Жылулық қозғалтқыш - жылу энергиясын механикалық жұмысқа түрлендіретін қозғалтқыш

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:
I. Кіріспе
II. Негізгі бөлім
a. Ішкі жану қозғалтқышы тарихы
b. Түрлері
c. Іштен жану қозғалтқышы жалпы құрылғысы
d. Екі сатылы және төрт сатылы ішкі жану қозғалтқыштары
e. Ішкі жану қозғалтқыштарының басқа түрлерінен артықшылықтары мен кемшіліктері.
III. Қорытынды
IV. Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Іштен жану қозғалтқышы - жанған отынның химикалық энергиясын механика жұмысқа түрлендіретін жылулық қозғалтқыш. Ежелгі уақытта адамдар қарапайым механизмдерді қолдарымен немесе жануарлардың көмегімен басқарған. Содан кейін олар жел күштерін желкенді кемелермен жүзген кезде қолдануды үйренді. Сондай-ақ олар жел диірмендерін айналдырып, ұнды ұнтақтау үшін қолдануды үйренді. Кейінірек олар өзендердегі су ағынының энергиясын су дөңгелектерін бұру үшін қолдана бастады. Бұл доңғалақтар суды көтереді немесе әртүрлі механизмдерді басқарады.Жылу қозғалтқыштарының пайда болу тарихы уақыт өте келе басталады. Ішкі жану қозғалтқышы өте күрделі механизм. Ішкі жану қозғалтқыштарындағы жылу кеңеюімен орындалатын функция бір қарағанда оңай көрінбейді. Дәл осы баяндамада ішкі жану қозғалтқышына кеңірек тоқталғым келіп отыр.
Қозғалтқыш, мотор - қандайда бір энергия түрін механикалық жұмысқа түрлендіретін күш-қуат машинасы. Қозғалтқыш латынша motor, яғни қозғалысқа келтіретін деген ұғымды білдіреді, ол осыдан қозғалтқыш (мотор) деп аталып кетті. Энергия механикалық жұмысқа қозғалтқыштың түріне қарай қайталамалы-ілгерілемелі қозғалыстағы піспек (поршень), айналмалы қозғалыстағы ротор немесе реактивті қозғалыс тудыратын аппарат арқылы түрленеді. Оны жердегі, судағы, аспандағы, ғарыштағы көлік құралын қозғалысқа келтіру, өндірістің әр саласындағы жұмыс машинасын, тұрмыс техникасын, т.б. іске қосу үшін қолданады. Қозғалтқыш бірінші реттік (бастауыш) және екінші реттік (қостауыш) қозғалтқыш болып бөлінеді. Бірінші реттік қозғалтқыш (бу, газ, жел қозғалтқыштары) табиғи энергетикалық ресурстарды (отын, су, жел энергиясын, ядролық энергияны) механикалық энергияға тікелей түрлендіреді. Оған жылу қозғалтқышы, бу қозғалтқышы, газ қозғалтқышы, жел қозғалтқышы, гидравликалық қозғалтқыш, т.б. жатады. Олардың ішінде отын немесе атом энергиясын механикалық жұмысқа айналдыратын жылу қозғалтқышы ең басты топты құрайды. Ал екінші реттік қозғалтқыш бірінші реттік қозғалтқыштың көмегімен алынған энергияны түрлендіреді. Олардың қатарына электрлік қозғалтқыштар, пневматикалық (сығылған ауаның қысымын пайдаланатын), т.б. қозғалтқыштар жатады. Жинақталған механикалық энергияны беретін құрылғылар да қозғалтқыш (инерциялық, серіппелі, гірлі механизмдер) қатарына кіреді. Атқаратын қызметіне қарай қозғалтқышты орнықты, мобильді (көшпелі, жылжымалы) және көліктік деп бөледі.
Карбюраторлы қозғалтқыш - жанғыш қоспа карбюраторында түзіліп, цилиндрінде электр ұшқынымен тұтанатын іштен жанатын қозғалтқыш. Карбюраторлы қозғалтқыш отыны ретінде тез буланатын жеңіл отындар - бензин, керосин (жермай), тағы басқа пайдаланылады. Ол автомобильдерде, мотоциклдерде, катерлерде, тағы басқа қолданылады.
