pistoni mund të shndërrohet mekanikisht në lëvizje lineare për pompat e pistonit, ose në lëvizje rrotulluese për të drejtuar pjesët rrotulluese të veglave të makinës ose rrotave të automjetit.

makina me vakum

Motorët e hershëm me avull u quajtën në fillim "makinat e zjarrit", si dhe motorët "atmosferikë" ose "kondensues" Watt. Ata kanë punuar në parimin e vakumit dhe për këtë arsye njihen edhe si "motorë vakum". Makina të tilla punonin për të drejtuar pompa pistoni, në çdo rast, nuk ka asnjë dëshmi se ato janë përdorur për qëllime të tjera. Gjatë funksionimit të një motori me avull të tipit vakum, në fillim të ciklit, avulli me presion të ulët futet në dhomën ose cilindrin e punës. Më pas valvula e hyrjes mbyllet dhe avulli ftohet dhe kondensohet. Në një motor Newcomen, uji ftohës spërkatet drejtpërdrejt në cilindër dhe kondensata del në një kolektor kondensate. Kjo krijon një vakum në cilindër. Presioni atmosferik në pjesën e sipërme të cilindrit shtyp pistonin dhe e bën atë të lëvizë poshtë, domethënë goditjen e fuqisë.

Ftohja dhe rinxehja e vazhdueshme e cilindrit të punës të makinës ishte shumë e kotë dhe joefikase, megjithatë, këta motorë me avull lejuan pompimin e ujit nga një thellësi më e madhe sesa ishte e mundur përpara shfaqjes së tyre. Një version i motorit me avull u shfaq në vit, i krijuar nga Watt në bashkëpunim me Matthew Boulton, risia kryesore e të cilit ishte heqja e procesit të kondensimit në një dhomë të veçantë të veçantë (kondensator). Kjo dhomë vendosej në një banjë me ujë të ftohtë dhe lidhej me cilindrin me një tub të mbyllur nga një valvul. Një pompë speciale e vogël vakumi (një prototip i një pompe kondensimi) u ngjit në dhomën e kondensimit, e drejtuar nga një krah lëkundës dhe përdoret për të hequr kondensimin nga kondensuesi. Uji i nxehtë që rezulton furnizohej nga një pompë speciale (një prototip i pompës së furnizimit) përsëri në kazan. Një tjetër risi radikale ishte mbyllja e skajit të sipërm të cilindrit të punës, në krye të të cilit tani ishte avulli me presion të ulët. I njëjti avull ishte i pranishëm në xhaketën e dyfishtë të cilindrit, duke ruajtur temperaturën konstante. Gjatë lëvizjes përpjetë të pistonit, ky avull kalonte përmes tubave të posaçëm në pjesën e poshtme të cilindrit për t'u kondensuar gjatë goditjes së radhës. Makina, në fakt, pushoi së qeni "atmosferike" dhe fuqia e saj tani varej nga ndryshimi i presionit midis avullit me presion të ulët dhe vakumit që mund të fitohej. Në motorin me avull Newcomen, pistoni u lubrifikua me një sasi të vogël uji të derdhur sipër tij, në motorin e Watt kjo u bë e pamundur, pasi tani kishte avull në pjesën e sipërme të cilindrit, ishte e nevojshme të kalonte në lubrifikimin me një përzierje e yndyrës dhe vajit. E njëjta yndyrë u përdor në kutinë e mbushjes së shufrës së cilindrit.

Motorët me avull me vakum, pavarësisht kufizimeve të dukshme të efikasitetit të tyre, ishin relativisht të sigurt, duke përdorur avull me presion të ulët, i cili ishte mjaft në përputhje me nivelin e përgjithshëm të ulët të teknologjisë së bojlerit të shekullit të 18-të. Fuqia e makinës ishte e kufizuar nga presioni i ulët i avullit, madhësia e cilindrit, shpejtësia e djegies së karburantit dhe avullimit të ujit në kazan dhe madhësia e kondensatorit. Efikasiteti maksimal teorik ishte i kufizuar nga ndryshimi relativisht i vogël i temperaturës në të dyja anët e pistonit; kjo i bëri makinat me vakum të destinuara për përdorim industrial shumë të mëdha dhe të shtrenjta.

Kompresimi

Porta e daljes së një cilindri motori me avull mbyllet disi përpara se pistoni të arrijë pozicionin e tij përfundimtar, duke lënë pak avull shkarkimi në cilindër. Kjo do të thotë se ekziston një fazë kompresimi në ciklin e funksionimit, e cila formon të ashtuquajturin "jastëk avulli", i cili ngadalëson lëvizjen e pistonit në pozicionet e tij ekstreme. Gjithashtu eliminon rënien e papritur të presionit në fillim të fazës së marrjes kur avulli i freskët hyn në cilindër.

Përparoni

Efekti i përshkruar i "jastëkut me avull" përmirësohet gjithashtu nga fakti se marrja e avullit të freskët në cilindër fillon disi më herët sesa pistoni të arrijë pozicionin ekstrem, domethënë ka një përparim të marrjes. Ky avancim është i nevojshëm në mënyrë që përpara se pistoni të fillojë lëvizjen e tij të punës nën veprimin e avullit të freskët, avulli do të ketë kohë të mbushë hapësirën e vdekur që u ngrit si rezultat i fazës së mëparshme, pra kanalet e marrjes dhe shkarkimit dhe vëllimi i cilindrit që nuk përdoret për lëvizjen e pistonit.

zgjerim i thjeshtë

Një zgjerim i thjeshtë supozon se avulli funksionon vetëm kur zgjerohet në cilindër, dhe avulli i shkarkimit lëshohet drejtpërdrejt në atmosferë ose hyn në një kondensator të veçantë. Nxehtësia e mbetur e avullit mund të përdoret më pas, për shembull, për të ngrohur një dhomë ose një automjet, si dhe për të ngrohur paraprakisht ujin që hyn në bojler.

Kompleksi

Gjatë procesit të zgjerimit në cilindrin e një makinerie me presion të lartë, temperatura e avullit bie në raport me zgjerimin e tij. Meqenëse nuk ka shkëmbim nxehtësie (proces adiabatik), rezulton se avulli hyn në cilindër në një temperaturë më të lartë se sa e lë atë. Luhatje të tilla të temperaturës në cilindër çojnë në një ulje të efikasitetit të procesit.

Një nga metodat e trajtimit të këtij ndryshimi të temperaturës u propozua në 1804 nga inxhinieri anglez Arthur Wolfe, i cili patentoi Motori me avull i përbërë me presion të lartë Wulff. Në këtë makinë, avulli i temperaturës së lartë nga kaldaja me avull hynte në cilindrin me presion të lartë, dhe më pas avulli i shteruar në të në një temperaturë dhe presion më të ulët hynte në cilindrin (ose cilindrat) me presion të ulët. Kjo zvogëloi ndryshimin e temperaturës në secilin cilindër, i cili në përgjithësi uli humbjet e temperaturës dhe përmirësoi efikasitetin e përgjithshëm të motorit me avull. Avulli me presion të ulët kishte një vëllim më të madh, dhe për këtë arsye kërkonte një vëllim më të madh të cilindrit. Prandaj, në makinat komplekse, cilindrat me presion të ulët kishin një diametër më të madh (dhe ndonjëherë më të gjatë) se cilindrat me presion të lartë.

Ky rregullim njihet edhe si "zgjerimi i dyfishtë" sepse zgjerimi i avullit ndodh në dy faza. Ndonjëherë një cilindër me presion të lartë lidhej me dy cilindra me presion të ulët, duke rezultuar në tre cilindra afërsisht të së njëjtës madhësi. Një skemë e tillë ishte më e lehtë për t'u balancuar.

Makineritë e përzierjes me dy cilindra mund të klasifikohen si:

• Komponim kryq- Cilindrat janë të vendosur krah për krah, kanalet e tyre përcjellëse të avullit janë të kryqëzuara.
• Komponim tandem- Cilindrat janë të rregulluar në seri dhe përdorin një shufër.
• Komponim këndor- Cilindrat janë në një kënd me njëri-tjetrin, zakonisht 90 gradë, dhe funksionojnë në një maniak.

Pas viteve 1880, motorët me avull të përbërë u përhapën gjerësisht në prodhim dhe transport dhe u bënë praktikisht i vetmi lloj i përdorur në varkat me avull. Përdorimi i tyre në lokomotivat me avull nuk ishte aq i përhapur, pasi ato u treguan shumë komplekse, pjesërisht për shkak të kushteve të vështira të funksionimit të motorëve me avull në transportin hekurudhor. Megjithëse lokomotivat e përbëra nuk u bënë kurrë një fenomen i zakonshëm (veçanërisht në MB, ku ato ishin shumë të rralla dhe nuk u përdorën fare pas viteve 1930), ato fituan njëfarë popullariteti në disa vende.

Zgjerim i shumëfishtë

Diagrami i thjeshtuar i një motori me avull me zgjerim të trefishtë.
Avulli me presion të lartë (i kuq) nga kaldaja kalon nëpër makinë, duke e lënë kondensatorin në presion të ulët (blu).

Zhvillimi logjik i skemës së kompleksit ishte shtimi i fazave shtesë të zgjerimit në të, gjë që rriti efikasitetin e punës. Rezultati ishte një skemë e zgjerimit të shumëfishtë e njohur si makina me zgjerim të trefishtë apo edhe katërfish. Motorë të tillë me avull përdorën një seri cilindrash me veprim të dyfishtë, vëllimi i të cilëve rritej me çdo fazë. Ndonjëherë, në vend të rritjes së vëllimit të cilindrave me presion të ulët, përdorej një rritje në numrin e tyre, ashtu si në disa makina komplekse.

Imazhi në të djathtë tregon një motor me avull me zgjerim të trefishtë në punë. Avulli rrjedh nëpër makinë nga e majta në të djathtë. Blloku i valvulave të secilit cilindri ndodhet në të majtë të cilindrit përkatës.

