tomron87/hebrew-wikipedia-sentences-corpus huggingface dataset:
כתוצאה מן השימוש במנוע הקיטור התחוללו בתעשייה שינויים רבים, הראשון שבהם בתעשיית הטקסטיל.
בעלי מטוויות הכותנה היו הצרכנים הגדולים הראשונים של מנועי הקיטור.
טוויית החוטים החלה להיעשות בעזרת מנוע הקיטור, ותעשיית הכותנה, שעד אז הייתה תעשייה ביתית ידנית ברובה, עברה לבתי החרושת.
ייצור החוטים הלך וגדל במהירות רבה.
מנועי הקיטור הימיים הראשונים נבנו כבר במאה ה-18, אך היו כבדים ובלתי-יעילים, תצרוכת הפחם שלהם הייתה עצומה ביחס לממדיהם ולהספקם, והדבר הגביל את ממדי ספינות הקיטור ואת טווח הפלגתן.
רק ב-1865 לערך, לאחר ששופרו בשיעור ניכר מנועי הקיטור, משהחליף המדחף את גלגל המשוטות ועם ראשית הבנייה של כלי שיט גדולים עשויים ברזל, דחקו אוניות הקיטור את אוניות המפרשים מנתיבי הימים.
מנוע הקיטור הוסיף לשמור על מעמדו עד לאחר מלחמת העולם הראשונה, אז תפסו את מקומו בהדרגה מנוע הדיזל וטורבינת הקיטור.
מנועי הקיטור הראשונים הסתמכו על הלחץ האטמוספירי שפעל על הבוכנה כתוצאה מעיבוי האדים שבתוכו.
לצורך כך נאלצו להשתמש בצילינדרים בעלי נפח עצום.
בסביבות שנת 1800, מהנדס המכרות ריצ'רד טרווית'יק מאנגליה המציא מנוע קיטור בלחץ גבוה, שאפשר הפעלת מנוע נייד על גבי גלגלים, ואת קטר הרכבת.
המצאת רכבת הקיטור הובילה לפיתוח ענפים חדשים בתעשייה, שעד אותה עת לא היו רווחיים עקב עלויות התובלה.
הרכבות גם אפשרו לראשונה תנועה מהירה של אנשים למקומות מרוחקים, והובילה לפיתוח מואץ של אזורי ספר וערי מסחר.
בסוף המאה ה-19 החל ייצור מכוניות עם מנוע קיטור.
תקופה מסוימת הם היו די פופולריות והיוו תחרות של ממש למכוניות עם מנוע בעירה פנימית.
בעקבות התפתחויות טכנולוגיות ייצור מכוניות עם מנוע קיטור הוקטן בהדרגה ורק יצרנים בודדים המשיכו לייצר אותן.
בשנים 1921–1923 נמכרה בארצות הברית מכונית משפחתית מדגם Coats Steam Car עם מנוע קיטור.
מנוע חיפוש הוא מערכת אחזור מידע שמטרתה לאתר מידע ברשת דיגיטלי מסוגים שונים (אתרי אינטרנט, קבצים או רשומות המייצגות פריטים פיזיים) המאוחסן במחשב או במערכת מידע.
מנוע חיפוש מנגיש מידע למחפש, עוזר לצמצם את הזמן הנדרש כדי למצוא מידע, ועוזר להתגבר על הצפת המידע הקיימת כיום במדיה הדיגיטלית.
צורת החיפוש הנפוצה ביותר כיום היא חיפוש אתרים באמצעות מנועי חיפוש אינטרנטיים, אך היא שימושית גם במחשבים מקומיים, למשל: באיתור קובץ במחשב האישי (desktop search), או בשימוש במאגרי מידע מקומיים, כמו מאגרי פסקי דין או ספרי יהדות הנמצאים על גבי תקליטור.
בעזרת מנוע חיפוש ניתן למצוא מגוון רחב של מידע: אתרי אינטרנט ותכנים המאוחסנים בהם, קבצים עם תוכן כתוב או קובצי מולטימדיה הקשורים לנושא מסוים, חיפוש אנשים ברשתות חברתיות, מידע גאוגרפי כגון כתובות, נקודות ציון וזמני נסיעה בתחבורה הציבורית.
החיפוש יכול להיות מוכוון לפי התוכן עצמו, לפי מטא-דטא (מידע על המידע כגון-תאריכים, מחבר המידע, קטגוריה, שפה) או באמצעות מידע המייצג תוכן לא טקסטואלי (מילות מפתח או ייצוג דיגיטלי של מידע שאינו כתוב כגון תמונה או רצועת קול).
לדוגמה, מנוע החיפוש של גוגל מסוגל לבצע חיפוש על תמונות הדומות לתמונה המוזנת למנוע והשירות שזאם מבצע חיפוש של שירים הדומים לרצועת קול המוזנת על ידי המשתמש.
עקרון הפעולה הבסיסי של מנוע חיפוש הוא שהלקוח מגדיר שאילתה שמתארת את המידע הנחוץ לו (הכוללת לרוב, מחרוזת חיפוש והגדרות נוספות, אך לא בהכרח) ושולח אותה למנוע האיחזור.
המנוע מקבל את השאילתא ומפעיל יישום לביצוע הפעולה, תוך הפעלת אלגוריתמים שנועדו לסנן את התוצאות כך שיהיו רק בנושא שהלקוח מחפש.
לסיום פעולתו מציג השרת את התשובה בפני המשתמש, בדרך כלל ברשימה.
נכון ל-2015, מנועי חיפוש לא מבצעים חיפושים מבוססי הקשר, ואם מוזנת מחרוזת חיפוש לא מספיק מדויקת, רשימת התוצאות שתוחזר על ידי המנוע תכלול תוצאות בעלות משמעויות שונות או שיתקבלו תוצאות שמתאימות באופן מקרי.
באופן דומה, מנוע החיפוש עשוי לא למצוא תוצאות שבהן מופיעה מילה נרדפת ולא זו שהוזנה במחרוזת.
בעיות מסוג זה עשויות לקבל מענה עם כניסת טכנולוגיות של רשת סמנטית (המהווה רכיב משמעותי בתפיסת web 3.0).
מנוע החיפוש הראשון נקרא "ארצ'י".
הוא פותח בשנת 1990 על ידי אלן אמטאג, סטודנט באוניברסיטת מקגיל שבמונטריאול.
מנוע החיפוש איפשר לחפש קבצים על שרתי FTP, שהיוו את פרוטוקול העברת הקבצים המרכזי באינטרנט באותה תקופה.
בשנת 1991 פותח פרוטוקול "גופר" על ידי מארק מקהיל מאוניברסיטת מינסוטה.
גופר סרק מסמכי טקסט שהיו מאוחסנים על שרתי FTP ויצר רשימות קונקורדנציה של המילים המופיעות בהן, החיפוש ברשימות אלה התבצע באמצעות התוכנות "ורוניקה" ו"ג'ארהד" (ששמותיהן היוו מחווה לשם ארצ'י - ורוניקה וג'ארהד הן דמויות בסדרת הקומיקס ארצ'י).
מנוע החיפוש הראשון שסרק את רשת המידע העולמית באמצעות זחלן (Crawler) היה Wandex.
מנוע חיפוש זה, שאינו פועל כיום, פותח על ידי מתיו גריי מ-MIT בשנת 1993 ומטרתו הייתה למדוד את קצב הגידול של הרשת.
באותה שנה פותח גם Aliweb, המנוע הוותיק ביותר שעדיין קיים.
בשנת 1994 יצא לשוק WebCrawler, שהיה מנוע החיפוש הראשון ששילב חיפוש בטקסט שבגוף האתרים ולא רק בכותרות האתרים.
מנוע החיפוש המסחרי הגדול של התקופה היה לייקוס שפותח על ידי מייקל מלודין מאוניברסיטת קרנגי מלון.
בעקבות הצלחתו של לייקוס פותחו מנועי חיפוש נוספים שהתחרו בשירותי הספריות שהיו נהוגים באותה תקופה לצורך חיפוש מידע.
ניתן להשוות מנועי חיפוש באינטרנט לפי איכות התוצאות שהם מספקים, מהירות התגובה, כמות התוצאות, אופן הצגת המידע ויכולות השלמה אוטומטית.
מאז שנת 2001 שולט מנוע החיפוש Google בשוק מנועי החיפוש.
נכון לשנת 2023 חלקו הוא כ-90% מהשוק
מנוע חיפוש מודרני יורכב בדרך כלל משלשה חלקים:
ספיידר - רכיב שמאתר את הקבצים הנמצאים במחשב האישי או במרחב האינטרנט ומחלץ את תוכנם
מנוע אינדקס - רכיב שמפרק את תוכני המסמכים ויוצר מהם אינדקס לפי מילים
מנוע איחזור - רכיב שמקבל שאילתא מהמשתמש, מאתר את התוצאות, ומאחזר קטעי מידע למשתמש
מנועי החיפוש נבדלים ומשתנים זה מזה בכל אחד מן הרכיבים: באלגוריתם החיפוש של איתור הקבצים, בניית האינדקס, ואיחזור הנתונים.
בשלב איתור הקבצים ישנם מנועי חיפוש שמאגרי המידע שלהם נבנים באופן אוטומטי, באמצעות סריקה של האינטרנט על ידי רובוט, וישנם כאלו שהאינדקס שבו מקוטלג המידע אצלם נעשה בידי בני אדם.
לעיתים ישנם מקרים שבהם האיתור הוא חצי אוטומטי, וישנה מעורבת אנושית בחלק מהמקרים כמו למשל במנוע החיפוש גוגל.
בשלב של האינדקס, משתרע תחום רחב של ביצוע מטלה זו, החל ממנועי חיפוש שאין להם מנוע אינדקס כלל, והם מבצעים חיפוש ישיר בקבצים, ועד למנועי חיפוש, שיוצרים אינדקס מפורט, עד לשמירת התכנים בשלמותם פעם נוספת אצלם.
בשלב של איחזור המידע, יש מנועי חיפוש שמאחזרים תצוגה מקדימה של שורה או מספר שורות לכל תוצאה שהם מוצאים, ויש כאלו שמאחזרים שמות של קבצים או אתרים, שבהם נמצא התוכן, ללא כל תצוגה מקדימה.
בדרך כלל השלב הראשון של איתור הקבצים ויצירת האינדקס נעלמים מעיני המשתמש, שמקבל רק את החלק של איחזור המידע.
באינטרנט קיימים סוגים שונים של מנועי חיפוש.
לצד מנועי החיפוש הכללים ישנם מנועי חיפוש בעלי התמחות מיוחדת.
