Что такое вакуумный мотор

Вакуумный двигатель — Vacuum engine

Вакуумный двигатель (называемый также пламенно-Licker двигателем, пламенно-двигателем, пламенно-танцор ) получает свою силу от давления воздуха против одной стороны поршня, который имеет частичный вакуум на другой стороне его. В начале хода клапана в головке цилиндра открывается и впускает заряд горючего газа и воздуха, который захватывается закрытием клапана и расширяется. Ближе к концу хода заряд вступает в контакт с охлаждаемой водой или воздухом частью цилиндра и охлаждается, вызывая внезапное падение давления, достаточное для всасывания поршня, который открыт в сторону кривошипа, обратно на возврате. инсульт. Клапан открывается снова вовремя, чтобы поршень вытеснил сгоревшие газы до того, как начнется следующий ход.

Содержание

История

Некоторые ранние газовые двигатели работали по принципу «вакуума» или «атмосферы» аналогично паровому двигателю Ньюкомена . Смесь газа и воздуха была втянута в цилиндр и воспламенена; смесь расширилась и часть ее улетела через выпускной клапан; затем клапан закрывается, смесь охлаждается и сжимается, и атмосферное давление толкает поршень внутрь. Такие двигатели были очень неэффективны и были заменены двигателями, работающими по циклу Отто .

Вакуумный мотор

В вакуумном двигателе частичный вакуум создается внешним насосом. Эти двигатели обычно использовался для питания железнодорожных вертушки в Великобритании , с использованием вакуума , созданный паровозом «s вакуумного тормозного эжектором . Принцип работы похож на паровой двигатель — в обоих случаях мощность извлекается из разницы давлений.

Небольшие вакуумные двигатели также использовались для работы стеклоочистителей в автомобилях . В этом случае двигатели питались от коллекторного вакуума . Такое расположение было не очень удовлетворительным, потому что, если бы дроссельная заслонка была широко открыта, дворники замедлились бы или даже остановились. В современных автомобилях используются дворники с электроприводом. В современных автомобилях все еще используется своего рода вакуумный двигатель, но вакуумный сервопривод . Тормоза приводятся в действие гидравлической системой, но они используют «вакуумный двигатель» для усиления силы, создаваемой водителем. Небольшие вакуумные двигатели также использовались с конца 1960-х годов для управления сервомеханизмами, такими как дверные замки, органы управления обогревателем или подвижные вентиляционные заслонки капота.

Можно сказать, что глобальная промышленная революция возникла из-за «вакуумного двигателя», потому что все первые паровые машины, особенно новаторские двигатели Бултона и Ватта, работали с паром почти атмосферного давления. Вы можете легко создать демонстрационный вакуумный двигатель, используя маховик, простые детали водопровода и несколько других простых компонентов, как показывает Нил Дауни в справочнике.

Читайте также:  Ликви моли мотор протект или кератек

Вакуумная система может использоваться для передачи энергии, хотя максимальная мощность, которая может быть передана на вакуумный двигатель, меньше, чем у обычной пневматики. Как показывает Дауни, оптимальное давление для работы вакуумной системы передачи энергии составляет около 0,4 бара (8 фунтов на кв. Дюйм). Хотя он менее эффективен, чем пневматика, он вполне может работать. Например, труба диаметром 22 мм (7/8 дюйма) в вакууме может передавать столько же мощности при давлении 0,4 бара (8 фунтов на кв. Дюйм), сколько труба 6 мм (1/4 дюйма) при давлении 8 бар (100 фунтов на кв. Дюйм). Система достаточно эффективна, чтобы Боултон и Ватт использовали вакуумную передачу энергии на своем заводе. Заводскую вакуумную магистраль они назвали «спиртовой трубкой».

Идеальный термодинамический процесс

В отличие от идеального двигателя с циклом Отто , вакуумный двигатель полагается на постоянный источник тепла, обеспечиваемый сжиганием топлива. Как упоминалось выше, клапан позволяет впускать тепло в камеру поршня. Оценка тепла в или Qin является постоянной величиной в пространстве контролируемого объема, уравнение идеального газа PV = nRT подразумевает увеличение давления в поршневой камере. После закрытия клапана поршень претерпевает адиабатический процесс во время хода вниз. Как только поршень достигает нижней точки своего хода, камера охлаждается либо окружающим воздухом, либо водой, и в результате Qout заставляет давление в поршне уменьшаться. Затем система подвергается еще одному адиабатическому сжатию газа в камере, которое впоследствии выпускается клапаном в верхней части хода цилиндра, одновременно позволяя новому нагретому газу войти в камеру.

Одна из основных проблем, с которой столкнулся этот движок при разработке, заключалась в том, что эффективность этой модели была крайне низкой в ​​реальных приложениях. Поскольку источник тепла не ограничен определенной областью, только небольшая часть потенциального топлива потребляется для питания двигателя. Поскольку КПД двигателя определяется соотношением между объемом проделанной работы и потенциальной энергией в потребляемом топливе, можно видеть, что в вакуумном двигателе только небольшое количество горящего топлива используется для питания двигателя. Остальная энергия топлива теряется в окружающей атмосфере.

Источник

Вакуумный двигатель. Пожиратель пламени.

Очередная интересная и познавательная игрушка из Китая. Двигатель, но не паровой, не внутреннего сгорания, не Стирлинга, хотя придуман именно Стирлингом.

