エンジンは、さまざまな形態のエネルギーを機械エネルギーに変換するように設計された機械です。エンジンは、燃料の燃焼または電気に基づいて機能することができます。燃料燃焼の例としては、車、電車、飛行機があります。ファン、電動工具、小型家電は、電気エンジンの例です。さまざまな種類のエンジンは、その動力に使用されるエネルギーの種類によって区別されます。それらは、熱エンジン、電気エンジン、物理エンジンなどのさまざまなグループに分類されます。熱機関には、外燃機関と内燃機関が含まれる場合があります。
エンジン システム
エンジンシステムは、燃料が機械エネルギーに変換される場所です。運転は、燃料用のきれいな空気、冷却用の水、燃料に点火するための電気、潤滑用のオイルがあるときに行われます。
エンジン システムのコンポーネント
- シリンダー ブロック:燃料の吸入、圧縮、燃焼、ピストンの案内を行うエンジン本体
- シリンダー ヘッド:燃料の吸気用と排気用の 2 つのポートを備えた取り外しヘッドで、吸気バルブと排気バルブによって閉じられています。
- ピストン:シリンダーに取り付けられた原動機で、ボアを密閉し、シリンダー内を自由にスライドして、燃料の燃焼によって発生するガス圧を処理します。
- ピストン リング:ピストンとシリンダーの間の摩擦抵抗をシールして軽減するために配置されます。
- コネクティング ロッド:ピストンとクランクシャフトを接続して運動を伝達します。
- クランクシャフト:コネクティング ロッドを介してピストンから推力を受け、往復運動を回転運動に変換します。
- エンジン ベアリング:可動部品間の摩擦を減らします。
- クランクケース:潤滑用のすべてのオイルが配置されるクランクシャフトのベアリング。
- スパーク プラグ:燃焼室内の圧縮された混合気に点火します。
エンジンを差別化する要因
以下は、エンジンを互いに区別する要因の一部です。
- 使用する燃料の種類
- ストローク点火システムの番号
- シリンダーサイクル数
- 冷却システムの運用
- バルブとシリンダーの配置
さまざまな種類のエンジン
エンジンの差別化に最も影響を与える要因は、運動に使用されるエネルギー源です。さまざまなタイプのエンジンには次のものがあります:
- 熱機関
- 内燃機関 (IC)
- 外燃機関 (EC)
- 電気エンジン
- 物理エンジン
熱機関
内部燃焼または外部燃焼のいずれかを介して熱エネルギーを運動源として使用するエンジンは、熱エネルギーとして知られています。それは、推進剤の直接燃焼または燃焼のための流体の変換のいずれかによって機能します。
内燃機関 (IC)
- 内燃は燃料の吸熱反応であり、燃焼室内に高温と高圧が発生します。
- IC エンジンはさらに、レシプロ エンジンとロータリー エンジンの 2 種類に分類されます。レシプロ エンジンは、ピストンの上下運動を利用して、気体の圧力を回転運動に変換します。例としては、蒸気機関やスターリング機関などがあります。ロータリー エンジンは、回転する三角形のローターを使用して、燃焼からの熱を変換します。
外燃機関 (EC)
- 外部燃焼は、1 つのチャンバー内で燃料を燃焼させ、熱交換器を通して生成物を別々に排出する発熱反応です。
- 使用される流体は、気体または液体と空気の混合物です。
電気エンジン
電気エンジンには、一般に、磁気、圧電、静電の 3 つのタイプがあります。
磁気モーター
- 磁場と電気の流れの相互作用に依存して仕事を生成します。
- ダイナモの原理で機能しますが、逆に発電します。
- 電気モーターの主要コンポーネントは固定子 (不動のままのエンジンの外側部分) と、電気の流れを変えて誘導磁場を変調する整流子です。
圧電モーター
このモーターで仕事を生み出すために、電気の流れが超音波振動を持つ材料を通過します。
静電エンジン
それらは同種の電荷を使用して互いに反発し、ローターで回転を生成します。静電エンジンは磁気ドライブとしては一般的ではありません。最初のエンジンは高価な材料を使用し、2 番目のエンジンは実行に比較的高い電圧を必要とするからです。
物理エンジン
- 物理エンジンは、蓄積された機械エネルギーで機能します。
- 大量のエネルギーを確保できないため、他のエンジンほど効率的ではありません。
- 物理的な駆動装置の例には、時計仕掛けのエンジン、空圧および油圧エンジンが含まれます。
結論
エンジンは、あらゆる形態のエネルギーを運動用の機械エネルギーに変換するように設計された機械です。エネルギーの変換プロセスには、空気、水、電気、石油が必要です。エンジンは一般に、熱エンジン、電気および物理エンジンの 3 つのタイプに分類されます。熱機関はさらに、内燃機関と外燃機関に分類されます。さまざまな種類のエンジンを使用する製品の例には、自動車、電車、蒸気機関、時計を含む小型家電製品などがあります。