מנועי החיפוש האינטרנטיים שואפים להנגיש את החיפוש באמצעות ממשק ידידותי ביחד עם שליפת התוצאות המקוות ביותר מצד המחפש.
בצד חיפוש טקסטואלי יש למנועי חיפוש אלו יכולת לחפש תמונות, וליאהו קיימת אף חיפוש קטעי וידאו וניגונם מתוך מסך החיפוש.
מנוע חיפוש ייחודי נוסף, לדוגמה, הוא טכנורטי, המתמחה בחיפוש דרך בלוגים.
כיום אפשרות גישה למנועי חיפוש באינטרנט משולבת בדפדפנים, ואין צורך לגלוש לאתר כדי להפעיל את החיפוש.
לעיתים בדפדפנים משולבת אפשרות של חיפוש בהצבעה על מילה, ולחיצה על תפריט של עכבר ימני.
מנועי חיפוש מנסים לזהות את המשתמש שמבצע את החיפוש (למשל בעזרת עוגייה בדפדפן), ולהציע לו תוצאות יותר רלוונטיות, לפי חיפושים קודמים של אותו משתמש, או לפי מידע אחר שנצבר במנוע החיפוש אודות המשתמש.
משתמשים שנרשמים במנוע החיפוש (למשל בעזרת "סרגל כלים" מיוחד לחיפוש), מזוהים גם בחיפושים שמבוצעים על פני דפדפנים שונים, והתאמת התוצאות יכולה להיות הדוקה יותר, משום שמנוע החיפוש יודע יותר על המשתמש.
בגלל הפגיעה בפרטיות, מציעות חלק מהחברות דרכים להסרת ההיסטוריה.
בדף תוצאות החיפוש, מציג מנוע החיפוש למחפש את תמצית התוצאות שהניב החיפוש.
על פי רוב מכיל דף זה כותרת שהיא קישור לדף האינטרנט או למסמך שנמצא וכן חלקי טקסט ובהם משפט או שניים שאמורים להסביר למחפש מדוע נבחר הדף או המסמך להכלל בין התשובות שקיבל (בדרך כלל מודגש).
במנועי חיפוש שונים ניתן למצוא לעיתים מידע נוסף על המסמך כגון גודל המסמך, כתובת המסמך וכן "מטמון" שהוא תמצית המסמך כפי שהיא נרשמה על ידי הבוט בפעם האחרונה שביקר בדף.
במנוע חיפוש המתקיים מפרסומת שהוא מציג, מוצגים בדרך כלל שלושה סוגים של תוצאות:
Pay-Per-Click advertising - פרסומות משולבות בראש התוצאות (כמו גוגל לדוגמה).
תוצאות החיפוש – שהן התוצאות ה-"טבעיות" שהחזיר המנוע בתגובה למילות החיפוש שהוזנו על ידי המחפש.
בעלי אתרים מייחסים חשיבות רבה למיקום האתר שלהם בתוצאות החיפוש שכן למיקום בדף החיפוש יש השפעה מכרעת על מספר הגולשים שיגיעו לאתר ממנוע החיפוש.
מאחר שאפקטיביות של האתר (פרסום, ביצוע מכירה וכדומה) תלויה במספר המבקרים בו, נוצרת תחרות עזה בין האתרים השונים על המיקום בדף התוצאות.
הפעילות של חברות העוסקות בקידום אתרים במנועי חיפוש באה לשפר את מיקומו של האתר בדף התוצאות.
מצד שני מנועי החיפוש פועלים כל הזמן לשפר את תוצאות החיפוש ומנסים לאתר ניסיונות התערבות לא "טבעית" בתוצאות.
לעיתים קורה שמנועי החיפוש אף "מענישים" אתר שבו הם חושדים שמתקיימת פעילות קידום לא הוגנת בכך שהם מרחיקים את האתר מקדמת תוצאות החיפוש אף מעבר למקום שהיה זוכה לו בלי כל התערבות.
מחקרים רבים עוסקים בנושא ההטייה במנועי החיפוש, ביניהם מחקרים של החוקר הישראלי ד"ר אלעד שגב מאוניברסיטת תל אביב.
לעיתים ישנם אנשים או גופים המבקשים לעדכן את עותק הדף השמור בשרתי החברה או אף להסיר תוצאות מסיבות שונות ובהן חשיפת מידע פרטי או הזכות להישכח.
אחת התכונות הבסיסיות שעל מנוע חיפוש לספק היא גמישות לשונית, אם כי מנועי חיפוש רבים עדיין אינם מצוידים בתכונה זו.
גמישות לשונית היא יכולתו של מנגנון החיפוש להתגבר על בעיות הקשורות בשפה הטבעית, כגון כתיב מלא וכתיב חסר, יחיד ורבים, טעויות כתיב קלות, טעויות הקלדה וכדומה.
רוב מנועי החיפוש לא מאפשרים גמישות במילות החיפוש.
משמעות הדבר היא שמנוע החיפוש מוצא רק דפים בהם מופיעות כל המילים הזהות למילות החיפוש.
Google באנגלית - ובעברית, הוא בעל יכולת כזו במידה מסוימת.
בעברית, לדוגמה, אם נקליד "מילחמה", גוגל ישאל אותנו אם התכוונו ל"מלחמה".
תכונה נוספת שעל מנוע חיפוש לספק היא הערכת חשיבות מונחים.
כך למשל, בחיפוש המונח "שולחן מעץ מלא", על מנוע החיפוש לדעת שמסמך הכולל את המילה "מלא" הוא ככל הנראה פחות רלוונטי ממסמך הכולל את המונח "שולחן".
שיטה נפוצה לחישוב "חשיבות" של מונח היא באמצעות הציון הסטטיסטי tf-idf.
אחת השאלות המרכזיות ביחס למנועי החיפוש היא מה גורם לאדם לפתח נאמנות למנוע חיפוש ספציפי זה או אחר.
מחקרים שנערכו לאחרונה מלמדים שגולשי אינטרנט מפתחים נאמנות למנוע חיפוש ספציפי, בעיקר בשל שירותים נוספים שהוא מספק ואשר מסונכרנים עם יכולת החיפוש.
לדוגמה, מנוע החיפוש גוגל מספק שורה ארוכה של שירותים מסונכרנים לחיפוש כמו: שירותי התראות, דואר אלקטרוני, העלאת קבצים לרשת, פתיחה וניהול של בלוגים ועוד.
הרציונל שבני אדם מפתחים נאמנות למנוע חיפוש בשל השירותים הנוספים שהוא מספק, מסביר היטב מדוע גוגל רכשה את אתר האינטרנט יוטיוב.
למעשה, באמצעות רכישה זאת, גוגל מצפה לחזק ולפתח את נאמנות גולשי האינטרנט למנוע החיפוש שלה, וזאת על ידי הענקת שירות חדש של סרטי וידאו המסונכרנים לחיפוש בגוגל.
מנוע-על (meta-search engine) הוא מנגנון שלוקח שאילתה ממשתמש קצה, שולח אותה במקביל למספר מנועי חיפוש ומחזיר תוצאות מכל אחד ממנועי החיפוש.
בהתחשב בכך שאין מנוע חיפוש שמסוגל לקטלג את כל האתרים ברשת האינטרנט, יתרונו של מנוע-העל הוא ביכולתו להחזיר תוצאות רבות יותר מאשר מנוע חיפוש יחיד.
חסרונם של מנועי-העל הוא במספר הגדול של תוצאות לא-רלוונטיות שהם מחזירים לעומת מנוע חיפוש בודד - בעיה שאפשר להתמודד איתה דרך ניסוח של שאילתות ממוקדות ושימוש באלגוריתם שיסנן את התוצאות הלא-רלוונטיות או ידחק אותן לסוף רשימת התוצאות.
מנועי-על הם מנועים טפיליים - הם לא מכילים בסיס נתונים משל עצמם, אלא משתמשים בבסיסי נתונים של מנועים אחרים.
הקושי בבניית אלגוריתם למנוע-על הוא בסידור תוצאות החיפוש של המנועים השונים לפי רלוונטיות, כאשר לכל מנוע יש שיטה שונה לדירוג האתרים.
בנוסף לכך, מכיוון שלכל מנוע חיפוש יש שיטה שונה במקצת לניסוח שאילתות, האלגוריתם של מנוע-העל צריך 'לתרגם' את השאילתה של המשתמש כך שתתאים לכל אחד ממנועי החיפוש.
כתוצאה מכך, מנוע-העל לא יכול לנצל את כל אפשרויות החיפוש של המנועים השונים (לדוגמה, כאשר במנוע חיפוש אחד יש אפשרות שלא קיימת בשאר המנועים).
תפקידם של מנועי החיפוש השולחניים לגרום להאצה ומידיות בחיפוש של קבצים ותכנים במחשב האישי.
בשוק קיימים מספר רב של תוכנות אלו, בין מנועי החיפוש העיקריים כיום: גוגל דסקטופ, יאהו דסקטופ סרץ', חלונות דסקטופ סרץ', קופרניק דסקטופ סרץ', ISYS דסקטופ סרץ', dtSearch ואוטופוקוס (שהוא היחיד ביניהם שמשוחרר ברישיון של קוד פתוח).
כל מנועי חיפוש אלו, סורקים את הקבצים השונים הנמצאים בדיסק הקשיח (או בחלקו) ויוצרים להם אינדקס, שבו נרשמים וממויינים התכנים, כך שהם נעשים נגישים לחיפוש.
כמו כן, קיימים מנועי חיפוש שולחניים שמחפשים ישירות בקבצים ללא יצירת אינדקס.
תוכנות אלו בדרך כלל אינן יעילות בחיפוש במסות גדולות של חומר או בכל המחשב האישי, ועיקר שימושן הוא בחיפוש ממוקד בספרייה מסוימת, כאשר התוכן אינו רב מדי.
מנועי החיפוש משתמשים בסריקה על מנת למצוא אתרים/דפים חדשים ולרשום אותם במנוע החיפוש.
עם זאת, בעל אתר יכול לבקש ממנוע החיפוש לסרוק את האתר שלו ולהוסיפו באופן יזום במקום להמתין שמנוע החיפוש ימצא אותו לבד, ובכך לחסוך זמן.
נכון ל-2022, כל מנועי החיפוש עושים תהליך זה ללא תשלום.
זה אינטרס של מנוע החיפוש להיות רחב ככל האפשר ולהכיל אינדקס של מספר מקסימלי של אתרים.
קיימות אפשרויות למנוע ממנוע החיפוש מביצוע תהליך רישום של אתר/דף, באמצעות הוספה של קוד HTML ייעודי לצורך זה בקוד המקור של האתר.