Дизель қозғалтқыш (Дизельный двигатель) -- іштен жанатын, автомобильдің бензиндік қозғалтқышымен салыстырғанда басқаша сызбамен жұмыс істейтін қозғалтқыш. Дизель қозғалтқышта дизельдік жанармай сығылудан барып тұтанады. Дизельдік қозғалтқыштардыңжетістіктері: жанармай аз жұмсалады (жанармайдың бағасы да арзанырақ олады), көміртек оксиді, көмірсутектер және азот оксиді ауаға аз шығарылады. Алайда, тұтас алғанда, адам үшін улы ластағыштардыңмөлшері дизель қозғалтқыштардың лықсыма газдарында [[карбюраторлық қозғалтқыш]]тардан 100 есе көп болады. Дизель қозғалтқыштардың лықсыма газдарындағы зиянды заттардың 0,1 мг-ының организмге түсуі өлім қаупін төндіреді. Дизель қозғалтқыштардың лықсыма газдары қатты жөтелтеді, өкпені ірітеді, обырға шалдығудың ықтималдығын көбейтеді.
Бу Турбинасы -- будың потенциалдық энергиясын кинетикалық энергияға, одан кейін оны айналушы біліктің механикалық энергиясына түрлендіретін турбина. Бу Турбинасы -- жылу электр стансасындағы (ЖЭС) электр генераторларын қозғалысқа келтіретін негізгі қозғалтқыш. Бу Турбинасы бу машинасына қарағанда анағұрлым ықшам, қолдануға ыңғайлы әрі тиімді және параметрі жоғары буды пайдалануға, таза конденсат алуға, сондай-ақ, электр энергиясын өндірумен қатар тұтынушыларға параметрлері әр түрлі бу беруге мүмкіндік береді. Барлық дерлік Бу Турбиналары көп сатылы болып келеді. Бу Турбинасы активті турбина және реактивті турбина болып ажыратылады. Активті турбинада жылу энергиясының едәуір мөлшерін бір сатының көлемінде механикалық энергияға айналдыруға болады. Сондықтан мұнда турбина сатыларының саны аздау болып келеді де, ауқымы кішірек, ал таза реактивті турбинада сатылар саны көп болады да, нәтижесінде ол ауқымды (көлемді) болып келеді.
Жылулық қозғалтқыш - жылу энергиясын механикалық жұмысқа түрлендіретін қозғалтқыш. Ж. қ. табиғи энергет. қорларды хим. немесе ядр. отын түрінде пайдаланады. Ж. қ. піспекті (поршеньді) қозғалтқыштар (іштен жану қозғалтқыштарының көпшілігі, бу машиналары), піспекті сығымдауыштар (компрессорлар мен сорғылар), роторлы қозғалтқыштар (мыс., Ванкель қозғалтқышы) және реактивті қозғалтқыштар болып бөлінеді. Осы түрлердің құрамасы түріндегі қозғалтқыштар да болуы мүмкін (мыс., турбореактивті қозғалтқыштар). Жұмыстық денені қыздыру үшін жылу беру тәсілі бойынша Ж. қ. іштен жану қозғалтқыштары және сырттан жану қозғалтқыштары (мыс., Стерлинг қозғалтқышы) болып ажыратылады. Ж. қ-тардың тиімді п. ә. коэфф. (оның білігінің шығысындағы мех. энергияның қозғалтқышқа келіп түскен жылу энергиясына қатынасы) 0,1 - 0,6 шамасында болады
Бу машинасы -- сығылған су буының потенциалдық энергиясын механикалық жұмысқа түрлендіретін алғашқы поршеньдік қозғалтқыш. Алғашқы әмбебап Бу машинасын 1784 жылы ағылшын өнертапқышы Дж. Уатт ойлап шығарып, оған патент алды. 19 ғасырдың аяғына дейін Бу машинасы өнеркәсіп пен көлікте қолданылатын жалғыз қозғалтқыш болып келді. Бу машинасының дамуы фабрикалар мен зауыттар, электр станциялары, бу арбалар (паровоздар), кемелер мен локомобильдер,ауыл шаруашылығы мен жергілікті өнеркәсіп мұқтаждықтары үшін қажетті жетілдірілген орнықты (стационар) Бу машинасының қуаты 15 МВт, жылдылдық 1000 айн.мин және пайдалы әсер коэффициенті 20 -- 25%-ке жетті.
Реактивтік қозғалтқыш -- жұмыстық дененің бастапқы энергиясын сол дененің реактивтік ағынының кинетикалық энергиясына түрлендіру арқылы тарту күшін тудыратын құрылғы. Қозғалтқыш соплосынан жұмыстық дененің сыртқа қарай ағып шығуы нәтижесінде жұмыстық дене ағынының тербелісі түрінде реактивті күш пайда болады. Реактивтік ағынның кинетикалық энергиясына түрленетін энергия химиялық, ядролық, электрондық, т.б. болуы мүмкін. Қазіргі кезде реактивтік қозғалтқыштарда алғашқы энергия көзі ретінде көбінесе химиялық энергия пайдаланылады. Реактивтік қозғалтқыштың негізгі бөлігі -- жану камерасы. Оның бір жағында жанған жұмыс денесі үдемелі жылдамдықпен (реактивтік ағын түрінде) ұшып шығатын сопло болады.