Shfaqja e këtij lloji të motorëve me avull u bë veçanërisht e rëndësishme për flotën, pasi kërkesat për madhësinë dhe peshën për motorët e anijeve nuk ishin shumë strikte, dhe më e rëndësishmja, kjo skemë e bëri të lehtë përdorimin e një kondensuesi që kthen avullin e shkarkimit në formë e ujit të freskët kthehet në kazan (përdorimi i ujit të kripur të detit për të fuqizuar bojlerët nuk ishte i mundur). Motorët me avull me bazë tokësore zakonisht nuk kishin probleme me furnizimin me ujë dhe për këtë arsye mund të lëshonin avull të shkarkimit në atmosferë. Prandaj, një skemë e tillë ishte më pak e rëndësishme për ta, veçanërisht duke pasur parasysh kompleksitetin, madhësinë dhe peshën e saj. Dominimi i motorëve me avull me zgjerim të shumëfishtë përfundoi vetëm me ardhjen dhe përdorimin e gjerë të turbinave me avull. Sidoqoftë, turbinat moderne me avull përdorin të njëjtin parim të ndarjes së rrjedhës në cilindra me presion të lartë, të mesëm dhe të ulët.

Motorët me avull me rrjedhje të drejtpërdrejtë

Motorët me avull të njëhershëm u ngritën si rezultat i një përpjekjeje për të kapërcyer një pengesë të natyrshme në motorët me avull me shpërndarje tradicionale të avullit. Fakti është se avulli në një motor të zakonshëm me avull ndryshon vazhdimisht drejtimin e lëvizjes, pasi e njëjta dritare në secilën anë të cilindrit përdoret si për hyrjen ashtu edhe për daljen e avullit. Kur avulli i shkarkimit largohet nga cilindri, ai ftoh muret e tij dhe kanalet e shpërndarjes së avullit. Avulli i freskët, në përputhje me rrethanat, shpenzon një pjesë të caktuar të energjisë për ngrohjen e tyre, gjë që çon në një rënie të efikasitetit. Motorët me avull të njëpasnjëshme kanë një portë shtesë, e cila hapet nga një pistoni në fund të çdo faze dhe përmes së cilës avulli largohet nga cilindri. Kjo përmirëson efikasitetin e makinës ndërsa avulli lëviz në një drejtim dhe gradienti i temperaturës së mureve të cilindrit mbetet pak a shumë konstant. Makinat e njëhershme me një zgjerim të vetëm tregojnë pothuajse të njëjtin efikasitet si makinat e përbëra me shpërndarje konvencionale të avullit. Përveç kësaj, ato mund të funksionojnë me shpejtësi më të larta, dhe për këtë arsye, para ardhjes së turbinave me avull, ato shpesh përdoreshin për të drejtuar gjeneratorët e energjisë që kërkojnë shpejtësi të larta rrotullimi.

Motorët me avull të njëhershëm janë me veprim të vetëm ose të dyfishtë.

Turbinat me avull

Një turbinë me avull është një seri disqesh rrotulluese të fiksuar në një aks të vetëm, të quajtur rotori i turbinës, dhe një seri disqesh fikse të alternuara me ta, të fiksuar në një bazë, të quajtur stator. Disqet e rotorit kanë tehe në anën e jashtme, avulli furnizohet me këto tehe dhe i kthen disqet. Disqet e statorit kanë tehe të ngjashme të vendosura në kënde të kundërta, të cilat shërbejnë për të ridrejtuar rrjedhën e avullit në disqet e rotorit të mëposhtëm. Çdo disk i rotorit dhe disku i statorit përkatës quhet një fazë turbine. Numri dhe madhësia e shkallëve të çdo turbine zgjidhen në mënyrë të tillë që të maksimizojnë energjinë e dobishme të avullit të shpejtësisë dhe presionit që i jepet. Avulli i shkarkimit që del nga turbina hyn në kondensator. Turbinat rrotullohen me shpejtësi shumë të larta, kështu që zakonisht përdoren transmisione të posaçme në ulje kur transferohet energjia në pajisje të tjera. Përveç kësaj, turbinat nuk mund të ndryshojnë drejtimin e tyre të rrotullimit dhe shpesh kërkojnë mekanizma shtesë të kundërt (ndonjëherë përdoren faza shtesë të rrotullimit të kundërt).

Turbinat konvertojnë energjinë e avullit drejtpërdrejt në rrotullim dhe nuk kërkojnë mekanizma shtesë për shndërrimin e lëvizjes reciproke në rrotullim. Për më tepër, turbinat janë më kompakte se makinat reciproke dhe kanë një forcë konstante në boshtin e daljes. Meqenëse turbinat kanë një dizajn më të thjeshtë, ato priren të kërkojnë më pak mirëmbajtje.

Llojet e tjera të motorëve me avull

Aplikacion

Motorët me avull mund të klasifikohen sipas aplikimit të tyre si më poshtë:

Makina të palëvizshme

çekiç me avull

Motor me avull në një fabrikë të vjetër sheqeri, Kubë

Motorët me avull të palëvizshëm mund të ndahen në dy lloje sipas mënyrës së përdorimit:

• Makinat me funksion të ndryshueshëm, të cilat përfshijnë makineritë e mullirit të rrotullimit, çikrikët me avull dhe pajisje të ngjashme, të cilat duhet të ndalojnë dhe të ndryshojnë shpesh drejtimin.
• Makinat e fuqisë që ndalojnë rrallë dhe nuk kanë nevojë të ndryshojnë drejtimin e rrotullimit. Këto përfshijnë motorët e fuqisë në termocentrale, si dhe motorët industrialë të përdorur në fabrika, fabrika dhe hekurudha kabllore përpara përdorimit të gjerë të tërheqjes elektrike. Motorët me fuqi të ulët përdoren në modelet detare dhe aplikacione të veçanta.

Çikriku me avull është në thelb një motor i palëvizshëm, por i montuar në një kornizë bazë në mënyrë që të mund të lëvizet. Mund të sigurohet nga një kabllo në spirancë dhe të zhvendoset me anë të shtytjes së tij në një vend të ri.

Mjetet e transportit

Motorët me avull u përdorën për të fuqizuar lloje të ndryshme automjetesh, ndër to:

• Automjetet tokësore:
  • makinë me avull
  • traktor me avull
  • Ekskavator me avull dhe madje
• Avion me avull.

Në Rusi, lokomotiva e parë me avull u ndërtua nga E. A. dhe M. E. Cherepanov në uzinën e Nizhny Tagil në 1834 për të transportuar xehe. Ai zhvilloi një shpejtësi prej 13 miljesh në orë dhe mbante më shumë se 200 paund (3.2 ton) ngarkesë. Gjatësia e hekurudhës së parë ishte 850 m.

Përparësitë e motorëve me avull

Avantazhi kryesor i motorëve me avull është se ata mund të përdorin pothuajse çdo burim nxehtësie për ta kthyer atë në punë mekanike. Kjo i dallon ata nga motorët me djegie të brendshme, çdo lloj i të cilëve kërkon përdorimin e një lloji specifik karburanti. Ky avantazh është më i dukshëm kur përdoret energjia bërthamore, pasi një reaktor bërthamor nuk është në gjendje të gjenerojë energji mekanike, por prodhon vetëm nxehtësi, e cila përdoret për të gjeneruar avull që drejton motorët me avull (zakonisht turbinat me avull). Përveç kësaj, ka burime të tjera të nxehtësisë që nuk mund të përdoren në motorët me djegie të brendshme, si energjia diellore. Një drejtim interesant është përdorimi i energjisë së ndryshimit të temperaturës së Oqeanit Botëror në thellësi të ndryshme.

Llojet e tjera të motorëve me djegie të jashtme gjithashtu kanë veti të ngjashme, si motori Stirling, i cili mund të sigurojë efikasitet shumë të lartë, por janë dukshëm më të mëdhenj dhe më të rëndë se llojet moderne të motorëve me avull.

Lokomotivat me avull performojnë mirë në lartësi të mëdha, pasi efikasiteti i tyre nuk bie për shkak të presionit të ulët atmosferik. Lokomotivat me avull përdoren ende në rajonet malore të Amerikës Latine, pavarësisht se në ultësira ato janë zëvendësuar prej kohësh nga lloje më moderne lokomotivash.

Në Zvicër (Brienz Rothhorn) dhe Austri (Schafberg Bahn), lokomotivat e reja me avull që përdorin avull të thatë kanë dëshmuar vlerën e tyre. Kjo lloj lokomotivë me avull është zhvilluar në bazë të modeleve Swiss Locomotive and Machine Works (SLM), me shumë përmirësime moderne si përdorimi i kushinetave me rul, termoizolimi modern, djegia e fraksioneve të lehta të vajit si lëndë djegëse, tubacionet e përmirësuara të avullit, etj. . Si rezultat, këto lokomotiva kanë 60% konsum më të ulët të karburantit dhe kërkesa dukshëm më të ulëta për mirëmbajtje. Cilësitë ekonomike të lokomotivave të tilla janë të krahasueshme me lokomotivat moderne me naftë dhe elektrike.

Për më tepër, lokomotivat me avull janë dukshëm më të lehta se lokomotivat me naftë dhe elektrike, gjë që është veçanërisht e vërtetë për hekurudhat malore. Një tipar i motorëve me avull është se ata nuk kanë nevojë për një transmetim, duke transferuar fuqinë direkt në rrota.

Efikasiteti

Koeficienti i performancës (COP) i një motori me nxehtësi mund të përkufizohet si raporti i punës së dobishme mekanike me sasinë e nxehtësisë së konsumuar në karburant. Pjesa tjetër e energjisë lëshohet në mjedis në formën e nxehtësisë. Efikasiteti i motorit termik është

Ajo filloi zgjerimin e saj në fillim të shekullit të 19-të. Dhe tashmë në atë kohë, po ndërtoheshin jo vetëm njësi të mëdha për qëllime industriale, por edhe ato dekorative. Shumica e klientëve të tyre ishin fisnikë të pasur që donin të argëtonin veten dhe fëmijët e tyre. Pasi motorët me avull u vendosën fort në jetën e shoqërisë, motorët dekorativë filluan të përdoren në universitete dhe shkolla si modele arsimore.

