Klasifikácia motorov. Druhy motorov, ich účel, zariadenie a princíp činnosti

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Klasifikácia motorov zahŕňa niekoľko veľkých skupín týchto zariadení. Stojí za zmienku, že každá jednotlivá skupina je zase rozdelená na niekoľko menších. Je to odôvodnené skutočnosťou, že dnes človek vynašiel obrovské množstvo rôznych druhov motorov.

Spôsob prípravy zmesi

Klasifikácia spaľovacích motorov sa môže vykonávať aj podľa spôsobu prípravy paliva na ich prevádzku. Napríklad sa rozlišujú dva hlavné typy - tieto sú s vonkajšou tvorbou zmesi a s vnútornou tvorbou zmesi. Miešanie je proces, ktorým sa získava palivo pre chod motora. Vonkajšou tvorbou zmesi sa rozumie proces prípravy paliva na prevádzku motora mimo jeho limitov, to znamená v karburátore alebo v mixéri. Prirodzene, táto skupina zahŕňa tie typy týchto zariadení, ktoré nie sú schopné samy o sebe produkovať zmes.

Vnútorná tvorba zmesi označuje prípad, keď proces výroby zmesi prebieha priamo v samotnom valci motora.

Kvapalné palivá

Motory na kvapalné palivo sú typom raketových motorov, to znamená, že sa používajú na odpaľovanie rakiet. Takéto zariadenie sa skladá z nasledujúcich častí:

• Spaľovacia komora s tryskou. Tieto prvky slúžia na premenu chemickej energie paliva na tepelnú energiu. Po ukončení tohto procesu začína ďalší, ktorého podstatou je následná premena už existujúcej tepelnej energie na kinetickú energiu. Tu je dôležité poznamenať, že spaľovacia komora, ako aj dýza a vstrekovacie zariadenie sa považujú za samostatnú jednotku.
• Nasledujúcimi prvkami sú palivové riadiace ventily, ako aj samotný motor. Účelom týchto ventilov, ako už názov napovedá, je regulovať prívod paliva. Ide o pomerne dôležitý proces, pretože výkon motora, ako je tento, závisí od množstva dodaného paliva. V závislosti od množstva pracovnej látky vstupujúcej do motora sa bude meniť jeho ťah.

Zariadenia na kvapalné palivo

V klasifikácii motorov s kvapalnou látkou ako palivom sú klasifikované ako raketové zariadenia. Je dôležité poznamenať, že ako pracovná kvapalina sa môže použiť množstvo palív. Tu je potrebné pochopiť, že výber zmesi na spustenie jednotky bude závisieť od charakteristík, účelu, výkonu a tiež od trvania samotného motora.

Medzi všetky požiadavky, ktoré sa najčastejšie vzťahujú na túto konkrétnu triedu zariadení, patrianajnižšiu spotrebu pracovnej zmesi, alebo, čo je rovnaké, maximálny špecifický ťah. Keď je potrebné zvoliť zmes pre chod motora na kvapalné palivo, venujte pozornosť takým parametrom, ako sú: rýchlosť vznietenia a horenia, hustota, prchavosť, toxicita, viskozita a niekoľko ďalších dôležitých charakteristík.

Jednotka na tuhé palivo

Klasifikácia motorov zahŕňa iný typ zariadenia. Tieto jednotky pracujú na trochu nezvyčajnom, tuhom palive. Tu je dôležité poznamenať, že rozsah týchto motorov je tiež raketový. Pušný prach sa stal hlavnou látkou, ktorá je palivom pre toto zariadenie. Zvláštnosťou práce je, že jednotka pracuje, kým nespotrebuje celú zásobu do konca. Samotný pušný prach sa umiestňuje priamo do spaľovacej komory motora. Takéto zariadenia sa stali známymi ako raketové motory na tuhé palivo alebo raketové motory na tuhé palivo.

Tu je dôležité poznamenať, že táto konkrétna trieda motorov je jednou z najstarších. Navyše, práve tento typ zariadenia ako prvý našiel svoje praktické uplatnenie. Ďalším dôležitým faktom je, že čierny prach sa predtým používal ako palivo. S vývojom techniky sa menil aj typ zmesi. Ľuďom sa podarilo vynájsť bezdymový pušný prach na použitie ako raketové palivo.

Bezpalivový motor

Jedna z dosť zaujímavýchjednotkových tried je motor, ktorý na svoju činnosť nepoužíva žiadnu palivovú zmes. Najčastejšie sa tieto typy zariadení používajú ako rotačné pohony. Táto jednotka sa skladá z takých častí ako: disk alebo zotrvačník, ktorý je upevnený na náprave. Rovnaká časť má jeden alebo viacero permanentných magnetov rotora.