זהו למעשה 'הסכם ג'נטלמני' בין האתר למנוע החיפוש שלא להציג את התוכן החסום בתוצאות מנוע החיפוש, שכן מנוע החיפוש אינו מנוע מביצוע הסריקה באופן טכני.
על מנת למנוע ממנוע חיפוש לעשות סריקה, יש לנעול את התוכן מאחורי מערכת הרשאות כלשהי אשר מונעת גישה לתוכן עצמו.
נוכלויות בנושא הגשת אתרים למנועי חיפוש
אחת הנוכלויות הנפוצות בעניין מנועי חיפוש, הוא גופים המבקשים דמי רישום שנתיים עבור הרישום במנועי חיפוש.
הרעיון בנוכלות זו הוא לנצל חוסר ידע של בעלי אתרים, הטועים לחשוב שרישום למנועי חיפוש כמוהו כמו רישום שם מתחם הדורש תשלום שנתי.
הנוכלים שולחים מייל שמאיים על בעל האתר שאם לא ישלם את דמי הרישום השנתי, לא יופיע במנועי החיפוש ולקוחות לא יוכלו למצוא אותו.
מנוע חשמלי הוא רכיב חשמלי, הממיר אנרגיה חשמלית לאנרגיה מכנית.
מנוע חשמלי מבוסס על עקרון האלקטרומגנטיות, המאפשר יצירת שדה מגנטי על ידי העברת זרם חשמלי דרך סליל לפי כלל יד ימין.
היסטוריה של התפתחות המנוע החשמלי
המנוע החשמלי בנוי על פי רוב משני חלקים עיקריים:
סטטור (Stator): מערכת סלילים המלופפים סביב ליבה פֵרוֹמגנטית (Ferromagnetic Core) המקובעת למקומה.
הסטטור יכול להיות מורכב גם משני מגנטים רבי עוצמה.
המגנטים מסודרים כך שקוטביהם (צפון ודרום) המופנים לכיוון הרוטור מנוגדים.
רוטור (Rotor): ציר העובר בתוך הסטטור ועליו או שנמצאים מגנטים או שמלופפים סלילים.
כאשר זורם זרם חשמלי דרך הסלילים שברוטור (או בסטטור), נוצר שדה מגנטי סביבם (דרך הליבה).
שדה מגנטי זה מפעיל כוח על הציר העובר דרכו, וזה מסתובב עקב המומנט (כח סיבובי).
העברת זרם חשמלי מקוטע, בצורה מבוקרת, מאפשרת צירוף תנועות זוויתיות קטנות לסיבובים שלמים.
הזרם העובר בתוך סלילי הרוטור מכוון כך, שסביב הסלילים המסתובבים ייווצר שדה אלקטרומגנטי בעל קוטביות משתנה, כך שאותו קוטב (למשל דרום) מכוון לכיוון המגנטים שבסטטור.
במצב זה המגנט "הדרומי" דוחה את הסליל הקרוב אליו (דרום דוחה דרום) ואילו המגנט "הצפוני" מושך את הסליל הקרוב אליו.
בתמונות מוצג מנוע זרם ישר פשוט בעל שני סלילי השראה:
בתמונה א' הסליל הכחול ממוגנט כקוטב צפוני, ולכן נדחה על ידי המגנט ה"צפוני" ("N").
הסליל הוורוד ממוגנט כקוטב דרומי ולכן נדחה על ידי הקוטב הדרומי ("S").
הדחייה גורמת לרוטור להסתובב בכיוון השעון.
בתמונה ב' הסליל הכחול עדיין נדחה על ידי המגנט הכחול (הצפוני) אך גם נמשך על ידי המגנט הוורוד (הדרומי).
היפוכו של דבר בסליל הוורוד.
כאן גם ניתן לראות את החיבור של המנוע למקור החשמל (מסומן ב "+" ו "-") ואת צורת אספקת הזרם לסלילי הרוטור על ידי "מברשות" גמישות המעבירות את הזרם לסלילים (דרך שני קטבים על הרוטור, שיש רווח ביניהם).
בתמונה ג' הסלילים קרובים אל הקטבים ההפוכים להם במגנטיות וכוחות המשיכה מגיעים לשיאם, כך שלכאורה המנוע צריך לעצור בנקודה זו, אלא שאז מתחלפים כיווני אספקת החשמל, הסליל הכחול הופך להיות ממוגנט כדרומי והוורוד כצפוני, וכוחות המשיכה מתחלפים בכוחות דחייה.
מנועים חשמליים ניתנים לחלוקה על פי מספר תכונות:
מנועי זרם ישר (DC) לעומת מנועי זרם חילופין (AC).
מנוע צעד (step motor) (סוג של מנוע DC).
מנועים סינכרונים וא-סינכרונים (מנועי AC).
כמו כן, מנועים מתחלקים לשני סוגי שליטה:
מנוע מברשות - המשמשות ליצירת המגע וסגירת המעגלים לאלקטרו-מגנטים המפעילים את המנוע.
מנוע ללא מברשות BLDC - בהן סגירת המעגלים נעשית באופן ממוחשב, בעזרת חיישני מיקום, או על ידי זיהוי ההשראה המגנטית מהמגנטים הקבועים (אינדוקציה).
צורת המנוע אף היא משמשת לאבחון וחלוקה
מנועי צינור - הצורה המצויה של מנועים חשמליים.
מנועים מיושרים (ליניארים) - מנוע שבו אין תנועה סיבובית, אלא משיכה המשכית על גבי מסילה או משטח.
משמש להזזת רכבת הרים או להזזה מיקרוסקופית על גבי משטחים ליצירת מעגלים מודפסים בתעשיית הננו-טכנולוגיה.
מנועי חביתית (פנקייק) - מנוע גלילי דק מאוד יחסית לקוטרו.
מנוע זרם ישר עם מברשות תואר לעיל.
במנוע זרם ישר ללא מברשות, המגנטים הקבועים נמצאים על הרוטור (הלולאה המסתובבת) והמגנטים בקיטוב מתחלף נבנים כסטטור (המגנטים החיצוניים).
קצב סיבוב הרוטור נקבע על ידי הזרם המוזן למגנטי הסטטור, שהוא לרוב זרם חילופין המתקבל מהתמרת הזרם הישר המזין את המנוע.
הימנעות משימוש במברשות להעברת הזרם אל ציר מסתובב מגדילה את אמינות המנוע ומקלה על המזעור שלו.
קיימים שני סוגים עיקריים של מנועים חשמליים לזרם חילופין :
מנוע תלת-פאזי המתאים לפעולה עם אספקת חשמל בת שלוש פאזות.
מנוע זה הוא בעל שלושה שדות אלקטרומגנטיים, אחד לכל פאזה, בחלק הקבוע של המנוע הנקרא סטטור.
הפאזות קבועות בזווית של 120 מעלות זו מזו ויוצרות על ידי כך מומנט סיבובי של הרוטור, החלק המסתובב במנוע.
הרוטור בנוי ממגנט קבוע או מאלקטרומגנט המוזן בחשמל דרך מסב החלקה.
רווח בשימוש ביתי כאשר אין אספקת חשמל תלת-פאזית.
כדי ליצור את המומנט הסיבובי במנוע זה, בונים פאזת עזר מלאכותית: אחד משני השדות האלקטרומגנטיים מחובר דרך קבל הגורם להזזת הפאזה.
אז נוצר הפרש פאזה (הפרש מופע) החשוב במיוחד בזמן התחלת פעולת המנוע.
קיים גם מנוע אוניברסלי הפועל בזרם חילופין וגם בזרם ישר, שנקרא "מכונת קולקטור".
קיימים במנוע זה קטבים אלקטרומגנטיים גם בסטטור (החלק הקבוע) וגם ברוטור (החלק המסתובב).
חיבור הקטבים הניידים ביחס לקבועים משתנה תוך כדי הסיבוב בעזרת פחמים או מברשות לקבלת מומנט סיבובי אופטימלי.
עקרון הפעולה של מנוע אסינכרוני (המנוע מסתובב במהירות שאינה מסונכרנת לתדר הרשת המזינה אותו)
עקרון הפעולה דומה במידה מסוימת להפעלת שנאי, המערכת מבוססת על שתי מערכות סלילים (ראשי ומשני) כאשר מערכת אחת היא סלילי הסטטור (חלקו הנייח של המנוע) מערכת זו מחוברת אל רשת החשמל (בטור למערכות ההגנה) ומערכת הסלילים השנייה היא הרוטור (החלק המסתובב במנוע).
שתי המערכות פועלות כשנאי (סלילים) כך שעל ידי השראה מגנטית זרם במערכת אחת יוצר כא"מ (כוח אלקטרו מניע) וזרם במערכת השנייה, כתוצאה מכך ישנם כוחות מגנטים בשתי המערכות.
רוטור מלופף - כולל בתוכו פחמים להעברת זרם חשמלי.
רוטור כלוב - אינו כולל פחמים.
מנוע צעד הוא מכשיר אלקטרו-מכני המפעיל רכבת של תנועות צעד של הציר בתגובה לרכבת של פולסי כניסה.
תנועת הצעד עשויה להיות זוויתית או ליניארית.
כאשר מספר מסוים של פולסי הנעה מסופקים למנוע, המוט מסתובב בזווית ידועה.
המנועים החשמליים נכנסים כמעט לכל היבט בחיים המודרניים.
מנוע עזר למנוע הרכב הראשי (במכונית היברידית).
כיוון חשמלי של הכיסאות, ההגה והמראות על פי פקודות הנהג
הפעלות שונות: החלפת הילוכים והפעלת מצמד בתיבת הילוכים רובוטית
הפעלת משאבת חום במקררים ומזגנים
כלי עבודה בנגרות דוגמת מסור חשמלי
כלי עבודה לתיקונים כדוגמת מקדחה, מברגה
כלי ניתוח כדוגמת מקדחות ומסורים
בעולם המערבי, מרבית כלי התחבורה במאות העשרים והעשרים ואחת מונעים באמצעות מנועים.
המכונית היא מן הנפוצים שבכלי התחבורה ומנועי מכוניות מקבלים את אספקת האנרגיה שלהם בשריפת בנזין, או סולר, מטעינה ממערכת חשמל המבוססת על סוללות או תאי דלק ולעיתים נדירות מאנרגיה סולארית, ישנם גם מנועי מכוניות שמקבלים את אספקת האנרגיה שלהם מגז טבעי, מימן, אתאנול או פרופאן.
מנוע המכונית הנפוץ ביותר כיום הוא מנוע בעירה פנימית, המופעל באמצעות בנזין או סולר.
המנוע בנוי בדרך כלל מ-4 בוכנות.
כל בוכנה נעה בתוך צילינדר בין שתי נקודות: נקודה מתה עליונה ונקודה מתה תחתונה.
תנועת הבוכנה נגרמת מלחץ, שנוצר על ידי הצתת תערובת של דלק ואוויר, בחלק שבין נקודה מתה עליונה לראש הצילנדר.
את התערובת מכין המאייד (קרבורטור) או המזרק.
שסתום אחד או יותר (שסתומי יניקה) יונק את התערובת לראש הצילינדר, ושסתום אחד או יותר (שסתומי פליטה) פולט את הגזים לאחר שריפתם לאגזוז.
הבוכנות נעות בתנועה קווית, ומניעות את הטלטל.
הטלטל מניע את גל הארכובה, וכך הופכת תנועה קווית של הבוכנות לתנועה סיבובית של גל הארכובה.
גל הארכובה מחובר ומסובב גלגלי שיניים, המחוברים לצירי ההנעה של הרכב (תלוי בסוג ההנעה – קדמי או אחורי) ומהם מועברת התנועה לגלגלי המכונית.
מנוע המכונית דורש תחזוקה שוטפת כגון הימצאות שמן מנוע והחלפתו מפעם לפעם.
סוג נוסף הוא מנוע רוטורי או מנוע ונקל, הקרוי על שם מפתחו פליקס ונקל.
למנוע יש בוכנה אחת או שתיים בצורת משולש מעוגל קצוות, שקצוותיו אוטמות את חלל המנוע ומשולש זה מסתובב מעגלית (אך אמצעו אינו ציר סיבובו) בתוך חלל המנוע ומחובר לציר ההנעה של הרכב דרך גלגל שיניים לעיגול פנימי שנמצא במרכזו של המשולש.
פתחי היניקה (להזרמת תערובת הדלק והאוויר) והפליטה נמצאים בחלל המנוע והבוכנה המרכזית של המנוע מסתובבת תוך כדי שהיא עוברת בין המצבים של יניקת תערובת, שרפה ופליטת שאריות הבעירה לאגזוז.
יעילות מנוע רוטורי היא בעיקר בהורדת הצורך של המרת התנועה הקווית (במנוע בעירה פנימית) לתנועה סיבובית של גל הארכובה (ציר ההנעה הראשי של הרכב) ובמספר החלקים הנמוך משמעותית לעומת מנוע הבעירה הפנימית (40 חלקים במנוע בעירה פנימית לעומת 3 חלקים במנוע רוטורי).
כמו כן ההספק שניתן להפיק ממנוע רוטורי יחסית לנפחו גבוה מהספק של מנוע בעירה פנימית בנפח דומה.
המנוע הומצא בשנות ה-50 של המאה ה-20 ונמכר לחברת אאודי שניסתה לפתחו אך ללא הצלחה מרובה ועקב כך מכרו את זכויות הייצור לחברת מאזדה המפתחת אותו עד היום והוא נמצא בדגמי מכוניותיה כגון RX8 ו-RX7.
מנוע המכונית כולל מערכות תומכות כגון:
מערכת קירור – מוכרת גם כרדיאטור.
היא מקררת את המנוע בשעת פעולתו על ידי מאוורר שמקרר רשת של צינורות דקים בהם זורמים המים ועוברים על גוף המנוע בצינורות שבדפנותיו.
מערכת הדלק – מספקת דלק וחמצן למנוע.
היא יכולה להיות מסוג קרבורטור או הזרקת דלק, כאשר כיום במכוניות חדשות משתמשים בעיקר במזרקים המחוברים ישירות למנוע.
מערכת הצתה – יוצרת ניצוץ הגורם להצתת התערובת בבוכנה וכתוצאה מכך הבוכנה נעה בתוך החלל הצילינדרי.
מערכת החשמל – של הרכב הכוללת אלטרנטור ומצבר המספקות חשמל למצתי הרכב שעל בוכנותיו.
כמו כן במנוע ישנו אגן שמן בתחתיתו על מנת לאפשר לחלקי המנוע לנוע בצורה חלקה ללא חיכוך העלול לשחוק אותם.
כמו כן השמן מסייע בהסעת חום בין חלקי המנוע השונים ובספיחת לכלוך.
מנוע קרנו או מחזור קרנו הוא מושג בתרמודינמיקה המתאר את מנוע החום בעל הנצילות המקסימלית.
המנוע נקרא על שם סאדי קרנו, ממניחי יסודות התרמודינמיקה.
למרות תיאור התהליך שלכאורה ניתן לביצוע, מנוע קרנו הוא תאורטי בלבד ואיננו ניתן לבנייה בפועל.
המהפכה התעשייתית החלה עם המצאת מנוע הקיטור על ידי ג'יימס ואט ב-1774. בהמשך פותחו סוגים נוספים של מנועי חום, כאשר הרעיון בבסיסם היה השימוש באנרגיה הכימית האצורה בחומרי דלק, אשר משתחררת כאנרגיה תרמית (חום) עם שריפת הדלק, אותה ניתן להפוך לאנרגיה מכנית – עבודה.
ברם, עד מהרה התברר שבתהליך רק חלק קטן מהחום הופך לעבודה, וצצה השאלה האם זו בעיה טכנולוגית או עקרונית, ומה היעילות המרבית שניתן להשיג בתהליך הפיכת החום לעבודה.
תשובות לשאלות אלה נמצאו בעבודתו של המדען הצרפתי סאדי קרנו בשנות ה-20 של המאה ה-19. במונחים מודרניים, הוא גילה שיש גבול תאורטי לנצילותו של מנוע חום, ונצילות זו תלויה בהפרש הטמפרטורות שבין מאגר החום של המנוע לזו של הסביבה.
בימי קרנו הייתה מקובלת תאוריית הקלוריק שהניחה כי החום הוא זורם (כמו נוזל או גז) חסר מסה.
קרנו חשב על פעולת המנוע כעל דחיפה של בוכנה על ידי זורם היפותטי זה, בעת תנועתו.
מושגי האנרגיה וכן מושג העבודה לא היו קיימים בתקופת קרנו.
הוא ניסח שני עקרונות שעומדים גם במבחן התרמודינמיקה המודרנית:
הנצילות המרבית תושג במנוע בו כל התהליכים הם הפיכים.
התהליך של מעבר חום יכול להיות הפיך, רק כאשר החום עובר בין שני גופים בעלי אותה טמפרטורה.
בשנות הארבעים של המאה ה-19, אחרי מותו של קרנו, ניסח מחדש אמיל קלפרון את תגליותיו של קרנו בצורה מתמטית, והביא אותם לידיעת הציבור המדעי, שכמעט שלא היה ער להן.
בשנות החמישים והשישים המשיך רודולף קלאוזיוס לפתח רעיונות אלה; הוא ניסח בעזרתם את החוק השני של התרמודינמיקה, והסביר אותם בעזרת מושג האנטרופיה שהמציא.
מנוע חום ממיר חום לעבודה, תוך ניצול זרימת החום בין שני מאגרי חום, שלהם טמפרטורות שונות.
המנוע פועל בצורה מחזורית, כך שבסוף כל מחזור (או מעגל, כפי שנהוג לכנות בהקשר זה) מצב המנוע עצמו חוזר לקדמותו, כפי שהיה בתחילת המחזור.
מעגל קרנו מתאר פעולת מנוע בעירה חיצונית אידיאלי המורכב ממאגר חום בטמפרטורה גבוהה , מאגר חום בטמפרטורה נמוכה , והמנוע עצמו המכיל חומר המסוגל לשנות את נפחו ולחצו (למשל גז) תוך עשיית או קבלת עבודה (למשל על ידי בוכנה).
החומר שבתוך המנוע יכול להיות לסירוגין במגע תרמי עם המאגר החם, להיות במגע תרמי עם המאגר הקר, או להיות מבודד תרמית מהסביבה.
כמו כן אין במערכת חיכוך, או גורמים בלתי־הפיכים אחרים.
פעולת מעגל קרנו מורכבת מארבעה שלבים:
התפשטות איזותרמית: בשלב זה זורם חום מהמאגר החם למנוע.
כשהמנוע נמצא במשך שלב זה בטמפרטורה השווה לטמפרטורה של המאגר החם.
בשלב זה הגז במנוע מתפשט וכך המנוע עושה עבודה, בקצב כזה שהטמפרטורה נשארת קבועה.
התפשטות אדיאבטית: בשלב זה הגז במנוע מבודד תרמית מהסביבה, לא זורם חום אל המערכת או ממנה, ולכן האנטרופיה קבועה; הגז ממשיך להתפשט כך שהמנוע ממשיך לעשות עבודה.
במהלך ההתפשטות, הטמפרטורה יורדת עד שהיא מגיעה לטמפרטורה של המאגר הקר.
התכווצות איזותרמית: בשלב זה זורם חום מהמנוע למאגר הקר, כשהמנוע נמצא במשך שלב זה בטמפרטורה השווה לטמפרטורה של המאגר הקר.
במהלך שלב זה הגז במנוע מתכווץ, כלומר נעשית עבודה על המנוע.
התכווצות אדיאבטית: בשלב זה המנוע שוב מבודד תרמית; הגז ממשיך להתכווץ כך שעדין נעשית עבודה על המנוע.
בגלל הבידוד, ההתכווצות גורמת לחימום הגז במנוע, עד שהוא מגיע לטמפרטורה של המאגר החם, והמנוע חוזר למצבו בתחילת שלב 1.
נצילותו של מנוע חום מוגדרת כיחס שבין העבודה שהופקה ממנו לבין אנרגיית החום שהושקעה בו, והיא תהיה תמיד קטנה מ-1.
במשך מחזור פעילות שלם, סך כל החום בכמות זורם ממאגר חום חם אל המנוע, כאשר חלק ממנו מומר לעבודה , והשאר
, זורם למאגר חום קר.
נצילות המנוע לכן נתונה על ידי:
אי אפשר להפוך את כל החום המתקבל מהמאגר החם לעבודה, כי כאשר זורם חום בכמות , לתוך המנוע כשהטמפרטורה המוחלטת בו היא , עולה בו גם כמות האנטרופיה לפי:
לעומת זאת, יציאת אנרגיה, בצורת עבודה, לא יכולה להקטין את כמות האנטרופיה; בסוף המעגל המחזורי, על המנוע לחזור למצבו ההתחלתי, גם מבחינת כמות האנטרופיה.
