Теплові двигуни. Види теплових двигунів

Тепловий двигун - це апарат, який здійснює роботу за рахунок використання енергії палива. Машина, що працює на такому двигуні, перетворює теплову енергію в механічну і застосовує залежність розширення речовини від значення температури.

Перша теплова машина з'явилася в Римській імперії. Це була турбіна зовнішнього згоряння, що працює на пару. Але через низький розвитку техніки це винахід не отримало розвитку. На прогрес воно ніяк не вплинуло і незабаром було забуте. Пізніше в Китаї з'явилося порохове знаряддя і порохова ракета. Це було порівняно простий пристрій. З точки зору механіки порохова ракета не була тепловим двигуном, а з точки зору фізики була теплової машиною. Уже в 17 столітті вчені намагалися винайти на основі порохового знаряддя тепловий двигун.

Види теплових двигунів

Теплові двигуни зовнішнього згоряння:

1. Двигун Стірлінга - це тепловий апарат, в якому газоподібне або рідке робоче тіло здійснює рухи в замкнутому просторі. Це пристрій заснований на періодичному охолодженні і нагріванні робочого тіла. При цьому витягується енергія, яка виникає при зміні обсягу робочого тіла. Двигун Стірлінга може працювати від будь-якого джерела тепла.

2. Парові машини. Головний їх плюс - це простота і відмінні тягові якості, на які не впливає швидкість роботи. При цьому можна обходитися без редуктора. Цим парова машина відрізняється в кращу сторону від двигуна внутрішнього згоряння, що видає на малих обертах недостатня кількість потужності. З цієї причини парову машину зручно використовувати в якості тягового двигуна. Недоліки: низький ККД, невисока швидкість, постійний витрата води і палива, велику вагу. Раніше парові машини були єдиним двигуном. Але вони вимагали багато палива і замерзали взимку. Потім їх поступово витіснили електродвигуни, ДВС, парові турбіни і газові, які мають компактність, більш високим ККД, універсальністю й ефективністю.

Теплові двигуни внутрішнього згоряння:

1. ДВС (розшифровується як двигун внутрішнього згоряння) - це двигун, в процесі роботи якого, частина згорає палива перетворюється на механічну енергію. Поршневі ДВЗ розрізняються по виду палива (газові та рідинні), по робочому циклу (двох- і чотиритактні), за способом приготування робочої суміші (карбюраторні, дизелі), за типом перетворення енергії (турбінні, комбіновані, поршневі і реактивні). Перший ДВС був придуманий і створений Е. Ленуаром в 1860 році. Робочий цикл складається з чотирьох тактів, з цієї причини цей двигун ще називають чотиритактним. В даний час такий двигун найчастіше зустрічається на автомобілях.

2. Роторний ДВС. Як приклад можна навести електричну теплову станцію, що працює в базовому та піковому режимах. Цей вид двигуна відносно простий і може бути створений у будь-яких розмірах. Замість поршнів використовується ротор, що обертається в спеціальній камері. У ній розташовані впускні отвори і випускні, а також свічка запалювання. При такому типі конструкції чотиритактний цикл здійснюється без механізму газорозподілу. У роторному ДВС можна використовувати дешеве паливо. Також він практично не створює вібрацій, дешевше і надійніше у виробництві, ніж поршневі теплові двигуни.

3. Ракетні і реактивні теплові двигуни. Суть цих пристроїв полягає в тому, щоб тяга створювалася не за допомогою гвинта, а за допомогою віддачі вихлопних газів двигуна. Можуть створювати тягу в просторі без повітря. Бувають твердопаливні, гібридні і рідинні).

І останній підвид - це турбогвинтові теплові двигуни. Створення енергії відбувається за рахунок гвинта і за рахунок віддачі газів вихлопних.