Меню Закрыть

Для чего нужен двигатель – Для чего нужен двигатель в автомобиле?

Содержание

Для чего нужен электродвигатель и чем они отличаются

Что из себя представляет электродвигатель

Говоря техническим языком, электродвигатель является элементом, который преобразует электричество в механическую энергию, что приводит в движение весь механизм. Поэтому двигатель и называют главным составляющим. Давайте же разберемся подробнее, для чего нужен электродвигатель, из чего он состоит и как работает.Первые модели были произведены еще в 19 ст. Но перед этим была четко сформулирована цель – получить механическую энергию для передвижения и других действий с помощью электричества.

Разберемся, из чего состоит электродвигатель. Главными элементами считаются статор – неподвижная часть (корпус) и ротор – подвижная часть механизма. Помимо этого, в состав двигателя входят еще десятки мелких деталей, таких как подшипники, обмотка из медной проволоки и так далее. На этой странице можно посмотреть все электрические характеристики электродвигателей.

Теперь давайте рассмотрим виды электрических двигателей. В основном они классифицируются по типу питания – это двигатели постоянного тока и переменного, и по принципу работы – синхронные и асинхронные. Двигатели постоянного тока так называются, так как работают от различных блоков питания, аккумуляторов и прочих батарей. Переменного, потому что соединяются напрямую с электрической сетью.

Синхронные механизмы имеют обмотки на роторе и подают на них напряжение для работы двигателя. Асинхронные – не имеют данных компонентов. Поэтому скорость вращения будет заметно медленнее, так отсутствует магнитное поле, созданного в статоре.

Как работает и что делает электродвигатель

Когда механизм соединяется с источником питания, на обмотке возникает магнитное поле, которое и вращает ротор в статоре. Это происходит по закону Ампера. Ведь создается отталкивающая сила, способная вращать вал и приводить в движение другие детали. Частота оборотов ротора напрямую зависит от частоты приходящего на витки электричества, а также от количества пар магнитных полюсов. Кстати, название данной разновидности пошло от того факта, что скорость вращения ротора различалась с частотой оборотов магнитного поля, то есть эти показатели были асинхронными.

Синхронные же двигатели немного отличаются строением ротора. В таком типе электродвигателей, ротор играет роль магнита, который и создает поле для вращения. Здесь магнитное поле статора и сам ротор вращаются с одинаковой частотой. Но есть один, очень значимый минус. Чтобы запустить синхронный электродвигатель, нужно воспользоваться помощью асинхронного. Ведь после простого подключения механизма к сети, ничего не произойдет.

К этому недостатку можно прибавить низкую скорость оборотов. К примеру, если взять асинхронный и синхронный двигатели и подключить их к источнику электричества одинакового напряжения, то первый тип будет вращаться заметно быстрее второго.

Где используют электродвигатели

Они имеют множество неоспоримых преимуществ и особенностей, что делают механизм уникальным и незаменимым. В современном мире данный тип двигателя широко используется практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Приобрести электродвигатели можно в каталоге электродвигателей аир.

Применение электрических двигателей начинается от небольших игрушек, и заканчивается большими предприятиями и народными хозяйствами. С помощью этого механизма стало возможно поднимать и передвигать огромные предметы.

Если коротко резюмировать данную статью, то хочется еще раз подчеркнуть значимость таких двигателей в жизни человека. Без них, многие сферы просто не смогли бы нормально функционировать и развиваться. Поэтому нужно тщательно подходить к выбору электродвигателя, ведь его поломка чревата остановкой производства или другого важного процесса, что повлечет за собой материальные и нематериальные убытки. Быстро подобрать необходимый мотор помогут

наши специалисты.

www.uesk.org

Электродвигатель. Виды и применение. Работа и устройство

Электродвигатель представляет электромашину, перестраивающую электрическую энергию в механическую. Обычно электрическая машина реализует механическую работу благодаря потреблению приложенной к ней электроэнергии, преобразовывающейся во вращательное движение. Ещё в технике есть линейные двигатели, способные создавать сразу поступательное движение рабочего органа.

Особенности конструкции и принцип действия

Не важно какое конструктивное исполнение, но устройство любых электродвигателей однотипное. Ротор и статор находятся внутри цилиндрической проточки. Вращение ротора возбуждают магнитное поле, отталкивающее его полюса от статора (неподвижной обмотки). Сохранять постоянное отталкивание можно путём перекоммутации обмоток ротора, или образовав вращающееся магнитное поле непосредственно в статоре. Первый способ присущий коллекторным электродвигателям, а второй — асинхронным трехфазным.

Корпус любых электродвигателей обычно чугунный или выполнен из сплава алюминия. Однотипные двигатели, не смотря на конструкцию корпуса производятся с одинаковыми установочными размерами и электрическими параметрами.

Работа электродвигателя базируется на принципах электромагнитной индукции. Магнитная и электрическая энергия создают электродвижущуюся силу в замкнутом контуре, проводящем ток. Это свойство заложено в работу любой электромашины.

На движущийся электроток в середине магнитного поля постоянно воздействует механическая сила, стремительно пытающаяся отклонить направление зарядов в перпендикулярной силовым магнитным линиям плоскости. Во время прохождения электротока по металлическому проводнику либо катушке, механическая сила норовит подвинуть или развернуть всю обмотку и каждый проводник тока.

Назначение и применение электродвигателей

Электрические машины имеют много функций, они способны усиливать мощность электрических сигналов, преобразовывать величины напряжения либо переменный ток в постоянный и др. Для выполнения таких разных действий существуют многообразные типы электромашин. Двигатель представлят тип электрических машин, рассчитанных для преобразования энергии. А именно, этот вид устройств превращает электроэнергию в двигательную силу или механическую работу.

Он пользуется большим спросом во многих отраслях. Их широко используется в промышленности, на станках различного предназначения и в других установках. В машиностроении, к примеру, землеройных, грузоподъёмных машинах. Также они распространены в сферах народного хозяйства и бытовых приборах.