לכן: חייב לזרום חום למאגר הקר, כדי להוריד את האנטרופיה במנוע.
מאחר שככל שהטמפרטורה נמוכה יותר, ניתן לקבל שינוי באנטרופיה בעזרת כמות חום קטנה יותר, נוצר הפרש שאותו ניתן לנצל לעבודה.
כדי שהמנוע יחזור למצבו ההתחלתי, האנטרופיה המתווספת למנוע בשלב הראשון:
צריכה להיות שווה לאנטרופיה שנגרעת ממנו בשלב השלישי:
נצילות זו עולה ככל שההפרש בין הטמפרטורות גדול יותר, אולם אי אפשר להגיע ליעילות מושלמת, כלומר לנצילות של 100%.
כדי להגיע לנצילות של 50% במנוע הנמצא בסביבה יומיומית – בטמפרטורת החדר (טמפרטורה של כ-300 קלווין), צריך מאגר חם בעל טמפרטורה של לפחות 600 קלווין, שהן כ-300 מעלות צלזיוס.
בשני השלבים הראשונים מבצע המנוע עבודה על הסביבה, ובשני השלבים האחרונים הסביבה היא זו שמבצעת עבודה על המנוע.
אולם מדיאגרמת P-V (לחץ-נפח) ניתן לראות שכמות העבודה המבוצעת על ידי המנוע בשני השלבים הראשונים גדולה מכמות העבודה המבוצעת על המנוע בשני השלבים האחרונים.
לפי חוק קרנו, יעילות מעגל קרנו היא הנצילות המקסימלית האפשרית עבור מנוע חום.
דבר זה מושג בזכות העובדה שחום הנכנס למנוע, יוצא ממנו רק כאשר אין הפרש טמפרטורות בינו לבין המאגר הרלוונטי.
אם, למשל, החום היה נכנס למנוע כשהטמפרטורה שלו נמוכה מזו של המאגר החם, האנטרופיה שהוא היה מרוויח הייתה גדולה מהאנטרופיה שנגרעה מהמאגר החם.
לכן, כדי להיפטר ממנה היה המנוע צריך להזרים כמות חום גדולה יותר למאגר הקר, ופחות אנרגיה הייתה נשארת לעבודה.
אם בשלב מסוים יש תהליך שיוצר אנטרופיה נוספת מעבר לזו שהתווספה למנוע מהמאגר החם, המנוע צריך לפלוט יותר חום למאגר הקר כדי להיפטר ממנה, וכך נשארת פחות אנרגיה שניתן להפוך לעבודה, כלומר יעילות המנוע יורדת.
מבחינה פורמלית, ניתן לראות שהשינוי הכולל באנטרופיה מורכב מהשינוי באנטרופיות שני המאגרים, ועל פי החוק השני של התרמודינמיקה גודל זה לא יכול לקטון:
על פי החוק השני של התרמודינמיקה יכול חום לזרום באופן ספונטני רק מאזור חם לאזור קר.
אולם אפשר להזרים חום בכיוון ההפוך אם משקיעים לשם כך אנרגיה.
ניתן להשיג זאת על ידי הפיכת הכיוון במעגל קרנו.
כך, המקרר דווקא יידחס כשהוא במגע תרמי עם המאגר החם (ובשלב שלפני כן), ויתפשט כשהוא במגע תרמי עם המאגר הקר (ובשלב שלפני כן).
כאשר המכשיר פועל בתור מקרר או מזגן הרי שהמאגר הקר הוא פנים המקרר או החדר, והמאגר החם הוא הסביבה.
יעילות מכשיר זה כמקרר מוגדרת על ידי היחס בין כמות החום שהוּצאה מהמאגר הקר לבין העבודה שהושקעה לשם כך:
נצילות זו יכולה להיות גדולה או קטנה מאחד.
הנצילות גדלה ככל שהפרש הטמפרטורות בין הפנים לסביבה קטן, והיא הולכת וקטנה ככל שהפרש הטמפרטורות גדל.
נצילות הקירור שואפת לאפס כאשר מתקרבים לאפס המוחלט – כלומר אפשר להתקרב אליו, אך בגלל ירידת נצילות הקירור לאפס, לא ניתן לקרר עד לאפס המוחלט ממש.
במזגן אפשר להשתמש גם לחימום – אם המאגר הקר הוא הסביבה והמאגר החם הוא פנים החדר.
היעילות המקסימלית שניתן לקבל בצורה זו מוגדרת כיחס שבין החום המוזרם למאגר החם לבין העבודה הדרושה לשם כך, והיא:
גודל זה גדול מאחד מאחר שהמערכת אינה הופכת את העבודה לחום, אלא משתמשת בעבודה כדי להעביר חום, והיא מתווספת לחום שהועבר מהמאגר הקר.
מזגנים רבים יכולים גם לחמם.
אמנם אין זה משתלם כלכלית להתקין מזגן לצורך חימום, אך אם מזגן כבר קיים, משתלם יותר להשתמש בו גם לחימום, במקום בתנור חימום שהופך אנרגיה חשמלית ישירות לחום.
מנוע השראה ישר (LIM,מאנגלית - Linear Induction Motor) הוא מנוע חשמלי המבוסס על השראה מגנטית.
מנועים מסוג זה הם למעשה מנוע חשמלי רגיל ש"נפרש" כך שהסטטור שלו אינו בצורת מעגל אלא מהווה מסילה ישרה, ובמקום כוח פיתול הוא יוצר כוח בכיוון קבוע.
מנועים כאלה, כשהם משולבים במסילה משמשים להסעת קרונות רכבת ריחוף מגנטי, רכבות הרים ואף להנעת רכיבי ייצור זעירים במפעלי תעשייה בדיוק גבוה ביותר.
המנוע פועל על עקרון ההשראה המגנטית.
בחלקים המיועדים לכך וקבועים במסילה, מוזרם זרם חשמלי המייצר שדה מגנטי.
מגנט זה (הנקרא סטטור) מושך אליו מגנט אחר, לעיתים מגנט קבוע הנמצא בחלק המונע כמו קרון רכבת וכדומה.
כאשר הקרון מתקרב לסטטור בגלל השראה מגנטית החשמל אל הסטטור נפסק, ומועבר לסטטור הבא, שמושך את הקרון הלאה, וחוזר חלילה.
מנועים אלו פועלים ללא חלקים נעים, ויכולים לגרום לתנועה בדיוק גדול מאוד ובכוח רב.
ברכבות ההרים הטכנולוגיה מאפשרת עצירה מוחלטת מיידית, שליטה בתאוטות ותאוצות, הרמת הקרונות בנסיקה וצלילה אנכיים, וכן כניסה ללולאות תוך כדי שליטה מדויקת במהירות ובתיזמון בין הקרונות.
במערכות הייצור, המנועים דואגים לתנועה מדויקת ועצירה במקום הנכון ללא חלקים נעים ונשחקים, ובאופן אמין ביותר.
מנוע סטרלינג הוא מנוע בעירה חיצונית שהומצא ב-1816 על ידי רוברט סטרלינג.
המנוע פועל על בסיס מעגל סטרלינג שמנצל אנרגיה ממקור חום חיצוני על מנת להפיק עבודה מכנית.
מנוע סטרלינג בסיסי מבוסס על צילינדר המכיל גז או אוויר ושתי בוכנות שאוטמות את הגז בצילינדר.
מחזור פעולת המנוע הבסיסי מורכב מכך שבתחילה מקור החום החיצוני מחמם את הגז ובכך מגביר את הלחץ המופעל על הבוכנה הראשונה וגורם לעלייתה.
לאחר מכן, מתפשט הגז החם לאזור בטמפרטורה נמוכה, שבו נמצאת הבוכנה השנייה, ובכך מוקטן הלחץ בתוך הצילינדר ומאפשר לבוכנה הראשונה לשוב למקומה הקודם, בעקבות תזוזת זו השנייה.
תהליך העבודה במנוע מתאפיין בשינויים איזוכורים ואיזותרמים.
בשלב החימום - נשאר הנפח קבוע (תהליך איזוכורי) ובשלב ההתפשטות, נשארת הטמפרטורה קבועה (איזותרמי).
מקור החום המניע מנועי סטרלינג מגוון וכולל לדוגמה דלק, אנרגיה סולארית ואנרגיה גאותרמית.
לעומת זאת קירור האזור הקר במנוע, מבוצע לרוב על באופן אוטומטי באמצעות שימוש בצלעות קירור המורכבות על הצילינדר.
קיימות שתי צורות בסיסיות למנוע הסטרלינג:
מנוע המורכב מזוג צילינדרים המחוברים ביניהם, שבכל אחד מהם נמצאת בוכנה נפרדת.
בעוד שאחד מהצילינדרים מחומם על ידי מקור חום, השני דווקא מקורר.
אופן פעולתו מבוסס על ארבעה שלבים:
דחיסה איזותרמית - האוויר שבצילינדר הקר נדחס על ידי הבוכנה הנמצאת שם, והוא אינו מתחמם מפני שהאזור בו הוא נמצא בשלב זה, נמצא בטמפרטורה נמוכה, הנשמרת על ידי מקור חיצוני.
חימום בנפח קבוע - הבוכנה הקרה ממשיכה לדחוף את האוויר עד שהוא נדחף אל הצילינדר החם, שם הוא דוחף את הבוכנה השנייה.
בשלב זה סך כל נפח האוויר בשתי הבוכנות נשאר קבוע, אולם הטמפטורה והלחץ שלו עולים.
התפשטות איזותרמית - בעקבות ההתחממות האוויר בצילינדר החם ועליית הלחץ שלו, הוא מתפשט בחלל וגורם לדחיפת הבוכנה שנמצאת שם.
כעת האוויר אינו מתקרר, מפני שהצילינדר מחומם על ידי מקור חיצוני.
קירור בנפח קבוע - כעת האוויר עובר דרך לצילינדר הקר ומתקרר.
נפח האוויר בשני הצילינדרים נשאר קבוע (קטן בצילינדר החם וגדול בקר).
בשלב זה הלחץ של האוויר יורד.
למנוע דו צילינדרי יש שתי גרסאות דומות: מנוע סטרלינג אלפא שבו הצילינדרים מחוברים ביניהם באמצעות רגנרטור מצידם העליון שרחוק יותר מהגלגל, ו-מנוע סטרלינג גמא שבו הם מחוברים בחלקם התחתון ללא רנגטור.
מנוע הכולל צילינדר אחד שמכונה מנוע סטרלינג בטא, שבתוכו נמצאות שתי בוכנות.
