Visninger
 |
En motor er en maskine konstrueret til at omdanne energi til nyttige mekanisk bevægelse. I almindelig brug, en motor forbrændinger eller på anden måde bruger brændstof Og er differentieret fra en elektrisk maskine (dvs. elmotor), Som hidrører magt uden at ændre sammensætningen af sagen.[1] En motor kan også tjene som en "primus motor,", En komponent, der forvandler strømmen eller ændringer i tryk på en væske i mekanisk energi.[2] En bil powered by en forbrændingsmotor kan gøre brug af forskellige motorer og pumper, men i sidste ende alle disse anordninger får deres strøm fra motoren. Udtrykket "motor" blev oprindeligt brugt til at skelne den nye forbrændingsmotor-Drevne køretøjer fra tidligere eldrevne køretøjer dampmaskiner, Såsom damp rullelejer og motor rulle, Men kan bruges til at henvise til nogen motor.
Indholdsfortegnelse |
Brug af udtrykket "motor"
Oprindeligt en motor var en mekanisk anordning, som omdannede kraft i bevægelse. Militære enheder såsom katapulter, trebuchets og battering væddere er benævnt belejringsmaskiner. Udtrykket "gin", som i bomuld gin er anerkendt som en kort form af Gamle franske Ordet engin, Til gengæld fra Latin ingenium, I forbindelse med genial. De fleste, der anvendes i industriel revolution blev omtalt som motorer, og det er her, dampmaskine fik sit navn.
I moderne brug, er det udtryk bruges til at beskrive enheder, der kan udføre mekanisk arbejde, Som i den oprindelige dampmaskine. I de fleste tilfælde det arbejde er fremstillet ved at udøve en drejningsmoment eller lineær kraft, som bruges til at betjene andre maskiner, som kan generere elektricitet, pumpe vand, eller komprimere gas. I forbindelse med fremdrivningssystemer, en luft-vejrtrækning motor er en, der bruger atmosfærisk luft til oxidere brændstof gennemføres i stedet for at levere en uafhængig iltningsmiddel, som i en raket.
Klassiske udnyttelse af motorer
Antikken
Simple maskiner, Såsom klub og åre (Eksempler på løftestang), Er forhistorisk. Mere komplekse motor, som anvender menneskelig magt, dyr strøm, vandkraft, vindkraft og endda dampkraft tilbage til oldtiden. Human magt var koncentreret ved brug af simple motorer, såsom Gangspillet, ankerspil eller Løbebånd, Og med tove, remskiver, Og blok og tackle ordninger; denne beføjelse blev sendt normalt med de kræfter multipliceret og hastigheden reduceret. Disse blev brugt i kraner og om bord skibe i Oldtidens Grækenland, Samt i miner, vandpumper og belejringsmaskiner i Ancient Rome. Forfatterne af de tidspunkter, herunder Vitruvius, Frontinus og Plinius den ÆldreBehandle disse motorer som hverdagskost, så deres opfindelse kan være langt mere gamle. Ved det 1. århundrede e.Kr., forskellige racer af kvæg og heste blev brugt i møller, Kørsel maskiner svarende til dem, som drives af mennesker i tidligere tider.
Ifølge Strabo, Var en vand drevet mølle bygget i Kaberia af Rige Mithridates i løbet af det 1. århundrede f.Kr.. Brug af vandhjul i møller fordelt over hele Romerriget i løbet af de næste par århundreder. Nogle var meget komplekse, med akvædukter, dæmninger, Og sluser at vedligeholde og kanalisere vand, sammen med systemer redskaberEller tandede-hjul lavet af træ og metal til at regulere hastigheden på rotation. I et digt af Ausonius i det 4. århundrede, nævner han en sten-skæring så drevet af vand. Hero af Alexandria er krediteret med mange af disse blæst og damp powered maskiner i det 1. århundrede e.Kr., herunder Aeolipile, Men det vides ikke, om nogen af disse var sat til praktisk brug.
