การจำแนกประเภทเครื่องยนต์. ประเภทของเครื่องยนต์ วัตถุประสงค์ อุปกรณ์และหลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

การจำแนกประเภทของเอ็นจิ้นประกอบด้วยอุปกรณ์เหล่านี้กลุ่มใหญ่หลายกลุ่ม เป็นที่น่าสังเกตว่าแต่ละกลุ่มจะแบ่งออกเป็นกลุ่มย่อยหลายกลุ่ม นี่เป็นเหตุผลที่ถูกต้องจากข้อเท็จจริงที่ว่าทุกวันนี้มนุษย์ได้ประดิษฐ์เครื่องยนต์ประเภทต่างๆ จำนวนมาก

วิธีเตรียมส่วนผสม

การจำแนกประเภทเครื่องยนต์สันดาปภายในสามารถทำได้โดยวิธีเตรียมเชื้อเพลิงสำหรับการทำงาน ตัวอย่างเช่น มีการแยกประเภทหลักสองประเภท - เหล่านี้คือการก่อตัวของส่วนผสมภายนอกและการก่อตัวของส่วนผสมภายใน การผสมเป็นกระบวนการที่ได้มาซึ่งเชื้อเพลิงสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์ การก่อตัวของส่วนผสมภายนอกเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นกระบวนการในการเตรียมเชื้อเพลิงสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์นอกขอบเขต กล่าวคือ ในคาร์บูเรเตอร์หรือในเครื่องผสม โดยธรรมชาติแล้ว กลุ่มนี้รวมถึงอุปกรณ์ประเภทดังกล่าวที่ไม่สามารถผลิตส่วนผสมได้ด้วยตัวเอง

การก่อตัวของส่วนผสมภายในหมายถึงกรณีที่กระบวนการผลิตส่วนผสมเกิดขึ้นโดยตรงในกระบอกสูบของเครื่องยนต์

เชื้อเพลิงเหลว

เครื่องยนต์ที่ใช้เชื้อเพลิงเหลวเป็นเครื่องยนต์จรวดชนิดหนึ่ง กล่าวคือ ใช้สำหรับปล่อยจรวด อุปกรณ์ดังกล่าวประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังต่อไปนี้:

• ห้องเผาไหม้แบบมีหัวฉีด. องค์ประกอบเหล่านี้ทำหน้าที่แปลงพลังงานเคมีของเชื้อเพลิงเป็นพลังงานความร้อน หลังจากเสร็จสิ้นกระบวนการนี้ ขั้นตอนต่อไปจะเริ่มขึ้น สาระสำคัญคือการเปลี่ยนแปลงที่ตามมาของพลังงานความร้อนที่มีอยู่แล้วให้เป็นพลังงานจลน์ สิ่งสำคัญที่ควรทราบในที่นี้คือ ห้องเผาไหม้ เช่นเดียวกับหัวฉีดและอุปกรณ์ฉีด ถือเป็นหน่วยที่แยกจากกัน
• ส่วนประกอบต่อไปนี้คือวาล์วควบคุมน้ำมันเชื้อเพลิง เช่นเดียวกับตัวเครื่องยนต์ วัตถุประสงค์ของวาล์วเหล่านี้ตามชื่อคือเพื่อควบคุมการจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง นี่เป็นกระบวนการที่ค่อนข้างสำคัญ เนื่องจากประสิทธิภาพของเครื่องยนต์แบบนี้ขึ้นอยู่กับปริมาณเชื้อเพลิงที่จ่ายไป ขึ้นอยู่กับปริมาณของสารทำงานที่เข้าสู่เครื่องยนต์ แรงขับจะเปลี่ยนไป

อุปกรณ์เชื้อเพลิงเหลว

ในการจำแนกประเภทเครื่องยนต์ที่มีสารเหลวเป็นเชื้อเพลิง จัดเป็นอุปกรณ์จรวด สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าเชื้อเพลิงหลายชนิดสามารถใช้เป็นของเหลวทำงาน ที่นี่จำเป็นต้องเข้าใจว่าการเลือกส่วนผสมสำหรับการสตาร์ทเครื่องจะขึ้นอยู่กับลักษณะ วัตถุประสงค์ กำลัง และระยะเวลาของเครื่องยนต์ด้วย

ข้อกำหนดทั้งหมดที่มักใช้กับอุปกรณ์ประเภทนี้คือการบริโภคต่ำสุดของส่วนผสมการทำงานหรือสิ่งที่เหมือนกันคือแรงขับเฉพาะสูงสุด เมื่อจำเป็นต้องเลือกส่วนผสมสำหรับการทำงานของเครื่องยนต์กับเชื้อเพลิงเหลว ให้คำนึงถึงพารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราการจุดระเบิดและการเผาไหม้ ความหนาแน่น ความผันผวน ความเป็นพิษ ความหนืด และคุณสมบัติที่สำคัญอื่นๆ อีกหลายประการ