Классификация электродвигателей
Электродвигатель, является разновидностью электромашин по:
  • Специфике, создающегося вращательного момента:
    — гистерезисные;
    — магнитоэлектрические.
  • Строению крепления:
    — с горизонтальным расположением вала;
    — с вертикальным размещением вала.
  • Защите от действий внешней среды:
    — защищённые;
    — закрытые;
    — взрывонепроницаемые.

В гистерезисных устройствах вращающий момент образуется путём перемагничивания ротора или гистерезиса (насыщения). Эти двигатели мало эксплуатируются в промышленности и не считаются традиционными. Востребованными являются магнитоэлектрические двигатели. Существует много модификаций этих двигателей.

Их разделяют на большие группы по типу протекающего тока:
  • Постоянного тока.
  • Переменного тока.
  • Универсальные двигатели (работают на постоянном переменном токе).
Особенности магнитоэлектрических двигателей постоянного тока

С помощью двигателей постоянного тока создают регулируемые электрические приводы с высокими эксплуатационными и динамическими показателями.

Типы электродвигателей:
  • С электромагнитами.
  • С постоянными магнитами.
Группа электродвигателей, питание которых выполняется постоянным током, подразделяется на подвиды:

  • Коллекторные. В этих электроприборах присутствует щёточно-коллекторный узел, обеспечивающий электрическое соединение неподвижной и вращающейся части двигателя. Устройства бывают с самовозбуждением и независимым возбуждением от постоянных магнитов и электромагнитов.
  • Выделяют следующие виды самовозбуждения двигателей:
    — параллельное;
    — последовательное;
    — смешанное.
  • Коллекторные устройства имеют несколько минусов:
    — низкая надёжность приборов;
    — щёточно-коллекторный узел довольно сложная в обслуживании составляющая часть магнитоэлектрического двигателя.
  • Безколлекторные (вентильные). Это двигатели с замкнутой системой, работающие по аналогичному принципу работы синхронных устройств. Оснащены датчиком положения ротора, преобразователем координат, а также инвертором силовым полупроводниковым преобразователем.

Эти машины выпускаются различных размеров от самых маленьких низковольтных до громадных размеров (в основном до мегаватта). Миниатюрными электродвигателями оснащены компьютеры, телефоны, игрушки, аккумуляторные электроинструменты и т.п.

Применение, плюсы и минусы электродвигателей постоянного тока

Электромашины постоянного тока применяют в разных областях. Ими комплектуют подъёмно-транспортные, красочно-отделочные производственные машины, а также полимерное, бумажное производственное оборудование и т.д. Часто электрический двигатель этого типа встраивают в буровые установки, вспомогательные агрегаты экскаваторов и другие виды электротранспорта.

Преимущества электрических двигателей:
  • Лёгкость в управлении и регулировании частоты вращения.
  • Простота конструкции.
  • Отменные пусковые свойства.
  • Компактность.
  • Возможность эксплуатации в разных режимах (двигательном и генераторном).
Минусы двигателей:
  • Коллекторные двигатели требуют трудное профилактическое обслуживание щёточно-коллекторных узлов.
  • Дороговизна производства.
  • Коллекторные устройства имеют не большой срок службы из-за изнашивания самого коллектора.
Электродвигатель переменного тока

В электродвигателях переменного тока электроток описывается по синусоидальному гармоническому закону, периодично меняющему свой знак (направление).

Статор этих устройств изготавливают из ферромагнитных пластинок, имеющих пазы для помещения в них витков обмотки с конфигурацией катушки.

Электродвигатели по принципу работы бывают синхронными и асинхронными. Главным их отличием является то, что скорость магнитодвижущей силы статора в синхронных приборах равна скорости вращения ротора, а в асинхронных двигателях эти скорости не совпадают, обычно ротор вращается медленнее поля.

Синхронный электродвигатель
Из-за одинакового (синхронного) вращения ротора с магнитным полем, аппараты именуют синхронными электродвигателями. Их подразделяют на подвиды:
  • Реактивный.
  • Шаговый.
  • Реактивно-гистерезисный.
  • С постоянными магнитами.
  • С обмотками возбуждения.
  • Вентильный реактивный.
  • Гибридно-реактивный синхронный двигатель.

Большая часть компьютерной техники оснащена шаговыми электродвигателями. Преобразование энергии в этих устройствах основано на дискретно угловом передвижении ротора. Шаговый  электродвигатель имеет высокую продуктивность, независящую от их мизерных размеров.

Достоинства синхронных двигателей:
  • Стабильность частоты вращения, что не зависит от механических нагрузок на валу.
  • Низкая чувствительность к скачкам напряжения.
  • Могут выступать в роли генератора мощности.
  • Снижают потребление мощности, предоставляемой электростанциями.
Недостатки в синхронных устройствах:
  • Сложности с запуском.
  • Сложность конструкции.
  • Затруднения в регулировки частоты вращения.

Недостатки синхронного двигателя, делают более выгодным для использования электродвигатель асинхронного типа. Тем не менее, большинство синхронных двигателей из-за их работы с постоянной скоростью востребованы для установок в компрессоры, генераторы, насосы, а также крупные вентиляторы и пр. оборудование.

Асинхронный электродвигатель

Статор асинхронных двигателей представляет распределённую двухфазную, трехфазную, реже многофазную обмотку. Ротор выполняют в виде цилиндра, используя медь, алюминий либо металл. В его пазы залиты либо запрессованные токопроводящие жилы к оси вращения под определённым углом. Они соединяются в одно целое на торцах ротора. Противоток возбуждается в роторе от переменного магнитного поля статора.

