Движок стирлинга

двигатель с наружным подводом теплоты, термический поршневой двигатель, в замкнутом объеме которого циркулирует неизменное рабочее тело (газ), нагреваемое от наружного источника тепла и совершающее полезную работу за счет собственного расширения. Придуман в 1816 г. шотландским священником Р. Стирлингом. 1-ый Д. С. построен в 1845 г. Позже идею Стирлинга использовал шведский инженер Дж. Эриксон, который изменил рабочий процесс (тепло к газу подводилось не при неизменном объеме, как у Стирлинга, а при неизменном давлении) и несколько усовершенствовал конструкцию. В 1852 г. Эриксоном было выстроено судно с 4 такими движками, но распространения этот двигатель не получил. В связи с резвым развитием паровых машин и в предстоящем движков внутреннего сгорания энтузиазм к Д. С. временно пропал. Исследования и промышленная разработка Д. С. вновь развернулись исключительно в 60-х гг. XX в. на новейшей научнотехнической базе. Принцип деяния Д. С. аналогичен принципу деяния бензинового двигателя (ДВС): нужная работа совершается за счет того, что на сжатие прохладного газа затрачивается меньше механической работы, чем на расширение жаркого газа. Но наличие наружного источника тепла и всепостоянство рабочего тела обусловливают конструктивные различия этих движков. В отличие от ДВС Д. С. имеет в цилиндре 2 переменные по объему полости — жаркую и прохладную. Рабочее тело сжимается в прохладной полости и поступает в жаркую, потом после нагрева газ движется в оборотном направлении и поступает в прохладную полость, где, расширяясь, производит полезную работу. Такое двухстороннее движение газа обеспечивается наличием 2 поршней в каждом цилиндре: поршня-вытеснителя, регулирующего перетекание газа, и рабочего поршня, совершающего полезную работу. Объем жаркой полости в высшей части цилиндра регулируется поршнем-вытеснителем, а объем прохладной полости, находящейся меж обоими поршнями, — их совместным перемещением. Оба поршня связаны механически и совершают согласованное движение, обеспечиваемое особым механизмом, сразу заменяющим кривошипно-шатунный механизм ДВС. При работе Д. С. можно выделить 4 главных поочередных положения поршней, определяющих рабочий цикл мотора: А — рабочий поршень в последнем нижнем положении, поршень-вытеснитель — в последнем верхнем. При всем этом большая часть газа находится меж ними в прохладном пространстве (остывание); Б — поршень-вытеснитель находится в верхнем положении, а рабочий поршень подымается вверх, сжимая прохладный газ (сжатие); В — поршень-вытеснитель опускается вниз, приближаясь к рабочему поршню и вытесняя газ в жаркую полость (нагревание); Г — жаркий газ расширяется, совершая полезную работу воздействием на рабочий поршень (расширение). На пути газа устанавливается регенератор, который отбирает часть тепла при движении через него жаркого газа и дает его при его движении после остывания и сжатия в оборотную сторону. Наличие регенератора на теоретическом уровне позволяет довести КПД Д. С. до 70 % и поболее. Регулирование мощности мотора достигается конфигурацией количества газа. В качестве рабочего тела могут применяться газы с высочайшими теплотехническими качествами (водород, гелий, воздух и др.). Главные особенности Д. С. — возможность внедрения хоть какого источника тепла (водянистого, твердого, газообразного и ядерного горючего, солнечной энергии и т. д.); работа в большенном спектре температур при малом перепаде давления сжатия и расширения; регулирование мощности методом конфигурации количества рабочего тела в цикле при постоянных высшей и низшей температурах газа. Эти особенности обеспечивают такие достоинства Д. С. перед термическими движками других типов, как многотопливность и малая токсичность товаров сгорания горючего; малошумность и отменная уравновешенность; высочайший КПД на режимах малых мощностей.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *