Рухавік

From Вікіпедыя

Увага! Змест наступнага артыкулу патрабуе ўдакладнення арфаграфіі.
Дапамажыце Вікіпедыі, выправіўшы памылкі ў гэтым артыкуле.

Рухавік - прыстасаванне, якое пераўтварае які-небудзь від энергіі ў механічную работу. Таксама ўжываецца слова "матор", якім звычайна называюць электрарухавікі і рухавікі ўнутраннага згарання (РУЗ).

Рухавікі падзяляюць на першасныя і другасныя. Да першасных адносяцца тыя, якія непасрэдна пераўтвараюць прыродныя энергетычныя рэсурсы ў механічную работу, а да другасных - якія пераўтвараюць энергію, якая выраблена або накоплена іншымі крыніцамі.

Да першасных рухавікоў (ПР) адносяцца ветраное кола, якое выкарыстоўвае энергію ветра, вадзяное кола і гіравы механізм - дзейнічаюць за кошт сілы гравітацыі, цеплавыя рухавікі, у якіх хімічная энергія паліва або атамная энергія пераўтвараецца ў іншыя віды энергіі. Да другасных рухавікоў (ДР) адносяцца электрарухавік або электрамотор, пнеўмарухавік, гідрарухавік або гідраматор. Першымі ПР былі ветразь і воднае кола. Ветразь выкарыстоўваецца ўжо болей 7 тысяч год. Воднае кола шырока выкарыстоўвалі ў старажытных арашальных сістэмах Егіпта, Кітая, Індыі. Вадзяное ды ветраное кола шырока выкарыстоўвалі ў сярэднявеччай Еўропе як асноўная энергетычная база мануфактурнай вытворчасці.

[правіць] Гісторыя стварэння

У сярэдзіне 17 ст. былі зроблены першыя спробы перайсьці да машыннай вытворчасці, якія запатрабавалі стварэння рухавікоў, якія б незалежалі ад мясцовых крыніц энергіі (вады, ветра і інш.). Першым рухавіком у якім выкарыстоўвалась хімічная энергія паліва была параатмасферная машына, створаная па праектам французкага фізіка Дэні Папэна ды англійскага механіка Томаса Северы. Гэта машына не мела магчымасьці непасрэдна быць механічным прывадам, да яе дадавалася кола з млына, якое вярцела вада, якая выціскалася парай з катла ў рэзервуар воданапорнай вежы. Кацёл то падаграваўся парай, то ахалоджвалася вадою: машына дзейнічала перыядычна. У 1763 расійскі механік Іван Іван Палзуноў вырабіў па свайму праекту стацыянарную паравую машыну бесперапыннага дзеяння. У яе былі здвоены два цыліндра, якія па чарзе напаўняліся парай, а таксама падавалі ваду ў вежу, але пастаянна. Да 1784 англійскі механік Джеймс Уат стварыў болей дасканалую машыну, якую назвалі ўніверсальным паравым рухавіком. Уат зь дзяцінства працаваў падручным на машыне Северы. Ад яго патрабавалася пастаянна пераключаць краны, празь якія падаваліся пара ды вада ў кацёл. Гэта аднастайная праца надакучыла вынаходніку і вымусіла яго стварыць поршань двайнога ходу, аўтаматычную клапанную каробку, а потым цэнтрабежны засцерагальнік. У цыліндра машыны таксама быў цвёрды поршань, з кожнага бока якога па чарзе падавалася пара. Усё адбывалася ў аўтаматычным рэжыме ды бесперапынна. Поршань вярцеў праз крывашыпна-шатунную сістэму махавік, які забясьпечваў плаўнасць ходу. Паравая машына магла ўжо быть прывадам розных механізмаў і больш не мела патрэбы ў воданапорнай вежы. Элементы, якія прыдумаў Уат, былі ва ўсіх паравых машынах. Паравыя машыны ўдасканальвалі і ўжывалі для вырашэньня розных тэхнічных задач: прывад станкоў, транспарт. У 1880 сумарная магутнасьць усіх працаваўшых тады паравых машын перавышала 26 млн. кВт.

У 1816 шатландскі святар Робэрт Стырлінг прапанаваў рухавік знешняга згарання, які зараз называецца рухавіком Стырлінга. У ім рабочым целам быў газ (паветра ці іншы). Тут Стырлінг ажыццявіў тэрмадынамічны цыкл, падобны на цыкл Северы ("да-Уатаўскага"), але нагрэў ды яго ахалоджванне адбывалася ў розных аб'ёмах машыны і скрозь сценкі рабочых камер. Рухавікі Стырлінга, як і наўогул усе рухавікі знешняга згарання могуць працаваць ад розных крыніц цяпла. Але ККДз сучасных рухавікоў Стырлінга невялікі.

У другой полове 19 ст. была створана паравая турбіна. У 1889 шведскі інжынер Карл Густаў дэ Лаваль прапанаваў выкарыстоўваць расшыральнае сапло ды хуткаходную турбіну (да 3200 аб/хвіл), а, незалежна ад яго, яшчэ ў 1884 Чарлз Алджэрон Парсан вынайшаў першую прыдатную для прамысловага ужывання рэактыўную турбіну, здольную вярцець судавы вінт. Паравыя турбіны пачалі выкарыстоўваць на марскіх судах, а з пачатка 20 ст. на электрастанцыях.

