Из чего состоит мотор: ДВИГАТЕЛЬ ВНУТРЕННЕГО СГОРАНИЯ • Большая российская энциклопедия — Шины для спецтехники, шины для погрузчика

Содержание

Двигатель Лада Приора (ВАЗ 2170, 2171, 2172)

Рис. 5.1. Продольный разрез двигателя ВАЗ-21126: 1 – масляный насос; 2 – шкив привода генератора; 3 – шатун; 4 – поршневой палец; 5 – ремень привода газораспределительного механизма; 6 – крышка газораспределительного механизма; 7 – шкив распределительного вала; 8 – впускной коллектор; 9 – свечной колодец; 10 – крышка маслоналивной горловины; 11 – термостат; 12 – маховик; 13 – форсунка охлаждения днища поршня; 14 – маслоприемник; 15 – коленчатый вал

На автомобиль ВАЗ-2170 Lada Priora устанавливают двигатель ВАЗ-21126 (Рис. 5.1, 5.2), созданный на базе двигателя ВАЗ-2112. Увеличение рабочего объема двигателя мод. 21126 до 1,6 л по сравнению с рабочим объемом мод.

2112 достигнуто за счет увеличения хода поршня при неизменном диаметре цилиндра.

Рис. 5.2. Поперечный разрез двигателя ВАЗ-21126: 1 – пробка сливного отверстия; 2 – масляный картер; 3 – масляный фильтр; 4 – водяной насос; 5 – катколлектор; 6 – выпускной клапан; 7 – пружина клапана; 8 – распределительный вал выпускных клапанов; 9 – впускной коллектор; 10 – крышка головки блока цилиндров; 11 – распределительный вал впускных клапанов; 12 – гидравлический толкатель клапана; 13 – корпус подшипников распределительных валов; 14 – топливная рампа; 15 – форсунка; 16 – направляющая втулка клапана; 17 – впускной клапан; 18 – прокладка головки блока цилиндров; 19 – компрессионные кольца; 20 – маслосъёмное кольцо; 21 – поршневой палец; 22 – шатун; 23 – блок цилиндров; 24 – крышка шатуна; 25 – маслоприемник

Блок цилиндров отлит из специального высокопрочного чугуна, что придает конструкции двигателя жесткость и прочность.

Маркировка блока цилиндров двигателя ВАЗ-21126

Протоки для охлаждающей жидкости, образующие рубашку охлаждения, выполнены по всей высоте блока, это улучшает охлаждение поршней и уменьшает деформацию блока от неравномерного перегрева. Рубашка охлаждения открыта в верхней части в сторону головки блока. В нижней части блока цилиндров расположены пять опор коренных подшипников коленчатого вала, крышки которых прикреплены болтами. В опорах установлены тонкостенные сталеалюминиевые вкладыши, выполняющие функцию подшипников коленчатого вала. В средней опоре выполнены проточки, в которые вставлены упорные полукольца, удерживающие коленчатый вал от осевых перемещений.

По сравнению с блоком цилиндров двигателя мод. 2112 блок цилиндров мод. 21126 выше на 2,3 мм, высота от оси постелей коренных подшипников до верхней поверхности блока составляет 197,1 мм.

Коленчатый вал отлит из специального высокопрочного чугуна.

Коренные и шатунные шейки вала прошлифованы. Для смазки шатунных вкладышей в коленчатом валу просверлены масляные каналы, закрытые заглушками. Для уменьшения вибрации служат восемь противовесов, расположенные на коленчатом валу. Радиус кривошипа коленчатого вала двигателя мод. 21126 на 2,3 мм больше, чем у двигателя мод. 2112, за счет чего ход поршня увеличился с 71 до 75,6 мм. Для различия валов на одном из противовесов коленчатого вала двигателя ВАЗ-21126 отлита маркировка «11183».

На переднем конце коленчатого вала установлены масляный насос, зубчатый шкив ремня привода распределительных валов и шкив привода генератора со встроенным демпфером крутильных колебаний. На заднем конце коленчатого вала расположен маховик, отлитый из чугуна. На маховик напрессован стальной зубчатый обод.

Шатуны стальные, кованые, с крышками на нижних головках. Крышки шатунов изготовлены методом отрыва от цельного шатуна.

