Просмотр кода страницы Двигатель

{{←|Мотор}} 
'''Дви́гатель''' — устройство, преобразующее какой-либо вид [[Энергия|энергии]] в [[Механическая энергия|механическую]] работу.  Термин '''мотор''' [[Заимствование|заимствован]] в первой половине XIX века из немецкого языка<ref>{{книга
 | автор         = Шанский Н. М., Боброва Т. А.
 | часть         = Кот
 | заглавие      = Школьный этимологический словарь русского языка. Происхождение слов
 | издание       = 7-е изд., стереотип.
 | место         = {{М.}}
 | издательство  = Дрофа
 | год           = 2004
 | страниц       = 398, [2]
}}</ref> ({{lang-de|Motor}} — «двигатель», от {{lang-lat|mōtor}} — «приводящий в движение») и преимущественно им называют [[электрический двигатель|электрические двигатели]] и [[Двигатель внутреннего сгорания|двигатели внутреннего сгорания]]<ref>{{книга
 | автор         = Крысин Л. П.
 | часть         = Мотор
 | ссылка часть  = https://slovari.yandex.ru/~книги/Толковый%20словарь%20иноязычных%20слов/Мотор/
 | заглавие      = Толковый словарь иноязычных слов
 | место         = {{М.}}
 | издательство  = Эксмо
 | год           = 2008
 | страниц       = 944
 | серия         = Библиотека словарей
}}</ref>.

Двигатели подразделяют на первичные и вторичные. К первичным относят непосредственно преобразующие природные [[энергетические ресурсы]] в [[механическая работа|механическую работу]], а ко вторичным — преобразующие [[энергия|энергию]], выработанную или накопленную другими источниками<ref name="автоссылка1">{{Cite web|lang=en|url=https://www.dictionary.com/browse/motor|title=Definition of motor {{!}} Dictionary.com|website=www.dictionary.com|access-date=2022-01-27|archive-date=2022-01-27|archive-url=https://web.archive.org/web/20220127151514/https://www.dictionary.com/browse/motor|url-status=live}}</ref>.

К первичным двигателям (ПД) относятся [[ветряная мельница|ветряное колесо]], использующее силу ветра, [[водяное колесо]] и [[часы|гиревой механизм]] — их приводит в действие [[гравитация|сила гравитации]] (падающая вода и сила
притяжения), тепловые двигатели — в них химическая энергия топлива или [[ядерная энергия]] преобразуются в другие виды энергии<ref name="автоссылка1" />. Ко вторичным двигателям (ВД) относятся [[электрический двигатель|электрические]], [[пневматический двигатель|пневматические]] и [[Гидравлический двигатель|гидравлические двигатели]].

== Первичные двигатели ==
Первыми первичными двигателями стали [[парус]] и водяное колесо. Парусом пользуются уже более 7 тысяч лет.

Водяное колесо — [[нория|норию]] широко применяли для [[ирригация|оросительных систем]] в странах Древнего мира: Египте, Китае, Индии. Водяные и ветряные колёса широко использовались в Европе в Средних веках как основная энергетическая база [[мануфактура|мануфактурного]] производства.

=== Паровые машины ===
{{main|Паровая машина}}
В середине [[XVII век]]а были сделаны первые попытки перехода к машинному производству, потребовавшие создания двигателей, не зависящих от местных источников энергии (воды, ветра или мускульной силы животных). Первым двигателем, в котором использовалось тепловая энергия химического топлива, стала пароатмосферная машина, изготовленная по проектам французского физика [[Папен, Дени|Дени Папена]] и английского механика [[Севери, Томас|Томаса Севери]]. Эта машина была лишена возможности непосредственно служить механическим приводом, к ней «прилагалось в комплект» [[водяная мельница|водяное мельничное колесо]] (по-современному говоря, [[гидротурбина]]), которое вращала вода, поднимаемая в резервуар [[водонапорная башня|водонапорной башни]] за счет разрежения, возникающего при охлаждении [[Водяной пар|пара]] в [[Паровой котёл|паровом котле]]. Котёл то подогревался паром, то охлаждался водой: машина действовала периодически. [[Томас Ньюкомен]] усовершенствовал эту машину, добавив в неё цилиндр, в котором происходила конденсация пара.

В [[1763 год]]у русский механик [[Ползунов, Иван Иванович|Иван Иванович Ползунов]] изготовил по собственному проекту стационарную паровую машину непрерывного действия. В ней были сдвоены два цилиндра, поочерёдно заполнявшиеся паром, в результате чего надобность в водяном колесе отпала.