Читайте также:  Момент затяжки гайки маховика лодочного мотора

Как и, наверное, большинство читателей, я интересуюсь разными вещами. Всегда есть соблазн и желание приобрести что-то для своего увлечения, либо просто хочется поиграть с приглянувшимся гаджетом, как известно с возрастом лишь меняется цена игрушек.

Обзоры — это совмещение приятного с полезным. Мне нравится делиться своим опытом взаимодействия с различными вещами, спонсорам нравится видимо, как я это делаю, и получается взаимовыгодное сотрудничество. Я никогда не беру на обзор вещи, которые мне не интересны, и с которыми я не хочу провести какое-то время. Как правило я беру вещи, предназначение и характеристики которых я себе неплохо представляю, так я избегаю своего и вашего, мои уважаемые читатели, разочарования в большинстве случаев.

Обзоры я делаю объективно, товары не рекламирую, и моя цель дать вам пищу для размышления, и поделиться своим опытом пользования данной вещи. Читайте, думайте, пишите свое мнение в комментариях — в общении и обмене мыслями рождается истина!

Пара слов о том, что такое вакуумный двигатель (пожиратель пламени) – это двигатель использующий разницу между давлением окружающего воздуха и частичным разрежением (вакуумом) по разные стороны от поршня.

Устройство вакуумного двигателя.

В основе лежит открытое пламя рядом с заслонкой цилиндра, и поршень, находящийся в цилиндре.

Во время фазы 1 (забор продуктов горения), раскаленное пламя попадает в цилиндр, во время движения поршня от заслонки.

Затем (фаза 2) заслонка закрывается и продукты сгорания охлаждаются о стенки цилиндра. Во время охлаждения их объем существенно уменьшается, создается разряжение. Поршень начинает обратное движение к заслонке.

Во время фазы 3, заслонка поднимается и поршень выталкивает остатки продуктов горения наружу.

Так цикл замыкается и дальше по кругу. Работа данного двигателя описывается термодинамическим циклом Отто, также описывающим работу двигателя внутреннего сгорания.

Работа и производительность двигателя зависит от быстрого и эффективного охлаждения стенок цилиндра. Если охлаждение будет медленным или неэффективным, то двигатель работать не будет.

В любом случае КПД такого двигателя мизерный, т.к. свеча горит рядом и греет воздух, и лишь малая часть пламени засасывается внутрь. Такие двигатели не имеют практического применения, и могут лишь поддерживать собственное вращение.

Перейдем к герою сегодняшнего обзора.

Приехал он в коробке из простого картона. Коробка была обернута кучей «пупырок» и сохранила свою форму, несмотря на все тяготы почтового пересыла.

Читайте также:  Самолетики с мотором своими руками

Качество упаковки меня приятно удивило. Все плотно лежало на своих местах в толстом слое формованного вспененного полиэтилена.

В комплект входил сам двигатель, 3 ключа под шестигранник, спиртовая горелка, маленькая бутылочка со смазкой, бутылочка под спирт, и загадочная трубочка, применение которой я так и не нашел.

Порадовала спиртовка с «вечным» фитилем из стальной сеточки

Двигатель стоит на основании из лакированной древесины, снизу 4 резиновые ножки

Двигатель выглядит очень качественно сделанным, производит приятное впечатление.

Оси вращения крепятся через миниатюрные подшипники. Вращение всех узлов двигателя плавное и тихое. Сборка отличная, все чистое, никаких отпечатков пальцев, потеков масла, грязи и т.д. Просто идеально. Основные материалы – сталь, маховики дюраль, противовесы – латунь.

Что меня смутило – отсутствие рубашки охлаждения цилиндра двигателя. Материал цилиндра – сталь, т.е. нагрев будет быстрый, охлаждение посредственное. КПД упадет и двигатель проработает недолго. Ну, это мысли, давайте их проверим на практике.

Наливаем в горелку спирт, поджигаем, крутим колесо – двигатель бодро начинает постукивать. Есть контакт – работает! ☺

Проработал двигатель пару минут, затем ожидаемо цилиндр нагрелся, охлаждение разогретых продуктов горения спирта замедлилось, двигатель плавно остановился. Перерыв на 20 минут на остывание.

Т.к. двигатель образовательный, то возможно это как говорят программисты «не баг, а фича». В конце концов, может это является частью учебного процесса. Можно объяснить устройство двигателя, почему он работает, как проходит изменение сил при изменении температуры стенок цилиндра. И почему двигатель останавливается при нагреве.

Понять, что хотели достичь создатели, не делая охлаждение стенок цилиндра — сложно, к двигателю шла инструкция на чистом китайском языке. Но судя по качеству и продуманности конструкции отсутствие радиатора охлаждения – не ошибка, а специальный расчет.

Как резюме. Двигатель полностью выполняет свою учебно- познавательную функцию. Качество изготовления на высоте, внешний вид очень, как по мне, приятный. Из недостатков можно и нужно отметить краткость его работы. Все же 2 минуты до перегрева это очень мало.

И как с мотором Мендосино из моего предыдущего обзора, напрашивается его ниша. Сам себе не купишь, но в подарок получить будешь рад. Можно дарить такое коллегам по работе или школьникам/студентам.

Всем удачи и больше хороших игрушек в жизни!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Источник

Поделиться с друзьями