Двигатель или мотор — это машина, предназначенная для преобразования одной или нескольких форм энергии в механическую энергию . [1] [2]
Доступные источники энергии включают потенциальную энергию (например, энергию гравитационного поля Земли , используемую в гидроэлектростанциях ), тепловую энергию (например, геотермальную ), химическую энергию , электрический потенциал и ядерную энергию (от ядерного деления или ядерного синтеза ). Многие из этих процессов генерируют тепло как промежуточную форму энергии; таким образом, тепловые двигатели имеют особое значение. Некоторые естественные процессы, такие как атмосферные конвекционные ячейки, преобразуют тепло окружающей среды в движение (например, в форме восходящих воздушных потоков). Механическая энергия имеет особое значение в транспортировке , но также играет роль во многих промышленных процессах, таких как резка, измельчение, дробление и смешивание.
Механические тепловые двигатели преобразуют тепло в работу посредством различных термодинамических процессов. Двигатель внутреннего сгорания, пожалуй , является наиболее распространенным примером механического теплового двигателя, в котором тепло от сгорания топлива вызывает быстрое повышение давления газообразных продуктов сгорания в камере сгорания, заставляя их расширяться и приводить в движение поршень , который вращает коленчатый вал . В отличие от двигателей внутреннего сгорания, реактивный двигатель (например, реактивный двигатель ) создает тягу , выталкивая реактивную массу , в соответствии с третьим законом движения Ньютона .
Помимо тепловых двигателей, электродвигатели преобразуют электрическую энергию в механическое движение, пневматические двигатели используют сжатый воздух , а часовые двигатели в заводных игрушках используют упругую энергию . В биологических системах молекулярные двигатели , как миозины в мышцах , используют химическую энергию для создания сил и, в конечном итоге, движения (химический двигатель, но не тепловой двигатель).
Химические тепловые двигатели, которые используют воздух (окружающий атмосферный газ) как часть топливной реакции, считаются воздушно-реактивными двигателями. Химические тепловые двигатели, предназначенные для работы за пределами земной атмосферы (например, ракеты , глубоководные подводные лодки ), должны нести дополнительный топливный компонент, называемый окислителем (хотя существуют суперокислители, пригодные для использования в ракетах, такие как фтор , более мощный окислитель, чем сам кислород); или приложение должно получать тепло нехимическими способами, например, посредством ядерных реакций .
Все химически работающие тепловые двигатели выбрасывают выхлопные газы. Самые чистые двигатели выбрасывают только воду. Строго нулевые выбросы обычно означают нулевые выбросы, кроме воды и водяного пара. Только тепловые двигатели, которые сжигают чистый водород (топливо) и чистый кислород (окислитель), достигают нулевых выбросов по строгому определению (на практике один тип ракетного двигателя). Если водород сжигается в сочетании с воздухом (все воздушно-реактивные двигатели), происходит побочная реакция между атмосферным кислородом и атмосферным азотом , что приводит к небольшим выбросам NO x . Если углеводород (такой как спирт или бензин) сжигается в качестве топлива, выделяется CO 2 , парниковый газ . Водород и кислород из воздуха могут реагировать в воду с помощью топливного элемента без побочного производства NO x , но это электрохимический двигатель, а не тепловой двигатель.
Слово engine происходит от старофранцузского engin , от латинского ingenium – корня слова ingenious . Доиндустриальное оружие войны, такое как катапульты , требушеты и тараны , называлось осадными машинами , и знание того, как их построить, часто рассматривалось как военная тайна. Слово gin , как в cotton gin , является сокращением от engine . Большинство механических устройств, изобретенных во время промышленной революции, описывались как двигатели — паровой двигатель является ярким примером. Однако оригинальные паровые двигатели, такие как двигатели Томаса Савери , были не механическими двигателями, а насосами. Таким образом, пожарная машина в своей первоначальной форме была просто водяным насосом, причем двигатель транспортировался к огню лошадьми. [3]
В современном использовании термин двигатель обычно описывает устройства, такие как паровые двигатели и двигатели внутреннего сгорания, которые сжигают или иным образом потребляют топливо для выполнения механической работы путем приложения крутящего момента или линейной силы (обычно в форме тяги ). Устройства, преобразующие тепловую энергию в движение, обычно называют просто двигателями . [4] Примерами двигателей, которые создают крутящий момент, являются знакомые автомобильные бензиновые и дизельные двигатели, а также турбовальные двигатели . Примерами двигателей, которые создают тягу, являются турбовентиляторные и ракетные двигатели .