К 1784 году английский механик [[Уатт, Джеймс|Джеймс Уатт]] усовершенствовал систему Ньюкомена, добавив отдельный [[Конденсатор (теплотехника)|конденсатор]] для пара, что резко повысило эффективность. Кроме того, он изобрел поршень двойного хода и автоматическую клапанную коробку (а потом и центробежный предохранитель). С помощью изобретенного Уаттом механизма, возвратно-поступательное движение поршня преобразовывалось во вращательное, и таким образом паровая машина могла теперь использоваться для привода различных механизмов и перестала быть привязана к водонапорной башне. Элементы, придуманные Уаттом, входили в той или иной форме во все паровые машины. В ходе дальнейших усовершенствований, в частности, [[Тревитик, Ричард|Ричардом Тревитиком]], паровые машины перестали использовать вакуум при конденсации пара, а поршень стал совершать рабочий ход под действием значительно увеличившегося давления разогретого пара. Это позволило уменьшить размер паровых машин, которые стали применяться для привода судов, экипажей для перевозки людей по дорогам, локомотивов на железных дорогах. К 1880 году суммарная мощность всех работавших паровых машин превысила 26 млн [[Ватт|кВт]] (35 млн [[Лошадиная сила|л. с.]]).

=== Двигатель Стирлинга ===
В 1816 шотландец [[Стирлинг, Роберт|Роберт Стирлинг]] предложил двигатель внешнего  сгорания, называемый сейчас его именем [[Двигатель Стирлинга]]. В этом двигателе рабочее тело (воздух или иной газ) заключён в герметичный объём. Здесь осуществлён цикл по типу цикла Севери («до-Уаттовского»), но нагрев рабочего тела и его охлаждение производятся в различных объёмах машины и сквозь стенки рабочих камер. Природа нагревателя и охладителя для цикла не имеют значения, а потому он может работать
даже в космосе и от любого источника тепла. [[КПД]] созданных сейчас стирлингов невелик. Теоретически он должен раза в 2 превышать КПД для ДВС, а практически — это примерно одинаковые величины. Но у стирлингов есть ряд других преимуществ, которые способствовали развитию исследований в этом направлении.

=== Паровая турбина ===
Рисунки, изображающие крыльчатое колесо, вращающееся под воздействием потока пара, известны с древних времён. Однако практические конструкции [[паровая турбина|паровой турбины]] были созданы лишь во второй половине [[XIX век]]а, благодаря развитию конструкционных материалов, позволивших достичь высоких скоростей вращения.

В [[1889 год]]у шведский инженер Карл Густав
де Лаваль предложил использовать расширяющееся сопло и быстроходную турбину (до 32000 об/мин), а, независимо от него, ещё в 1884 году англичанин Чарлз Алджернон Парсонс изобрёл первую пригодную для промышленного применения реактивную турбину (более тихоходную), способную вращать судовой винт. Паровые турбины стали применять на морских судах, а с начала XX века на электростанциях. В 1960-х годах их мощность превысила 1000 МВт в одном агрегате.

=== Двигатель внутреннего сгорания ===
{{main|Двигатель внутреннего сгорания}}
[[Файл:4-Stroke-Engine.gif|thumb|154px|Схема работы 4-тактного двигателя внутреннего сгорания]]
Проект первого двигателя внутреннего сгорания ([[Двигатель внутреннего сгорания|ДВС]]) принадлежит известному изобретателю часового анкера [[Христиан Гюйгенс|Христиану Гюйгенсу]] и предложен ещё в XVII веке. Интересно, что в качестве топлива предполагалось использовать порох, а сама идея была подсказана артиллерийским орудием. Все попытки [[Дени Папен]]а (упомянутого выше, как создатель первой паровой машины) построить машину на таком принципе, успехом не увенчались. Первый надёжно работавший ДВС сконструировал в [[1860 год]]у французский инженер [[Ленуар, Этьен|Этьен Ленуар]]. Двигатель Ленуара работал на газовом топливе.
Спустя 16 лет немецкий конструктор Николас Отто создал более совершенный 4-тактный газовый двигатель. В этом же [[1876 год]]у шотландский инженер Дугальд Кларк испытал первый удачный 2-тактный двигатель. Совершенствованием ДВС занимались многие инженеры и механики. Так, в [[1883 год]]у немецкий инженер [[Бенц, Карл|Карл Бенц]] изготовил использованный им в дальнейшем 2-тактный [[Двигатель внутреннего сгорания|ДВС]]. В [[1897 год]]у его соотечественник и тоже инженер [[Рудольф Дизель]] предложил ДВС с воспламенением рабочей смеси в цилиндре от сжатия воздуха, названный впоследствии [[Дизельный двигатель|дизелем]].