Этим достигается более высокая точность установки крышки на шатун. В нижнюю головку шатуна установлены тонкостенные вкладыши, в верхнюю головку запрессована сталебронзовая втулка.

Поршни отлиты из алюминиевого сплава. На каждом из них установлены три кольца: два верхние компрессионные и нижнее маслосъёмное. Днище поршней плоское, с четырьмя углублениями под клапаны, причем на поршнях двигателя мод. 21126 углубления увеличены по сравнению с углублениями двигателя 2112. Поршни охлаждаются маслом, для чего в опорах коренных подшипников установлены специальные форсунки. Они представляют собой трубки, в которых находятся подпружиненные шарики. Во время работы двигателя шарики открывают отверстия в трубках и струя масла попадает на поршень снизу.

В двигателе мод. 21126 применен комплект «поршень–поршневые кольца–поршневой палец–шатун» уменьшенной массы (масса поршня снижена с 350 до 235 г, поршневого пальца — со 113 до 65 г, шатуна — с 707 до 485 г, всего комплекта — на 32%).

Масляный картер

стальной, штампованный, прикреплен болтами к блоку цилиндров снизу.

Головка блока, установленная сверху на блок цилиндров, отлита из алюминиевого сплава. В нижней части головки отлиты каналы, по которым циркулирует жидкость, охлаждающая камеры сгорания. В верхней части головки установлены два распределительных вала: один для впускных клапанов, другой — для выпускных. Головка блока цилиндров двигателя мод. 21126 отличается от головки мод. 2112 увеличенной площадью фланцев под впускной трубопровод и выполненными за одно целое с головкой блока стаканами свечных колодцев.

Распределительные валы установлены в опорах, выполненных в верхней части головки блока, и в одном общем корпусе подшипников, закрепленном болтами на головке блока. Распределительные валы отлиты из чугуна.

Шкивы распределительных валов двигателя 21126 отличаются от шкивов двигателя 2112 смещенными на 2° метками установки фаз газораспределения.

Для уменьшения износа рабочие поверхности кулачков и поверхности под сальник термообработаны — отбелены. Кулачки распределительных валов через толкатели приводят в действие клапаны. Двигатель 21126 оснащен гидротолкателями клапанов, которые автоматически компенсируют зазоры в приводе клапанов. У этого двигателя в процессе эксплуатации не нужно регулировать зазоры в клапанном механизме. В двигателе по четыре клапана на цилиндр: два впускных и два выпускных.

Направляющие втулки и седла клапанов запрессованы в головку блока. Направляющие втулки, кроме того, снабжены стопорными кольцами, удерживающими их от выпадания. На направляющие втулки установлены маслосъёмные колпачки, уменьшающие попадание масла в цилиндры.

На каждом клапане установлено по одной пружине.

Распределительные валы приводятся в действие резиновым зубчатым ремнем от коленчатого вала.

Крышка головки блока цилиндров выполнена из алюминия. Стык крышки с головкой блока цилиндров уплотнен прокладкой. Крышка головки блока цилиндров двигателя 21126 отличается от крышки 2112 отсутствием площадки для крепления модуля зажигания и наличием отверстий для крепления индивидуальных катушек зажигания рядом со свечными колодцами.

Система смазки двигателя комбинированная: разбрызгиванием и под давлением. Под давлением смазываются коренные и шатунные подшипники, опоры распределительных валов. Система состоит из масляного картера, шестеренчатого масляного насоса с маслоприемником, полнопоточного масляного фильтра, датчика давления масла и масляных каналов.

Система охлаждения двигателя состоит из рубашки охлаждения, радиатора с электровентилятором, центробежного водяного насоса, термостата, расширительного бачка и шлангов.

Топливная система включает в себя электрический топливный насос, установленный в топливном баке, дроссельный узел, фильтр тонкой очистки топлива, регулятор давления топлива, форсунки, топливные шланги. Отличия элементов системы питания двигателя мод. 21126 от двигателя мод. 2112:

– топливная рампа трубчатой формы без обратного слива топлива изготовлена из нержавеющей стали вместо алюминиевого сплава;

– топливные форсунки уменьшенного размера невзаимозаменяемы с прежними;

– регулятор давления топлива измененной конструкции установлен в модуле топливного насоса, а не на топливной рампе;

– в дроссельном узле отсутствует отверстие, соединяющее воздухоподводящий рукав с модулем впуска в обход дроссельной заслонки. Изменена конфигурация фланца дроссельного узла.