Dôležitou podmienkou je, že tieto magnety, rovnako ako samotný disk alebo zotrvačník, musia byť nainštalované tak, aby nič nebránilo ich voľnému otáčaniu okolo svojej osi. Ďalšou dôležitou súčasťou bezpalivového motora je valcový permanentný dorazový magnet, ktorý je pevne namontovaný na tyči namontovanej rovnobežne s kotúčom alebo zotrvačníkom. Permanentný valcový magnet sa môže pohybovať spolu s tyčou do oblasti, kde sa v danom čase nachádza magnetické pole vytvorené magnetmi rotora.

Princíp činnosti jednotky bez paliva

Princíp činnosti tohto zariadenia spočíva v tom, že všetky jeho magnety sú otočené rovnakými pólmi k sebe. Keďže magnetické póly s rovnakým názvom sa budú vždy navzájom odpudzovať, ich pohyb spôsobí otáčanie disku alebo zotrvačníka okolo svojej osi. Okrem tohto typu motora existuje ešte jeden, ktorý je svojim princípom činnosti veľmi podobný bezpalivovému motoru.

Toto zariadenie bol magnetický motor, ktorý má stator vo forme permanentného magnetického krúžku, ako aj rotor (alebo sa nazýva aj kotva). Tento prvok je tyčový permanentný magnet, ktorý je umiestnený vo vnútri statora v jednej rovine.

Nevýhodou týchto typov motorov je, že na výkon svojej práce potrebujú prísun elektriny. Pre vynález tohto typu zariadenia bolo stanovených niekoľko cieľov. Bolo potrebné dosiahnuť ekologický typ motora, ktorý by počas prevádzky nemal škodlivé emisie a zároveň pracoval bez spotreby akéhokoľvek druhu paliva a bez dodávky elektrickej energie z externých zdrojov. Zároveň by tiež nemal znečisťovať životné prostredie alebo atmosférický vzduch.

Letecké motory

Skôr ako začnete popisovať konkrétnu triedu motorov, je najlepšie zistiť, na akom základe sú rozdelené. V súčasnosti je táto skupina rozdelená do dvoch zásadne odlišných typov. Jediným rozlišovacím znakom jednej skupiny od druhej bola schopnosť zariadenia fungovať mimo atmosféry. Inými slovami, prvá kategória blokov vyžaduje na svoju činnosť prítomnosť atmosféry, zatiaľ čo druhá nie je viazaná na tento indikátor a je možné ju prevádzkovať aj mimo neho. Prvá skupina sa nazývala atmosférická alebo vzduchová, zatiaľ čo druhá sa nazývala raketa.

Za zmienku stojí, že tieto typy zariadení sa bežne označujú ako vzduchové motory poháňané vrtuľou a prúdové motory lietadiel.

Reaktívna skupina zariadení

Do druhej kategórie zariadení, teda reaktívnych, patria jednotky ako: prúdové vzduchové motory, náporové motory. Hlavným rozdielom medzi týmito dvoma typmi zariadení je toprúdové zariadenia s priamym prúdením, dochádza ku kompresii vzduchu v dôsledku dodávky mechanickej energie do motorového traktu. Pre prevádzku tejto jednotky je potrebné vytvoriť zvýšený statický tlak. Tento efekt sa dosiahne brzdením vzduchu pohybujúceho sa vo vstupe nasávania vzduchu.

Dvojokruhové trysky

Rúdový motor tohto typu lietadla - obtokový prúdový motor - sa zrodil vďaka tomu, že ľudia potrebovali vytvoriť zariadenie, ktoré by malo zvýšenú trakčnú účinnosť. Bolo potrebné dosiahnuť zvýšenie tohto ukazovateľa pri obrovských podzvukových rýchlostiach. Princíp fungovania tohto zariadenia vyzerá asi takto.

Prúd vzduchu prúdi do motora, potom vstupuje do nasávania vzduchu, kde je rozdelený na niekoľko častí. Jedna časť prechádza cez vysokotlakové zariadenie umiestnené v primárnom okruhu. Druhá časť nasávaného vzduchu prechádza cez lopatky ventilátora v sekundárnom okruhu. Tu je potrebné poznamenať, že princíp konštrukcie primárneho okruhu v turboventilátorovom motore je podobný ako v okruhu jeho predchodcu, turboventilátora, a preto podľa toho funguje. Činnosť ventilátora umiestneného v druhom okruhu motora je však podobná, ako funguje viaclistová vrtuľa, ktorá sa otáča v prstencovom kanáli.

Možno dodať, že turboventilátorový motor je možné použiť aj pri nadzvukových rýchlostiach, ale na to je potrebné zabezpečiť prítomnosť systému spaľovania paliva v jeho sekundárnom okruhu,na zvýšenie trakcie zariadenia.