אופן הפעולה של מנוע זה הוא מאוד דומה למנוע דו-צילינדרי, אלא שהצילינדר האחד מחולק לשני אזורים.
החלק העליון, שרחוק יותר מהגלגל מחומם על ידי מקור חיצוני, והחלק התחתון, מקורר.
הבוכנה העליונה עוברת בתוך התחתונה, בעוד התחתונה היא זו שאוטמת את הצילינדר מפני דליפת האוויר.
כמו כן, במנוע שבנוי בצורה זו, הרגנרטור אינו קיים.
מנועי סטרלינג הם בעלי יחס גרוע של תפוקת כוח יחסית למשקל המנוע, ובנוסף נדרשים חומרים יקרים יחסית המסוגלים לעמוד בעומס החום הקבוע - להבדיל ממנוע בעירה פנימית שעומס החום בו מוגבל לשיאים של מאיות שנייה.
בשל מגבלות אלו מנועי סטרלינג נמצאים בשימוש רק ביישומים מיוחדים.
קיימים גם מנועי סטרלינג זעירים הפועלים בטמפרטורות נמוכות שתפקידם העיקרי הוא סילוק חום, למשל ממערכות אלקטרוניות.
כמו כן, קיימים גם מנועים כאלו, המופעלים באמצעות האנרגיה הנוצרת מחום כף היד, כשהמנוע מונח עליה.
אחד השימושים במנועי סטרלינג הוא כמנוע עזר בצוללות.
המנוע בשימוש בצי הצוללות של יפן ובמספר צוללות בצי השוודי.
שימוש זה מאפשר לצוללת להישאר בצלילה ללא כל קשר לאוויר החיצון זמן ארוך יותר מהמקובל היום.
מנוע פריסת תצוגה , הוא רכיב תוכנה המפענח תוכן בשפת תגיות (כדוגמת HTML, XML, תמונות וכדומה) ומידע על פורמט ההצגה הרצוי (כמו CSS, XSL וכדומה) ומוציא כפלט מידע מעוצב שלרוב מוצג על הצג או מודפס.
בעבר היווה מנוע פריסת התצוגה חלק בלתי נפרד מהדפדפן, אולם עם התפתחות הקוד הפתוח ויישומים נוספים שהציגו תוכן בשפת תגיות, כגון תוכנות דואר אלקטרוני, הופרד מנוע הפריסה מהדפדפן והוא משרת מספר יישומים.
דוגמאות למנועי פריסת תצוגה נפוצים הם:
Gecko שבו נעשה שימוש בתוכנות של קרן מוזילה (פיירפוקס, Thunderbird ו-Seamonkey) ובעבר גם בגרסאות המאוחרות של דפדפן נטסקייפ.
WebKit פותח במקור על ידי KDE עבור אפל, משמש את הדפדפנים ספארי, דפדפן האנדרואיד ודפדפן פיירפוקס בגרסת ה-iOS.
Blink מבוסס על WebKit ונעשה בו שימוש בדפדפן גוגל כרום, כרומיום, אופרה ועוד.
Trident המשולב בין היתר במוצרים שונים של מיקרוסופט (אינטרנט אקספלורר, דפדפן אוונט ,Outlook Express).
EdgeHTML מבוסס על Trident ופותח עבור דפדפן מיקרוסופט אדג'.
Presto כבר לא נמצא בשימוש כיום, שימש בעבר את דפדפן אופרה.
KHTML תקן ישן יחסית, שנמצא בין היתר ב-Konqueror, שימש בעבר את הדפדפנים ספארי וגוגל כרום.
מנוע חום הוא מכונה שהופכת אנרגיה תרמית לעבודה מכנית.
מקור החום יכול להיות בעירה של דלק, אנרגיה סולארית, אנרגיה גאותרמית וכדומה.
על מנועי חום נמנים מנוע דיזל, מנוע בנזין, טורבינת קיטור, מנוע סילון, טורבינת גז ועוד.
הפקת אנרגיית החום נעשית על ידי שריפת דלק.
שרפה היא תהליך כימי, במהלכו ניתקים הקשרים הכימיים בין היסודות מהם מורכב הדלק (פחמן ומימן בעיקר), והם מתחברים מחדש עם אטומי חמצן המצוי באוויר.
תוצר השרפה הוא תערובת חדשה של גזים, הנקראים גזי שרפה.
תהליך ההתחברות מחדש של האטומים מלווה בשחרור אנרגיית חום גדולה, הנקלטת על ידי הגזים שנוצרו בשרפה ומעלה מאוד את הטמפרטורה שלהם.
דלק גולמי הוא תערובת סבוכה של פחמימנים (hydrocarbons) מסוגים שונים.
פחמימנים הם תרכובות אורגניות, שהמולקולות שלהן בנויות מאטומי פחמן (Carbon) ואטומי מימן (Hydrogen) בלבד.
הפחמימנים נבדלים זה מזה במספר אטומי הפחמן והמימן בכל מולקולה, בצורת הקשרים הכימיים בין האטומים, בטמפרטורת הרתיחה שלהם, במשקלם הסגולי ועוד.
תכולת הפחמן בדלק המופק מנפט היא 83-87%, ותכולת המימן 11-14%.
מלבד פחמימנים מכיל הדלק גם כמות קטנה של גופרית (Sulphur, 1-5%) ומינרלים שונים בכמות זעירה.
האוויר מורכב ברובו הגדול ממולקולות חמצן וממולקולות חנקן, שכל אחת מהן מכילה שני אטומים הקשורים זה לזה (O2 ו-N2 בהתאמה).
החנקן אינו משתתף בשרפה, כלומר אינו מתחבר עם החמצן ואף לא עם הפחמן והמימן שבדלק.
כדי שתתרחש שרפה, יש לאדות את הדלק ואחר כך להוסיף ולחממו עד לטמפרטורה, שבה ינתקו הקשרים בין אטומי הפחמן, המימן והגופרית המרכיבים את הדלק, והם יתחברו מחדש עם אטומי חמצן המצוי באוויר.
טמפרטורה זו נקראת נקודת ההצתה (כ- 5200C בדלק סולר).
המשמעות המעשית היא, כי שרפה לא יכולה להתחיל ללא מקור חום חיצוני בטמפרטורה נקובה.
תוספת החום מעניקה אנרגיה לאטומים המרכיבים את הדלק, מחלישה את הקשרים ביניהם וגורמת בסופו של דבר להינתקותם זה מזה.
במצב זה הם מתחברים מחדש עם אטומי החמצן שבאוויר.
החום הרב, שנוצר כתוצאה מהתלקחות מולקולות הדלק הראשונות, נקלט על ידי פרודות דלק נוספות שעדיין לא התלקחו.
כתוצאה מכך גם הן מתאדות ונשרפות ומסייעות להתלקחות מולקולות אחרות.
מוצר השרפה הוא תערובת חדשה של גזים, הנקראים גזי שרפה.
בשעת ההתחברות של יסודות הדלק עם החמצן משתחררת אנרגיית חום גדולה, הנקלטת על ידי הגזים שנוצרו בשרפה ומעלה את הטמפרטורה שלהם לעד 20000C.
הרכב ממוצע של גזי השרפה במנוע דיזל, לדוגמה, הוא:
מים במצב צבירה גזי (4%)
כיצד הופכים את אנרגיית החום לאנרגיה מכנית?
את אנרגיית החום הנוצרת בשרפה הופכים לאנרגיה או לעבודה מכנית באחת משתי דרכים:
שורפים את הדלק בחלל פתוח, בכבשן של דוד קיטור, ומנצלים את החום הרב של הגזים להרתחת מים וליצירת קיטור בלחץ ובטמפרטורה גבוהים.
באמצעות לחץ הקיטור מסובבים גלגל כפות של טורבינת קיטור או דוחפים בוכנה בתוך צילינדר של מנוע קיטור.
כאשר מבצעים את השרפה בחלל סגור, למשל בצילינדר של מנוע דיזל או בנזין, גורמת עליית הטמפרטורה של הגזים להעלאת לחצם.
את לחץ גזי השרפה מנצלים ישירות לדחיפת הבוכנה, ועל ידי כך הם מבצעים עבודה מכנית.
מנועי חום מסווגים על פי ההבחנה הנ"ל למנועי בעירה חיצונית ולמנועי בעירה פנימית.
מנוע ונקל או מנוע רוטורי הוא מנוע בעירה פנימית סיבובי.
המנוע פותח בשנות ה-50 של המאה ה-20 על ידי המהנדס הגרמני פליקס ונקל והוצע לראשונה במכוניות של חברת NSU.
נכון לעשור הראשון של המאה ה-21, עדיין מיוצרים אופנועים ומכוניות עם מנוע זה, אולם הם נדירים יחסית.
בניגוד לגלילים שבהם משתמשים במנוע שתי פעימות ובמנוע ארבע פעימות, במנוע ונקל משתמשים בבית מנוע אפיטרוכואידי, שבתוכו מסתובב רוטור.
צורת הרוטור היא משולש רולו שדפנותיו קמורות, שכל אחת מהן פועלת כמו בוכנה.
על כל צד של הרוטור ישנם אטמי מתכת שאוטמים את הצדדים של תא השריפה הזמני הנוצר בין הרוטור לדופן בית המנוע.
בית המנוע האפיטרוכואידי גורם לכך ששלושת הלהבים של הרוטור יהיו תמיד במגע עם הדפנות, וכתוצאה נוצרים 3 נפחים אטומים של גז הסובבים עם הרוטור סביב בית המנוע.
כל חלק בבית המנוע מבצע שלב כלשהו בתהליך הבעירה.
בניגוד למנועים אחרים, במנוע ונקל אין שסתומים, וסעפות היניקה והפליטה מגיעות אל בית המנוע.
סעפת הפליטה מחוברת ישירות למפלט, וסעפת היניקה מחוברת ישירות למאייד.
מספר החלקים הנעים במנוע זה נמוך ביותר מאשר במנוע בעירה פנימית עם גלילים (3 לעומת 40), עובדה זאת מביאה לכך שהאמינות של המנוע גבוהה במיוחד ביחס למנועים אחרים.
בחלק זה ישנם תנוכים (אונות), המורכבים בצורת מדרגות המאונכות לו.
התנוך פועל למעשה, כמו גל הארכובה (crankshaft) במנוע בוכנות רגיל, כאשר כל רוטור מרים את אחד התנוכים, תוך כדי שהוא נע במסלולו סביב בית המנוע.
כיוון שהתנוכים בנויים במאונך לגל הזיזים, הכח שהרוטור מעניק להם יוצר מומנט הגורם לגל הזיזים להסתובב.