Когда был изобретен двигатель внутреннего сгорания, термин « мотор» изначально использовался для того, чтобы отличать его от парового двигателя, который в то время был широко распространен и приводил в движение локомотивы и другие транспортные средства, такие как паровые катки . Термин «мотор» происходит от латинского глагола moto , который означает «приводить в движение» или «поддерживать движение». Таким образом, двигатель — это устройство, которое сообщает движение.
Motor и engine взаимозаменяемы в стандартном английском языке. [5] В некоторых инженерных жаргонах эти два слова имеют разные значения, в которых engine — это устройство, которое сжигает или иным образом потребляет топливо, изменяя его химический состав, а motor — это устройство, приводимое в действие электричеством , воздухом или гидравлическим давлением, которое не меняет химический состав своего источника энергии. [6] [7] Однако в ракетной технике используется термин rocket motor , хотя они потребляют топливо.
Тепловой двигатель также может служить первичным двигателем — компонентом, который преобразует поток или изменения давления жидкости в механическую энергию . [8] Автомобиль , работающий на двигателе внутреннего сгорания, может использовать различные двигатели и насосы, но в конечном итоге все такие устройства получают свою энергию от двигателя. Другой способ взглянуть на это заключается в том, что двигатель получает энергию от внешнего источника, а затем преобразует ее в механическую энергию, в то время как двигатель создает энергию из давления (полученного непосредственно от взрывной силы сгорания или другой химической реакции, или вторично от действия некоторой такой силы на другие вещества, такие как воздух, вода или пар). [9] [ требуется лучший источник ]
Простые машины , такие как дубинка и весло (примеры рычага ) , являются доисторическими . Более сложные двигатели, использующие человеческую силу , силу животных , силу воды , силу ветра и даже силу пара, восходят к античности. Человеческая сила была сосредоточена с использованием простых двигателей, таких как кабестан , брашпиль или беговая дорожка , а также с канатами , шкивами и блоками и полиспастами ; эта сила обычно передавалась с умножением сил и уменьшением скорости . Они использовались в кранах и на борту кораблей в Древней Греции , а также в шахтах , водяных насосах и осадных машинах в Древнем Риме . Писатели тех времен, включая Витрувия , Фронтина и Плиния Старшего , рассматривают эти двигатели как обычное явление, поэтому их изобретение может быть более древним. К I веку нашей эры крупный рогатый скот и лошади использовались на мельницах , приводя в движение машины, похожие на те, которые приводились в действие людьми в более ранние времена.
Согласно Страбону , водяная мельница была построена в Каберии царства Митридата в I веке до нашей эры. Использование водяных колес в мельницах распространилось по всей Римской империи в течение следующих нескольких столетий. Некоторые из них были довольно сложными, с акведуками , плотинами и шлюзами для поддержания и направления воды, а также системами шестерен или зубчатых колес из дерева и металла для регулирования скорости вращения. Более сложные небольшие устройства, такие как Антикитерский механизм, использовали сложные цепи шестерен и циферблатов, чтобы действовать как календари или предсказывать астрономические события. В поэме Авсония в IV веке нашей эры он упоминает камнерезную пилу, работающую на воде. Герону Александрийскому приписывают множество таких ветровых и паровых машин в I веке нашей эры, включая Эолипила и торговый автомат , часто эти машины были связаны с поклонением, например, анимированные алтари и автоматизированные двери храма.