По конструктивным особенностям выделяют два вида асинхронных двигателей:
  • С фазным ротором.
  • С короткозамкнутым ротором.
В остальном конструкция приборов не имеет отличий, статор у них абсолютно одинаковый. По числу обмоток выделяют такие электродвигатели:
  • Однофазные. Этот тип двигателей самостоятельно не запускается, ему требуется стартовый толчок. Для этого применяется пусковая обмотка либо фазосдвигающая цепь. Также приборы запускаются вручную.
  • Двухфазные. В этих устройствах присутствуют две обмотки со смещёнными на угол фазами. В приборе возникает вращающееся магнитное поле, напряженность которого в полюсах одной обмотки нарастает и синхронно спадает в другой.
    Двухфазный электродвигатель может самостоятельно запускаться, но с реверсом присутствуют сложности. Часто этот тип устройств подключают к однофазным сетям, включая вторую фазу через конденсатор.
  • Трехфазные. Достоинством этих типов электродвигателей является легкий реверс. Основные части двигателя – это статор с тремя обмотками и ротор. Позволяет плавно регулировать скорость ротора. Эти приборы довольно востребованы в промышленности и технике.
  • Многофазные. Состоят эти устройства из встроенной многофазной обмотки в пазах статора на его внутренней поверхности. Эти двигатели гарантируют высокую надёжность при эксплуатации и считаются усовершенствованными моделями двигателей.

Асинхронные электрические двигатели значительно облегчают работу людей, поэтому они незаменимы во многих сферах.

Достоинствами этих приборов, которые сыграли роль в их популярности, являются следующие моменты:
  • Простота производства.
  • Высокая надёжность.
  • Не нуждаются в преобразователях для включения в сеть.
  • Небольшие расходы при эксплуатации.
Ко всему этому, можно добавить относительную стоимость асинхронных приборов. Но они также имеют и недостатки:
  • Невысокий коэффициент мощности.
  • Трудность в точной регулировке скорости.
  • Маленький пусковой момент.
  • Зависимость от напряжения сети.

Но благодаря питанию электродвигателя с помощью частотного преобразователя, некоторые недостатки устройств устраняются. Поэтому потребность асинхронных моторов не падает. Их применяют в приводах разных станков в областях металлообработки, деревообработки и пр. В них нуждаются ткацкие, швейные, землеройные, грузоподъёмные и другие виды машин, а также вентиляторы, насосы, центрифуги, разные электроинструменты и бытовые приборы.

Похожие темы:

electrosam.ru

Принцип работы электродвигателя. Простыми словами о сложном

Принцип работы электродвигателя основывается на эффекте обнаруженном Майклом Фарадеем еще в 1821 году. Он сделал открытие, что при взаимодействии электрического тока в проводнике и магнита, может возникнуть непрерывное вращение.

   Принцип работы электродвигателя постоянного тока

Если в однородном магнитном поле расположить в вертикальном положении  рамку и пропустить по ней ток, тогда вокруг проводника возникнет электромагнитное поле, которое будет взаимодействовать с полюсами магнитов. От одного рамка будет отталкиваться, а к другому притягиваться. В результате рамка повернется в горизонтальное положение, в котором будет нулевым воздействие магнитного поля на проводник. Для того что бы вращение продолжилось необходимо добавить еще одну рамку под углом или изменить направление тока в рамке в подходящий момент.  На рисунке выше это делается при помощи двух полуколец, к которым примыкают контактные пластины от батарейки. В результате после совершения полуоборота меняется полярность и вращение продолжается.

 

В современных электродвигателях вместо постоянных магнитов для создания магнитного поля используются катушки индуктивности или электромагниты. Если разобрать любой мотор, то Вы увидите намотанные витки проволоки, покрытой изоляционным лаком. Эти витки и есть электромагнит или как их еще называют обмотка возбуждения.

Простыми словами о сложном

На самом деле там векторное произведение, дифференциалы и т.п. но это детали, а у нас упрощённый случай. И так…

 

   Рис. 1 Основа работы электрического двигателя

Направление силы ампера определяется правилом левой руки.

 

   Рис. 2  Правило левой руки

Мысленно ставим левую ладонь на верхний рисунок и получаем направление сил Ампера. Она типа растягивают рамку с током в том положении как нарисовано на рис.1. И никуда вертеться тут ничего не будет, рамка в равновесии, устойчивом.

А если рамка с током повернута по-другому, то вот что будет:

   Рис. 3  Рамка

Здесь уже равновесия нет, сила Ампера разворачивает противоположные стенки так, что рамка начинает вращаться. Появляется механическое вращение. Это основа электрического двигателя, самая суть, дальше только детали.

Далее.

Теперь что будет делать рамка с током на рис.3?. Если система идеальная, без трения, то очевидно будут колебания. Если трение присутствует, то колебания постепенно затухнут, рамка с током стабилизируется и станет как на рис.1.

Но нам нужно постоянное вращение и достичь его можно двумя принципиально разными способами и отсюда и возникает разница между двигателями постоянного и переменного трёхфазного тока.

Принцип работы электродвигателя постоянного тока

Способ 1. Смена направления тока в рамке.

Этот способ используется в двигателях постоянного тока и его потомках.

Наблюдаем за картинками. Пусть наш двигатель обесточен и рамка с током ориентирована как-то хаотично, вот так например:

   Рис. 4.1 Случайно расположенная рамка

На случайно расположенную рамку действует сила Ампера и она начинает вращаться.

 
   Рис. 4.2

В процессе движения рамка достигает угла 90°. Момент (момент пары сил или вращательный момент) максимальный.

   Рис. 4.3

И вот рамка достигает положения, когда момента вращения нет. И если сейчас не отключить ток, то сила Ампера будет уже тормозить рамку и в конце полуоборота рамка остановится и начнёт вращение в противоположном направлении. Но нам ведь этого не надо.

Поэтому мы на рис.3 делаем хитрый ход – меняем направление тока в рамке.

   Рис. 4.4

И вот после пересечения этого положения, рамка с поменянным направлением тока уже не тормозится, а снова разгоняется.

   Рис. 4.5

А когда рамка подходит к следующему положению равновесия, мы меняем ток ещё раз.

   Рис. 4.6

И рамка опять продолжает ускоряться куда нам надо.

Вот так и получается постоянное вращение. Красиво? Красиво. Нужно только менять направление тока два раза за оборот и всего делов.