Негізгі бөлім
1. Ішкі жану қозғалтқышы тарихы

1-сурет
Бірінші ішкі жану қозғалтқышының жобасы (ІЖҚ) сағат зәкірінің танымал өнертапқышы Кристиан Гюйгенске тиесілі және 17 ғасырда ұсынылған. Бір қызығы, дәріні отын ретінде пайдаланылуы керек еді, ал идеяның өзі артиллериялық құралдан туындаған. Денис Папеннің осы қағида бойынша көлік құруға талпыныстары сәтсіз болды. Алғашқы жұмыс істейтін ішкі жану қозғалтқышын 1859 жылы белгиялық өнертапқыш Жан-Джозеф Этьен Ленуар патенттеген (сурет 1).
Ленуар қозғалтқышының жылу тиімділігі төмен, сонымен қатар басқа поршеньді қозғалтқыштарымен салыстырғанда цилиндрдің жұмыс көлемінен өте төмен қуат алынады. 18 литрлік цилиндрі бар қозғалтқыш небары 2 ат күші қуатын дамытты. Бұл кемшіліктер Ленуар қозғалтқышы тұтануға дейін жанармай қоспасын сығымдамайтындығына байланысты болды. Оған күші тең Отто қозғалтқышы (циклде арнайы сығу соққысы берілген) бірнеше есе аз салмағы болды және әлдеқайда ықшамды болды. Ленуар қозғалтқышының тіпті айқын артықшылықтары - салыстырмалы түрдегі төмен шу (атмосфералық қысыммен шығарылғандықтан) және дірілдің төмен деңгейі (жұмыс кезінде соққылардың біркелкі таралуына байланысты) бәсекелестікке төтеп бере алмады. Алайда, қозғалтқыштарды пайдалану кезінде ат күші үшін газ шығыны 3 кубм құрайды. шамамен сағатына шамамен 0,5 кубм. Ленуар қозғалтқышының тиімділігі бар болғаны 3,3% құрады, сол кездегі бу машиналары 10% тиімділікке жетті.
2-сурет Отто қозғалтқышы
1876 жылы Отто мен Ланген Париждің екінші дүниежүзілік көрмесінде қуаттылығы 0,5 ат күші бар жаңа қозғалтқышты көрсетті (№2 сурет).

Алғашқы бу-атмосфералық машиналарды еске түсіретін осы қозғалтқыштың конструкциясының жетілмегендігіне қарамастан, ол сол кезде жоғары тиімділік көрсетті; газ шығыны 82 куб метрді құрады, тиімділігі 14% құрады. 10 жыл ішінде шағын өнеркәсіп үшін шамамен 10 000 осындай қозғалтқыш шығарылды.
1878 жылы Отто Боде Рош идеясына негізделген төрт соққылы қозғалтқышты салды. Газды отын ретінде қолданумен қатар, жанармай қоспасы үшін материал ретінде бензин, газолин және лигроин буларын пайдалану идеясы, ал 90-шы жылдардан бастап керосин жасау идеясы дами бастады. Осы қозғалтқыштардағы отын шығыны сағатына бір ат күшіне 0,5 кг құрайды.
Сол уақыттан бастап, ішкі жану қозғалтқыштары (ІЖҚ) өндірісте қолданылатын материалдардың дизайны, жұмыс принципі бойынша өзгерді. Ішкі жану қозғалтқыштары неғұрлым күшті, ықшам, жеңіл бола бастады, бірақ ішкі жану қозғалтқышында әр 10 литр жанармайдың тек 2 литрі пайдалы жұмыс үшін пайдаланылады, қалған 8 литр ысырап жаңады. Яғни, ІЖҚ тиімділігі тек 20% құрайды.