Средневековые мусульманские инженеры использовали зубчатые передачи в мельницах и водоподъемных машинах, а также использовали плотины в качестве источника гидроэнергии для обеспечения дополнительной мощности водяных мельниц и водоподъемных машин. [10] В средневековом исламском мире такие достижения позволили механизировать многие промышленные задачи, ранее выполнявшиеся ручным трудом .
В 1206 году аль-Джазари использовал систему кривошипно - шатунного механизма для двух своих водоподъемных машин. Элементарное устройство паровой турбины было описано Таки аль-Дином [11] в 1551 году и Джованни Бранка [12] в 1629 году. [13]
В XIII веке в Китае был изобретен твердотопливный ракетный двигатель . Работающий на порохе, этот простейший тип двигателя внутреннего сгорания не мог обеспечить постоянную мощность, но был полезен для приведения в движение оружия на высокой скорости в сторону врагов в бою и для фейерверков . После изобретения это новшество распространилось по всей Европе.
Паровая машина Уатта была первым типом паровой машины, которая использовала пар под давлением чуть выше атмосферного для приведения в движение поршня с помощью частичного вакуума. Улучшение конструкции паровой машины Ньюкомена 1712 года , паровая машина Уатта, спорадически разрабатывавшаяся с 1763 по 1775 год, была большим шагом в развитии паровой машины. Предлагая резкое увеличение топливной эффективности , конструкция Джеймса Уатта стала синонимом паровых машин, в немалой степени благодаря его деловому партнеру Мэтью Болтону . Она позволила быстро развивать эффективные полуавтоматизированные фабрики в ранее невообразимых масштабах в местах, где гидроэнергия была недоступна. Дальнейшее развитие привело к появлению паровозов и значительному расширению железнодорожного транспорта .
Что касается поршневых двигателей внутреннего сгорания , то они были испытаны во Франции в 1807 году де Ривазом и независимо братьями Ньепс . Они были теоретически развиты Карно в 1824 году. [ необходима цитата ] В 1853–57 годах Эудженио Барсанти и Феличе Маттеуччи изобрели и запатентовали двигатель, использующий принцип свободного поршня, который, возможно, был первым 4-тактным двигателем. [14]
Изобретение двигателя внутреннего сгорания , которое впоследствии имело коммерческий успех, было сделано в 1860 году Этьеном Ленуаром . [15]
В 1877 году цикл Отто был способен обеспечить гораздо более высокое отношение мощности к весу, чем паровые двигатели, и работал гораздо лучше во многих транспортных средствах, таких как автомобили и самолеты.
Первый коммерчески успешный автомобиль, созданный Карлом Бенцем , усилил интерес к легким и мощным двигателям. Легкий бензиновый двигатель внутреннего сгорания, работающий по четырехтактному циклу Отто, оказался наиболее успешным для легких автомобилей, в то время как термически более эффективный дизельный двигатель используется для грузовиков и автобусов. Однако в последние годы дизельные двигатели с турбонаддувом становятся все более популярными в автомобилях, особенно за пределами Соединенных Штатов, даже для довольно небольших автомобилей.
В 1896 году Карл Бенц получил патент на свою конструкцию первого двигателя с горизонтально расположенными оппозитными поршнями. Его конструкция создала двигатель, в котором соответствующие поршни движутся в горизонтальных цилиндрах и достигают верхней мертвой точки одновременно, таким образом автоматически уравновешивая друг друга относительно их индивидуального импульса. Двигатели такой конструкции часто называют «плоскими» или «боксерскими» двигателями из-за их формы и низкого профиля. Они использовались в Volkswagen Beetle , Citroën 2CV , некоторых автомобилях Porsche и Subaru, многих мотоциклах BMW и Honda . Оппозитные четырех- и шестицилиндровые двигатели продолжают использоваться в качестве источника энергии в небольших винтовых самолетах .
