Classificazione dei motori. Tipi di motori, loro scopo, dispositivo e principio di funzionamento

2024 Autore: Howard Calhoun | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-17 10:31

La classificazione dei motori include diversi grandi gruppi di questi dispositivi. Vale la pena notare che ogni singolo gruppo, a sua volta, è diviso in diversi gruppi più piccoli. Ciò è giustificato dal fatto che oggi un numero enorme di diversi tipi di motori sono stati inventati dall'uomo.

Metodo di preparazione della miscela

La classificazione dei motori a combustione interna può essere effettuata anche dal modo in cui il carburante è stato preparato per il loro funzionamento. Ad esempio, si distinguono due tipi principali: questi sono con formazione di miscela esterna e con formazione di miscela interna. La miscelazione è il processo mediante il quale si ottiene il carburante per il funzionamento del motore. Per formazione esterna della miscela si intende il processo di preparazione del carburante per il funzionamento del motore al di fuori dei suoi limiti, cioè in un carburatore o in un miscelatore. Naturalmente, questo gruppo include quei tipi di questi dispositivi che non sono in grado di produrre una miscela da soli.

La formazione interna della miscela si riferisce al caso in cui il processo di produzione della miscela avviene direttamente nel cilindro del motore stesso.

Combustibili liquidi

I motori alimentati a liquido sono un tipo di motori a razzo, ovvero vengono utilizzati per lanciare razzi. Tale dispositivo è composto dalle seguenti parti:

• Camera di combustione con ugello. Questi elementi servono a convertire l'energia chimica del combustibile in energia termica. Dopo il completamento di questo processo, inizia il successivo, la cui essenza è la successiva trasformazione dell'energia termica già esistente in energia cinetica. È importante notare qui che la camera di combustione, così come l'ugello e il dispositivo di iniezione, sono considerati un'unità separata.
• I seguenti elementi sono le valvole di controllo del carburante, così come il motore stesso. Lo scopo di queste valvole, come suggerisce il nome, è quello di regolare l'alimentazione del carburante. Questo è un processo piuttosto importante, poiché le prestazioni di un motore come questo dipendono dalla quantità di carburante fornita. A seconda della quantità di sostanza attiva che entra nel motore, la sua spinta cambierà.

Dispositivi a combustibile liquido

Nella classificazione dei motori con una sostanza liquida come carburante, sono classificati come dispositivi a razzo. È importante notare che una varietà di combustibili può essere utilizzata come fluido di lavoro. Qui è necessario capire che la scelta della miscela per l'avviamento dell'unità dipenderà dalle caratteristiche, dallo scopo, dalla potenza e anche dalla durata del motore stesso.

Tra tutti i requisiti che si applicano più spesso a questa particolare classe di dispositivi ci sonoil minor consumo della miscela di lavoro o, a parità di, la massima spinta specifica. Quando diventa necessario scegliere una miscela per far funzionare un motore a combustibile liquido, prestare attenzione a parametri quali: accensione e velocità di combustione, densità, volatilità, tossicità, viscosità e molte altre importanti caratteristiche.

Unità a combustibile solido

La classificazione dei motori include un altro tipo di dispositivo. Queste unità funzionano con un combustibile solido leggermente insolito. È importante notare qui che anche la portata di questi motori è razzo. La polvere da sparo è diventata la sostanza principale che è il carburante per questo dispositivo. La particolarità dell'opera è che l'unità lavora fino ad esaurire l'intero stock fino alla fine. La stessa polvere da sparo viene immessa direttamente nella camera di combustione del motore. Tali dispositivi divennero noti come motori a razzo a propellente solido o motori a razzo a propellente solido.

È importante notare qui che questa particolare classe di motori è una delle più antiche. Inoltre, questo tipo di dispositivo è stato il primo a trovare la sua applicazione pratica. Un altro fatto importante è che la polvere nera era precedentemente usata come combustibile. Con lo sviluppo della tecnologia è cambiato anche il tipo di miscela. Gli esseri umani sono riusciti a inventare polvere da sparo senza fumo da utilizzare come carburante per razzi.

Motore senza carburante

Uno dei piuttosto interessanticlassi di unità è un motore che non utilizza alcuna miscela di carburante per il suo funzionamento. Molto spesso, questi tipi di dispositivi vengono utilizzati come unità di rotazione. Questa unità è composta da parti come: un disco o un volano, che è fissato sull'asse. La stessa parte ha uno o più magneti a rotore permanente.