А делает это, т.е. обеспечивает смену тока специальный узел – щёточно-коллекторный узел. Принципиально он устроен так:

   Рис. 5

Рисунок понятен и без пояснений. Рамка трётся то об один контакт, то об другой и так вот ток и меняется.

Очень важная особенность щёточно-коллекторного узла – его малый ресурс. Из-за трения. Например, вот движок ДПР-52-Н1 – минимальная наработка 1000 часов. В то же время срок службы современных бесколлекторных двигателей более 10000 часов, а двигателей переменного тока (там тоже нет ЩКУ) более 40000 часов.

Принцип работы электродвигателя переменного тока

Способ 2. Вращается магнитный поток, т.е. магнитное поле.

Вращающееся магнитное поле получают с помощью переменного трёхфазного тока. Вот есть статор.

   Рис. 6  Статор электродвигателя

А есть значит 3 фазы переменного тока.

   Рис. 7

Между ними как видно на Рис. 7 120 градусов, электрических градусов.

Эти три фазы укладывают в статор специальным образом, чтобы они геометрически были повернуты друг к дружке на 120°.

 
   Рис. 8

И тогда при подаче трёхфазного питания получается само собой за счёт складывания магнитных потоков от трёх обмоток вращающееся магнитное поле.

   Рис. 9  Вращающееся магнитное поле

Далее вращающееся магнитное поле влияет силой Ампера на нашу рамку и она вращается.

Но здесь есть тоже различия, два разных способа.

Способ 2а. Рамка запитывается (синхронный двигатель).

Подаём значит на рамку напряжение (постоянное), рамка выставляется по магнитному полю. Помните рис.1 из самого начала? Вот так рамка и становится.

   Рис. 10  (Рис.1)

Но поле магнитное у нас тут вращается, а не просто так висит. Рамка чего будет делать? Тоже будет вращаться, следуя за магнитным полем.

Они (рамка и поле) вращаются с одинаковой частотой, или синхронно, поэтому такие двигатели называются синхронными двигателями.

Способ 2б. Рамка не запитывается (асинхронный двигатель).

Фишка в том, что рамка не запитывается, совсем не запитывается. Просто проволока такая замкнутая.

Когда мы начинаем вращать магнитное поле, по законам электромагнетизма в рамке наводится ток. От этого тока и магнитного поля получается сила Ампера. Но сила Ампера будет возникать только если рамка движется относительно магнитного поля (известная история с опытами Ампера и его походами в соседнюю комнату).

Так что рамка всегда будет отставать от магнитного поля. А то, если она его вдруг почему-то догонит, то пропадёт наводка от поля, пропадёт ток, пропадёт сила Ампера и всё вообще пропадёт. То есть, в асинхронном двигателе рамка всегда отстаёт от поля и частота у них значит разная, то есть вращаются они асинхронно, поэтому и двигатель называется асинхронным.

 

Смотрите также по этой теме:

   Как работает электродвигатель. Преимущества и недостатки разных видов.

   Асинхронный двигатель. Устройство и принцип работы.

 

Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!

[wysija_form id=»1″]

powercoup.by

Блок цилиндров: как он появился, развивался и зачем вообще нужен

Гражданское моторостроение – это очень консервативная отрасль. Все те же коленчатый вал, поршни, цилиндры, клапаны, как и 100 лет назад. Удивительные бесшатунные, аксиальные и другие схемы никак не хотят внедряться, доказывая свою непрактичность. Даже двигатель Ванкеля, большой прорыв шестидесятых, фактически остался в прошлом.

Все современные «новшества», если присмотреться, лишь внедрение гоночных технологий пятидесятилетней давности, приправленное дешевой в производстве электроникой для более точного управления «железяками». Прогресс в строительстве двигателей внутреннего сгорания – скорее в синергии небольших изменений, чем в глобальных прорывах.

И жаловаться-то вроде бы грех. Про надежность и ремонтопригодность в этот раз не будем, а мощость, чистота и экономичность современных двигателей для человека из семидесятых годов показались бы истинным чудом. А если отмотать еще несколько десятилетий?

Сотню лет назад моторы были еще карбюраторные, с зажиганием от магнето, обычно нижнеклапанные или даже с «автоматическим» впускным клапаном… И ни о каких наддувах еще и не думали. А еще старые-старые двигатели не имели детали, которая сейчас является главным его компонентом – блока цилиндров.

До внедрения блока

Первые моторы имели картер, цилиндр (или несколько цилиндров), но блока у них не было. Вы удивитесь, но основа конструкции – картер – частенько был негерметичным, поршни и шатуны были открыты всем ветрам, а смазывались из масленки капельным способом. Да и само слово «картер» сложно применимо к конструкции, сохраняющей взаимное положение коленчатого вала и цилиндра в виде ажурных кронштейнов.

У стационарных двигателей и судовых подобная схема сохраняется и по сей день, а автомобильные ДВС все же нуждались в большей герметичности. Дороги всегда были источником пыли, которая сильно вредит механизмам.

Первопроходцем в области «герметизации» считается компания De Dion-Bouton, которая в 1896 году запустила в серию мотор с цилиндрическим закрытым картером, внутри которого размещался кривошипно-шатунный механизм.

На фото: мотор Де-Дион

Правда, газораспределительный механизм с его кулачками и толкателями размещался еще открыто – это было сделано ради лучшего охлаждения и ремонта. Кстати, к 1900 году эта французская компания оказалась крупнейшим производителем машин и ДВС в мире, выпустив 3 200 моторов и 400 автомобилей, так что конструкция оказала сильное влияние на развитие моторостроения.

…и тут появляется Генри Форд

Первая массовая конструкция с цельным блоком цилиндров до сих пор остается одной из самых массовых машин в истории. Модель Ford T, появившаяся в 1908 году, имела четырехцилиндровый мотор, с чугунной головкой блока, нижними клапанами, чугунными поршнями и блоком цилиндров – опять же из чугуна. Объем мотора был вполне «взрослый» по тем временам, 2,9 литра, а мощность в 20 л. с. еще долго считали вполне достойным показателем.

