真空发动机

真空发动机，导出从其力的空气压力抵抗活塞，其具有的一个侧面部分真空在它的另一侧。在外伸开始时，气缸盖中的阀门打开并允许燃烧的气体和空气进入，并由阀门的关闭将其捕获并膨胀。在冲程即将结束时，装料与汽缸的水冷或风冷部分接触并被冷却，从而导致压力突然下降，足以将活塞吸回，返回中风。阀门再次及时打开，以便活塞在下一次冲程开始之前排出燃烧的气体。

在真空马达中，部分真空是由外部泵产生的。这些电动机通常通过蒸汽机车的真空制动喷射器产生的真空来为英国的铁路转盘供电。其工作原理类似于蒸汽机–在两种情况下，功率都是从压力差中提取的。

小型真空电机也被用于操作雨刷的汽车。在这种情况下，电动机由歧管真空驱动。这种布置不是很令人满意，因为如果节气门被完全打开，则刮水器会减速甚至停止。现代汽车使用电动刮水器。现代汽车仍然使用一种真空马达，但是，真空伺服马达。制动器由液压系统操作，但它们使用“真空马达”来放大驾驶员提供的力。从1960年代后期开始，小型真空电机也被用于控制伺服机构，例如门锁，加热器控制或可移动的阀盖通风阀。

您可以说全球工业xxx的出现是由于“真空马达”的缘故，因为所有早期的蒸汽机，特别是开创性的Boulton和Watt发动机，都使用几乎大气压的蒸汽运行。您可以使用飞轮，简单的水暖零件和一些其他简单的零件轻松制作演示真空引擎。

真空系统可以用于动力传输，尽管可以传输到真空马达的xxx功率小于传统的气动系统。正如Downie所指出的那样，真空动力传输系统的最佳运行压力约为0.4 bar（8 psig）。尽管效率不如气动，但仍可完美工作。例如，在真空下使用22毫米（7/8英寸）的管道可以在0.4巴（8磅/平方英寸）的压力下传输与在8巴（100磅/平方英寸）压力下的6毫米（1/4英寸）管道一样大的功率。该系统的效率足以使Boulton和Watt在其工厂中使用真空动力传输。他们称工厂的真空主管为“灵气管”。

与理想的奥托循环发动机不同，真空发动机依靠燃烧燃料提供的恒定热源。如上所述，阀允许热量吸入活塞室。估计在受控体积空间中Qin或Qin中的热量恒定，理想气体方程式PV = nRT表示活塞腔压力增加。气门关闭后，活塞在向下冲程中进行绝热过程。一旦活塞到达其冲程的底部，腔室将被周围的空气或水冷却，并且由此产生的Qout会迫使活塞中的压力降低。然后，系统对腔室内的气体进行另一种绝热压缩，随后在气缸冲程的顶部由阀门释放，同时允许新的加热气体进入腔内。

在开发该引擎时遇到的主要问题之一是，该模型的效率在实际应用中极差。由于热源不包含在特定区域内，因此仅消耗了少量的潜在燃料来为发动机提供动力。由于发动机效率是由工作量和所消耗燃料中的势能之间的关系定义的，因此可以看出，在真空发动机中，只有少量燃烧燃料被用于为发动机提供动力。其余的燃料能量则损失到周围的大气中。