Una condizione importante è che questi magneti, come il disco stesso o il volano, devono essere installati in modo che nulla interferisca con la loro libera rotazione attorno al proprio asse. Un' altra parte importante di un motore senza carburante è un magnete di arresto permanente cilindrico, che è montato in modo fisso su un'asta montata parallelamente al disco o al volano. Un magnete cilindrico permanente può spostarsi insieme all'asta nell'area in cui in un dato momento c'è un campo magnetico creato dai magneti del rotore.

Il principio di funzionamento di un'unità senza carburante

Il principio di funzionamento di questo dispositivo sta nel fatto che tutti i suoi magneti sono rivolti con gli stessi poli l'uno verso l' altro. Poiché i poli magnetici con lo stesso nome si respingono sempre l'un l' altro, il loro movimento farà ruotare il disco o il volano attorno al proprio asse. Oltre a questo tipo di motore, ce n'è un altro che è molto simile nel suo principio di funzionamento a un motore senza carburante.

Questo dispositivo era un motore magnetico, che ha uno statore a forma di anello magnetico permanente, oltre a un rotore (o è anche chiamato ancora). Questo elemento è una barra a magnete permanente, posizionata all'interno dello statore su un piano.

Lo svantaggio di questi tipi di motori è che hanno bisogno di una fornitura di elettricità per svolgere il loro lavoro. Diversi obiettivi sono stati fissati per l'invenzione di questo tipo di dispositivo. Era necessario realizzare un tipo di motore rispettoso dell'ambiente che non avesse emissioni nocive durante il suo funzionamento, e funzionasse anche senza consumare alcun tipo di carburante e senza fornire energia elettrica da fonti esterne. Allo stesso tempo, non avrebbe dovuto inquinare l'ambiente o l'aria atmosferica.

Motori aeronautici

Prima di iniziare a descrivere una specifica classe di motori, è meglio capire su che base sono divisi. Attualmente, questo gruppo è classificato in due tipi fondamentalmente diversi. L'unica caratteristica distintiva di un gruppo da un altro era la capacità del dispositivo di operare al di fuori dell'atmosfera. In altre parole, la prima categoria di unità richiede la presenza di un'atmosfera per il suo funzionamento, mentre la seconda non è legata a questo indicatore e può essere azionata al di fuori di esso. Il primo gruppo è stato chiamato atmosferico o aereo, mentre il secondo è chiamato razzo.

Vale la pena notare che convenzionalmente questi tipi di dispositivi sono indicati come motori ad aria a elica e motori a reazione per aerei.

Gruppo di dispositivi reattivi

La seconda categoria di dispositivi, cioè reattivi, include unità come: motori ad aria turbojet, motori a reazione ramjet. La principale differenza tra questi due tipi di dispositivi è chedispositivi a getto diretto, la compressione dell'aria si verifica a causa della fornitura di energia meccanica al tratto motore. Per il funzionamento di questa unità, è necessario creare una maggiore pressione statica. Questo effetto si ottiene frenando il movimento dell'aria nella presa d'aria.

Jet a doppio circuito

Il motore a reazione di questo tipo di velivolo - un turbojet bypass - è nato dal fatto che le persone avevano bisogno di creare un dispositivo che avesse una maggiore efficienza di trazione. Era necessario ottenere un aumento di questo indicatore a enormi velocità subsoniche. Il principio di funzionamento di questo dispositivo è simile a questo.

Il flusso d'aria scorre nel motore, quindi entra nella presa d'aria, dove è diviso in più parti. Una parte passa attraverso il dispositivo di alta pressione situato nel circuito primario. La seconda parte dell'aria aspirata passa attraverso le pale del ventilatore nel circuito secondario. Vale la pena notare qui che il principio di costruzione del circuito primario nel motore turbofan è simile a quello utilizzato nel circuito del suo predecessore, il turbofan, e quindi funziona di conseguenza. Ma l'azione della ventola situata nel secondo circuito del motore è simile al funzionamento di un'elica multipala, che ruota in un canale anulare.

Si può aggiungere che il motore turbofan può essere utilizzato anche a velocità supersoniche, ma per questo è necessario prevedere la presenza di un sistema di combustione del carburante nel suo circuito secondario,per aumentare la trazione del dispositivo.