Middelalderlig
Under Muslimske Landbruget Revolution fra den 9. til 13. århundrede, Muslimske ingeniører udviklet en lang række innovative industriel anvendelser af vandkraft, Tidlig industrielle anvendelser af tidevandsenergi, vindkraft, Og fossile brændstoffer såsom råolieSammen med de tidligste store fabrik komplekser (tiraz på arabisk).[3] Den industrielle anvendelser af vandmøller i den islamiske verden tilbage til det 7. århundrede, mens horisontal-hjul og vertikale-hjulede vandmøller var begge i udbredt brug i hvert fald siden det 9. århundrede. En række industrielle møller blev opfundet i den islamiske verden, herunder Valkning møller, afskalningsmaskiner, stålværker, sukkerfabrikker, Og vindmøller. Ved det 11. århundrede, havde hver provins i hele den islamiske verden disse industrielle møller i drift, fra Middle East og Centralasien til al-Andalus og Nordafrika.[4]
Roman ingeniører opfundet vandturbiner i 4. århundrede AD, muslimske ansat ingeniører redskaber i møller og vand-raising maskiner, Og var banebrydende brug af dæmninger som en kilde til vandkraft til at give yderligere beføjelser til vandmøller og vand-raising maskiner.[5] Sådanne fremskridt gjorde det muligt for mange industrielle opgaver, som tidligere var drevet af manuelle arbejde at være mekaniseret og drevet af maskiner til en vis grad i middelalderlige islamiske verden.
I 1206, al-Jazari ansat en crank-Plejlstang system for to af hans vand-raising maskiner. En lignende dampturbine senere dukkede op i Europa et århundrede senere, som i sidste ende førte til dampmaskine og industrielle revolution i det 18. århundredes Europa.[6]
Varme motor
Forbrændingsmotor
Forbrændingsmotorer er forbrændingsmotor drevet af varmen fra en forbrænding proces.
Forbrændingsmotor Uddybende artikel: Forbrændingsmotor Animation, der viser de fire faser af 4-takts forbrændingsmotor cyklus: 1. Induktion (Fuel ind) 2. Compression 3. Tænding (Fuel er brændt) 4. Emission (Udstødning ud)
English opfinder Sir Samuel Morland angiveligt brugt krudt at køre vandpumper i det 17. århundrede. For mere konventionelle, stempelmotorer forbrændingsmotorerDet grundlæggende teori for totaktsmotorer blev oprettet ved Sadi Carnot, Frankrig, 1824, mens den amerikanske Samuel Morey modtaget en patent den 1. april 1826. Sir Dugald Clark (1854 - 1932), der de første to-takts motor i 1878 og patenteret det i England i 1881. Automotive produktion har brugt en række energi-konvertering systemer. Disse omfatter elektriske, damp, sol, turbine, Roterende, og stempelmotorer type forbrændingsmotorer.
Benzin forbrændingsmotor, der opererer på en fire-takts Otto cyklus, har været den mest succesfulde for biler, Mens diesel motorer, der anvendes til lastbiler og busser. Karl Benz var en af lederne i udviklingen af nye motorer. I 1878 begyndte han at arbejde på nye designs. Han koncentrerede sin indsats om at skabe en pålidelig gas to-takts motor, som var mere kraftfuld, baseret på Nikolaus Otto'S design af de fire-takts motor. Karl Benz viste hans egentlige genialitet, men gennem sin successive opfindelser registreret, mens designe hvad der skulle blive produktionen standard for sine to-takts motor. Benz fik patent på det i 1879.
Vandret-modstandere stempler
I 1896 blev Karl Benz patent for hans design af den første motor med vandret-modstandere stempler. Mange BMW motorcykler bruge denne motortype. Hans design skabt en motor, hvor det tilsvarende stempler bevæge sig i vandret flasker og nå topstilling samtidig dermed automatisk afbalancering hinanden med hensyn til deres individuelle momentums. Motorer af denne type er ofte omtalt som flade motorer på grund af deres form og lavere profil. De skal have et lige antal cylindre og seks har fire eller to cylinder flade motorer alle er blevet fælles. Den mest kendte motor af denne type er nok den Volkswagen Beetle motor. Motorer af denne type fortsat være en fælles design princip for høj ydeevne flymotorer (For propeldrevne drevet fly) og motorer, der anvendes af bil producenter som Porsche og Subaru.