Продолжающееся использование двигателей внутреннего сгорания в автомобилях частично обусловлено улучшением систем управления двигателем, таких как бортовые компьютеры, обеспечивающие процессы управления двигателем, и впрыск топлива с электронным управлением. Принудительная индукция воздуха с помощью турбонаддува и наддува увеличила выходную мощность двигателей с меньшим рабочим объемом, которые легче по весу и более экономичны при нормальной крейсерской мощности. Аналогичные изменения были применены к меньшим дизельным двигателям, что дало им почти те же эксплуатационные характеристики, что и бензиновые двигатели. Это особенно очевидно с ростом популярности небольших автомобилей с дизельным двигателем в Европе. Дизельные двигатели производят меньше выбросов углеводородов и CO2 , но больше загрязняют окружающую среду твердыми частицами и NOx , чем бензиновые двигатели. [16] Дизельные двигатели также на 40% экономичнее, чем сопоставимые бензиновые двигатели. [16]
В первой половине 20 века наблюдалась тенденция к увеличению мощности двигателя, особенно в моделях для США. [ необходимо уточнение ] Изменения в конструкции включали все известные методы увеличения мощности двигателя, включая увеличение давления в цилиндрах для повышения эффективности, увеличение размера двигателя и увеличение скорости, с которой двигатель производит работу. Более высокие силы и давления, создаваемые этими изменениями, создавали проблемы с вибрацией двигателя и его размерами, что привело к появлению более жестких и компактных двигателей с V-образным и оппозитным расположением цилиндров, заменяющих более длинные прямолинейные расположения.
Оптимальная эффективность сгорания в легковых автомобилях достигается при температуре охлаждающей жидкости около 110 °C (230 °F). [17]
Ранние разработки автомобильных двигателей производили гораздо больший ассортимент двигателей, чем тот, который обычно используется сегодня. Двигатели имели от 1 до 16 цилиндров с соответствующими различиями в общем размере, весе, рабочем объеме двигателя и диаметрах цилиндров . В большинстве моделей использовались четыре цилиндра и номинальная мощность от 19 до 120 л. с. (от 14 до 90 кВт). Было построено несколько трехцилиндровых двухтактных моделей, в то время как большинство двигателей имели прямые или рядные цилиндры. Было несколько моделей V-типа и горизонтально-оппозитных двух- и четырехцилиндровых моделей. Часто использовались верхние распредвалы . Меньшие двигатели обычно имели воздушное охлаждение и располагались в задней части автомобиля; степень сжатия была относительно низкой. В 1970-х и 1980-х годах возрос интерес к улучшению экономии топлива , что привело к возврату к меньшим V-6 и четырехцилиндровым компоновкам с пятью клапанами на цилиндр для повышения эффективности. Bugatti Veyron 16.4 оснащен двигателем W16 , что означает, что два цилиндра V8 расположены рядом друг с другом, образуя W-образную форму с общим коленчатым валом.
Самым большим двигателем внутреннего сгорания, когда-либо созданным, является Wärtsilä-Sulzer RTA96-C , 14-цилиндровый, 2-тактный дизельный двигатель с турбонаддувом, который был разработан для Emma Mærsk , самого большого контейнеровоза в мире на момент спуска на воду в 2006 году. Этот двигатель имеет массу 2300 тонн и при работе со скоростью 102 об/мин (1,7 Гц) вырабатывает более 80 МВт и может потреблять до 250 тонн топлива в день.
Двигатель можно отнести к той или иной категории по двум критериям: по форме энергии, которую он принимает для создания движения, и по типу движения, которое он выдает.
Двигатели внутреннего сгорания — это тепловые двигатели, работающие за счет тепла, выделяемого в процессе сгорания .
Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором сгорание топлива (обычно ископаемого топлива ) происходит с окислителем (обычно воздухом) в камере сгорания . В двигателе внутреннего сгорания расширение газов высокой температуры и высокого давления , которые производятся при сгорании, напрямую прикладывает силу к компонентам двигателя, таким как поршни или лопатки турбины или сопло , и, перемещая его на расстояние, генерирует механическую работу . [18] [19] [20] [21]
Двигатель внешнего сгорания (двигатель EC) — это тепловой двигатель , в котором внутренняя рабочая жидкость нагревается за счет сгорания внешнего источника через стенку двигателя или теплообменник . Затем жидкость , расширяясь и воздействуя на механизм двигателя, производит движение и полезную работу . [22] Затем жидкость охлаждается, сжимается и используется повторно (замкнутый цикл) или (реже) сбрасывается, а холодная жидкость всасывается (воздушный двигатель открытого цикла).