В систему питания функционально входит система улавливания паров топлива с угольным адсорбером, предотвращающая выход паров топлива в атмосферу.

Зажигание состоит из индивидуальных катушек зажигания, установленных на крышке головки блока цилиндров, и свечей зажигания. Управляет катушками зажигания электронный блок управления (ЭБУ) двигателем. Установка индивидуальных катушек зажигания вместо модуля зажигания двигателя мод. 2112 позволила отказаться от высоковольтных проводов зажигания и улучшить технические характеристики и надежность системы.

Система вентиляции картера

Рис. 5.3. Система вентиляции картера двигателя: 1 – впускной коллектор; 2 – дроссельный узел; 3 – шланг малого контура системы вентиляции; 4 – воздухоподводящий рукав; 5 – шланг большого контура системы вентиляции; 6 – крышка головки блока цилиндров; 7 – вытяжной шланг; 8 – сепаратор; 9 – маслоотражатель сепаратора

двигателя закрытая, с отводом картерных газов через сепаратор 8 (Рис.

5.3) маслоотделителя, установленного в крышке 6 головки блока цилиндров, во впускную трубу. Далее картерные газы направляются в цилиндры двигателя, где сгорают. При работе двигателя на режиме холостого хода картерные газы поступают по шлангу 3 малого контура через калиброванное отверстие (жиклер) в корпусе дроссельного узла. На этом режиме во впускной трубе создается высокое разрежение и картерные газы эффективно отсасываются в задроссельное пространство. Жиклер ограничивает объем отсасываемых газов, чтобы не нарушалась работа двигателя на холостом ходу. При работе двигателя под нагрузкой, когда дроссельная заслонка частично или полностью открыта, основной объем газов проходит по шлангу 5 большого контура в воздухоподводящий рукав 4 перед дроссельным узлом и далее во впускной коллектор и камеры сгорания.

Устройство и работа мотоциклетного двигателя

Устройство и работа мотоциклетного двигателя

Мотоциклетный двигатель внутреннего сгорания состоит из кривошипно-шатунного и газораспределительного механизмов, систем питания, зажигания, смазки, охлаждения.

Рабочая смесь сжимается в цилиндре двигателя, воспламеняется от искры и сгорает, выделяя огромное количество тепла. Расширяясь при этом, она толкает поршень. При помощи кривошипно-шатунного механизма прямолинейное движение поршня преобразуется во вращательное движение коленчатого вала.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Рис. 1. Схема двигателя внутреннего сгорания с основными определениями по рабочему циклу:
1 — цилиндр; 2 — поршень; 3 — поршневой палец; 4 — шатун; 5 — нижняя головка шатуна; 6 — коленчатый вал; 7 — маховик; 8 — картер

Таким образом, тепловая энергия, образующаяся при сгорании топлива, превращается в механическую энергию вращающегося вала двигателя.

Периодически повторяющийся в определенной последовательности процесс, происходящий в цилиндре и вызывающий превращение тепловой энергии в механическую работу, называется рабочим циклом двигателя.

Схема двигателя внутреннего сгорания приведена на рис. 5. В цилиндре находится поршень, связанный через поршневой палец с верхней головкой шатуна. Нижняя головка шатуна соединена с кривошипом коленчатого вала, который, в свою очередь, связан с маховиком. Коленчатый вал установлен в картере на подшипниках.

Крайние положения движущегося в цилиндре поршня назы-аются мертвыми точками.

ва Положение, при котором поршень максимально удален от оси оленчатого вала,— верхняя мертвая точка (ВМТ). К Нижняя мертвая точка (НМТ) — это положение поршня, когда он „аходится на минимальном расстоянии от оси коленчатого вала.

Расстояние между верхней и нижней мертвыми точками называется ходом поршня.

Пространство над поршнем при положении его в верхней мертвой точке называется объемом камеры сгорания.