На фото: двигатель Ford T

Более дорогие и сложные конструкции в те годы щеголяли раздельными цилиндрами и картером, к которому они крепились. Головки цилиндров часто были индивидуальными, и вся конструкция из головки цилиндра и самого цилиндра крепилась к картеру шпильками. После появления тенденции к укрупнению узлов картер часто оставался отдельной деталью, но блоки по два-три цилиндра все еще были съемными.

В чем смысл разделения цилиндров?

Конструкция с отдельными съемными цилиндрами выглядит сейчас несколько необычно, но до Второй мировой войны, несмотря на нововведения Генри Форда, это была одна из наиболее распространенных схем. У авиационных моторов и двигателей воздушного охлаждения она сохранилась и поныне. А у «воздушного оппозитника» Porsche 911 series 993 вплоть до 1998 года никакого блока цилиндров не было. Так зачем же разделять цилиндры?

Цилиндр в виде отдельной детали – штука вообще-то достаточно удобная. Его можно сделать из стали или любого другого подходящего материала, например, бронзы или чугуна. Внутреннюю поверхность можно покрыть слоем хрома или никельсодержащих сплавов, при необходимости сделав ее очень твердой. А снаружи нарастить развитую рубашку для воздушного охлаждения. Механическая обработка сравнительно компактного узла будет точной даже на достаточно простых станках, а при хорошем расчете крепления тепловые деформации будут минимальны. Можно сделать гальваническую обработку поверхности, благо деталь небольшая. Если у такого цилиндра появился износ или другие повреждения, то его можно снять с картера мотора и поставить новый.

Минусов тоже хватает. Помимо более высокой цены и высоких требований к качеству сборки моторов с раздельными цилиндрами серьезным недостатком является низкая жесткость такой конструкции. А значит – повышенные нагрузки и износ поршневой группы. Да и с водяным охлаждением сочетать «принцип раздельности» получается не очень удобно.

Из мейнстрима моторы с раздельными цилиндрами ушли уже очень давно – минусы перевесили. К середине тридцатых годов в автомобилестроении подобные конструкции уже почти не встречались. Разнообразные комбинированные конструкции – например, с блоками из нескольких цилиндров, общим картером и головкой блока – попадались на мелкосерийных люксовых авто с объемными моторами (можно вспомнить подзабытую марку Delage), но к концу 30-х это все вымерло.

Победа цельночугунной конструкции

Привычная нам сегодня конструкция победила благодаря своей простоте и низкой стоимости изготовления. Большая отливка из дешевого и прочного материала после точной механообработки получается все равно дешевле и надежнее, чем отдельные цилиндры и тщательная сборка всей конструкции. А на нижнеклапанных моторах клапаны и распределительный вал располагаются тут же, в блоке, что еще больше упрощает конструкцию.

Рубашка системы охлаждения отливалась в виде полостей в блоке. Для особых случаев можно было применить и отдельные гильзы цилиндров, но мотор на Ford T таких изысков не имел. Чугунные поршни со стальными компрессионными кольцами работали прямо по чугунному цилиндру. И кстати, маслосъемное кольцо в привычном нам виде там отсутствовало, его роль выполняло нижнее третье компрессионное, расположенное ниже поршневого пальца.

На фото: Ford Model T

Такая «цельночугуниевая» конструкция доказала свою надежность и технологичность за много лет производства. И была перенята у Форда такими массовыми производителями, как GM, на долгие последующие годы.

Правда, отливка блоков с большим числом цилиндров оказалась технологически сложной задачей, и многие моторы имели по два-три полублока с несколькими цилиндрами в каждом. Так, рядные «шестерки» тридцатых годов иногда имели два трехцилиндровых полублока, а уж рядные «восьмерки» и подавно изготавливали по такой схеме. Например, мощнейший мотор Duesenberg Model J был изготовлен именно так: два полублока были накрыты единой головкой.

На фото: двигатель Duesenberg J

Впрочем, к началу сороковых годов прогресс позволил создавать и цельные блоки такой длины. Например, блок Chevrolet Straight-8 «Flathead» был уже цельным, что снижало нагрузку на коленчатый вал.

Чугунные гильзы в чугунном же блоке тоже были достаточно удачным решением. Высокопрочный легированный химически стойкий чугун стоил дороже обычного, и отливать из него весь большой блок не имело смысла. А вот сравнительно небольшая «мокрая» или «сухая» гильза оказалась хорошим вариантом.

Освоенная в довоенные еще годы принципиальная конструкция моторов не меняется много десятилетий подряд. Блоки цилиндров многих современных моторов отлиты из серого чугуна, иногда со вставками из высокопрочного в зоне верхней мертвой точки. Например, чугунный блок имеет вполне современный Renault Kaptur с мотором F4R, об обслуживании которого мы писали на днях. Чугун хорош, в частности, тем, что блок из него легко поддается капремонту расточкой цилиндров большего диаметра. Если, конечно, производитель выпускает поршни «ремонтного» размера.

На фото: двигатель F4R

Правда, с годами блоки становятся все более «ажурными» и менее массивными. По ранним блокам цифры найти сложно, но давайте возьмем два семейства моторов с разницей чуть более чем в 10 лет. У блока серии GM Gen II середины 90-х толщина стенки моторов колебалась от 5 до 9 мм. У современного VW EA888 конца 2000-х – уже от 3 до 5. Но мы явно забегаем вперед…

Делаем блок легче

Утончение стенок, чем вовсю занимаются конструкторы в последние годы – это, как вы понимаете, не единственный способ снизить вес блока. В 20-30-е годы о экономии массы и топлива думали существенно меньше, чем сейчас, но первые попытки облегчения делались. И уже тогда додумались использовать алюминий.