Motorët me avull të sotëm

Në fillim të shekullit të 20-të, rëndësia e motorëve me avull filloi të bjerë. Një nga kompanitë e pakta që vazhdoi të prodhonte mini-motorë dekorativë ishte kompania britanike Mamod, e cila ju lejon të blini një mostër të pajisjeve të tilla edhe sot. Por kostoja e motorëve të tillë me avull tejkalon lehtësisht dyqind paund, gjë që nuk është aq pak për një xhingël për disa mbrëmje. Për më tepër, për ata që duan të mbledhin të gjitha llojet e mekanizmave më vete, është shumë më interesante të krijoni një motor të thjeshtë me avull me duart e tyre.

Shume e thjeshte. Zjarri ngroh kazanin me ujë. Nën veprimin e temperaturës, uji kthehet në avull, i cili e shtyn pistonin. Për sa kohë që ka ujë në rezervuar, volantja e lidhur me pistonin do të rrotullohet. Kjo është faqosja standarde e një motori me avull. Por ju mund të montoni një model dhe një konfigurim krejtësisht të ndryshëm.

Epo, le të kalojmë nga pjesa teorike në gjëra më emocionuese. Nëse jeni të interesuar të bëni diçka me duart tuaja dhe jeni të befasuar nga makina të tilla ekzotike, atëherë ky artikull është për ju, në të cilin do të jemi të lumtur t'ju tregojmë për mënyrat e ndryshme për të montuar një motor me avull me duart tuaja. . Në të njëjtën kohë, vetë procesi i krijimit të një mekanizmi jep gëzim jo më pak se nisja e tij.

Metoda 1: mini motori me avull DIY

Pra, le të fillojmë. Le të mbledhim motorin më të thjeshtë me avull me duart tona. Nuk nevojiten vizatime, mjete komplekse dhe njohuri të veçanta.

Për të filluar, marrim nga poshtë çdo pije. Prisni të tretën e poshtme. Meqenëse si rezultat marrim skaje të mprehta, ato duhet të përkulen nga brenda me pincë. Ne e bëjmë këtë me kujdes në mënyrë që të mos prerë veten. Meqenëse shumica e kanaçeve të aluminit kanë një fund konkav, ai duhet të nivelohet. Mjafton ta shtypni fort me gisht në ndonjë sipërfaqe të fortë.

Në një distancë prej 1.5 cm nga buza e sipërme e "qelqit" që rezulton, është e nevojshme të bëhen dy vrima përballë njëra-tjetrës. Këshillohet që të përdorni një vrimë për këtë, pasi është e nevojshme që ato të rezultojnë të jenë të paktën 3 mm në diametër. Në fund të kavanozit vendosim një qiri dekorativ. Tani marrim fletën e zakonshme të tavolinës, e rrudhim dhe më pas e mbështjellim mini djegësin tonë nga të gjitha anët.

Mini grykë

Më pas, duhet të merrni një copë tubi bakri 15-20 cm të gjatë. Është e rëndësishme që brenda të jetë bosh, pasi ky do të jetë mekanizmi ynë kryesor për vënien në lëvizje të strukturës. Pjesa qendrore e tubit mbështillet rreth lapsit 2 ose 3 herë, në mënyrë që të fitohet një spirale e vogël.

Tani ju duhet ta vendosni këtë element në mënyrë që vendi i lakuar të vendoset drejtpërdrejt mbi fitilin e qirinjve. Për ta bërë këtë, ne i japim tubit formën e shkronjës "M". Në të njëjtën kohë, ne shfaqim seksionet që zbresin nëpër vrimat e bëra në bankë. Kështu, tubi i bakrit është i fiksuar në mënyrë të ngurtë mbi fitil, dhe skajet e tij janë një lloj hundëzash. Në mënyrë që struktura të rrotullohet, është e nevojshme të përkulni skajet e kundërta të "elementit M" 90 gradë në drejtime të ndryshme. Dizajni i motorit me avull është gati.

Nisja e motorit

Kavanoza vendoset në një enë me ujë. Në këtë rast, është e nevojshme që skajet e tubit të jenë nën sipërfaqen e tij. Nëse grykat nuk janë mjaft të gjata, atëherë mund të shtoni një peshë të vogël në fund të kanaçes. Por kini kujdes që të mos fundosni të gjithë motorin.

Tani ju duhet të mbushni tubin me ujë. Për ta bërë këtë, mund të ulni njërën skaj në ujë, dhe të dytin tërhiqni ajrin sikur përmes një tubi. E ulim kavanozin në ujë. Ne ndezim fitilin e qiririt. Pas ca kohësh, uji në spirale do të kthehet në avull, i cili, nën presion, do të fluturojë nga skajet e kundërta të grykave. Kavanozi do të fillojë të rrotullohet në enë mjaft shpejt. Kështu kemi marrë një motor me avull bëjeni vetë. Siç mund ta shihni, gjithçka është e thjeshtë.

Modeli i motorit me avull për të rriturit

Tani le ta komplikojmë detyrën. Le të mbledhim një motor me avull më serioz me duart tona. Së pari ju duhet të merrni një kanaçe me bojë. Duhet të siguroheni që është absolutisht i pastër. Në mur, 2-3 cm nga fundi, presim një drejtkëndësh me përmasa 15 x 5 cm. Ana e gjatë vendoset paralelisht me fundin e kavanozit. Nga rrjeta metalike presim një copë me sipërfaqe 12 x 24 cm Nga të dy skajet e anës së gjatë masim 6 cm. Këto pjesë i përkulim në një kënd prej 90 gradë. Marrim një "tavolinë platforme" të vogël me një sipërfaqe 12 x 12 cm me këmbë 6 cm. Ne instalojmë strukturën që rezulton në fund të kanaçes.

Duhet të bëhen disa vrima rreth perimetrit të kapakut dhe të vendosen në një gjysmërreth përgjatë gjysmës së kapakut. Është e dëshirueshme që vrimat të kenë një diametër prej rreth 1 cm.Kjo është e nevojshme për të siguruar ventilimin e duhur të brendësisë. Një motor me avull nuk do të funksionojë mirë nëse nuk ka ajër të mjaftueshëm në burimin e zjarrit.

elementi kryesor

Ne bëjmë një spirale nga një tub bakri. Ju nevojiten rreth 6 metra tub bakri të butë 1/4 inç (0,64 cm). Ne masim 30 cm nga një skaj.Duke filluar nga kjo pikë duhet të bëjmë pesë rrotullime të një spirale me diametër 12 cm secila. Pjesa tjetër e tubit përkulet në 15 unaza me diametër 8 cm. Kështu, në skajin tjetër duhet të mbetet 20 cm tub i lirë.

Të dy telat kalohen nëpër vrimat e ventilimit në kapakun e kavanozit. Nëse rezulton se gjatësia e seksionit të drejtë nuk është e mjaftueshme për këtë, atëherë një kthesë e spirales mund të jetë e palakuar. Qymyri vendoset në një platformë të para-instaluar. Në këtë rast, spiralja duhet të vendoset pikërisht mbi këtë faqe. Qymyri është hedhur me kujdes midis kthesave të tij. Tani banka mund të mbyllet. Si rezultat, morëm një kuti zjarri që do të fuqizojë motorin. Motori me avull pothuajse është bërë me duart e veta. Nuk ka shumë.

Rezervuari i ujit

Tani ju duhet të merrni një kanaçe tjetër bojë, por me një madhësi më të vogël. Në qendër të kapakut hapet një vrimë me diametër 1 cm, në anën e kavanozit bëhen dy vrima të tjera - njëra pothuajse në fund, e dyta - më e lartë, në vetë kapakun.

Ata marrin dy kore, në qendër të të cilave bëhet një vrimë nga diametrat e tubit të bakrit. 25 cm tub plastik futen në njërën kore, 10 cm në tjetrën, në mënyrë që buza e tyre mezi të duket nga tapat. Një kore me një tub të gjatë futet në vrimën e poshtme të një kavanozi të vogël dhe një tub më i shkurtër në vrimën e sipërme. E vendosim kanaçen më të vogël sipër kutisë së madhe të bojës në mënyrë që vrima në fund të jetë në anën e kundërt të kalimeve të ventilimit të kutisë së madhe.

Rezultati

Rezultati duhet të jetë dizajni i mëposhtëm. Uji derdhet në një kavanoz të vogël, i cili rrjedh përmes një vrime në fund në një tub bakri. Një zjarr ndizet nën spirale, e cila ngroh enën e bakrit. Avulli i nxehtë ngrihet lart në tub.

Në mënyrë që mekanizmi të jetë i plotë, është e nevojshme të lidhni një pistoni dhe një volant në skajin e sipërm të tubit të bakrit. Si rezultat, energjia termike e djegies do të shndërrohet në forca mekanike të rrotullimit të rrotave. Ekzistojnë një numër i madh i skemave të ndryshme për krijimin e një motori të tillë me djegie të jashtme, por në të gjitha ato përfshihen gjithmonë dy elementë - zjarri dhe uji.

Përveç këtij dizajni, ju mund të montoni një avull, por ky është material për një artikull krejtësisht të veçantë.

Historia e zhvillimit të motorit me avull përshkruhet në detaje të mjaftueshme në këtë artikull. Këtu janë zgjidhjet dhe shpikjet më të famshme të kohës së viteve 1672-1891.

Puna e parë.