Рис. 2. Схема рабочего процесса четырехтактного двигателя:
а — такт впуска; б — такт сжатия; в — такт расширения; г – такт выпуска

Пространство в цилиндре, освобождаемое при перемещении поршня из верхней мертвой точки в нижнюю мертвую точку, называется рабочим объемом цилиндра.

Сумма объема камеры сгорания и рабочего объема цилиндра называется полным объемом цилиндра.

Отношение полного объема цилиндра к объему камеры сгорания называется степенью сжатия.

По принципу работы мотоциклетные двигатели делятся на двухтактные и четырехтактные. Двигатель, в котором рабочий цикл совершается за четыре хода поршня, что соответствует двум оборотам коленчатого вала, называется четырехтактным, а двигатель, в котором рабочий цикл совершается за два хода поршня, т. е, за один оборот коленчатого вала,— двухтактным.

Четырехтактные двигатели установлены на тяжелых мотоциклах киевского и ирбитского заводов.

Рабочий цикл четырехтактного двигателя начинается с такта впуска (а), затем следуют такты сжатия (б), расширения (в) (рабочий ход) и выпуска (г).

За время такта впуска цилиндр заполняется горючей смесью. Кривошип коленчатого вала поворачивается на пол-оборо-та, а связанный с ним шатун перемещает поршень от верхней мертвой точки к нижней. В это время впускной клапан открыт, а выпускной клапан закрыт. По мере перемещения поршня увеличивается объем над поршнем, создается разрежение, и в цилиндр всасывается горючая смесь. После заполнения цилиндра горючей смесью впускной клапан закрывается.

Во время такта сжатия кривошип коленчатого вала совершает пол-оборота, заставляя поршень перемещаться от нижней мертвой точки к верхней. Оба клапана остаются закрытыми. При этом рабочая смесь сжимается и нагревается, распыленные частицы горючего испаряются, создаются благоприятные условия для сгорания рабочей смеси. В конце этого такта электрическая искра воспламеняет рабочую смесь. Во время такта расширения (рабочий ход) рабочая смесь сгорает. При этом выделяется большое количество тепла, давление образующихся в цилиндре газов резко возрастает. Под давлением газов поршень, перемещаясь от верхней мертвой точки к нижней, при помощи шатуна вращает коленчатый вал двигателя. Кривошип коленчатого вала совершает пол-оборота. Оба клапана при этом закрыты. По мере перемещения поршня объем над ним увеличивается, в результате чего давление и температура газов в цилиндре падают.

Во время такта выпуска цилиндр очищается от продуктов сгорания. Коленчатый вал под воздействием накопившего энергию маховика совершает следующие пол-оборота, а поршень перемещается от нижней мертвой точки к верхней. В это время впускной клапан закрыт, а выпускной открыт. По мере перемещения поршня отработавшие газы выталкиваются из цилиндра.

Рабочий цикл заканчивается и в той же последовательности начинается новый.

Таким образом, в рабочем цикле четырехтактного двигателя только один такт — такт расширения — является рабочим, остальные три такта вспомогательные и требуют затраты энергии. Эту энергию накапливает и расходует маховик.

Чтобы обеспечить более равномерную работу двигателя, его делают двухцилиндровым (иногда и с большим числом цилиндров), Сдвигая такты в цилиндрах один относительно другого.

Несколько иначе протекает рабочий процесс в двухтактном двигателе (рис. 7). Он происходит за один оборот коленчатого вала.

В отличие от четырехтактного двигателя, имеющего клапанную систему газораспределения, двухтактный двигатель такой системы не имеет.

Здесь цилиндр, картер и поршень имеют усложненную конструкцию. В теле цилиндра отлиты каналы (окна), кривошипная камера при закрытых окнах должна быть герметичной.

