Движок стирлинга — прошедшее, истинное и будущее

Таким макаром, можно сказать, что история мотора Стирлинга далековато не закончена. Его развитие заходит в новый перспективный шаг.

Механизм работы и устройство.

двигатель Стирлинга является термический машиной замкнутого цикла. Его работа базирована на расширении газа, применяемого как рабочее тело, при повышении температуры. На последующем рисунке приведены диаграммы для безупречного цикла Стирлинга в координатах давление-обьем P-V и температура-энтропия T-S и иллюстрации соответственных процессов.

двигатель стирлинга - прошедшее, истинное и будущее

двигатель стирлинга - прошедшее, истинное и будущее

На диаграммах цифрами обозначены точки, разделяющие этапы работы мотора. На первом шаге (1-2) происходит изотермическое расширение газа. Дальше, на последующем шаге (2-3) — остывание при неизменном объеме. Дальше (шаг 3-4) — изотермическое сжатие охлажденного газа. И в конце концов на шаге 4-1 разогрев при неизменном объеме. Нужная работа делается газом лишь на первом шаге. Все другие происходят за счет запасенной части энергии (обычно, энергии вращающегося колеса).

Есть два главных типа движков Стирлинга, отличающихся устройством цилиндров. В первом — так именуемом двухцилиндровом (Two pistons type Stirling engine) употребляются раздельные цилиндры для нагревания и остывания рабочего газа.

двигатель стирлинга - прошедшее, истинное и будущее

Двухцилиндровый двигатель Стирлинга

На этом рисунке высшая часть жаркого цилиндра с поршнем (hot piston) повсевременно разогревается наружным источником тепла, в то время, как высшая часть прохладного цилиндра с поршнем (cold piston) повсевременно охлаждается. Следует направить внимание, что поршни закреплены на коленчатом валу (crank shaft) так, что обеспечивают сдвиг по фазе на 90 градусов, т.е. в то время, как жаркий поршень добивается верхнего положения, прохладный находится в среднем положении, двигаясь ввысь. Этот момент сооответствует шагу 2-3 на прошлом рисунке — остыванию при неизменном объеме. Потом прохладный поршень движется вверх, сжимая охлажденный газ при неизменной температуре — шаг 3-4. Когда прохладный поршень теснит охлаженный и сжатый газ в жаркий цилиндр, тот разогревается при неизменном объеме — шаг 4-1. И в конце концов, жаркий газ расширяется, толкая поршень в жарком цилиндре вниз — шаг 1-2. На завершающем шаге выделяется мощность, часть которой запасается вращающимся колесом (flywheel).

В другой конструкции — движке Стирлинга поршневого типа (Displacer type Stirling engine) — употребляется один цилиндр, одна сторона которого (верхняя на приведенном ниже рисунке) повсевременно охлаждается, а другая — повсевременно греется. Поршень-дисплейсер (displacer), разделяющий прохладную и жаркую части цилиндра, неплотно прилегает к стенам цилиндра, что позволяет газу передвигаться меж ними. В этой конструкции поршни так же закреплены на коленчатом валу со сдвигом по фазе на 90 градусов. двигатель работаетпо тому же принципу, что и предшествующая конструкция.

Добавить комментарий

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