« Горение » относится к сжиганию топлива с окислителем для подачи тепла. Двигатели схожей (или даже идентичной) конфигурации и работы могут использовать подачу тепла из других источников, таких как ядерные, солнечные, геотермальные или экзотермические реакции, не включающие горение; но тогда они не классифицируются строго как двигатели внешнего сгорания, а как внешние тепловые двигатели.
Рабочей жидкостью может быть газ, как в двигателе Стирлинга , или пар , как в паровом двигателе, или органическая жидкость, такая как н-пентан в органическом цикле Ренкина . Жидкость может иметь любой состав; газ является наиболее распространенным, хотя иногда используется даже однофазная жидкость . В случае парового двигателя жидкость меняет фазы между жидкостью и газом.
Воздушно-реактивные двигатели внутреннего сгорания — это двигатели внутреннего сгорания, которые используют кислород в атмосферном воздухе для окисления («сжигания») топлива, а не несут окислитель , как в ракете . Теоретически это должно привести к лучшему удельному импульсу, чем у ракетных двигателей.
Через воздушно-реактивный двигатель проходит непрерывный поток воздуха. Этот воздух сжимается, смешивается с топливом, воспламеняется и выбрасывается в виде выхлопных газов . В реактивных двигателях большая часть энергии сгорания (тепла) выходит из двигателя в виде выхлопных газов, что напрямую обеспечивает тягу.
Типичные воздушно-реактивные двигатели включают в себя:
Работа двигателей обычно оказывает негативное влияние на качество воздуха и уровень окружающего шума . Все больше внимания уделяется загрязняющим свойствам автомобильных энергосистем. Это вызвало новый интерес к альтернативным источникам энергии и усовершенствованиям двигателей внутреннего сгорания. Хотя появилось несколько электромобилей с питанием от аккумуляторов ограниченного производства, они не оказались конкурентоспособными из-за стоимости и эксплуатационных характеристик. [ требуется цитата ] В 21 веке дизельный двигатель становится все более популярным среди владельцев автомобилей. Однако бензиновый двигатель и дизельный двигатель с их новыми устройствами контроля выбросов для улучшения характеристик выбросов еще не подверглись существенному испытанию. [ требуется цитата ] Ряд производителей представили гибридные двигатели, в основном включающие небольшой бензиновый двигатель в сочетании с электродвигателем и с большим аккумуляторным блоком, они начинают становиться популярным вариантом из-за их осведомленности об окружающей среде.
Выхлопные газы двигателя с искровым зажиганием состоят из следующих компонентов: азот 70–75% (по объему), водяной пар 10–12%, углекислый газ 10–13,5%, водород 0,5–2%, кислород 0,2–2%, оксид углерода : 0,1–6%, несгоревшие углеводороды и продукты частичного окисления (например, альдегиды ) 0,5–1%, оксид азота 0,01–0,4%, оксид азота <100 ppm, диоксид серы 15–60 ppm, следы других соединений, таких как топливные присадки и смазочные материалы, а также галогенные и металлические соединения и другие частицы. [23] Окись углерода очень токсична и может вызвать отравление угарным газом , поэтому важно избегать любого накопления газа в замкнутом пространстве. Каталитические нейтрализаторы могут снизить токсичные выбросы, но не устранить их. Кроме того, выбросы парниковых газов, в основном углекислого газа , в результате широкого использования двигателей в современном индустриальном мире способствуют возникновению глобального парникового эффекта — основной проблемы, связанной с глобальным потеплением .
