Приветствуем Вас на нашем сайте уважаемый гость. Сегодня в рубрике «Интересные факты» мы решили рассказать Вам от том, какие виды и типы двигателей изобрело человечество и где они используются.
Итак, двигатели различаются по виду используемой энергии, которую они преобразуют в механическую работу. Также их разделяют на первичные и вторичные, то есть, первые используют природные ресурсы (топливо, энергия ветра и воды, сила гравитации и т. д.). вторые же работают на энергетических ресурсах, накопленных или произведенных другими источниками (электричество, сжатый газ и т. п.).
Первичные виды и типы двигателей
Парус
Одним из старейших типов двигателей, который был изобретен примерно пять с половиной тысяч лет назад, предположительно в древнем Египте, является парус. Он преобразует энергию ветра в поступательное движение. С момента изобретения этого нехитрого, на 1-й взгляд, приспособления, парус претерпел рад изменений и усовершенствований. Из обычного прямоугольного полотна, закрепленного на мачте с помощью рангоута, он эволюционировал в сложные трехмерные формы и изготавливается из современных композитных материалов.
Применяется для придачи движения, в основном, водным судам, но также находит применение и на наземных транспортных средствах, в основном спортивного и развлекательного назначения.
Водяное колесо
Водяное колесо – не менее древний тип двигателя чем предыдущий. По некоторым данным первая мельница с приводом от конструкции в виде колеса, приводимого в движение водой, появились в Иллирии во II веке до нашей эры.
С тех пор сфера использования водяных колес расширялась и охватила такие виды деятельности как: Ирригация (орошение), суковальное дело, изготовление бумаги, кузнечное дело, распиловка, ткацкое производство, получение электричества.
Также читайте — «Способы получения электроэнергии».
Таким образом, появление этого типа двигателя привело к промышленной революции в Англии в конце XIII столетия. А немного позже во Франции и Германии.
К XVI веку двигатели, работающие на энергии воды, применялись более чем в сорока различных производствах. И только в конце XIX века их стали заменять на паровые машины.
И даже сейчас, в эру цифровой техники, они стоят на службе человечества – именно с помощью гидроэлектростанций получают примерно 24% всей электроэнергии в мире.
Виды и типы двигателей – использование ветра
Еще одним из древнейших типов двигателей является ветряной двигатель, ярким представителем которого стала ветряная мельница. Ее жернова приводятся в действие при помощи огромных крыльев, вращающихся под напором ветра.
Считается, что ветряные мельницы появились в Вавилоне примерно 1750 году до нашей эры. А закат ВМ произошел совсем недавно, в конце XIX столетия с появлением более мощных паровых механизмов.
Однако, и в наши дни, ветер используют для получения электричества. Все большее распространение набирают современные ветрогенераторы, вырабатывающие электроэнергию. Во многих странах, в том числе и в России (в Ставропольском крае) строятся огромные поля с «ветряками». Лидируют в области ветроэнергетики США, Великобритания, Канада, Дания, Германия, Китай.
Паровой двигатель
Паровая машина, относится к первичным двигателям внешнего сгорания, который трансформирует давление водяного пара в возвратно-поступательное движение поршня, а в последствии во вращение вала.
Первейшее из известных устройств, которое приводилось в действие с помощью пара, описывается Греческим математиком и механиком Героном Александрийским (Iв. н. э), где пар, вырывающийся из сопел, расположенных на шаре, заставлял его крутиться.
Вам может быть интересно — «Необычный транспорт».
Первой действующей паровой машиной считается установка, построенная физиком из Франции Дени Папеном в XVII столетии. Она представляла собой цилиндр, в котором под давлением пара поднимался поршень, а когда пар сгущался, поршень под силой атмосферного давления воздуха опускался назад.
Российские инженеры тоже не отставали. В 1766г. Иван Ползунов создал механизм, работающий непрерывно под действием пара и представляющий собой два цилиндра с поршнями.
С тех пор началась эпоха паровых двигателей, которые начали использовать повсеместно. На производстве для привода оборудования и станков и в транспорте. С появлением ПД широкое развитие получили железнодорожный и водный транспорт, свет увидел паровозы и пароходы.
И лишь ко второй половине XX в. На смену паровым машинам пришли электродвигатели и ДВС.
Виды и типы двигателей – двигатель внутреннего сгорания
В отличии от двигателей внешнего сгорания в этом типе двигателей топливная смесь сгорает внутри рабочей камеры. Сегодня существует огромное количество типов и видов ДВС, различающихся назначением, способом отдачи мощности и многими другими параметрами.
Таким образом, на сегодняшний день существуют ДВС:
- Поршневые – в камере сгорания (в цилиндре) поршень, под действием воспламеняющейся топливно-воздушной смеси, совершает возвратно-поступательные движения, которые посредством кривошипно-шатунного механизма преобразуются во вращение.
- Роторно-поршневые – в полости специальной конфигурации, эксцентрично вращается ротор треугольной формы, тем самым создавая области сжатия, где происходит воспламенение ТВС. Таким образом, энергия топлива сразу преобразуется во вращение ротора.
- Газотурбинные – топливно-воздушная смесь, окисляясь в камере сгорания, с огромной скоростью устремляется наружу, проходя через лопатки турбины и вращая ее. Усилие от турбины передается на вал. Воздух, перед тем как попасть в камеру, сжимается компрессором, а топливо впрыскивается непосредственно в окислительную камеру.
- Реактивные – окисляясь в КС топливо, с большой скоростью вырывается из сопла, сообщая тем самым поступательное движение в противоположную сторону двигателю и всему на чем он закреплен.
- Турбореактивные – реактивный двигатель, способный работать только в атмосфере земли, ввиду того что, использует атмосферный кислород в качестве окислителя. Имеет те же части и компоненты, что и газотурбинный. В отличии от ГТД, в ТРД турбина используется только для привода вспомогательных агрегатов (топливного насоса, генератора, бустерного насоса и т. д.)
- Турбовинтовые – разновидность газотурбинного, крутящий момент передается непосредственно на воздушный винт. При невысоких скоростях полета, имеет более высокий КПД.
Вторичные виды и типы двигателей
Электродвигатель
Современный и всем нам известный тип двигателя – электродвигатель. В основе его действия лежит принцип электромагнитной индукции. Состоит из неподвижного статора и вращающегося ротора. Наиболее используемыми являются электродвигатели магнитоэлектрические. Они в свою очередь разделяются на моторы постоянного и переменного тока. Однако, встречаются и универсальные, способные действовать от обоих видов тока.
Первые разделяются на коллекторные и бесколлекторные (вентильные) двигатели. Вторые на синхронные и асинхронные.
Сегодня электромотор, изобретенный английским физиком Майклом Фарадеем в 1821г. используется во всех сферах деятельности человека. Кстати, 1-й пригодный для использования электрический двигатель, изобрел и построил в 1834г. Российский ученый Борис Семенович Якоби.
Пневмодвигатели и гидродвигатели
Работают на заранее запасенной под высоким давлением в баллонах газах и жидкостей. Используются в местах, где применение ДВС и электромоторов невозможно. Например, в шахтах, из-за скопления взрывоопасных газов. Также пневмодвигатели и гидродвигатели широко используются на различных производствах в качестве инструмента и исполнительных механизмов.