Avancement
Mercedes V6 motor i 1996 Skole model af motor Skole model af en motor
Fortsættelse af brug af forbrændingsmotor til biler skyldes dels, at en forbedring af motorstyring (onboard computere giver motorstyringen processer og elektronisk styrede brændstofindsprøjtning). Tvunget luft induktion af turbolader og Tryklader har øget magt output og motor effektivitetsgevinster. Lignende ændringer er blevet anvendt til mindre dieselmotorer giver dem næsten samme effekt egenskaber som benzinmotorer. Dette er især tydeligt med populariteten af mindre dieselmotor drevne biler i Europa. Større dieselmotorer er stadig ofte anvendes i lastbiler og tunge maskiner. De er ikke brænde så rent som benzinmotorer, men de har langt mere drejningsmoment. Forbrændingsmotoren blev oprindeligt valgt til bil på grund af sin fleksibilitet over en bred vifte af hastigheder. Også beføjelse udviklet til en given vægt motor var rimeligt, det kunne være produceret af økonomisk masse-produktion metoder, og det brugte en let tilgængelig, moderat prissat brændstof - benzin.
Øget magt
Den første halvdel af det tyvende århundrede var der en tendens til at øge motoreffekten, især i den amerikanske modeller. Design ændringer indarbejdet alle kendte metoder til at øge motorens kapacitet, herunder øget trykket i flaskerne for at forbedre effektiviteten, øge størrelsen af motoren, og øge den hastighed, hvormed strømmen genereres. Jo højere kræfter og belastninger, skabt af disse ændringer skabt motor vibrationer og størrelse problemer, der førte til stivere, mere kompakte motorer med V og imod cylinder layouts erstatning længere lineære ordninger.
Forbrændingseffektivitet
Designet principper stillede i Europa, på grund af økonomiske og andre begrænsninger, såsom mindre og twistier veje, lænede sig mod mindre biler, svarende til design principper, koncentrerede sig om at øge forbrændingseffektivitet mindre motorer. Denne produceret mere økonomiske motorer med tidligere fire-cylindrede modeller normeret til 40 hestekræfter (30 kW) og seks-cylindrede modeller bedømt så lavt som 80 hk (60 kW), sammenlignet med den store mængde V-8 amerikanske motorer med effekt ratings i række 250 til 350 hk (190 til 260 kW).[redigér]
Motorer
Tidligere bilmotor udvikling produceret en langt større vifte af motorer, end det er til fælles brug i dag. Motorer har varieret fra 1 til 16 cylinder design med tilsvarende forskelle i de samlede størrelse, vægt, stempel fordrivelse, og cylinder boringer. Fire cylindre og magt ratings fra 19 til 120 hk (14 til 90 kW) blev fulgt i et flertal af de modeller. Flere tre cylinder, var to-takts-cycle modeller bygget, mens de fleste motorer havde lige eller in-line flasker. Der var flere V-type modeller og boxermotor to og fire-cylindrede gør også. Overliggende knastaksler blev ofte ansat. De mindre motorer blev almindeligt luftkølet og placeret på bagsiden af køretøjet, kompressionsforhold var forholdsvis lav. I 1970'erne og 80'erne oplevede en øget interesse for bedre brændstoføkonomi, som bringes i en tilbagevenden til mindre V-6 og fire-cylindret layouts med så mange som fem ventiler pr cylinder til at forbedre effektiviteten. Den Bugatti Veyron 16,4 opererer med en W16 motor forstand, at to V8 cylinder layouts er placeret ved siden af hinanden for at skabe W form.
Den største forbrændingsmotor nogensinde er bygget, er Wärtsilä-Sulzer RTA96-C, En 14-cylindret, 2-takts turboladet dieselmotor, der havde til formål at drive Emma Mærsk, Den største containerskib i verden. Denne motor vejer 2300 tons, og når de kører på 102 RPM producerer 109.000 hk (80.080 kW) forbrugende nogle 13,7 tons brændstof hver time.
Eksterne forbrændingsmotor
Uddybende artikel: eksterne forbrændingsmotor
En eksterne forbrændingsmotor (EF motor) er et varme motor hvor en (intern), der arbejder væske opvarmes ved forbrænding af en ekstern kilde, gennem motoren væg eller en varmeveksler. Den væske da ved at udvide og handler på mekanisme af motoren producerer bevægelse og anvendelige arbejde.[7] Væsken afkøles, komprimerede og genbruges (lukket kredsløb), eller (mindre almindeligt) dumpet, og køligt væske trukket i (open cyklus luft motor).
"Forbrænding"Henviser til brændende brændstof med en iltningsmiddel, Til at levere varmen. Motorer lignende (eller endog identiske) konfiguration og drift kan anvende en levering af varme fra andre kilder, såsom nukleare, sol, geotermisk varme eller eksoterm reaktioner, som ikke indebærer forbrænding, men er ikke så strengt klassificeret som ekstern forbrændingsmotorer, men som ekstern termiske motorer .