Le të fillojmë me faktin se në shekullin e shtatëmbëdhjetë avulli filloi të konsiderohej si mjet për ngasje, me të u kryen të gjitha llojet e eksperimenteve dhe vetëm në 1643 Evangelista Torricelli zbuloi veprimin e forcës së presionit të avullit. Christian Huygens, 47 vjet më vonë, krijoi makinën e parë të fuqisë, të mundësuar nga një shpërthim baruti në një cilindër. Ishte prototipi i parë i një motori me djegie të brendshme. Në një parim të ngjashëm, është rregulluar makina e marrjes së ujit të Abbot Otfey. Së shpejti Denis Papin vendosi të zëvendësojë forcën e shpërthimit me forcën më pak të fuqishme të avullit. Në vitin 1690 ai ndërtoi motori i parë me avull, i njohur edhe si bojler me avull.

Ai përbëhej nga një pistoni, i cili, me ndihmën e ujit të vluar, lëvizte lart në cilindër dhe, për shkak të ftohjes së mëvonshme, u ul përsëri - kështu u krijua forca. I gjithë procesi u zhvillua në këtë mënyrë: nën cilindrin, i cili njëkohësisht kryente funksionin e një kazani, vendosej një furrë; kur pistoni ishte në pozicionin e sipërm, furra u zhvendos prapa për të lehtësuar ftohjen.

Më vonë, dy anglezë, Thomas Newcomen dhe Cowley - njëri farkëtar, tjetri xham - e përmirësuan sistemin duke ndarë bojlerin nga cilindri dhe duke shtuar një rezervuar me ujë të ftohtë. Ky sistem funksiononte me anë të valvulave ose rubinetave, një për avull dhe një për ujë, të cilat hapeshin dhe mbylleshin në mënyrë alternative. Më pas anglezi Bayton e rindërtoi kontrollin e valvulës në një kontroll të vërtetë.

Përdorimi i motorëve me avull në praktikë.

Makina e Newcomen shpejt u bë e njohur kudo dhe, në veçanti, u përmirësua nga sistemi i veprimit të dyfishtë i zhvilluar nga James Watt në 1765. Tani Motorr me avull doli të ishte mjaftueshëm i plotë për përdorim në automjete, megjithëse për shkak të madhësisë së tij ishte më i përshtatshëm për instalime të palëvizshme. Watt i ofroi shpikjet e tij edhe industrisë; ai ndërtoi edhe makina për fabrikat e tekstilit.

Motori i parë me avull i përdorur si mjet transporti u shpik nga francezi Nicolas Joseph Cugnot, një inxhinier dhe strateg ushtarak amator. Në 1763 ose 1765, ai krijoi një makinë që mund të transportonte katër pasagjerë me një shpejtësi mesatare prej 3.5 dhe një maksimum prej 9.5 km / orë. Përpjekja e parë u pasua nga e dyta - u shfaq një makinë për transportimin e armëve. Ajo u testua, natyrisht, nga ushtria, por për shkak të pamundësisë së funksionimit afatgjatë (cikli i vazhdueshëm i makinës së re nuk i kalonte 15 minuta), shpikësi nuk mori mbështetje nga autoritetet dhe financuesit. Ndërkohë në Angli po përmirësohej motori me avull. Pas disa përpjekjeve të pasuksesshme të bazuara në Watt nga Moore, William Murdoch dhe William Symington, u shfaq automjeti hekurudhor i Richard Travisick, i porositur nga Welsh Colliery. Një shpikës aktiv erdhi në botë: nga minierat nëntokësore, ai u ngrit në tokë dhe në 1802 i prezantoi njerëzimit një makinë të fuqishme pasagjerësh që arriti një shpejtësi prej 15 km / orë në tokë të sheshtë dhe 6 km / orë në rritje.

Automjetet me traget u përdorën gjithashtu gjithnjë e më shumë në Shtetet e Bashkuara: Nathan Reed në 1790 i befasoi njerëzit e Filadelfias me modeli i makinës me avull. Megjithatë, bashkatdhetari i tij Oliver Evans, i cili katërmbëdhjetë vjet më vonë shpiku automjetin amfib, u bë edhe më i famshëm. Pas luftërave të Napoleonit, gjatë të cilave nuk u kryen "eksperimentet e automobilave", filloi përsëri puna në shpikja dhe përmirësimi i motorit me avull. Në 1821, ai mund të konsiderohet i përsosur dhe mjaft i besueshëm. Që atëherë, çdo hap përpara në fushën e automjeteve me avull ka kontribuar padyshim në zhvillimin e automjeteve të ardhshme.

Në 1825, Sir Goldsworth Gurney, në një seksion 171 km të gjatë nga Londra në Bath, organizoi linjën e parë të pasagjerëve. Në të njëjtën kohë, ai përdori një karrocë të patentuar prej tij, e cila kishte një motor me avull. Ky ishte fillimi i epokës së karrocave rrugore me shpejtësi të lartë, të cilat, megjithatë, u zhdukën në Angli, por u përhapën gjerësisht në Itali dhe Francë. Automjete të tilla arritën zhvillimin e tyre më të lartë me shfaqjen në 1873 të "Curts" nga Amede Balle me peshë 4500 kg dhe "Mansel" - më kompakte, me peshë pak më shumë se 2500 kg dhe duke arritur një shpejtësi prej 35 km / orë. Të dy ishin pararendës të teknikës që u bë karakteristikë e makinave të para "të vërteta". Pavarësisht shpejtësisë së lartë efikasiteti i motorit me avull ishte shumë e vogël. Bolle ishte ai që patentoi sistemin e parë të drejtimit që funksiononte mirë, ai i rregulloi aq mirë komandimet dhe komandimet sa që ne e shohim edhe sot në panelin e kontrollit.

Megjithë përparimin e jashtëzakonshëm në fushën e motorit me djegie të brendshme, fuqia me avull ende siguronte një funksionim më uniform dhe të qetë të makinës dhe, për rrjedhojë, kishte shumë mbështetës. Ashtu si Bollet, i cili ndërtoi makina të tjera të lehta, si Rapide në 1881 me shpejtësi 60 km/h, Nouvelle në 1873, i cili kishte një bosht të përparmë me pezullim të pavarur të rrotave, Leon Chevrolet lançoi disa makina midis 1887 dhe 1907. një gjenerator avulli i lehtë dhe kompakt, të cilin ai e patentoi në 1889. De Dion-Bouton, e themeluar në Paris në 1883, prodhoi makina me avull për dhjetë vitet e para të ekzistencës së saj dhe arriti sukses të rëndësishëm në këtë veprim - makinat e saj fituan garën Paris-Rouen në 1894.

Megjithatë, suksesi i Panhard et Levassor në përdorimin e benzinës bëri që De Dion të kalonte në motorët me djegie të brendshme. Kur vëllezërit Bolle morën kompaninë e babait të tyre, ata bënë të njëjtën gjë. Pastaj kompania Chevrolet rindërtoi prodhimin e saj. Makinat me avull u zhdukën gjithnjë e më shpejt nga horizonti, megjithëse ato u përdorën në SHBA edhe para vitit 1930. Pikërisht në këtë moment, prodhimi pushoi dhe shpikja e motorëve me avull

Në mendjen e shumicës së njerëzve në epokën e telefonave inteligjentë, makinat me avull janë diçka arkaike që sjell një buzëqeshje. Faqet me avull të historisë së industrisë së automobilave ishin shumë të ndritshme dhe pa to është e vështirë të imagjinohet transporti modern në përgjithësi. Sado që skeptikët nga ligjvënësi, si dhe lobistët e naftës nga vende të ndryshme, u përpoqën të kufizonin zhvillimin e makinës për një çift, ata ia dolën vetëm për pak kohë. Në fund të fundit, makina me avull është si Sfinksi. Ideja e një makine për një çift (d.m.th., në një motor me djegie të jashtme) është e rëndësishme edhe sot e kësaj dite.

Në mendjen e shumicës së njerëzve në epokën e telefonave inteligjentë, makinat me avull janë diçka arkaike që sjell një buzëqeshje.

Kështu që në 1865 në Angli ata vendosën një ndalim për lëvizjen e karrocave vetëlëvizëse me shpejtësi të lartë në avull. Atyre u ndalohej të lëviznin më shpejt se 3 km / orë nëpër qytet dhe të mos lëshonin puçrra avulli, në mënyrë që të mos trembnin kuajt e mbërthyer në karrocat e zakonshme. Goditja më e rëndë dhe më e prekshme për kamionët me avull tashmë në 1933 ishte ligji për taksën e automjeteve të rënda. Vetëm në vitin 1934, kur u ulën detyrimet për importet e produkteve të naftës, fitorja e motorëve me benzinë ​​dhe dizel mbi motorët me avull u shfaq në horizont.

Vetëm në Angli ata mund të përballonin ta tallnin përparimin në një mënyrë kaq elegante dhe gjakftohtë. Në SHBA, Francë, Itali, mjedisi i shpikësve-entuziastësh u zhyt fjalë për fjalë nga idetë dhe makina me avull fitoi forma dhe karakteristika të reja. Megjithëse shpikësit britanikë dhanë një kontribut të rëndësishëm në zhvillimin e automjeteve me avull, ligjet dhe paragjykimet e autoriteteve nuk i lejuan ata të merrnin pjesë plotësisht në betejën me motorin me djegie të brendshme. Por le të flasim për gjithçka në rregull.

Referenca prehistorike

Historia e zhvillimit të makinës me avull është e lidhur pazgjidhshmërisht me historinë e shfaqjes dhe përmirësimit të motorit me avull. Kur në shekullin e I pas Krishtit. e. Heroni i Aleksandrisë propozoi idenë e tij për të bërë avull të rrotullojë një top metalik, ideja e tij u trajtua si asgjë më shumë se argëtim. Nëse idetë e tjera ishin më emocionuese për shpikësit, por i pari që vendosi bojlerin me avull në rrota ishte murgu Ferdinand Verbst. Në vitin 1672. “Lodra” e tij u trajtua edhe si argëtim. Por dyzet vitet e ardhshme nuk ishin të kota për historinë e motorit me avull.