На гоночных и спортивных машинах той эпохи можно было встретить симбиоз из алюминиевого картера и головки блока с чугунной отливкой блоков цилиндров. Затем прогресс в металлообработке позволил создать более удобный вариант подобного симбиоза. Блок цилиндров оставался цельным, но отливался из алюминия, что снижало его массу в три-четыре раза, в том числе и за счет лучших литьевых качеств металла. Сами же цилиндры изготавливали в виде чугунных гильз, которые запрессовывали в блок.

Гильзы делились на «сухие» и «мокрые», разница в общем-то понятна из названия. В блоках с сухой гильзой она вставлялась в алюминиевый цилиндр (или вокруг нее отливался блок) с натягом, а «мокрая» гильза просто закреплялась в блоке нижним концом, а при установке ГБЦ полость вокруг превращалась в рубашку охлаждения. Второй вариант оказался перспективнее на тот момент, поскольку упрощал отливку и снижал массу деталей. Но в дальнейшем рост требований к жесткости конструкции, а также сложность сборки подобных двигателей оставили эту технологию «за бортом» прогресса.

Сухие же гильзы в алюминиевом блоке – это и сейчас самый распространенный вариант изготовления детали. И один из самых удачных, ведь чугунная гильза изготавливается из высококачественного легированного чугуна, алюминиевый блок жесткий и легкий. К тому же теоретически эта конструкция еще и ремонтопригодна, как и чугунные блоки. Ведь изношенную гильзу можно «вынуть» и запрессовать новую.

Что дальше?

Единственная принципиально новая технология последних лет – это еще более легкие блоки с напылением сверхпрочного и сверхтонкого слоя на внутреннюю поверхность цилиндров. Подробно о плюсах и минусах, и даже о способах капремонта подобных конструкций я уже писал – повторяться смысла нет. Концептуально мы имеем все тот же ДВС образца 30-х годов. И есть все основания полагать, что до конца «эры внутреннего сгорания», когда доведут до ума электромобили, моторы на жидких углеводородах останутся примерно такими же.

www.kolesa.ru

для чего нужен АСИНХРОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ?

Асинхронный двигатель — это электрическая машина переменного тока, частота вращения ротора которой не равна частоте вращения вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора. Современная АМ — это составляющая относительно мощного управляемого привода, питаемого от сети переменного тока (или подключённого через инвертор) . В случае использования мощных двигателей (несколько киловатт и более) АМ с векторным управлением является самым экономичным решением, так как не требует: — обслуживания коллекторных узлов и щёток (ДПТ) , что значительно повышает ресурс двигателя и — понижает стоимость эксплуатации мощных магнитов (синхронные машины) , что понижает стоимость двигателя Для возникновения ЭДС в роторе необходимо, чтобы поле статора вращалось быстрее ротора. Характеристикой этого относительного движения является скольжение, которое показывает насколько ротор отстает от основного поля статора. Имеет широкую область использования.

для того же для чего и синхронный — КРУТИЦЦО!! ! :оР

Как и любой электродвигатель — чего-нибудь приводить во вращение. Это самый простой по конструкции мотор. Но трёхфазный, переменного тока.

touch.otvet.mail.ru

зачем он нужен, и каким он бывает

В регионах с холодным климатом автовладельцы постоянно сталкиваются с рядом проблем, причина которых кроется в низкой температуре внешней среды. Техника с трудом выдерживает испытание морозами, бывает так, что некоторые узлы двигателя и дополнительное оборудование просто выходят из строя.

При этом не всегда можно вовремя заметить начавшееся разрушение, потому, что оно приводит к поломке не сразу, и не напрямую, так что сложно напрямую связать морозный климат и, например, увеличенный износ двигателя. Утеплитель двигателя — это один из способов зашиты на зимнее время, обладающий рядом неоспоримых преимуществ, сочетание которых делает его порой просто необходимым.

Есть несколько разных способов утеплить двигатель на зимнее время, о том как проводить утепление двигателя правильно, так, чтобы результат был заметным и долговременным — поговорим подробно.

Зачем нужен утеплитель

Уже давно не секрет, что зима — это настоящее испытание, как для автомобиля, так и для его владельца. Все автолюбители знают, что такое сухой пуск двигателя — это та часть работы двигателя, когда масло ещё не прогрелось и не поступило в систему, трущиеся пары работают практически без смазки. Одна такая процедура запуска для двигателя равняется ста километрам пробега.

Не считая того, что за время прогрева двигатель тратит приметно пятьсот миллилитров бензина, то есть каждый раз, прогревание автомобиля приближает вас к ремонту двигателя и обходится довольно недёшево.

Для того, чтобы избежать этих расходов для кошелька и нагрузки на двигатель, рекомендуют использовать утеплители для зимнего времени, например, автоодеяло, кстати, самый надёжный вариант утепления.

Виду утеплителей

Различают несколько основных способов, как утеплить двигатель автомобиля на зиму, о каждом из них поговорим подробно:

  • Заслонка на радиатор. Способ, который используется уже очень давно, стоит заметить, что такой способ действительно работает и позволяет ускорить прогревание двигателя в холодное время. Но имеет некоторые недостатки;
  • Система автономного пуска и прогрева;
  • Утеплитель для двигателя, сделанный своими руками. Его располагают под капотом автомобиля, выполняя из подручных средств. И здесь есть несколько видов материала, который используют, подробно рассмотрим их далее, а пока просто перечислим: штатный утеплитель, как правило, его можно приобрести отдельно и установить самостоятельно; войлок; строительный изолятор, использующийся обычно в отделочных работах — изолон, представляющий собой синтетическую пенку, покрытую с одной стороны отражающим слоем фольги;
  • Автоодеяло. Пожалуй, самый правильный способ утепления, представляет собой аналог минеральной ваты, только выполненный из специального металлсодержащего сплава, под давлением образующего волокна, из которых далее выполняют само автоодеяло.

Если вы решили утеплить двигатель автомобиля своими руками необходимо сравнить указанные варианты и выбрать что-то одно,чем утеплить двигатель, а затем приступать непосредственно к монтажу системы на автомобиль.

