8种电机(附图)
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大多数人都知道驱动汽车和割草机的发动机类型。这些引擎是热内燃引擎。它们非常常见，许多人甚至可以自己构建、重建、修复和替换它们。但内燃机只是世界各地应用的一种电机。实际上，还有另外7种类型的电动机，它们有几十种配置、变体和原型，用于为从卫星到蒸汽机车到火箭飞船的所有东西提供动力。
以下是你应该了解的八种电机。
马达的8种类型
1.内燃机
内燃机是世界上最常见的发动机之一。它们是一种热机，这意味着它们在运行过程中产生和使用热量。当人们想到发动机时，他们通常会想到内燃机。内燃机有各种各样的形状和大小。它们包括为割草机提供动力的小型二冲程发动机，以及为机车和集装箱船提供动力的大型柴油怪兽。
它是如何工作的?
内燃机通过在增强的燃烧室内燃烧燃料来创造工作。在内燃机中，燃烧室位于发动机内部，因此得名。燃烧产生能量和膨胀的副产物。额外的体积和废气充满发动机，推动活塞产生动力。不同类型的内燃机是由它们使用的燃料种类和发动机使用多少步(冲程)来控制燃烧过程决定的。
例子
二冲程
二冲程发动机是一种简单的机器，为从吹叶机到割草机和压力清洗机的所有东西提供动力。与四冲程发动机相比，它们有一个更直接的机制，产生的动力要小得多。二冲程发动机通常使用汽油或汽油油的混合物。
四冲程
四冲程发动机是一种驱动汽车、火车、直升机和集装箱船的发动机。这些发动机可以比两冲程大得多，而且能产生更大的动力。最大的四冲程发动机可以产生超过10万马力，可以推动船只航行很远的距离。四冲程发动机可以由汽油或柴油燃料驱动。
2.外燃发动机
外燃发动机是另一种类型的热机。外燃比内燃早，是最早批量生产的发动机之一。而不是保持燃烧和排气在发动机内部，外燃发动机保持燃料分开。独立的燃料源是外置内燃机的标志。
它是如何工作的?
外置内燃机的工作原理一般是将热量从燃料源传递到液体。然后液体要么膨胀，要么改变状态(蒸汽)，这种变化被用来做功。外部燃料源(木材、煤、木炭)在发动机外部被加热，然后热量通过管子或墙壁转移到液体中。然后液体加热并工作以推动电机。
例子
蒸汽机
最普遍认可的外燃发动机的例子是蒸汽机。想象一辆老式蒸汽机车。为早期蒸汽机提供动力的煤被铲入一个燃烧箱(外部室)，产生一吨的热量，这些热量被用来把水变成蒸汽，为发动机提供动力。蒸汽机被广泛应用，成为工业革命的支柱。
3.反应引擎
反应引擎使用简单的牛顿物理学来创造运动。与其他类型的发动机不同，反应发动机主要用于产生运动推力。其他电机用于产生电力或旋转或扭矩。反应引擎被设计用来高速移动物体。这个名字来自牛顿定律，它说每个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。反应引擎正是基于这一特性。反应发动机的通俗名称是喷气发动机。
它是如何工作的?
反应式发动机的工作原理是加热气体并推动热气体通过一个小空间。膨胀气体的力被挤出一个特殊设计的开口，在相反的方向上产生等量的推力。这些发动机使用高能量燃料(火箭燃料、喷气燃料)，可以迅速产生一吨高温气体，直接转化为巨大的推力。如果你曾经看到过战斗机的发动机喷嘴在蓝色火焰爆发时调整的特写镜头，你就看到了反应发动机在工作。
例子
涡轮喷气飞机
涡喷发动机为世界上一些最大的商业客机提供动力。涡轮喷气发动机的工作原理是吸入氧气，然后使用大型涡轮(你在飞机上旋转的发动机前面看到的部分)压缩氧气，然后从后部排出大量膨胀和加热的气体，产生推力。如果你曾经坐过飞机，你就会体会到涡轮喷气发动机的威力和用处。
火箭助推器
火箭助推器也是一种反应发动机。不像飞机那样在前面有旋转的涡轮，所有的推力都在一次巨大的爆炸中向下推动巨大的火箭向上。这些发动机就是把人类送上月球的那种。火箭助推器可能是最容易理解的反应引擎形式。大量的力指向下方，然后反作用力推动火箭的其余部分向上。
4.电子发动机
电动发动机利用电和磁来产生功或动力，而不使用任何形式的燃烧。电动机不燃烧燃料，而是利用磁性的物理特性来做功。有三种类型的电机磁，压电和静电，其中磁性发动机是最常见的。
它是如何工作的?
电动机需要三个部件才能工作:电、磁铁和导体。电流通过导体传递，导体产生电场，与磁铁相互作用产生运动。电动发动机不同于内燃发动机，因为它们需要从外部来源产生电力并将其添加到发动机中。相比之下，内燃机拥有在一个地方产生燃料、动力和运动所需的一切。看电机工作是令人着迷的。以金霸王电机为例。它使用一节AA电池和一些铜线来产生运动。
例子
电动发动机，也被称为电动机，被用来为各种各样的东西提供动力。发电机的工作原理与电动机产生运动的原理相同。它们使用内燃机发电，而不是制造运动。从电动汽车到烘干机，电动发动机被用于为所有东西提供动力。
5.离子驱动
离子驱动器听起来像是科幻小说里的东西，但它们是真实存在的，而且它们一直在变得越来越先进。像NASA和SpaceX这样的组织，以及像中国这样的国家，正在为太空旅行和探索开发离子驱动器。离子驱动器是人类发明和使用的最新形式的马达之一。
它是如何工作的?