Projekti i Isaac Njutonit për një karrocë vetëlëvizëse (1680), aparati i zjarrit i mekanikut Thomas Savery (1698) dhe aparati atmosferik i Thomas Newcomen (1712) demonstroi potencialin e madh të përdorimit të avullit për të bërë punë mekanike. Në fillim, motorët me avull pomponin ujin nga minierat dhe ngrinin ngarkesa, por nga mesi i shekullit të 18-të, tashmë kishte disa qindra motorë të tillë me avull në ndërmarrjet e Anglisë.

Çfarë është një motor me avull? Si mund të lëvizë rrotat avulli? Parimi i motorit me avull është i thjeshtë. Uji nxehet në një rezervuar të mbyllur në një gjendje avulli. Avulli shkarkohet përmes tubave në një cilindër të mbyllur dhe shtrydh pistonin. Nëpërmjet shufrës së ndërmjetme lidhëse, kjo lëvizje transmetuese transmetohet në boshtin e volantit.

Ky diagram skematik i funksionimit të një kazani me avull në praktikë kishte të meta të rëndësishme.

Pjesa e parë e avullit shpërtheu në shkopinj dhe pistoni i ftohur, nën peshën e vet, zbriste për ciklin tjetër. Ky diagram skematik i funksionimit të një kazani me avull në praktikë kishte të meta të rëndësishme. Mungesa e një sistemi të kontrollit të presionit të avullit shpesh çoi në një shpërthim të bojlerit. U desh shumë kohë dhe karburant për ta sjellë bojlerin në gjendje pune. Rimbushja e vazhdueshme me karburant dhe madhësia gjigante e uzinës së avullit vetëm sa e rritën listën e mangësive të saj.

Makina e re u propozua nga James Watt në 1765. Ai e drejtoi avullin e shtrydhur nga pistoni në një dhomë shtesë kondensimi dhe eliminoi nevojën për të shtuar vazhdimisht ujë në kazan. Më në fund, në 1784, ai zgjidhi problemin se si të rishpërndahej lëvizja e avullit në mënyrë që të shtyjë pistonin në të dy drejtimet. Falë bobinës që krijoi, motori me avull mund të punonte pa ndërprerje midis cikleve. Ky parim i një motori ngrohjeje me veprim të dyfishtë formoi bazën e shumicës së teknologjisë me avull.

Shumë njerëz të zgjuar punuan në krijimin e motorëve me avull. Në fund të fundit, kjo është një mënyrë e thjeshtë dhe e lirë për të marrë energji pothuajse nga asgjëja.

Një devijim i vogël në historinë e makinave me avull

Sidoqoftë, sado madhështore të ishin sukseset e britanikëve në rajon, i pari që vendosi motorin me avull në rrota ishte francezi Nicolas Joseph Cugno.

Makina e parë me avull e Cugno

Makina e tij u shfaq në rrugë në 1765. Shpejtësia e karrocës ishte një rekord - 9.5 km / orë. Në të, shpikësi siguroi katër vende për pasagjerët që mund të rrotulloheshin me erë me një shpejtësi mesatare prej 3.5 km / orë. Ky sukses i dukej shpikësit i pamjaftueshëm.

Nevoja për t'u ndalur për të karburantuar me ujë dhe për të ndezur një zjarr të ri çdo kilometër të rrugës nuk ishte një disavantazh i rëndësishëm, por vetëm niveli i teknologjisë së asaj kohe.

Ai vendosi të shpikte një traktor për armë. Kështu lindi një vagon me tre rrota me një kazan masiv përpara. Nevoja për t'u ndalur për të karburantuar me ujë dhe për të ndezur një zjarr të ri çdo kilometër të rrugës nuk ishte një disavantazh i rëndësishëm, por vetëm niveli i teknologjisë së asaj kohe.

Modeli tjetër Cugno i modelit 1770 peshonte rreth një ton e gjysmë. Karroca e re mund të transportonte rreth dy tonë ngarkesë me një shpejtësi prej 7 km / orë.

Maestro Cugno ishte më i interesuar në idenë e krijimit të një motori me avull me presion të lartë. Ai as nuk u turpërua nga fakti që bojleri mund të shpërthente. Ishte Cugno që lindi me idenë për të vendosur kutinë e zjarrit nën kazan dhe për të mbajtur me vete "zjarrin". Përveç kësaj, "karroca" e tij me të drejtë mund të quhet kamioni i parë. Dorëheqja e mbrojtësit dhe një seri revolucionesh nuk e lejuan zotin të zhvillonte modelin në një kamion të plotë.

Oliver Evans autodidakt dhe amfibi i tij

Ideja e krijimit të motorëve me avull ishte e përmasave universale. Në shtetet e Amerikës së Veriut, shpikësi Oliver Evans krijoi rreth pesëdhjetë impiante me avull bazuar në makinën e Watt. Duke u përpjekur të zvogëlojë dimensionet e instalimit të James Watt, ai projektoi motorë me avull për mullinjtë e miellit. Megjithatë, Oliver Evans fitoi famë në mbarë botën për makinën e tij amfibe me avull. Në 1789, makina e tij e parë në Shtetet e Bashkuara kaloi me sukses testet e tokës dhe ujit.

Në amfibin e tij, i cili mund të quhet prototipi i automjeteve të të gjithë terrenit, Evans instaloi një makinë me një presion avulli prej dhjetë atmosferash!

Anija nëntë metra kishte një peshë rreth 15 tonë. Motori me avull drejtonte rrotat e pasme dhe helikën. Nga rruga, Oliver Evans ishte gjithashtu një mbështetës i krijimit të një motori me avull me presion të lartë. Në amfibin e tij, i cili mund të quhet prototipi i automjeteve të të gjithë terrenit, Evans instaloi një makinë me një presion avulli prej dhjetë atmosferash!

Nëse shpikësit e shekujve 18 dhe 19 do të kishin në majë të gishtave teknologjinë e shekullit të 21-të, a mund ta imagjinoni se sa teknologji do të gjenin ata!? Dhe çfarë teknologjie!

Shekulli XX dhe 204 km / orë në makinën me avull Stanley

Po! Shekulli i 18-të i dha një shtysë të fuqishme zhvillimit të transportit me avull. Modele të shumta dhe të larmishme të karrocave me avull vetëlëvizëse filluan të hollojnë gjithnjë e më shumë automjetet me kuaj në rrugët e Evropës dhe Amerikës. Nga fillimi i shekullit të 20-të, makinat me avull ishin përhapur ndjeshëm dhe u bënë një simbol i njohur i kohës së tyre. Siç është fotografia.

Shekulli i 18-të i dha një shtysë të fuqishme zhvillimit të transportit me avull

Ishte kompania e tyre fotografike që vëllezërit Stanley shitën kur, në 1897, vendosën të angazhoheshin seriozisht në prodhimin e makinave me avull në Shtetet e Bashkuara. Ata krijuan makina me avull të shitura mirë. Por kjo nuk u mjaftoi atyre për të kënaqur planet e tyre ambicioze. Në fund të fundit, ata ishin vetëm një nga shumë prodhues të tillë makinash. Kështu ishte derisa ata projektuan "raketën" e tyre.

Ishte kompania e tyre fotografike që vëllezërit Stanley shitën kur, në 1897, vendosën të angazhoheshin seriozisht në prodhimin e makinave me avull në Shtetet e Bashkuara.

Sigurisht, makinat Stanley kishin reputacionin e një makine të besueshme. Njësia e avullit ishte e vendosur në pjesën e pasme, dhe kaldaja nxehej duke përdorur pishtarë benzine ose vajguri. Rrota e volantit e një motori me dy cilindra me avull me veprim të dyfishtë rrotullohet në boshtin e pasmë me anë të një zinxhiri. Nuk ka pasur raste të shpërthimeve të bojlerit në Stanley Steamer. Por ata kishin nevojë për një spërkatje.

Sigurisht, makinat Stanley kishin reputacionin e një makine të besueshme.

Me “raketën” e tyre bënë bujë në të gjithë botën. 205.4 km/h në 1906! Askush nuk ka shkuar kaq shpejt! Një makinë me motor me djegie të brendshme e theu këtë rekord vetëm 5 vjet më vonë. Kompensata e Stanley-t me fuqi me avull "Rocket" përcaktoi formën e makinave të garave për shumë vite në vijim. Por pas vitit 1917, Stanley Steamer përjetoi gjithnjë e më shumë konkurrencën nga Ford T i lirë dhe doli në pension.

Makinat unike me avull të vëllezërve Doble

Kjo familje e famshme arriti të sigurojë rezistencë të mirë ndaj motorëve të benzinës deri në fillim të viteve '30 të shekullit XX. Ata nuk ndërtuan makina për rekord. Vëllezërit i donin vërtet makinat e tyre me avull. Përndryshe, si të shpjegohet ndryshe radiatori i huallit të shpikur prej tyre dhe butoni i ndezjes? Modelet e tyre nuk ishin si lokomotiva të vogla.

Vëllezërit Abner dhe John revolucionarizuan transportin me avull.

Vëllezërit Abner dhe John revolucionarizuan transportin me avull. Për të lëvizur, makina e tij nuk kishte nevojë të ngrohej për 10-20 minuta. Butoni i ndezjes pomponte vajgurin nga karburatori në dhomën e djegies. Ai arriti atje pasi u ndez me një prizë ndriçimi. Uji nxehej në pak sekonda dhe pas një minutë e gjysmë, avulli krijoi presionin e nevojshëm dhe u bë e mundur të largohej.

Avulli i shkarkimit u dërgua në radiator për kondensim dhe përgatitje për ciklet pasuese. Prandaj, për një vrapim të qetë prej 2000 km, makinave Doble u duheshin vetëm nëntëdhjetë litra ujë në sistem dhe disa litra vajguri. Askush nuk mund të ofronte një përfitim të tillë! Ndoshta ishte në ekspozitën e automjeteve në Detroit në 1917 që Stanley takoi modelin Doble Brothers dhe filloi të mbyllte prodhimin e tyre.

