Un progres global
Motorul
cu abur cu piston, impropriu denumit maşină cu abur, utilizează energia
furnizată de aburul de înaltă presiune. Energia pe care o eliberează
aburul prin detentă poate fi folosită (prin transformare într-o mişcare
de rotaţie) la acţionarea maşinilor.
Aburul de înaltă presiune este admis într-un cilindru în care se
găseşte un piston. Aburul expandează în cilindru şi împinge pistonul,
efectuînd astfel un lucru mecanic. Cînd pistonul ajunge la capătul
cilindrului, respectiv la punctul mort sau de întoarcere, aburul destins
se evacuează, iar aburul proaspăt este admis în partea opusă. Aburul
proaspăt admis acum în compartimentul cilindrului opus celui în care s-a
produs expandarea, acţionează asupra pistonului, deplasîndu-l înapoi
spre punctul de pornire, devenit acum noul punct de întoarcere.
Motorul Diesel
Cum funcţionează motorul diesel
Comprimarea unui gaz conduce la creşterea temperaturii sale, aceasta fiind metoda prin care se aprinde combustibilul în motoarele diesel. Aerul este aspirat în cilindri și este comprimat de către piston până la un raport de 25:1, mai ridicat decât cel al motoarelor cu apindere prin scânteie. Spre sfârșitul cursei de compresie, motorina este pulverizată în camera de ardere prin intermediul unui injector. Motorina se aprinde la contactul cu aerul care a fost încălzit până la o temperatura de circa 700-900°C (1300-1650°F). Arderea combustibilului duce la cresterea temperaturii şi presiunii, punând în mișcare pistonul. Biela transmite forța pistonului către arborele cotit, transformând mișcarea liniară în mișcare de rotație. Aspirarea aerului în cilindri se face prin intermediul supapelor, dispuse la capătul cilindrului. Pentru mărirea puterii, majoritatea motoarelor diesel moderne sunt supraalimentate cu scopul de a mări cantitatea de aer introdusă în cilindri. Folosirea unui răcitor intermediar pentru aerul introdus în cilindri crește densitatea aerului și conduce la un randament mai bun.Atunci când afară este frig, motoarele diesel pornesc mai greu deoarece masa masivă a metalului blocului motor (format din cilindri şi chiulasă) absoarbe căldura produsă prin compresie, împiedicând aprinderea. Unele motoare folosesc dispozitive electrice de încălzire, denumite bujii cu incandescență, ajutând la aprinderea motorinei la pornirea motorului diesel. Alte motoare folosesc rezistenţe electrice dispuse în galeria de admisie, pentru a încălzi aerul. Sunt folosite și rezistențe electrice montate în blocul motor, tot pentru a ușura pornirea și a micșora uzura. Motorina are un grad mare de viscozitate, mai ales la temperature scăzute, ducând la formarea de cristale în combustibil, în special în filtre, împiedicând astfel alimentarea corectă a motorului. Montarea de mici dispozitive electrice care să încălzească motorina, mai ales în zona rezervorului şi a filtrelor a rezolvat această problemă. De asemenea, sistemul de injecţie al multor motoare trimite înapoi în rezervor motorina deja încălzită, care nu a fost injectată, prevenind astfel cristalizarea combustibilului din rezervor. În prezent, folosirea aditivilor moderni a rezolvat şi această problemă.
O componentă vitală a motoarelor diesel este regulatorul de turaţie - mecanic sau electronic, care reglează turaţia motorului prin dozarea corectă a motorinei injectate. Spre deosebire de motoarele cu aprindere prin scânteie (Otto), cantitatea de aer aspirată nu este controlată, fapt ce duce la supraturarea motorului. Regulatoarele mecanice se folosesc de diferite mecanisme în funcţie de sarcină şi viteză. Regulatoarele motoarelor moderne, controlate electronic comandă injecţia şi limiteză turaţia motorului prin intermediul unei unităţi centrale de control care primeşte permenent semnale de la senzori, dozând corect cantitatea de motorină injectată.
Controlul precis al timpilor de injecţie este secretul reducerii consumului şi al emisiilor poluante. Timpii de injecţie sunt măsuraţi în unghiuri de rotaţie ai arborelui cotit înainte de punctul mort superior. De exemplu, dacă unitatea centrală de control iniţiază injecţia cu 10 grade înainte de punctul mort superior, vorbim despre un timp de injecţie de 10 grade. Timpul optim de injecţie este dat de construţia, viteza şi sarcina motorului respectiv.
Avansând momentul injecţiei (injecţia are loc înainte ca pistonul să ajungă la punctul mort superior) arderea este efiecientă, la presiune şi temperatură mare, dar cresc şi emisiile de oxizi de azot. La cealalată extremă, o injecţie întârziată conduce la arderi incomplete şi emisii vizibile de particule de fum.