Заслонка на радиатор

Принцип работы такой системы предельно прост — за счёт блокировки главного элемента системы охлаждения увеличивается время остывания двигателя, а также сокращается время, за которое ДВС прогревается, но за всё это можно поплатиться, ведь такая заслонка блокирует систему охлаждения, а потому, при её использовании нужно быть особенно внимательным.Стоит зазеваться и не убрать такую заслонку вовремя, как двигатель «закипит» от перегрева.

Не рекомендуется использовать такую систему, когда температура не опустилась ниже минус десяти, и уж тем более нельзя сочетать её с другими способами «согреть» двигатель.

Дистанционный запуск ДВС для прогрева

При высокой стоимости установки, эта система является ничем иным, как «ленивкой» она никак дополнительно не утепляет двигатель, а просто позволяет дистанционно запустить его для прогрева. При этом у такой системы есть большой недостаток, будучи неправильно установленной, она может привести к тому, что автомобиль не только заведётся с пульта, но и начнёт ехать самостоятельно, а это прямой путь в автосервис.

Различные утеплители под капот автомобиля

Выбирая, как утеплить двигатель на зиму многие склоняются именно к этому варианту, ведь он, кажется, сравнительно безопасен и практичен, но так ли это на самом деле? Всё зависит от тогокакой материал вы выбрали, для того, чтобы утеплить двигатель на зиму своими руками. Обратимся к сводной таблице:

МатериалВремя остывания ДВС с указанной изоляцией приминус двадцати градусах по ЦельсиюЯвляется ли материал пожароопасным
Без утепления200 минут
Утеплитель от производителя автомобиля240 минутНе является
Войлочное полотно260 минутКрайне горючий материал, как и другие тканевые утеплители
Строительный изолон210 минутГорючий и пожароопасный, способен сам привести к возгоранию
Автоодеяло327 минутНе является пожароопасным

Выбирая, как утеплить двигатель автомобиля уделите высокое внимание своей безопасности и безопасности автомобиля. Ведь неправильно выбранный или установленный утеплитель может стать причиной пожара, в результате которого можно лишиться как машины, так и здоровья, своего и близких людей. Поэтому здесь не стоит экономить и укладывать под капот что попало.

Автоодеяло, непосредственно предназначенное для согрева двигателя

Автоодеяло — это пожалуй единственное утепление двигателя автомобиля которое можно назвать полностью безопасным для владельца. Ткань, из которой выполнено автоодеяло — это специально обработанный металлический сплав, из него получают волокна, образующие одеяло. Оно устроено таким образом, что не выпускает тепло от двигателя и не пускает холод с улицы под капот. Чего не обеспечивают другие утеплители.

Одеяло выполняется под точную форму подкапотного пространства, и полностью закрывает все элементы мотора, предотвращая утечки тепла. Такой автомобильный трюк приводит к тому, что двигатель остывает почти в два раза медленнее, и прогревается почти в два раза быстрее, при этом масло достаточно быстро начинает прокачиваться по системе.

Для того, чтобы получить двойной эффект от его применения, разместите второе такое одеяло между защитой и картером, таким образом вы защитите свой автомобиль сразу с двух сторон.

Кстати: не нужно закрывать ничем радиатор, ведь это система, специально разработанная для защиты двигателя от перегрева, а утеплять его лучше указанным способом. Это более практично и безопасно, чем самопальные утеплители, и более результативно, чем утеплители штатные.

Заключение

Как можно понять — самым лучшим для автомобиля будет специально разработанный для защиты от холодов гаджет, который не горит и не поддерживает горение, выполнен точно под форму подкапотного пространства, установка его занимает считанные секунды и также легко его можно убрать, когда на улице станет тепло.

Используют такие приспособления строго в зимний период, с поздней осени, до ранней весны. Как только температура воздуха поднимется выше минус пяти градусов — никакие одеяла ДВС будут не нужны, а скорее вредны. Ведь теперь они будут просто вызвать перегрев машины.

Зимой же это просто незаменимая деталь, без которой бензин улетает в трубу, а детали авто работают на износ. Поэтому заранее стоит побеспокоиться о своём автомобиле. Ну а если вы не подготовили всё необходимое летом, что же, и зимой никогда не поздно этого сделать, тем более что стоимость такого приспособления невысока и многократно окупится сэкономленным топливом. Так что, отвечая на вопрос: иметь ли в арсенале специальные утеплители мотора, так называемые авто-одеяла, однозначно можно сказать: стоит!

Главное не экономить и не искать дешёвой замены, ведь как показали испытания: у дешёвых вариантов утеплителей и утепление держится сравнительно недолго, а про безопасность с войлоком или строительным изолятором можно просто забыть, равно как и с картонкой, закрывающей радиатор. Бросайте это средневековье — идите в ногу с прогрессом.

avtodvigateli.com

Что такое вечный двигатель и для чего он нужен?


Проблема создания источников энергии стоит перед человечеством давным-давно. Наиболее перспективным источником энергии является по нашему мнению механизм, называемый в технической литературе «perpetuum mobile» (лат. Вечный двигатель, буквально — вечное движение), не смотря на то, что на сегодняшний день создание такого двигателя считается невозможным.

Что такое вечный двигатель и для чего он нужен?

Можно сказать, что это идеальный источник энергии, так как его КПД стремится к бесконечности. За последние столетия предлагались разные варианты исполнения «вечного двигателя», в основном механические. У всех этих действительно красивых моделей имеется один существенный недостаток: они не работают.

Для чего нужен вечный двигатель?

Значение «вечного двигателя» как источника энергии весьма велико. Если бы у нас был такой двигатель, то, автоматизировав многие процессы, человечество могло бы перейти от физического труда к умственному, к творчеству. Мы могли бы получать энергию в любых количествах, в зависимости от мощности генерирующей установки. При создании такого двигателя мир изменится. Больше не нужны лес и газ, уголь и нефть в качестве топлива.

