Погонске машине – мотори

.

Погонске машине се користе за покретање разних машина и механизама, транспортних машина и у друге сврхе. Називају се још и мотори.  Мотори користе различите изворе енергије коју претварају у механичку, а механичка се уз помоћ генератора претвара у електричну.

У зависности од извора енергије коју користе за претварање у механички рад, мотори могу бити:

• хидраулични,
• топлотни и
• електрични.

Хидраулични мотори користе енергију воде за претварање у механички рад,  а могу бити хидраулични цилиндри и турбине.

– Хидраулични цилиндри су линеарни хидраулични мотори који изводе транслаторно кретање и при том  преносе силу која зависи од притиска течности и површине клипа.  Примењују се код разних машина као што су багери, дизалице, агрегати, пумпе, хидромотори.

– Хидрауличне турбине користе потенцијалну енергију воде за претварање у механички рад, а у зависности од висине воде турбине могу бити:

• Пелтонова (за веће падове),
• Франсисова (за средње падове)
• Капланова (за мале падове и велике протоке)

Хидрауличне турбине се обично користе за покретање генератора за производњу електричне струје.

Топлотни мотори су машине које производе механички рад коришћењем топлотне енергије и процеса сагоревањеа горива.

Могу бити:

• мотори са спољашњим сагоревањем
  • парне машине и
  • парне турбине
• мотори са унутрашњим сагоревањем (СУС)
  • клипни мотори:
    • ротациони (Ванкелов мотор),
    • линијски:  ото мотори и дизел мотори (који могу бити двотактни и четворотактни)
  • гасни мотори (гасна турбина, млазни и ракетни мотори

Парне машине

користе прегрејану водену пару произведену у парном котлу и претварају њену потенцијалну енергију у механички рад. Џемс Ват -1769- прва клипна парна машина. Степен искоришћења енергије је веома мали (до 10%) па се данас више користе парне турбине.

Парне турбине

су топлотни мотори који кинетичку енергију  водене паре претварају у механички рад (ротација). Користе се као погонски мотори генератора за производњу ел.енергије, бродова… Пара из млазнице покреће лопатице турбине, а турбина покреће генератор.

 

МОТОРИ  СА УНУТРАШЊИМ САГОРЕВАЊЕМ (СУС)

Код мотора са унутрашњим сагоревањем (мотори СУС) процес сагоревања одвија се у самом мотору, где се директно створена потенцијална енергија претвара у механички рад. Користе се за погон аутомобила, авиона, бродова и сл.

Клипни мотори са унутрашњим сагоревањем  представљају топлотне машине код којих се сагоревање горива, тј. ослобађање топлотне енергије и њено претварање у механички рад, врши у цилиндру мотора.

Подела:

1. Ото – мотори или бензински  (смеша ваздуха и горива ствара се у карбуратору)
2. Дизел – мотори (гориво се убризгава у цилиндар у коме се налази сабијени ваздух).

Оба типа мотора изводе се као четворотактни и двотактни. Клипни мотори СУС као гориво користе деривате нафте, и то бензин код ото–мотора  и дизел – уље за дизел–моторе. Због трења између додирних елемената мотора додирне површине подмазују се уљима и мастима.

Четворотактни бензински (ото) мотори

Делови:

1. уређај за напајње горивом
2. уређај за паљење смеше бензина и ваздуха
3. систем за подмазивање
4. уређај за стављање мотора у погон (стартовање)

Принцип рада – тактови:

1. усисавање
2. сабијање (компресија)
3. сагоревање (експанзија)
4. издувавање

Двотактни бензински (ото) мотори

Принцип рада – тактови:

1. усисавање + компресија
2. експанзија + издувавање

Принцип рада изгледа овако:

1. такт – усисавање и савијање: клип се помера и усисава смешу кроз моторно кућиште, затим затвара усисни отвор и отвор за одвод сагорелих гасова и сабија смешу.

2. такт – сагоревање и издувавање: при крају сабијања смешу пали електрична варница, затим она сагорева и шири се до момента када се услед кретања клипа отвори издувни отвор. То је почетак издувавања, а отварањем улазног канала почиње улазак смеше. При свом уласку у цилиндар смеша потискује заостале сагореле гасове и убрзава њихово избацивање (испирање цилиндра). Због тога долази до губитка горива.

Обавезно је подмазивање мотора моторним уљем.

Дизел – мотори

Дизел – мотори су слични бензинским четворотактним моторима. Разликују се по томе што немају карбуратор ни урађај за паљење,  већ само пумпу за убризгавање горива под притискокм.

Недостатак свих клипних мотора СУС је клипни механизам за претварање транслаторног кретања клипа у ротационо кретање коленастог вратила. Због тога се ови мотори израђују углавном са више цилиндара.
Један од покушаја да се избегну клипни елементи код мотора СУС је конструисање Ванкел–мотора, који има ротациони клип. Због своје несавршености и недостатака овај мотор није у широј примени.

Гасна турбина

Гасна турбина спада у моторе са унутрашњим сагоревањем. За обављање механичког рада користе се гасови, добијени сагоревањем у самој турбини, или горива (петролеум, парафин, угљена прашина итд.  Ове турбине су једноставне конструкције, нема удара ни хлађења, али троше више горива од клипних мотора СУС, што им је основни недостатак. Примењују се за погон бродова, аутомобила, авиона и др.

Млазни пропулзори

Млазни пропулзори спадају у моторе СУС, а остварују кретање на принципу реакције млаза сагорелих гасова (отуда млазни), а по конструкцији су у облику шупље цеви, односно пропулзора . Примењују се за погон авиона и ракета, јер достижу врло велике брзине (веће и од брзине звука).

Ракетни пропулзори

Ракетни пропулзори су млазни пропулзори који кисеоник за сагоревање не узимају из ваздуха, већ га носе са собом. Принцип ракетних пропулзора је сличан млазним пропулзорима, при чему се потисна сила ствара услед струјања млаза сагорелих гасова великом брзином.

Највећи домети у развоју топлотних мотора додстигнути код млазних и ракетних пропулзора, где се помоћу ракета носача достижу врло велике раздаљине као што су суседне планете. Пример је  амерички васионски брод Спејс шатл који представља летилицу попут авиона, с тим што се посредством ракета носача транспортује на велике раздаљине, а маневри и слетање се обавља самим бродом као код авиона.

.

Погледај занимљиве чланке:    Горивне ћелије

.