Motorul electric
| Reprezentare de principiu al motorului. Cînd înfăşurarea rotorului este alimentată, în jurul lui se generează un cîmp magnetic (poziţie relativă a polilor magnetici, de la stânga spre dreapta: N-NS-S). Polul nord al rotorului e respins de polul nord al statorului spre dreapta şi e atras de polul sud al statorului (din dreapta), producând un cuplu mecanic motor care întreţine mişcarea de rotaţie. | Rotorul continuă rotaţia. | Când rotorul este (ajunge) în poziţie orizontală (poziţie relativă a polilor N-SN-S), colectorul electric de comutare al sensului curentului continuu inversează sensul curentului prin înfăşurarea rotorului, inversând polii cîmpului magnetic produs de rotor, se ajunge astfel la poziţia relativă a polilor magnetici "N-NS-S" şi procesul continuă conform figurii (şi explicaţiei de sub figură) din stânga paginii. | Procesul se reia. |
Motorul cu reactie
Henri Marie Coandă (n. 7 iunie 1886 - d. 25 noiembrie 1972) a fost un academician şi inginer român, pionier al aviaţiei, fizician, inventator, inventator al motorului cu reacţie şi descoperitor al efectului care îi poartă numele. A fost fiul generalului Constantin Coandă, prim-ministru al României în 1918.
Motorul atomice
Motorul fluenic este un sistem de propulsie pentru
nave aerospatiale. Desi titlul inventiei contine notiunea de "motor",
aceasta nu are nimic comun cu mecanica motoarelor cu ardere interna sau externa.
Ea apartine exclusiv fizicii electronice.
Locul motorului
fluenic in realitatea tehnica.
Fiecare mediu (stare de agregare a materiei), isi
are un sistem propriu de propulsie, determinat de proprietatile sale fizice
si formeaza transporturile terestre, maritime, aeriene si spatiale. Un sistem
de propulsie are doua parti esentiale:
a)
Forta, sau actiunea, cu rol de mobil.
b)
Drumul, mediul, cu rol de referential, de sprijin si partener de interctiune
al fortei.
Intre aceste doua parti, exista obligatoriu un intermediar,
care face compatibila interactiunea fortei cu drumul – o interfata.
Din acest punct de vedere, diferentierea sistemelor
de propulsie, o face chiar interfata, astfel:
o
Mediul solid, actiune mecanica, interfata
roata
o
Mediul lichid, actiune mecanica, interfata
– jetul de apa
o
Mediul gazos, actiune mecanica, interfata
– jetul de gaze
o
Mediul cosmic, actiune mecanica, interfata
– jetul de gaze
Dar, interfata mediului atmosferuic, nu poate fi
compatibila cu mediul casmic!
Mediul cosmic nu are un sistem propriu de propulsie!
Aici
este locul
motorului fluenic.
Turbina cu gaz
O turbină cu gaze este o turbină termică, care utilizează căderea de entalpie a unui gaz sau a unui amestec de gaze pentru a produce prin intermediul unor palete care se rotesc în jurul unui ax o cantitate de energie mecanică disponibilă la cupla turbinei.[1][2] Turbina cu gaze mai este cunoscută şi sub denumirea de instalaţie de turbină cu gaze (ITG).Din punct de vedere termodinamic o turbină cu gaze funcţionează destul de asemănător cu motorul unui automobil. Aerul din atmosferă este admis într-un compresor cu palete, unde este comprimat, urmează introducerea unui combustibil, aprinderea şi arderea lui într-o cameră de ardere. Gazele de ardere se destind într-o turbină, care extrage din ele lucrul mecanic, iar apoi sunt evacuate în atmosferă. Procesul este continuu, iar piesele execută doar mişcări de rotaţie, ceea ce pentru o putere dată conduce la o masă totală a instalaţiei mai mică. Ca urmare, turbinele cu gaze s-au dezvoltat în special ca motoare de aviaţie, însă îşi găsesc aplicaţii în multe alte domenii, unul dintre cele mai moderne fiind termocentralele cu cicluri combinate abur-gaz.
Motoare de rachete
F-1 este un motor de rachetă dezvoltat de Rocketdyne şi utilizat la racheta Saturn V. Cinci motoare F-1 au fost folosite în prima etapă S-IC la fiecare rachetă Saturn V, rachetă care a servit ca vehiculul de lansare principal în cadrul programului Apollo. F-1 este în continuare cel mai puternic motor unicameral de rachetă cu combustibil lichid[1]. RD-170 are tracţiune mai uşoară, folosind un grup de patru camere de ardere mai mici şi duze[2].