Все нужды по обогреву и кондиционированию, освещению помещений и питанию механизмов с таким двигателем решаются просто. Не нужно будет обрабатывать огромные площади земли для получения скудного урожая, так как будут установки по производству на гидропонике любых видов овощей и фруктов. Это будет поистине мир изобилия. Люди смогут расселиться по Земле более равномерно, сделать приемлемые условия и жить в любом месте планеты. В этом состоит задача научно-технической революции: освободить человечество от физического труда. На первом этапе превратить Землю в планету изобилия и счастья, а на втором этапе начать освоение других планет.

Что такое вечный двигатель?

Вечный двигатель делится на вечные двигатели:

  • первого рода;
  • второго рода.

Вечный двигатель первого рода предполагал работать без извлечения энергии из окружающей среды.

Вечный двигатель второго рода — это машина, которая уменьшает энергию теплового резервуара и целиком превращает ее в работу без каких либо изменений в окружающей среде.

Осознание того, что создание вечного двигателя невозможно, подвигло Парижскую академию наук в 1775 году отказать в рассмотрении всех подобных проектов.

Один из примеров действующего вечного двигателя — это гидроэлектростанции и приливные электростанции. Для корректности следует сказать, что эти генераторы энергии используют энергию Солнца, гравитационные поля Земли и Луны, то есть однозначно не являются вечным двигателем первого рода. Это вечный двигатель второго рода. Основа работы гидроэлектростанции – использование круговорота воды на Земле. Вода падает вниз, генерируя при этом электроэнергию, затем испаряется и возвращается в исходную позицию.

Гидроэлектростанция

Физически для работы этого двигателя необходимо наличие силы тяготения в каждой точке земного шара и наличие солнечной энергии (электромагнитных волн инфракрасного диапазона), чтобы испарить воду. Отметим, что вся энергия, которую мы сегодня получаем, это энергия Солнца, в том числе и энергия, накопленная за длительное время в виде вещества (леса, угля, нефти, радиоактивного топлива и т.п.).

На данном этапе развития человечества нам всегда необходим посредник в виде какого-либо вещества (в данном случае воды), чтобы преобразовать энергию Солнца в удобный для нас вид энергии (электроэнергию). Ядерная энергетика также использует воду, но уже в виде пара, который сбрасывается на турбину для получения электроэнергии. Таким образом, вода – это «рабочее тело» двигателя, которое «крутит наши колеса». Другими словами энергию Солнца и гравитационного поля можно использовать в виде воды, движущейся под действием этого поля.

Ядерная энергетика

Задача создания вечного двигателя первого рода – получение электроэнергии только от гравитационного поля без использования вещества-посредника. Гравитация присутствует везде на планете, что означает: двигатель можно поставить в любой точке планеты и получать энергию в любых количествах, соизмеримых с мощностью установки. Далее мы покажем, каким образом это возможно.

Надо сказать, что природа гравитационного поля мало изучена. Известно, что это поле энергии, которое создает силу тяготения. Известно также, что гравитационное поле неоднородно по направлению действия силы тяготения (вектору гравитации), так как, во-первых, поверхность планеты имеет разную плотность, а во-вторых, магма Земли находиться в движении, создавая тем самым эту неравномерность.

В качестве примера скажем о векторе гравитации в строительстве. Возведение сооружений ведется по уровню (отвес и т.д.). То есть предполагается, что вектор гравитации везде одинаков и направлен перпендикулярно поверхности Земли, а это не так. Особенно отчетливо это видно при многоэтажном строительстве: два здания, стоящие рядом, не будут находиться на параллельных прямых, что можно проверить измерением расстояния между первыми и последними этажами. Эта информация не имела бы никакого значения, если бы не одно «но». Вектор гравитации может меняться в пределах одного здания. Плиты перекрытий становятся на излом, что может явиться причиной обрушения.

Два здания стоящие рядом

Кроме того, вектор гравитации не является статическим. Он может постепенно меняться со временем, то есть имеет свойство ротации. Возможно даже изменение вектора в процессе строительства многоэтажного здания, что ведет к искривлению постройки. Поэтому при строительстве важно знать изменение за время t вектора гравитационного поля.

Явление ротации гравитационного поля практически не изучено и не берется в расчет при строительстве сооружений. Но наверняка имеются аномальные зоны, вовсе непригодные для строительства. Архитекторы знают о «гиблых местах», в которых лучше вообще ничего не строить. Отметим, что многоэтажное строительство ведется сравнительно недавно. Мы встречаем невысокие и устойчивые древние постройки, например, пирамиды.

Другой пример, на котором можно убедиться в ротации гравитационного поля – завалы деревьев в лесу. Наблюдения за ростом деревьев показывают, что деревья при нормальном росте повторяют вектор гравитации. В том месте, где ротация минимальна, деревья стоят долго. Где скорость ротации высока – деревья не растут, образуются пустыри. Где ротация протекает медленно – возникают завалы. Причина завалов следующая. Деревья росли в направлении вектора гравитации, а когда он через несколько лет изменился, нагрузка на корни также изменилась и перестала быть равномерной. У основания возникает излом, деревья падают под собственным весом. Особенно это относится к высоким деревьям (эффект рычага), а также выполняется при больших углах отклонения вектора гравитации.

Завалы деревьев в лесу

В качестве приборного обеспечения для оперативного определения вектора гравитации на данном этапе используется отвес, но определение ротации вектора гравитации отвесом имеет определенную специфику.

Итак, имея приборное обеспечение, мы сможем обнаружить места, где ротация вектора гравитации стабильна. Другими словами это аномальные зоны с завихрением гравитационного поля. Сила тяготения будет различной, и «вечный двигатель», не работающий в обычных условиях, здесь заработает. Гравитационная аномалия является неисчерпаемым источником энергии. Описанное явление существует в любых планетарных системах, на любых планетах. Разумеется, сила тяготения зависит от массы планеты, и на небольших планетах КПД «вечного двигателя» будет небольшим, а строительство установки – нецелесообразным. Но в условиях Земли мощность генерирующего двигателя должна оказаться приемлемой для обеспечения жизни человечества.

searchbiznes.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *