Motore

Un motore può essere inserito in una categoria secondo due criteri: la forma di energia che accetta per creare movimento e il tipo di movimento che emette.

Heat engineEdit

Combustion engineEdit

I motori a combustione sono motori termici azionati dal calore di un processo di combustione.,

a combustione Interna engineEdit

Il motore a combustione interna è un motore in cui la combustione di un combustibile (in genere, il combustibile fossile) si verifica con un ossidante (normalmente aria) in una camera di combustione., In un motore a combustione interna l’espansione dei gas ad alta temperatura e alta pressione, che sono prodotti dalla combustione, applica direttamente forza ai componenti del motore, come i pistoni o pale della turbina o un ugello, e spostandolo su una distanza, genera lavoro meccanico.

Motore a combustione esternamodifica

Un motore a combustione esterna (motore EC) è un motore termico in cui un fluido di lavoro interno viene riscaldato dalla combustione di una fonte esterna, attraverso la parete del motore o uno scambiatore di calore., Il fluido poi, espandendosi e agendo sul meccanismo del motore produce movimento e lavoro utilizzabile. Il fluido viene quindi raffreddato, compresso e riutilizzato (ciclo chiuso), o (meno comunemente) scaricato, e fluido fresco tirato in (motore ad aria a ciclo aperto).

“Combustione” si riferisce alla combustione di combustibile con un ossidante, per fornire il calore., I motori di configurazione e funzionamento simili (o anche identici) possono utilizzare un’alimentazione di calore proveniente da altre fonti, quali reazioni nucleari, solari, geotermiche o esotermiche che non comportano combustione; ma non sono quindi strettamente classificati come motori a combustione esterna, ma come motori termici esterni.

Il fluido di lavoro può essere un gas come in un motore Stirling, o vapore come in un motore a vapore o un liquido organico come n-pentano in un ciclo Rankine organico. Il fluido può essere di qualsiasi composizione; il gas è di gran lunga il più comune, anche se talvolta viene utilizzato anche un liquido monofase., Nel caso del motore a vapore, il fluido cambia fasi tra liquido e gas.

Motori a combustione respirataedit

I motori a combustione respirataaria sono motori a combustione che utilizzano l’ossigeno nell’aria atmosferica per ossidare (“bruciare”) il carburante, piuttosto che trasportare un ossidante, come in un razzo. Teoricamente, questo dovrebbe tradursi in un impulso specifico migliore rispetto ai motori a razzo.

Un flusso continuo di aria scorre attraverso il motore di respirazione dell’aria. Questa aria viene compressa, miscelata con carburante, accesa ed espulsa come gas di scarico.,

Esempi

Tipico di aria per respirare motori includono:

• motore Alternativo
• motore a Vapore
• turbina a Gas
• Airbreathing motore di un jet
• Turbo-elica del motore
• Impulso di detonazione del motore
• Pulse jet
• Ramjet
• Scramjet
• Liquido aria con motore a ciclo/Motori a reazione SABRE.

Effetti ambientalimodifica

Il funzionamento dei motori ha in genere un impatto negativo sulla qualità dell’aria e sui livelli sonori ambientali. C’è stata una crescente enfasi sulle caratteristiche di produzione di inquinamento dei sistemi di alimentazione automobilistici., Ciò ha creato un nuovo interesse per le fonti di alimentazione alternative e i perfezionamenti dei motori a combustione interna. Sebbene siano comparsi alcuni veicoli elettrici a batteria di produzione limitata, non si sono dimostrati competitivi a causa dei costi e delle caratteristiche operative. Nel 21 ° secolo il motore diesel è aumentato in popolarità con i proprietari di automobili. Tuttavia, il motore a benzina e il motore diesel, con i loro nuovi dispositivi di controllo delle emissioni per migliorare le prestazioni delle emissioni, non sono ancora stati messi in discussione in modo significativo., Un certo numero di produttori hanno introdotto motori ibridi, coinvolgendo principalmente un piccolo motore a benzina accoppiato con un motore elettrico e con un grande banco di batterie, ma anche questi devono ancora fare molto di un inroad nelle quote di mercato dei motori a benzina e diesel.