Рассмотрим, как работает такой двигатель. Горючая смесь из карбюратора поступает сначала в кривошипную камеру — прост-анство картера, где размещены коленчатый вал, шатун, вплоть до внутренней стенки поршня. Кривошипная камера является своего рода продувочным насосом. Во время движения поршня вверх под ним (в картере) образуется разрежение. Когда нижняя кромка поршня открывает впускное окно, из карбюратора поступает горючая смесь. При этом перепускное (продувочное) и выпускное окна закрыты. Затем поршень начинает опускаться и, закрыв впускное окно, сжимает горючую смесь в картере. Это происходит до тех пор, пока верхний срез поршня не откроет продувочное окно. Тогда горючая смесь, поступая по продувочным (перепускным) каналам в надпоршневое пространство, заполняет цилиндр. Поступление горючей смеси в цилиндр продолжается до тех пор, пока при ходе поршня вверх не закроются верхние продувочные окна. Однако в это время остается открытым еще выпускное, более высокое окно — через него интенсивно удаляются продукты сгорания, вытесняемые свежей смесью: идет продувка цилиндра. Затем закрывается и выпускное окно и поступившая в цилиндр рабочая смесь сжимается и воспламеняется от искры. Дальше происходит такт расширения. Поршень движется вниз под давлением газов, которые образуются при сгорании рабочей смеси. При движении поршня вниз открывается выпускное окно, начинается выпуск отработавших газов.

Рис. 3. Рабочий цикл двухтактного двигателя:
а — сжатие; б — рабочий ход; в — выпуск; г — продувка; 1 — коленчатый вал; 2 — шатун; 3 — впускное окно; 4 — выпускной патрубок; 5 — свеча зажигания; 6 — цилиндр; 7 — поршень; 8 — продувочный канал; 9 — картер

Вслед за выпускным окном открываются продувочные окна, горючая смесь из картера вновь наполняет цилиндр. Поступление ее в цилиндр способствует лучшей очистке цилиндра от отработавших газов, происходит снова «продувка», т. е. цилиндр одновременно с наполнением свежей горючей смесью освобождается от отработавших газов. Очистка цилиндра от продуктов сгорания и наполнение его горючей смесью происходят одновременно.

Такой процесс перепуска горючей смеси из картера в цилиндр при одновременном выпуске продуктов сгорания может производиться посредством различного типа продувок. По расположению продувочных окон и каналов различают три типа продувок – поперечные, крестообразные, возвратно-петлевые.

Поперечная продувка — это такая продувка, когда выпускные и впускные окна расположены диаметрально противоположно.

Возвратно-петлевая двухканальная продувка — это такая продувка, когда продувочные и выпускные окна расположены рядом ра одной стороне цилиндра. Поступающая с большой скоростью смесь, отражаясь возвратным потоком, удаляет остатки отработавших газов из цилиндра. Поперечная продувка осуществляется через перепускное и выпускное окна (каналы), расположенные на диаметрально противоположных сторонах цилиндра, крестообразная —по двум и четырем, возвратно-петлевая продувка — по двум, трем и четырем каналам.

Рис. 4. Схемы продувок двухтактных двигателей:
а — поперечная; б — крестообразная; б — возвратно-петлевая; 1 — продувочные окна; 2 — выпускные окна; 3 — впускное окно; 4 — путь горючей смеси из карбюратора в кривошипную камеру; 5 — превышение выпускного окна над продувочным; 6 — путь смеси при продувке из кривошипной камеры в цилиндр и частично в атмосферу

На отечественных мотоциклах устанавливаются двухтактные двигатели с кривошипно-камерной двухканальной и четырехканальной возвратно-петлевой продувкой.

При продувке часть смеси уходит в атмосферу с отработавшими газами. Это снижает экономичность двухтактных двигателей.

Как работают электродвигатели | Как работает

«» Электродвигатели повсюду. Доуэлл / Getty Images

Электродвигатели повсюду! В вашем доме почти каждое механическое движение, которое вы видите вокруг себя, вызывается электродвигателем переменного тока (переменного тока) или постоянного тока (постоянного тока). В этой статье мы рассмотрим оба типа.

Понимая, как работает двигатель, вы можете многое узнать о магнитах, электромагнитах и электричестве в целом. Электродвигатель потребляет магниты для создания движения. Если вы когда-нибудь играли с магнитами, то знаете об основном законе всех магнитов: противоположности притягиваются, а подобное отталкивается.

Итак, если у вас есть два стержневых магнита с концами, помеченными «север» и «юг», то северный конец одного магнита будет притягивать южный конец другого. С другой стороны, северный конец одного магнита будет отталкивать северный конец другого (а южный будет отталкивать юг). Внутри электродвигателя эти притягивающие и отталкивающие силы создают вращательное движение .