מנוע ונקל בנוי בשכבות – בדרך כלל חמש שכבות שמוחזקות ביחד על ידי טבעות וברגים ארוכים.
נוזל הקירור זורם דרך מעברים המקיפים את כל החלקים והשכבות.
שתי השכבות החיצוניות מכילות את האטמים ואת גלגלי השיניים המסובבים את גל הזיזים.
בנוסף הן אוטמות את שני האזורים של בית המנוע, שמכילים את הרוטורים.
המשטח הפנימי של שכבות אלו, חלק מאוד, זאת על מנת לעזור לאטמים של הרוטור לתפקד.
סעפת היניקה ממוקמת על כל אחת מהשכבות הנ"ל.
השכבה הבאה היא למעשה בית המנוע, המכיל את סעפת הפליטה.
חלק זה של בית המנוע מכיל את הרוטור.
השכבה המרכזית מכילה 2 חריצי יניקה - אחד בשביל כל רוטור.
היא גם מפרידה בין 2 הרוטורים ולכן המשטח החיצוני שלה חלק מאוד.
במרכזו של כל רוטור יש גלגל שיניים פנימי גדול שמסתובב סביב גלגל שיניים קטן יותר, שקבוע אל בית המנוע.
חלק זה קובע את מסלולו של הרוטור.
בנוסף הרוטור מסתובב על תנוך מעגלי גדול של גל הזיזים.
ליבו של המנוע הוא הרוטור, שהוא החלק השקול בפעולתו לבוכנה במנוע בוכנות.
הרוטור מורכב על תנוך עגול וגדול שנמצא על גל הזיזים, התנוך אשר פועל כמו גל הארכובה ונותן לרוטור את ההנפה שהוא צריך כדי לסובב את גל הזיזים.
בזמן שהרוטור מסתובב בתוך בית המנוע, הוא דוחף את התנוך במעגלים דקים, שלוש פעמים לכל כיוון של הרוטור.
כאשר הרוטור זז בתוך בית המנוע, שלושת התאים שנוצרו על ידיו משנים את גודלם, שינוי הגודל הזה יוצר פעולת שאיבה.
פעימת היניקה שלב היניקה מתחיל כאשר קצה הרוטור עובר את חריץ היניקה.
באותו הרגע, כאשר חריץ היניקה חשוף לתא שנותר על ידי הרוטור, הנפח של התא הזה מינימלי.
כאשר הרוטור עובר את חריץ היניקה הנפח של התא גדל, ותערובת של אוויר ודלק נכנסת לתוכו, עד אשר הוא מגיע לנפחו המקסימלי.
בנקודה זו פינת הרוטור עוברת את פתח היניקה, התא נאטם ומתחיל תהליך הדחיסה.
פעימת הדחיסה כאשר הרוטור ממשיך בתנועתו סביב בית במנוע, הנפח של התא שנוצר קטן, והתערובת הדליקה נדחסת.
בזמן שפני הרוטור נעות ליד המצתים (פלאגים), הנפח של התא שנוצר הוא מינימלי.
פעימת הבעירה לרוב מנועי הונקל יש שני מצתים.
הסיבה לכך היא שתא השריפה ארוך, לכן הלהבה תפעל לאט מדי אם היה רק מצת אחד.
כאשר המצתים מציתים את התערובת הדליקה, הלחץ שנוצר מזיז את הרוטור, בכיוון שגורם לתא שנוצר לגדול בנפחו.
הגזים שנפלטים כתוצאה מתהליך השריפה ממשיכים להזיז את הרוטור וליצור כח, עד אשר הרוטור עובר את חריץ הפליטה.
פעימת הפליטה כאשר קצה הרוטור עובר את חריץ הפליטה, הגזים שנוצרו מתהליך השריפה חופשיים לזרום החוצה לסעפת הפליטה (וממנה למפלט).
כאשר הרוטור ממשיך לזוז, התא שנוצר מתחיל להתכווץ, ובכך מוציא את הגזים שנשארו לחריץ הפליטה.
בו בזמן, הנפח של התא שנוצר הוא כמעט מינימלי.
קצה הרוטור עובר את פתח היניקה והמעגל מתחיל מחדש.
יעילותו של מנוע ונקל נובעת מכך שבסיבוב אחד של הרוטור מתבצעים שלושה תהליכי בעירה (המקבילים ל"פעימות עבודה" במנוע בוכנה).
אמנם גל הזיזים (השקול לגל ארכובה במנוע ארבע פעימות) סובב שלושה סיבובים על כל פעימת בעירה, אך כיוון שמתרחשות שלוש פעימות בעירה בסיבוב אחד מתקבל למעשה תהליך בעירה אחד לכל סיבוב של גל הזיזים.
כך מתקבלת יעילות עבודה השקולה ליעילות של מנוע שתי פעימות וטובה פי שניים מיעילותו של מנוע ארבע פעימות.
מאפיין יעיל נוסף של מנוע ונקל הוא בכך שאין צורך בהמרת פעולת המנוע מתנועה קווית (של בוכנות במנוע בוכנה) לתנועה סיבובית (של גל ארכובה).
פליקס ונקל החל לפתח רעיונות הנוגעים למנוע רוטרי ב-1951 במסגרת עבודתו בחברת NSU.
ב-1957 הציגה NSU אב טיפוס של המנוע, אך נדרשו מספר שנים נוספות כדי להביאו לרמה המתאימה לשיווק במכוניות סדרתיות.
ב-1964 החלה NSU למכור את ה-"ונקל ספיידר" שהייתה המכונית הראשונה בעולם שהונעה במנוע רוטרי.
ב-1967 הוצג NSU Ro 80 שהיה הדגם הנודע ביותר שיוצר עם מנוע רוטרי אך בעיות האמינות שלו היו כנראה בין הסיבות לקריסת NSU.
סיטרואן אמי דגם m35 יוצר עם מנוע ונקל, אך יוצרו 267 יחידות בלבד.
בשנת 1973 יוצר על ידי סיטרואן דגם ה-סיטרואן GS בגרסת מנוע ונקל, 2X497.5 סמ"ק המפיק 106 כ"ס.
זכויות הייצור של מנוע ונקל נמכרו במהלך שנות ה-60 של המאה ה-20 למספר חברות, ביניהן מאזדה, סיטרואן, ניסאן, סוזוקי, ימאהה ועוד.
רוב החברות נטשו פיתוח כלי רכב עם מנוע זה עוד בשלב התכנון.
סוזוקי הייתה הראשונה להציע אופנוע עם מנוע ונקל, ה-RE-5 ב-1965. בתחום המכוניות רק מאזדה פיתחה והציעה באופן רציף מכוניות עם מנוע ונקל מ-1967 ועד ימינו.
במהלך השנים הצליחה מאזדה לשפר את אמינותו וביצועיו של המנוע, ומכונית הספורט שלה, RX-7, הייתה נושאת הדגל בתחום, עד שהופסק ייצורה ב-2012.
מנוע מגח סילון הוא מנוע כלאיים בין מנוע סילון למנוע רקטי.
מנוע המגח סילון הוא מנוע סילון שאינו משתמש בטורבינה לדחיסת תערובת הדלק והאוויר.
דחיסת תערובת הדלק והאוויר מתבצעת במנוע זה על ידי תנועתו באוויר.
כאשר מהירות האוויר קרבה למהירות הקול, נוצרת תופעת המגח.
תופעת המגח היא דחיסה עצמית של פרודות האוויר, כלומר, דחיסה ללא כוח חיצוני.
יתרונותיו של מנוע זה כוללים: הספק גדול יותר ביחס למנוע סילון, יכולת לעבודה בלחץ אטמוספירי נמוך, המנוע אינו מכיל חלקים נעים כך שהשחיקה נמוכה וכן יכולת לעבוד במהירות גבוהה ממהירות הקול.
בין חסרונותיו: מסוגל לפעול רק בתנועה, או כשקיימת זרימת אוויר חזקה, וכן הצורך במבנה מנוע שיעמוד בלחצים הפנימיים הגבוהים השוררים בו.
מנוע חוקים או מערכת מונעת חוקים (Rule Engine) היא כלי תוכנה באמצעותו ניתן לכתוב מערכת מומחה.
במערכת המומחה שלושה מרכיבים עיקריים:
תוכנת מנוע החוקים תומכת ביצירת החוקים, העובדות והפעלת מנוע ההסקה, ומהווה לפיכך סביבת פיתוח עבור פיתוחה של מערכות מומחה.
מערכת המומחה מיישמת את אוסף החוקים הלוגיים שהוגדרו לאוסף העובדות, כך שבמהלך היישום יכולות להיווצר עובדות חדשות.
במרבית המערכות לא נוצרים חוקים חדשים.
חוק לוגי בנוי מחלק של התניה (if) וחלק של ביצוע (then).
כאשר קיימת עובדה מסוימת התואמת להתניה של חוק הלוגי, החוק עובר למצב הפעלה (activation).
במידה שקיימות מספר עובדות המתאימות לחוק, תבוצענה הפעלות של החוק עד אשר כל העובדות "יטופלו".
מנוע ההסקה מבצע את חלק הביצוע של החוק שהופעל.
כאשר חוק שהופעל מבוצע, הביצוע מוגדר כ"יריה" (fire).
המנוע יפעל ויבצע את החוקים כל עוד קיימים ברשימה (Agenda) חוקים שעברו הפעלה.
תוך כדי הביצוע, ייתכן שיתווספו, ימחקו או ישתנו עובדות.
תוספות ושינויים אלו יכולים לגרום להפעלות נוספות של חוקים או לביטולן של הפעלות קיימות.
לפיכך, ייתכנו מצבי סתירה (Conflict resolution) שפתרונם מוגדר על פי מדיניות (הניתנת לבחירה מראש).
מנוע חוקים מבוסס ג'אווה JESS
מנוע CLIPS - גרסה קודמת של JESS שנכתבה בשפת C
מנוע הקיטור של ניוקאמן, הנושא את שם ממציאו תומאס ניוקאמן, הוא המכונה הראשונה שניצלה בצורה יעילה את כוח הקיטור לביצוע עבודה מכנית.
ג'יימס וואט, המזוהה יותר מכל אדם אחר עם מנוע הקיטור, פיתח את מנועו על יסוד המצאתו של ניוקאמן, ובנה גרסאות חסכוניות ויעילות פי כמה.
לעיתים נקרא המנוע של ניוקאמן בשם "מנוע אטמוספירי" (atmospheric engine), על שום עיקרון פעולתו.
מכונות קיטור קטנות מסוגים שונים נבנו עוד קודם זמנו של ניוקאמן, אך רובן נועדו לשעשוע ולא לתכלית מעשית.