Qualità dell’ariamodifica

I gas di scarico di un motore ad accensione comandata sono costituiti da: azoto dal 70 al 75% (in volume), vapore acqueo dal 10 al 12%, anidride carbonica dal 10 al 13,5%, idrogeno dallo 0,5 al 2%, ossigeno dallo 0,2 al 2%, monossido di carbonio: dallo 0,1 al 6%, idrocarburi incombusti e prodotti di ossidazione parziale (ad es. aldeidi) 0.,da 5 a 1%, monossido di azoto da 0,01 a 0,4%, protossido di azoto <100 ppm, anidride solforosa da 15 a 60 ppm, tracce di altri composti come additivi per carburanti e lubrificanti, anche composti alogeni e metallici e altre particelle. Il monossido di carbonio è altamente tossico e può causare avvelenamento da monossido di carbonio, quindi è importante evitare qualsiasi accumulo di gas in uno spazio ristretto. I convertitori catalitici possono ridurre le emissioni tossiche, ma non eliminarle completamente., Inoltre, le emissioni di gas serra risultanti, principalmente anidride carbonica, dall’uso diffuso dei motori nel mondo industrializzato moderno stanno contribuendo all’effetto serra globale – una preoccupazione primaria per il riscaldamento globale.

Motori termici non combustibilimodifica

Alcuni motori convertono il calore proveniente da processi non combustivi in lavori meccanici, ad esempio una centrale nucleare utilizza il calore della reazione nucleare per produrre vapore e azionare un motore a vapore, oppure una turbina a gas in un motore a razzo può essere azionata decomponendo, A parte la diversa fonte di energia, il motore è spesso progettato più o meno come un motore a combustione interna o esterna.

Un altro gruppo di motori noncombustivi include i motori termici termoacustici (a volte chiamati “motori TA”) che sono dispositivi termoacustici che utilizzano onde sonore ad alta ampiezza per pompare calore da un luogo all’altro, o al contrario utilizzano una differenza di calore per indurre onde sonore ad alta ampiezza. In generale, i motori termoacustici possono essere suddivisi in dispositivi ad onda stazionaria e ad onda mobile.,

I motori Stirling possono essere un’altra forma di motore termico non combustibile. Usano il ciclo termodinamico Stirling per convertire il calore in lavoro. Un esempio è il motore Stirling di tipo alfa, in cui il gas scorre, tramite un recuperatore, tra un cilindro caldo e un cilindro freddo, che sono collegati a pistoni alternativi di 90° fuori fase. Il gas riceve calore dal cilindro caldo e si espande, azionando il pistone che gira l’albero motore., Dopo l’espansione e il flusso attraverso il recuperatore, il gas respinge il calore al cilindro freddo e la conseguente caduta di pressione porta alla sua compressione da parte dell’altro pistone (spostamento), che lo costringe al cilindro caldo.

Motore ad alimentazione chimica non termicamodifica

I motori non termici di solito sono alimentati da una reazione chimica, ma non sono motori termici. Gli esempi includono:

• Motore molecolare – motori trovati negli esseri viventi
• Motore molecolare sintetico.,

Motore elettricomodifica

Un motore elettrico utilizza energia elettrica per produrre energia meccanica, di solito attraverso l’interazione di campi magnetici e conduttori che trasportano corrente. Il processo inverso, producendo energia elettrica da energia meccanica, è realizzato da un generatore o dinamo. I motori di trazione utilizzati sui veicoli spesso svolgono entrambe le attività. I motori elettrici possono essere eseguiti come generatori e viceversa, anche se questo non è sempre pratico.,I motori elettrici sono onnipresenti, essendo trovati in applicazioni diverse come ventilatori industriali, soffianti e pompe, macchine utensili, elettrodomestici, utensili elettrici e unità disco. Possono essere alimentati da corrente continua (ad esempio un dispositivo portatile alimentato a batteria o un veicolo a motore) o da corrente alternata proveniente da una rete di distribuzione elettrica centrale. I motori più piccoli possono essere trovati negli orologi da polso elettrici. I motori di medie dimensioni di dimensioni e caratteristiche altamente standardizzate forniscono una comoda potenza meccanica per usi industriali., I motori elettrici più grandi sono utilizzati per la propulsione di grandi navi e per scopi come compressori di condotte, con valutazioni nelle migliaia di kilowatt. I motori elettrici possono essere classificati in base alla fonte di energia elettrica, alla loro costruzione interna e alla loro applicazione.