Содержимое

Внутри электродвигателя
Как работает двигатель постоянного тока
Игрушечный мотор
Ротор, коммутатор и щетки
Собираем все вместе
Как работает двигатель переменного тока
Ротор переменного тока и статор
Моторы везде!

htm»> Внутри электродвигателя

Чтобы понять, как работает электродвигатель, нужно понять, как работает электромагнит. (Подробнее см. в разделе «Как работают электромагниты».)

Электромагнит является основой электродвигателя. Скажем, вы создали простой электромагнит, намотав 100 витков проволоки на гвоздь и подключив его к батарее. Гвоздь станет магнитом и будет иметь северный и южный полюс, пока батарея подключена.

Теперь скажем, что вы берете свой гвоздевой электромагнит, пропускаете ось через его середину и подвешиваете к середине подковообразного магнита, как показано на рисунке. Если бы вы прикрепили батарейку к электромагниту так, чтобы северный конец гвоздя выглядел так, как показано на рисунке, основной закон магнетизма говорит вам, что произойдет: северный конец электромагнита будет отталкиваться от северного конца подковообразного магнита. и притягивается к южному концу подковообразного магнита. Южный конец электромагнита будет отталкиваться аналогичным образом. Гвоздь двигался на пол-оборота, а затем останавливался в показанном положении.

Вы переворачиваете магнитное поле, меняя направление электронов.

HowStuffWorks

Ключ к электрическому двигателю состоит в том, чтобы сделать еще один шаг, чтобы в момент завершения этого полуоборота поле электромагнита перевернуло . Вы переворачиваете магнитное поле, изменяя направление электронов, протекающих по проводу, что означает переворачивание батареи. Переворот заставляет электромагнит совершить еще пол-оборота движения. Если бы поле электромагнита менялось точно в нужный момент в конце каждого полуоборота движения, электродвигатель вращался бы свободно.

Как работает двигатель постоянного тока

Как мы уже упоминали, вы столкнетесь с двумя типами электродвигателей: постоянного тока и переменного тока. Последние, двигатели постоянного тока или постоянного тока, были впервые разработаны в середине 1800-х годов и используются до сих пор.

Простой двигатель состоит из шести частей:

Статор
Ротор
Коллектор
Щетки
Ось

Внешней частью двигателя постоянного тока является статор: постоянный магнит, который не движется. Внутренняя часть — это ротор, который движется. Ротор здесь подобен гвоздю в нашем предыдущем примере, а статор подобен подковообразному магниту.

Когда мощность постоянного тока проходит через ротор, создается временное электромагнитное поле, которое взаимодействует с постоянным магнитным полем статора. Работа коммутатора состоит в том, чтобы поддерживать переключение полярности поля, что поддерживает вращение ротора. Это создает крутящий момент, необходимый для производства механической энергии.

Игрушечный мотор

Игрушечный двигатель постоянного тока, изображенный на фото, небольшой, примерно размером с десятицентовую монету, с двумя выводами батареи. Если вы подключите провода аккумулятора двигателя к аккумулятору, ось будет вращаться. Если вы перепутаете провода, он будет вращаться в противоположном направлении.

Нейлоновая торцевая крышка удерживается на месте двумя выступами. Внутри торцевой крышки щетки двигателя передают энергию от батареи к коммутатору, когда двигатель вращается. (Поскольку щетки могут изнашиваться и нуждаться в замене, современные двигатели постоянного тока часто бесщеточные.)

Объявление

Ось удерживает ротор и коллектор. Ротор представляет собой набор электромагнитов, в данном случае их три. Якорь в этом двигателе представляет собой набор тонких металлических пластин, сложенных вместе, с тонкой медной проволокой, намотанной вокруг каждого из трех полюсов ротора. Два конца каждого провода (по одному на каждый полюс) присоединяются к клемме, а затем каждая из трех клемм подключается к одной пластине коммутатора.

Последней частью любого электродвигателя постоянного тока является статор. В этом двигателе он образован самой банкой и двумя изогнутыми постоянными магнитами. В двигателях постоянного тока якорь — это ротор, а поле — статор.

