Двигатели

 

Двигатели вырабатывают энергию для движения автомобилей и других транспортных средств. Двигатели представляют собой механизмы, сжигающие топливо и превращающие его энергию в движение. Мощность самого большого реактивного двигателя равна мощности 500 автомобильных двигателей. Мощность паровых турбин на крупных электростанциях эквивалентна мощности 5000 автомобильных двигателей. Но наибольшей мощностью обладают ракеты, которые выводят на орбиту космические корабли. Их мощность эквивалентна мощности 500 тыс. крупных автомобильных двигателей, и достигается она всего на несколько минут. Каждый двигатель автомобиля «Формулы-1» имеет 10 цилиндров, расположенных двумя рядами по 5. Сверхлегкие материалы и специальное топливо помогает этим двигателям развивать куда большую мощность, чем обычные двигатели такого же размера. Для полета из Лондона в Гонконг аэробус «Боинг-747» с четырьмя двигателями расходует столько топлива, что им можно было бы заполнить баки 3500 автомобилей. Такое количество топлива позволило бы одной машине преодолеть 2 млн км.

Первыми двигателями, получившими широкое применение, стали паровые двигатели, работавшие на угле. До начала XX в. паровые двигатели работали на поездах, кораблях и в производственных цехах. За последние 100 лет они практически полностью вытеснены двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине и дизельном топливе. На большинстве авиалайнеров и военных самолетов установлены реактивные двигатели на керосине. На многих станках и некоторых транспортных средствах, особенно поездах, сегодня стоят электродвигатели. Принцип их действия основан на непосредственном преобразовании электрической энергии в поступательное движение вагона.

Паровые машины:

Первая реально работавшая паровая машина была построена в 1705 г. Томасом Ньюкоменом. Она откачивала воду из глубокого рудника. Машина Ньюкомена была малоэффективной, и в 1765 г. Джеймс Уатт усовершенствовал ее. А первый паровой железнодорожный локомотив построил в 1803 г. Ричард Тревитик.

В паровом двигателе тепло от сгорания топлива (обычно — угля) нагревает воду, создавая пар. Пар давит на поршень, заставляя его двигаться. Поршень может вращать колесо, а колесо способно двигать локомотив или вращать насос. И в наши дни на многих ТЭЦ и некоторых кораблях работают современные паровые двигатели — паровые турбины. Турбина состоит из вентилятора со многими рядами лопастей. Когда пар под высоким давлением попадает на лопасти турбины, она вращается с огромной скоростью.

Бензиновые и дизельные двигатели:

На автомобилях, мотоциклах, грузовиках и автобусах работают двигатели внутреннего сгорания. Для большинства из них топливом служит бензин или дизельное масло. В двигателях этого типа топливо впрыскивается в цилиндр. Сила расширения толкает поршень в цилиндре. Движение поршня через коленчатый вал передается на тяжелый маховик (маховик обеспечивает равномерное вращение коленчатого вала). А вращение коленчатого вала приводит в действие колеса автомобиля. На большинстве грузовиков и автобусов, а также на некоторых легковых автомобилях работают четырехцилиндровые дизельные двигатели. Воздух, поступающий в двигатель, сжимается и при этом нагревается. Дизельное топливо впрыскивается прямо в цилиндр. Смешиваясь с горячим воздухом, оно воспламеняется, поэтому дизелю не нужны свечи зажигания. Дизельные двигатели менее мощные и более дорогие, чем двигатели на бензине, но они потребляют меньше топлива и служат значительно дольше.

Реактивные двигатели:

Реактивные двигатели обладают огромной мощностью и используются в основном на самолетах. В них меньше движущихся элементов, чем в двигателях внутреннего сгорания, и техобслуживание их проще. Первый реактивный двигатель был сконструирован в 1937 г. Фрэнком Уиттли. В базовом реактивном (турбореактивном) двигателе воздух всасывается на входе, сжимается и подается в камеру сгорания. Здесь впрыскивается топливо и происходит сгорание. На выходе из камеры образуются очень горячие газы. Вырываясь из двигателя, они толкают самолет вперед. Кроме того, они вращают турбину, приводящую в действие компрессор, который всасывает воздух в двигатель. Турбовентиляторные двигатели создают меньше шума, чем реактивные, и потребляют меньше топлива. На большинстве крупных авиалайнеров используются турбовентиляторные двигатели. В турбовинтовых двигателях горячие газы применяются для работы пропеллера. Такие двигатели часто устанавливаются на вертолетах.

Ракетные двигатели:

Во всех перечисленных двигателях сжигается смесь топлива и воздуха. Кислород, содержащийся в воздухе, необходим для горения: без него топливо просто не воспламенится. Ракетным же двигателям воздух не нужен, так как на борту ракеты имеется запас кислорода. Это означает, что они способны работать в космосе.

Простейшая ракета для фейерверков — это трубка, наполненная порохом и открытая с одного конца. Один из компонентов пороха содержит кислород, поэтому ракете воздух не требуется. При воспламенении пороха горячие газы вырываются из трубки, направляя ракету в небо. На некоторых космических кораблях используется твердое топливо, аналогичное пороху в петарде. Другие ракеты летают с помощью двух типов топлива — жидкого водорода и жидкого кислорода. Водород и кислород впрыскиваются в камеру сгорания, где смешиваются и сгорают.

• Нефть
• Паровой молот
• Стекло
• Плотины
• Техника и технологии

Понравилась статья? Расскажи друзьям!

< Предыдущая		Следующая >