Model E u bë makina më luksoze e gjysmës së dytë të viteve 20 dhe versioni më i fundit i makinës me avull Doble. Pjesa e brendshme prej lëkure, elementët e lëmuar prej druri dhe kocka elefantit kënaqën pronarët e pasur brenda makinës. Në një kabinë të tillë, mund të shijoni kilometrazhin me shpejtësi deri në 160 km / orë. Vetëm 25 sekonda ndanin momentin e ndezjes nga momenti i nisjes. U deshën edhe 10 sekonda që një makinë me peshë 1.2 ton të përshpejtonte në 120 km / orë!

Të gjitha këto cilësi të shpejtësisë së lartë u përfshinë në një motor me katër cilindra. Dy pistona u shtynë jashtë nga avulli me një presion të lartë prej 140 atmosferash dhe dy të tjerët dërguan avullin e ftohur me presion të ulët në një kondensator-radiator me huall mjalti. Por në gjysmën e parë të viteve '30, këto bukuri të vëllezërve Doble pushuan së prodhuari.

Kamionë me avull

Sidoqoftë, nuk duhet harruar se tërheqja me avull u zhvillua me shpejtësi në transportin e mallrave. Pikërisht në qytete makinat me avull bënë që snobët të bëhen alergjikë. Por mallrat duhet të dorëzohen në çdo mot dhe jo vetëm në qytet. Po autobusët ndërqytetës dhe pajisjet ushtarake? Nuk mund të zbresësh me makina të vogla atje.

Transporti i mallrave ka një avantazh të rëndësishëm ndaj veturave të pasagjerëve - këto janë dimensionet e tij.

Transporti i mallrave ka një avantazh të rëndësishëm ndaj veturave të pasagjerëve - këto janë dimensionet e tij. Ato ju lejojnë të vendosni termocentrale të fuqishme kudo në makinë. Për më tepër, kjo vetëm do të rrisë kapacitetin mbajtës dhe xhiros. Dhe se si do të duket kamioni nuk i kushtohet gjithmonë vëmendje.

Ndër kamionët me avull, do të doja të veçoja Sentinelin anglez dhe NAMI-n sovjetik. Sigurisht, kishte shumë të tjerë, si Foden, Fowler, Yorkshire. Por ishin Sentinel dhe NAMI që doli të ishin më këmbëngulësit dhe u prodhuan deri në fund të viteve 50 të shekullit të kaluar. Ata mund të punojnë me çdo lëndë djegëse të ngurtë - qymyr, dru, torfe. Gjithëngrënësia e këtyre kamionëve me avull i vuri ato përtej ndikimit të çmimeve të naftës dhe gjithashtu i lejoi ato të përdoren në vende të vështira për t'u arritur.

Punonjës Santinel me theks anglez

Këta dy kamionë ndryshojnë jo vetëm në vendin e prodhimit. Parimet e vendndodhjes së gjeneratorëve të avullit ishin gjithashtu të ndryshme. Sentinelet karakterizohen nga rregullimi i sipërm dhe i poshtëm i motorëve me avull në lidhje me bojlerin. Në vendin e sipërm, gjeneratori i avullit furnizonte me avull të nxehtë direkt në dhomën e motorit, e cila ishte e lidhur me urat nga një sistem boshtesh kardani. Me vendndodhjen më të ulët të motorit me avull, d.m.th., në shasi, kaldaja ngrohte ujin dhe furnizonte motorin me avull përmes tubave, gjë që garantonte humbje të temperaturës.

Sentinelet karakterizohen nga rregullimi i sipërm dhe i poshtëm i motorëve me avull në lidhje me bojlerin.

Prania e një transmetimi zinxhir nga volant i një motori me avull në kardanët ishte tipike për të dy llojet. Kjo i lejoi projektuesit të unifikonin prodhimin e Sentinels në varësi të klientit. Për vendet e nxehta si India, kamionët me avull u prodhuan me një rregullim më të ulët, të ndarë të bojlerit dhe motorit. Për vendet me dimër të ftohtë - me tipin e sipërm, të kombinuar.

Për vendet e nxehta si India, kamionët me avull u prodhuan me një rregullim më të ulët, të ndarë të bojlerit dhe motorit.

Në këta kamionë u përdorën shumë teknologji të provuara. Bobina dhe valvola shpërndarëse të avullit, motorë me veprim të vetëm dhe të dyfishtë, me presion të lartë ose të ulët, me ose pa kambio. Sidoqoftë, kjo nuk e zgjati jetën e kamionëve anglezë me avull. Edhe pse ato u prodhuan deri në fund të viteve 50 të shekullit XX dhe madje shërbyen në ushtri para dhe gjatë Luftës së Dytë Botërore, ato ishin ende të mëdha dhe disi i ngjanin lokomotivave me avull. Dhe duke qenë se nuk kishte persona të interesuar në modernizimin e tyre kardinal, fati i tyre u vulos.

Edhe pse ato u prodhuan deri në fund të viteve 50 të shekullit XX dhe madje shërbyen në ushtri para dhe gjatë Luftës së Dytë Botërore, ato ishin ende të mëdha dhe disi i ngjanin lokomotivave me avull.

Kujt çfarë, dhe për ne - SHBA

Për të ringjallur ekonominë e shkatërruar nga lufta të Bashkimit Sovjetik, ishte e nevojshme të gjendej një mënyrë për të mos humbur burimet e naftës, të paktën në vende të vështira për t'u arritur - në veri të vendit dhe në Siberi. Inxhinierëve sovjetikë iu dha mundësia të studionin dizajnin e Sentinel me një motor me avull me katër cilindra të sipërm dhe të zhvillonin "përgjigjen e tyre ndaj Chamberlain".

Në vitet '30, institutet ruse dhe zyrat e projektimit bënë përpjekje të përsëritura për të krijuar një kamion alternativ për industrinë e drurit.

Në vitet '30, institutet ruse dhe zyrat e projektimit bënë përpjekje të përsëritura për të krijuar një kamion alternativ për industrinë e drurit. Por çdo herë çështja ndalonte në fazën e testimit. Duke përdorur përvojën e tyre dhe mundësinë për të studiuar automjetet me avull të kapur, inxhinierët arritën të bindin udhëheqjen e vendit për nevojën për një kamion të tillë me avull. Për më tepër, benzina kushton 24 herë më shumë se qymyri. Dhe me koston e druve të zjarrit në taiga, në përgjithësi nuk mund ta përmendni atë.

Një grup projektuesish të udhëhequr nga Yu. Shebalin thjeshtuan njësinë e avullit në tërësi sa më shumë që të ishte e mundur. Ata kombinuan një motor me katër cilindra dhe një bojler në një njësi dhe e vendosën atë midis trupit dhe kabinës. Ne e vendosëm këtë instalim në shasinë e serialit YaAZ (MAZ) -200. Puna e avullit dhe kondensimi i tij u kombinuan në një cikël të mbyllur. Furnizimi me shufra druri nga bunkeri kryhej automatikisht.

Kështu lindi NAMI-012, ose më saktë në pyllin jashtë rrugës. Natyrisht, parimi i furnizimit me bunker me karburant të ngurtë dhe vendndodhja e motorit me avull në kamion u huazua nga praktika e gjeneratorëve të gazit.

Fati i pronarit të pyjeve - NAMI-012

Karakteristikat e kamionit me shtrat të sheshtë me avull dhe transportuesit të drurit NAMI-012 ishin si më poshtë

• Kapaciteti i ngarkesës - 6 ton
• Shpejtësia - 45 km / orë
• Gama pa karburant - 80 km, nëse do të ishte e mundur të rinovohej furnizimi me ujë, atëherë 150 km
• Çift rrotullues me shpejtësi të ulët - 240 kgm, që ishte pothuajse 5 herë më i lartë se baza YaAZ-200
• Një kazan me qarkullim natyral krijoi një presion prej 25 atmosferash dhe solli avullin në një temperaturë prej 420 ° C
• Ishte e mundur të rimbushej furnizimi me ujë direkt nga rezervuari përmes ejektorëve
• Kabina tërësisht metalike nuk kishte kapuç dhe ishte shtyrë përpara
• Shpejtësia kontrollohej nga sasia e avullit në motor duke përdorur një levë ushqimi/prerjeje. Me ndihmën e tij, cilindrat u mbushën me 25/40/75%.
• Një marsh mbrapa dhe tre pedale kontrolli.

Mangësitë serioze të kamionit me avull ishin konsumi i 400 kg dru zjarri për 100 km rrugë dhe nevoja për të hequr qafe ujin në kazan në mot të ftohtë.

Mangësitë serioze të kamionit me avull ishin konsumi i 400 kg dru zjarri për 100 km rrugë dhe nevoja për të hequr qafe ujin në kazan në mot të ftohtë. Por disavantazhi kryesor që ishte i pranishëm në mostrën e parë ishte kalueshmëria e dobët në një gjendje të pa ngarkuar. Më pas doli që boshti i përparmë ishte i mbingarkuar me kabinën dhe njësinë e avullit, në krahasim me pjesën e pasme. Ne e përballuam këtë detyrë duke instaluar një termocentral të modernizuar me avull në makinën me të gjitha rrotat YaAZ-214. Tani fuqia e transportuesit të drurit NAMI-018 është rritur në 125 kuaj fuqi.

Por, duke mos pasur kohë për t'u përhapur në të gjithë vendin, kamionët e gjeneratorëve me avull u asgjësuan të gjithë në gjysmën e dytë të viteve '50 të shekullit të kaluar.

Por, duke mos pasur kohë për t'u përhapur në të gjithë vendin, kamionët e gjeneratorëve me avull u asgjësuan të gjithë në gjysmën e dytë të viteve '50 të shekullit të kaluar. Megjithatë, së bashku me gjeneratorët e gazit. Për shkak se kostoja e konvertimit të makinave, ndikimi ekonomik dhe lehtësia e funksionimit ishin punë intensive dhe të diskutueshme, krahasuar me kamionët me benzinë ​​dhe naftë. Për më tepër, në këtë kohë prodhimi i naftës tashmë ishte krijuar në Bashkimin Sovjetik.