หน่วยเชื้อเพลิงแข็ง

การจำแนกประเภทของเครื่องยนต์รวมถึงอุปกรณ์ประเภทอื่น หน่วยเหล่านี้ทำงานโดยใช้เชื้อเพลิงแข็งที่ผิดปกติเล็กน้อย สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตว่าขอบเขตของเครื่องยนต์เหล่านี้ก็เป็นจรวดเช่นกัน ดินปืนกลายเป็นสารหลักที่เป็นเชื้อเพลิงสำหรับอุปกรณ์นี้ ลักษณะเฉพาะของงานคือหน่วยทำงานจนกว่าจะใช้สต็อกจนหมด ดินปืนนั้นถูกวางไว้ในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์โดยตรง อุปกรณ์ดังกล่าวกลายเป็นที่รู้จักในชื่อมอเตอร์จรวดเชื้อเพลิงแข็ง หรือมอเตอร์จรวดเชื้อเพลิงแข็ง

โปรดทราบว่าเครื่องยนต์ประเภทนี้เป็นหนึ่งในเครื่องยนต์ที่เก่าแก่ที่สุด นอกจากนี้ยังเป็นอุปกรณ์ประเภทนี้ที่ค้นพบการใช้งานจริงเป็นรายแรก ข้อเท็จจริงที่สำคัญอีกประการหนึ่งคือก่อนหน้านี้มีการใช้ผงสีดำเป็นเชื้อเพลิง ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีชนิดของส่วนผสมก็เปลี่ยนไปเช่นกัน มนุษย์ประสบความสำเร็จในการประดิษฐ์ดินปืนไร้ควันเพื่อใช้เป็นเชื้อเพลิงจรวด

เครื่องยนต์ไร้น้ำมัน

หนึ่งที่ค่อนข้างน่าสนใจยูนิตคลาสเป็นเครื่องยนต์ที่ไม่ใช้เชื้อเพลิงผสมสำหรับการทำงาน ส่วนใหญ่มักจะใช้อุปกรณ์ประเภทนี้เป็นไดรฟ์แบบหมุน หน่วยนี้ประกอบด้วยชิ้นส่วนต่างๆ เช่น: ดิสก์หรือมู่เล่ซึ่งติดอยู่กับเพลา ส่วนเดียวกันมีแม่เหล็กโรเตอร์ถาวรอย่างน้อยหนึ่งตัว

เงื่อนไขสำคัญคือต้องติดตั้งแม่เหล็กเหล่านี้ เช่น ดิสก์เองหรือมู่เล่ เพื่อไม่ให้มีอะไรมารบกวนการหมุนรอบแกนของมันอย่างอิสระ ส่วนที่สำคัญอีกประการของเครื่องยนต์ที่ปราศจากเชื้อเพลิงคือแม่เหล็กตัวกั้นถาวรทรงกระบอกซึ่งติดตั้งอย่างถาวรบนแกนซึ่งติดตั้งขนานกับจานดิสก์หรือมู่เล่ แม่เหล็กทรงกระบอกถาวรสามารถเคลื่อนที่ไปพร้อมกับแท่งแม่เหล็กไปยังบริเวณที่มีสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่เหล็กโรเตอร์ในช่วงเวลาที่กำหนด

หลักการทำงานของหน่วยปลอดน้ำมัน

หลักการทำงานของอุปกรณ์นี้คือแม่เหล็กทั้งหมดของมันจะถูกหมุนด้วยขั้วเดียวกันเข้าหากัน เนื่องจากขั้วแม่เหล็กที่มีชื่อเดียวกันจะผลักกันเสมอ การเคลื่อนที่ของพวกมันจะทำให้จานหรือมู่เล่หมุนรอบแกนของมัน นอกจากเครื่องยนต์ประเภทนี้แล้ว ยังมีอีกเครื่องยนต์หนึ่งที่คล้ายกับหลักการทำงานกับเครื่องยนต์ไร้น้ำมันมาก

อุปกรณ์นี้เป็นมอเตอร์แม่เหล็กซึ่งมีสเตเตอร์ในรูปของวงแหวนแม่เหล็กถาวร เช่นเดียวกับโรเตอร์ (หรือเรียกอีกอย่างว่าสมอ) องค์ประกอบนี้เป็นแท่งแม่เหล็กถาวรซึ่งวางอยู่ภายในสเตเตอร์ในระนาบเดียว