Il principio fisico di produzione della forza meccanica dalle interazioni di una corrente elettrica e di un campo magnetico era noto già nel 1821., Motori elettrici di crescente efficienza sono stati costruiti in tutto il 19 ° secolo, ma lo sfruttamento commerciale dei motori elettrici su larga scala richiesto generatori elettrici efficienti e reti di distribuzione elettrica.

Per ridurre il consumo di energia elettrica dai motori e le loro impronte di carbonio associate, varie autorità di regolamentazione in molti paesi hanno introdotto e implementato una legislazione per incoraggiare la produzione e l’uso di motori elettrici ad alta efficienza. Un motore ben progettato può convertire oltre il 90% della sua energia in ingresso in potenza utile per decenni., Quando l’efficienza di un motore è aumentata anche di pochi punti percentuali, i risparmi, in kilowattora (e quindi in costo), sono enormi. L’efficienza energetica elettrica di un tipico motore asincrono industriale può essere migliorata: 1) riducendo le perdite elettriche negli avvolgimenti dello statore (ad esempio, aumentando l’area della sezione trasversale del conduttore, migliorando la tecnica di avvolgimento e utilizzando materiali con conduttività elettriche più elevate, come il rame), 2) riducendo le perdite elettriche nella bobina del rotore o nella colata (ad es.,, utilizzando materiali con conduttività elettriche più elevate, come il rame), 3) riducendo le perdite magnetiche utilizzando acciaio magnetico di migliore qualità, 4) migliorando l’aerodinamica dei motori per ridurre le perdite di spostamento d’aria meccanico, 5) migliorando i cuscinetti per ridurre le perdite di attrito e 6) riducendo al minimo le tolleranze di produzione. Per ulteriori discussioni su questo argomento, vedere Premium efficiency.)

Per convenzione, il motore elettrico si riferisce a una locomotiva elettrica della ferrovia, piuttosto che a un motore elettrico.,

Motore alimentato fisicamente

Alcuni motori sono alimentati da energia potenziale o cinetica, ad esempio alcune funicolari, trasportatori a gravità e a fune hanno utilizzato l’energia proveniente dall’acqua o dalle rocce in movimento, e alcuni orologi hanno un peso che cade sotto gravità. Altre forme di energia potenziale includono gas compressi (come i motori pneumatici), molle (motori a orologeria) e bande elastiche.

Le storiche macchine d’assedio militari includevano grandi catapulte, trabucchi e (in una certa misura) arieti alimentati da energia potenziale.,

Motore pneumaticomodifica

Un motore pneumatico è una macchina che converte l’energia potenziale sotto forma di aria compressa in lavoro meccanico. I motori pneumatici generalmente convertono l’aria compressa in lavoro meccanico attraverso un movimento lineare o rotatorio. Il movimento lineare può provenire da un attuatore a membrana o pistone, mentre il movimento rotatorio è fornito da un motore pneumatico a palette o da un motore pneumatico a pistone., I motori pneumatici hanno trovato un ampio successo nel settore degli utensili manuali e si stanno facendo continui tentativi per espandere il loro uso nel settore dei trasporti. Tuttavia, i motori pneumatici devono superare le carenze di efficienza prima di essere visti come un’opzione praticabile nel settore dei trasporti.

Motore idraulicomodifica

Un motore idraulico deriva la sua potenza da un liquido pressurizzato. Questo tipo di motore viene utilizzato per spostare carichi pesanti e guidare macchinari.