Ротор, коммутатор и щетки

Как мы отмечали ранее, ротор подобен гвоздю на нашей схеме электромагнита. Коллектор также крепится к оси. Коллектор представляет собой просто пару пластин, прикрепленных к оси. Эти пластины обеспечивают два соединения для катушки электромагнита.

Часть электродвигателя, «переключающая электрическое поле», состоит из двух частей: коммутатора и кисти .

На схеме показано, как коммутатор (зеленый) и щетки (красный) работают вместе, пропуская ток к электромагниту, а также изменяя направление движения электронов в нужный момент. Контакты коммутатора прикреплены к оси электромагнита, поэтому они вращаются вместе с магнитом. Щетки — это всего лишь два куска упругого металла или углерода, которые соприкасаются с контактами коммутатора.

Собираем все вместе

Когда вы соедините все эти детали вместе, у вас получится полноценный электродвигатель.

Суть в том, что когда ротор проходит через горизонтальное положение, полюса электромагнита меняются местами. Из-за флипа северный полюс электромагнита всегда находится над осью, поэтому он может отталкивать северный полюс статора и притягивать южный полюс статора.

Обычно ротор имеет три полюса , а не два полюса, как показано в этой статье. Есть две веские причины, по которым двигатель должен иметь три полюса:

Это улучшает динамику двигателя. В двухполюсном двигателе, если электромагнит находится в точке баланса, совершенно горизонтальной между двумя полюсами статора, когда двигатель запускается, вы можете представить, что ротор «застревает» там. Это никогда не происходит в трехполюсном двигателе.
Каждый раз, когда коммутатор достигает точки, в которой он переключает поле в двухполюсном двигателе, коммутатор на мгновение закорачивает батарею. Это короткое замыкание тратит энергию и бесполезно разряжает батарею. Трехполюсный двигатель решает и эту проблему.

Количество полюсов может быть любым, в зависимости от размера двигателя и его функций.

Как работает двигатель переменного тока

Теперь мы рассмотрим двигатель переменного тока. В двигателях переменного тока вместо постоянного тока используется переменный ток. У него много общих частей с двигателем постоянного тока, и он по-прежнему полагается на электромагнетизм и переменные магнитные поля для выработки механической энергии.

Части внутри двигателя переменного тока:

Объявление

Статор
Ротор
Сплошная ось
Катушки
Беличья клетка

Обмотка статора в Двигатель переменного тока выполняет работу ротора двигателя постоянного тока. В данном случае это кольцо электромагнитов, которые соединены в пары и последовательно запитаны, что создает вращающееся магнитное поле.

«» Двигатель переменного тока промышленного типа с электрической клеммной коробкой вверху, выходным вращающимся валом слева и закрывающей его короткозамкнутой клеткой.

Эгзон123/CC BY-SA 3.0/Викимедиа

Вы помните, что ротор двигателя постоянного тока подключен к аккумулятору. Но ротор в двигателе переменного тока не имеет прямой связи с источником питания. Кисточек тоже нет. Вместо этого он часто использует нечто, называемое беличьей клеткой. Вы правильно прочитали.

Беличья клетка в двигателе переменного тока представляет собой набор стержней ротора, соединенных с двумя кольцами, по одному на каждом конце. Это похоже на то, как мышь (или белка) в клетке может бегать внутри. Ротор с короткозамкнутым ротором входит внутрь статора. Когда переменный ток проходит через статор, он создает электромагнитное поле. Стержни в роторе с короткозамкнутым ротором являются проводниками, поэтому они реагируют на переключение полюсов статора. Так вращается ротор, который создает собственное магнитное поле.

Ротор переменного тока и статор

Главной особенностью асинхронного двигателя переменного тока, в котором поле ротора индуцируется полем статора, является то, что ротор всегда пытается наверстать упущенное. Он всегда ищет стазис, поэтому он вращается, чтобы найти это устойчивое состояние. Но электромагнитное поле, создаваемое статором с использованием переменного тока, всегда будет немного быстрее, чем поле ротора. Вращение ротора создает крутящий момент, необходимый для создания механической энергии для вращения колес автомобиля или жужжания вентилятора.

В некоторых двигателях переменного тока используется ротор с обмоткой, который обмотан проволокой вместо беличьей клетки. Однако вид «беличьей клетки» встречается чаще. В любом случае в двигателе переменного тока имеется только одна движущаяся часть, а это означает, что требуется меньше деталей, требующих замены или обслуживания.

Моторы везде!

Осмотрите свой дом, и вы обнаружите, что он заполнен электродвигателями. Поскольку в наших домах используется источник переменного тока, большинство этих гаджетов имеют двигатели переменного тока. Двигатели постоянного тока чаще можно найти в вещах, в которых используются батареи. Начиная с кухни, есть моторы:

Вентилятор над плитой и в микроволновой печи
Блендер
Холодильник — Два или три по факту: один на компрессор, один на вентилятор внутри холодильника, а также один в льдогенераторе
Миксер настольный

В подсобном помещении находится электродвигатель в:

Объявление

Сушилка
Электрошуруповерт
Пылесос
Электродрель
Вентилятор печи

Даже в ванной есть мотор:

Вентилятор
Электрическая зубная щетка
Фен
Электрическая бритва

Ваш автомобиль оснащен электродвигателями:

Электрические стеклоподъемники
Сиденья с электроприводом
Вентиляторы отопителя и радиатора
Стеклоочистители
Стартер
Двигатель переменного тока может приводить в движение ваш автомобиль вместо бензинового двигателя

Кроме того, есть моторы во многих других местах:

Компьютеры
Смартфоны
Игрушки
Устройство для открывания гаражных ворот
Аквариумные насосы

Почти все, что движется, использует для своего движения электродвигатель. .

Как работает игрушечный электродвигатель?

Очень маленький электродвигатель имеет два небольших постоянных магнита, коммутатор, две щетки, три полюса и электромагнит, сделанный путем намотки проволоки на кусок металла. Он работает так же, как и большая версия, но в гораздо меньшем масштабе.

Что такое электродвигатель постоянного тока?

Электродвигатель постоянного тока преобразует электрическую энергию постоянного тока в механическую энергию, в отличие от версии переменного тока, в которой используется переменный ток.

Из каких частей состоит простой двигатель?

Простой двигатель состоит из шести частей: якорь или ротор, коллектор, щетки, ось, магнит возбуждения и какой-либо источник питания постоянного тока.

Как долго может работать электродвигатель?

В условиях испытаний электродвигатель может прослужить от 15 до 20 лет при условии, что он используется в нормальных условиях эксплуатации.

Электродвигатель постоянного или переменного тока лучше?

Двигатели переменного тока, как правило, более мощные и требуют меньше обслуживания, однако двигатели постоянного тока, как правило, более эффективны. Применение электродвигателя имеет тенденцию влиять на выбор переменного или постоянного тока.

Много дополнительной информации

Статьи по теме

Другие полезные ссылки

Простые электродвигатели
Управление шаговыми двигателями

Процитируйте это!

Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:

Marshall Brain & Kristen Hall-Geisler «Как работают электродвигатели» 1 апреля 2000 г.
HowStuffWorks.com. 28 июня 2023 г.

Citation

Как работают электродвигатели | Как работает

Понимая, как работает двигатель, вы можете многое узнать о магнитах, электромагнитах и электричестве в целом. Электродвигатель использует магнитов для создания движения. Если вы когда-нибудь играли с магнитами, то знаете об основном законе всех магнитов: противоположности притягиваются, а подобное отталкивается.

Содержимое

Внутри электродвигателя
Как работает двигатель постоянного тока
Игрушечный мотор
Ротор, коммутатор и щетки
Собираем все вместе
Как работает двигатель переменного тока
Ротор переменного тока и статор
Моторы везде!

Внутри электродвигателя

Теперь представьте, что вы берете свой гвоздевой электромагнит, пропускаете ось через его середину и подвешиваете к середине подковообразного магнита, как показано на рисунке. Если бы вы прикрепили батарейку к электромагниту так, чтобы северный конец гвоздя выглядел так, как показано на рисунке, основной закон магнетизма говорит вам, что произойдет: северный конец электромагнита будет отталкиваться от северного конца подковообразного магнита. и притягивается к южному концу подковообразного магнита. Южный конец электромагнита будет отталкиваться аналогичным образом. Гвоздь двигался на пол-оборота, а затем останавливался в показанном положении.

HowStuffWorks