בסביבות שנת 1600 נעשו ניסיונות אחדים לנצל את כוח הקיטור להפעלת מזרקות קטנות.
תחילה מילאו מים במכל, ואחר כך העלו את לחצם באמצעות זרם קיטור עד שפרץ מן המכל סילון המים המבוקש.
מאחר שבאותה תקופה לא היו עדיין הידע והיכולת הדרושים לבניית מכלים גדולים העמידים בלחצים גבוהים, נותרו מכונות אלו חסרות שימוש ותועלת.
אדוארד סומרסֶט, מרקיז ווּסְטֶר השני , פרסם ב-1662 ספר ובו רעיונות אחדים שהגה ופיתח.
אחד מהם היה מזרקה מופעלת בכוח קיטור, אשר ניצלה את תופעת התת-לחץ ולא את לחץ הקיטור.
על פי תכנונו מולאו לסירוגין שני מכלים בקיטור.
קירור המכל גרם להתעבות הקיטור ולהיווצרות ואקום שנוצל לשאיבת מים מבאר.
אספקה מחודשת של קיטור דחפה מן המכל את המים שנשאבו לתוכו, כמו בדגמי המנועים הקודמים.
על ידי הפעלה לסירוגין של המכלים, זה אחר זה, יצרה המזרקה סילון מים רציף למדי.
המכונה שהגה פפן הורכבה מצילינדר אנכי, בתוכו נעה בוכנה המצוידת במוט בוכנה.
פפן בנה דגם של המצאתו אך לא הוסיף ופיתח אותו.
המנוע השני שהגה דמה למכונה שהמציא סיוורי, אך פפן השתמש בה כדי להזרים מים לסיבובו של גלגל מים.
ברם, לא היה זה מנוע קיטור "אמיתי", כזה המייצר עבודה מכנית בצורה ישירה.
ב-1698 רשם תומאס סֵייוֶורִי פטנט על משאבה מונעת בכוח הקיטור, אותה כינה בשם "The Miner's Friend".
המכונה הייתה זהה במהותה להמצאתו של סומרסט, וככל הנראה הועתקה ממנו.
היא שימשה לשאיבת מים ממכרות, אך המים לא סולקו מן הצילינדר על ידי זרם חדש של קיטור בלחץ, אלא על ידי הפרש לחצים שנוצר כתוצאה מקירור הצילינדר; התעבות הקיטור גרמה לנפילת הלחץ בצילינדר מתחת ללחץ האטמוספירי, והמים נדחקו החוצה דרך שסתום שנפתח בצורה מכנית ברגע המתאים.
קירור הצילינדר עד להיווצרות תת-לחץ בתוכו היה תהליך איטי למדי, וסייוורי פתר זאת מאוחר יותר על ידי סילון מים חיצוני, שזרז את פעולת העיבוי.
מאחר שעומק השאיבה המקסימלי התאורטי הוא 10 מטרים (הלחץ האטמוספירי שווה ללחץ השורר בתחתית עמוד מים בגובה 10 מטרים), לא התאים מנועו של סיוורי למכרות עמוקים.
כדי לשאוב מים מעומקים גדולים מ־ 6-7 מטרים, יש להשתמש במשאבה מכנית מסוג כלשהו, הנמצאת קרוב למפלס המים הנשאבים ודוחפת אותם מעלה אל מחוץ למכרה.
משאבות דחיקה בוכנאיות, מונעות על ידי סוסים, היו קיימות בשימוש באותם זמנים, אך הצריכו להנעתן מנגנון הפועל בתנועה קווית, הלוך ושוב, שלא היה קיים במכונה של סייוורי.
מנועו של סייוורי חסר חלקים נעים ופעל כמעין סיפון, ולכן אין לראות בו מנוע קיטור אמיתי, הממיר אנרגיית חום לאנרגיה מכנית באמצעות מנגנון חיצוני כלשהו.
את הבעיה פתר ניוקאמן כשהגה את הרעיון של מנוע קורה (beam engine).
בוכנת הקיטור הפעילה משאבת מים בוכנאית בתחתית המכרה באמצעות קורת עץ ענקית, שנעה כנדנדה על עמוד מרכזי.
ב-1712 השלים ניוקאמן את בניית המנוע המסחרי הראשון שלו.
שנה אחר כך בנה עם שותפו ג'ון קיילי (John Calley) מנוע מעל פיר מכרה מלא מים, כדי להציג לכל את יכולתו, ואומנם המנוע שאב את המים מן הפיר בתוך שעות אחדות.
עוד באותה שנה הופעל המנוע במפעלי הפחם Conygree Coalworks סמוך לדָאדְלִי שבמערב המידלנדס, ורפליקה שלו, שניתן להפעילה, מוצגת כיום ב- Black Country Living Museum הסמוך.
עד מהרה יצא שמעו של המנוע למרחוק.
מאחר שתוקף הפטנט של סייוורי עדיין לא פג, נאלץ ניוקאמן להגיע עמו להסדר ולפעול במסגרת הפטנט הרשום על שמו.
המנועים הראשונים של ניוקאמן שימשו במכרות הפחם, אך נפוצו גם אל מכרות המתכת במערב אנגליה, כמו מכרות הבדיל בקורנוואל.
עד שנת מותו התקין ניוקאמן למעלה ממאה מנועים, לא רק במערב הארץ ובמידלנדס אלא גם בצפון ויילס ובקאמבריה.
מנועים אחדים נבנו בארצות אירופה, כמו צרפת, בלגיה, ספרד, הונגריה ושוודיה.
המנוע של ניוקאמן כלל דוד קיטור (A), בדרך כלל מסוג "ערימת שחת" (haystack boiler), שהותקן מתחת לצילינדר.
הדוד ייצר כמויות גדולות של קיטור בלחץ נמוך מאוד, לא יותר מ־ psi 1-2, לחץ שדודי הקיטור של אותם זמנים יכלו לעמוד בו.
מנוע הקיטור הפעיל את המשאבה הבוכנאית בתחתית המכרה באמצעות קורה מאוזנת.
אל קצה אחד של הקורה (D) חובר בשרשרת מוט בוכנת הקיטור, ואל קצה השני (F) מוט בוכנת המים.
הצילינדר (B) בתוכו נעה בוכנת הקיטור היה פתוח לאטמוספירה מצדו העליון, מעל הבוכנה.
לבוכנה הייתה שפה זוויתית (P), סביבה נכרך חבל פשתן שהודק למקומו באמצעות משקולות מתכת ושימש כאטם פרימיטיבי.
מדי פעם הרטיבו את החבל, כדי שיתרחב ויילחץ אל דפנות הצילינדר.
כאשר פתחו את שסתום האספקה (V), זרם הקיטור מן הדוד אל הצילינדר.
לאחר מכן סגרו את שסתום האספקה ופתחו את שסתום ('V), שהזרים מים קרים ממכל גובה (C) לתוך הצילינדר.
המים הקרים עיבו את הקיטור, הלחץ מתחת הבוכנה נפל, והיא נדחפה מטה בכוח הלחץ האטמוספירי הגדול יותר השורר מעליה.
תנועת בוכנת הקיטור מטה גרמה להתרוממות בוכנת המשאבה ולשאיבת המים מן המכרה.
הקורה חזרה למצבה הקודם על ידי משקל מוט בוכנת המים ובוכנת המים עצמה, שהיה גדול במעט מזה של בוכנת הקיטור.
הקיטור שהוזרם מחדש אל הצילינדר הרחיק את שאריות מי העיבוי דרך שסתום חד־כיווני והחל מחזור פעולה חדש.
במנועים מן הדגמים הראשונים הופעלו השסתומים בצורה ידנית, אך הדבר לא היווה כל בעיה מאחר שתנועת הבוכנות הייתה איטית מאוד.
בדגמים מאוחרים יותר הופעלו השסתומים אוטומטית על ידי הקורה עצמה, באמצעות מערכת דחיפים.
האגדה מספרת, שאת מנגנון השסתומים האוטומטי העשוי מיתרי חבל ותפסים המציא ב־1713 נער בשם המפרי פּוֹטֶר, שתפקידו היה לפתוח ולסגור את השסתומים של מנוע הקיטור במקום עבודתו.
מכל מקום, מנגנון השסתומים שוכלל ככל הנראה עוד לפני 1715, והוא נראה בבירור באיורים המוקדמים ביותר של המנוע הידועים לנו, שצוירו על ידי הנרי בֵּייטוֹן ב־1717.
מרבית האיורים אינם מציגים את משאבת המים, אלא רק את מנוע הקיטור עצמו.
כיום מקובלת הדעה, כי לפחות במנועים הראשונים השתמשו במשאבות שהבוכנה שלהן נעה מטה, במהלך הסניקה, באמצעות הכוח שהפעילה משקולת.
רפליקת המנוע של ניוקאמן המוצגת בטירת דאדלי כוללת משאבה מסוג זה, וספיקתה 12 פעימות לדקה, 10 גלון (54.6 ליטרים) בכל פעימה.
במנועים שבנה לימים ג'יימס ואט נדחפה בוכנת המים במהלך הסניקה על ידי בוכנת הקיטור עצמה, ויכול להיות שהגרסאות המאוחרות של מנועי ניוקאמן פעלו באותה צורה.
חסרונותיו של מנוע ניוקאמן ואחריתו
ב-1725 כבר היה המנוע בשימוש נפוץ במכרות פחם, והוא הוסיף להתקיים ללא שינויים מהותיים עד סוף המאה ה-18, אז נדחק על ידי מנועו של ג'יימס וואט שנצילותו התרמית ותצרוכת הפחם שלו היו טובים לאין שיעור יותר.
שיפורים אחדים במבנה המנוע ובנצילותו נעשו עוד קודם לכן על ידי ג'ון סמיטון, אך השיפורים שהגה ויישם ואט היו גדולים יותר.
חסרונו העיקרי של מנוע ניוקאמן היה נצילותו הנמוכה.
לאחר שהצילינדר קורר כדי ליצור תת-לחץ, נותרו דפנות הצילינדר קרים, ועם הכנסת מטען חדש של קיטור התעבה חלק ממנו והלך לאיבוד.
המשמעות המעשית הייתה, שכמות בלתי מבוטלת של פחם התבזבזה בחימומו מחדש של הצילינדר.
חיסרון זה לא היה משמעותי ביותר כל עוד המנוע הופעל במכרות פחם, אך הדבר מנע את ניצולו במכרות מתכת ובתחנות שאיבה בשל עלויות הפחם הגבוהות והצורך לשנע אותו.