Silnik to maszyna zamieniająca doprowadzoną energię na pracę mechaniczną.
Energia ta w większości przypadków odbierana jest od obracającego się wału, czyli wykorzystuje się moment obrotowy. Natomiast w innych silnikach takich jak silnik odrzutowy ważniejsza jest wytworzona siła pchająca.
Najważniejszymi wielkościami charakteryzującymi silnik są:
· Moc – uzyskiwana z wału
gdzie:
M – moment na wale
ω – prędkość kątowa
· sprawność
· siła ciągu – dla silników lotniczych
· impuls właściwy - dla silników rakietowych
Sprawność to miara zdolności urządzenia, organizmu lub procesu do przekształcania jednej postaci energii w inną.
Można to zapisać następująco:
η - sprawność,
Eu - energia użyteczna,
Ed - energia dostarczona.
Wrażana jest w jednostkach bezwzględnych, lub procentach. Z zasady zachowania energii wynika, że sprawność dla dowolnej formy energii użytecznej nie może być większa od jedności (czyli 100%). Patrząc na to inaczej: suma sprawności dla różnych form energii wyjściowej musi być równa jedności.
Moc jest wielkością fizyczną określającą ilość pracy wykonaną w jednostce czasu przez układ fizyczny. Jednostką mocy w układzie SI jest wat (W).
Z definicji moc zapisujemy jako:
Inne pozaukładowe jednostki mocy: erg na sekundę, kilogramometr na sekundę, koń mechaniczny (KM), koń parowy (HP).
Moc rozwijana przez człowieka i zwierzęta podana jest w: silnik żywy.
W zależności od rodzaju wykorzystywanej energii:
1. silnik cieplny
o silnik o spalaniu wewnętrznym - silnik spalinowy, silnik rakietowy
o silnik o spalaniu zewnętrznym - maszyna parowa, turbina parowa
2. silnik elektryczny
3. silnik hydrauliczny
4. silnik pneumatyczny
5. silnik Stirlinga
6. silnik słoneczny
7. silnik wiatrowy - wiatrak
8. silnik wodny - koło wodne, turbina wodna
9. silnik DSIM
10. silnik HE - hydroelektryczny
11. silnik żywy - człowiek, zwierzę - nazwa aktualnie bardzo rzadko używana
W zależności od elementu odbierającego energię:
1. tłokowe - silnik spalinowy (silnik tłokowy)
2. turbinowe
3. bez takiego elementu - silnik rakietowy
· przed 200 p.n.e. - koło wodne
· 140 p.n.e. - bania Herona (turbina parowa) - Heron
· ok. 120 p.n.e. - mechanizm otwierania drzwi świątyni - pierwszy znany mechanizm napędzany parą
· 107 p.n.e. - wiatrak
· 1605 - Fontanna parowa Salomona de Causa
· ok. 1628 - podnośnik wody Somerseta
· 1690 - Silnik Denisa Papina - pierwszy tłokowy silnik parowy
· 1699 - podnośnik wody Thomasa Savery'ego - pierwszy przypadek plagiatu
· 1712 - silnik atmosferyczny Thomasa Newkonena
· 1782 - maszyna parowa, patent James Watt - pierwsza, szerzej zastosowana w przemyśle
· 1788 - dodanie regulatora odśrodkowego obrotów
· 1816 - silnik Stirlinga - Robert Stirling
· 1821 - silnik elektryczny - Michael Faraday
· 1876 - czterosuwowy silnik benzynowy - Nikolaus Otto
· 1892 - silnik Diesela - Rudolf Diesel
· 1888 - silnik indukcyjny - Nikola Tesla
· 1960 - silnik Wankla
· 9 września 1992 - silnik Woźniaka
· 28 marzec 2005 - silnik DSIM
Silnik spalinowy - silnik wykorzystujący ciśnienie gazów spalinowych, uzyskanych w wyniku chemicznej reakcji spalania, do wytworzenia siły.
Istnieje kilka podziałów silników spalinowych, według różnych kryteriów. Poszczególne konkretne silniki zazwyczaj daje się sklasyfikować w kilku z tak powstałych klasyfikacji.
Ze względu na sposób spalania można wyróżnić silniki spalinowe spalania otwartego i zamkniętego. Silniki spalania otwartego nie uszczelniają przestrzeni, w której następuje reakcja spalania. Silniki spalania zamkniętego przeprowadzają reakcję spalania w szczelnej komorze.
Ze względu na czynnik roboczy można wyróżnić silniki spalinowe tłokowe, turbinowe oraz reakcyjne.
Najczęściej spotykane konfiguracje:
· silnik spalinowy tłokowy o ruchu posuwisto-zwrotnym tłoka, najczęściej spotykana jednostka napędowa samochodów, jako napęd główny i pomocniczy siłowni okrętowych a nawet jako napęd generatorów awaryjnych w elektrowniach atomowych. Moce największych silników okrętowych sięgają 60000 kW a średnice cylindra 1050 mm. Jest to silnik spalania zamkniętego.
· silnik spalinowy tłokowy o tłoku rotacyjnym, zwany też silnikiem Wankla, spotykany w motoryzacji, jest to silnik spalania zamkniętego.
· silnik Stirlinga o chemicznym źródle ciepła (silnik tego typu może też korzystać z innych źródeł ciepła, niż spalanie), jest to silnik spalania otwartego.
· silnik odrzutowy przepływowy - jest to silnik reakcyjny, spalania otwartego, używany głównie w lotnictwie
· silnik rakietowy - jest to silnik reakcyjny, spalania otwartego, przy czym spotyka się eksperymentalne konstrukcje o niechemicznych źródłach energii.
Silnik gwiazdowy
Silnik tłokowy gwiazdowy
Silnik tłokowy – silnik, który do wytwarzania pracy wykorzystuje tłoki poruszające się w cylindrach. Tłoki najczęściej są połączone z wałem korbowym, od którego odbierany jest moment obrotowy.
...
kowalsi20