Vakum motoru - Vacuum engine

Vakum motorunun animasyonu
Alev yalayıcı motor fotoğrafı

Bir vakum motoru (olarak da adlandırılır alev yalayıcı motoru, alev motoru, alev dansçısı) gücünü buradan alır hava basıncı pistonun bir tarafına karşı kısmi vakum diğer tarafında. Bir vuruşun başlangıcında, silindirin başlığındaki bir valf açılır ve valfın kapanmasıyla hapsolup genişleyen yanan bir gaz ve hava yükünü kabul eder. Strokun sonuna doğru yük, silindirin su veya hava ile soğutulan bir kısmıyla temas eder ve soğutulur, bu da pistonu - kranka doğru açık olan - geri dönüşte emmeye yetecek kadar ani bir basınç düşüşüne neden olur. inme. Valf, pistonun bir sonraki vuruş başlamadan önce yanmış gazları dışarı atması için zamanında tekrar açılır.

Tarih

Ana makale: İçten yanmalı motorun tarihi

Biraz erken gaz motorları "vakum" veya "atmosferik" ilkesi üzerinde çalıştı ve benzer şekilde Newcomen buhar motoru. Silindire bir gaz ve hava karışımı çekildi ve ateşlendi; karışım genişledi ve bir kısmı egzoz valfinden kaçtı; valf daha sonra kapandı, karışım soğudu ve büzüldü ve atmosferik basınç pistonu içeri itti. Bu tür motorlar çok verimsizdi ve üzerinde çalışan motorlar tarafından değiştirildi. Otto döngüsü.

Vakum motoru

Bir vakum motorunda, kısmi vakum harici bir pompa tarafından oluşturulur. Bu motorlar genellikle güç sağlamak için kullanıldı demiryolu pikapları içinde İngiltere tarafından oluşturulan vakumu kullanarak buharlı lokomotif 's vakumlu fren ejektör. Çalışma prensibi bir buhar motoruna benzer - her iki durumda da güç, basınç farkından elde edilir.[ben]

Çalışmak için küçük vakum motorları da kullanıldı ön cam silecekleri içinde otomobiller. Bu durumda, motorlar tarafından çalıştırıldı manifold vakum. Bu düzenleme pek tatmin edici değildi çünkü eğer gaz kelebeği tamamen açıksa silecekler yavaşlar, hatta dururdu. Modern otomobillerde elektrikle çalışan silecekler kullanılır. Modern otomobiller hala bir tür vakum motoru kullanıyor, ancak vakum servo. Frenler bir hidrolik sistemle çalıştırılır, ancak sürücü tarafından sağlanan gücü artırmak için bir "vakum motoru" kullanırlar. 1960'ların sonlarından itibaren kontrol etmek için küçük vakum motorları da kullanıldı servomekanizmalar kapı kilitleri gibi,[ii] ısıtıcı kontrolleri[iii] veya hareketli kaput havalandırma kanatları.[iv]

Küresel Sanayi Devrimi'nin bir 'vakum motoru' nedeniyle ortaya çıktığını söyleyebiliriz, çünkü tüm eski buhar motorları, özellikle de öncü Boulton ve Watt motorları neredeyse atmosferik basınçlı buharla çalışıyordu. Neil A Downie'nin referansta gösterdiği gibi, bir volan, basit tesisat parçaları ve diğer birkaç basit bileşeni kullanarak bir gösteri vakum motorunu kolayca yapabilirsiniz.

Güç aktarımı için bir vakum sistemi kullanılabilir, ancak bir vakum motoruna iletilebilecek maksimum güç, geleneksel pnömatiklerden daha azdır. Downie'nin de gösterdiği gibi, vakumlu güç aktarım sisteminin çalışması için yaklaşık 0,4 bar (8 psig) olan bir optimum basınç vardır. Pnömatikten daha az verimli olmasına rağmen, mükemmel şekilde işlenebilir. Örneğin, 22 mm'lik (7/8 ") vakumda bir boru, 0,4 bar (8 psig) üzerinde, 8 bar (100 psig) üzerinde 6 mm (1/4") boru kadar fazla güç iletebilir. Sistem, Boulton ve Watt'ın fabrikalarında vakum güç aktarımı kullanmasına yetecek kadar verimli. Fabrikadaki ana vakum sistemine "ruh borusu" adını verdiler. [1][2]

İdeal Termodinamik Süreç

İdealin aksine Otto döngüsü vakum motoru, yanan yakıtla sağlanan sabit bir ısı kaynağına dayanır. Yukarıda bahsedildiği gibi, bir valf, piston odasına bir ısı girişine izin verir. Kontrollü hacim uzayında Qin veya içindeki ısının sabit olduğunu tahmin etmek, ideal gaz denklemi PV = nRT, piston odasının basıncında bir artış anlamına gelir. Valf kapandıktan sonra, piston aşağı doğru strok sırasında adyabatik bir işleme tabi tutulur. Piston strokunun dibine ulaştığında, oda ya çevreleyen hava ya da su tarafından soğutulur ve ortaya çıkan Qout, pistondaki basıncı düşmeye zorlar. Sistem daha sonra haznedeki gazın başka bir adyabatik sıkıştırmasına maruz kalır ve bu daha sonra silindirin strokunun üstündeki valf tarafından serbest bırakılırken aynı zamanda yeni ısıtılmış gazın hazneye girmesine izin verir.

Bu motorun geliştirilirken karşılaştığı en büyük sorunlardan biri, bu modelin verimliliğinin gerçek uygulamalarda son derece zayıf olmasıydı. Isı kaynağı belirli bir alanda bulunmadığından, motora güç sağlamak için potansiyel yakıtın yalnızca küçük bir kısmı tüketilir. Çünkü Motor verimliliği yapılan iş miktarı ile tüketilen yakıttaki potansiyel enerji arasındaki ilişki ile tanımlanır, vakum motorunda motora güç sağlamak için yanan yakıtın sadece küçük bir miktarının kullanıldığı görülebilir. Yakıt enerjisinin geri kalanı çevredeki atmosfere kaybolur.

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ Buhar motorları sıcak buhardan çalıştığından, motor bir buhar makinesine benzer, aynı değildir. entalpi ısı şeklinde.
  2. ^ Mercedes-Benz
  3. ^ Lancia Beta Montecarlo
  4. ^ Dodge Charger


  1. ^ Downie, Neil A., Patlayan Disk Topları, Slimemobiles ve Cumartesi Bilimi için 32 Diğer Proje, Baltimore, Johns Hopkins University Press (2006).
  2. ^ Gülümsemeler, Samuel, Mühendislerin Yaşamları, Buhar Motoru, Boulton ve Watt, Londra, John Murray (1878).

Dış bağlantılar