Silnik - rodzaje

Czym jest silnik?

Silnikiem nazywamy urządzenie, którego konstrukcja pozwala na zamianę energii na pracę. Ze względu na wykorzystywaną energię i sposób uzyskania pracy silniki można wyodrębnić różne rodzaje silników.

Rodzaje silników

Silniki spalinowe

Silniki spalinowe, takie jak np. silnik Diesla wykorzystują energię cieplną sprężonej mieszanki paliwowej do przesuwania tłoka połączonego z wałem korbowym. Stosowany w samochodach czterosuwowy system pracy opiera się na czterech ruchach tłoka, podczas których następuje zassanie mieszanki, sprężanie jej do zapłonu (lub samozapłonu), pracę uzyskaną w wyniki ekspansji mieszanki, wydech spalin.

Silniki elektryczne

Silniki elektryczne bazują na oddziaływaniu przewodnika z prądem z polem magnetycznym. Odpowiedni dobór kształtu przewodnika pozwala na jego obrót pod wpływem sił w polu magnetycznym. Jest to podstawa działania samochodów elektrycznych, wiatraków komputerowych czy wiertarek. 

Energię kinetyczną na pracę zamieniają turbiny wiatrowe wchodzące w skład elektrowni wiatrowej. Wykorzystują one energię kinetyczną wiatru do napędzania ruchu wirnika, a ten zaś napędza ruchome części generatora elektrycznego. Generator działa podobnie jak prądnica.

Ważnym parametrem silników jest jego sprawność \(\eta\) definiowana jako stosunek wykonanej pracy \(W\) do dostarczonej energii \(E\).

\(\eta=\dfrac{W}{E}\)

Zgodnie z zasadami termodynamiki, nie jest możliwa konstrukcja silnika o sprawności większej niż 100%, czyli takiego, który wykonywałby więcej pracy niż pobrał energii.

Innym ważnym parametrem jest moc silnika \(P\) definiowana jako stosunek wykonanej pracy \(W\) do czasu \(t\), w jakim została wykonana.

\(P=\dfrac{W}{t}\)

Jednostką mocy jest wat [W], ale w przypadku silników pojazdów stosuje się też konia mechanicznego [KM], który z założenia służył porównywaniu mocy maszyn do koni.

\(1 [KM] = 735.5 [W]\)

Samochody F1 mają moc nawet 900 KM, podczas gdy samochody osobowe około 6 razy mniej, a szybkie skutery około 12 razy mniej.