2. Түрлері
Іштен жанатын қозғалтқыштардың топтастырылуы (классификациясы)

а) пайдалану мақсаты бойынша -- көлік, стационарлы, арнайы болып бөлінеді.
б) пайдаланған отын түріне байланысты -- жеңіл отын (бензин, газ), ауыр сұйық отын (дизель, мазут).
в) Іштен жанатын қозғалтқыштар жанушы қоспаның пайда болу тәсілі бойынша:
1. қозғалтқыштағы сыртқы қоспаның пайда болатын, процесс цилиндірінің сыртында өтеді. Оларға жататындары: карбюраторлы және газды қозғалтқыштар;
2. қозғалтқыштардағы ішкі қоспаның пайда болатын, процесс цилиндірде пайда болады.
г) Жанғыш қоспаның тұтандыру тәсілі бойынша, былай ажыратады:
1. сығылудан (дизельдер) қозғалтқыштағы тұтануы. Бұл қозғалтқыштарда отын жоғарғы температурасы әсерінен, өздігінен тұтанады;
2. қозғалтқышты электр ұшқынымен ықтиярсыз тұтандыру (бензинді және газды);
д) Жұмысшы цилиндірін жаңа зарядпен толтыру тәсілі бойынша:
1. үрлеусіз қозғалтқыштар, оларға, ауаны кіргізу немесе жанғыш қоспаларды (жаңа зарядты) кіргізу, піспек жүрісінің copy кезінде, цилиндірдегі сиретілу есебінен іске асырылады;
2. қозғалтқышты үрлеумен ауа кіргізіп немесе жұмысшы цилиндірге жанғыш қоспаны кіргізіп - жаңа зарядты енгізеді.
е) Құрылмалық (конструктивті) нышаны бойынша:
1. цилиндірлерінің орналасуы бойынша: тік, горизонталды; V-түріндегісі; жұлдызша түріндегі және т.б болып бөлінеді;
2. цилиндірлер саны бойынша - бір цилиндірлі және көп цилиндірлі;
3. піспек қозғалысын беру тәсілі бойынша - біліксіз, онда, піспектің қайтымды, үдемелі қозғалысы, айналушыға түрленбейді, тікелей ауаны сығуға беріледі (біліксіз дизель - сығымдағыш) немесе турбинаның газды жетегі (газдың біліксіз генераторы) және білікті, ондағы піспек қозғалысы, бұлғақ пен айқалшық көмегімен, білікті айналдыру қозғалысы түрленеді;
4. айналу жиілігі бойынша: баяу жүрісті, артық айналу жиілікті, тез жүргізгішті.
Цилиндрді жаңа жанғыш қоспамен толтыру тәсіліне орай Іштен жану қозғалтқышы
:: 4-тактілі және

:: 2-тактілі болып бөлінеді.

ж) Жанғыш қоспаны (отын мен ауадан құралатын) дайындау түріне қарай
:: сырттай және

:: іштей қоспа түзетін болып ажыратылады.

Сырттай қоспа түзетін Іштен жану қозғалтқышына
- карбюраторлы (яғни сұйық отын мен ауа қоспасы карбюраторда түзілетін) және
- газ араластырғыш (газ бен ауадан құралатын жанғыш қоспа араластырғышта түзіледі) қозғалтқыштар жатады. Сырттай қоспа түзетін Іштен жану қозғалтқышының цилиндріндегі жұмыстық қоспасы электр ұшқыны арқылы тұтанады.
Іштей қоспа түзетін қозғалтқыштарда (дизельде) алдын ала сығылу нәтижесінде қызған ауаға бүркілген отын өздігінен тұтанады.
4 тактілі Карбюраторлы Іштен жану қозғалтқышының жұмыстық циклі енді білік 2 рет айналып, поршень 4 рет әрлі-берлі жүру кезінде атқарылады. 1-тактіні жанғыш қоспаның цилиндрге ену тактісі деп атайды. Бұл тактіде поршень жоғары өлі нүктеге жылжиды, сол кезде ену клапаны ашылып, жанғыш қоспа карбюратордан цилиндрге келеді. 2-такт кезінде поршень төмен өлі нүктеден жоғары өлі нүктеге жылжиды. Бұл кезде сыртқа шығару және ену клапандары жабылады да, жанғыш қоспа 0,8 - 2 Мнм2 қысымға дейін сығылады. Сығылу соңында қос-па температурасы 200 - 400° С-қа дейін жетеді. Осы мезетте электр ұшқыны беріліп, қоспа тұтанады. Жану нәтижесінде цилиндрдегі қысым 3 - 6 Мнм2, температура 1600 - 2200°С-қа жетеді. Циклдің 3-тактісі - ұлғаю, яғни ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.