2. Деякі види теплових двигунів

  

Принцип дії найпростішої парової турбіни:
Через сопла вилітають струмені пари та спрямовуються на лопаті, закріплені на диску. Диск, у свою чергу, нерухомо закріплений на валу турбіни. Під дією пари диск турбіни, а отже, і вал обертаються, тобто пара виконує роботу.
Парові турбіни є незамінними тепловими двигунами на теплових та атомних електростанціях.

  

Двигун внутрішнього згорання
Перший придатний до використання двотактний газовий двигун внутрішнього згоряння був сконструйований французьким механіком Етьєном Ленуаром у 1860 році.
Проте, винахідником двигуна внутрішнього згоряння часто називають німецького інженера Ніколауса Отто, який у 1862 році розпочав виробництво й продаж двотактних двигунів. У 1866 році Н. Отто та Е. Ланген удосконалили конструкцію двигуна Е. Ленуара, що привело до зростання ККД. Перший повністю успішний газовий двигун був побудований в 1876 році. Він працював по так званому чотирьохтактному циклу Отто, який з тих пір став широко застосовуватися в більшості двигунів внутрішнього згоряння.

Двигуни внутрішнього згоряння працюють на рідкому паливі (бензині, гасі, нафті) або на горючому газі.

  

Будова найпростішого двигуна внутрішнього згорання:
Циліндр (1), в якому пересувається поршень (2).
Усередині поршня шарнірно закріплений шатун (3).
Шатун, у свою чергу, з’єднаний із колінчастим валом (4), обертання якого забезпечує обертання тягових коліс транспортного засобу.
У верхній частині циліндра є два канали, закриті клапанами (5).
Через впускний клапан пальна суміш (суміш повітря з бензином або газом) надходить до циліндра.
Через випускний клапан викидаються відпрацьовані гази.
 Свічка (6) — пристрій для запалювання пальної суміші за допомогою електричної іскри.

  

I такт — усмоктування (а). Поршень рухається вниз, у циліндрі падає тиск. У цей час відкривається впускний клапан і пальна суміш усмоктується в циліндр. Наприкінці І такту впускний клапан закривається.

II такт — стиснення (б). Поршень рухається вгору і стискає пальну суміш. Коли поршень доходить до крайнього верхнього положення, проскакує іскра і пальна суміш займається. Обидва клапани закриті.

III такт — робочий хід (в). Розжарені гази штовхають поршень униз. Рух поршня передається шатуну, який штовхає колінчастий вал і примушує його обертатися, — двигун виконує корисну роботу. Наприкінці III такту відкривається випускний клапан.

IV такт — випускання (г). Поршень рухається вгору і через випускну трубу виштовхує продукти згоряння в атмосферу. Наприкінці IV такту випускний клапан закривається. Випускання відпрацьованих газів супроводжується передачею деякої кількості теплоти довкіллю.