Некоторые двигатели преобразуют тепло от негорючих процессов в механическую работу, например, атомная электростанция использует тепло от ядерной реакции для производства пара и приведения в действие парового двигателя, или газовая турбина в ракетном двигателе может приводиться в действие разложением перекиси водорода . Помимо другого источника энергии, двигатель часто спроектирован так же, как двигатель внутреннего или внешнего сгорания.
Другая группа негорючих двигателей включает термоакустические тепловые двигатели (иногда называемые «двигателями ТА»), которые являются термоакустическими устройствами, использующими высокоамплитудные звуковые волны для перекачки тепла из одного места в другое или, наоборот, использующими разницу температур для создания высокоамплитудных звуковых волн. В целом термоакустические двигатели можно разделить на устройства со стоячей волной и бегущей волной. [24]
Двигатели Стирлинга могут быть другой формой негорючего теплового двигателя. Они используют термодинамический цикл Стирлинга для преобразования тепла в работу. Примером является двигатель Стирлинга альфа-типа, в котором газ течет через рекуператор между горячим цилиндром и холодным цилиндром, которые прикреплены к возвратно-поступательным поршням, сдвинутым по фазе на 90°. Газ получает тепло в горячем цилиндре и расширяется, приводя в движение поршень, который вращает коленчатый вал . После расширения и протекания через рекуператор газ отдает тепло в холодном цилиндре, и последующее падение давления приводит к его сжатию другим (вытеснительным) поршнем, который заставляет его возвращаться в горячий цилиндр. [25]
Нетепловые двигатели обычно работают за счет химической реакции, но не являются тепловыми двигателями. Примеры включают:
Электродвигатель использует электрическую энергию для производства механической энергии , обычно посредством взаимодействия магнитных полей и токопроводящих проводников . Обратный процесс, производство электрической энергии из механической энергии, осуществляется генератором или динамо . Тяговые двигатели , используемые на транспортных средствах, часто выполняют обе задачи. Электродвигатели могут работать как генераторы и наоборот, хотя это не всегда практично. Электродвигатели повсеместно распространены, их можно найти в таких разнообразных приложениях, как промышленные вентиляторы, воздуходувки и насосы, станки, бытовая техника, электроинструменты и дисководы . Они могут питаться постоянным током (например, портативное устройство с питанием от батареи или автомобиль) или переменным током от центральной электрораспределительной сети. Самые маленькие двигатели можно найти в электрических наручных часах. Двигатели среднего размера с высокостандартизированными размерами и характеристиками обеспечивают удобную механическую мощность для промышленного использования. Самые большие электродвигатели используются для приведения в движение больших судов и для таких целей, как компрессоры трубопроводов, с номинальными значениями в тысячи киловатт . Электродвигатели можно классифицировать по источнику электроэнергии, по внутренней конструкции и по области применения.
Физический принцип создания механической силы путем взаимодействия электрического тока и магнитного поля был известен еще в 1821 году. Электродвигатели все большей эффективности конструировались на протяжении всего XIX века, но коммерческая эксплуатация электродвигателей в больших масштабах требовала эффективных электрогенераторов и электрических распределительных сетей.
Чтобы сократить потребление электроэнергии двигателями и связанные с этим выбросы углерода , различные регулирующие органы во многих странах ввели и внедрили законодательство, поощряющее производство и использование более эффективных электродвигателей. Хорошо спроектированный двигатель может преобразовывать более 90% своей входной энергии в полезную мощность в течение десятилетий. [26] Когда эффективность двигателя повышается даже на несколько процентных пунктов, экономия в киловатт-часах (и, следовательно, в стоимости) становится колоссальной. Электрическая эффективность типичного промышленного асинхронного двигателя может быть улучшена за счет: 1) снижения электрических потерь в обмотках статора (например, путем увеличения площади поперечного сечения проводника , улучшения техники намотки и использования материалов с более высокой электропроводностью , таких как медь ), 2) снижения электрических потерь в катушке ротора или литье (например, путем использования материалов с более высокой электропроводностью, таких как медь), 3) снижения магнитных потерь за счет использования более качественной магнитной стали , 4) улучшения аэродинамики двигателей для снижения механических потерь на сопротивление воздуха, 5) улучшения подшипников для снижения потерь на трение и 6) минимизации производственных допусков . Более подробное обсуждение этой темы см. в разделе Премиальная эффективность ).