В [[XX век]]е ДВС стал основным двигателем в [[автомобиль]]ном транспорте. В 1970-х годах почти 80 % суммарной мощности всех существовавших ДВС приходилось на транспортные машины (автомобили, трактора и прочее). Параллельно шло совершенствование гидротурбин, применявшихся на [[гидроэлектростанция]]х. Их мощность в 1970-х годах превысила 600 МВт.

В первой половине XX века создали новые типы первичных двигателей: [[Газотурбинный двигатель|газовые турбины]], [[реактивный двигатель|реактивные двигатели]],
а в 1950-х и [[ЯСУ|ядерные силовые установки]]. Процесс совершенствования и изобретения первичных двигателей продолжается.

== Вторичные двигатели ==

=== Электродвигатели ===
В [[1834 год]]у русский учёный [[Борис Семёнович Якоби]] (так писалось его имя в русской транскрипции) создал первый пригодный для практического использования [[электродвигатель постоянного тока]]. 

В [[1888 год]]у сербский студент и будущий великий изобретатель [[Никола Тесла]] высказал принцип построения двухфазных двигателей переменного тока, а год спустя русский инженер [[Доливо-Добровольский, Михаил Осипович|Михаил Осипович Доливо-Добровольский]] создал первый в мире 3-фазный асинхронный [[электродвигатель]], ставший наиболее распространённой электрической машиной. 

Также, электродвигатель имеет возможность не только преобразовывать электрическую энергию в механическую, но и работать как генератор: в случае, если на мотор не подаётся питание и при этом вращается вал мотора, генерируется электрический ток. Кроме того, в зависимости от подключения мотора к питанию (+ к +, - к - или + к -, - к +) изменяется сторона вращения двигателя.

=== Пневмодвигатели и гидромашины ===
[[Пневмодвигатель|Пневмодвигатели]] и [[Гидромашина|гидромашины]], соответственно, работают от сетей (баллонов) высокого давления воздуха или жидкости преобразуя гидравлическую (пневматическую) энергию насосов. Их широко применяют в качестве исполнительных механизмов в различных устройствах и системах. Так, созданы пневмо[[локомотив]]ы (особенно пригодны для работ во взрывоопасных условиях, например в шахтах, где тепловые двигатели не применимы из-за температурных условий, а электрические — из-за искр при коммутации), с помощью гидромашин осуществляется привод гусениц в некоторых типах [[трактор]]ов и [[танк]]ов, перемещение рабочих органов [[бульдозер]]ов и [[экскаватор]]ов. Всё разнообразнее конструкции экологически чистых городских автомобилях на пневмоприводах, предлагаемых инженерами разных стран. Вторичные двигатели играют большую роль в технике, однако их мощность относительно невелика. Их также широко применяют и в миниатюрных и сверхминиатюрных устройствах.

== Классификации ==
{{Орисс|дата=2025-02-15}}

=== По источнику энергии ===
Двигатели могут использовать следующие типы источников энергии:
* электрические;
** постоянного тока ([[электродвигатель постоянного тока]]);
** переменного тока ([[синхронная машина|синхронные]] и [[асинхронная машина|асинхронные]]);
* электростатические;
* химические;
* ядерные;
* гравитационные;
* пневматические;
* гидравлические;
* лазерные.

=== По типам движения ===
Получаемую энергию двигатели могут преобразовывать к следующим типам движения:
* вращательное движение твёрдых тел;
* поступательное движение твёрдых тел;
* возвратно-поступательное движение твёрдых тел;
* движение реактивной струи;
* другие виды движения.

Электродвигатели, обеспечивающие поступательное и/или возвратно-поступательное движение твёрдого тела:
* линейные;
* индукционные;
* пьезоэлектрические.

Некоторые типы [[Электрический ракетный двигатель|электроракетных двигателей]]:

* [[ионный двигатель|ионные двигатели]];
* стационарные плазменные двигатели;
* двигатели с анодным слоем;
* радиоионизационные двигатели;
* коллоидные двигатели;
* [[электромагнитный двигатель|электромагнитные двигатели]] и др.

=== По устройству ===
[[Двигатель внешнего сгорания|Двигатели внешнего сгорания]] — класс двигателей, где источник тепла или процесс сгорания топлива отделены от рабочего тела:
* поршневые паровые двигатели;
* [[Паровая турбина|паровые турбины]];
* [[Двигатель Стирлинга|двигатели Стирлинга]];
* [[паровой двигатель]].