ข้อเสียของเครื่องยนต์ประเภทนี้คือต้องใช้ไฟฟ้าเพื่อทำงาน มีเป้าหมายหลายประการสำหรับการประดิษฐ์อุปกรณ์ประเภทนี้ จำเป็นต้องได้เครื่องยนต์ที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งจะไม่ปล่อยมลพิษระหว่างการทำงาน และยังทำงานโดยไม่ต้องใช้เชื้อเพลิงใดๆ และไม่ต้องจ่ายพลังงานไฟฟ้าจากแหล่งภายนอก ในขณะเดียวกันก็ไม่ควรสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมหรืออากาศในชั้นบรรยากาศ

เครื่องยนต์อากาศยาน

ก่อนที่จะเริ่มอธิบายประเภทเครื่องยนต์ที่เฉพาะเจาะจง วิธีที่ดีที่สุดคือพิจารณาว่าแบ่งแยกจากอะไร ปัจจุบันกลุ่มนี้แบ่งออกเป็นสองประเภทที่แตกต่างกันโดยพื้นฐาน คุณลักษณะที่แตกต่างเพียงอย่างเดียวของกลุ่มหนึ่งจากอีกกลุ่มหนึ่งคือความสามารถของอุปกรณ์ในการทำงานนอกบรรยากาศ กล่าวอีกนัยหนึ่ง หน่วยประเภทแรกต้องมีบรรยากาศสำหรับการดำเนินงาน ในขณะที่หน่วยที่สองไม่ได้ผูกติดอยู่กับตัวบ่งชี้นี้และสามารถใช้งานได้ภายนอก กลุ่มแรกเรียกว่าบรรยากาศหรืออากาศ กลุ่มที่สองเรียกว่าจรวด

เป็นที่น่าสังเกตว่าอุปกรณ์ประเภทนี้ตามอัตภาพจะเรียกว่าเครื่องยนต์อากาศที่ขับเคลื่อนด้วยใบพัดและเครื่องยนต์เครื่องบินเจ็ท

กลุ่มอุปกรณ์ปฏิกิริยา

อุปกรณ์ประเภทที่สอง ซึ่งก็คือ ปฏิกิริยา รวมไปถึงหน่วยต่างๆ เช่น เครื่องยนต์ turbojet air เครื่องยนต์ ramjet ข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองประเภทนี้คืออุปกรณ์เจ็ทไหลตรงการอัดอากาศเกิดขึ้นเนื่องจากการจ่ายพลังงานกลไปยังเครื่องยนต์ สำหรับการทำงานของเครื่องนี้ จำเป็นต้องสร้างแรงดันสถิตย์ที่เพิ่มขึ้น ผลกระทบนี้ทำได้โดยการเบรกอากาศที่เคลื่อนที่ในช่องอากาศเข้า

เจ็ตสองวงจร

เครื่องยนต์ไอพ่นของเครื่องบินประเภทนี้ - บายพาส turbojet - ถือกำเนิดขึ้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าผู้คนจำเป็นต้องสร้างอุปกรณ์ที่จะมีประสิทธิภาพในการลากจูงเพิ่มขึ้น จำเป็นต้องเพิ่มตัวบ่งชี้นี้ด้วยความเร็วแบบเปรี้ยงปร้างขนาดใหญ่ หลักการทำงานของเครื่องจะประมาณนี้

กระแสลมไหลเข้าสู่เครื่องยนต์แล้วเข้าสู่ช่องลมเข้า โดยแบ่งเป็นหลายส่วน ส่วนหนึ่งผ่านอุปกรณ์แรงดันสูงที่อยู่ในวงจรหลัก ส่วนที่สองของอากาศเข้าไหลผ่านใบพัดลมในวงจรทุติยภูมิ เป็นที่น่าสังเกตว่าหลักการสร้างวงจรหลักในเครื่องยนต์ turbofan นั้นคล้ายกับที่ใช้ในวงจรของ turbofan รุ่นก่อน ดังนั้นจึงทำงานตามนั้น แต่การทำงานของพัดลมที่อยู่ในวงจรที่สองของเครื่องยนต์นั้นคล้ายกับการทำงานของใบพัดแบบหลายใบพัดซึ่งหมุนเป็นช่องวงแหวน

สามารถเพิ่มได้ว่าเครื่องยนต์ turbofan สามารถใช้ที่ความเร็วเหนือเสียงได้ แต่สำหรับสิ่งนี้จำเป็นต้องจัดให้มีระบบการเผาไหม้เชื้อเพลิงในวงจรทุติยภูมิเพื่อเพิ่มแรงฉุดของอุปกรณ์