По традиции, под электродвигателем понимают железнодорожный электровоз , а не электродвигатель.
Некоторые двигатели работают на потенциальной или кинетической энергии, например, некоторые фуникулеры , гравитационные самолеты и канатные дороги используют энергию движущейся воды или камней, а некоторые часы имеют груз, который падает под действием силы тяжести. Другие формы потенциальной энергии включают сжатые газы (например, пневматические двигатели ), пружины ( заводные двигатели ) и эластичные ленты .
Исторические военные осадные машины, включая большие катапульты , требушеты и (в некоторой степени) тараны, работали на основе потенциальной энергии.
Пневматический двигатель — это машина, которая преобразует потенциальную энергию в виде сжатого воздуха в механическую работу . Пневматические двигатели обычно преобразуют сжатый воздух в механическую работу посредством линейного или вращательного движения. Линейное движение может исходить от мембранного или поршневого привода, в то время как вращательное движение обеспечивается либо лопастным, либо поршневым пневмодвигателем. Пневматические двигатели нашли широкое применение в индустрии ручного инструмента, и предпринимаются постоянные попытки расширить их использование в транспортной отрасли. Однако пневматические двигатели должны преодолеть недостатки эффективности, прежде чем их будут рассматривать как жизнеспособный вариант в транспортной отрасли.
Гидравлический двигатель получает энергию от жидкости под давлением . Этот тип двигателя используется для перемещения тяжелых грузов и привода машин. [27]
Некоторые моторные блоки могут иметь несколько источников энергии. Например, электродвигатель подключаемого гибридного электромобиля может получать электроэнергию либо от аккумулятора, либо от ископаемого топлива через двигатель внутреннего сгорания и генератор.
При оценке производительности двигателя используются следующие параметры.
Скорость относится к вращению коленчатого вала в поршневых двигателях и скорости роторов компрессора/турбины и роторов электродвигателя. Измеряется в оборотах в минуту (об/мин).
Тяга — это сила, действующая на самолет в результате того, что его винт или реактивный двигатель разгоняют проходящий через него воздух. Это также сила, действующая на корабль в результате того, что его винт разгоняет проходящую через него воду.
Крутящий момент — это вращающий момент на валу, который рассчитывается путем умножения силы, вызывающей момент, на ее расстояние от вала.
Мощность — это мера того, насколько быстро выполняется работа.
Эффективность — это отношение полезной выходной энергии к общему объему потребляемой энергии.
Шум транспортного средства в основном исходит от двигателя на низких скоростях транспортного средства и от шин и воздуха, проходящего мимо транспортного средства на более высоких скоростях. [28] Электродвигатели тише двигателей внутреннего сгорания. Двигатели, создающие тягу, такие как турбовентиляторные, турбореактивные и ракетные, издают наибольшее количество шума из-за того, как их создающие тягу высокоскоростные потоки выхлопных газов взаимодействуют с окружающим неподвижным воздухом. Технология снижения шума включает глушители впускной и выпускной систем (глушители) на бензиновых и дизельных двигателях и шумопоглощающие вкладыши во входных отверстиях турбовентиляторных двигателей.
Особо примечательными типами двигателей являются:
человек или вещь, которые сообщают движение, в частности, приспособление, такое как паровой двигатель, которое получает и преобразует энергию из какого-либо источника, чтобы использовать ее в приводных механизмах.
Более поздний запрос был подан в Патентное ведомство королевства Пьемонт под номером 700 тома VII этого ведомства. Текст этого патентного запроса недоступен, только фотография стола с чертежом двигателя. Это мог быть либо новый патент, либо расширение патента, выданного тремя днями ранее, 30 декабря 1857 г. в Турине.