Makinë moderne me avull të shpejtë dhe të përballueshme

Mos mendoni se ideja e një makine me avull harrohet përgjithmonë. Tani ka një rritje të ndjeshme të interesit për motorët që janë alternativë ndaj motorëve me djegie të brendshme në benzinë ​​dhe karburant dizel. Rezervat botërore të naftës nuk janë të pakufizuara. Po, dhe kostoja e produkteve të naftës po rritet vazhdimisht. Projektuesit u përpoqën aq shumë për të përmirësuar motorin me djegie të brendshme saqë idetë e tyre pothuajse arritën kufirin e tyre.

Makinat elektrike, makinat me hidrogjen, gjeneratorët e gazit dhe makinat me avull janë bërë sërish tema të nxehta. Përshëndetje, shekulli XIX i harruar!

Tani ka një rritje të ndjeshme të interesit për motorët që janë alternativë ndaj motorëve me djegie të brendshme në benzinë ​​dhe karburant dizel.

Një inxhinier britanik (përsëri Angli!) demonstroi mundësitë e reja të një motori me avull. Ai krijoi Inspuration-in e tij jo vetëm për të demonstruar rëndësinë e makinave me avull. Mendja e tij është bërë për rekorde. 274 km / orë - kjo është shpejtësia që përshpejtohet nga dymbëdhjetë kaldaja të instaluar në një makinë 7.6 metra. Mjaftojnë vetëm 40 litra ujë që gazi i lëngshëm të sjellë temperaturën e avullit në 400 ° C në vetëm një çast. Vetëm mendoni, historisë iu deshën 103 vjet për të thyer rekordin e shpejtësisë për një makinë me avull të vendosur nga Rocket!

Në një gjenerator modern të avullit, mund të përdorni qymyr pluhur ose lëndë djegëse të tjera të lira, si vaji i karburantit, gazi i lëngshëm. Kjo është arsyeja pse makinat me avull kanë qenë gjithmonë dhe do të jenë të njohura.

Por në mënyrë që të vijë një e ardhme miqësore me mjedisin, është përsëri e nevojshme të kapërcehet rezistenca e lobistëve të naftës.

Unë jetoj me qymyr dhe ujë dhe kam ende energji të mjaftueshme për të bërë 100 milje në orë! Kjo është pikërisht ajo që mund të bëjë një lokomotivë me avull. Megjithëse këta dinosaur gjigantë mekanikë janë zhdukur tani në shumicën e hekurudhave të botës, teknologjia e avullit jeton në zemrat e njerëzve dhe lokomotiva si kjo ende shërbejnë si atraksione turistike në shumë hekurudha historike.

Motorët e parë moderne me avull u shpikën në Angli në fillim të shekullit të 18-të dhe shënuan fillimin e Revolucionit Industrial.

Sot po i rikthehemi sërish energjisë së avullit. Për shkak të veçorive të projektimit, gjatë procesit të djegies, një motor me avull prodhon më pak ndotje se një motor me djegie të brendshme. Shikoni këtë video për të parë se si funksionon.

Çfarë e fuqizoi motorin e vjetër me avull?

Duhet energji për të bërë absolutisht gjithçka që mund të mendoni: skateboard, fluturim me aeroplan, pazar ose vozitje në rrugë. Shumica e energjisë që përdorim sot për transport vjen nga nafta, por nuk ka qenë gjithmonë kështu. Deri në fillim të shekullit të 20-të, qymyri ishte karburanti i preferuar në botë dhe ai furnizonte çdo gjë, nga trenat dhe anijet deri te avioni fatkeq me avull i shpikur nga shkencëtari amerikan Samuel P. Langley, një konkurrent i hershëm i vëllezërve Wright. Çfarë është kaq e veçantë për qymyrin? Ka shumë prej tij brenda Tokës, kështu që ishte relativisht i lirë dhe gjerësisht i disponueshëm.

Qymyri është një kimikat organik, që do të thotë se bazohet në elementin karbon. Qymyri formohet gjatë miliona viteve kur mbetjet e bimëve të vdekura varrosen nën shkëmbinj, ngjeshen nën presion dhe zihen nga nxehtësia e brendshme e Tokës. Kjo është arsyeja pse quhet lëndë djegëse fosile. Gungat e qymyrit janë me të vërtetë gunga energjie. Karboni brenda tyre është i lidhur me atomet e hidrogjenit dhe oksigjenit nga komponimet e quajtura lidhje kimike. Kur djegim qymyr në zjarr, lidhjet thyhen dhe energjia lirohet në formën e nxehtësisë.

Qymyri përmban rreth gjysmën e më shumë energji për kilogram sesa lëndët djegëse fosile më të pastra si benzina, nafta dhe vajguri – dhe kjo është një arsye pse motorët me avull duhet të digjen kaq shumë.

A janë gati motorët me avull për një rikthim epik?

Njëherë e një kohë, motori me avull dominonte - fillimisht në trena dhe traktorë të rëndë, siç e dini, por përfundimisht në makina. Sot është e vështirë për t'u kuptuar, por në fillim të shekullit të 20-të, më shumë se gjysma e makinave në SHBA punonin me avull. Makina me avull u përmirësua aq shumë sa që në vitin 1906 një motor me avull i quajtur Stanley Rocket madje mbajti rekordin e shpejtësisë së tokës - një shpejtësi të pamatur prej 127 milje në orë!

Tani, ju mund të mendoni se motori me avull ishte i suksesshëm vetëm sepse motorët me djegie të brendshme (ICE) nuk ekzistonin ende, por në fakt, motorët me avull dhe makinat ICE u zhvilluan në të njëjtën kohë. Për shkak se inxhinierët kishin tashmë 100 vjet përvojë me motorët me avull, motori me avull kishte një fillim mjaft të madh. Ndërsa motorët me maniak manual thyen duart e operatorëve fatkeq, deri në vitin 1900 motorët me avull ishin tashmë plotësisht të automatizuar - dhe pa një tufë ose kuti ingranazhi (avulli siguron presion të vazhdueshëm, ndryshe nga goditja e një motori me djegie të brendshme), shumë i lehtë për t'u përdorur. Paralajmërimi i vetëm është se duhet të prisni disa minuta që bojleri të nxehet.

Megjithatë, në pak vite, Henry Ford do të vijë dhe do të ndryshojë gjithçka. Megjithëse motori me avull ishte teknikisht më i lartë se motori me djegie të brendshme, ai nuk mund të përputhej me çmimin e prodhimit të Fords. Prodhuesit e makinave me avull u përpoqën të ndërronin marshin dhe t'i shisnin makinat e tyre si produkte luksoze, premium, por në vitin 1918 Ford Model T ishte gjashtë herë më i lirë se Steanley Steamer (makina me avull më e njohur në atë kohë). Me ardhjen e motorit elektrik të motorit në 1912 dhe përmirësimin e vazhdueshëm të efikasitetit të motorit me djegie të brendshme, nuk vonoi shumë dhe motori me avull u zhduk nga rrugët tona.

Nen presion

Për 90 vitet e fundit, motorët me avull kanë mbetur në prag të zhdukjes dhe kafshët gjigante janë shfaqur në shfaqjet e makinave të vjetra, por jo shumë. Megjithatë, në heshtje, në sfond, kërkimi ka ecur në heshtje përpara, pjesërisht për shkak të mbështetjes sonë në turbinat me avull për prodhimin e energjisë, dhe gjithashtu sepse disa njerëz besojnë se motorët me avull mund të performojnë më mirë se motorët me djegie të brendshme.

ICE-të kanë disavantazhe të brendshme: kërkojnë lëndë djegëse fosile, prodhojnë shumë ndotje dhe janë të zhurmshme. Motorët me avull, nga ana tjetër, janë shumë të qetë, shumë të pastër dhe mund të përdorin pothuajse çdo karburant. Motorët me avull, falë presionit të vazhdueshëm, nuk kërkojnë ingranazhe - ju merrni çift rrotullues dhe nxitim maksimal menjëherë, në qetësi. Për ngasjen në qytet, ku ndalimi dhe nisja konsumon sasi të mëdha lëndësh djegëse fosile, fuqia e vazhdueshme e motorëve me avull mund të jetë shumë interesante.

Teknologjia ka bërë një rrugë të gjatë dhe që nga vitet 1920 - para së gjithash, ne jemi tani mjeshtra materiale. Motorët origjinalë me avull kërkonin kaldaja të mëdha dhe të rënda për t'i bërë ballë nxehtësisë dhe presionit, dhe si rezultat, edhe motorët e vegjël me avull peshonin disa tonë. Me materiale moderne, motorët me avull mund të jenë po aq të lehta sa kushërinjtë e tyre. Hidhni një kondensator modern dhe një lloj bojler avullues dhe mund të ndërtoni një motor me avull me efikasitet të mirë dhe kohë ngrohjeje që maten në sekonda dhe jo në minuta.

Vitet e fundit, këto arritje janë kombinuar në disa zhvillime emocionuese. Në vitin 2009, një ekip britanik vendosi një rekord të ri të shpejtësisë së erës me energji me avull prej 148 mph, duke thyer më në fund rekordin e raketave Stanley që kishte qëndruar për më shumë se 100 vjet. Në vitet 1990, një divizion i Volkswagen R&D i quajtur Enginion pretendoi se kishte ndërtuar një motor me avull që ishte i krahasueshëm në efikasitet me një motor me djegie të brendshme, por me emetime më të ulëta. Vitet e fundit, Cyclone Technologies pretendon se ka zhvilluar një motor me avull që është dy herë më efikas se një motor me djegie të brendshme. Megjithatë, deri më sot, asnjë motor nuk ka gjetur rrugën e tij në një automjet komercial.

Duke ecur përpara, nuk ka gjasa që motorët me avull të largohen ndonjëherë nga motori me djegie të brendshme, qoftë edhe për shkak të vrullit të madh të Big Oil. Megjithatë, një ditë, kur më në fund vendosim të hedhim një vështrim serioz në të ardhmen e transportit personal, ndoshta hiri i qetë, i gjelbër dhe rrëshqitës i energjisë së avullit do të ketë një shans të dytë.

