Вакуумды қозғалтқыш - Vacuum engine

Вакуумды қозғалтқыштың анимациясы
Жалын жалататын қозғалтқыштың суреті

A вакуумды қозғалтқыш (деп те аталады жалын-қозғалтқыш, жалын-қозғалтқыш, жалын-биші) өзінің күшін шығарады ауа қысымы поршеньнің бір жағына қарсы, ол а ішінара вакуум оның екінші жағында. Шығудың басында цилиндрдің басындағы клапан ашылып, жанып жатқан газ бен ауаның зарядын қабылдайды, ол клапанның жабылуымен ұсталып, кеңейеді. Инсульттің соңына қарай заряд цилиндрдің сумен немесе ауамен салқындатылған бөлігіне тиіп, салқындатылады, бұл қысымның кенеттен төмендеуіне әкеледі, ол поршеньді соруға жеткілікті - иінді бағытта ашық - кері қайтады. инсульт. Клапан поршень жанып кеткен газдарды сыртқа шығару үшін келесі ағын басталғанға дейін уақытында қайтадан ашылады.

Тарих

Негізгі мақала: Іштен жанатын қозғалтқыштың тарихы

Кейбіреулер ерте газ қозғалтқыштары «вакуум» немесе «атмосфералық» принципі бойынша ұқсас жұмыс істеді Бу машинасы. Газ бен ауаның қоспасы цилиндрге тартылып, тұтанды; қоспасы кеңейіп, оның бір бөлігі шығатын клапаннан шығып кетті; содан кейін клапан жабылды, қоспасы салқындады және жиырылды, атмосфералық қысым поршенді итеріп жіберді. Мұндай қозғалтқыштар өте тиімсіз болды және оларды қозғалтқыштар ауыстырды Отто циклі.

Вакуумды қозғалтқыш

Вакуумдық қозғалтқышта ішінара вакуум сыртқы сорғы арқылы жасалады. Бұл қозғалтқыштар әдетте қуат беру үшін пайдаланылды теміржол бұрылмалары ішінде Ұлыбритания, құрған вакуумды пайдаланып паровоз Келіңіздер вакуумдық тежегіш эжектор. Жұмыс принципі бу қозғалтқышына ұқсас - екі жағдайда да қысым қысымның айырмашылығынан алынады.[мен]

Шағын вакуумды қозғалтқыштар да жұмыс істеді шыны тазалағыштар жылы автомобильдер. Бұл жағдайда қозғалтқыштар қуаттандырылды көпжақты вакуум. Бұл келісім өте қанағаттанарлық болған жоқ, өйткені, егер дроссель ашық болған, сүрткіштер баяулайды немесе тоқтап қалады. Қазіргі заманғы автомобильдерде электрмен жұмыс істейтін тазартқыштар қолданылады. Қазіргі заманғы автомобильдерде вакуумдық қозғалтқыш әлі күнге дейін қолданылады, дегенмен вакуумдық серво. Тежегіштер гидравликалық жүйемен басқарылады, бірақ олар драйвер беретін күшті күшейту үшін ‘вакуумдық қозғалтқышты’ қолданады. Шағын вакуумды қозғалтқыштар 1960 жылдардың соңынан бастап басқару үшін де қолданылды сервомеханизмдер есік құлыптары сияқты,[ii] қыздырғышты басқару[iii] немесе жылжымалы капот желдеткіш қақпақшалары.[iv]

Сіз әлемдік вакуумды «вакуумдық қозғалтқыштың» арқасында пайда болды деп айта аласыз, өйткені барлық ерте бу қозғалтқыштары, әсіресе пилоттық Boulton және Watt қозғалтқыштары атмосфералық қысыммен жұмыс істеді. Сіз маховикті, қарапайым сантехникалық бөлшектерді және тағы бірнеше қарапайым компоненттерді пайдалана отырып, демонстрациялық вакуумдық қозғалтқыш жасай аласыз, бұл сілтемеде Нил Доуни көрсеткендей.

Вакуумдық жүйені электр қуатын беру үшін пайдалануға болады, дегенмен вакуумдық қозғалтқышқа берілетін максималды қуат әдеттегі пневматикадан аз. Вакуумдық қуат беру жүйесінің жұмысына оңтайлы қысым бар, шамамен 0,4 бар (8 псиг), бұл Дауни көрсеткендей. Пневматикадан гөрі тиімділігі төмен болғанымен, оны керемет өңдеуге болады. Мысалы, вакуумдағы 22 мм (7/8 «) құбыр 8 бардағы (100 psig) 6 мм (1/4») құбыр сияқты, 0,4 барға (8 псиг) көп қуат бере алады. Жүйе жеткілікті тиімді, сондықтан Boulton және Watt өз зауыттарында вакуумды электр беруді қолданды. Олар зауыттағы вакуумды магистральды «рух құбыры» деп атады. [1][2]

Идеал термодинамикалық процесс

Идеалдан айырмашылығы Отто циклі қозғалтқыш, вакуумды қозғалтқыш жанармай жағатын тұрақты жылу көзіне сүйенеді. Жоғарыда айтылғандай, клапан поршенді камераға жылу алуға мүмкіндік береді. Немесе Qin жылуын бағалау бақыланатын көлем кеңістігінде тұрақты болады идеалды газ теңдеуі PV = nRT поршеньдік камераның қысымының жоғарылауын білдіреді. Клапан жабылғаннан кейін поршень төмен бағытталған инсульт кезінде адиабаталық процеске ұшырайды. Поршень өз соққысының түбіне жеткеннен кейін, камера қоршаған ауамен немесе сумен салқындатылады, ал пайда болған Qout поршеньдегі қысымды төмендетуге мәжбүр етеді. Содан кейін жүйе камерадағы газдың тағы бір адиабаталық сығылуынан өтеді, содан кейін цилиндр соққысының жоғарғы жағындағы клапан босатады, сонымен бірге камераға жаңа қызған газдың түсуіне мүмкіндік береді.

Осы қозғалтқыштың дамуы кезінде кездескен маңызды мәселелердің бірі - бұл модельдің тиімділігі нақты қосымшаларда өте нашар болды. Жылу көзі белгілі бір аймаққа кірмейтіндіктен, қозғалтқышты қуаттандыру үшін әлеуетті отынның аз ғана бөлігі жұмсалады. Себебі Қозғалтқыштың тиімділігі жасалған жұмыс көлемі мен тұтынылатын отындағы потенциалды энергия арасындағы тәуелділікпен анықталады, вакуумдық қозғалтқышта қозғалтқышты қуаттандыру үшін жанып жатқан отынның аз ғана бөлігі пайдаланылатындығын көруге болады. Қалған отын энергиясы қоршаған атмосфераға кетеді.

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ Қозғалтқыш бу қозғалтқышына ұқсас, бірдей емес, өйткені бу қозғалтқыштары құрамында ыстық бу жұмыс істейді энтальпия жылу түрінде.
  2. ^ Mercedes-Benz
  3. ^ Lancia Beta Montecarlo
  4. ^ Dodge зарядтағыш


  1. ^ Downie, Neil A., Disk зеңбіректері, слимемобилдер және сенбідегі ғылымға арналған 32 басқа жоба, Балтимор, Джон Хопкинс университетінің баспасы (2006).
  2. ^ Улыбка, Сэмюэль, Инженерлер өмірі, Бу қозғалтқышы, Боултон және Уотт, Лондон, Джон Мюррей (1878).

Сыртқы сілтемелер