[[Двигатель внутреннего сгорания|Двигатели внутреннего сгорания]] — класс двигателей, у которых образование рабочего тела и подвод к нему тепла объединены в одном процессе и происходят в одном технологическом объёме:
* двигатели с герметично запираемыми рабочими камерами (поршневые и роторные ДВС);
* двигатели с камерами, откуда рабочее тело имеет свободный выход в атмосферу (газовые турбины).

По типу движения главного рабочего органа ДВС с запираемыми рабочими камерами делятся на ДВС с возвратно-поступательным движением (поршневые) (делятся на тронковые и крецкопфные) и ДВС с вращательным движением (роторные), которые по видам вращательного движения делятся на 7 различных типов конструкций. По типу поджига рабочей смеси ДВС с герметично запираемыми камерами делятся на двигатели с принудительным электрическим поджиганием (калильным или искровым) и двигатели с зажиганием рабочей смеси от сжатия (дизель).

По типу смесеобразования ДВС делятся на: с внешним смесеобразованием (карбюраторные) и с непосредственным впрыском топлива в цилиндры или впускной коллектор (инжекторные). По типу применяемого топлива различают ДВС работающие на бензине, сжиженном или сжатом природном газе, на спирте (метаноле) и пр.

==== Реактивные двигатели ====
[[Воздушно-реактивный двигатель|Воздушно-реактивные двигатели]]:

* прямоточные реактивные ([[ПВРД]]);
* пульсирующие реактивные ([[ПуВРД]]);
* [[Газотурбинный двигатель|газотурбинные двигатели]]:
** турбореактивные ([[Газотурбинный двигатель#Двухконтурный турбореактивный двигатель|ТРД]]);
** двухконтурные ([[ТРДД]]);
** турбовинтовые ([[Турбовинтовой двигатель|ТВД]]);
** турбовинтовентиляторные [[Турбовентиляторный двигатель|ТВВД]];

==== Ракетные двигатели ====
* [[Жидкостный ракетный двигатель|жидкостные ракетные двигатели]];
* [[РДТТ|твердотопливные ракетные двигатели]];
* [[ядерный ракетный двигатель|ядерные ракетные двигатели]];
* некоторые типы [[Электрический ракетный двигатель|электроракетных двигателей]].

=== По применению ===
В связи с принципиально различными требованиями к двигателю в зависимости от его назначения, двигатели идентичные по принципу действия, могут называться «корабельными», «авиационными», «автомобильными» и тому подобными.

Категория «Двигатели» в патентоведении одна из наиболее активно пополняемых. В год по всему миру подаётся от 20 до 50 заявок в этом классе. Часть из них отличаются принципиальной новизной, часть — новым соотношением известных элементов. Новые же по конструкции двигатели появляются очень редко.

== Производство == 
{{главная|Двигателестроение}}

== Переносные значения ==
Важность, первичность двигателя в технике привела к тому, что слово «двигатель» употребляется в переносном смысле во всех сферах деятельности человека (например, в экономике общеизвестно выражение «[[Реклама]] — двигатель торговли»)

== См. также ==
{{Навигация
 |Викисловарь  = двигатель}}
* [[Балансировка двигателя]]
* [[Гидравлический двигатель]]
* [[Моторист]]
* [[Пневматический двигатель]]
* [[Термодинамические циклы]]
* [[Электрический двигатель]]
* [[Ядерная силовая установка]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
{{Навигация}}
* {{БСЭ3|статья=Двигатель}}
* {{US patent|194047}}
* [https://web.archive.org/web/20170625160053/http://www.animatedpiston.com/ Detailed Engine Animations]
* [http://www.liveleak.com/view?i=73e_1192001762 Video from inside a four-stroke engine cylinder] {{Wayback|url=http://www.liveleak.com/view?i=73e_1192001762 |date=20190425010153 }}.
* [http://www.gbm.dk/gbm/Motor-e.htm Working 4-Stroke Engine — Animation] {{Wayback|url=http://www.gbm.dk/gbm/Motor-e.htm |date=20190425010224 }}
* [http://www.animatedengines.com Animated illustrations of various engines] {{Wayback|url=http://www.animatedengines.com/ |date=20120305145135 }}
* [http://www.popularmechanics.com/cars/news/industry/5-alternative-engine-architectures?click=main_sr 5 Ways to Redesign the Internal Combustion Engine] {{Wayback|url=http://www.popularmechanics.com/cars/news/industry/5-alternative-engine-architectures?click=main_sr |date=20140826120028 }}

{{ВС}}
{{Двигатели}}
{{нет сносок|дата=2023-11-10}}

[[Категория:Двигатели|*]]