Arbejdsgruppen væske kan være en gas som i en Stirling motor, Eller damp som i en dampmaskine eller en organisk væske som n-pentan i en Økologisk Rankine Cycle. Væsken kan være af enhver sammensætning; gas er langt den mest almindelige, men selv en enkelt fase flydende er undertiden bruges. I tilfælde af dampmaskine, Væsken ændringer faser mellem væske og gas.
Air-vejrtrækning forbrændingsmotorer
Air-vejrtrækning motorer er forbrændingsmotorer, der anvender ilt i atmosfærisk luft til oxidere (»Brænde«) brændstoffet transporteres frem transporterer en oxidiser, Som i en raket. Teoretisk set skulle dette resultere i en bedre specifik impuls end for raketmotorer.
En kontinuerlig strøm af luft strømmer gennem Air-vejrtrækning motor. Denne luft er komprimeret, blandet med brændstof, antændes og udvist som udstødningsgas. Thrust fremstillet ved en typisk luft-vejrtrækning motor er omkring otte gange større end dens vægt. Den maksimale hastighed Air-vejrtrækning motorer er begrænset til 1-3 km / s på grund af ekstreme temperatur og dissociation af udstødningsgassen, men den maksimale hastighed på en brint-vejrtrækning motor med samme design er omkring 4 gange højere.[redigér]
Eksempler
Typisk air-vejrtrækning motorer omfatter:
- Reciprocating motor
- Gas turbine
Kanalen jet motor Turbopropmotorer motor
- IRIS motor
- Pulse detonation motor
- Pulse jet
- Ramjet
- Scramjet
- Flydende luft cyklus motor/Reaktion Motorer SABRE
Miljøvirkninger
Drift af motorer typisk har en negativ indvirkning på luftkvalitet og omgivende lydniveauer. Der har været en stigende fokus på forureningen frembringe detaljer på biler kraftsystemer. Dette har skabt ny interesse i suppleanter strømkilder samt intern forbrændingsmotor raffinementer. Selv om nogle med begrænset produktion batteri-drevne elektriske køretøjer har mødt, har de ikke vist sig at være konkurrencedygtige på grund af omkostninger og driftsegenskaber. I det enogtyvende århundrede dieselmotor har været stigende i popularitet med bil ejere. Men den benzin motor, med sin nye forureningsbegrænsende anordninger til forbedring af emission, er endnu ikke blevet væsentligt udfordret.
Luftkvalitet
Udstødning fra en gnisttænding består af følgende: nitrogen 70 til 75% (i volumen), vanddamp 10 til 12%, kuldioxid 10 til 13,5%, hydrogen 0,5 til 2%, ilt 0,2 til 2%, kulilte: 0,1 til 6%, uforbrændte kulbrinter og delvis oxidation produkter (f.eks aldehyder) 0,5 til 1%, kvælstofmonoxid 0,01 til 0,4%, dinitrogenoxid <100 ppm, svovldioxid 15 til 60 ppm, spor af andre stoffer såsom brændstof additiver og smøremidler, også halogen og metalliske forbindelser, og andre partikler.[8] Kulilte er meget giftigt, og kan forårsage kulilteforgiftning, Så det er vigtigt at undgå enhver ophobning af gas i et lukket rum. Katalysatorer kan reducere giftige emissioner, men ikke helt fjerne dem. Også udbredt anvendelse af motorer i den moderne industrialiserede verden har ført til en optrapning i Greenhouse Effect. Dette har ført til Global Warming, Og forskere over hele verden har anerkendt Kuldioxid som en forurenende til atmosfære.
Ikke forbrændingsnærende forbrændingsmotor
Uddybende artikel: varme motor
Nogle motorer konvertere varme fra ikke-forbrændingsnærende processer til mekanisk bevægelse. For eksempel i en atomkraftværk, Varme fra en kernereaktion bruges til fremstilling af damp til at drive en turbine der bliver en elektrisk generator.
A monopropellant raket motor anvender en stærkt varmeudviklende endnu ikke forbrændingsnærende kemisk reaktion fra en hurtigt nedbrydes drivmiddel, såsom hydrazin (N2H4), til at generere bevægelse.
