진공 엔진
Vacuum engine
진공 엔진(flame-licker engine, flame-engine, flame-dancer라고도 함)은 피스톤의 한쪽에 대한 공기압에서 힘을 얻으며, 피스톤의 다른 쪽에는 부분 진공이 있습니다.아웃스트로크 시작 시 실린더 헤드 내의 밸브가 열리고 밸브 폐쇄에 의해 갇혀 팽창하는 가스와 공기를 연소시키는 장입이 허용된다.스트로크가 끝날 무렵에는 장입물이 실린더의 수냉 또는 공냉 부품과 접촉하여 냉각되고, 이로 인해 리턴 스트로크에서 크랭크 쪽으로 열려 있는 피스톤을 다시 흡인하기에 충분한 압력이 갑자기 감소합니다.피스톤이 다음 아웃스트로크가 시작되기 전에 연소된 가스를 배출하는 시간에 맞춰 밸브가 다시 열립니다.
역사
일부 초기 가스 엔진은 뉴코멘 증기 엔진과 유사한 방식으로 "진공" 또는 "대기" 원리로 작동했습니다.가스와 공기의 혼합물이 실린더에 의해 섭취되어 점화되었습니다. 혼합물은 팽창하여 배기 밸브를 통해 누출되었습니다. 그런 다음 밸브가 닫히고 혼합물이 냉각 및 수축되며 대기 압력이 피스톤을 안으로 밀어 넣었습니다.그러한 엔진은 매우 비효율적이었고 오토 사이클에서 작동하는 엔진으로 대체되었다.
진공 모터
진공모터에서는 외부펌프에 의해 부분진공을 생성한다.이러한 모터는 영국에서 증기 기관차의 진공 브레이크 이젝터에 의해 생성된 진공 상태를 사용하여 철도 턴테이블에 동력을 공급하기 위해 일반적으로 사용되었습니다.작동 원리는 증기 엔진과 유사하며, 두 경우 모두 압력의 [i]차이에서 동력이 추출됩니다.
소형 진공 모터는 또한 자동차의 앞유리 와이퍼를 작동시키기 위해 사용되었다.이 경우 모터는 다지관 진공에 의해 구동되었습니다.스로틀이 활짝 열려 있으면 와이퍼가 느려지거나 멈추기 때문에 이러한 배열은 그다지 만족스럽지 않았습니다.현대 자동차는 전동 와이퍼를 사용한다.그러나 현대의 자동차들은 여전히 일종의 진공 모터인 진공 서보를 사용한다.브레이크는 유압 시스템에 의해 작동되지만, 운전자가 제공하는 힘을 증폭하기 위해 '진공 모터'를 사용합니다.1960년대 후반부터는 소형 진공 모터도 도어록,[ii] 히터[iii] 컨트롤 또는 가동식 보닛 환기 [iv]플랩과 같은 서보메카니컬을 제어하기 위해 사용되었습니다.
모든 초기 증기 엔진, 특히 선구적인 Boulton과 Watt 엔진이 거의 대기압 증기로 작동했기 때문에 당신은 '진공 모터' 때문에 세계적인 산업혁명이 일어났다고 말할 수 있다.Neil A Downie가 참조한 것처럼 플라이휠, 간단한 배관 부품 및 기타 몇 가지 간단한 부품을 사용하여 쉽게 시연용 진공 엔진을 만들 수 있습니다.
진공 시스템은 동력 전달에 사용될 수 있지만, 진공 모터로 전달될 수 있는 최대 전력은 기존 공압학보다 적습니다.Downie도 나타내듯이 진공 동력 전달 시스템의 작동에 최적의 압력이 약 0.4bar(8psig)입니다.공압학보다는 덜 효율적이지만 완벽하게 작동할 수 있습니다.예를 들어 진공 상태의 22mm(7/8인치) 파이프는 0.4bar(8psig)에서 8bar(100psig)의 6mm(1/4인치) 파이프만큼 많은 전력을 전달할 수 있습니다.이 시스템은 Boulton과 Watt가 공장에서 진공 송전기를 사용할 정도로 효율적입니다.그들은 공장의 진공관을 '스피릿 파이프'라고 불렀다.[1] [2]
이상적인 열역학 프로세스
이상적인 오토 사이클 엔진과 달리 진공 엔진은 연료 연소 시 일정한 열원에 의존합니다.위에서 언급한 바와 같이 밸브는 피스톤 챔버로 열을 흡입할 수 있도록 합니다.제어된 체적 공간에서 인 또는 Qin의 열을 일정하게 추정하면 이상적인 기체 방정식 PV = nRT는 피스톤 챔버의 압력 증가를 의미합니다.밸브가 닫힌 후 피스톤은 하향 행정 중에 단열 과정을 거친다.피스톤이 스트로크 하단에 도달하면 챔버는 주변 공기 또는 물에 의해 냉각되고, 그 결과 Qout은 피스톤 내의 압력을 감소시킵니다.그런 다음 시스템은 챔버 내의 가스를 다시 단열 압축한 후 실린더 스트로크 상단의 밸브에 의해 방출되는 동시에 새로운 가열 가스가 챔버 안으로 들어갈 수 있도록 합니다.
이 엔진을 개발하는 동안 발생한 주요 문제 중 하나는 실제 애플리케이션에서 이 모델의 효율성이 매우 낮다는 것입니다.열원은 특정 영역에 포함되지 않기 때문에 엔진 동력을 공급하기 위해 잠재적 연료의 일부만 소비됩니다.엔진 효율은 작업량과 소비되는 연료의 잠재적 에너지 사이의 관계에 의해 정의되기 때문에 진공 엔진에서는 소량의 연소 연료만 엔진에 사용되는 것을 알 수 있습니다.나머지 연료 에너지는 주변 대기로 손실됩니다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