离子驱动器的工作原理是用电给原子充电产生离子。然后这些离子被强迫向外形成等离子体以产生推力。问题是离子发动机不能在任何大气中工作。如果发动机周围已经有带电原子和离子，离子就不会产生任何推力。这意味着离子驱动器只能在太空的真空中使用。但这正是它们今天被使用和测试的地方。
例子
卫星和空间站都配备了小型离子驱动器，以帮助它们在轨道上移动。卫星有时需要移动以重新调整轨道或避开太空碎片。离子发动机由小型电池提供动力，产生足够的推力在太空中移动小物体。星链卫星和即将到来的天宫空间站是目前使用离子驱动器的例子。
6.物理引擎
物理发动机是目前使用的最古老的发动机。它们的原理是势能。能量是通过气动、液压和张力来储存的。这种储存的能量是势能，可以释放出来，使电机运动。物理发动机之所以如此命名，是因为它们纯粹利用物理力来做功，而不是依赖于电力、燃烧或电离等。
它是如何工作的?
物理发动机吸收势能并储存起来，然后在给定的时间释放出来。压缩空气可用作物理发动机。势能被储存在一个罐中，然后通过阀门释放空气。唯一起作用的力量是两种不同压力之间的物理运动。弹簧也是物理马达的一种形式。弹簧可以压缩或缠绕以储存能量并锁定，然后当你释放弹簧中的张力时，它会向外喷射并产生运动。这些都是物理马达的例子。
物理电机的问题是它们需要一个恒定的势能源。它们通常体积庞大、笨重、陈旧且效率低下。弹簧需要手工上紧。气动发动机需要源源不断的压缩空气。这些缺点使得物理引擎不再常见。
例子
发射机
弹射器是最早大规模生产的物理引擎之一。弹射器的工作原理是将势能储存在绳索和平衡物中。当能量被释放出来时，弹射器就会移动和旋转。然后，这个运动被收集来向敌人投掷炮弹。
老钟
如果你曾经给布谷鸟钟上过发条或者落地式大摆钟或者手表你已经启动了一个物理马达。给钟表电机上弦会给内部机构注入能量，然后这些能量会慢慢释放出来，以保持秒针的运动。不需要电池、电力或太阳能。
7.交流电动机
AC代表交流电。交流电动机使用一个由磁铁、定子和转子组成的运动系统来产生运动。交流电动机被认为是一种电动发动机。交流电动机静音、灵活、用途广泛，可用于各种应用场合。交流电机非常常见，但比直流电机更鲜为人知，直流电机使用外部电源，如电池，来运行。
它是如何工作的?
磁场与缠绕的线圈相互作用。线圈通常是铜的，因为铜是地球上最好的导体之一。铜线缠绕在输出轴上，输出轴被设计成在与磁铁相互作用时移动。产生的运动为交流电机提供动力。
例子
交流电动机最常见的用途之一是商业泵。泵送动作所需的运动非常适合于交流电机。泵是世界各地使用的简单机器，这使得交流电机非常普遍。交流电机用于井泵，污水泵，热水器和一般家用电器。
8.直流电机
DC代表直流电，它是交流电源的竞争对手。直流电动机从单独的外部电源获取电力，而不是自己产生电力。外部电力被用来产生运动，而不是交流电动机中使用的磁力。直流电机最常见的外部电源是电池或插座。电流以恒定的速率提供给直流电机，而不是像交流电机那样由磁场产生。
它是如何工作的?
直流电动机直接从电池或插座获取电力。电力以恒定的速率和电压分配。然后，电流与一系列移动的磁铁相互作用，产生运动。磁铁可以调整以增加速度、扭矩或方向。两种主要类型的直流电动机是有刷和无刷。你可能在现代工具的包装盒上见过这些术语。无刷电机通过一系列磁化电刷来控制电力。这些是最古老的直流电动机。无刷电机更新更高效，只需使用扁平磁铁而不是电刷来控制直流电。
例子
直流电动机在今天的各种应用中都有应用。在许多不同的应用中，电池电源正变得风靡一时。电钻和电锯使用直流电机来操作。电动汽车也使用大型直流电机来运行。甚至还有电动链锯，电动吹叶机，还有电动剪草机．所有这些运动部件都由直流电动机提供动力。电动汽车的直流电机是由大量的可充电锂离子电池提供动力的。
发动机与马达
engine和motor这两个词可以互换使用。通俗地说，发动机和马达没有区别。在工程领域和专业领域，有很大的不同。从技术上讲，根据定义，发动机是由燃烧提供动力的。另一方面，马达是由电驱动的。任何由化石燃料驱动的东西，比如内燃机或者说反应热机，是热机。任何由电池供电的东西，比如电钻或特斯拉，都使用马达。
汽车和发动机协同工作，为我们的现代世界提供动力。有些马达的电力来自发动机。为了正常工作，有些发动机与电动机串联工作。例如，一辆汽车除了内燃机外，还有一块电池和一个交流发电机。你可能会从一个使用燃烧方法产生电力的插座给电池充电，但这种燃烧产生的电力就是你现在用来驱动马达的电力。很容易理解为什么人们会感到困惑。
尽管在定义上存在差异，大多数人只是简单地用一个术语来指代另一个术语，在大多数情况下，这是可以接受的。只是不要告诉工程师。
结论
还有很多事情要做发动机的世界比四冲程内燃机。还有一些老式的发动机，比如外置内燃机和发条钟。还有全新的电机，如离子驱动器和直流电机，正被用于推动人类走向未来。这些各种形状、大小和设计的马达和发动机家族为我们的现代世界提供动力，使我们今天的生活成为可能。
图片来源:anaterate, Pixabay