Motorët me avull të kohës sonë

Teknologjia.

energji inovative. NanoFlowcell® është aktualisht sistemi më inovativ dhe më i fuqishëm i ruajtjes së energjisë për aplikacione të lëvizshme dhe të palëvizshme. Ndryshe nga bateritë konvencionale, nanoFlowcell® mundësohet nga elektrolitë të lëngshëm (bi-ION) që mund të ruhen larg vetë qelizës. Shkarkimet e një makine me këtë teknologji janë avujt e ujit.

Ashtu si një qelizë rrjedhëse konvencionale, lëngjet elektrolitike të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht ruhen veçmas në dy rezervuarë dhe, si një qelizë rrjedhëse konvencionale ose qelizë karburanti, pompohen përmes transduktorit (elementi aktual i sistemit nanoFlowcell) në qarqe të veçanta.

Këtu, dy qarqet e elektrolitit ndahen vetëm nga një membranë e përshkueshme. Shkëmbimi i joneve ndodh sapo tretësira pozitive dhe negative e elektrolitit kalojnë nëpër njëra-tjetrën në të dy anët e membranës së konvertuesit. Kjo konverton energjinë kimike të lidhur në bi-jon në energji elektrike, e cila më pas është drejtpërdrejt e disponueshme për konsumatorët e energjisë elektrike.

Ashtu si automjetet me hidrogjen, "shteri" i prodhuar nga automjetet elektrike nanoFlowcell është avulli i ujit. Por a janë emetimet e avujve të ujit nga automjetet elektrike të ardhshme miqësore me mjedisin?

Kritikët e lëvizshmërisë elektrike po vënë gjithnjë e më shumë në pikëpyetje përputhshmërinë mjedisore dhe qëndrueshmërinë e burimeve alternative të energjisë. Për shumë njerëz, automjetet elektrike janë një kompromis mediokër midis drejtimit me emetim zero dhe teknologjisë së dëmshme për mjedisin. Bateritë e zakonshme litium-jon ose hidride metalike nuk janë as të qëndrueshme dhe as të përputhshme me mjedisin - nuk duhet të prodhohen, përdoren ose riciklohen, edhe nëse reklamat sugjerojnë "lëvizshmëri elektronike" të pastër.

NanoFlowcell Holdings gjithashtu pyetet shpesh për qëndrueshmërinë dhe përputhshmërinë mjedisore të teknologjisë nanoFlowcell dhe elektroliteve bi-jonike. Si vetë qeliza nanoFlow, ashtu edhe solucionet e elektrolitit bi-ION që kërkohen për ta fuqizuar atë, prodhohen në një mënyrë miqësore me mjedisin nga lëndë të para miqësore me mjedisin. Gjatë funksionimit, teknologjia nanoFlowcell është plotësisht jotoksike dhe nuk dëmton shëndetin në asnjë mënyrë. Bi-ION, i cili përbëhet nga një tretësirë ​​ujore me pak kripë (kripëra organike dhe minerale të tretura në ujë) dhe transportues aktual të energjisë (elektrolite), është gjithashtu miqësor me mjedisin kur përdoret dhe riciklohet.

Si funksionon makina nanoFlowcell në një makinë elektrike? Ngjashëm me një makinë me benzinë, tretësira e elektrolitit konsumohet në një automjet elektrik me një qelizë nanoflow. Brenda nanoarmit (qeliza aktuale e rrjedhës), një zgjidhje elektrolite e ngarkuar pozitivisht dhe një zgjidhje negative pompohet nëpër membranën qelizore. Reaksioni - shkëmbimi i joneve - zhvillohet midis tretësirave të elektrolitit të ngarkuar pozitivisht dhe negativisht. Kështu, energjia kimike që përmbahet në bi-jonet lëshohet në formën e energjisë elektrike, e cila më pas përdoret për të drejtuar motorët elektrikë. Kjo ndodh për sa kohë që elektrolitet pompohen nëpër membranë dhe reagojnë. Në rastin e një disku QUANTiNO me qelizë nanoflow, një rezervuar me lëng elektroliti është i mjaftueshëm për më shumë se 1000 kilometra. Pas zbrazjes, rezervuari duhet të rimbushet.

Çfarë lloj “mbeturine” gjeneron një automjet elektrik me qelizë nanoflukse? Në një automjet konvencional me motor me djegie të brendshme, djegia e lëndëve djegëse fosile (benzinë ​​ose naftë) prodhon gazra të rrezikshëm të shkarkimit - kryesisht dioksid karboni, oksidet e azotit dhe dioksid squfuri - akumulimi i të cilave është identifikuar nga shumë studiues si shkaku i ndryshimeve klimatike. ndryshim. Megjithatë, emetimet e vetme të emetuara nga automjeti nanoFlowcell gjatë vozitjes janë - pothuajse si një automjet me hidrogjen - pothuajse tërësisht uji.

Pasi u bë shkëmbimi i joneve në nanoqelizë, përbërja kimike e tretësirës së elektrolitit bi-ION mbeti praktikisht e pandryshuar. Ai nuk është më reaktiv dhe në këtë mënyrë konsiderohet "i shpenzuar" pasi nuk mund të rimbushet. Prandaj, për aplikimet celulare të teknologjisë nanoFlowcell, siç janë automjetet elektrike, u mor vendimi për avullimin mikroskopik dhe lëshimin e elektrolitit të tretur ndërsa automjeti është në lëvizje. Me shpejtësi mbi 80 km/h, kontejneri i lëngut elektrolitik të mbetjeve zbrazet përmes grykave spërkatës jashtëzakonisht të imta duke përdorur një gjenerator të drejtuar nga energjia e lëvizjes. Elektrolitet dhe kripërat para-filtohen mekanikisht. Lëshimi i ujit të pastruar aktualisht në formën e avullit të ujit të ftohtë (mjegull mikrofine) është plotësisht i pajtueshëm me mjedisin. Filtri ndërrohet në rreth 10 g.

Avantazhi i kësaj zgjidhjeje teknike është se rezervuari i automjetit zbrazet gjatë drejtimit normal dhe mund të rimbushet lehtë dhe shpejt pa pasur nevojë për pompim.

Një zgjidhje alternative, e cila është disi më komplekse, është mbledhja e tretësirës së elektrolitit të shpenzuar në një rezervuar të veçantë dhe dërgimi i saj për riciklim. Kjo zgjidhje është menduar për aplikacione të ngjashme stacionare nanoFlowcell.

Megjithatë, shumë kritikë tani sugjerojnë se lloji i avullit të ujit që çlirohet nga shndërrimi i hidrogjenit në qelizat e karburantit ose nga avullimi i lëngut elektrolitik në rastin e një nanotubi është teorikisht një gaz serrë që mund të ketë ndikim në ndryshimin e klimës. Si lindin thashetheme të tilla?

Ne i shikojmë emetimet e avujve të ujit për sa i përket rëndësisë së tyre mjedisore dhe pyesim se sa më shumë avuj uji mund të pritet nga përdorimi i gjerë i automjeteve me qeliza nanoflukse në krahasim me teknologjitë tradicionale të lëvizjes dhe nëse këto emetime H2 O mund të kenë ndikime negative mjedisore. E mërkurë.

Gazet më të rëndësishme serrë natyrore - së bashku me CH 4 , O 3 dhe N 2 O - avujt e ujit dhe CO 2 , dioksidi i karbonit dhe avujt e ujit janë tepër të rëndësishëm për ruajtjen e klimës globale. Rrezatimi diellor që arrin në tokë përthithet dhe ngroh tokën, e cila nga ana tjetër rrezaton nxehtësi në atmosferë. Megjithatë, pjesa më e madhe e kësaj nxehtësie të rrezatuar ikën përsëri në hapësirë ​​nga atmosfera e Tokës. Dioksidi i karbonit dhe avujt e ujit kanë vetitë e gazeve serrë, duke formuar një "shtresë mbrojtëse" që parandalon të gjithë nxehtësinë rrezatuese të largohet përsëri në hapësirë. Në një kontekst natyror, ky efekt serë është kritik për mbijetesën tonë në Tokë - pa dioksid karboni dhe avujt e ujit, atmosfera e Tokës do të ishte armiqësore ndaj jetës.

Efekti serë bëhet problematik vetëm kur ndërhyrja e paparashikueshme njerëzore prish ciklin natyror. Kur, përveç gazeve serrë natyrore, njerëzit shkaktojnë një përqendrim më të lartë të gazeve serrë në atmosferë duke djegur lëndët djegëse fosile, kjo rrit ngrohjen e atmosferës së Tokës.

Si pjesë e biosferës, njerëzit në mënyrë të pashmangshme ndikojnë në mjedis, dhe rrjedhimisht në sistemin klimatik, me vetë ekzistencën e tyre. Rritja e vazhdueshme e popullsisë së Tokës pas epokës së gurit dhe krijimi i vendbanimeve disa mijëra vjet më parë, lidhur me kalimin nga jeta nomade në bujqësi dhe blegtori, ka ndikuar tashmë në klimën. Gati gjysma e pyjeve dhe pyjeve origjinale në botë janë pastruar për qëllime bujqësore. Pyjet - së bashku me oqeanet - janë prodhuesi kryesor i avullit të ujit.

Avulli i ujit është absorbuesi kryesor i rrezatimit termik në atmosferë. Avulli i ujit është mesatarisht 0,3% në masë të atmosferës, dioksidi i karbonit vetëm 0,038%, që do të thotë se avulli i ujit përbën 80% të masës së gazeve serrë në atmosferë (rreth 90% në vëllim) dhe, duke marrë parasysh nga 36 në 66% është gazi më i rëndësishëm serrë që siguron ekzistencën tonë në tokë.

Tabela 3: Pjesa atmosferike e gazeve më të rëndësishme serë dhe pjesa absolute dhe relative e rritjes së temperaturës (Zittel)