Zgryźliwość kojarzy mi się z radością, która źle skończyła.
12. SILNIKI SPALINOWE
12.1. PODZIAŁ
Silniki spalinowe dzielą się na trzy podstawowe grupy:
1. silniki spalinowe tłokowe o postępowo-zwrotnym lub krążącym ruchu tłoka,
2. silniki turbinowe czyli turbiny spalinowe, o obrotowym ruchu organu
czynnego, którym jest wirnik,
3. silniki odrzutowe, działające na zasadzie reakcji dynamicznej strumienia spalin uchodzących z silnika.
12.2. SILNIKI SPALINOWE TŁOKOWE
Tłokowe silniki spalinowe są to maszyny energetyczne przetwarzające energię cieplną doprowadzaną w postaci paliwa cieklego lub gazowego na energię mechaniczną. Przemiany termodynamiczne towarzyszące temu przetwarzaniu, zachodzą w tzw. przestrzeni roboczej silnika, której objętość jest zmienna. Silnik tłokowy ma co najmniej jeden tłok, stanowiący ruchome ograniczenie przestrzeni zajmowanej przez czynnik roboczy.
Rys.81. Schemat działania silnika spalinowego tłokowego
Tłok wykonuje ruch postępowy lub krążący i służy do przenoszenia sił. Praca użyteczna takiego silnika polega na przesunięciu tłoka pod wpływem nacisku czynnika roboczego. Czynnikiem tym są spaliny uzyskane w wyniku spalania paliwa. Dzięki zastosowaniu mechanizmu korbowego tłok przesuwając się powoduje obrót wału korbowego, z którego odbierana jest moc użyteczna silnika.Silniki spalinowe krążące stanowią odmianę silników tłokowych. Ich cechą charakterystyczną jest cykliczna zmiana objętości przestrzeni roboczej w wyniku obrotowego ruchu w cylindrze organu roboczego, nazywanego tłokiem obrotowym.
Rys.82. Schemat działania silnika spalinowego krążącego
Silnik taki jest zbudowany z cylindra o przekroju poprzecznym trochoidalnym, w którym porusza się ruchem okrężnym tłok, o przekroju trójkąta i bokach krzywoliniowych, którego wierzchołki w każdej chwili stykają się z cylindrem. Dzięki temu między cylindrem a tłokiem powstają jednocześnie trzy komory, które zmieniają swą objętość. Każda z nich podczas pełnego obrotu tłoka dwukrotnie przyjmuje maksymalną i minimalną wartość objętości. Krążący tłok, poprzez przekładnię planetarną, jest połączony z wałem.
Rys.83. Przekładnia planetarna
12.3. SILNIKI TURBINOWE
Turbinowy silnik spalinowy ma co najmniej jeden wirnik napędzany strumieniem gazu o dużej energii kinetycznej. Moc użyteczna jest odbierana z wału głównego silnika. W silnikach tych może ponadto występować tzw. siła ciągu, tj. reakcja wypływających z dużą prędkością spalin. Siła ciągu może być wykorzystana do napędu samolotu lub pojazdu mechanicznego na tzw. „poduszce powietrznej”.
Rys.84. Schemat silnika turbinowego
12.4. SILNIKI ODRZUTOWE
W silnikach odrzutowych wykorzystywana jest wyłącznie siła ciągu, natomiast nie odbiera się mocy użytecznej z wału silnika. Rozróżnia się:
1) silniki przepływowe (przelotowe),
2) silniki rakietowe.
Silniki przepływowe potrzebny do spalania paliwa tlen pobierają z powietrza przepływającego przez silnik w czasie pracy. Dzielą się one na:
a) strumieniowe,
b) pulsacyjne,
c) turboodrzutowe.
Rys.85. Schemat silnika strumieniowego
Silnik strumieniowy składa się z dyfuzora (1), komory spalania (2) i dyszy wylotowej (3). Niezbędne do pracy silnika sprężone powietrze uzyskuje się w dyfuzorze w czasie ruchu silnika.
Rys.86. Schemat silnika pulsacyjnego
Silnik pulsacyjny ma w przedniej części zamykającą przelot przegrodę zaworową (4). Doprowadzone powietrze i paliwo tworzą mieszankę palna zapalaną od świecy. Spaliny wypływają z dyszy, a w końcowym okresie wypływu powstaje w komorze spalania podciśnienie, powodujące otwarcie się zaworów, przez które wpływa do silnika nowa porcja powietrza. Następnie proces
się powtarza
Rys.87. Schemat silnika turboodrzutowego
W silniku turboodrzutowym powietrze po wstępnym sprężeniu w dyfuzorze (1) i dalszym w sprężarce (2) dopływa do komory spalania (3), zasilane ciekłym rozpylonym paliwem. Po spaleniu spaliny przepływają przez turbinę osiowa (4). Rozprężające się w niej częściowo spaliny wykonują pracę przekazywaną wałem do sprężarki. Dalsze rozprężanie zachodzi w dyszy (5), co powoduje wzrost prędkości, a w konsekwencji powstanie siły ciągu.
W silnikach rakietowych znajdują się nie tylko zbiorniki z paliwem ale również z tlenem. Dzięki temu mogą one pracować w kosmosie. Silniki rakietowe dzieli się na:
1) silniki na paliwo stałe,
2) silniki na paliwo ciekłe.
Rys.88. Schemat silnika rakietowego na paliwo stałe
Silnik rakietowy na paliwo stałe ma kształt cylindra (1) z jednej strony zamkniętego, a z drugiej zakończonego dyszą (2). W jego wnętrzu znajduje się ładunek stały (3), będący mieszaniną paliwa i utleniacza. Po zapaleniu się ładunku, za pomocą układu zapłonowego (4), powstają duże ilości gazów, które – wypływając z dyszy z dużą prędkością – umożliwiają osiągnięcie dużej siły ciągu. Kształt i powierzchnia spalania mogą być różnie uformowane co pozwala na projektowanie dynamiki silnika.
Rys.89. Schemat silnika rakietowego na paliwo ciekłe
Silniki rakietowe na paliwo ciekłe mają wiele rozwiązań konstrukcyjnych. Najczęściej posiadają układ dwuskładnikowy, z osobnymi zbiornikami na paliwo i utleniacz (1) zabezpieczonymi membranami (2). Zasilanie może być ciśnieniowe lub pompowe. Przy zasilaniu ciśnieniowym źródłem sprężonego gazu jest butla powietrza (3) z regulatorem ciśnienia (4). Mieszanka paliwowo – powietrzna spala się w komorze spalania (5) i wypływa z dużą prędkością z dyszy (6).
66
...