Праект першага рухавіка унутраннага згарання (РУЗ) належыть Хрысціяну Гюйгенсу і прапанаваны яшчэ ў 17 ст. Цікава, што ў якасці паліва прапаноўвалася выкарыстоўваць порах, а сама ідэя была падказана артылерыйскай гарматай. Усе спробы Дэніса Папэна пабудаваць машыну на гэтым прынцыпам поспеха ня мелі. Першы надзейна працуючы РУЗ сканструяваў у 1860 французкі інжынер Эжен Ленуар. Рухавік Ленуара працаваў на газавым паліве. Праз 16 год нямецкі канструктар Нікалас Ота стварыў болей дасканалы 4-тактны газавы рухавік. Удасканальваньнем РУЗ займаліся многія інжынеры і механікі. Напрыклад, у 1883 нямецкі інжынер Карл Бэнц стварыў выкарыстаны ім у далейшым 2-тактны РУЗ. У 1897 яго суайчыннік Рудольф Дызель прапанаваў РУЗ з самазапальваньнем рабочай сумясі ў цыліндры ад сьцісканьня паветра, які быў пасьля названы яго імянем.

У 20 ст. РУЗ стаў асноўным рухавіком у аўтомабільнам транспарце. У 70-е гады амаль 80 % сумарнай магутнасці ўсіх РУЗ даводзілася на транспартныя машыны. Паралелна ішло ўдасканальванне гідратурбін.

У першай палове 20 ст. стварылі новыя віды першасных рухавікоў: газавыя турбіны, рэактыўныя рухавікі, а ў 50-е і ядзерныя сілавыя ўстаноўкі. Працэс стварэння і ўдасканальвання ПР працягваецца.

У 1834 расейскі навукоўца Барыс Сямёнавіч Якабі стварыў першы прыдатны для практычнага вакарыстоўвання электрарухавік постаяннага току. У 1888 сербскі студэнт і будучы вялікі вынаходнік Нікола Тэсла выказаў прынцап пабудовы двухфазных рухавікоў пераменнага току, а праз год расейскі інжынер Міхаіл Осіпавіч Даліва-Дабравольскі стварыў першы ў свеце трохфазны асінхронны электрарухавік, які стаў найболей распаўсюджанай электрычнай машынай.

[правіць] Пнеўмарухавікі ды гідрамашыны

Пнеўмарухавікі ды гідрамашыны працуюць ад сетак (балонаў) высокага ціску паветра або вадкасці, пераўтварая гідраўлічную (пнеўматычную) энергію помпаў. Іх шырока выкарыстоўваюць у якасьці выканаўчых механізмаў у розных прыстасаваньнях ды сістэмах. Гэтак, створаны пнеўмалакаматывы (асаблівы прыдатных для працы ў выбуханебясьпечных умовах), з дапамогай гідрамашын ажыццяўляецца прывад гусеніц у некаторых трактараў і танкаў, некаторых рабочых частак бульдозераў і экскаватараў. Усё разнастайней канструкцыі экалагічна чыстых гарадскіх аўтамабілей на пнеўмапрывадах прапаноўваецца інжынерамі розных краін. Другасныя рухавікі маюць вялікую ролю ў тэхніке, але іх магутнасьць адносна невялікая. Іх таксама выкарыстоўваюць і ў мініятурных ды звышмініятурных прыстасаваннях.

[правіць] Класіфікацыя

Рухавікі могуць выкарыстоўваць наступныя тыпы крыніц энергіі:

 электрычныя
 патстаяннага току;
 пераменнага току (сінхронныя і асінхронныя);
 электрастатычныя;
 хімічныя;
 ядзерныя;
 гравітацыйныя.

Атрыманную энергію рухавікі могуць пераўтвараць у наступныя тыпы руху:

 вярчальны рух цвёрдых цел;
 паступальны рух цвёрдых цел;
 вяртальна-паступальны рух цвёрдых цел;
 рух рэактыўнага струмення;
 іншыя віды руху.

Электрарухавікі, якія забяспечваюць паступальны і/або вяртальна-паступальны рух цвёрдага цела:

 лінейныя;
 індукцыйныя;
 п'езаэлектрычны.

Некаторыя тыпы электраракетных рухавікоў:

 іонныя рухавікі;
 стацыянарныя плазменныя рухавікі;
 рухавікі з анодным слоем;
 радыёіанізацыйныя рухавікі;
 калоідныя рухавікі;
 іншыя.

Рухавікі, у якіх для атрымання механічнай энергіі выкарыстоўваюцца унутранная энергія рабочага цела:

 поршнявыя паравыя рухавікі;
 паравыя турбіны;
 рухавікі Стырлінга.

Рухавікі ўнутраннага згарання:

 са зьнешнім сумесіўтвараннем
 бензінавыя рухавікі;
 карбюратарныя;
 з размеркавальным упырскваннем (інжэктарныя);
 газавыя.

Паветранна-рэактыўныя рухавікі:

 праматчныя рэактыўныя (ППРР);
 пульсуючыя рэактыўныя (ПуПРР);
 газатурбінныя рухавікі:
 турбарэактыўныя (ТРР);
 дзвухконтурныя (ТРРДз);
 турбовінтавыя (ТВР);
 турбавентылятарныя (ТВПР).

Ракетныя рухавікі:

 вадкасныя ракетныя рухавікі;
 цвёрдапаліўныя ракетныя рухавікі;
 ядзерныя ракетныя рухавікі;
 некаторыя тыпы электраракетных рухавікоў.